JPS58157886A

JPS58157886A - 螢光体薄膜の製造方法

Info

Publication number: JPS58157886A
Application number: JP57042069A
Authority: JP
Inventors: Takao Toda; 任田　隆夫; Yosuke Fujita; 洋介藤田; Tomizo Matsuoka; 富造松岡; Koji Nitta; 新田　恒治
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1982-03-16
Publication date: 1983-09-20
Also published as: JPS6155237B2

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】本発明は、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子などに
用いられる螢光体薄膜の製造方法に関し、とりわけ硫化
亜鉛薄膜中での活性物質分布を均一化し、表面の凹凸の
少ない高品質の硫化亜鉛系螢光体薄膜の製造方法を提供
するものである。

従来、Ｍｎ　、Ｃｕ　、Ａｇ　、　Ｔｂ　、　Ｓｍ　、
などの活性物質を含む硫化亜鉛螢光体薄膜は、これらの
活性物質を含む硫化亜鉛焼結体に電子ビームを照射し、
焼結体を電子ビーム加熱蒸発させる電子ビーム蒸着法や
、硫化亜鉛と活性物質を、それぞれ別の抵抗加熱るつぼ
に入れ、加熱蒸発させる抵抗加熱２源蒸着法が用いられ
ていた。

しかし、電子ビーム蒸着法においては、硫化亜鉛と活性
物質との蒸気圧の差により、焼結体中の活性物質濃度と
形成した薄膜の活性物質濃度が同一でなく、また活性物
質濃度の再現性に乏しかつたっさらに、硫化亜鉛は実質
的に絶縁性であるため、電子ビームを照射すると帯電す
る。そのため、焼結体表面に析出した活性物質たとえば
硫化マンガンなどの硫化亜鉛よりも蒸気圧の低い活性物
質が静電的に反発飛散し、薄膜中に混入して、ピンホー
ルを生じたり、凹凸を生じたりするという欠点があった
。

また、抵抗加熱２源蒸着法においては、蒸発源の温度を
正確に制御することにより、活性物質濃度分布および膜
質が均一な薄膜を形成することができるという利点があ
るが、ホトルミネセンスの測定や、ＥＬ発光強度の測定
から、このような方法で形成した螢光体薄膜の発光効率
が低いということが判明した。

本発明はこれらの欠点を解決した硫化亜鉛系螢光体薄膜
の製造方法を提供するものであり、本発明によれば、発
光効率、輝度が高く、表面の凹凸がきわめて少ない均質
な硫化亜鉛系螢光体薄膜を得ることができる。つまり、
活性物質を含まない硫化亜鉛系焼結体を電子ビーム蒸発
させ、同時に活性物質を抵抗加熱法またはイオンビーム
スパッタ法により蒸発させ、基板上に活性物質を含む硫
化亜鉛系薄膜を付着させることにより、優れた特性の硫
化亜鉛系螢光体薄膜を形成するものである。

活性物質の蒸着法としては、抵抗加熱法またはイオンビ
ームスパッタ法のどちらでもよいが、活性物質濃度が０
．６モルチ以下の場合には、後者の方法の方が再現性よ
く螢光体薄膜を形成することができた。

本発明の方法によれば、従来の抵抗加熱２源蒸着法より
２０〜１００％発光効率の高い螢光体薄膜を形成するこ
とができた。その理由については十分に解明されていな
いが、電子ビーム蒸着法では、蒸発分子または原子の一
部分がイオン化しているため、結晶性のよい硫化亜鉛系
薄膜が形成され、発光効率が高くなったものと考えられ
る。

活性物質としては、Ｍｎ　、Ｃｕ　、Ａｇ　、ＡＩ　、
Ｔｂ　。

Ｄｙ、Ｅｔ、Ｐｘ、Ｓｍ、Ｈｏ、Ｔｍ、これらの酸化物
、またはこれらのハロゲン化物の内、少なくとも１種類
以上を用いることにより、本発明の目的を達成すること
ができた。

また、電子ビーム加熱蒸発させる硫化亜鉛系焼結体とし
ては、ＺｎＳ、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ、Ｚｎ（Ｓｅ、Ｓ）。

または（Ｚｎ、Ｃｄ）（Ｓｅ、Ｓ）　　の焼結体を用イ
テ、本発明の目的を達成することができた。

以下、本発明を一実施例により詳細に説明する。

まず高純度の硫化亜鉛粉末をｒｙｏｏＫｙ／ｃｎｉ　の
圧力で適当大きさのペレットに成形し、その成形体を硫
化亜鉛粉末でマツフルし、アルゴンガス中において１３
００℃の温度で２時間焼成し、硫化亜鉛焼結体を作製し
た。次に、この焼結体とマンガンを第１図に示すような
、抵抗加熱蒸着と、電子ビーム加熱蒸着が同時に行える
蒸着装置にセットした。

