JP2900814B2 - エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば計器類の自発
光型のセグメント表示やマトリックス表示、或いは各種
情報端末機器のディスプレイなどに使用されるエレクト
ロルミネッセンス（Electroluminescence）素子の製造
方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、エレクトロルミネッセン
ス素子（以下、ＥＬ素子という）は、硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）等の螢光体に電界を印加したときに発光する現象を
利用したもので、自発光型の平面ディスプレイを構成す
る素子として注目されている。

【０００３】図３３に、従来のＥＬ素子の典型的な断面
構造を示す。同図３３に示されるように、ＥＬ素子１０
は、絶縁性基板であるガラス基板１上に、光学的に透明
なＩＴＯ膜からなる第１電極２、五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）等からなる第１絶縁層３、発光層４、同じく五酸
化タンタル等からなる第２絶縁層５、そしてＩＴＯ膜か
らなる第２電極６が順次積層されて形成される。

【０００４】ＩＴＯ（Indium Tin Oxide) 膜は、酸化イ
ンジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）に錫（Ｓｎ）をドープした透明
の導電膜で、低抵抗率であることから、従来より透明電
極として広く使用されている。

【０００５】また、発光層４は、例えば硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）中の添加物の種類によってその発光色が決まり、例
えば発光中心としてテルビウム（Ｔｂ）を添加した場合
には黄緑色、サマリウム（Ｓｍ）を添加した場合には赤
橙色、ツリウム（Ｔｍ）を添加した場合には青色の発光
色が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の構造からなるＥ
Ｌ素子１０において、青色発光が得られる発光層４の構
成材料としては例えば、ツリウム（Ｔｍ）添加した硫化
亜鉛（ＺｎＳ：Ｔｍ）やセリウム（Ｃｅ）を添加した硫
化ストロンチウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）等の採用が検討され
ている。

【０００７】ただし、上記ツリウム（Ｔｍ）添加した硫
化亜鉛（ＺｎＳ：Ｔｍ）を発光層に用いた場合には、発
光輝度が低く、実用上十分な輝度が得られない。また、
上記セリウム（Ｃｅ）を添加した硫化ストロンチウム
（ＳｒＳ：Ｃｅ）を用いた場合、発光輝度は比較的高い
ものが得られるものの、・発光色が青緑色となる。した
がって、青色発光を得るためには、例えば５００ｎｍ以
上の波長をカットするようなフィルターを用いる必要が
ある。・このようなフィルターを用いた場合、その発光
輝度は、元の発光輝度の約１割程度に減少してしまう。
といった理由により、これもやはり、実用上十分な輝度
を得ることのできる青色発光素子としての利用は難しい
ものとなっている。実用上十分な輝度を得るためには自
ずと、高品質のセリウム添加の硫化ストロンチウム（Ｓ
ｒＳ：Ｃｅ）発光層が必要となる。

【０００８】一方、「１９９３年ディスプレイ情報学会
国際会議技術論文ダイジェスト７６１頁〜７６４頁」に
記載されているように、発光層母材として ・４硫化２ガリウムストロンチウム（ＳｒＧａ2 Ｓ4
）、 ・４硫化２ガリウムバリウム（ＢａＧａ2 Ｓ4 ）、或い
は ・４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ） を用い、これら発光層母材に、発光中心としてセリウム
（Ｃｅ）を添加する発光層の採用が検討されている。こ
れら発光層を用いることにより、発光スペクトルを短波
長側にシフトさせることができ、例えばフィルターを用
いて緑色成分をカットする場合においても、同フィルタ
ーによる発光輝度の損失を大幅に低減することが可能と
なる。

【０００９】しかし、上記文献、並びに特開平５−６５
４７８号公報等にも記載されているように、その製造に
際しては、上記発光層をスパッタリング法で形成するよ
うにしている。そして、同発光層をスパッタリング法で
形成するにあたり、その発光層母材を結晶化させるため
に、発光層成膜後６５０℃以上の高温による熱処理を必
要としている。

【００１０】このため、次のような不都合が新たに生じ
ることとなった。まず、このような温度では、ガラス基
板に歪が生じ、電極についても使用することのできる材
料が制限されてしまう。

【００１１】また、たとえ短時間の熱処理であったとし
ても、ガラス基板や電極等に影響を与えない範囲で熱処
理を行おうとするならば、発光層母材の結晶化があまり
進行せず、結晶性の良い発光層を得ることができなくな
る。そしてひいては、高輝度青色発光を実現することも
できなくなる。

【００１２】更に、多元系の膜であるため、熱処理時に
膜組成のズレが生じ易くなる。こうした膜組成のズレ
は、発光輝度に対しても悪影響を及ぼすこととなる。他
方、高品質なＥＬ発光層を形成する方法としては、有機
気相成長（ＭＯＣＶＤ）法や原子層エピタキシャル（Ａ
ＬＥ）法が知られている。

【００１３】上記硫化亜鉛（ＺｎＳ）を母材にした発光
層においては、これらの方法を用いて、発光輝度の高い
ＥＬ素子が得られている。また、上述の青色ＥＬ発光層
に関しては、ＡＬＥ法で成長したセリウム添加の硫化ス
トロンチウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）が知られている。

【００１４】しかし、上記ＡＬＥ法は原理的に成長速度
が遅く、発光層の形成に非常に時間がかかるという欠点
がある。そのため一般的には、成長速度の速いＭＯＣＶ
Ｄ法による発光層の形成が望まれている。

【００１５】ただし、このＭＯＣＶＤ法にしろ、・セリ
ウム添加の硫化ストロンチウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）のよう
な、アルカリ土類硫化物を該ＭＯＣＶＤ法で成長しよう
とすると、反応炉内の気相中で原料ガスが相互に反応
し、パーティクルや副次生成物が発生する。といった問
題を抱えており、高品質の発光層を得ることはできなか
った。

【００１６】また、４硫化２ガリウムカルシウム（Ｃａ
Ｇａ2 Ｓ4 ）等の３元系発光層の場合には、こうした問
題も更に複雑となる。そしてこのため、ＭＯＣＶＤ法を
用いて４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ）
等の３元系発光層を形成することは、これまで不可能と
されてきた。

【００１７】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、２元系発光層であれ３元系発光層であ
れ、高輝度青色発光が得られる品質の高い発光層を形成
することのできるＥＬ素子の製造方法を提供することを
目的とする。

【００１８】またこの発明は、こうした品質の高い発光
層を気相成長法にて形成する上で望ましいＥＬ素子の製
造装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、請求項１記載の発明では、絶縁基板の上方に発光
層を具えるエレクトロルミネッセンス素子の製造方法に
おいて、発光層母体材料となるII族元素原料ガス、VI族
元素原料ガス及び発光中心元素原料ガスをそれぞれ反応
炉内に供給し、該反応炉内でこれら原料ガスを反応させ
る気相成長法を用いて前記発光層を形成するに、前記II
族元素原料ガスを前記反応炉の中央から供給し、前記VI
族元素原料ガスをその周囲から供給するようにし、さら
に、前記II族元素原料ガスの前記反応炉内でのガス流速
を前記VI族元素原料ガスの同反応炉でのガス流速よりも
速くする。

【００２０】

【００２１】また、請求項２記載の発明では、これら請
求項１記載の製造方法において、前記発光中心元素原料
ガスについてはこれを、前記II族元素原料ガスと混合し
て前記反応炉内に導入するようにする。

【００２２】また、請求項３記載の発明では、請求項１
または２のいずれかに記載の製造方法において、前記II
族元素の原料及び前記発光中心元素の原料として、それ
ら元素の有機化合物を用いるようにする。

【００２３】また、請求項４記載の発明では、請求項１
乃至３のいずれかに記載の製造方法において、前記絶縁
基板がガラス基板であるとするとき、前記発光層成膜時
の基板温度を３００゜Ｃ乃至６００゜Ｃとする。

【００２４】また、請求項５記載の発明では、請求項１
乃至４のいずれかに記載の製造方法において、前記II族
元素原料ガス及び前記VI族元素原料ガスと独立して、若
しくは前記VI族元素原料ガスと混合して、ハロゲン元素
ガスを前記反応炉内に併せ供給するようにする。

【００２５】また、請求項６記載の発明では、絶縁基板
の上方に発光層を具えるエレクトロルミネッセンス素子
の製造方法において、発光層母体材料となるＩＩ族元素
原料ガス、ＩＩＩ族元素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガス
及び発光中心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供給
し、該反応炉内でこれら原料ガスを反応させる気相成長
法を用いて、前記発光層を形成し、さらに前記ＩＩ族元
素原料ガスを前記反応炉の中央から供給し、前記ＩＩＩ
族元素原料ガスをその周囲から供給し、前記ＶＩ族元素
原料ガスを更にその周囲から供給するようにする。

【００２６】

【００２７】また、請求項７記載の発明では、上記請求
項６記載の製造方法において、前記発光中心元素原料ガ
スとして元素が３価に属するものを用い、同発光中心元
素原料ガスについてはこれを、前記ＩＩＩ族元素原料ガ
スと混合して前記反応炉内に導入するようにする。

