JPH02114490A - スパッタリングターゲットおよびその製造方法、並びにこのスパッタリングターゲットを用いる蛍光体薄膜の製造方法 - Google Patents

スパッタリングターゲットおよびその製造方法、並びにこのスパッタリングターゲットを用いる蛍光体薄膜の製造方法

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JPH02114490A
JPH02114490A JP63266973A JP26697388A JPH02114490A JP H02114490 A JPH02114490 A JP H02114490A JP 63266973 A JP63266973 A JP 63266973A JP 26697388 A JP26697388 A JP 26697388A JP H02114490 A JPH02114490 A JP H02114490A
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JP
Japan
Prior art keywords
thin film
sputtering
zns
sputtering target
phosphor
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JP63266973A
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English (en)
Inventor
Keiichiro Uenae
圭一郎 植苗
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Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はスパッタリングターゲットおよびその製造方
法、並びにこのスパッタリングターゲットを用いた蛍光
体薄膜の製造方法に関し、さらに詳しくは、高密度、高
純度の蛍光体材料からなる薄膜を基板上に形成したスパ
ッタリングターゲットとその製造方法、並びにこのスパ
ッタリングターゲットを用いた薄膜EL素子用あるいは
高解像度ブラウン管用等の蛍光体薄膜の製造方法に関す
る。
〔従来の技術〕
一般に、薄膜EL素子用あるいは高解像度ブラウン管用
等の蛍光体薄膜の形成に使用されるスパッタリングター
ゲットは、蛍光体粉末をコールドプレスまたはホットプ
レスしたものが使用されているが、これらの蛍光体粉末
をコールドプレスまたはホットプレスしたスパッタリン
グターゲットは、内部に気泡等を含み、また不純物を含
有しているため、これらのスパッタリングターゲットを
用いてスパッタリングを行っても、高純度の蛍光体薄膜
が得られず、輝度の高い薄膜EL素子や高解像度ブラウ
ン管を得ることができない。
そこで、近年、スパッタリングターゲットとして、CV
D法によりZnSからなる薄膜を基板上に形成したZn
Sスパッタリングターゲットが提案されている。(昭和
63年1月12日付電波新聞) 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、このZnSスパッタリングターゲットは、母
材であるZnSに希土類元素等が発光中心として付活さ
れていないため、このままではスパッタリングターゲッ
トとして使用しても蛍光体薄膜を形成することができず
、薄膜EL素子用あるいは高解像度ブラウン管用等の蛍
光体薄膜の形成に使用することができない。
〔課題を解決するための手段〕
この発明はかかる現状に鑑み、蛍光体薄膜を形成するス
パッタリングターゲットについて種々検討を行った結果
なされたもので、Z n S、 Z n Se、Cab
SCase、MacSMaSe、BaS、BaSeから
選ばれる母材に、Pr、Nd。
Sm5EuSTb、Er、Dy、Ce、Ho、Tm、Y
b、Mnから選ばれる少なくとも一種の元素を発光中心
として付活した蛍光体材料を、ガラスまたは銅もしくは
ステンレスからなる基板に、スパッタ法または電子ビー
ム蒸着法もしくはMOCVD法によって被着することに
よって、高密度、高純度で均質のこれらの蛍光体材料か
らなる薄膜を形成したスパッタリングターゲットを得、
そのまま薄膜EL素子用あるいは高解像度ブラウン管用
等の蛍光体薄膜の形成に使用することができるようにし
たものである。またこのスパッタリングターゲットを使
用してスパッタリングすることにより、薄膜EL素子用
あるいは高解像度ブラウン管用等の高輝度の蛍光体薄膜
を形成したものである。
この発明において、スパッタリングターゲットを形成す
る際、使用される蛍光体材料としては、ZnS、Zn5
