JPH05315075A - エレクトロルミネッセンス発光膜の成膜方法 - Google Patents

エレクトロルミネッセンス発光膜の成膜方法

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JPH05315075A
JPH05315075A JP4113833A JP11383392A JPH05315075A JP H05315075 A JPH05315075 A JP H05315075A JP 4113833 A JP4113833 A JP 4113833A JP 11383392 A JP11383392 A JP 11383392A JP H05315075 A JPH05315075 A JP H05315075A
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light emitting
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Tomoyuki Kawashima
朋之 河島
Harutaka Taniguchi
春隆 谷口
Hisato Kato
久人 加藤
Kazuyoshi Shibata
一喜 柴田
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Sr,Ca等の硫化物を母材としCe,Eu,Pr等の稀土
類元素を発光中心とするエレクトロルミネッセンス発光
膜をスパッタ法により高輝度で種々な発光色で成膜でき
るようにする。 【構成】ターゲット20として母材用のSr等の硫化対象元
素を用い、スパッタ装置60に供給するAr等のスパッタリ
ングガスSGに母材用硫黄化合物40としてH2Sガスを混合
し、かつ発光中心用の稀土類元素化合物50として例えば
トリスシクロペンタジエニルセリウムをガス発生器52内
で加熱してAr等のキャリアガスを流すことによりガス化
させてスパッタリングガスSGに添加し、かかる母材用の
硫黄と発光中心用の稀土類元素を含むスパッタリングふ
ん囲気内で高周波スパッタ法により表示パネル10にエレ
クトロルミネッセンス発光膜14を成膜する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜積層構造のエレクト
ロルミネッセンス(以下にELという)表示パネル等に
組み込まれるSr,Ca,Zn等の硫化物を母材としCe,Eu,Pr等
の稀土類元素を発光中心として含むEL発光膜の成膜方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のようにEL表示装置は自己発光性
の特長があり、とくに薄膜積層構造のEL表示パネルは
可変画像を大画面に高密度で表示でき、しかも鮮明で高
輝度の表示が可能なことからOA機器や小形計算機等の
表示装置としての用途が急速に広がりつつある。かかる
実用化の進んだEL表示パネルでは硫化亜鉛を母材とし
微量のマンガンを発光中心として含む黄緑色で発光する
EL発光膜を用いるものが多く、よく知られていること
ではあるが以下その構造の概要を図6を参照して簡単に
説明する。
【0003】図6は薄膜積層構造のEL表示パネル10の
周縁部の拡大断面図である。透明なガラスからなる基板
11の表面に透明な導電性膜の表面電極膜12を図の前後方
向に延びるストライプ状のパターンで図の左右方向に多
数条並べて配設し、その上を絶縁膜13で覆った上で上述
のマンガン添加の硫化亜鉛等からなるEL発光膜14を成
膜する。これを絶縁膜15で覆った上でアルミの裏面電極
膜を左右方向に延びるストライプ状パターンで前後方向
に多数条並べて配設する。この表示パネル10の表示は各
表面電極膜12と各裏面電極膜16の間に表示駆動回路1か
らフレーム周期ごとに正負に切り換わる表示電圧を掛け
て行ない、互いに直交する両電極膜12と16の各交点の発
光膜14の部分が画像表示上の画素としてEL発光するの
でこれを透明な表面電極膜側から表示光DLとして取り出
す。
【0004】ところで、発光膜14用の上述のマンガン添
加の硫化亜鉛だけではその発光色がもちろん限定されて
カラー表示ができないので、母材にストロンチウムSrや
カルシウムCa等の硫化物を用い, 発光中心元素としてセ
リウムCe, ユーロピウムEu,プラセオジウムPr等の稀土
類元素を添加した種々な発光色を呈するEL発光膜が試
みられており、それらの成膜方法として大別して電子ビ