このとき、硫化亜鉛焼結体を電子銃１の試料台２に置き
、マンガンを抵抗加熱るつぼ６に入れた。

これらの蒸発源と基板８の距離を２５Ｃｍとし、基板８
を背面の基板加熱ヒータ９により２２０℃に加熱した。

硫化亜鉛は毎分０．１３７ｒ？？Ｌの成長速度にし、抵
抗加熱るつは６の温度を９０５℃に保ち、シャッター７
を３分間開けることにより、約０．４μｍの厚さの約０
．６モルチのマンガンを含む硫化亜鉛螢光体膜を形成し
た。

この状態でも紫外線（３６５ｔｔｒｍ　）照射により明
るく発光したが、さらに真空中で５００℃、２時間の熱
処理を施すことにより、発光輝度を向上させることがで
きた。また、第２図に示すような構造のＥＬ素子を、本
発明の方法により形成した螢光体薄膜を用いて構成した
ところ、きわめて安定に、高輝度で発光することが判明
した。なお、図において、１１はガラス基板、１２は透
明電極、１３は螢光体薄膜、１４は誘電体薄膜、１５は
アルミニウム電極である。

次に、第３図を用いて本発明の他の実施例を説明する。

市販の硫化亜鉛ベレットを電子銃２１の試料台２２に置
き、活性物質として用いるＴｂＦ３の焼結体２６は、イ
オン源２７からのイオンビーム２８が照射される位置に
置いた。イオン源２γにアルゴンを導入し圧力を２Ｘ１
０　　Ｔｏｒｔ　とし、１Ｋｖの加速電圧で、１０ｍＡ
のアルゴンイオンをＴｂＦ３焼結体２６に照射し、同時
に毎分０１３ｌｔｍの成長速度で硫化亜鉛を電子ビーム
蒸着し、基板３ｏ上に、ＴｂＦ３付活硫化亜鉛螢光体膜
を形成した。このように形成した螢光体膜は、ＴｂＦ３
添加硫化亜鉛焼結体を電子ビーム蒸着することにより得
られるＴｂＦ３付活硫化亜鉛螢光体膜と比較型して、ピンホールや、微÷付着物がきわめて少なく、均
質で高品質であった。

この方法では、アルゴンイオン電流や加速電圧を制御す
ることにより、活性物質濃度を４桁にわたる広い範囲で
再現性よく変化させることができた。

また、第２図に示されているような構造のＥＬ素子の螢
光体層を、本発明の方法により作製し、ＥＬ素子の特性
を調べたところ、明るい緑色で、長時間にわたり安定に
発光することが判明した。

以上のように、本発明の螢光体薄膜の製造方法によれば
、ピンホールや凹凸、微小付着物がきわめて少なく、発
光効率の高い螢光体薄膜が再現性よく形成できる。した
がって、本発明の方法による螢光体薄膜をＥＬ素子など
に応用した場合、発光効率や安定性の優れた素子を形成
することができ、きわめて実用価値の大きいものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例を説明するための蒸着
装置の構成図、第２図はこの方法により形成されたＥＬ
素子の一例を示す断面図、第３図は同じく他の実施例を
説明するための蒸着装置の構成図である。１．２１・・・・・・電子銃、２，２２・・・・・・試
料台、３゜２３・・・・・・フィラメント、４．２４・
・・・・・を子ビーム、５．２６・・・・・・付着防御
壁、６・・・・・・抵抗加熱るつぼ、７．２９・・・・
・・シャッター、８．３０・・・・・・Ｊ［，９ｔ３１
°°・・・基板加熱ヒータ、１１・・・・・・ガラス基
板、１２・・・・・・透明電極、１３・・・・・・螢光
体薄膜、１４・・・・・誘電体膜、１６・・・・・・ア
ルミニウム電極、２６・・・・・・ＴｂＦ３焼結体、２
７・・・・・・イオン源、２８・・・・・イオンビーム
。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図５Ｉ３ａｌｌ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）活性物質を含まない硫化亜鉛系焼結体に電子ピヘ
ムを照射し、前記硫化亜鉛系焼結体を電子ビーム加熱蒸
発させると同時に、活性物質を蒸発させ、基板上に前記
活性物質を含む硫化亜鉛系薄膜を形成することを特徴と
する螢光体薄膜の製造方法。
（２）活性物質の蒸発にイオンビーム照射によるスパッ
タ蒸発法または抵抗加熱法を使用することを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の螢光体薄膜の製造方法。
（３）活性物質がＭｎ、Ｃｕ　、Ａｇ、ＡＩ　、Ｔｂ、
Ｄｙ、Ｅｒ　。Ｐ　ｒ　、　Ｓｍ　、Ｈｏ　、　Ｔｍ　、これらの酸化
物、またはこれらのハロゲン化物のうち、少なくとも１
種類以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項に記載の螢光体薄膜の製造方法。
（４）硫化亜鉛系焼結体が、ＺｎＳ　、　（Ｚｎ　、Ｃ
ｄ　）Ｓ　。Ｚｎ（Ｓｅ、Ｓ）、または（Ｚｎ、Ｃｄ）（Ｓｅ、Ｓ）
　　からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項に記載の螢光体薄膜の製造方法。