JP2003003159A - エピタキシャル蛍光体薄膜及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色純度、輝度、寿命に優れたＭ_x Ｎ_1-x Ｈｆ
Ｏ₃ ：Ｔｍ⁺³（Ｍ，Ｎ＝アルカリ土類金属元素）青色蛍
光体薄膜を提供する。 【解決手段】 ＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板と、この単結晶
基板上にエピタキシャル成長した、成分組成、Ｃａ_x Ｂ
ａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦１）、Ｃａ
_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０≦ｘ＜１）、
または、Ｓｒ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０
＜ｘ≦１）で表わされるエピタキシャル蛍光体薄膜であ
り、青色（４５７ｎｍ）発光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エピタキシャル蛍
光体薄膜及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスプレイ装置は、ブラウン
管、プラズマディスプレイまたは液晶ディスプレイとい
ったものが主流である。しかしながら、撮像管がＣＣＤ
などの固体撮像素子に置き換わったようにディスプレイ
装置においても、完全固体ディスプレイに置き換えるこ
とが求められている。完全固体ディスプレイは様々な方
式が提案されており、例えば、紫外線発光ダイオード上
に非線形光学素子を配列して紫外線透過光強度を制御
し、非線形光学素子上に積層した蛍光体を発光させると
いった方式が提案されている。また、Ｓｉ基板上に量子
サイズ効果を有する層、例えばポーラスＳｉ層を積層し
て電子線源とし、量子サイズ効果層上に積層した蛍光体
を光らせるといった方式も提案されている。

【０００３】ところで、従来の蛍光材料は、蛍光体の焼
結体粉末をディスプレイ面に塗布するといった使い方が
されている。例えば、電子線投写型ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏ
ｄｅＲａｙ Ｔｕｂｅ）においては、青色蛍光体材料で
ある、ＺｎＳにＡｇとＣｌをドープした蛍光体焼結粉末
をディスプレイ面に塗布して使用する。しかしながら、
上記のような完全固体ディスプレイの製造方法はＳｉ半
導体プレーナープロセスを使用して形成されており、従
来の粉体を塗布すると言った工程は半導体プロセスに整
合しない。すなわち、今後の完全固体ディスプレイに対
応するためには蛍光体の薄膜化技術が必要不可欠であ
る。しかしながら、従来の蛍光体を単純に薄膜化した場
合には、焼結粉体とは全く異なった特性を示す場合が多
く、例えば、焼結粉体では発光しても薄膜化すると発光
しなくなると言った現象もある。しかしながら、従来、
蛍光体の薄膜に関する研究はほとんどなされていないの
が実情である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題に鑑
み、ＭＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（Ｍ＝アルカリ土類金属元素）
蛍光体において、蛍光体を原子レベルで制御して形成す
ることにより、より輝度の高い、かつ、低コストの蛍光
体薄膜を供給すること及びその製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＭＨｆＯ
₃ ：Ｔｍ⁺³（Ｍ＝アルカリ土類金属元素）蛍光体におい
て、焼結体粉末では輝度が小さい蛍光物質であっても、
特定の基板にエピタキシャル成長することによって、か
つ他の特定の元素との混合相エピタキシャル膜とするこ
とによって高輝度に発光することを見いだし、本発明に
到ったものである。上記課題を解決するために本発明の
エピタキシャル蛍光体薄膜は、単結晶基板と、単結晶基
板上にエピタキシャル成長した蛍光体薄膜とからなるこ
とを特徴とする。この構成によれば、蛍光体薄膜の結晶
構造が修飾され、発光輝度が高くなる。

【０００６】また、本発明のエピタキシャル蛍光体薄膜
は、ＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板とＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板
上にエピタキシャル成長した成分組成、すなわち、Ｃａ
_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦１）で
表わされるエピタキシャル蛍光体薄膜とからなることを
特徴とする。この構成によれば、蛍光体薄膜の結晶構造
が基板の結晶構造及び他の元素との混合相構造によって
修飾され、極めて大きな輝度を有するエピタキシャル蛍
光体薄膜が得られる。