ーム蒸着法, CVD法およびスパッタ法が知られてい
る。
【0005】周知のように、電子ビーム蒸着法では母材
に発光中心元素を添加した蒸発源を電子ビームによって
局部加熱して急速に蒸発させ、CVD法では母材元素や
発光中心元素をそれぞれ含むガス状の化合物を原料ガス
としてプラズマ等のふん囲気内で分解させ、スパッタ法
では発光中心元素を含む母材をターゲットとしてその表
面部をスパッタリングガスで叩いて飛翔させ、それぞれ
蒸発物や分解生成物や飛翔物をEL発光膜として堆積さ
せるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、種々な発光色
のEL発光膜を成膜しようとすると上述のいずれの方法
にもそれぞれ問題がある。電子ビーム蒸着法は上述のマ
ンガン添加の硫化亜鉛の発光膜の成膜に実績があり、蒸
発源を電気加熱するより発光膜の化学的な組成が正確で
膜内の発光中心元素の分布が均一な利点があるが、稀土
類元素を添加したSrやCaの硫化物を母材とするEL発光
膜の成膜に適用すると、急速に加熱された蒸発源が塊状
粒子の形で蒸発してそのまま堆積しやすいために発光膜
に数μmの大きさの粒子が混入してその表面の凹凸が激
しくなり、表示電圧を掛けたときに発光膜の凸部への電
界集中によりそれに接する絶縁膜に絶縁破壊が起きやす
い。また、この方法では蒸発源の蒸発点が電子ビームで
加熱される局部に限定されるので、対角が20インチ以上
の大面積の表示パネルでは発光膜をその面内に均一な膜
厚で成膜するのが非常に困難になる。
【0007】CVD法では発光膜に大きな粒子が混入す
る問題はないが、成膜速度が遅くて量産に適しない点が
最大の問題である。また、この方法により大面積の発光
膜を均一な膜質で成膜するのは実際には容易でない。こ
れに対して、スパッタ法ではターゲットの全面から材料
を微粒子ないし分子の形で飛び出させて発光膜に堆積さ
せるので、発光膜への大きな粒子の混入がなく,均一な
膜厚や膜質で大面積の成膜ができ,成膜速度も高くて量
産に適する。このため、種々な発光色を呈する発光膜の
成膜にはこのスパッタ法が最も有望と考えられている。
【0008】しかし、母材の硫化物に含まれる硫黄の蒸
気圧が高いのでターゲット表面部の硫黄が欠乏し、発光
膜に成膜された母材が化学量論比からずれた硫黄欠乏組
成になって結晶性が低下しやすいので、従来のスパッタ
法では高輝度発光膜の成膜が困難である。また、母材と
稀土類元素とでスパッタ率が異なり、発光膜の稀土類元
素の濃度がターゲットと異なって来るため、発光膜の稀
土類元素濃度の管理が困難である。本発明の目的はスパ
ッタ法によってその本来の利点を生かしながら高輝度で
種々な発光色の発光膜を成膜することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前述のよ
うに硫化物を母材とし発光中心として稀土類元素を含む
EL発光膜をスパッタ法で成膜するに際して、第1の方
法ではターゲットに母材用の硫化対象元素を用い,スパ
ッタリングガスに硫黄化合物のガスを混合しガス化させ
た稀土類元素化合物を添加した状態で、第2の方法では
ターゲットに稀土類元素を添加した母材用の硫化対象元
素を用い,スパッタリングガスに硫黄化合物ガスを混合
した状態で、第3の方法ではターゲットに硫化物母材を
用い,スパッタリングガスにガス化された稀土類元素の
化合物を添加した状態で、それぞれ発光膜を成膜するこ
とによって上述の目的が達成される。
【0010】なお、母材用の上述の硫化物にはSrSやCa
SのほかZnSを用い、発光中心用の稀土類元素にはCe,E
u,Pr等を用いることができる。スパッタリングガスは通
例のAr等の不活性ガスを用いることでよい。第1と第2
の方法でスパッタリングガスに混合する硫黄化合物には
H2 SのほかCS2, S(CH3)2, S(C2H5)2等を用いることが
できる。また、第1と第3の方法でスパッタリングガス
に添加する稀土類元素の化合物には、Ce化合物について
はCe(C5H5)3, Ce(C11H20O2)3, Ce(OCH3)3 のほかその塩
化物やふっ化物を, Eu化合物についてはEu(C11H20O2)3
のほかその塩化物やふっ化物や硫化物を, Pr化合物につ
いてはPr(C11H20O2)3 のほかその塩化物やふっ化物や硫
化物をそれぞれ用いることができ、これら化合物を例え
ばそれぞれに適した温度に加熱しAr等のキャリアガスの
