JPH0633106A - Production of sputtering target for production of light emitting layer of thin-film electroluminrescence element - Google Patents

Production of sputtering target for production of light emitting layer of thin-film electroluminrescence element

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JPH0633106A
JPH0633106A JP19418692A JP19418692A JPH0633106A JP H0633106 A JPH0633106 A JP H0633106A JP 19418692 A JP19418692 A JP 19418692A JP 19418692 A JP19418692 A JP 19418692A JP H0633106 A JPH0633106 A JP H0633106A
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JP
Japan
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emitting layer
powder
srs
light emitting
gas atmosphere
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JP19418692A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Matsuyama
博圭 松山
Masahiro Matsui
正宏 松井
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the sintered body target having a high and fine density by mixing a light emission center additive and sulfur powder with SrS powder, then heat treating the mixture with a sulfurizing gaseous atmosphere and hot pressing the mixture in an inert gaseous atmosphere. CONSTITUTION:The light emission center additive, such as CeF3, and the sulfur powder are mixed with the SrS powder and the mixture is heat treated at 300 to 1500 deg.C in the sulfurizing gaseous atmosphere. The powder is hot pressed at about 500 to 2000 deg.C in the inert gaseous atmosphere or after the powder is molded by a press machine in the same atmosphere, the molding is subjected to a heating treatment. As a result, the sputtering target for forming the light emission layer with which the EL element emitting light with high luminance is obtainable is produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電界の印加に応じて発光
を示す薄膜エレクトロルミネッセンス素子(以下、”E
L素子”と略記する)発光層作製に用いられるスパッタ
ターゲットの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film electroluminescent device (hereinafter referred to as "E") which emits light in response to an electric field applied.
The present invention relates to a method for producing a sputter target used for producing a light emitting layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】ZnSやZnSe等の化合物半導体にM
n等の発光中心を添加したものに高電圧を印加すること
で発光するエレクトロルミネッセンスの現象は古くから
知られている。近年二重絶縁層型EL素子の開発によ
り、輝度および寿命が飛躍的に向上し、薄膜EL素子は
薄型ディスプレイに応用されるようになり、現在市販さ
れるまでに至った。
2. Description of the Related Art M is used for compound semiconductors such as ZnS and ZnSe.
The phenomenon of electroluminescence in which light is emitted by applying a high voltage to a material to which a luminescence center such as n is added has been known for a long time. In recent years, due to the development of the double insulating layer type EL device, the brightness and the life have been dramatically improved, and the thin film EL device has been applied to a thin display, and has come to the market now.

【0003】EL素子の発光色は、発光層を構成する半
導体母体と、ドープされる発光中心の組合せで決まる。
例えば、ZnS母体に発光中心としてMnをドープする
と黄橙色、叉、Tbを添加すると緑色のエレクトロルミ
ネッセンス発光(以下EL発光と略記する。)が得られ
る。叉、SrS母体に発光中心としてCeをドープする
と青緑色、CaS母体に発光中心としてEuをドープす
ると赤色のそれぞれEL発光が得られる。
The emission color of the EL element is determined by the combination of the semiconductor matrix forming the light emitting layer and the doped emission center.
For example, when ZnS host is doped with Mn as an emission center, yellow electroluminescence is obtained, and when Tb is added, green electroluminescence emission (hereinafter abbreviated as EL emission) is obtained. EL light emission is obtained when the SrS host is doped with Ce as the emission center and blue is emitted when the CaS host is doped with Eu as the emission center.

【0004】しかしながら、現在実用レベルの輝度に達
しているものはZnS母体にMnを添加した黄橙色の系
のみである。フルカラーの薄膜型ディスプレイをEL素
子を用いて作製する場合、青、緑、赤の3原色を発光す
るEL素子が必要であり、各色を高輝度に発光するEL
素子の開発が精力的に進められている。このようなカラ
−EL素子を開発するにあたりSrSは母体材料として
有用であり、例えばSrSにCeをド−プしたSrS:
Ce発光層で青緑色、SrSにEuをド−プしたSr
S:Eu発光層で赤色発光が得られることが知られてい
る。
However, only the yellow-orange system in which Mn is added to the ZnS matrix is the one that has reached the practical level of brightness at present. When a full-color thin film display is manufactured using EL elements, EL elements that emit three primary colors of blue, green, and red are required, and EL that emits each color with high brightness.
The development of the device is being actively pursued. SrS is useful as a base material in developing such a color EL device. For example, SrS obtained by doping Ce with SrS:
Blue-green in the Ce light-emitting layer, Sr with Eu doped in SrS
It is known that red light emission can be obtained in the S: Eu light emitting layer.

