TW201920724A - 鋁合金薄膜、發光元件及濺鍍靶 - Google Patents

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Abstract

相關於本發明之一態樣的鋁合金薄膜,係直接或間接地被層積於折射率1.5以上2.0以下之基板,平均膜厚50nm以上2000nm以下之包含稀土類元素的鋁合金薄膜,且以前述鋁合金薄膜之厚度方向的中心為基準,存在於厚度的±20%以內的區域之前述稀土類元素的金屬間化合物的最大結晶粒徑為300nm以下,且鄰接的前述金屬間化合物以2000nm以下的距離以分散狀態存在,由前述基板側之反射率為60%以上。

Description

鋁合金薄膜、發光元件及濺鍍靶
本發明係關於鋁合金薄膜、發光元件及濺鍍靶。
一般作為LED用反射電極,廣泛利用包含Ag(銀)、Pd(鈀)、Rh(銠)、Au(金)、Pt(鉑)、Ir(銥)、Al(鋁)等的素材。鉑、金等耐遷移性高係屬已知,但因其為貴金屬相當昂貴,此外,短波長側之反射率低,被認為不適於藍色LED等。銀於可見光區域具有高反射率,但耐遷移性低,有引起反射率降低之虞。純鋁為廉價,具有高耐蝕性及在可見光區域具有安定的高反射率,但在使用於LED等的反射電極的場合,會有由於高電流密度導致電遷移(electromigration)的疑慮。
為了防止電遷移,使接觸電極與反射電極分離配置,以絕緣層覆蓋此反射電極的方法被提出(日本特許第5543164號公報)。但是,絕緣層的形成必須要利用使用氧化物靶材的反應性濺鍍或CVD工序,有使生產性降低之虞。
此外,於鋁合金薄膜之配線層層積含有高融點金屬的合金層,藉著形成鋁-高融點金屬之金屬間化合物層而提高耐電遷移性的方法被提出來(日本特開 2003-264193號公報)。但是,在覆晶形式的LED是由基板面取出光,所以在該方法反射面為合金層側,會有無法有效果地利用鋁合金薄膜的高反射性能之虞。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特許5543164號公報   [專利文獻2] 日本特開2003-264193號公報
[發明所欲解決之課題]
有鑑於這種情形,本發明的課題在於提供具有高生產性,反射性能優異的鋁合金薄膜、具備該鋁合金薄膜之發光元件,及供形成該鋁合金薄膜之用的濺鍍靶。 [供解決課題之手段]
為了解決前述課題而完成之相關於本發明之一態樣的鋁合金薄膜,係直接或間接地被層積於折射率1.5以上2.0以下之基板,平均膜厚50nm以上2000nm以下之包含稀土類元素的鋁合金薄膜,且以其厚度方向的中心為基準,存在於厚度的±20%以內的區域之前述稀土類元素的金屬間化合物的最大結晶粒徑為300nm以下,且鄰接的前述金屬間化合物以2000nm以下的距離以分散狀態存在,由前述基板側之反射率為60%以上。
相關於本發明之另一態樣之發光元件,具備前述鋁合金薄膜作為反射電極。
相關於本發明之另外一態樣之濺鍍靶,係供形成前述鋁合金薄膜之用的濺鍍靶,具有與前述鋁合金薄膜相同的成分組成。
以下,詳細說明本發明之實施形態。又,用圖說明時之「上」係指圖的上方,「下」係指圖的下方。
為了解決前述課題而完成之相關於本發明之一態樣的鋁合金薄膜,係直接或間接地被層積於折射率1.5以上2.0以下之基板,平均膜厚50nm以上2000nm以下之包含稀土類元素的鋁合金薄膜,且以其厚度方向的中心為基準,存在於厚度的±20%以內的區域之前述稀土類元素的金屬間化合物的最大結晶粒徑為300nm以下,且鄰接的前述金屬間化合物彼此以2000nm以下的隔開距離以分散狀態存在,由前述基板側之反射率為60%以上。
