(57)【要約】【課題】各種電子機器、情報機器のディスプレイなどに使用される無機エレクトロルミネッセンス素子を構成する蛍光体膜をスパッタリングにより形成するための高強度スパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】Ａｌ：１５〜４５質量％、Ｅｕ：１〜１０質量％、Ｓ：１０〜２０質量％を含有し、残部がＢａおよび不可避不純物からなる成分組成、並びに金属Ａｌ相、ＢａＳ相およびＥｕＳ相からなる組織を有する無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜を形成するための直流スパッタリングが可能な高強度スパッタリングターゲット。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ：１５〜４５質量％、Ｅｕ：１〜１０質量％、Ｓ：１０〜２０質量％を含有し、残部がＢａおよび不可避不純物からなる成分組成、並びに金属Ａｌ相、ＢａＳ相およびＥｕＳ相からなる組織を有することを特徴とする無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜を形成するための直流スパッタリングが可能な高強度スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種電子機器、情報機器のディスプレイなどに使用される無機エレクトロルミネッセンス素子を構成する蛍光体膜をスパッタリングにより形成するためのスパッタリングターゲットに関するものであり、特にユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜（ＢａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ）をスパッタリングにより形成するための直流スパッタリングが可能な高強度スパッタリングターゲットに関するものである。
【背景の技術】
【０００２】
近年、各種電子機器、情報機器のディスプレイなどに無機エレクトロルミネッセンス素子が使用されるようになり、この無機エレクトロルミネッセンス素子には蛍光体膜が使用されている。無機エレクトロルミネッセンス素子は一般にガラス基板の上に下部電極を形成し、この下部電極の上に第一誘電体膜を形成し、この第一誘電体膜の上に蛍光体膜を形成し、この蛍光体膜の上に蛍光体膜上部電極を形成した構造を有しており、この構造は広く知られている。
この無機エレクトロルミネッセンス素子に使用される蛍光体膜一つとしてユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜（ＢａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ）が知られている。このユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜は、母体成分がバリウムチオアルミネート（ＢａＡｌ２Ｓ４）からなり、発光中心となるユーロピウム（Ｅｕ）からなるもので、このユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜はＡｌ２Ｓ３ペレットとＥｕＦ３とを添加したＢａＳペレットを蒸発源として二元パルス電子ビーム蒸着法によって最初にアモルファス相の薄膜を作製し、その後アニール炉により熱処理を行うことで結晶化させる方法などが知られている。さらに、近年、トリエチルアルミニウム（Ａｌ（Ｃ２Ｈ５）３）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３）またはトリイソブチルアルミニウム（Ａｌ（ｉ−Ｃ４Ｈ９）３）有機金属材料と、金属バリウム（Ｂａ）と金属ユーロピウム（Ｅｕ）、塩化ユーロピウム（ＥｕＣｌ３）および弗化ユーロピウム（ＥｕＦ３）のいずれか１種と硫化水素（Ｈ２Ｓ）を原料とし、分子線蒸着法によりユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜を製造する方法が開発されている（特許文献１参照）。
さらに、ユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜（ＢａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ）そのものではないが、無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜をスパッタリングにより形成することも研究されている（特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開２００１―２９７８７７号公報
【特許文献２】特開２００１―１１８６７７号公報
【特許文献３】特開平８―１３８８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、ディスプレイはますます大型化し、したがってこの大型のディスプレイに使用する無機エレクトロルミネッセンス素子もますます大型化しているが、前記蒸着方法で広い面積のユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜を高速で製造するには限界があり、一層広い面積の薄膜を高速で形成するには蒸着法よりもスパッタリング法で形成する方が有利であるところから、近年、大型の無機エレクトロルミネッセンス素子に使用する広い面積のユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜をスパッタリング法により製造する研究がなされている。
【０００４】
しかし、この広い面積のユーロピウム添加バリウムチオアルミネート蛍光体膜をスパッタリング法により製造するには、ＡｌＳ、ＥｕＳおよびＢａＳからなる三元系硫化物無機材料からなる広い面積の大型ターゲットを使用してスパッタリングしなければならず、ＡｌＳ、ＥｕＳおよびＢａＳからなる三元系硫化物無機材料からなるターゲットは硫化物無機材料で構成されているために強度が弱く、そのために大型のターゲットを作製しても破損し易く、さらに電気抵抗が大きいために高速成膜が可能な直流スパッタリングを行うことができないことから製造コストをさげることができない、などの問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者らは、これらの問題点を解決すべく研究を行なっていたところ、Ａｌ：１５〜４５質量％、Ｅｕ：１〜１０質量％、Ｓ：１０〜２０質量％を含有し、残部がＢａおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、金属Ａｌ相、ＢａＳ相およびＥｕＳ相からなる組織を有するスパッタリングターゲットは、素地に金属Ａｌ相を含むところから靭性が増し、したがって高強度の大型のターゲットを作製することができ、さらに、金属Ａｌ相は電気抵抗が低いことから、この大型のスパッタリングターゲットは直流スパッタリングが可能である、という研究結果が得られたのである。