【0005】発光層の成膜方法としては、抵抗加熱蒸着
法、電子線加熱蒸着法、スパッタ蒸着法、MOCVD法
(有機金属ガス気相成長法)、MBE法(モレキュラー
・ビーム・エピタキシャル法)、ALE法(原子層エピ
タキシャル法)などが用いられている。これらの方法で
形成された発光層の結晶性とEL素子の輝度の関係とし
て、高結晶化した発光層を有するEL素子の輝度が高い
ことが知られている。
The light emitting layer is formed by a resistance heating vapor deposition method, an electron beam heating vapor deposition method, a sputter vapor deposition method, an MOCVD method (metal organic chemical vapor deposition method), an MBE method (molecular beam epitaxial method), The ALE method (atomic layer epitaxial method) or the like is used. As a relationship between the crystallinity of the light emitting layer formed by these methods and the brightness of the EL element, it is known that the EL element having a highly crystallized light emitting layer has high brightness.

【0006】これは、発光層に印加された電界により加
速された電子が効率良く発光中心を励起するためである
と推定されている。MOCVD法、ALE法、MBE法
を用いて作製されたZnS:Mn発光層で高結晶性の薄
膜が得られ、高輝度に発光するEL素子が作製されてい
る。しかし、ZnS以外の化合物半導体を母体として用
いた系、例えば青色発光を示すSrS:Ce発光層で
は、高輝度に発光する素子は得られていない。
It is presumed that this is because the electrons accelerated by the electric field applied to the light emitting layer efficiently excite the luminescence center. A highly crystalline thin film is obtained from a ZnS: Mn light-emitting layer manufactured by MOCVD, ALE, or MBE, and an EL element which emits light with high brightness is manufactured. However, in a system using a compound semiconductor other than ZnS as a matrix, for example, in a SrS: Ce light emitting layer that emits blue light, an element that emits light with high brightness has not been obtained.

【0007】MOCVD法、ALE法、MBE法は高結
晶性の薄膜を作製するための有望な方法ではあるが、発
光中心を均一に分散させることが困難であること、大面
積のEL発光層を経済的に作製することが困難であるこ
と等の面では、電子線加熱蒸着法やスパッタ蒸着法に比
べて劣っているという問題点がある。高輝度発光を示す
EL素子を製造するための1つの有望な条件である発光
層の高結晶化を図るため、発光層の作製時の基板温度を
高くしたり、発光層作製後に真空中或いは不活性ガス雰
囲気下で高温熱処理するなどの方法がとられてきた。し
かし、多くの場合薄膜EL素子は基板としてガラスを使
用しているため、850℃以上の高温で熱処理する場
合、ガラスの歪などの問題があった。さらに発光層の母
体としてSrSという硫化物を用いる場合、高温熱処理
により膜中のSの量が減少し化学量論的組成からずれ、
又、Sの抜けによる欠陥のために高結晶化した発光層を
作ることができないことも大きな問題点であった。
The MOCVD method, the ALE method, and the MBE method are promising methods for producing a highly crystalline thin film, but it is difficult to uniformly disperse the emission centers, and a large-area EL emission layer is used. There is a problem that it is inferior to the electron beam heating vapor deposition method and the sputter vapor deposition method in that it is economically difficult to manufacture. In order to increase the crystallization of the light-emitting layer, which is one of the promising conditions for manufacturing an EL device exhibiting high-brightness emission, the substrate temperature during the production of the light-emitting layer is increased, or after the light-emitting layer is produced in a vacuum or at Methods such as high temperature heat treatment in an active gas atmosphere have been taken. However, in many cases, thin film EL elements use glass as a substrate, and therefore, when heat-treated at a high temperature of 850 ° C. or higher, there is a problem such as glass distortion. Further, when SrS, which is a sulfide, is used as a base material of the light emitting layer, the amount of S in the film decreases due to the high temperature heat treatment, which deviates from the stoichiometric composition,
In addition, it is also a big problem that a highly crystallized light emitting layer cannot be formed due to a defect caused by the escape of S.