供給下でガス化させてそれに乗せることができる。
【0011】スパッタリングは通例のように数十mTorr
程度の減圧下で行なうことでよく、スパッタリングガス
の電離用高周波電力はパネルあたりで少なくとも1kWと
するのが大面積の表示パネルの量産に適する成膜速度を
得る上で望ましい。成膜対象としての基板ないしはパネ
ルの温度は 200〜350 ℃程度に設定するのが発光膜の膜
質向上に有利であり、さらに結晶性を向上させるために
通例のように各母材に応じた温度で熱処理を施すのが望
ましい。
【0012】
【作用】ターゲットに稀土類元素を添加した母材を用い
る従来のスパッタ法の問題点が硫黄の蒸気圧が高いため
ターゲット表面部の硫黄が欠乏する点や、稀土類元素の
スパッタ率が母材と異なる点にあることに着目して、本
発明の第1の方法では硫黄化合物と稀土類元素化合物と
を, 第2の方法では硫黄化合物を, 第3の方法では稀土
類元素化合物をターゲットとは別にガスの状態でスパッ
タリングガスに混合ないしは添加することにより問題を
解決する。
【0013】すなわち、第1の方法ではターゲットに硫
黄や稀土類元素を含まない母材用の元素を用い、スパッ
タリングガスに硫黄化合物と稀土類元素化合物とをそれ
ぞれ所定比率で混合ないし添加したふん囲気内でスパッ
タリングを施すことにより、発光膜の母材としての硫化
物を正確な化学量論比で成膜して結晶性を向上するとと
もに稀土類元素を正確かつ均一な濃度で添加する。これ
に対し、第2の方法は硫化物用元素と稀土類元素のスパ
ッタ率に大差がない場合に適し、ターゲットに硫黄を含
まないが稀土類元素を添加した母材用元素を用い、スパ
ッタリングガスに硫黄化合物ガスを所定比率で混合した
ふん囲気内でスパッタリングを施すことにより、発光膜
の硫化物母材を正確な化学量論比で成膜して結晶性を向
上する。さらに、第3の方法は母材用元素が例えばCa等
でその蒸気圧が硫黄とあまり差がない場合に適し、ター
ゲットに硫化物母材を用い、スパッタリングガスに稀土
類元素化合物を添加したふん囲気内でスパッタリングを
施すことにより、発光膜の母材に稀土類元素を正確かつ
均一な濃度で添加するものである。
【0014】
【実施例】以下、図を参照して本願発明の実施例を説明
する。図1と図2は本発明の第1と第2の方法を実施す
る際のスパッタ装置とその関連装置をそれぞれ示す構成
図、図3は両方法により成膜された発光膜の発光特性線
図、図4は本発明の第3の方法を実施する際のスパッタ
装置と関連装置を示す構成図、図5は第3の方法により
成膜された発光膜の発光特性線図である。
【0015】図1の右半分に示されたスパッタ装置60は
本発明の第1から第3までのいずれの方法にも共通に用
いることができ、通例のように密閉容器61内に互いに対
向する下部電極62と上部電極63を備え、排気管64からそ
の内部を高真空Vに引いた上で導入管61aと61bからガ
スを導入できるように構成されている。ターゲット20が
載置される下部電極62は絶縁62aにより容器61から絶縁
され、高周波電源65からマッチング回路66を介し高周波
電力がこれに供給される。図6の表示パネル10が取り付
けられる上部電極63は加熱手段を備え、表示パネル10を
所定温度に保った状態でその下面に発光膜14を成膜する
ようになっている。
【0016】この発光膜14の成膜前に、表示パネル10に
は図6で説明したようにその透明なガラス等の基板11の
上に表面電極膜12としてITO等の透明な導電性膜が例
えば0.2μmの膜厚で配設され、かつ窒化シリコン等の
絶縁膜13により 0.3μm程度の膜厚で覆われている。発
光膜14の成膜後はその上を窒化シリコン等の 0.3μmの
膜厚の絶縁膜15で覆い、かつ所定温度の熱処理を発光膜
14に施した後に例えば0.5μmの膜厚のアルミの裏面電
極膜16を配設することにより、表示パネル10の薄膜積層
構造が図6のように完成されるものとする。
【0017】図1の実施例ではCeを添加したSrSを母材
とする 450nmの波長の青緑色でEL発光する発光膜14を
成膜するものとし、この第1の方法ではターゲット20と
して母材用の硫化対象元素であるSrの単体を用い、硫黄
Sと稀土類元素のCeは化合物ガスの形で通例のArである
スパッタリングガスの方に混合ないし添加する。図の左
側にこのためのガス供給系70が示されている。スパッタ
リングガスSG用のアルゴン30はボンベ31から調整弁71と
流量計72を介して導入管61aから容器61に導入される。
