JPS60182691A - Ｅｌ素子形成用タ−ゲツト材の製造方法 - Google Patents

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】 （１）発明の技術分野 本発明はＥ　Ｌ素子に係り、特に発光層であるＺｎｓ：
ＴｂＦＢ薄欣をスパッタリングにより形成する際に、再
現性よく高９ＪＪ率のＥＬ素子を得ることのできるスパ
ックターゲツト材の製造方法に関する。

（２）技術の背景 ＥＬ薄膜を作製する方法としてスバ、り法が蒸着法より
もすぐれていることは、これまでの研究で明らかになっ
ている。これについては既に特願昭５７−４６７１２８
号明細書や特願昭５７−２３１２９７号明細書に記載さ
れている。

（３）従来技術と問題点 従来ＺｎＳ：ＴｂＦ３のスパッタはＺ　ｎ　Ｓ　＋　Ｔ
ｂＦ３粉末を石英シャーレ上に充填し、プレスパツタに
より脱ガスをして、その後スパッタを行なう方法を用い
ていたが、この方法ではプレスパ。

り中にＺ　ｎ　Ｓ　：　Ｔｂ　Ｆ３　ターゲットから発
生ずるガス（主に水分）がプラズマ放電によりイオン化
されＺｎＳと反応しＺｎＳが変質するため、特性の良好
なＺｎＳ：ＴｂＦろ膜を再現性よく得ることが困難であ
る。

（４）発明の目的 本発明の目的は上記従来の問題点を解決するものであり
、ＥＬ素子形成用のターゲツト材にあらかじめ脱ガス処
理を施すことによりスパッタ中のガス発生によるターゲ
ットとの反応を少なくし、再現性良く高効率のＥＬ素子
を得るためのターゲツト材の製造方法を提供するもので
ある。

（５）発明の構成 上記本発明の目的は、ＺｎＳ　（硫化亜鉛）薄膜をスパ
ッタリングにより形成するＥＬ（エレクトロルミネッセ
ンス）素子用のターゲット材の製造方法において、希土
類元素又は遷移金属元素を混合したＺｎＳ粉末に対して
不活性ガス中又は真空中において６００°Ｃ以上の熱処
理を施すことを特徴とするＥＬ素子形成用ターゲット材
の製造方法により達成される。

（６）発明の実施例 以下この発明について、図面を参照してさらに詳細に説
明する。

第１図は、ＥＬ表示装置の１例構造を模式的に示す断面
図で、透明ガラス基板１の上にインジウム酸化物と錫酸
化物の混合蒸着膜（ＩＴＯ膜）よりなる透明電極２が設
けられ、その上にＺｎＳ　：ＴｂＦ３のＥＬ薄膜３とＡ
ｌの背面電極４を積層した構造となっている。しかして
この第１図の構成自体はＤＣ（直流）発光型ＥＬ素子の
代表例として周知のものであり、一般的には透明電極２
と背面電極４０間にＤＣ電圧源５を接続することにより
、ＥＬ薄膜３が発光してガラス基板１側から表示を観察
することが可能となる。

ここで本発明に従うと、上記ＥＬ薄膜３は、高周波スパ
ッタリング法によって作られる。すなわち、第２図は高
周波スパッタリングの模様を示す概念図で、ターゲット
ホルダ６上の石英シャーレ７の中にターゲツト材８が入
れである。ターゲツト材８はこの場合、発光母材として
のＺｎＳ粉末に発光中心となるＴｂＦう粉末を２％前後
の割合で添加した混合粉末の形で準備されており、あら
かじめＡｒガス中で６００°Ｃ１時間の脱ガス処理が施
されているものであり、その直径は約１０５１である。

他方背面にヒータ９をそなえた基板ボルダ１０上に前記
ターゲットと約４０鶴の間隔をへだてて対向するよう基
板１が設置しである。基板ｌの表面には事前に透明電極
２のような下地構成要素が形成されている。

上記のような形態で、最初にスパッタリング装置のベル
ジャ（図示せず）内を真空に排気する。

その後、１例としてベルジャ内にＨｅガスを２×−■ １０　ｔｏｒｒの圧力になるよう導入し、基板温度を１
５０℃に設定するとともにスパッタリングバワーを３０
０Ｗに調整してスパツクする。このときのスパッタリン
グ速度は、２００人／ｍｉｎであった。

かかるスパッタリング法ではターゲット表面の原子が一
層ずつスパツクされて基板上に付着するので、電子ビー
ム蒸着法のようにＴｂＦ３がクラスタ状に存在すること
はなく、ＺｎＳ中のＴ　ｂ　Ｆ３濃度分布は均一なもの
となる。このようにしてＺｎｓ：ＴｂＦ３の薄膜３を形
成後、スパッタリングによるダメージを回復して膜の結
晶性を改善するための熱処理を施し、最後にＡｌの背面
電極４を真空蒸着法で形成して第１図の素子を得る。