【0008】特公昭63−46117号公報、特開平1
−272093号公報および特開平3−225792号
明細書に、発光層を成膜後H2 S中で熱処理することが
記載されている。特に特開平3−225792号明細書
には、発光層をスパッタリング法によって成膜後、65
0℃以上、1時間以上のH2 S熱処理により、SrS:
Ce系で最高輝度12000cd/m2 、SrS:C
e,Eu系で7000cd/m2 が得られている。
Japanese Examined Patent Publication No. 63-461117, JP-A-1
-272093 and Japanese Patent Laid-Open No. 3-225792 describe heat treatment in H 2 S after forming a light emitting layer. Particularly, in JP-A-3-225792, after forming a light emitting layer by a sputtering method,
By heat treatment of H 2 S at 0 ° C. or higher for 1 hour or longer, SrS:
Ce system maximum brightness 12000 cd / m 2 , SrS: C
7,000 cd / m 2 was obtained for the e and Eu systems.

【0009】従来、スパッタリングに用いられているタ
ーゲットの作製方法としては、SrS粉末に発光中心添
加物を混合後、不活性ガス雰囲気下でホットプレスする
方法、SrS粉末に発光中心添加物を混合後、不活性ガ
ス雰囲気下で加圧成型する方法、等があげられる。
Conventionally, as a method for producing a target used for sputtering, after mixing an emission center additive with SrS powder, hot pressing in an inert gas atmosphere, after mixing an emission center additive with SrS powder. , A method of molding under pressure in an inert gas atmosphere, and the like.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に高輝度
に発光するEL素子を得ることのできる発光層作製用ス
パッタリングターゲットの製造方法を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing a sputtering target for producing a light emitting layer, which can obtain an EL element that emits light with particularly high brightness.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】かかる状況下において、
本発明者らは、高輝度発光を示すEL素子の発光層作製
に用いるスパッタターゲットの製造方法について鋭意検
討した結果、SrS粉末に発光中心添加物、硫黄粉末を
混合後、硫化性ガス雰囲気下で熱処理を施した粉末を不
活性ガス雰囲気下でホットプレスすることにより、従来
技術と比較して、粉末粒子間の焼結が促進され、高い緻
密度の焼結体タ−ゲットを得ることができること、ま
た、そのタ−ゲットを用いてスパッタ法によって発光層
を成膜後、該発光層を硫化性ガス雰囲気下で熱処理する
ことにより発光層の結晶粒が大きく成長し、それによっ
てEL素子の輝度が大幅に向上することを見いだし本発
明を成すに至った。
[Means for Solving the Problems] Under such circumstances,
The inventors of the present invention have made earnest studies on a method of manufacturing a sputter target used for manufacturing a light emitting layer of an EL device exhibiting high-luminance light emission, and as a result, after mixing an emission center additive and sulfur powder with SrS powder, a sulfurous gas atmosphere was used. By hot pressing the heat-treated powder in an inert gas atmosphere, sintering between powder particles is promoted as compared with the conventional technique, and a sintered compact target having a high density can be obtained. In addition, after the light emitting layer is formed by the sputtering method using the target, the light emitting layer is heat-treated in a sulfide gas atmosphere, so that the crystal grains of the light emitting layer grow large, thereby increasing the brightness of the EL device. The present invention has been completed by discovering that the above-mentioned is significantly improved.

【0012】すなわち本発明はSrS母材に発光中心を
ドープした発光層作製用スパッタターゲットの製造方法
において、SrS粉末に発光中心添加物および硫黄粉末
を混合後、硫化性ガス雰囲気下300℃〜1500℃で
熱処理し、その粉末を不活性ガス雰囲気下でホットプレ
スするか、もしくは不活性ガス雰囲気下でプレス機によ
って成型後、同雰囲気下で加熱処理することを特徴とす
るスパッタターゲットの製造方法である。
That is, according to the present invention, in a method of manufacturing a sputter target for producing a light emitting layer in which an SrS base material is doped with an emission center, after mixing an emission center additive and sulfur powder with SrS powder, it is heated at 300 ° C. to 1500 ° C. in a sulfur gas atmosphere. In the method for producing a sputter target, which is characterized by heat-treating at ℃, hot pressing the powder in an inert gas atmosphere, or molding with a press in an inert gas atmosphere, and then heat-treating in the same atmosphere. is there.