eSCab、CaseSMaS。
MaSe、BaS、BaSeから選ばれる母材に、Pr
、Nd、Sm、、Eu、Tb、Er、Dy。
Ce、Ho、Tm、Yb、Mnから選ばれる少なくとも
一種の元素を発光中心として付活したものが好ましく使
用され、これらの蛍光体材料は母材に発光中心を付活し
たものであるため、これらの蛍光体材料をスパッタ法ま
たは電子ビーム蒸着法もしくはMOCVD法によって、
ガラスまたは銅もしくはステンレスからなる基板に被着
すると、これらの蛍光体材料からなる高密度、高純度で
均質の薄膜が形成され、そのまま薄膜EL素子用あるい
は高解像度ブラウン管用等の蛍光体薄膜を形成するスパ
ッタリングターゲットとして使用される。
また、このスパッタリングターゲットの蛍光体材料から
なる薄膜は、いずれもスパッタ法または電子ビーム蒸着
法もしくはMOCVD法によって、原子レベルで、かつ
高真空中で成長させて形成されるため、気泡等を含有せ
ず、高密度で、高純度の薄膜が形成される。さらに、従
来の蛍光体粉末をコールドプレスまたはホットプレスし
たスパッタリングターゲットのように、付活剤がプレス
中に拡散するなどして、局在化することが全くなく、特
に、MOCVD法においては、これらの蛍光体材料の有
機金属ガスを用いるため、遷移金属不純物等の含有が全
くない。
しかして、前記の蛍光体材料をスパッタ法または電子ビ
ーム蒸着法もしくはMOCVD法により、基板上に被着
すると、−高密度、高純度で均質のこれらの蛍光体材料
からなる薄膜を形成したスパッタリングターゲットが得
られる。
このような高密度、高純度で均質のこれらの蛍光体材料
からなる薄膜を形成する基板としては、ガラスまたは銅
もしくはステンレスからなる基板が、熱伝導性がよく、
バッキングプレートとして好ましいため、好ましく使用
される。
このようなスパッタリングターゲットを用いて形成され
る蛍光体薄膜層は、このスパッタリングターゲットを使
用して、スパッタリングを行うことによって形成され、
前記の高密度、高純度で均質のこれらの蛍光体材料から
なる薄膜がターゲットとなって、スパッタリングが行わ
れるため、高密度、高純度で均質の蛍光体薄膜層が形成
され、薄膜EL素子用あるいは高解像度ブラウン管用等
の蛍光体薄膜を、このスパッタリングターゲットのスパ
ッタリングによって形成すれば、高輝度で良質の薄膜E
L素子や高解像度ブラウン管等が得られる。
第1図はこのようなスパッタリングターゲットを使用し
て得られる薄膜EL素子の一例を示したもので、この薄
膜EL素子Aは、透明絶縁基板1上に、下部透明電極2
および第1の絶縁層3を順次に積層し、第1の絶縁層3
上に発光層4が形成される。そしてこの発光層4上にさ
らに第2の絶縁層5および上部電極6が順次積層されて
、薄膜EL素子Aが形成される。
ここで、発光層4は、前記のスパッタリングターゲット
をそのまま用いたスパッタリングによって形成され、高
密度、高純度で輝度の高い均質な発光層4が形成される
。その結果高輝度で良質の薄膜EL素子Aが得られる。
薄膜EL素子Aの透明絶縁基板1としては、透明で耐熱
性があり、さらにある程度絶縁性を有するものが好まし
く使用され、たとえば、透明ガラス基板、透明ケイ素単
結晶基板など、従来一般に使用されている透明絶縁基板
がいずれも好ましく使用される。
また、透明絶縁基板l上に形成される透明電極2は、従
来の薄膜EL素子の透明電極と同様にして形成され、た
とえば、Inz Os 、5nOz、Auなどからなる
透明電極2が、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法に
よって形成される。
第1の絶縁層3および第2の絶縁層5も、従来の薄膜E
L素子の絶縁層と同様にして形成され、たとえば、Y、
O,、SiO□、A1201、S!3 Na 、Tax
 o、などからなる第1の絶縁層3および第2の絶縁層
5が、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法によって形
成される。
さらに、第2の絶縁層5上に形成される上部電極6も、
従来の薄膜EL素子の上部電極と同様にして形成され、
たとえば、AI、Au、Mo、Cr等の金属電極、さら
にIn、O,,5n02などの金属酸化物電極が、真空
蒸着法や抵抗加熱法によって形成される。
〔実施例〕
次に、この発明の実施例について説明する。
実施例I MOCVD法により、350 ’Cに加熱したステンレ
ス基板上に、ジエチルジンクを30 rtdl / w
in、硫化水素を400at/n+in 、水素で希釈
したジシクロペンタジェニルマンガンを20 cc/s
inの流速で、25時間供給し、厚さ10μmのZnS