【０００７】また、本発明のエピタキシャル蛍光体薄膜
は、ＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板とＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板
上にエピタキシャル成長した成分組成、すなわち、Ｃａ
_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０≦ｘ＜１）で
表わされるエピタキシャル蛍光体薄膜とからなることを
特徴とする。この構成によれば、蛍光体薄膜の結晶構造
が基板の結晶構造及び他の元素との混合相構造によって
修飾され、極めて大きな輝度を有するエピタキシャル蛍
光体薄膜が得られる。

【０００８】また、本発明のエピタキシャル蛍光体薄膜
は、ＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板とＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板
上にエピタキシャル成長した成分組成、すなわち、Ｓｒ
_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦１）で
表わされるエピタキシャル蛍光体薄膜とからなることを
特徴とする。この構成によれば、蛍光体薄膜の結晶構造
が基板の結晶構造及び他の元素との混合相構造によって
修飾され、極めて大きな輝度を有するエピタキシャル蛍
光体薄膜が得られる。

【０００９】また本発明のエピタキシャル蛍光体薄膜の
製造方法は、酸素雰囲気中で、蛍光材料の焼結体からな
るターゲットをレーザー光パルスを照射し、ターゲット
物質をアブレーションして、所定の温度に加熱した単結
晶基板上に堆積して、エピタキシャル成長することを特
徴とする。また、ターゲットは、所定の成分組成、すな
わち、Ｃａ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜
ｘ≦１）、または、Ｃａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ
⁺³（ただし、０≦ｘ＜１）、または、Ｓｒ_x Ｂａ_1-x Ｈ
ｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦１）、を有すること
を特徴とする。また本発明のエピタキシャル蛍光体薄膜
の製造方法は、酸素雰囲気中で、所定の成分組成、すな
わち、ＭＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、Ｍはアルカリ土類
金属元素）で表されるＭの異なる２つのターゲットを、
それぞれのターゲットを照射するレーザー光パルス数の
比を制御して交互に照射し、ターゲット物質をアブレー
ションして、所定の温度に加熱した単結晶基板上に堆積
して、エピタキシャル成長することを特徴とする。ま
た、Ｍの異なる２つのターゲットは、所定の成分組成、
すなわち、ＣａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³とＢａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ
⁺³、ＣａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³とＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、ま
たは、ＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³とＢａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³を
有することを特徴とする。また、基板温度は８００℃、
酸素圧力は１０^-6Ｔｏｒｒ、レーザー光はＫｒＦレーザ
ー光であることを特徴とする。これらの構成によれば、
成分組成、すなわち、Ｃａ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³
（ただし、０＜ｘ≦１）、Ｃａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔ
ｍ⁺³（ただし、０≦ｘ＜１）、及び、Ｓｒ_x Ｂａ_1-x Ｈ
ｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦１）で表わされるエ
ピタキシャル蛍光体薄膜が得られる。

【００１０】本発明によれば、蛍光体薄膜の結晶構造が
単結晶基板の結晶構造によって、かつ、他の元素との混
合相構造によって修飾されるから、焼結粉体、または単
相では発光輝度の低い蛍光体を高い発光効率で発光させ
ることができる。また、本発明によるＣａ_x Ｂａ_1-x Ｈ
ｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦１）、Ｃａ_x Ｓｒ
_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０≦ｘ＜１）及びＳｒ
_x Ｂａ_1-xＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦１）各
エピタキシャル蛍光体薄膜は、超寿命、高輝度、色純度
が高く、高電流密度下でも輝度が飽和しない、かつ低コ
ストの優れた青色蛍光体薄膜である。従って、本発明の
エピタキシャル蛍光体薄膜を今後発達が予測される種々
の完全固体ディスプレイ装置に適用すれば極めて有用で
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を詳細に説明する。はじめに、本発明のエピタキ
シャル蛍光体薄膜の母体結晶であるＭＨｆＯ₃ について
説明する。Ｍはアルカリ土類金属元素であり、例えばＳ
ｒ（ストロンチュウム），Ｃａ（カルシュウム）、Ｂａ
（バリウム）であり、Ｈｆ（ハフニュウム）は遷移金属
元素である。図１はＭＨｆＯ₃ の結晶構造を示す図であ
る。ＭＨｆＯ₃ の結晶構造はペロブスカイト型結晶構造
を有しており、図１に示すように、２価の金属Ｍと酸素
ＯからなるＡサイト（例えばＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ）
層と、４価の金属Ｈｆと酸素ＯからなるＢサイト（Ｈｆ
Ｏ₂ ）層とが交互に積層した構造を有している。Ｃａ_x
Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ 、またはＣａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ は、
Ａサイト層がそれぞれ、ＣａＯとＢａＯ、またはＣａＯ
とＳｒＯとが成分比ｘで混合して構成されている。