【００２８】また、請求項８記載の発明では、同請求項
６記載の製造方法において、前記発光中心元素原料ガス
として元素が２価に属するものを用い、同発光中心元素
原料ガスについてはこれを、前記ＩＩ族元素原料ガスと
混合して前記反応炉内に導入するようにする。

【００２９】また、請求項９記載の発明では、絶縁基板
の上方に発光層を具えるエレクトロルミネッセンス素子
の製造方法において、発光層母体材料となるＩＩ族元素
原料ガス、ＩＩＩ族元素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガス
及び発光中心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供給
し、該反応炉内でこれら原料ガスを反応させる気相成長
法を用いて、前記発光層を形成し、さらに前記ＩＩ族元
素原料ガス、及び前記ＩＩＩ族元素原料ガスを前記反応
炉の中央から供給し、前記ＶＩ族元素原料ガスをそれら
の周囲から供給するようにする。

【００３０】また、請求項１０記載の発明では、上記請
求項６または９記載の製造方法において、前記発光中心
元素原料ガスについてはこれを、前記ＩＩ族元素原料ガ
スまたは前記ＩＩＩ族元素原料ガスのうち、同発光中心
元素原料ガスの気化温度に近い気化温度を有する原料ガ
スと混合して前記反応炉内に導入するようにする。

【００３１】また、請求項１１記載の発明では、絶縁基
板の上方に発光層を具えるエレクトロルミネッセンス素
子の製造方法において、発光層母体材料となるＩＩ族元
素原料ガス、ＩＩＩ族元素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガ
ス及び発光中心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供給
し、該反応炉内でこれら原料ガスを反応させる気相成長
法を用いて、前記発光層を形成し、さらに前記各原料ガ
スの前記反応炉への供給時、少なくとも前記ＩＩ族元素
原料ガスの前記反応炉内でのガス流速を前記ＶＩ族元素
原料ガスの同反応炉内でのガス流速よりも速くする。ま
た、請求項１２記載の発明では、上記請求項６乃至１０
のいずれかに記載の製造方法において、前記各原料ガス
の前記反応炉への供給時、少なくとも前記ＩＩ族元素原
料ガスの前記反応炉内でのガス流速を前記ＶＩ族元素原
料ガスの同反応炉内でのガス流速よりも速くする。

【００３２】また、請求項１３記載の発明では、上記請
求項６乃至１２のいずれかに記載の製造方法において、
前記II族元素の原料、前記III 族元素の原料及び前記発
光中心元素の原料として、それら元素の有機化合物を用
いるようにする。

【００３３】また、請求項１４記載の発明では、上記請
求項６乃至１３のいずれかに記載の製造方法において、
前記絶縁基板がガラス基板であるとするとき、前記発光
層成膜時の基板温度を３００°Ｃ乃至６００°Ｃとす
る。

【００３４】また、請求項１５記載の発明では、絶縁基
板の上方に発光層を具えるエレクトロルミネッセンス素
子の製造方法において、発光層母体材料となるＩＩ族元
素原料ガス、ＩＩＩ族元素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガ
ス及び発光中心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供給
し、該反応炉内でこれら原料ガスを反応させる気相成長
法を用いて、前記発光層を形成し、さらに前記発光層成
膜時の前記反応炉内の圧力を２０乃至９０Ｔｏｒｒとす
る。また、請求項１６記載の発明では、上記請求項６乃
至１４のいずれかに記載の製造方法において、前記発光
層成膜時の前記反応炉内の圧力を２０乃至９０Ｔｏｒｒ
とする。

【００３５】また、請求項１７記載の発明では、絶縁基
板の上方に発光層を具えるエレクトロルミネッセンス素
子の製造方法において、発光層母体材料となるＩＩ族元
素原料ガス、ＩＩＩ族元素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガ
ス及び発光中心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供給
し、該反応炉内でこれら原料ガスを反応させる気相成長
法を用いて、前記発光層を形成し、さらに前記ＩＩ族元
素原料ガス、前記ＩＩＩ族元素原料ガス及び前記ＶＩ族
元素原料ガスと独立して、若しくは前記ＶＩ族元素原料
ガスと混合して、ハロゲン元素ガスを前記反応炉内に併
せ供給するようにする。また、請求項１８記載の発明で
は、上記請求項６乃至１６のいずれかに記載の製造方法
において、前記ＩＩ族元素原料ガス、前記ＩＩＩ族元素
原料ガス及び前記ＶＩ族元素原料ガスと独立して、若し
くは前記ＶＩ族元素原料ガスと混合して、ハロゲン元素
ガスを前記反応炉内に併せ供給するようにする。

【００３６】また、請求項１９記載の発明では、絶縁基
板上に第１電極、第１絶縁層、発光層、第２絶縁層、及
び第２電極を、少なくとも光取り出し側の材料を光学的
に透明なものにて形成して順次積層するエレクトロルミ
ネッセンス素子の前記発光層を気相成長法によって形成
する装置として、反応炉と、該反応炉内に配設されて前
記第１電極及び前記第１絶縁層が積層された絶縁基板を
支持するサセプタと、同反応炉内に発光層母体材料とな
るＩＩ族元素原料ガスを供給するための第１のガス供給
管と、同反応炉内に発光層母体材料となるＶＩ族元素原
料ガスを供給するための第２のガス供給管と、同反応炉
内に発光中心元素原料ガスを供給するための第３のガス
供給管と、これら供給されるガスを同反応炉から排気す
るための排気口とを具え、前記第１のガス供給管は、前
記反応炉の中央に、そのガス吹き出し口が前記支持され
た基板の表面に対向するよう配設され、前記第２のガス
供給管は該第１のガス供給管の周囲に配設され、前記反
応炉内に発光層母体材料となるＩＩＩ族元素原料ガスを
供給するための第４のガス供給管を更に具え、前記第２
のガス供給管を、該第４のガス供給管の周囲に配設する
構成とする。

【００３７】

【００３８】また、請求項２０記載の発明では、同請求
項１９記載の製造装置において、前記反応炉内に発光層
母体材料となるＩＩＩ族元素原料ガスを供給するための
第４のガス供給管を更に具え、該第４のガス供給管を、
前記第１のガス供給管の周囲に配設し、前記第２のガス
供給管は、該第４のガス供給管の周囲に配設される構成
とする。

【００３９】また、請求項２１記載の発明では、上記請
求項１９または２０記載の製造装置において、前記発光
中心元素として３価に属する元素が用いられるとき、前
記第４のガス供給管は、前記発光中心元素原料ガスを供
給するための第３のガス供給管と共用される構成とす
る。

【００４０】また、請求項２２記載の発明では、同請求
項１９または２０記載の製造装置において、前記発光中
心元素として２価に属する元素が用いられるとき、前記
第１のガス供給管は、前記発光中心元素原料ガスを供給
するための第３のガス供給管と共用される構成とする。

【００４１】また、請求項２３記載の発明では、同請求
項１９または２０記載の製造装置において、前記発光中
心元素原料の気化温度が前記ＩＩ族元素原料の気化温度
に近いとき、前記発光中心元素原料ガスを供給するため
の第３のガス供給管は前記第１のガス供給管と共用さ
れ、前記発光中心元素原料の気化温度が前記ＩＩＩ族元
素原料の気化温度に近いとき、前記発光中心元素原料ガ
スを供給するための第３のガス供給管は前記第４のガス
供給管と共用される構成とする。

【００４２】また、請求項２４記載の発明では、上記請
求項１９乃至２３のいずれかに記載の製造装置におい
て、前記第１のガス供給管は、そのガス吹き出し口が他
のガス供給管のガス吹き出し口に比べて前記支持された
基板の表面に最も近づくように配設される構成とする。

【００４３】また、請求項２５記載の発明では、上記請
求項１９乃至２４のいずれかに記載の製造装置におい
て、前記反応炉内にハロゲン元素を含有する元素を供給
するための第５のガス供給管を更に具える構成とする。

【００４４】また、請求項２６記載の発明では、上記請
求項１９乃至２５のいずれかに記載の製造装置におい
て、前記排気口は、前記反応炉において前記支持された
基板の裏面に位置するよう配設される構成とする。ま
た、請求項２７記載の発明では、上記請求項２６におい
て、前記各ガス供給管と、基板と、前記排気口とが略直
線上に配置されている構成とする。

【００４５】

【作用】請求項１記載の発明によるように、発光層母体
材料となるII族元素原料ガス、VI族元素原料ガス及び発
光中心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内に供給し、該反
応炉内でこれら原料ガスを反応させる方法を採ることに
より、それら原料ガスの供給量、並びに供給態様等を各
独立して制御することができるようになる。このため、
２元系発光層を形成する場合であっても同発光層の組成
ズレを良好に防止することができるとともに、発光層中
の発光中心濃度を正確に制御することができるようにな
る。

【００４６】しかも同請求項１記載の発明によるよう
に、 ・前記II族元素原料ガスを前記反応炉の中央から供給
し、前記VI族元素原料ガスをその周囲から供給する。と
いった原料ガス供給方法を採用することにより、II族元
素原料ガスがVI族元素原料ガスによって反応炉内に拡散
するのを好適に防ぐことができるようになる。すなわ
ち、同II族元素原料ガスを絶縁基板上に確実に到達させ
ることができるようになる。そしてこのため、成膜され
る発光層の膜組成をより均一なものとすることができる
ようになる。