鋁合金薄膜藉著包含稀土類元素,可以抑制小丘(hillock)(瘤狀突起物)的發生,提高耐熱性。此外,藉由使前述鋁合金薄膜的平均膜厚為50nm以上2000nm以下,以厚度方向的中心為基準,存在於厚度的±20%以內的區域之前述稀土類元素的金屬間化合物的最大結晶粒徑為300nm以下,且鄰接的前述金屬間化合物彼此以2000nm以下的隔開距離以分散狀態存在,可以提高前述鋁合金薄膜的反射率,同時可以提高耐電遷移性。從而可以使前述鋁合金薄膜作為優異的發光元件用之反射電極。
前述稀土類元素係含有由Nd、La、Sc、Gd選擇之至少1種,含量為0.1at%(原子百分比)以上3at%以下為佳。藉著使前述稀土類元素係含有由Nd、La、Sc、Gd選擇之至少1種,含量為0.1at%以上3at%以下,可以不使鋁合金薄膜的反射率降低而更為提高耐電遷移性。
前述鋁合金薄膜,進而含有由A群元素之Ni、Cu、Co,與B群元素之Ti、Ta所選擇之至少1種,前述A群元素的含量為0at%以上2at%以下,前述B群元素之含量為0at%以上0.5at%以下,且前述稀土類元素與A群元素與B群元素之含量滿足下列式(1)為佳;式(1)中,[X]為稀土類元素之含量(at%),[Y]為A群元素之含量(at%),[Z]為B群元素之含量(at%)。   使Ni、Cu、Co、Ti、Ta進而含有特定量,可以進而提高耐電遷移性。
前述鋁合金薄膜亦可於前述基板側進而具有下底層,此下底層包含Mo、Ti、Nb、Ta、W以及這些的合金。藉著進而具備該下底層,可以提高前述鋁合金薄膜之接著性。
相關於本發明之另一態樣之發光元件,具備前述鋁合金薄膜作為反射電極。該發光元件,具備具有優異反射性能及耐電遷移性的前述鋁合金薄膜作為反射電極層,所以光吸收損失少,發光效率優異,同時可以抑制電極不良導致不良情況發生。
相關於本發明之另外一態樣之濺鍍靶,係供形成前述鋁合金薄膜之用的濺鍍靶,具有與前述鋁合金薄膜相同的成分組成。該濺鍍靶,藉由具有與前述鋁合金薄膜相同的成分組成,可以容易地製造含有所要的成分的鋁合金薄膜。
如以上所說明的,相關於本發明之鋁合金薄膜,具有優異的反射性能及耐電遷移性。此外,相關於本發明之發光元件,具有優異的發光效率。進而,根據相關於本發明之濺鍍靶,可以容易地製造具有優異耐電遷移性與反射性能的鋁合金薄膜。
[發光元件]   作為相關於本發明之一實施型態之發光元件之一例,說明覆晶形式的LED(發光二極體,Light Emitting Diode)。
圖1係發光元件1之模式圖。發光元件1,主要具備基板2、n-接觸層3、n-接合電極4、發光層5、p-接觸層6、及鋁合金薄膜7。具體而言,於基板2上,被層積n-接觸層3,於n-接觸層3之一部分,被配置n-接合電極4。於n-接觸層3之另一部分,被層積發光層5、p-接觸層6、及鋁合金薄膜7。藉由對n-接合電極4及鋁合金薄膜7通以電流,發光層5發光,發光元件1進行照明。發光層5發出的光,擴展於圖1的左右及前後(紙面表面側及背面側)的同時,擴展於上下。進行往圖1下側的光,透過n-接觸層3及基板2。進行往圖1上側的光,透過p-接觸層6,於鋁合金薄膜7反射,再度透過p-接觸層6,透過n-接觸層3及基板2。亦即,作為發光元件1,照明圖1的左右、前後以及下側。
<接觸層>   n-接觸層3及p-接觸層6,在n-接合電極4及鋁合金薄膜7之通電時,由n-接觸層3把電子供給至發光層5,由p-接觸層6把正電孔供給至發光層5。n-接觸層3及p-接觸層6具有透光性。接觸層的形成方法,沒有特別限定,例如能夠以磊晶(epitaxial)法使GaN(氮化鎵)形成為薄膜。
<發光層>   發光層5,在n-接合電極4及鋁合金薄膜7之通電時,由n-接觸層3供給電子,由p-接觸層6供給正電孔,此電子及正電孔在發光層5內結合而發光。發光層5的形成,沒有特別限定,例如能夠以磊晶法使InGaN(氮化銦鎵)/GaN形成為薄膜。