【0013】以下に本発明を詳細に説明する。発光層作
製に用いられるスパッタターゲットの作製条件におい
て、SrS粉末に発光中心添加物および硫黄粉末を混合
後、硫化性ガス雰囲気下で熱処理した後、不活性ガス雰
囲気下でホットプレスするか、もしくは不活性ガス雰囲
気下でプレス機によって成型し、同雰囲気下で加熱処理
することが重要である。SrS母体に添加される発光中
心の材料、元素は特に限定されないが、例えば、青緑色
の発光が得られるCe発光中心の場合、発光中心添加物
材料としてCeF3 、Ce2 3 、Ce2 3 等があげ
られる。母体に添加される発光中心の濃度は特に限定さ
れないが、あまり少ないと発光輝度が上がらず、また、
あまり多すぎると発光層の結晶性が悪くなったり、濃度
消光を起こして輝度が上がらない。従って、SrS:C
eに関して具体例をあげれば、好ましくは、全発光層母
材のSrSに対して0.01〜5mol%の範囲であ
り、より好ましくは0.05〜2mol%の範囲であ
る。SrS粉末に混合される硫黄粉末の量は特に限定さ
れないが、好ましくはSrS粉末に対して0.5wt%
〜30%であり、より好ましくは2wt%〜15wt%
である。硫化性ガスとしては、硫化水素、二硫化炭素、
硫黄蒸気、エチルメルカプタン、メチルメルカプタン、
ジメチル硫黄、ジエチル硫黄等があり、中でも硫化水素
ガスは輝度向上効果が大きく好ましい。硫化性ガスの濃
度としては、特に限定されないが、硫化性ガス雰囲気下
での熱処理効果を得るためには10%以上の濃度が好ま
しい。希釈ガスとしてはアルゴン、ヘリウム等の不活性
ガスが用いられる。また、硫化性ガス雰囲気下における
熱処理効果が現れるために、熱処理時間としては1時間
以上が必要である。硫化性ガス雰囲気下での熱処理温度
としては300℃〜1500℃であり、より好ましくは
400℃〜1200℃である。ホットプレス、もしくは
プレス機による加圧成型、成型後の熱処理の際の雰囲気
である不活性ガスとしてはアルゴン、ヘリウム、窒素等
があげられる。ホットプレス時、もしくは加圧成型後の
熱処理の温度としては、500℃〜2000℃であり、
より好ましくは700℃〜1200℃である。ホットプ
レス、もしくはプレス機による加圧成型を行う際のプレ
ス圧としては、1〜1000kg/cm2 であり、より
好ましくは10〜1000kg/cm2 である。ホット
プレス、もしくはプレス機による加圧成型時間として
は、0.01〜180分であり、好ましくはは0.05
〜90分である。
The present invention will be described in detail below. Under the manufacturing conditions of the sputter target used for manufacturing the light emitting layer, after mixing the emission center additive and the sulfur powder with the SrS powder, the mixture is heat-treated in a sulfide gas atmosphere, and then hot-pressed in an inert gas atmosphere. It is important to mold with a press machine under an active gas atmosphere and heat-treat under the same atmosphere. The material and element of the luminescence center added to the SrS host are not particularly limited. For example, in the case of a Ce luminescence center that can obtain blue-green luminescence, CeF 3 , Ce 2 O 3 , Ce 2 S as the luminescence center additive material are used. 3 etc. The concentration of the luminescent center added to the host is not particularly limited, but if it is too low, the emission brightness does not increase, and
If it is too much, the crystallinity of the light emitting layer is deteriorated, or concentration quenching occurs and the brightness does not increase. Therefore, SrS: C
As a specific example of e, it is preferably in the range of 0.01 to 5 mol% and more preferably in the range of 0.05 to 2 mol% with respect to SrS of the entire light emitting layer base material. The amount of the sulfur powder mixed with the SrS powder is not particularly limited, but is preferably 0.5 wt% with respect to the SrS powder.
˜30%, more preferably 2 wt% to 15 wt%
Is. Hydrogen sulfide, carbon disulfide,
Sulfur vapor, ethyl mercaptan, methyl mercaptan,
There are dimethylsulfur, diethylsulfur, and the like. Among them, hydrogen sulfide gas is preferable because it has a large effect of improving brightness. The concentration of the sulfurizing gas is not particularly limited, but a concentration of 10% or more is preferable in order to obtain the heat treatment effect in the sulfurizing gas atmosphere. An inert gas such as argon or helium is used as the diluent gas. Further, since the heat treatment effect is exhibited in the sulfide gas atmosphere, the heat treatment time needs to be 1 hour or more. The heat treatment temperature in the sulfide gas atmosphere is 300 ° C to 1500 ° C, more preferably 400 ° C to 1200 ° C. Examples of the inert gas which is an atmosphere in hot pressing, pressure molding by a pressing machine, and heat treatment after molding include argon, helium, nitrogen and the like. The temperature of the heat treatment during hot pressing or after pressure molding is 500 ° C to 2000 ° C,
More preferably, it is 700 ° C to 1200 ° C. The pressing pressure for hot pressing or pressure molding with a pressing machine is 1 to 1000 kg / cm 2 , and more preferably 10 to 1000 kg / cm 2 . The hot press or pressure molding time by a press machine is 0.01 to 180 minutes, preferably 0.05.
~ 90 minutes.