【００４７】また、 ・前記II族元素原料ガス、及び前記VI族元素原料ガスの
前記反応炉への供給時、前記II族元素原料ガスの前記反
応炉内でのガス流速を前記VI族元素原料ガスの同反応炉
内でのガス流速よりも速くする。方法を採用するため、
反応炉の気相中においてこれらII族元素原料ガスとVI族
元素原料ガスとが相互に反応し難くなり、上記成膜され
る発光層の膜組成も更に安定したものとなる。

【００４８】また、請求項２記載の発明によるように、 ・前記発光中心元素原料ガスについてはこれを、前記II
族元素原料ガスと混合して前記反応炉内に導入する。と
いった方法を採ることもできる。こうした方法によれ
ば、上記と同等の膜組成を有するＥＬ素子をより簡便に
製造することができるようになる。

【００４９】また、請求項３記載の発明によるように、
前記II族元素の原料及び前記発光中心元素の原料として
は、それら元素の有機化合物を用いることができる。因
みに、上記発光中心元素の原料として、トリジピバロイ
ルメンタン化セリウムなどの有機化合物を用い、上記II
族元素の原料としても、ビスジピバロイルメタン化スト
ロンチウムやビスジピバロイルメタン化カルシウム等の
有機化合物を用いることで、それら元素原料の気化若し
くは昇華温度を下げることができ、上記成膜を容易に且
つ安定して行うことができるようになる。

【００５０】なお、上記VI族元素としては、硫黄、また
はセレン、またはこれらの混合物を用いることができ
る。また、請求項４記載の発明によるように、上記絶縁
基板がガラス基板であるとするとき、 ・発光層成膜時の基板温度を３００゜Ｃ乃至６００゜Ｃ
とする。といったかたちで温度制御を行うようにすれ
ば、品質の高い発光層膜を安定して成長させることがで
きるようになる。因みに、こうした温度範囲であれば、
ガラス基板に歪が生じるようなことはなく、また電極と
して使用することのできる材料が制限されることもな
い。

【００５１】また、請求項５記載の発明によるように、 ・前記II族元素原料ガス及び前記VI族元素原料ガスと独
立して、若しくは前記VI族元素原料ガスと混合して、ハ
ロゲン元素ガスを前記反応炉内に併せ供給する。といっ
た方法を併せ採用するようにすれば、同ＥＬ素子として
の発光輝度を更に向上させることができるようになる。

【００５２】一方、同ＥＬ素子の製造方法として、請求
項６記載の発明によるように、 ・発光層母体材料となるII族元素原料ガス、III 族元素
原料ガス、VI族元素原料ガス及び発光中心元素原料ガス
をそれぞれ反応炉内に供給し、該反応炉内でこれら原料
ガスを反応させる気相成長法を用いて前記発光層を形成
する。といった方法を採用すれば、それら原料ガスの供
給量、並びに供給態様についてもこれを各独立して制御
することができるようになる。このため、従来不可能と
されていた３元系発光層を気相成長法にて形成する場合
であっても、同発光層の組成ズレを良好に防止すること
ができるようになる。そしてこの場合も、発光層中の発
光中心濃度を正確に制御することができるようになる。

【００５３】また、こうした製造方法においても、請求
項６記載の発明によるように、 ・前記ＩＩ族元素原料ガスを前記反応炉の中央から供給
し、前記ＩＩＩ族元素原料ガスをその周囲から供給し、
前記ＶＩ族元素原料ガスを更にその周囲から供給する。
といった原料ガス供給方法を採用することにより、ＩＩ
族元素原料ガスが反応炉内に拡散するのを好適に防ぎ、
同ＩＩ族元素原料ガスを絶縁基板上に確実に到達させる
ことができるようになる。そしてこのため、成膜される
発光層の膜組成をより均一なものとすることができるよ
うになる。

【００５４】また、請求項７記載の発明によるように、 ・前記発光中心元素原料ガスとして元素が３価に属する
ものを用い、同発光中心元素原料ガスについてはこれ
を、前記ＩＩＩ族元素原料ガスと混合して前記反応炉内
に導入する。或いは、請求項８記載の発明によるよう
に、 ・前記発光中心元素原料ガスとして元素が２価に属する
ものを用い、同発光中心元素原料ガスについてはこれ
を、前記ＩＩ族元素原料ガスと混合して前記反応炉内に
導入する。といった方法を採用するようにすれば、同製
造方法によって成膜される発光層の膜組成に何ら悪影響
を与えることなく、原料ガス導入のための装置構成（ノ
ズル構成）を簡略化することができるようになる。

【００５５】また、上記原料ガスの供給方法としては他
に、請求項９記載の発明によるように、 ・前記ＩＩ族元素原料ガス、及び前記ＩＩＩ族元素原料
ガスを前記反応炉の中央から供給し、前記ＶＩ族元素原
料ガスをそれらの周囲から供給する。といった方法を採
用することもできる。こうした方法によっても、同製造
方法によって成膜される発光層の膜組成に何ら悪影響を
与えることなく、原料ガス導入のための装置構成（ノズ
ル構成）を簡略化することができるようになる。

【００５６】しかもこの場合、請求項１０記載の発明に
よるように、 ・前記発光中心元素原料ガスについてはこれを、前記Ｉ
Ｉ族元素原料ガスまたは前記ＩＩＩ族元素原料ガスのう
ち、同発光中心元素原料ガスの気化温度に近い気化温度
を有する原料ガスと混合して前記反応炉内に導入する。
といった方法を採用すれば、それら原料ガスを供給する
配管内で原料が分解したり、或いは再固化したりする現
象を好適に防ぐことができるようにもなる。

【００５７】また、請求項１１、１２記載の発明による
ように、 ・前記各原料ガスの前記反応炉への供給時、少なくとも
前記ＩＩ族元素原料ガスの前記反応炉内でのガス流速を
前記ＶＩ族元素原料ガスの同反応炉内でのガス流速より
も速くする。といった方法を採用すれば、反応炉の気相
中においてこれらＩＩ族元素原料ガスとＶＩ族元素原料
ガスとが相互に反応し難くなり、上記成膜される発光層
の膜組成も更に安定したものとなる。

【００５８】またこの場合も、請求項１３記載の発明に
よるように、前記II族元素の原料、前記III 族元素の原
料及び前記発光中心元素の原料としては、それら元素の
有機化合物を用いることができる。

【００５９】因みに、上記発光中心元素の原料として
は、トリジピバロイルメタン化セリウムなどの有機化合
物を用い、上記II族元素の原料としては、ビスジピバロ
イルメタン化ストロンチウムやビスジピバロイルメタン
化カルシウム等の有機化合物を用い、更に上記III 族元
素の原料としても、トリエチルガリウム等の有機化合物
を用いることで、それら元素原料の気化若しくは昇華温
度を下げることができ、上記成膜を容易に且つ安定して
行うことができるようになる。

【００６０】なおこの場合も、上記VI族元素としては、
硫黄、またはセレン、またはこれらの混合物を用いるこ
とができる。そしてここでも、請求項１４記載の発明に
よるように、上記絶縁基板がガラス基板であるとすると
き、 ・発光層成膜時の基板温度を３００゜Ｃ乃至６００゜Ｃ
とする。といったかたちで温度制御を行うようにすれ
ば、品質の高い発光層膜を安定して成長させることがで
きるようになる。こうした温度範囲であれば、ガラス基
板に歪が生じるようなことはなく、また電極として使用
することのできる材料が制限されることもないことは上
述した。

【００６１】また併せて、請求項１５、１６記載の発明
によるように、 ・前記発光層成膜時の前記反応炉内の圧力を２０乃至９
０Ｔｏｒｒとする。といった圧力制御を行うようにすれ
ば、発光層の成膜を安定して、且つ、確実に行うことが
できるようになる。

【００６２】また、請求項１７、１８記載の発明による
ように、 ・前記ＩＩ族元素原料ガス、前記ＩＩＩ族元素原料ガス
及び前記ＶＩ族元素原料ガスと独立して、若しくは前記
ＶＩ族元素原料ガスと混合して、ハロゲン元素ガスを前
記反応炉内に併せ供給する。といった方法を採用するよ
うにすれば、その作製されるＥＬ素子としての発光輝度
を更に向上させることができるようになる。

【００６３】他方、ＥＬ素子の製造装置としては、請求
項１９記載の発明の上記構成を採用することができる。
同構成によれば、上記第１乃至第３のガス供給管を通じ
て、上記発光層母体材料となるＩＩ族元素原料ガス、Ｖ
Ｉ族元素原料ガス、及び発光中心元素原料ガスが各別に
反応炉内に導入されるため、従来の気相成長において問
題となっていたパーティクルや副次生成物が発生する懸
念もない。

【００６４】しかも同製造装置では、上記II族元素原料
ガス導入用の第１のガス供給管を、反応炉の中央に、そ
のガス吹き出し口が基板の表面に対向するよう配設し、
上記VI族元素原料ガス導入用の第２のガス供給管につい
てはこれを該第１のガス供給管の周囲に配設するように
している。このため、ＥＬ素子の２元系発光層として組
成ズレのない、均一な発光層膜を成膜することができる
ようになる。