<接合電極>   接合電極有p-接合電極與n-接合電極4,於本實施型態p-接合電極為鋁合金薄膜7。接合電極,由未圖示的電源供給電流,通過接觸層使發光層5發光。n-接合電極4的材質沒有特別限定,例如使用鋁合金等。
<基板>   基板2,為至少具有一平坦面之立體。於其中之一個平坦面層積n-接觸層3、發光層5、鋁合金薄膜7等,其他面為使浸入基板2內的光射出之出光面。具體而言,被層積於平坦面的發光層5所發出的光以及來自鋁合金薄膜7的反射光射入前述平坦面,透過基板內而由其他面射出。
基板2的材質,只要是具有耐熱性可使光透過的材質即可,沒有特別限定,可以使用公知的材料,例如可以使用藍寶石。基板2的折射率,為1.5以上2.0以下。在被層積於基板2的n-接觸層3,使用折射率高的材質,所以基板2的折射率小的話,由n-接觸層3進入基板2的光的臨界角變小。結果,發光層5發出的光以及來自鋁合金薄膜7的反射光在基板2的平坦面之全反射量變多,光損失增大。藉著使基板2的折射率為1.5以上2.0以下,可以減低在平坦面的全反射量,抑制光損失。
<鋁合金薄膜>   鋁合金薄膜7,自身為本發明之其他實施型態,為發光元件1的電極。具體而言,鋁合金薄膜7為p-接合電極,藉由對n-接合電極4及鋁合金薄膜7通以電流,發光層5發光。此外,鋁合金薄膜7,具有優異的反射性能,反射由發光層5朝向鋁合金薄膜7發出的光而使往基板2的平坦面進行。
作為電極使用的鋁合金薄膜7的材料,包含主成分之鋁與稀土類元素。進而,亦可含有鋁及稀土類元素以外的金屬成分,以及不可避免的不純物。鋁及稀土類元素以外的金屬元素,包含Ta(鉭)、Nb(鈮)、Zr(鋯)、W(鎢)、Mo(鉬)、V(釩)、Ti(鈦)及Cr(鉻)等。藉著於鋁合金薄膜7包含稀土類元素,可以抑制小丘(hillock)的形成提高耐熱性。又,稀土類元素,係於鑭系元素(lanthanoid) (週期表之原子序57的鑭起到原子序71的Lu(鎦)之合計15個元素)再加上Sc(鈧)與Y(釔)之元素群。
鋁合金薄膜7的平均膜厚的下限值,以50nm為佳,250nm更佳,500nm進而更佳。另一方面,平均膜厚的上限值,以2000nm為佳,1500nm更佳,1000nm進而更佳。前述平均膜厚未滿前述下限值的場合,鋁合金薄膜7變成光的半透膜,有反射性能降低之虞。另一方面,前述平均膜厚超過前述上限值的場合,有材料成本不必要地增大之虞。
鋁合金薄膜7之以厚度方向的中心為基準於厚度的±20%以內的區域,包含於鋁合金薄膜7之稀土類元素與鋁元素的金屬間化合物,最大結晶粒徑為300nm以下,且鄰接的金屬間化合物彼此之距離為2000nm以下以分散狀態存在。藉由在該區域稀土類元素的金屬間化合物的最大結晶粒徑為300nm以下,且以間隔2000nm以下的分散狀態存在,電子導致的鋁之粒界擴散(電遷移)有效率地被磁通釘扎(flux pinning)。因此,不會使電極材料之電阻率增大,不會使反射性能降低,而且可以為耐電遷移性優異的鋁合金薄膜。又,金屬間化合物的最大結晶粒徑,為觀察所發現之金屬間化合物的結晶粒徑之最大值者。
鋁合金薄膜7包含的稀土類元素以包含由Nd(釹)、La(鑭)、Sc(鈧)、Gd(釓)所選擇之至少1種為佳。藉著稀土類元素包含由Nd、La、Sc、Gd所選擇之至少1種,可以更為提高耐熱性。此外,前述Nd(釹)等的含量下限值,以0.1at%為佳,0.15at%更佳,0.2at%進而更佳。另一方面,前述Nd(釹)等的含量的上限值,以3at%為佳,2.5at%更佳,2at%進而更佳。前述Nd(釹)等的含量未滿前述下限值的場合,無法抑制小丘(hillock)的形成,有無法提高耐熱性之虞。另一方面,前述Nd(釹)等的含量超過前述上限值的場合,有鋁合金薄膜7的電阻率增大,反射性能降低之虞。