硫黄化合物には硫化水素40を用いることでよく、それ用
のボンベ41から調整弁73と流量計74を介してスパッタリ
ングガスSGと混合されて導入管61aから容器61に導入さ
れる。なお、スパッタリングガスSGにはアルゴンに限ら
ず種々の不活性ガスを用い、母材用硫黄源にも硫化水素
に限らずCS2, S(CH3)2, S(C2H5)2等のガス状化合物を必
要に応じて用いることができる。
【0018】この実施例では稀土類元素化合物としてト
リスシクロペンタジエニルセリウムCe(C5H5)3 を用い、
これをガス発生器52内で加熱手段53により 400℃に加熱
し、キャリアガスCGとしてアルゴン30を調整弁75と流量
計76を介しこれに通流させることによりガス化させて導
入管61bから容器61に導入する。さらに、この実施例で
はガス供給系70の制御のため簡単なマイクロプロセッサ
である制御計算機80が設けられ、流量計72,74,76の検出
値を監視しながら調整弁71,73,75を制御する。スパッタ
リングガスSGを例えば40cc/min.の流量で供給する場合
は硫化水素40の流量を15cc/min.程度に制御するのがよ
い。キャリアガスCGの流量は発光膜14の母材に添加する
稀土類元素の濃度に応じて制御され、この実施例ではCe
の濃度を0.5 wt%にするため5cc/min.の流量でキャリ
アガスCGを供給する。
【0019】スパッタリングによる発光膜14の成膜は上
部電極63を加熱して表示パネル10の温度を 300℃程度に
保ち、かつ容器61内のふん囲気圧力を15mTorr程度に保
った条件で行なう。高周波電力は表示パネル10が対角20
インチ程度の大面積の場合で1kW以上とするのがよい。
図3にこの第1の方法で発光膜14を 0.6μmの膜厚で成
膜した表示パネル10の発光特性A1を従来の特性B1と対比
して示す。第1の方法による発光膜14の母材中のCe濃度
は 0.5wt%で、従来方法による試料は同濃度にCeを添加
したSrSをターゲットとするスパッタ法で発光膜を同膜
厚に成膜した。図3の横軸は表示電圧DV, 縦軸は発光輝
度Iである。図のように発光しきい値は従来の190Vから
第1の方法では160Vになり、従来は100cd/m2の発光輝度
が困難であったが第1の方法では200cd/m2以上の高輝度
が得られる。
【0020】この図3の発光特性A1をもつ表示パネル10
の発光膜14を分析したところ母材のSrS中のSrとSの化
学量論比が1に近いことが確認され、X線回折の結果か
らも母材の結晶性が従来より格段に良好なことが確かめ
られた。さらに、母材中のCe含有量もねらいどおりほぼ
0.5wt%で、発光膜14中の膜厚方向の濃度分布も充分均
一なものと考えられる。なお、成膜速度についてもスパ
ッタ法であるから充分速く、問題なく量産に適する。
【0021】なお、上述の実施例では稀土類元素源とし
てCe(C5H5)3 を用いたが、このほかにもCe(C11H20O2)3
やCe(OCH3)3 等のセリウム有機化合物, またはCeの塩化
物やふっ化物を用いることができる。また、稀土類元素
にEuやPrを用いる場合もCeの場合と同様にそれらのトリ
スジピバロイルメタネイトでとしてのEu(C11H20O2)3やP
r(C11H20O2)3 を用い、またはそれらの塩化物, ふっ化
物, 硫化物等を用いることができる。もちろん、これら
をガス化するための加熱温度は化合物の種類に応じて設
定される。
【0022】図2に第2の方法の実施例を示す。この実
施例でもCeを添加したSrSを母材とする発光膜14を成膜
するが、第2の方法ではターゲット21として稀土類元素
Ceを母材用の硫化対象元素Srに添加したものを用い、母
材用の硫黄をH2S等の化合物の形でスパッタリングガス
SGに混合する。スパッタリングガスSG用のアルゴン30と
この硫化水素40用の図2のガス供給系70は図1の構成を
簡単化しただけなので説明を省略する。この第2の方法
でも稀土類元素としてCeのほかEuやPrを用いることがで
きるが、本実施例では 0.2%のCeを含むSrをターゲット
21とし、25%のH2SをスパッタリングガスSGに混合し
て、前実施例と同様に 300℃のパネル10の温度と15mTo
rrのふん囲気圧力の条件で発光膜14を2kWの高周波電力
のスパッタリングにより成膜する。
【0023】かかる実施例により 0.6μmの膜厚で発光
膜14を成膜した表示パネル10の発光特性A2を図3に示
す。図からわかるように、発光しきい値はこの第2の方