【００６５】また、こうした製造装置において、 ・前記反応炉内に発光層母体材料となるＩＩＩ族元素原
料ガスを供給するための第４のガス供給管を更に具え、
前記第２のガス供給管は、該第４のガス供給管の周囲に
配設される。或いは、請求項２０記載の発明によるよう
に、 ・前記反応炉内に発光層母体材料となるＩＩＩ族元素原
料ガスを供給するための第４のガス供給管を更に具え、
該第４のガス供給管は、前記第１のガス供給管の周囲に
配設され、前記第２のガス供給管は、該第４のガス供給
管の周囲に配設される。といった構成を採用すれば、そ
の作製されるＥＬ素子の３元系発光層としても、組成ズ
レのない、均一な発光層膜が成膜されるようになる。

【００６６】また、特にこうした３元系発光層を形成す
るための製造装置構成において、例えば請求項２１記載
の発明によるように、 ・前記発光中心元素として３価に属する元素が用いられ
るとき、前記第４のガス供給管は、前記発光中心元素原
料ガスを供給するための第３のガス供給管と共用され
る。といった構成を採用すれば、発光中心元素原料ガス
として元素が３価に属するものが用いられる場合に、同
装置としての配管構成が簡略化されるようになる。勿
論、こうして配管構成が簡略化される場合であっても、
上記成膜される発光層の膜組成には何ら悪影響を及ぼす
ことはない。

【００６７】また、上記２元系発光層を形成するための
構成であれ、或いは３元系発光層を形成するための構成
であれ、例えば請求項２２記載の発明によるように、 ・前記発光中心元素として２価に属する元素が用いられ
るとき、前記第１のガス供給管は、前記発光中心元素原
料ガスを供給するための第３のガス供給管と共用され
る。といった構成を採用すれば、発光中心元素原料ガス
として元素が２価に属するものが用いられる場合に、同
装置としての配管構成が簡略化されるようになる。そし
て勿論、こうして配管構成が簡略化される場合であって
も、上記成膜される発光層の膜組成には何ら悪影響を及
ぼすことはない。

【００６８】また、上記３元系発光層を形成するための
製造装置構成において、請求項２３記載の発明によるよ
うに、 ・前記発光中心元素原料の気化温度が前記ＩＩ族元素原
料の気化温度に近いとき、前記発光中心元素原料ガスを
供給するための第３のガス供給管は前記第１のガス供給
管と共用され、前記発光中心元素原料の気化温度が前記
ＩＩＩ族元素原料の気化温度に近いとき、前記発光中心
元素原料ガスを供給するための第３のガス供給管は前記
第４のガス供給管と共用される。といった構成を採用す
れば、上述した配管構成の簡略化に併せて、それら配管
内で原料が分解したり、或いは再固化したりする現象を
も好適に防ぐことができるようになる。

【００６９】また、これらの製造装置構成において更
に、請求項２４記載の発明によるように、 ・前記第１のガス供給管は、そのガス吹き出し口が他の
ガス供給管のガス吹き出し口に比べて前記支持された基
板の表面に最も近づくように配設される。といった構成
を採用すれば、反応炉の気相中においてＩＩ族元素原料
ガスとＶＩ族元素原料ガスとが相互に反応し難くなり、
上記成膜される発光層の膜組成も更に安定したものとな
る。

【００７０】また、同製造装置の構成において、請求項
２５記載の発明によるように、 ・前記反応炉内にハロゲン元素を含有する元素を供給す
るための第５のガス供給管を更に具える。といった構成
を採用すれば、その作製されるＥＬ素子として更に発光
輝度の高い素子を製造することができるようになる。な
お、この第５のガス供給管は、ＶＩ族元素原料ガスを供
給するための第２のガス供給管と共用して、その構成を
簡略化することもできる。

【００７１】また、同製造装置の構成において更に、請
求項２６記載の発明によるように、 ・前記排気口は、前記反応炉において前記支持された基
板の裏面に位置するよう配設される。といった構成を採
用すれば、各配管類と成膜する基板、及び排気口が略直
線上に配置されるようになる。そしてこのため、反応炉
内での原料ガスの流れが制御し易くなり、しかも、高い
成膜速度で高品質の発光層を形成することができるよう
になる。そして、請求項２７記載の発明のように、前記
各ガス供給管と、基板と、前記排気口とが略直線上に配
置される。と、反応炉内での原料ガスの流れが制御し易
くなり、しかも、高い成膜温度で高品質の発光層を形成
することができるようになる。

【００７２】

【実施例】

（第１実施例）図１に、この発明の第１の実施例に基づ
き製造されるＥＬ素子について、その断面構造を模式的
に示す。

【００７３】このＥＬ素子１００は、同図中の矢印方向
に光を取り出すものであり、絶縁性基板であるガラス基
板１１上に、以下の各薄膜が順次積層された構成となっ
ている。

【００７４】ガラス基板１１上には、光学的に透明な酸
化亜鉛（ＺｎＯ）からなる第１透明電極（第１電極）１
２が形成され、その上面には光学的に透明な五酸化タン
タル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる第１絶縁層１３が形成され
ている。

【００７５】また、発光中心としてセリウム（Ｃｅ）を
添加した硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）からなる発光層
１４が上記第１絶縁層１３上に形成され、更に該発光層
１４を覆うように、光学的に透明な五酸化タンタル（Ｔ
ａ2 Ｏ5 ）からなる第２絶縁層１５が形成される。

【００７６】そして、この第２絶縁層１５の上に、光学
的に透明な酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる第２透明電極
（第２電極）１６が形成されて、同ＥＬ素子が完成され
る。次に、こうした薄膜ＥＬ素子１００の製造方法につ
いて説明する。

【００７７】まず、ガラス基板１１上に第１透明電極１
２を成膜する。蒸着材料としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）
粉末に酸化ガリウム（Ｇａ2 Ｏ3 ）を加え混合してペレ
ット状に成形したものを用いる。また、成膜装置として
は、イオンプレーティング装置を用いる。

【００７８】具体的には、上記ガラス基板１１の温度を
一定に保持したままイオンプレーティング装置内を真空
に排気する。その後、アルゴン（Ａｒ）ガスを導入して
圧力を一定に保ち、成膜速度が６〜１８ｎｍ／ｍｉｎの
範囲となるようにビーム電力及び高周波電力を調整す
る。

【００７９】次に、上記第１透明電極１２上に、五酸化
タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる第１絶縁層１３をスパ
ッタ法により形成する。具体的には、上記ガラス基板１
１の温度を一定に保持した状態にて、スパッタ装置内に
アルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを導入し、
１ＫＷの高周波電力で成膜を行う。

【００８０】そして、この形成した第１絶縁層１３上
に、酸化ストロンチウム（ＳｒＳ）を母体材料とし、発
光中心としてセリウム（Ｃｅ）を添加した硫化ストロン
チウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）発光層１４を形成する。この発
光層１４の形成には、図２に示す有機金属気相成長（Ｍ
ＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Depositio
n）装置を使用する。

【００８１】具体的には、以下に列記する手順にて、同
発光層１４の成膜を実施する。まず、上記第１透明電極
１２及び第１絶縁層１３が形成されているガラス基板１
１を、反応炉２０内の回転数制御可能なサセプタ２１に
取り付け、回転制御棒２２を介してこれを５ｒｐｍで回
転させる。

【００８２】また、このガラス基板１１については、上
記サセプタ２１を通じて５００゜Ｃの一定温度に保持す
る。また、反応炉２０の内部は５Ｔｏｒｒの減圧雰囲気
になるように、圧力計２３にて監視しつつ、図示しない
圧力調節器にてガスの排気量をコントロールする。ガス
の排気は、ゲートバルブ２４、並びにメカニカルブース
ターポンプ２５、ロータリーポンプ２６を通じて行う。

【００８３】その後、II族元素のストロンチウム（Ｓ
ｒ）原料ガスとして、（１）アルゴン（Ａｒ）キャリア
ガスを用いたビスジピバロイルメタン化ストロンチウム
（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）を、またVI族元素の硫黄
（Ｓ）原料ガスとして、（２）硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を、
そして発光中心原料ガスとして、（３）アルゴン（Ａ
ｒ）キャリアガスを用いたトリジピバロイルメタン化セ
リウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）を、それぞれ反応炉
２０内に導入して、セリウム（Ｃｅ）添加の硫化ストロ
ンチウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）薄膜１４を形成する。

【００８４】ここで、上記ストロンチウム（Ｓｒ）の原
料であるビスジピバロイルメタン化ストロンチウム（Ｓ
ｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）と、硫黄（Ｓ）の原料である硫
化水素（Ｈ2 Ｓ）との供給量については、化学量論比
（この場合、１：１）より硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を過剰に
供給する。

【００８５】すなわち、ビスジピバロイルメタン化スト
ロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）については、固
体原料容器４１内に充填した同ビスジピバロイルメタン
化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）を２３０
゜Ｃに加熱して昇華させる。そしてこの昇華した原料
を、流量調節器（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）５１
にてガス流量１４００ｃｃ／ｍｉｎに調節したアルゴン
（Ａｒ）ガスを用いて反応炉２０内に輸送する。この原
料ガスは、ガス供給管３１を通じてガラス基板１１（正
確には第１絶縁層１３）の表面に供給する。