鋁合金薄膜,進而含有由A群元素之Ni(鎳)、Cu(銅)、Co(鈷),與B群元素之Ti(鈦)、Ta(鉭)所選擇之至少1種,前述A群元素的含量為0at%以上2at%以下,前述B群元素之含量為0at%以上0.5at%以下,且前述稀土類元素與A群元素與B群元素之含量滿足下列式(1)為佳;式(1)中,[X]為稀土類元素之含量(at%),[Y]為A群元素之含量(at%),[Z]為B群元素之含量(at%)。
鋁合金薄膜7,藉著除了前述稀土類元素,進而含有前述A群元素、B群元素,或者A群元素及B群元素,可以進而提高耐熱性。此外,藉著前述A群元素的含量為0at%以上2at%以下,前述B群元素之含量為0at%以上0.5at%以下,且前述稀土類元素與A群元素與B群元素之含量滿足前述式(1),可以不產生鋁合金薄膜7的電阻率增大及反射性能降低,進而提高耐熱性。
鋁合金薄膜7,如前所述包含鋁以外的元素,但具有高反射率。具體而言,由鋁合金薄膜7被層積之基板2的平坦面以外之面(例如圖1之基板2的下面)對鋁合金薄膜7照射可見光區域之光,來自鋁合金薄膜7的反射光透過基板2而被量測的反射光強度,如稍後所述可以為基準反射鏡的反射光強度之60%以上。亦即,可以使反射率為60%以上。
(下底層)   於圖1未顯示,鋁合金薄膜7於前述基板側進而具有下底層,此下底層包含Mo(鉬)、Ti(鈦)、Nb(鈮)、Ta(鉭)、W(鎢)以及這些的合金之至少1種為佳。鋁合金薄膜7於前述基板側具有含前述Mo等高融點金屬元素之下底層,可以提高與p-接觸層6之密接性。或者是可以使該下底層作為p-接觸層。
下底層之平均膜厚以不使透光性減低的方式儘可能地形成為較薄為佳。下底層的平均膜厚的下限值,以1nm為佳,1.5nm更佳,2nm進而更佳。另一方面,下底層的平均膜厚的上限值,以12nm為佳,8.5nm更佳,5nm進而更佳。下底層的平均膜厚未滿前述下限值的場合,會有無法提高與p-接觸層6之密接性之虞。另一方面,下底層之平均膜厚超過前述上限值的場合,有來自發光層5的光及來自鋁合金薄膜7的反射光無法透過下底層之虞。
<優點>   該鋁合金薄膜7,與鋁等金屬成分共同包含稀土類元素,所以抑制小丘(hillock)的發生,同時耐熱性優異。此外,稀土類元素的含量在特定量以下,所以可維持鋁合金薄膜7原本的高反射率。進而,於鋁合金薄膜7之特定區域,稀土類元素之金屬間化合物以分散狀態存在,所以耐電遷移性優異。從而,該鋁合金薄膜7,適宜做為發光元件1之反射電極,具備該鋁合金薄膜7的發光元件1,亮度優異同時耐久性優異。
[鋁合金薄膜之製造方法]   該鋁合金薄膜之形成,沒有特別限定,可以採用濺鍍法、離子鍍(ion plating)法、電子束蒸鍍法、真空蒸鍍法等公知的形成方法。其中,由於可容易形成成分及平均膜厚均勻性優異的薄膜的理由,以濺鍍法為佳。
濺鍍法,係對濺鍍靶施加負的電壓使產生輝光放電(glow discharge),使Ar(氬)等惰性氣體原子離子化,以高速衝擊濺鍍靶的表面,噴濺出構成濺鍍靶的成膜材料的粒子(原子/分子),使附著於基材形成鋁合金薄膜。
[濺鍍靶]   相關於本發明之另一實施型態之濺鍍靶,係供形成鋁合金薄膜之用的濺鍍靶,具有與前述鋁合金薄膜7相同的成分組成。該濺鍍靶,可用於以前述濺鍍法形成鋁合金薄膜7。
該濺鍍靶的形狀沒有特別限定,可以因應於濺鍍裝置的形狀或構造,做成角型板狀、圓形板狀、甜甜圈板狀、圓筒狀等任意的形狀。
該濺鍍靶之製造方法,沒有特別限定,可以採用藉由熔融鑄造法、粉末燒結法、噴射成形法等製造由鋁基合金構成的錠而得之方法、製造鋁基合金構成的預成形體(得到最終的緻密體之前的中間體)之後,將此預成形體藉由緻密化手段進行緻密化而得的方法等,可採公知的方法。
<優點>   該濺鍍靶,藉由具有與前述鋁合金薄膜相同的成分組成,所以可比較容易地形成前述鋁合金薄膜7。
[其他實施型態]   本發明並不以前述說明之實施形態為限。
該鋁合金薄膜,說明了作為LED之反射電極,但不限於此,也可以用虞液晶顯示器、有機EL(電致發光,Electroluminescence),LED顯示器之元件等。 [實施例]