【0014】このようにして得られるターゲットを用い
て、スパッタリング法により発光層の成膜が行われる。
この膜を硫化性ガス雰囲気下で熱処理することにより作
製される発光層は、従来の製造方法によるターゲットを
用いてスパッタを行った場合に比べ、結晶粒が大きく成
長し、高結晶化したものになるため、薄膜EL素子の輝
度が顕著に向上する。
The target thus obtained is used to form a light emitting layer by sputtering.
The light-emitting layer produced by heat-treating this film in a sulfurized gas atmosphere has a large crystal grain and is highly crystallized as compared with the case where sputtering is performed using a target by the conventional manufacturing method. Therefore, the brightness of the thin film EL element is significantly improved.

【0015】発光層の熱処理に使用される硫化性ガス雰
囲気としては、前述したように、硫化水素、二硫化炭
素、硫黄蒸気、エチルメルカプタン、メチルメルカプタ
ン、ジメチル硫黄、ジエチル硫黄等があり、中でも硫化
水素ガスは輝度向上効果が大きく好ましい。硫化性ガス
雰囲気下での熱処理濃度としては、特に限定されない
が、0.01〜100%、より好ましくは0.1〜30
%である。希釈ガスとしてはアルゴン、ヘリウム等の不
活性ガスが用いられる。また、硫化性ガスの効果が顕著
に現れるためには、熱処理の温度が650℃以上、時間
は1時間以上が必要である。しかし、800℃以上の温
度で熱処理を行うと、基板ガラスの歪や透明電極として
用いているITOの高抵抗化や高価な石英ガラス基板を
用いなくてはならないことなどの問題点が生じる。
As the sulfide gas atmosphere used for the heat treatment of the light emitting layer, as described above, there are hydrogen sulfide, carbon disulfide, sulfur vapor, ethyl mercaptan, methyl mercaptan, dimethyl sulfur, diethyl sulfur and the like. Hydrogen gas is preferable because it has a large effect of improving brightness. The heat treatment concentration in the sulfurizing gas atmosphere is not particularly limited, but is 0.01 to 100%, more preferably 0.1 to 30.
%. An inert gas such as argon or helium is used as the diluent gas. Further, in order for the effect of the sulfurizing gas to be prominent, the heat treatment temperature must be 650 ° C. or higher and the time must be 1 hour or longer. However, heat treatment at a temperature of 800 ° C. or higher causes problems such as distortion of the substrate glass, high resistance of ITO used as a transparent electrode, and necessity of using an expensive quartz glass substrate.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、この発明の実施例を具体的に説明す
る。実施例中におけるEL素子の輝度の測定は、暗室内
において、LUMINANCE COLORIMETE
R BM−7(TOPCON社製)を用いて行った。
EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below. Luminance of the EL element in the examples was measured by LUMINANCE COLORIMATE in a dark room.
It was performed using RBM-7 (manufactured by TOPCON).

【0017】[0017]

