セラミックス形フルカラーインテリジェントELディスプレイの研究

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本研究においては以下に述べる成果を上げることができた。(1)新規な発光層材料であるZnGa_2O_4:Mn薄膜の最適発光層作製条件を確立するために、ZnGa_2O_4:Mn薄膜の成膜条件並びにターゲット作製技術について検討した。具体的には前者に対してはスパッタ成膜時の基板温度、スパッタガス圧、基板-ターゲット間距離、スパッタ投入電力をパラメータとして変化させた。また、後者に関してはターゲットとに使用する蛍光体粉末の材料混合比、発光中心導入量および焼成温度をパラメータとして変化させた。これらのEL素子作製条件と作製した素子のEL特性との関係を明らかにした結果、基板温度275℃、スパッタガス圧6Pa、基板-ターゲット間距離25mm、スパッタ投入電力80Wの成膜条件下で作製した発光層を用いた素子において、900cd/m^2以上の高輝度緑色発光を実現できた。(2)デバイスのフルカラー化を実現するために、Mn(緑)に加えてCr(赤)およびTi(青)を発光中心材料として採用し、ターゲット作製時の発光中心材料導入濃度、焼成プロセス等のド-ピング技術を確立できた。その結果、フルカラーELディスプレイを実現するために不可欠な光の3原色であるMn(緑)、Cr(赤)およびTi(青)発光を同一母体材料(ZnGa_2O_4)を用い、発光中心材料のみを変化させることにより実現できた。特にこれらの発光層材料を用いたEL素子においては発光色の色度バランスがブラウン管に匹敵するほど優れた発光色を実現できた。(3)情報処理機能を付与するため、絶縁層に採用したBaTiO_3セラミックスのヒステリシス特性の制御技術を確立できた。その結果比誘電6000以上のBaTiO_3セラミックスを作製でき、それを用いた素子において、誘電体のメモリー効果により電気パルス信号を記憶させ、それを光パルス信号として取り出す電気-光情報処理機能を実現できた。