【００８６】他方、硫化水素（Ｈ2 Ｓ）については、硫
黄（Ｓ）の供給源として用いた同硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を
アルゴン（Ａｒ）を用いて希釈した後、流量調節器５２
にてガス流量２５０ｃｃ／ｍｉｎに調節して反応炉２０
内に導入する。そして該原料ガスについては、ガス供給
管３３を通じてガラス基板１１（正確には第１絶縁層１
３）の表面に供給する。

【００８７】なおこのとき、反応炉２０内におけるビス
ジピバロイルメタン化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19
Ｏ 2）2 ）のガス流速が、硫化水素（Ｈ2 Ｓ）のガス流
速より速くなるように、上記ガス供給管３１の吹き出し
口面積を、上記ガス供給管３３の吹き出し口面積よりも
小さくしている。具体的には、ガス供給管３１のガス吹
き出し速度は４７０ｍｍ／ｓｅｃであり、ガス供給管３
３のガス吹き出し速度は２ｍｍ／ｓｅｃであった。

【００８８】因みに、ストロンチウム（Ｓｒ）や亜鉛
（Ｚｎ）等のII族元素原料と硫黄（Ｓ）等のVI族元素原
料とは気相中で反応しやすいことが発明者によって行わ
れた実験によりわかっている。

【００８９】そこで、ガラス基板１１の表面にてこれら
原料ガスを反応させるべく、II族元素原料ガスであるビ
スジピバロイルメタン化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ
19Ｏ2 ）2 ）ガスの供給速度を、VI族元素原料ガスであ
る硫化水素（Ｈ2 Ｓ）の供給速度よりも高めて供給する
ようにしている。

【００９０】また、発光中心元素の添加に際しては、固
体原料容器４３に充填した同発光中心の原料であるトリ
ジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）
3 ）を１４５゜Ｃの一定温度に保温する。そして、昇華
した同原料を流量調節器５３にてガス流速４００ｃｃ／
ｍｉｎに調節したアルゴン（Ａｒ）を用いて反応炉２０
内に導入する。この発光中心原料ガスについては、ガス
供給管３２を通じてガラス基板１１（正確には第１絶縁
層１３）の表面に供給する。

【００９１】なお、上記各流量調節器（ＭＦＣ）５１〜
５３とは周知のように、対象となるガスの流量を、図示
しない制御装置に入力された指示流量値に基づいて自動
調節する装置である。

【００９２】また、図２においては便宜上図示を割愛し
たが、それら流量調節器（ＭＦＣ）が配設される各原料
供給配管には、例えば図３に例示する態様で、それぞれ
ガス流量調節ラインが設けられており、それらラインに
おけるガス流量を各々調節することによって、設定量の
原料ガスの反応炉２０内におけるガス流速を調節するこ
とができるようになっている。したがって、上述したガ
ス流量とは、例えば同図３の構成例によれば、流量調節
器５０ａ〜５０ｃによって調節されるガス流量の和、す
なわち ガス流量＝ＭＦＣａ＋ＭＦＣｂ＋ＭＦＣｃ となっている。後に説明する変形例、或いは他の実施例
においても、ＭＯＣＶＤ装置としてのこうした原料供給
配管の構成は全て、この図３に例示した構成に準じたも
のとなっている。

【００９３】こうした方法を用いてセリウム（Ｃｅ）添
加の硫化ストロンチウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）薄膜１４の成
長を行ったところ、１１ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度が得ら
れた。すなわち上記製造方法によれば、従来のＡＬＥ法
に比べて約１０倍の成膜速度が得られることになる。

【００９４】こうして発光層１４を形成した後は、その
上に、五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5）からなる第２絶縁
層１５を上述の第１絶縁層１３と同様の方法で形成し、
更にその上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜からなる第２透明
電極１６を、上述の第１透明電極１２と同様の方法で形
成する。

【００９５】これら各層の膜厚は、その中央の部分を基
準として、第１及び第２透明電極１２及び１６が３００
ｎｍ、第１及び第２絶縁層１３及び１５が４００ｎｍ、
そして発光層１４が８００ｎｍである。

【００９６】こうした製造方法を用いて、実際にＥＬ素
子を作製した。種々の条件を最適化して作製した試料に
おいて、４００Ｈｚの交流電圧を使用したときの発光輝
度と同ＥＬ素子に印加する電圧との関係を表したグラフ
を図４に示す。

【００９７】なお、同図４において、特性線Ａは、この
第１の実施例にかかる上記製造方法にて作製したＥＬ素
子の印加電圧に対する発光輝度を、また特性線Ｂは、従
来の製造方法にて作製したＥＬ素子の印加電圧に対する
発光輝度をそれぞれ示す。

【００９８】因みに、従来の製造方法では、セリウム
（Ｃｅ）添加の硫化ストロンチウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）薄
膜発光層の成膜に、スパッタリング法を用いている。具
体的には、加圧焼成したセリウム添加の硫化ストロンチ
ウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）をスパッタリングのターゲットと
して用い、成膜時の圧力を４Ｐａ、印加電力を２５０Ｗ
として、プリスパッタリングを２０分行った後に成膜を
行った。このときの発光層形成速度は４５ｎｍ／ｍｉｎ
であり、膜厚は８００ｎｍとした。この発光層を用いた
ＥＬ素子の構造は、第１の実施例として記載されている
素子構造と同一である。

【００９９】さて、同図４から明らかなように、上記製
造方法にてＥＬ素子を作製することにより、従来のＥＬ
素子に比べてその発光輝度を大幅に向上させることがで
きるようになる。

【０１００】しかも同ＥＬ素子の製造方法によれば、そ
の発光閾値電圧をも低電圧側に移動させることができ、
感度の向上を図ることができるようにもなる。また、発
光層中に含有する発光中心の量を調べてみると、この第
１の実施例の製造方法にかかるＥＬ素子では、従来のも
のに比べて、発光中心含有量の制御性並びに再現性が著
しく向上していることがわかった。

【０１０１】更に、同第１の実施例の製造方法によれ
ば、副次生成物によるパーティクルの発生等も無く、信
頼性の高いＥＬ素子を作製することができた。また、図
２に示した同第１の実施例にかかる製造装置では、ガラ
ス基板１１の表面直下から上記各原料ガスを導入し、同
ガラス基板１１の裏面からガスを排気し、圧力調節を行
っている。

【０１０２】このため、上記導入される各原料ガスが、
成膜対象となるガラス基板１１の表面に均一に供給され
るようになり、しかも、反応炉２０内でのこれら原料ガ
スの流れも制御し易くなる。

【０１０３】なお、同第１の実施例では、上記ガラス基
板１１を５００゜Ｃの一定温度に加熱保持するとした
が、実験によれば、同基板の加熱温度が３００〜６００
゜Ｃの範囲で、セリウム（Ｃｅ）添加の硫化ストロンチ
ウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）薄膜１４の成長をみることができ
た。しかし、高品質の発光層を形成するためには、同基
板の加熱温度として、好ましくは３５０〜５５０゜Ｃの
範囲を選んで成長を行うことが望ましい。

【０１０４】因みに、図２に示した第１の実施例にかか
る製造装置では、上記成膜対象となるガラス基板１１を
ヒータ付きのサセプタ２１に固定しており、熱電対を用
いたフィードバック制御にて、こうした成膜時の基板温
度を管理している。

【０１０５】もっとも、ここに記載する基板の加熱温度
とは、上記製造装置の設定温度を表し、実際には、原料
ガスの吹き付け等によって、１００〜２００°Ｃ程度低
下しているものと考えられる。

【０１０６】また、同図２に示した同第１の実施例にか
かる製造装置では、各原料ガス供給管の反応炉２０内に
おける配置を、図５に示すように、同反応炉２０の気相
中において各元素の原料ガスが相互に反応しないよう
な、且つ、成膜する基板全面にガスが均一に供給できる
ような配置としている。

【０１０７】すなわち、まず中央にストロンチウム（Ｓ
ｒ）の原料であるビスジピバロイルメタン化ストロンチ
ウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）ガスのガス供給管３１
を、その周囲に、発光中心原料であるトリジピバロイル
メタン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）ガスのガ
ス供給管３２を配置している。そして、硫黄（Ｓ）の原
料として用いた硫化水素（Ｈ2 Ｓ）については、反応炉
２０内に過剰に滞留できるように、同反応炉２０の下部
に設置したガス供給管３３を通じてこれを導入すること
としている。これは、該硫化水素（Ｈ2 Ｓ）の供給が、
上記ストロンチウム（Ｓｒ）及びセリウム（Ｃｅ）の原
料供給の流れを大きく阻害しないようにするための配慮
である。

【０１０８】ただし、これら各原料ガス供給管の配置は
上記態様に限られるものではない。他に例えば、図６に
示すように、発光中心原料であるトリジピバロイルメタ
ン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）のガス供給管
３２内に、上記ストロンチウム（Ｓｒ）の原料であるビ
スジピバロイルメタン化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ
19Ｏ2 ）2 ）のガス供給管３１を複数配置するようにし
てもよい。因みにこの場合には、膜組成がより均一な発
光層を得ることができた。