【実施例1】ガラス基板[ホーヤ(株)製、NA−4
0]上に、反応性スパッタ法により、厚さ約100nm
のITO電極を形成した。その上に、Taターゲット及
びSiO2 ターゲットを用いて、厚さ400nmのTa
2 5 と厚さ100nmのSiO2 をスパッタ蒸着法に
より順次形成し絶縁層とした。続いてバッファ−層とし
て、厚さ約100nmのZnS薄膜を、ZnSターゲッ
トを用いたアルゴンガス中のスパッタ蒸着により作製し
た。次に、SrSとSrSに対して0.3mol%のC
eF3 及びKCl、5wt%の硫黄粉末を混合した後、
100%のH2 S中、500℃で6時間熱処理した粉末
を、アルゴンガス雰囲気下、900℃、100kg/c
2 でホットプレスしてたターゲットを作製した。この
タ−ゲットを用い、基板温度約300℃に保ちながらス
パッタ蒸着を行い、厚さ約800nmの発光層薄膜を形
成した。その後2mol%の硫化水素を含むアルゴンガ
ス雰囲気中、700℃で4時間熱処理を行った。さらに
発光層の上には、ZnS、SiO2 、Ta2 5 の順に
上記の方法で積層膜を形成し、二重絶縁構造を構築し
た。最後にAl電極を抵抗加熱蒸着法により、金属マス
クを用いてストライプ状に形成した。下部電極は、発光
層及び絶縁層の一部を剥離させてITO電極を露出さ
せ、これを用いた。
Example 1 Glass substrate [Hoya Co., Ltd., NA-4
0] by a reactive sputtering method to a thickness of about 100 nm.
The ITO electrode of was formed. On top of that, a Ta target and a SiO 2 target are used to form Ta with a thickness of 400 nm.
2 O 5 and SiO 2 having a thickness of 100 nm were sequentially formed by a sputter deposition method to form an insulating layer. Subsequently, a ZnS thin film having a thickness of about 100 nm was prepared as a buffer layer by sputter deposition in an argon gas using a ZnS target. Next, 0.3 mol% C relative to SrS and SrS
After mixing eF 3 and KCl, 5 wt% sulfur powder,
A powder heat-treated in 100% H 2 S at 500 ° C. for 6 hours was subjected to argon gas atmosphere at 900 ° C. and 100 kg / c.
A target hot-pressed with m 2 was prepared. Using this target, sputter deposition was performed while maintaining the substrate temperature at about 300 ° C. to form a light emitting layer thin film having a thickness of about 800 nm. Then, heat treatment was performed at 700 ° C. for 4 hours in an argon gas atmosphere containing 2 mol% hydrogen sulfide. Further, a laminated film was formed on the light emitting layer in the order of ZnS, SiO 2 , and Ta 2 O 5 by the above method to construct a double insulating structure. Finally, Al electrodes were formed in a stripe shape by a resistance heating vapor deposition method using a metal mask. As the lower electrode, a part of the light emitting layer and the insulating layer was peeled off to expose the ITO electrode, which was used.

【0018】また、上記条件で熱処理した後の発光層の
X線回折スペクトルを測定し、得られた回折ピークの最
大値の半分の強度を持つ点の幅を測定することにより求
めたSrS(200)面及び(220)面のピークの半
値幅は、各々0.12度、0.16度であり、従来技術
である比較例1におけるピーク半値幅に比べて小さくな
っている。
The SrS (200) was obtained by measuring the X-ray diffraction spectrum of the light emitting layer after the heat treatment under the above conditions and measuring the width of the point having an intensity half the maximum value of the obtained diffraction peak. The half-widths of the peaks of the () plane and the (220) plane are 0.12 degrees and 0.16 degrees, respectively, which are smaller than the peak half-widths of Comparative Example 1 which is a conventional technique.

【0019】この発光層から作製したEL素子の最高輝
度は、5kHz sin波駆動で16500cd/m2
であった。
The maximum brightness of the EL device manufactured from this light emitting layer is 16500 cd / m 2 when driven by a 5 kHz sin wave.
Met.

【0020】[0020]

【実施例2】SrSとSrSに対して0.3mol%の
CeF3 及びKClを混合し、アルゴンガス雰囲気中、
室温、100kg/cm2 で5分間プレス成型し、その
後その成型物をアルゴンガス雰囲気、900℃で熱処理
し、スパッタタ−ゲットを作製した。そのタ−ゲットを
用いて実施例1と同様にして素子を作製した。実施例1
と同様の方法により求めた熱処理後のSrS(200)
面及び(220)面のピークの半値幅は、各々0.12
度、0.16度であった。また、この発光層から作製し
たEL素子の最高輝度は、5kHz sin波駆動で1
6400cd/m2 であった。
[Example 2] SrS and 0.3 mol% CeF 3 and KCl with respect to SrS were mixed, and the mixture was placed in an argon gas atmosphere.
Press molding was performed at room temperature and 100 kg / cm 2 for 5 minutes, and then the molded product was heat-treated at 900 ° C. in an argon gas atmosphere to prepare a sputter target. An element was manufactured in the same manner as in Example 1 using the target. Example 1
SrS (200) after heat treatment obtained by the same method as
The FWHMs of the peaks of the (220) plane and the (220) plane are 0.12
The degree was 0.16 degrees. In addition, the maximum brightness of the EL element manufactured from this light emitting layer is 1 at 5 kHz sin wave drive.
It was 6400 cd / m 2 .