法でも第1の方法と比べて遜色がないが、発光中心元素
であるCeの添加量が少ないだけ第1の方法の場合よりも
発光輝度Iが低い。しかし、Ce添加量が多い従来の発光
特性B1よりは発光輝度Iが高く、100cd/m2の輝度で表示
が可能である。この第2の方法では稀土類元素の添加量
を第1の方法ほど上げるのは困難であるが成膜が容易に
なる利点がある。なお、この第2の方法で用いるターゲ
ットはSrと稀土類元素の合金ないしはSrと稀土類元素や
その化合物との混合焼結体の形態で容易に調製すること
ができる。
【0024】図4に第3の方法の実施例を示す。第3の
方法では硫化物の母材をターゲットとしスパッタリング
ガスに稀土類元素化合物をガス化して添加するが、本実
施例ではEuを添加したCaSを母材とする 660nmの波長の
赤色でEL発光する発光膜14を成膜するので、ターゲッ
ト22として母材CaSを用い、スパッタリングガスSGにEu
化合物として塩化ユーロピウムを添加する。このため、
ガス供給系70からArのスパッタリングガスSGを例えば30
cc/min.で供給し、ガス発生器52内の 600℃に加熱され
た塩化ユーロピウム51にキャリアガスCGを3cc/min.程
度の流量で供給することによりガス化させてスパッタリ
ングガスSGに添加する。
【0025】発光膜14は表示パネル10を 250℃程度に加
熱し20mTorr程度のふん囲気圧力の条件下のスパッタリ
ングで成膜する。これにより 0.1wt%のEu濃度の発光膜
14を0.6μmの膜厚で成膜した表示パネル10の発光特性A
3を図5に示す。比較対象の特性B3は同濃度のEuを含むC
aSをターゲットとする従来方法で発光膜を同膜厚に成
膜した場合のものである。この第3の方法によれば、図
からわかるように発光しきい値が従来の155Vから140V以
下になり、従来は100cd/m2の発光輝度が困難であったに
対し200cd/m2の高輝度表示が可能である。なお、第3の
方法は硫化対象元素の蒸気圧が硫黄とあまり差がない場
合に適用が限られるが、第1の方法より成膜が容易な利
点がある。稀土類元素に上述のEuのほかCeやPr等を用い
ることができるのはもちろんである。
【0026】
【発明の効果】以上のとおり本発明の第1の方法ではタ
ーゲットに母材用の硫化対象元素を用いスパッタリング
ガスに硫黄化合物ガスを混合しガス化させた稀土類元素
化合物を添加し、第2の方法ではターゲットに稀土類元
素が添加された母材用の硫化対象元素を用いスパッタリ
ングガスに硫黄化合物ガスを混合し、第3の方法ではタ
ーゲットに硫化物母材を用いスパッタリングガスにガス
化された稀土類元素化合物を添加して、いずれもスパッ
タ法によりEL発光膜を成膜することによってそれぞれ
次の効果を得ることができる。
【0027】(a) 第1の方法では母材用の硫黄と発光中
心元素用の稀土類元素とをいずれも化合物ガスの状態で
成膜速度と合わせて供給できるので、発光膜の母材とし
ての硫化物を正確な化学量論比で成膜して結晶性を向上
しかつ稀土類元素を正確かつ均一な濃度で添加すること
ができる。 (b) 第2の方法は硫化物用元素と稀土類元素のスパッタ
率に大差がない場合に適し、母材用の硫黄を化合物ガス
の形で成膜速度と合わせて供給することによりEL発光
膜の硫化物母材を正確な化学量論比で成膜して結晶性を
向上することができる。
【0028】(c) 第3の方法は母材用元素の蒸気圧が硫
黄とあまり大差がない場合に適し、発光中心元素用の稀
土類元素を化合物ガスの状態で成膜速度と合わせて供給
することによりEL発光膜に稀土類元素を正確かつ均一
な濃度で添加できる。
【0029】本願のこれら方法のいずれも発光輝度が従
来より高いEL発光膜を成膜できる効果があり、大面積
の発光膜を均一な膜厚と膜質で成膜でき、しかも成膜速
度が高いのでEL表示パネルの量産に適する。本願方法
は母材と発光中心元素の選択によりEL発光膜に種々な
発光色をもたせる際の成膜にとくに適し、発光輝度を従
来より高めて従来の難点を克服しEL表示パネルの用途
の一層の拡大に貢献し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEL発光膜の第1の成膜方法の実施に
適するスパッタ装置と関連装置の構成図である。
【図2】本発明のEL発光膜の第2の成膜方法の実施に
適するスパッタ装置と関連装置の構成図である。
【図3】第1と第2の成膜方法によってEL発光膜を成
膜した表示パネルの発光特性を従来方法による発光特性