以下,根據實施例進而詳細說明本發明,但本發明並不根據此實施例之記載而被限定解釋。
[試樣]   基板使用板厚0.5mm,直徑4吋的藍寶石基板。於此基板的表面,藉由DC磁控管濺鍍法,成膜出表1至表4所示的鋁合金。成膜時,於成膜前使真空室內的氛圍調整到到達真空度3×10-6 Torr之後,使用與前述金屬膜相同的成分組成之直徑4吋的圓盤型濺鍍靶,以下列條件進行了濺鍍。 (濺鍍條件)   Ar氣壓:2mTorr   Ar氣體流量:19sccm   濺鍍功率:500W   基板溫度:25℃   成膜溫度:25℃
(金屬間化合物之最大結晶粒徑及距離的測定)   把以特定溫度加熱之表1至表4所示的鋁合金膜以倍率60萬倍進行TEM(透過式電子顯微鏡,Transmission Electron Microscope)觀察,由影像資訊算出金屬間化合物的最大結晶粒徑及距離。觀察是以鋁合金薄膜的厚度方向的中心為基準在該厚度的±20%以內的區域進行。圖2顯示表1所示之實施例1-4的鋁合金薄膜之金屬間化合物的最大結晶粒徑及距離之例。
(反射率測定)   反射率使用可見/紫外分光光度計(V-570:日本分光(股)製造),由藍寶石基板面測定了測定波長450nm以上850nm以下的範圍之分光反射率。具體而言,把相對於基準反射鏡的反射光強度之測定到的試樣的反射光強度之比率作為「反射率」,此反射率為60%以上者為合格。
(耐電遷移性試驗)   把表1至表4所示的鋁合金薄膜藉由光蝕刻法及蝕刻加工為寬幅1μm,長度3mm之直線圖案,以特定溫度施加熱處理。將此薄膜加熱至200℃,進行流通以5×106 A/cm2 之定電流的通電試驗,測定了故障時間(直到發生斷線的時間)。除此之外,對於以同一條件製作的純鋁薄膜以同一條件進行通電試驗,相對於純鋁薄膜之測定結果,故障時間超過10倍者為合格。以下,亦把「電遷移」稱為「EM」。於以下的表1至表4之EM欄,針對各實施例及各比較例,對合格者標以記號A,不合格者標以記號B。另一方面,於以下的表1至表4之評估之欄,針對各實施例及各比較例,對前述反射率特性及前述EM特性均為合格者標以記號A,至少一方為不合格者標以記號B。
如表1所示,由實施例1-1至實施例1-9,可得到所要的金屬間化合物之粒徑及金屬間化合物間距離,可得到60%以上的適宜的反射率及良好的耐電遷移性。在比較例1-1及比較例1-2,雖得到所要的金屬間化合物之粒徑,但在耐電遷移性沒有得到良好的結果。這是因為限制電遷移的金屬間化合物的析出量很少(金屬間化合物彼此的間隔距離大),所以對於耐電遷移性的提高沒有貢獻的緣故。在比較例1-3雖得到所要的金屬間化合物間距離,但得不到所要的金屬間化合物的粒徑,無法得到良好的耐電遷移性。這是因為析出物尺寸粗大化的緣故,無法達成細且均勻的分散狀態,結果於耐電遷移性得不到良好的特性的緣故。在比較例1-4雖然滿足了所要的金屬間化合物的粒徑、金屬間化合物間距離,但稀土類添加量多所以反射率降低,得不到60%以上的反射率。
在實施例2進而添加稀土類元素或比較元素,確認了電遷移與反射率。如表2所示,實施例2-1至實施例2-8滿足式(1),得到反射率60%以上的結果。比較例2-1及比較例2-2分別之A群元素或B群元素之添加量過多,無法得到反射率60%以上的結果。此外,在比較例2-3,A群元素、B群元素其含量都在特定的範圍內,但是稀土類元素、A群元素及B群元素的含量合計為滿足式(1),所以無法得到反射率60%以上的結果。此外,在比較例2-4及比較例2-5使用的比較元素使反射率急遽下降,無法得到良好的反射特性。