【００１２】Ｔｍ（ツリウム）は希土類元素であり、母
体結晶ＭＨｆＯ₃ の格子間に存在すると推定されてい
る。ＭＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³蛍光体の発光メカニズムは、母
体結晶ＭＨｆＯ₃ のバンドギャップエネルギー以上のエ
ネルギーで励起された電子のエネルギーが、電荷移動準
位を介してＴｍの発光準位にあたえられ発光すると考え
られている（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｍｉｎｅｓｃ
ｅｎｃｅ８７−８９（２０００）１０７９−１０８２参
照）。従来のカラーブラウン管等に使用されているＺｎ
Ｓ：Ａｇ、Ｃｌ青色蛍光体は電子線照射に弱く、分解し
やすいため、導電性の酸化物を硫化物蛍光体にコーティ
ングすることで分解防止を行っている。このため、分解
防止のコーティング膜の影響で発光効率が低下してしま
うこと、及び投射電子線密度が高い領域で発光効率が低
下する、すなわち励起電子線強度と発光強度との直線関
係が悪くなるという課題がある。一方、ＭＨｆＯ₃ ：Ｔ
ｍ⁺³系蛍光体は、電子線照射に対して最も安定である酸
化物結晶を母体材料として、希土類元素イオンＴｍ⁺³を
ドープした蛍光体であり、高輝度、高寿命、 色純度が高
く、かつ、 高電流密度下でも輝度が飽和しない次世代の
青色蛍光体である。

【００１３】図２はＭＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³蛍光体の焼結体
粉末において、ＭとしてＳｒ、Ｃａ、Ｂａを使用した場
合の発光輝度の相対比較を示す図である。図において、
横軸はＭの成分元素を示し、縦軸はＣＬ（Ｃａｔｈｏｄ
ｅ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）強度を示す。図に示す
ように、焼結体粉末の発光輝度は、ＭがＳｒの場合にも
っとも高く、ＳｒとＣａの混合比に応じて減少し、Ｃａ
単相、ＣａとＢａとの混合相及びＢａ単相の場合に最も
低く、ＢａとＳｒの混合によってやや増加するといった
傾向を示す。このように、ＭＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³蛍光体の
焼結体粉末においては、アルカリ土類金属元素がＳｒの
場合に比較的発光輝度が高いが、他のアルカリ土類金属
元素、Ｃａ、Ｂａでは発光輝度が低く、またＳｒとＣ
ａ，ＣａとＢａ及びＢａとＳｒの混合相においても発光
輝度が低いものであった。

【００１４】本発明者らは、焼結体粉末においては相対
的に発光輝度が小いＣａ、Ｂａの単相、及びＳｒとＣ
ａ，ＣａとＢａ及びＢａとＳｒの混合相からなるＭＨｆ
Ｏ₃ ：Ｔｍ⁺³蛍光体を、ＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板上にエ
ピタキシャル成長することによって、相対的な輝度が大
きくなることを見いだした。以下に、実施例に基づいて
説明する。コンビナトリアルレーザーＭＢＥ装置を用い
て試料を作製した。基板にはＳｒＴｉＯ₃ （１００）基
板を使用し、レーザーはＫｒＦエキシマレーザー（波長
＝２４８ｎｍ）を用いた。ターゲットは、ＳｒＨｆ
Ｏ₃ ：Ｔｍ⁺³、ＣａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、ＢａＨｆＯ₃：
Ｔｍ⁺³組成の三種類の焼結体ターゲットを用いて、装置
のマスク動作、レーザー照射、ターゲット選択を同期さ
せることによって、一枚のＳｒＴｉＯ₃ 基板上に組成が
傾斜したエピタキシャル蛍光体薄膜を作製した。この方
法によれば、１回の真空引きで一枚の基板上に全ての組
成の試料を作製できる。この方法をコンビナトリアルと
呼ぶ。なお、Ｔｍのモル濃度は０．５％である。