【０１０９】また、これら各原料ガス供給管の配置並び
に形状は、図７、或いは図８に示すような態様とするこ
ともできる。すなわち、上記ストロンチウム（Ｓｒ）の
原料であるビスジピバロイルメタン化ストロンチウムム
（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）のガス供給管３１や、上記
発光中心原料であるトリジピバロイルメタン化セリウム
（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）のガス供給管３２について
はこれを、短形状の吹き出し口を持つガス供給管、或い
は複数の吹き出し口を持つガス供給管として構成するこ
とができる。また、硫黄（Ｓ）の原料である硫化水素
（Ｈ2 Ｓ）のガス供給管３３についても同様に、これら
ガス供給管３１及び３２の周囲に配置される短形状の吹
き出し口を持つガス供給管、或いは複数の吹き出し口を
持つガス供給管として構成することができる。

【０１１０】ところで、上記第１の実施例では、発光中
心原料ガスであるトリジピバロイルメタン化セリウム
（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）ガスを、他の原料ガスと独
立のガス供給管（ガス供給管３２）を用いて供給するよ
うにしている。

【０１１１】しかし、気相成長装置を簡略化したい場合
には、図９に例示するように、該トリジピバロイルメタ
ン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）ガスをストロ
ンチウム（Ｓｒ）の原料、すなわちII族元素の原料であ
るビスジピバロイルメタン化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ
11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）ガスと合流させ、同じガス供給管（ガ
ス供給管３１）を通じてガラス基板１１（正確には第１
絶縁層１３）の表面に供給することもできる。

【０１１２】またこの場合、上記各原料ガス供給管の配
置並びに形状は、図１０、或いは図１１に示すような態
様とすることもできる。すなわち、上記ストロンチウム
（Ｓｒ）の原料であるビスジピバロイルメタン化ストロ
ンチウムム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）及び上記発光中
心原料であるトリジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ
（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）の共通のガス供給管３１を、短形
状の吹き出し口を持つガス供給管、或いは複数の吹き出
し口を持つガス供給管として構成する。また、硫黄
（Ｓ）の原料である硫化水素（Ｈ2 Ｓ）のガス供給管３
３についても同様に、ガス供給管３１の周囲に配置され
る短形状の吹き出し口を持つガス供給管、或いは複数の
吹き出し口を持つガス供給管として構成する。このよう
な原料ガス供給管の配置並びに形状を採用することによ
り、比較的簡便な構成にて、上述した気相成長装置を実
現することができるようになる。

【０１１３】また、図２に示したこの第１の実施例にか
かる製造装置において、各原料容器等４１及び４３の配
置は任意である。すなわち、ストロンチウム（Ｓｒ）の
原料容器４１の方を反応炉２０の近くに配置するように
してもよい。

【０１１４】なお、同第１の実施例においては、VI族元
素である硫黄（Ｓ）原料ガスとして硫化水素（Ｈ2 Ｓ）
を用いたが、他に、アルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用
いたジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）なども、この硫
黄（Ｓ）原料ガスとして同様に用いることができる。

【０１１５】また、同第１の実施例では、青色発光ＥＬ
素子を得るために発光中心としてセリウム（Ｃｅ）を使
用したが、発光中心として他に、ユーロビウム（Ｅｕ）
等を用いることもできる。勿論、該ユーロビウム（Ｅ
ｕ）を用いた場合には、発光中心元素の化合物を充填す
るための原料容器としても専用のものを使用する必要が
ある。

【０１１６】更に、これらセリウム（Ｃｅ）やユーロビ
ウム（Ｅｕ）を同時に発光中心として添加することも可
能である。この場合、添加量を調節することにより白色
発光が得られ、これをフィルタリングすることで青色発
光が得られるようになる。

【０１１７】（第２実施例）次に、この発明の第２の実
施例について説明する。この第２の実施例に基づき製造
されるＥＬ素子も、その断面構造は、先の図１に示した
構造と基本的に同じである。

【０１１８】ただしこの第２の実施例では、前記発光層
１４として、発光中心にセリウム（Ｃｅ）を添加した４
硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）層
を成膜する。

【０１１９】以下、こうした第２の実施例による薄膜Ｅ
Ｌ素子１００の製造方法について説明する。ガラス基板
１１上に第１透明電極１２を成膜すること、並びにその
成膜方法、及びこの成膜された第１透明電極１２上に五
酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる第１絶縁層１３を
形成すること、並びにその形成方法は、先の第１の実施
例の場合と同様である。

【０１２０】そして、この形成した第１絶縁層１３上
に、４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ）を
母体材料とし、発光中心としてセリウム（Ｃｅ）を添加
した４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃ
ｅ）発光層を形成する。この発光層１４の形成には、図
１２に示すＭＯＣＶＤ装置を使用した。

【０１２１】なお、この図１２に示すＭＯＣＶＤ装置に
おいて、先の図２に示したＭＯＣＶＤ装置と同一の要素
には同一の符号を付して示している。すなわち、この第
２の実施例においても、 （イ）上記第１透明電極１２及び第１絶縁層１３が形成
されているガラス基板１１を反応炉２０内の回転数制御
可能なサセプタ２１に取り付け、回転制御棒２２を介し
てこれを５ｒｐｍで回転させる。 （ロ）このガラス基板１１については、上記サセプタ２
１を通じて一定の温度に保持する。ただしここでは、こ
の保持温度を５４０゜Ｃとする。 （ハ）反応炉２０の内部は所定圧の減圧雰囲気になるよ
うに圧力計２３にて監視しつつ図示しない圧力調節器に
てガスの排気量をコントロールする。ただしここでは、
同圧力が５０Ｔｏｒｒとなるよう、ガスの排気量をコン
トロールする。 （ニ）ガスの排気は、ゲートバルブ２４、並びにメカニ
カルブースターポンプ２５、ロータリーポンプ２６を通
じて行う。といった操作を同様に行う。

【０１２２】そしてその後、II族元素原料ガスとして、
（１）アルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用いたビスジピ
バロイルメタン化カルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2
）を、またIII族元素原料ガスとして、（２）アルゴン
（Ａｒ）キャリアガスを用いたトリエチルガリウム（Ｇ
ａ（Ｃ2Ｈ5 ）3 ）を、またVI族元素原料ガスとして、
（３）同じくアルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用いたジ
エチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）を、そして発光中心原
料ガスとして、（４）アルゴン（Ａｒ）キャリアガスを
用いたトリジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11
Ｈ19Ｏ2 ）3 ）を、それぞれ反応炉２０内に導入して、
セリウム（Ｃｅ）添加の４硫化２ガリウムカルシウム
（ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）薄膜１４を形成する。

【０１２３】ここで、上記トリエチルガリウム（Ｇａ
（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ）は、ビスジピバロイルメタン化カルシ
ウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）の供給量に対して化学
量論比より過剰のものを供給し、更に硫黄（Ｓ）の供給
源であるジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）の供給量に
ついても、化学量論比より過剰量の供給を行うこととす
る（これらこの場合の化学量論比は１：２：４）。

【０１２４】すなわち、ビスジピバロイルメタン化カル
シウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）については、固体原
料容器４４内に充填した同ビスジピバロイルメタン化カ
ルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）を２２０゜Ｃに加
熱して昇華させる。そしてこの昇華した原料ガスを、流
量調節器（ＭＦＣ）５４にてガス流量１０００ｃｃ／ｍ
ｉｎに調節したアルゴン（Ａｒ）ガスを用いて反応炉２
０内に輸送する。この原料ガスは、ガス供給管３１を通
じて、ガラス基板１１（正確には第１絶縁層１３）の表
面に供給する。このとき、ガス供給管３１におけるガス
吹き出し速度は３３０ｍｍ／ｓｅｃであった。

【０１２５】また、トリエチルガリウム（Ｇａ（Ｃ2 Ｈ
5 ）3 ）については、液体原料容器４５に充填した同ト
リエチルガリウム（Ｇａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ）を１１°Ｃの
一定温度に保温して気化させる。そしてこの気化したト
リエチルガリウム蒸気を、流量調節器５５にてガス流量
６００ｃｃ／ｍｉｎに調節したアルゴン（Ａｒ）キャリ
アにて反応炉２０内に輸送する。この原料ガスは、ガス
供給管３２を通じてガラス基板１１（正確には第１絶縁
層１３）の表面に供給する。このとき、ガス供給管３２
におけるガス吹き出し速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃであっ
た。

【０１２６】そして、ジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2
）については、硫黄（Ｓ）の供給源として用いた同ジ
エチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）を液体原料容器４６に
充填し、これを３７゜Ｃに保温して気化させる。そして
この気化した原料を、流量調節器５６にてガス流量２５
０ｃｃ／ｍｉｎに調節したアルゴン（Ａｒ）キャリアを
用いて反応炉２０内に導入する。この原料ガスについて
は、ガス供給管３３を通じてガラス基板１１（正確には
第１絶縁層１３）の表面に供給する。