第３図は上記のようにして作成したＥＬ素子の発光効率
とターゲツト材を熱処理する際の処理温度の関係を示す
図で、処理温度が６００℃までは効率は低いが６００℃
以上で良好な値を示すようになる。

この原因としては６００℃以下の処理温度ではターゲッ
ト材中の脱ガスが不十分でありスパッタ中、ならびにプ
レスパツタ中にターゲツト材表面の温度が上昇すること
によりターゲツト材中からガス（主として水分）が発生
し、この水分がプラズマ化されＨ”、Ｏ−、ＯＨ−とい
ったラジカルな物質に分解され、ターゲツト材のＺｎＳ
と反応しＺｎＳを還元、酸化することにより１４ｚＳ、
Ｚｎ、ｏ、ｓ４といったＥＬ発光層にとって効率を低下
させる要因となる物質を形成するためであると考えられ
る。このような反応が生じたターゲットはスパッタ後表
面が白から黄色〜かっ色となっておりターゲット表面が
明らかに変質し、得られる素子の効率も低い。

しかしながら、あらかじめターゲツト材を６００℃以」
二の温度で処理するとスパッタ中にクーゲット材から発
生するガスは極端に少なくなりスパッタ終了後もターゲ
ツト材は白色のままであり、安定に高効率のＥＬ素子を
得ることが可能となる。

またターゲット＋Ａの熱処理中に発生ずるガスとターゲ
ツト材が反応しない原因としては、スパッタ中と異なり
ガスがブラスマ化せずＨ，０゜ＯＨ”’といった反応性
の強いラジカルな物質が生成されないためと考えられる
。以上述べたよ・うにスパッタターゲット材として使用
するＺｎＳ粉末をあらかしめ不活性ガス中で６００°Ｃ
以上の熱処理を施すことにより、スパッタ中のガスの発
生が抑えられ、ターゲットが変質することが防げるため
安定して高効率のＥ　Ｌ素子を得ることが可能となる。

ところで、以上はＺｎＳを発光母材とし、ＴｂＦ、を発
光中心としたＥＬ薄膜の実施例について述べたのである
が、この発明は、’ｒｂＦ５以外に５ｒｒｌＦ３（赤橙
）、ＤｙＦ３（黄）、ＥｒＦ５（緑）。

Ｈｏ　Ｆ３　（緑）、ＰｒＦ５（白線）、ＮｄＦ２．（
橙）。

Ｔ　ｍ　Ｆ　３　（青）のような各種の希土類弗化物な
らびにＭｎ等の遷移金属元素を発光中心とするＥ　Ｌ薄
膜の形成に適用することができ、発光母材としてＺｎＳ
の代りにＺｎ５ｅ又はそれらの混合物ＺｎＳ　ｘ　Ｓ　
ｅ（−χを用いたものにも適用するごとがで、きる。ま
たこの発明を適用するＥＬ表示装置としては、第１図に
例示したようなりＣ駆動素子に限らず、ＥＬ薄膜を絶縁
層でサント−インチ状に挟んで両側に電極を付けた所謂
２重絶縁膜構成のＡＣ駆動素子も当然対象となる。

（７）発明の詳細 な説明したように、本発明のＥＬ素子形成用ターゲット
材の製造方法によれば、高効率の緑色発色ＥＬ素子を再
現性よく得ることができるので、特にＥＬパネルの多色
化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＥＬ表示装置の１例構造を模式的に示す断面図
、第２図は本発明の実施例によるスパン、タリングの概
念図、第３図はターゲツト材の熱処理温度と発光効率の
関係を示すグラフを示す。 図においてＩは基板、２は透明電極、３はＥＬ薄膜、４
は電極、５は電圧源、６はカソード、７はシャーレ、８
はターゲット板、９は加熱ヒータ。 １０は基板ホルダを示す。 非　１［２１ 答　？　ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＺｎＳ　（硫化亜鉛）またはＺｎ５ｅ　（硫化セレン）
   またはそれらの混合物であるＺｎ５ｘＳｅｌ−χ薄膜を
   スパッタリングにより形成するＥＬ（エレクトロルミネ
   ッセンス）素子用のクーゲット材の製造方法において、
   ターゲツト材として使用する希土類元素又は遷移金属元
   素を混合したＺｎＳまたはＺｎ５ｅまたはＺｎ５ｘＳｅ
   ｌ−メ粉末に対して不活性ガス中又は真空中において６
   ００°Ｃ以上の熱処理を施すことを特徴とするＥＬ素子
   形成用ターゲソ１−材の製造方法。