【0021】[0021]

【比較例1】SrSとSrSに対して0.3mol%の
CeF3 及びKClを混合し、アルゴンガス雰囲気中、
室温、100kg/cm2 で5分間プレス成型して、ス
パッタタ−ゲットを作製した。そのタ−ゲットを用い
て、実施例1と同様にして素子を作製した。実施例1と
同様の方法により求めた熱処理後のSrS(200)面
及び(220)面のピークの半値幅は、各々0.17
度、0.24度であった。また、この発光層から作製し
たEL素子の最高輝度は、5kHz sin波駆動で1
2000cd/m2 であった。
[Comparative Example 1] SrS and 0.3 mol% of CeF 3 and KCl with respect to SrS were mixed, and the mixture was placed in an argon gas atmosphere.
A sputter target was produced by press molding at room temperature and 100 kg / cm 2 for 5 minutes. An element was manufactured in the same manner as in Example 1 using the target. The half-value widths of the peaks of the SrS (200) plane and (220) plane after heat treatment, which were obtained by the same method as in Example 1, were each 0.17.
It was 0.24 degrees. In addition, the maximum brightness of the EL element manufactured from this light emitting layer is 1 at 5 kHz sin wave drive.
It was 2000 cd / m 2 .

【0022】[0022]

【比較例2】SrSとSrSに対して0.3mol%の
CeF3 及びKCl、5wt%の硫黄粉末を混合した
後、100%、H2 S雰囲気で500℃で6時間熱処理
した粉末を、アルゴンガス雰囲気中、室温、100kg
/cm2 で5分間プレス成型して、スパッタタ−ゲット
を作製した。そのタ−ゲットを用いて、実施例1と同様
にして素子を作製した。実施例1と同様の方法により求
めた熱処理後のSrS(200)面及び(220)面の
ピークの半値幅は、各々0.18度、0.25度であっ
た。また、この発光層から作製したEL素子の最高輝度
は、5kHz sin波駆動で11000cd/m2
あった。
[Comparative Example 2] SrS and SrS were mixed with 0.3 mol% CeF 3 and KCl, and 5 wt% sulfur powder, and then the powder was heat-treated at 500 ° C. for 6 hours in 100% H 2 S atmosphere. In a gas atmosphere, room temperature, 100 kg
Press molding was carried out for 5 minutes at / cm 2 to prepare a sputter target. An element was manufactured in the same manner as in Example 1 using the target. The half widths of the peaks of the SrS (200) plane and the (220) plane after heat treatment, which were obtained by the same method as in Example 1, were 0.18 degrees and 0.25 degrees, respectively. The maximum brightness of the EL device produced from this light emitting layer was 11000 cd / m 2 when driven by a 5 kHz sin wave.

【0023】[0023]

【比較例3】SrSとSrSに対して0.3mol%の
CeF3 を混合した後、アルゴンガス雰囲気下、900
℃、100kg/cm2 で5分間ホットプレスして、ス
パッタタ−ゲットを作製した。そのタ−ゲットを用い
て、実施例1と同様にして素子を作製した。実施例1と
同様の方法により求めた熱処理後のSrS(200)面
及び(220)面のピークの半値幅は、各々0.18
度、0.25度であった。また、この発光層から作製し
たEL素子の最高輝度は、5kHz sin波駆動で1
1000cd/m2 であった。
Comparative Example 3 SrS and 0.3 mol% CeF 3 with respect to SrS were mixed, and then 900
A sputter target was prepared by hot pressing at 100 ° C. and 100 kg / cm 2 for 5 minutes. An element was manufactured in the same manner as in Example 1 using the target. The half-value widths of the peaks of the SrS (200) plane and (220) plane after the heat treatment obtained by the same method as in Example 1 were each 0.18.
Was 0.25 degrees. In addition, the maximum brightness of the EL element manufactured from this light emitting layer is 1 at 5 kHz sin wave drive.
It was 1000 cd / m 2 .

【0024】[0024]

【実施例3】SrSとSrSに対して0.3mol%の
CeF3 及びKCl、10wt%の硫黄粉末を混合した
後、100%のH2 S中、800℃で6時間熱処理した
粉末を、アルゴンガス雰囲気下、900℃、100kg
/cm2 で5分間ホットプレスして、スパッタタ−ゲッ
トを作製した。そのタ−ゲットを用いて、実施例1と同
様にして素子を作製した。この発光層から作製したEL
素子の最高輝度は、5kHz sin波駆動で1600
0cd/m2 であった。
Example 3 SrS and SrS were mixed with 0.3 mol% CeF 3 and KCl, 10 wt% sulfur powder, and then heat treated in 100% H 2 S at 800 ° C. for 6 hours. 900 ℃, 100kg under gas atmosphere
/ Cm 2 was hot-pressed for 5 minutes to prepare a sputter target. An element was manufactured in the same manner as in Example 1 using the target. EL manufactured from this light emitting layer
The maximum brightness of the element is 1600 when driven by a 5 kHz sin wave.
It was 0 cd / m 2 .