:Mnからなる薄膜を被着形成し、ZnS:Mnスパッ
タリングターゲットをつくった。
一方、透明ガラス基板上にIn、O,からなる下部透明
電極を電子ビーム蒸着法で形成し、さらにその上にY2
O3からなる第1の絶縁層を電子ビーム蒸着法で形成し
た。
しかる後、この第1の絶縁層上に、前記のようにして形
成された厚さ10tImのZnS:Mnスパッタリング
ターゲットを用い、スパッタリングを行ってZnS:M
nからなる発光層を形成した。
次いで、この発光層上に、Y2O,からなる第2の絶縁
層を電子ビーム蒸着法で形成し、さらにこの上にA2か
らなる上部電極を抵抗加熱蒸着法で形成して、第1図に
示すように、透明ガラス基板上1に、下部透明電極2、
第1の絶縁層3、発光層4、第2の絶縁層5および上部
電極6を順次積層した薄膜EL素子Aをつ(った。
実施例2 スパッタ法により、銅基板上に、ZnS粉末およびTb
F3粉末を混合したターゲットをスパッタターゲットと
して、基板温度300℃、Arガス圧30mtorr 
、 RFパワー2W/ailで、厚さ10μmのZnS
:TbF3からなる薄膜を形成し、ZnS:TbFニス
バッタリングターゲットをつくった。
次いで、実施例1における発光層の形成において、実施
例1で使用したZnS:Mnスパッタリングターゲット
に代えて、上記のようにしてつくられたZnS:TbF
、+スパッタリングターゲットを使用した以外は、実施
例1と同様にして発光層4を形成し、さらに、実施例1
と同様にして下部透明電極2、第1の絶縁層3、第2の
絶縁層5および上部電極6を、透明ガラス基板上lに順
次積層して薄膜EL素子Aをつくった。
実施例3 電子ビーム蒸着法により、ガラス基板上に、Zns :
 SmF、ペレットをターゲットとして、基板温度20
0℃で、厚さ10t1mのZnS:SmF、からなる薄
膜を形成し、ZnS : SmFiスパッタリングター
ゲットをつくった。
次いで、実施例1における発光層の形成において、実施
例1で使用したZnS:Mnスパッタリングターゲット
に代えて、上記のようにしてつくられたZnS : S
mF、スパッタリングターゲットを使用した以外は、実
施例1と同様にして発光層4を形成し、さらに、実施例
1と同様にして下部透明電極2、第1の絶縁層3、第2
の絶縁層5および上部電極6を、透明ガラス基板上1に
順次積層して薄膜EL素子Aをつくった。
比較例1 コールドプレス法により、Ar90%とH,310%か
らなる混合ガス雰囲気中で、800kg/dの圧力によ
って、ZnS:Mnスパッタリングターゲットをつ(っ
た。
次いで、実施例1における発光層の形成において、実施
例1で使用したZnS:Mnスパッタリングターゲット
に代えて、上記のようにしてつくられたZnS:Mnス
パッタリングターゲットを使用した以外は、実施例1と
同様にして発光層4を形成し、さらに、実施例1と同様
にして下部透明電極2、第1の絶縁層3、第2の絶縁層
5および上部電極6を、透明ガラス基板上lに順次積層
して薄膜EL素子をつくった。
比較例2 ホットプレス法により、Ar90%とH,StO%から
なる混合ガス雰囲気中にて、800kg/ciの圧力を
、1200°Cの温度で6時間かけ、Zns:Mnスパ
ッタリングターゲットをつくった。
次いで、実施例1における発光層の形成において、実施
例1で使用したZnS:Mnスパッタリングターゲット
に代えて、上記のようにしてつくられたZnS:Mnス
パッタリングターゲットを使用した以外は、実施例1と
同様にして発光層4を形成し、さらに、実施例1と同様
にして下部透明電極2、第1の絶縁層3、第2の絶縁層
5および上部電極6を、透明ガラス基板上1に順次積層
して薄膜EL素子をつくった。
各実施例および比較例で得られたスパッタリングターゲ
ットについて、遷移金属不純物の含有量を測定して含有
割合を調べ、密度を測定した。
下記第1表はその結果である。
第1表 また、各実施例および比較例で得られた薄膜EL素子の
下部透明電極2と上部電極6を交流電源7に接続し、I
 KHz 、 40usec幅のパルス波を用いて、輝
度と電圧との関係を調べた。
第2図は、その結果を輝度−電圧特性としてグラフで表
したもので、各実施例で得られた薄膜EL素子は、各比
較例で得られた薄膜EL素子に比し輝度が高い。
〔発明の効果〕
第1表から明らかなように、この発明で得られたスパッ
タリンクターゲット(実施例1〜3)は、従来のスパッ
タリンクターゲット(比較例1および2)に比し、遷移
金属不純物が非常に少なくて、密度が高く、このことか
らこの発明によれば、高密度、高純度で、均質性のよい
蛍光体材料からなる薄膜が形成されたスパッタリングタ
ーゲットが得られることがわかる。