【００１５】図３は、本発明のエピタキシャル蛍光体薄
膜の成膜中のＲＨＥＥＤ（反射電子線回折装置）強度振
動とＲＨＥＥＤパターンを示す図である。図において、
横軸は成長を開始してからの経過時間を示し、縦軸はＲ
ＨＥＥＤ強度を示す。ピークからピークが１分子層に相
当する。図３において、右方に示す写真はＲＨＥＥＤパ
ターンを示す。なお、図示した例はＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ
⁺³であるが、他の組成についても同様なＲＨＥＥＤ強度
振動とＲＨＥＥＤパターンを示した。図から明らかなよ
うに、ＲＨＥＥＤ強度振動とＲＨＥＥＤパターンを示す
ことから、エピタキシャル単結晶薄膜であることがわか
る。なお、図中に示したように、１分子層の厚さは４．
０７７Åであり、１分子層を形成するために要したレー
ザーパルスの数は３０パルスであった。

【００１６】図４は、上記の製造方法で成膜した本発明
のエピタキシャル蛍光体薄膜のうち単相膜、すなわち、
ＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、ＣａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、及びＢ
ａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³エピタキシャル蛍光体薄膜のＣＬ
（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光強
度を測定した図である。図において横軸はＣＬの波長を
示し、縦軸はＣＬ発光の強度を示す。電子線励起電圧は
５ｋＶである。図から明らかなように、これらの単相膜
は、焼結体粉末とは異なったアルカリ土類金属依存性を
示すことがわかる。すなわち、発光強度は焼結体の場
合、図１に示したように、ＭがＳｒの場合にもっとも強
く、Ｃａ及びＢａの場合は極めて小さいが、一方、エピ
タキシャル蛍光体薄膜の場合には、ＭがＣａの場合に最
も大きい。

【００１７】図５は、本発明のエピタキシャル蛍光体薄
膜、すなわち、Ｓｒ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ、Ｃａ_x
Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、Ｃａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：
Ｔｍ⁺³、のそれぞれについて組成比ｘを変化させた場合
のＣ軸方向の格子定数及びＣＬ発光強度の測定結果を示
す図である。図５の（ａ１）、（ｂ１）及び（ｃ１）図
は、一括ＸＲＤ（Ｘ・ＲＡＹ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）による測定結果である。横
軸は回折角２θを示し、縦軸は図の左端に示した基板位
置に対応する。それぞれの図中の左側の線はエピタキシ
ャル蛍光体薄膜のＣ軸方向の（００１）面に基づく回折
線であり、右側の垂直な線はＳｒＴｉＯ₃ 基板の（００
１）面に基づく回折線である。図５の（ａ２）、（ｂ
２）及び（ｃ２）は、（ａ１）、（ｂ１）及び（ｃ１）
のそれぞれを、縦軸及び横軸をそれぞれ組成比及び格子
定数に換算して示したものである。図５の（ａ３）、
（ｂ３）、及び（ｃ３）は、組成比ｘの異なるエピタキ
シャル蛍光体薄膜それぞれの、波長４５７ｎｍにおける
ＣＬ発光強度を測定したものである。図５において、
（ａ２）、（ｂ２）及び（ｃ２）から明らかなように、
組成比Ｓｒ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、Ｃａ_x Ｂａ
_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³及びＣａ_xＳｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔ
ｍ⁺³のエピタキシャル蛍光体薄膜は、組成比ｘの変化に
対して、Ｃ軸方向の格子定数が連続的に変化している。
このことは、本発明のエピタキシャル蛍光体薄膜は、全
ての組成領域に亘ってエピタキシャル単結晶薄膜である
ことを示している。