【０００６】
この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
Ａｌ：１５〜４５質量％、Ｅｕ：１〜１０質量％、Ｓ：１０〜２０質量％を含有し、残部がＢａおよび不可避不純物からなる成分組成、並びに金属Ａｌ相、ＢａＳ相およびＥｕＳ相からなる組織を有する無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜を形成するための直流スパッタリングが可能な高強度スパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。
【０００７】
この発明の無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜を形成するための直流スパッタリングが可能な高強度スパッタリングターゲットは、原料として金属Ａｌ粉末、ＥｕＳ粉末およびＢａＳ粉末を用意し、金属Ａｌ粉末、ＥｕＳ粉末およびＢａＳ粉末をボールミルなどにより乾式混合して混合粉末を作製し、この混合粉末を真空ホットプレスすることによりホットプレス体を作製し、このホットプレス体を機械加工することにより作製することができる。
【０００８】
この発明の無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜を形成するための直流スパッタリングが可能な高強度スパッタリングターゲットの成分組成をＡｌ：１５〜４５質量％、Ｅｕ：１〜１０質量％、Ｓ：１０〜２０質量％を含有し、残部がＢａおよび不可避不純物とした理由を以下に述べる。
【０００９】
Ａｌ：
Ａｌが１５〜４５質量％の範囲内にあると、スパッタリングにより形成した膜のＢａ：Ａｌがモル比で１：２に近くなるために立方晶構造ＢａＡｌ２Ｓ４を容易に生成できるからであり、この組成範囲から外れると立方晶構造ＢａＡｌ２Ｓ４を生成できず、生成しても結晶欠陥が多くなり、蛍光体膜として使用できない膜が形成されるので好ましくないからである。
Ｅｕ：
発光中心となるＥｕの含有量が１質量％未満になると得られた蛍光体膜の輝度が低くなるので好ましくなく、一方、Ｅｕの含有量が１０質量％を越えると蛍光体膜の結晶性が悪くなるので好ましくないからである。
Ｓ：
ＳはＢａ，Ｅｕの組成によって決められる成分であり、Ｓ含有量が１０〜２０質量％の範囲内にあると、ターゲット中のＢａ，ＥｕはほとんどＢａＳ，ＥｕＳの状態で存在する。しかし、Ｓが１０質量％未満になるとＢａ，Ｅｕの一部がメタルかその他の化合物状態（酸化物、水酸化物など）として存在するようになり、メタルとして存在した場合、これら成分は空気中の酸素、水分と反応して酸化物、水酸化物になり、ターゲット中に酸化物、水酸化物が存在すると、成膜中に酸化物、水酸化物に含まれる酸素や水素がスパッタされて不純物として蛍光体膜に入り、その結果、蛍光体膜の発光特性を低下させるので好ましくない。一方、Ｓの含有量が２０質量％を越えると、Ｓリッチの状態となり、ＢａＳ，ＥｕＳのような結合状態になったＳ以外に不安定なＳが生成し、このような不安定なＳはメタル状態であるＡｌと反応してＡｌ２Ｓ３を形成してターゲットの機械的強度を低下させるので好ましくない。
【発明の効果】
【００１０】
広い面積の無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜を直流スパッタリング法により高スピードで製造することができ、その製造コストも下がるのでフラットパネルディスプレイ産業の発展に大いに貢献し得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施例
原料粉末として、平均粒径：１００μm、純度：９９．９％以上の金属Ａｌ粉末、平均粒径：５０μm以下、純度：９９％以上のＥｕＳ粉末および平均粒径：５０μm以下、純度：９９．９％以上のＢａＳ粉末を用意し、金属Ａｌ粉末、ＥｕＳ粉末およびＢａＳ粉末を８時間乾式混合して混合粉末を作製した。この混合粉末を温度：６００℃、圧力：３０ＭＰａで真空ホットプレスすることによりホットプレス体を作製し、このホットプレス体を機械加工することにより本発明の無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜形成用スパッタリングターゲット（以下、本発明ターゲットという）を作製した。この本発明ターゲットを面分析した結果、この本発明ターゲットは金属Ａｌ相、ＢａＳ相およびＥｕＳ相からなる組織を有していた。
【００１２】
従来例
原料粉末として、平均粒径：５０μm以下、純度：９９．９％以上のＡｌＳ粉末、平均粒径：５０μm以下、純度：９９％以上のＥｕＳ粉末および平均粒径：５０μm以下、純度：９９．９％以上のＢａＳ粉末を用意し、これらＡｌＳ粉末、ＥｕＳ粉末およびＢａＳ粉末を８時間乾式混合して混合粉末を作製した。この混合粉末を温度：６００℃、圧力：３５ＭＰａで真空ホットプレスすることによりホットプレス体を作製し、このホットプレス体を機械加工することにより従来の無機エレクトロルミネッセンス素子用蛍光体膜形成用スパッタリングターゲット（以下、従来ターゲットという）を作製した。この従来ターゲットを面分析した結果、この従来ターゲットはＡｌＳ相、ＢａＳ相およびＥｕＳ相からなる組織を有していた。
このようにして得られた本発明ターゲットおよび従来ターゲットの相対密度および抗折強度を測定してその結果を表１に示した。
【００１３】
【表１】
2006299285.tif 000002
【００１４】
表１に示される結果から、金属Ａｌ相を含む本発明ターゲットは、ＡｌＳ相を含む従来ターゲットと比べて相対密度および抗折強度が格段に優れており、したがって、一層広い面積を有する大型のターゲットを作製できることが分かる。