【０１２７】なおこのとき、反応炉２０内におけるビス
ジピバロイルメタン化カルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2
）2 ）のガス流速が、ジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2
）のガス流速より速くなるように、上記ガス供給管３
１の吹き出し口面積を、上記ガス供給管３３の吹き出し
口面積よりも小さくしていることは先の第１の実施例の
場合と同様である。具体的には、このガス供給管３３に
おけるガス吹き出し速度は２ｍｍ／ｓｅｃである。

【０１２８】因みに、第１の実施例において既述したよ
うに、II族元素原料（ここではカルシウム等）と硫黄
（Ｓ）等のVI族元素原料とは気相中で反応しやすいこと
が実験によりわかっている。

【０１２９】そこで、ガラス基板１１の表面にてこれら
原料ガスを反応させるべく、II族元素原料ガスであるビ
スジピバロイルメタン化カルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ
2 ）2 ）ガスの供給速度を、VI族元素原料ガスであるジ
エチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）の供給速度よりも高め
て供給するようにしている。

【０１３０】また、発光中心元素の添加に際しては、固
体原料容器４３に充填した同発光中心の原料であるトリ
ジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）
3 ）を１４５゜Ｃの一定温度に保温する。そして、昇華
した同原料を、流量調節器５３にてガス流速４００ｃｃ
／ｍｉｎに調節したアルゴン（Ａｒ）を用いて反応炉２
０内に導入する。この発光中心原料ガスについては、ガ
ス供給管３２を通じてガラス基板１１（正確には第１絶
縁層１３）の表面に供給する。

【０１３１】こうした方法を用いて、発光中心にセリウ
ム（Ｃｅ）を添加した４硫化２ガリウムカルシウム（Ｃ
ａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）薄膜（発光層１４）を成長させ
る。こうして発光層１４を形成した後は、第１の実施例
の場合と同様、その上に、五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5
）からなる第２絶縁層１５を第１絶縁層１３と同様の
方法で形成し、更にその上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜か
らなる第２透明電極１６を、第１透明電極１２と同様の
方法で形成する。

【０１３２】これら各層の膜厚は、これも先の第１の実
施例の場合と同様、その中央の部分を基準として、第１
及び第２透明電極１２及び１６が３００ｎｍ、第１及び
第２絶縁層１３及び１５が４００ｎｍ、そして発光層１
４が８００ｎｍである。

【０１３３】こうした製造方法を用いて、実際にＥＬ素
子を作製した。この第２の実施例にかかる製造方法の場
合、II族元素、III 族元素およびVI族元素の供給比率に
よっては、母材の４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧ
ａ2 Ｓ4 ）以外に硫化カルシウム（ＣａＳ）や硫化ガリ
ウム（Ｇａ2 Ｓ3 ）等の副生成物が形成される。

【０１３４】図１３は、４硫化２ガリウムカルシウム
（ＣａＧａ2 Ｓ4 ）発光層にＸ線を照射したときの、副
生成物である硫化ガリウム（Ｇａ2 Ｓ3 ）の回折主ピー
クに対する４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ
4 ）の回折主ピークの強度比と発光輝度との関係を表し
たグラフである。

【０１３５】同図１３によれば、４硫化２ガリウムカル
シウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ）の主ピーク強度に対して硫化
ガリウム（Ｇａ2Ｓ3）の主ピーク強度が小さくなると、
すなわち副生成物である硫化ガリウム（Ｇａ2 Ｓ3 ）の
割合が減少すると、発光輝度は向上することがわかる。

【０１３６】これら条件を最適化して作製した試料にお
いて、４００Ｈｚの交流電圧を使用したときの発光輝度
と同ＥＬ素子に印加する電圧との関係を表したグラフを
図１４に示す。

【０１３７】なお同図１４において、特性線Ａは、この
第２の実施例にかかる上記製造方法にて作製したＥＬ素
子の印加電圧に対する発光輝度を、また特性線Ｂは、従
来の製造方法にて作製したＥＬ素子の印加電圧に対する
発光輝度をそれぞれ示す。

【０１３８】因みに、従来の製造方法では、セリウム
（Ｃｅ）添加の４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ
2 Ｓ4 ）薄膜発光層の成膜にスパッタリング法を用い、
成膜後に熱処理を行っている。

【０１３９】具体的には、加圧焼成したセリウム添加の
４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）
をスパッタリングのターゲットとして用い、成膜時の圧
力を４Ｐａ、印加電力を２００Ｗとして、プリスパッタ
リングを２０分行った後に成膜を行った。このときの発
光層形成速度は５５ｎｍ／ｍｉｎであり、膜厚は８００
ｎｍとした。この発光層を用いたＥＬ素子の構造は、第
２の実施例として記載されている素子構造と同一であ
る。

【０１４０】さて、この図１４から明らかなように、上
記第２の実施例にかかる製造方法にてＥＬ素子を作製す
ることによっても、従来のＥＬ素子に比べてその発光輝
度を大幅に向上させることができるようになる。

【０１４１】しかも同ＥＬ素子の製造方法によっても、
その発光閾値電圧を低電圧側に移動させることができ、
感度の向上を図ることができるようになる。また、発光
層中に含有する発光中心の量を調べてみると、この第２
の実施例の製造方法にかかるＥＬ素子では０．５原子％
であったが、発光中心の含有量を変えて作製したＥＬ素
子の発光輝度を調べてみると、発光中心濃度が２原子％
程度のＥＬ素子までは、上記従来の製造方法にて作製し
たＥＬ素子の発光輝度を上回ることを確認できた。

【０１４２】ただし、０．１原子％以下の発光中心濃度
については、分析する装置上の問題から測定値に大きな
誤差が生じてしまう。それでも発光中心濃度の下限値を
設定するならば、その測定誤差を含めて、約０．０１原
子％程度までは、上記従来の製造方法にて作製したＥＬ
素子の発光輝度を上回ることができるのではないかと考
えられる。

【０１４３】このように、第２の実施例にかかる製造方
法を用いることによっても、従来の製造方法に比べて高
い輝度の青色発光ＥＬ素子を作製することができる。ま
た、図１２に示した同第２の実施例にかかる製造装置で
も、ガラス基板１１の表面直下から上記各原料ガスを導
入し、同ガラス基板１１の裏面からガスを排気し、圧力
調節を行っているため、上記導入される各原料ガスが、
成膜対象となるガラス基板１１の表面に均一に供給され
るようになる。そして、反応炉２０内でのこれら原料ガ
スの流れも制御し易くなる。

【０１４４】しかも、同図１２に示した製造装置では上
述のように、II族、III 族、及びVI族の各元素原料ガス
を、それぞれ流量調節器（ＭＦＣ）５４、５５、及び５
６を介して独立に反応炉２０内に導入するようにしてい
る。このため、前記発光層構成元素のガス供給を微妙に
調節することができ、化学量論比に合わせることも比較
的容易になる。実際には、それら流量調節器が配設され
る各原料供給配管に、例えば図３に示される態様でガス
流量調節ラインがそれぞれ設けられていることは前述し
た。

【０１４５】なお、この第２の実施例では、上記発光中
心として添加するセリウム（Ｃｅ）が同じ発光層の構成
成分であり且つ同じ価数（３価）であるガリウム（Ｇ
ａ）と置換できるために、ガス供給管３２を通じて、上
記III 族元素原料と混合して反応炉２０内に供給するよ
うにしている。

【０１４６】したがって、同製造装置の構成としては、
原料容器はそれぞれ各構成元素の数だけ必要であるが、
これら元素の原料ガスを反応炉２０に供給するためのガ
ス供給管は３系統で済むこととなる。

【０１４７】ただし、これら原料ガス供給管の反応炉２
０内における配置は、図１５に示すように、成膜する基
板全面にガスが均一に供給できるように、同反応炉２０
の気相中において各元素の原料ガスが相互に反応しない
ような、且つ、成膜する基板全面にガスが均一に供給で
きるような配置としている。

【０１４８】すなわち、まず中央にカルシウム（Ｃａ）
の原料であるビスジピバロイルメタン化カルシウム（Ｃ
ａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）ガスのガス供給管３１を、その
周囲に、ガリウム（Ｇａ）の原料であるトリエチルガリ
ウム（Ｇａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ）ガスと発光中心原料である
トリジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ
2 ）3 ）ガスとのガス供給管３２を配置している。そし
て、硫黄（Ｓ）の原料として用いたジエチル硫黄（Ｓ
（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）については、反応炉２０内に過剰に滞
留できるように、同反応炉２０の下部に設置したガス供
給管３３を通じてこれを導入することとしている。これ
は、該ジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）の供給が、上
記カルシウム（Ｃａ）やガリウム（Ｇａ）の原料供給の
流れを大きく阻害しないようにするための配慮である。

【０１４９】もっとも、これら各原料ガス供給管の配置
は上記態様に限られるものではない。他に例えば、図１
６に示すように、上記ガリウム（Ｇａ）の原料であるト
リエチルガリウム（Ｇａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ）と発光中心原
料であるトリジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ
11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）とのガス供給管３２内に、上記カルシ
ウム（Ｃａ）の原料であるビスジピバロイルメタン化カ
ルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）のガス供給管３１
を複数配置するようにしてもよい。因みにこの場合に
は、膜組成がより均一な発光層を得ることができた。