【００１８】図５において、（ａ３）、（ｂ３）及び
（ｃ３）から明らかなように、エピタキシャル蛍光体薄
膜の発光特性は、図１に示した焼結体粉とは異なったア
ルカリ土類金属依存性を示すことがわかる。すなわち、
Ｓｒ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、及びＣａ_x Ｂａ_1-x
ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³エピタキシャル蛍光体薄膜において
は、ｘの増大、すなわちＢａに対するＳｒあるいはＣａ
の成分比を増大させるに従って発光強度が増大してい
る。一方、焼結粉体においては、Ｃａ成分比の増大に伴
って発光強度が減少する。また、Ｃａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ
₃ ：Ｔｍ⁺³エピタキシャル蛍光体薄膜は、Ｃａ成分比の
増大に伴って発光強度が増大し、約７０％の成分比で最
大発光強度を有している。一方、焼結体粉末ではＣａ成
分比の増大に伴って発光強度が減少する。

【００１９】このように、本発明のエピタキシャル蛍光
体薄膜を用いれば、高輝度の蛍光体薄膜を得ることがで
きる。例えば、ＢａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³は、単相ではほと
んど発光しないが、ＳｒまたはＣａとの混合相にするこ
とによって発光輝度が高くなり、青色発光蛍光体薄膜と
して使用できるようになる。また、ＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ
⁺³は単相では相対的に輝度が低いが、Ｃａとの混合相に
することによって発光輝度が高くなり、特に、Ｃａの成
分比を７０％程度にすると、ＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³単相
に較べて著しく発光輝度が高くなる。

【００２０】これらの現象は以下のように考えられる。
すなわち、ＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、及びＢａＨｆＯ₃ ：
Ｔｍ⁺³の結晶構造は、ＳｒＴｉＯ₃ 基板と同様に立方晶
であるから、エピタキシャル成長しても結晶対称性は変
化しないものと考えられる。一方、ＣａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ
⁺³の結晶構造は斜方晶系であり、立方晶の基板にエピタ
キシャル成長することにより、正方晶もしくは立方晶に
近い構造になり、結晶対称性が変化すると考えられる。
また、複数のアルカリ土類金属の混合相とすることによ
り、同様に結晶対称性が変化すると考えられる。この結
晶対称性の変化が発光強度の著しい増加をもたらすと考
えられる。

【００２１】上記説明ではＳｒＴｉＯ₃ 基板を用いた
が、Ｓｒを含まない他の基板を用いることができること
は明らかである。また、Ｓｒを含まない基板を用い、Ｃ
ａやＢａのようにＳｒに較べ産出量の豊富な元素を用い
れば、低コストで青色蛍光体を供給できることは明らか
である。

【００２２】

【発明の効果】上記説明から理解されるように、本発明
のＣａ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦
１）、Ｃａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０≦
ｘ＜１）、及び、Ｓｒ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（た
だし、０＜ｘ≦１）エピタキシャル蛍光体薄膜は、超寿
命、高輝度、色純度が高く、高電流密度下でも輝度が飽
和しない、かつコストが低い優れた青色蛍光体薄膜であ
る。従って、本発明のエピタキシャル蛍光体薄膜を、今
後発達が予測される種々の完全固体ディスプレイ装置に
適用すれば極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＭＨｆＯ₃ の結晶構造を示す図である。

【図２】ＭＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³蛍光体の焼結体粉におい
て、ＭとしてＳｒ、Ｃａ、Ｂａを使用した場合の発光輝
度の相対比較を示す図である。

【図３】本発明のエピタキシャル薄膜蛍光体の成膜中の
ＲＨＥＥＤ（反射電子線回折装置）強度振動とＲＨＥＥ
Ｄパターンを示す図である。

【図４】本発明のエピタキシャル薄膜蛍光体のうち単相
膜、すなわち、ＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、ＣａＨｆＯ₃ ：
Ｔｍ⁺³、ＢａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³エピタキシャル薄膜蛍光
体のＣＬ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃ
ｅ）発光強度を測定した図である。