また、第2図から明らかなように、この発明で得られた
薄膜EL素子(実施例1〜3)は、従来の薄膜EL素子
(比較例1および2)に比し、輝度が高く、このことか
らこの発明によれば、輝度の高い良質の蛍光体薄膜が得
られ、高輝度で良質の薄膜EL素子や高解像度ブラウン
管等が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のスパッタリングターゲットを使用し
て得られた薄膜EL素子の断面図、第2図はこの発明の
スパッタリングターゲットを使用して得られた薄膜EL
素子の輝度−電圧特性を示す図である。 4・・・発光層(蛍光体薄膜)、A・・・薄膜EL素子
第 第 図 図 特許出願人  日立マクセル株式会社 21’10   250 ′11L  圧(V)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1.  1.ZnS、ZnSe、CaS、CaSe、MaS、
    MaSe、BaS、BaSeから選ばれる母材に、Pr
    、Nd、Sm、Eu、Tb、Er、Dy、Ce、Ho、
    Tm、Yb、Mnから選ばれる少なくとも一種の元素を
    発光中心として付活した蛍光体材料からなる薄膜を、ス
    パッタ法または電子ビーム蒸着法もしくはMOCVD法
    により、ガラスまたは銅もしくはステンレスからなる基
    板に被着形成してなるスパッタリングターゲット
  2.  2.ZnS、ZnSe、CaS、CaSe、MaS、
    MaSe、BaS、BaSeから選ばれる母材に、Pr
    、Nd、Sm、Eu、Tb、Er、Dy、Ce、Ho、
    Tm、Yb、Mnから選ばれる少なくとも一種の元素を
    発光中心として付活した蛍光体材料を、スパッタ法また
    は電子ビーム蒸着法もしくはMOCVD法により、ガラ
    スまたは銅もしくはステンレスからなる基板に被着して
    、ZnS、ZnSe、CaS、CaSe、MaS、Ma
    Se、BaS、BaSeから選ばれる母材に、Pr、N
    d、Sm、Eu、Tb、Er、Dy、Ce、Ho、Tm
    、Yb、Mnから選ばれる少なくとも一種の元素を発光
    中心として付活した蛍光体材料からなる薄膜を形成する
    ことを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法
  3.  3.ZnS、ZnSe、CaS、CaSe、MaS、
    MaSe、BaS、BaSeから選ばれる母材に、Pr
    、Nd、Sm、Eu、Tb、Er、Dy、Ce、Ho、
    Tm、Yb、Mnから選ばれる少なくとも一種の元素を
    発光中心として付活した蛍光体材料からなる薄膜を、ス
    パッタ法または電子ビーム蒸着法もしくはMOCVD法
    により、ガラスまたは銅もしくはステンレスからなる基
    板に被着形成してなるスパッタリングターゲットを使用
    し、スパッタリングすることにより、ZnS、ZnSe
    、CaS、CaSe、MaS、MaSe、BaS、Ba
    Seから選ばれる母材に、Pr、Nd、Sm、Eu、T
    b、Er、Dy、Ce、Ho、Tm、Yb、Mnから選
    ばれる少なくとも一種の元素を発光中心として付活した
    蛍光体材料からなる蛍光体薄膜を、基板上に被着形成す
    ることを特徴とする蛍光体薄膜の製造方法。
JP63266973A 1988-10-22 1988-10-22 スパッタリングターゲットおよびその製造方法、並びにこのスパッタリングターゲットを用いる蛍光体薄膜の製造方法 Pending JPH02114490A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990000508A (ko) * 1997-06-05 1999-01-15 손욱 에르븀을 함유한 청색형광체 및 그의 제조 방법
JP2009155542A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Kobe Steel Ltd エレクトロルミネッセンス蛍光体およびエレクトロルミネッセンス素子、並びにそれらを製造するためのスパッタリングターゲット

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990000508A (ko) * 1997-06-05 1999-01-15 손욱 에르븀을 함유한 청색형광체 및 그의 제조 방법
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