【0025】[0025]

【実施例4】SrSとSrSに対して0.3mol%の
CeF3 及びKCl、5wt%の硫黄粉末を混合した
後、100%のH2 S中、500℃で6時間熱処理した
粉末を、アルゴンガス雰囲気下、1200℃、300k
g/cm2 で5分間ホットプレスして、スパッタタ−ゲ
ットを作製した。そのタ−ゲットを用いて、実施例1と
同様にして素子を作製した。この発光層から作製したE
L素子の最高輝度は、5kHz sin波駆動で162
00cd/m2 であった。
Example 4 SrS and SrS were mixed with 0.3 mol% CeF 3 and KCl, 5 wt% sulfur powder, and then heat treated in 100% H 2 S at 500 ° C. for 6 hours. In a gas atmosphere, 1200 ° C, 300k
Hot pressing was performed at g / cm 2 for 5 minutes to prepare a sputter target. An element was manufactured in the same manner as in Example 1 using the target. E produced from this light emitting layer
Maximum brightness of L element is 162 at 5kHz sin wave drive
It was 00 cd / m 2 .

【0026】[0026]

【実施例5】SrSとSrSに対して0.3mol%の
CeF3 とKCl、及び0.02mol%のEuF3
5wt%の硫黄粉末を混合した後、100%のH2
中、500℃で6時間熱処理した粉末を、アルゴンガス
雰囲気下、900℃、100kg/cm2 で5分間ホッ
トプレスしてスパッタタ−ゲットを作製した。そのタ−
ゲットを用いて、実施例1と同様にしてSrS:Ce,
Eu白色素子を作製した。この発光層から作製したEL
素子の最高輝度は、5kHz sin波駆動で9000
cd/m2 であった。
Example 5: SrS and SrS with 0.3 mol% CeF 3 and KCl, and 0.02 mol% EuF 3 ,
After mixing 5 wt% sulfur powder, 100% H 2 S
Inside, a powder heat-treated at 500 ° C. for 6 hours was hot-pressed at 900 ° C. and 100 kg / cm 2 for 5 minutes in an argon gas atmosphere to prepare a sputter target. That target
Using Get, in the same manner as in Example 1, SrS: Ce,
An Eu white device was produced. EL manufactured from this light emitting layer
The maximum brightness of the element is 9000 with 5kHz sin wave drive
It was cd / m 2 .

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、従来技術と比較してS
rS粉末粒子間の燒結がより促進された、高い緻密度の
焼結体タ−ゲットを得ることができる。また、そのタ−
ゲットを用いて発光層を製膜後、該発光層を硫化性ガス
雰囲気下で熱処理することにより結晶粒径の大きな高結
晶化した発光層を得ることができ、その結果、従来技術
を用いて作製した素子に比べて高輝度に発光するEL素
子を作製できる。
According to the present invention, S
It is possible to obtain a highly dense sintered body target in which sintering between rS powder particles is further promoted. Also, the target
After the light emitting layer is formed using the get, the light emitting layer can be heat-treated in a sulfurizing gas atmosphere to obtain a highly crystallized light emitting layer with a large crystal grain size. An EL element which emits light with higher luminance than the manufactured element can be manufactured.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SrS母材に発光中心をドープした発光
層作製用スパッタターゲットの製造方法において、Sr
S粉末に発光中心添加物および硫黄粉末を混合後、硫化
性ガス雰囲気下300℃〜1500℃で熱処理し、その
粉末を不活性ガス雰囲気下でホットプレスするか、もし
くは不活性ガス雰囲気下でプレス機によって成型後、同
雰囲気下で加熱処理することを特徴とするスパッタター
ゲットの製造方法。
1. A method for producing a sputtering target for producing a light emitting layer, comprising a SrS base material doped with an emission center, comprising:
After mixing the luminescent center additive and the sulfur powder with the S powder, heat treatment is performed at 300 ° C. to 1500 ° C. in a sulfide gas atmosphere, and the powder is hot pressed in an inert gas atmosphere or pressed in an inert gas atmosphere. A method for manufacturing a sputter target, which comprises performing heat treatment in the same atmosphere after molding by a machine.
JP19418692A 1992-07-21 1992-07-21 Production of sputtering target for production of light emitting layer of thin-film electroluminrescence element Withdrawn JPH0633106A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7484293B2 (en) 2005-12-28 2009-02-03 International Business Machines Corporation Semiconductor package and manufacturing method therefor

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