【図５】本発明のエピタキシャル薄膜蛍光体、すなわ
ち、Ｓｒ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ、Ｃａ_x Ｂａ_1-x Ｈ
ｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、Ｃａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³のそ
れぞれについて組成比ｘを変化させた場合のＣ軸方向の
格子定数、及びＣＬ発光強度の測定結果を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鯉沼 秀臣 東京都杉並区荻窪３−47−８ (72)発明者 松本 祐司 神奈川県横浜市青葉区青葉台１−６−１− 101 (72)発明者 下村 康夫 神奈川県小田原市成田1060番地 化成オプ トニクス株式会社内 (72)発明者 木島 直人 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 Ｆターム(参考） 4H001 XA08 XA20 XA38 XA56 XA72 YA69

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単結晶基板と、この単結晶基板上にエピ
   タキシャル成長した蛍光体薄膜とからなることを特徴と
   する、エピタキシャル蛍光体薄膜。
2. 【請求項２】 ＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板と、このＳｒＴ
   ｉＯ₃ 単結晶基板上にエピタキシャル成長した、成分組
   成、Ｃａ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ
   ≦１）で表わされる蛍光体薄膜とからなることを特徴と
   する、エピタキシャル蛍光体薄膜。
3. 【請求項３】 ＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板と、このＳｒＴ
   ｉＯ₃ 単結晶基板上にエピタキシャル成長した、成分組
   成、Ｃａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０≦ｘ
   ＜１）で表わされる蛍光体薄膜とからなることを特徴と
   する、エピタキシャル蛍光体薄膜。
4. 【請求項４】 ＳｒＴｉＯ₃ 単結晶基板と、このＳｒＴ
   ｉＯ₃ 単結晶基板上にエピタキシャル成長した、成分組
   成、Ｓｒ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ
   ≦１）で表わされる蛍光体薄膜とからなることを特徴と
   する、エピタキシャル蛍光体薄膜。
5. 【請求項５】 酸素雰囲気中で、ターゲットにレーザー
   光パルスを照射してターゲット物質をアブレーション
   し、所定の温度に加熱した単結晶基板上に堆積してエピ
   タキシャル成長することを特徴とする、エピタキシャル
   蛍光体薄膜の製造方法。
6. 【請求項６】 前記ターゲットは、所定の成分組成、 Ｃａ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦
   １）、 Ｃａ_x Ｓｒ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０≦ｘ＜
   １）、または、 Ｓｒ_x Ｂａ_1-x ＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、０＜ｘ≦
   １）、のいずれかを有することを特徴とする、請求項５
   に記載のエピタキシャル蛍光体薄膜の製造方法。
7. 【請求項７】 酸素雰囲気中で、所定の成分組成、ＭＨ
   ｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³（ただし、Ｍはアルカリ土類金属元素）
   で表されるＭの異なる２つのターゲットに、レーザー光
   パルス数の比を制御して交互に照射し、ターゲット物質
   をアブレーションして、所定の温度に加熱した単結晶基
   板上に堆積してエピタキシャル成長することを特徴とす
   る、エピタキシャル蛍光体薄膜の製造方法。
8. 【請求項８】 前記Ｍの異なる２つのターゲットは、所
   定の成分組成の、 ＣａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³とＢａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、 ＣａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³とＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、また
   は、 ＳｒＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³とＢａＨｆＯ₃ ：Ｔｍ⁺³、のいず
   れかを有することを特徴とする、請求項７に記載のエピ
   タキシャル蛍光体薄膜の製造方法。
9. 【請求項９】 前記所定の基板温度は８００℃、酸素圧
   力は１０^-6Ｔｏｒｒ、レーザー光はＫｒＦエキシマレー
   ザー光であることを特徴とする、請求項５または７に記
   載のエピタキシャル蛍光体薄膜の製造方法。