在表1於耐電遷移性、反射率都優異的鋁合金薄膜,層積含高融點金屬之下底層,評估了反射率、耐電遷移性。如表3所示,層積了含Ti(鈦)的下底層之實施例3-1到實施例3-3可得到60%以上的反射率。此外,層積了含有與Ti(鈦)不同的高融點金屬的下底層之實施例3-4到實施例3-8也可得到60%以上的反射率。但是,在含鈦的下底層的平均膜厚為15nm之比較例3-1,反射率為60%以下。這應該是因為平均膜厚變厚使得下底層之光的透過率降低,到達鋁合金薄膜的光以及鋁合金薄膜反射的光在下底層被減光的緣故。
在實施例1於耐電遷移性、反射率都優異的鋁合金薄膜,改變鋁合金薄膜的平均膜厚,評估了反射率、耐電遷移性。如表4所示,針對平均膜厚在50nm以上2000nm以下的範圍之所有實施例(4-1到4-5),得到耐電遷移性、反射率都優異的結果。
如前所述,本發明之鋁合金薄膜,EM耐性與反射率都優異,可以適宜地用於發光元件。此外,本發明之發光元件,亮度優異所以適宜用於照明裝置等。進而,本發明之濺鍍靶,可適宜地用於該鋁合金薄膜的生產。
1‧‧‧發光元件
2‧‧‧基板
3‧‧‧n-接觸層
4‧‧‧n-接合電極
5‧‧‧發光層
6‧‧‧p-接觸層
7‧‧‧鋁合金薄膜
圖1係相關於本發明之一實施型態之發光元件的模式圖。   圖2係相關於本發明之另一實施型態之鋁合金薄膜之TEM影像。

Claims (8)

  1. 一種鋁合金薄膜,其係直接或間接地被層積於折射率1.5以上2.0以下之基板,平均膜厚為50nm以上2000nm以下且包含稀土類元素的鋁合金薄膜,其特徵為   以其厚度方向的中心為基準,存在於厚度的±20%以內的區域之前述稀土類元素的金屬間化合物的最大結晶粒徑為300nm以下,且鄰接的前述金屬間化合物以2000nm以下的距離以分散狀態存在,   自前述基板側之反射率為60%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之鋁合金薄膜,其中   前述稀土類元素係含有由Nd、La、Sc、Gd選擇之至少1種,含量為0.1at%(原子百分比)以上3at%以下。
  3. 如申請專利範圍第2項之鋁合金薄膜,其中   進而含有由A群元素之Ni、Cu、Co,與B群元素之Ti、Ta選擇之至少1種,   前述A群元素的含量為0at%以上2at%以下,前述B群元素之含量為0at%以上0.5at%以下,且前述稀土類元素與A群元素與B群元素之含量滿足下列式(1);式(1)中,[X]為稀土類元素之含量(at%),[Y]為A群元素之含量(at%),[Z]為B群元素之含量(at%)。
  4. 如申請專利範圍第1項之鋁合金薄膜,其中   於前述基板側進而具有下底層,此下底層包含Mo、Ti、Nb、Ta、W以及這些的合金之至少1種。
  5. 如申請專利範圍第2項之鋁合金薄膜,其中   於前述基板側進而具有下底層,此下底層包含Mo、Ti、Nb、Ta、W以及這些的合金之至少1種。
  6. 如申請專利範圍第3項之鋁合金薄膜,其中   於前述基板側進而具有下底層,此下底層包含Mo、Ti、Nb、Ta、W以及這些的合金之至少1種。
  7. 一種發光元件,其特徵為具備申請專利範圍第1至6項之任一項之鋁合金薄膜作為反射電極。
  8. 一種濺鍍靶,係供形成申請專利範圍第1至6項之任一項之鋁合金薄膜之用的濺鍍靶,其特徵為具有與前述鋁合金薄膜相同的成分組成。
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JP2014120486A (ja) * 2012-12-12 2014-06-30 Kobelco Kaken:Kk 表示装置または入力装置に用いられる電極、および電極形成用スパッタリングターゲット
JP6647898B2 (ja) * 2016-02-05 2020-02-14 株式会社コベルコ科研 紫外線反射膜およびスパッタリングターゲット

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