と対比して示す特性線図である。
【図4】本発明のEL発光膜の第1の成膜方法の実施に
適するスパッタ装置と関連装置の構成図である。
【図5】第3の成膜方法によって発光膜を成膜した表示
パネルの発光特性を従来方法による発光特性と対比して
示す特性線図である。
【図6】EL発光膜の成膜方法の適用対象としての表示
パネルの断面図である。
【符号の説明】
10 EL表示パネル 14 EL発光膜 20 ターゲットとしてのストロンチウム 21 ターゲットとしてのセリウム含有ストロンチウ
ム 22 ターゲットとしての硫化カルシウム 30 スパッタリングガス用のアルゴン 40 硫黄化合物としての硫化水素 50 稀土類元素化合物としてのCe(C5H5)3 51 稀土類元素化合物としての塩化ユーロピウム 52 稀土類元素化合物のガス化用ガス発生器 60 スパッタ装置 70 ガス供給系 A1 第1の成膜方法によるEL発光特性 A2 第2の成膜方法によるEL発光特性 A3 第3の成膜方法によるEL発光特性 CG キャリアガス DV 表示電圧 I EL発光輝度 SG スパッタリングガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 一喜 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫化物を母材とし発光中心として稀土類元
    素を含むエレクトロルミネッセンス発光膜をスパッタ法
    により成膜する方法であって、母材用の硫化対象元素を
    ターゲットとしてスパッタリングガスに硫黄化合物ガス
    を混合しかつガス化した稀土類元素の化合物を添加した
    スパッタリングふん囲気内で発光膜を堆積することを特
    徴とするエレクトロルミネッセンス発光膜の成膜方法。
  2. 【請求項2】硫化物を母材とし発光中心として稀土類元
    素を含むエレクトロルミネッセンス発光膜をスパッタ法
    により成膜する方法であって、稀土類元素を添加された
    母材用の硫化対象元素をターゲットとしてスパッタリン
    グガスに硫黄化合物ガスを混合したスパッタリングふん
    囲気内で発光膜を堆積することを特徴とするエレクトロ
    ルミネッセンス発光膜の成膜方法。
  3. 【請求項3】硫化物を母材とし発光中心として稀土類元
    素を含むエレクトロルミネッセンス発光膜をスパッタ法
    により成膜する方法であって、硫化物母材をターゲット
    としてスパッタリングガスにガス化された稀土類元素の
    化合物を添加したスパッタリングふん囲気内で発光膜を
    堆積することを特徴とするエレクトロルミネッセンス発
    光膜の成膜方法。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06163157A (ja) * 1992-09-24 1994-06-10 Fuji Electric Co Ltd 薄膜el素子の製造方法
GB9324505D0 (en) * 1992-12-07 1994-01-19 Fuji Electric Co Ltd Method for preparing thin-film electro-luminescence element
GB2278853B (en) * 1993-06-08 1997-02-12 Fuji Electric Co Ltd Method for manufacturing thin-film electroluminescence device
US5780966A (en) * 1995-04-20 1998-07-14 Nippondenso Co., Ltd. Electroluminescent device with improved blue color purity
CN1070314C (zh) * 1996-12-30 2001-08-29 中国科学院长春应用化学研究所 单层薄膜电致发光器件的制备
DE19758587C2 (de) 1997-03-04 2003-03-27 Bundesdruckerei Gmbh Anordnung zur visuellen und maschinellen Echtheitsprüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten
DE19735293C2 (de) 1997-08-14 2003-06-12 Bundesdruckerei Gmbh Wert- und Sicherheitserzeugnis mit Lumineszenzelement
FI105313B (fi) * 1998-06-03 2000-07-14 Planar Systems Oy Menetelmä ohutkalvo-elektroluminesenssirakenteiden kasvattamiseksi
US6289842B1 (en) 1998-06-22 2001-09-18 Structured Materials Industries Inc. Plasma enhanced chemical vapor deposition system
US6771019B1 (en) * 1999-05-14 2004-08-03 Ifire Technology, Inc. Electroluminescent laminate with patterned phosphor structure and thick film dielectric with improved dielectric properties
GB0108782D0 (en) * 2001-04-07 2001-05-30 Trikon Holdings Ltd Methods and apparatus for forming precursors
US6627251B2 (en) * 2001-04-19 2003-09-30 Tdk Corporation Phosphor thin film, preparation method, and EL panel
JP3955744B2 (ja) * 2001-05-14 2007-08-08 淳二 城戸 有機薄膜素子の製造方法
US7502095B2 (en) * 2005-03-29 2009-03-10 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
US20070085984A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 Asml Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus, device manufacturing method and device manufactured thereby
SG126120A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-30 Asml Netherlands Bv Lithographic device, device manufacturing method and device manufactured thereby
JP5255806B2 (ja) * 2007-09-28 2013-08-07 東京エレクトロン株式会社 成膜装置の制御方法、成膜方法および成膜装置
US8221513B2 (en) * 2008-01-29 2012-07-17 Kellogg Brown & Root Llc Low oxygen carrier fluid with heating value for feed to transport gasification

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025339A (en) * 1974-01-18 1977-05-24 Coulter Information Systems, Inc. Electrophotographic film, method of making the same and photoconductive coating used therewith
JPH0752672B2 (ja) * 1983-02-10 1995-06-05 松下電器産業株式会社 薄膜el素子の製造方法
US4508610A (en) * 1984-02-27 1985-04-02 Gte Laboratories Incorporated Method for making thin film electroluminescent rare earth activated zinc sulfide phosphors
JPS60202684A (ja) * 1984-03-28 1985-10-14 沖電気工業株式会社 薄膜elデイスプレイパネルの発光膜形成方法
JPS6142893A (ja) * 1984-08-01 1986-03-01 ホ−ヤ株式会社 薄膜el素子の製造方法
JPS61214395A (ja) * 1985-03-19 1986-09-24 日本電気株式会社 薄膜エレクトロルミネセンス素子の製造方法
JPH0744071B2 (ja) * 1985-05-08 1995-05-15 キヤノン株式会社 電場発光素子の製造方法
JPS61260593A (ja) * 1985-05-15 1986-11-18 富士通株式会社 El薄膜の製造方法
JPS61264698A (ja) * 1985-05-20 1986-11-22 日本電信電話株式会社 El発光層の形成方法
JPS62140395A (ja) * 1985-12-16 1987-06-23 新技術開発事業団 薄膜el素子の製造方法
US4794302A (en) * 1986-01-08 1988-12-27 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Thin film el device and method of manufacturing the same
JPS62218476A (ja) * 1986-03-18 1987-09-25 Murata Mfg Co Ltd 薄膜el素子
US4675092A (en) * 1986-03-27 1987-06-23 Gte Laboratories Incorporated Method of producing thin film electroluminescent structures
US4725344A (en) * 1986-06-20 1988-02-16 Rca Corporation Method of making electroluminescent phosphor films
JPS6329488A (ja) * 1986-07-21 1988-02-08 日本電信電話株式会社 薄膜el素子の作製方法
US4900584A (en) * 1987-01-12 1990-02-13 Planar Systems, Inc. Rapid thermal annealing of TFEL panels
JPS63230871A (ja) * 1987-03-19 1988-09-27 Res Dev Corp Of Japan 薄膜el素子の製造方法
JPS63250456A (ja) * 1987-04-08 1988-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 硫化物蛍光体膜の製造方法
JPS63294694A (ja) * 1987-05-27 1988-12-01 Fujitsu Ltd 薄膜el素子の製造方法
DE3876158T2 (de) * 1987-07-08 1993-06-03 Sharp Kk Duennfilm-elektrolumineszenzgeraet.
US4967251A (en) * 1988-08-12 1990-10-30 Sharp Kabushiki Kaisha Thin film electroluminescent device containing gadolinium and rare earth elements
JPH02135696A (ja) * 1988-11-15 1990-05-24 Fujitsu Ltd El表示パネルの製造方法
GB2235089B (en) * 1989-03-15 1993-05-05 Asahi Chemical Ind Preparing thin-film electroluminescent devices

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Publication number Publication date
US5716501A (en) 1998-02-10
GB9309101D0 (en) 1993-06-16
DE4315244A1 (de) 1993-11-11
GB2267388B (en) 1996-04-10
GB2267388A (en) 1993-12-01
US5482603A (en) 1996-01-09

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