【０１５０】また、これら各原料ガス供給管の配置並び
に形状は、図１７、或いは図１８に示すような態様とす
ることもできる。すなわち、上記カルシウム（Ｃａ）の
原料であるビスジピバロイルメタン化カルシウム（Ｃａ
（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）のガス供給管３１や上記ガリウム
（Ｇａ）の原料であるトリエチルガリウム（Ｇａ（Ｃ2
Ｈ5 ）3 ）と発光中心原料であるトリジピバロイルメタ
ン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）とのガス供給
管３２についてはこれを、短形状の吹き出し口を持つガ
ス供給管、或いは複数の吹き出し口を持つガス供給管と
して構成することができる。また、硫黄（Ｓ）の原料で
あるジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）のガス供給管３
３についても同様に、これらガス供給管３１及び３２の
周囲に配置される短形状の吹き出し口を持つガス供給
管、或いは複数の吹き出し口を持つガス供給管として構
成することができる。

【０１５１】ところで、図１２に示した同第２の実施例
の装置では上述のように、発光中心として添加するセリ
ウム（Ｃｅ）が同じ発光層の構成成分であり且つ同じ価
数（３価）であるガリウム（Ｇａ）と置換できるため
に、ガス供給管３２を通じて、上記III 族元素原料と混
合して反応炉２０内に供給するようにした。

【０１５２】ただし、発光中心原料としてトリジピバロ
イルメタン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）を用
いることにより、その昇華温度は、上述した如く１４５
°Ｃと高くなる。

【０１５３】そこで他に、図１９として例示するよう
に、該発光中心原料のガス供給管は、気化させるための
温度が高い上記ビスジピバロイルメタン化カルシウム
（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）等、II族元素原料ガスの供
給管であるのガス供給管３１と共通化することもでき
る。こうした配管構成によれば、配管内において原料が
分解したり再固化したりする現象を好適に防止すること
ができるようにもなる。

【０１５４】一方、同発光中心として、例えばII族元素
であるマンガン（Ｍｎ）を添加する場合にも、同じ発光
層の構成成分であり且つ同じ価数（２価）であるカルシ
ウム（Ｃａ）の原料と同じガス供給管（ガス供給管３
１）を用いることができるようになる。そしてこれによ
り、マンガン（Ｍｎ）とカルシウム（Ｃａ）の置換が促
進されるようにもなる。この場合の製造装置の構成を図
２０に示す。

【０１５５】因みに、同図２０に示す例では、マンガン
（Ｍｎ）の原料にビスシクロペンタジエニルマンガン
（Ｍｎ（Ｃ5 Ｈ5 ）2 ）を用いている。この原料は固体
であり、昇華温度も高いことから、カルシウム原料と同
一配管（ガス供給管３１）を用いても何ら問題はない。

【０１５６】また、同マンガン（Ｍｎ）の原料としては
他に、例えばトリカルボニルメチルシクロペンタジエニ
ルマンガン（ＴＣＭ）等を用いることもできる。そし
て、これら気化温度の低い原料に関しては、III 族元素
原料ガスとそのガス供給管３２を共用する構成とするこ
ともできる。

【０１５７】また、上記第２の実施例では、VI族元素原
料としてジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）を用いるよ
うにしたが、同VI族元素原料としては他に、アルゴン
（Ａｒ）ガスにて希釈した硫化水素（Ｈ2 Ｓ）なども用
いることができる。この硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を反応炉２
０内に導入することによっても、セリウム（Ｃｅ）添加
の４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃ
ｅ）層を成膜することはできる。VI族元素原料として該
硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を用いる場合であれ、上述同様、そ
の供給量を化学量論比よりも過剰量とすることはいうま
でもない。

【０１５８】また、VI族元素原料として、こうして硫化
水素（Ｈ2 Ｓ）を用いる場合には、その対応する流量調
節器（ＭＦＣ）にて、硫化水素（Ｈ2 Ｓ）及びアルゴン
（Ａｒ）の全流量を２５０ｃｃ／ｍｉｎに調節して反応
炉２０内に導入する。具体的には、硫化水素（Ｈ2 Ｓ）
を１０ｃｃ／ｍｉｎ、希釈アルゴン（Ａｒ）ガスを２４
０ｃｃ／ｍｉｎとする。そして、この原料ガスについて
は、上記ジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）の場合と同
様、ガス供給管３３を通じてガラス基板１１（正確には
第１絶縁層１３）の表面に供給する。このガス供給管３
３におけるガス吹き出し速度も、前述同様、２ｍｍ／ｓ
ｅｃである。

【０１５９】また、VI族元素原料としてこうして硫化水
素（Ｈ2 Ｓ）を用いる場合も含め、発光中心元素を添加
するための構成としては、更に図２１に例示する装置構
成を採用することもできる。

【０１６０】すなわちこの装置では、同図２１に示され
るように、上記発光中心原料ガスをII族元素原料である
ビスジピバロイルメタン化カルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19
Ｏ2）2 ）と共通のガス供給管３１を通じてガラス基板
１１（正確には第１絶縁層１３）の表面に供給するよう
にしている。しかも同装置の場合、先の図１９に例示し
た装置とは異なり、III 族元素原料ガスの供給管である
ガス供給管３２がこのガス供給管３１を取り巻くことな
く、それらガス供給管３１及び３２が互いに隣り合わせ
となるかたちで反応炉２０内に導入される構成を採る。

【０１６１】したがってこの場合、上記各原料ガス供給
管の配置並びに形状は、図２２に示すように、上記隣り
合わせに配設されるガス供給管３１及び３２の周囲にVI
族元素原料ガスの供給管であるガス供給管３３が配設さ
れるといった比較的簡素な構成にて、上述した気相成長
装置が実現されるようになる。そして、このような簡素
な構成であっても、上述した高い輝度の青色発光ＥＬ素
子を作製できることが実験により確認されている。

【０１６２】また、同製造装置の構成として、これらガ
ス供給管が３系統で済むことは上述した通りであるが、
同ガス供給管についても原料容器と同様、各構成元素の
数だけ用意するようにしても勿論よい。ただしその場合
であれ、その配管構成は、上述した各構成に準じたもの
とする。

【０１６３】また、同第２の実施例では、上記ガラス基
板１１を５４０゜Ｃの一定温度に加熱保持するとした
が、実験によれば、同ガラス基板１１の加熱温度とセリ
ウム（Ｃｅ）添加の４硫化２ガリウムカルシウム（Ｃａ
Ｇａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）薄膜の成膜速度との関係について、
図２３に示されるような結果を得ることができた。

【０１６４】まず、ガラス基板１１を加熱する温度が３
００゜Ｃ以下の場合には、上記４硫化２ガリウムカルシ
ウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ）発光層の結晶成長があまり進行
せず、粗悪な薄膜しか得られなかった。

【０１６５】同様に、３００〜４００゜Ｃの範囲では、
薄膜成長は進行するが、この発光層を用いたＥＬ素子で
は実用的な青色発光輝度を得ることはできなかった。一
方、ガラス基板１１の温度の上限は６００゜Ｃであり、
この温度を越えるとガラス基板１１に歪みが生じてしま
う。すなわち、この６００゜Ｃという温度は、ガラス基
板１１を使用する上での限界温度となる。

【０１６６】また、５６０〜６００゜Ｃの範囲では、硫
黄原料の分解が促進され、化学量論比からずれた硫黄過
剰の発光層が形成される。勿論、発光特性も悪化した。
したがって、高品質の発光層を形成するための同ガラス
基板１１の加熱温度としては、３００〜６００゜Ｃに限
られる。好ましくは４００〜５６０゜Ｃの範囲にて発光
層を成形することが望ましい。

【０１６７】因みに、図１２に示した第２の実施例にか
かる製造装置でも、上記成膜対象となるガラス基板１１
をヒータ付きのサセプタ２１に固定しており、熱電対を
用いたフィードバック制御にて、こうした成膜時の基板
温度を管理している。

【０１６８】そしてここでも、上述した基板の加熱温度
とは、上記製造装置の設定温度を表し、実際には、原料
ガスの吹き付け等によって、１００〜２００°Ｃ程度低
下しているものと考えられる。なお、ガラス基板１１の
加熱温度と発光層薄膜の成膜速度との上述した関係は、
後述する各実施例においても概ね共通する。

【０１６９】また、同第２の実施例では、反応炉２０の
内部が５０Ｔｏｒｒの減圧雰囲気になるようにガスの排
気量をコントロールするとしたが、実験によれば、４硫
化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ）薄膜を成膜
することのできる圧力範囲は、図２４に示されるよう
に、２０〜９０Ｔｏｒｒであった。ただし、９０Ｔｏｒ
ｒのときには、同薄膜を形成することができない場合も
発生した。このため、この成膜圧力としての好適な範囲
は２０〜８０Ｔｏｒｒとなる。また、比較的高速に薄膜
を形成するような場合には、３０〜７０Ｔｏｒｒの圧力
範囲にコントロールされることが望ましい。なお、反応
炉２０の内部圧力と発光層薄膜の成膜速度とのこうした
関係も、後述する各実施例において概ね共通する。

【０１７０】また、図１２に示した第２の実施例にかか
る製造装置においても、各原料容器等４３〜４６の配置
は任意である。図２５に、ＥＬ素子の発光層を形成する
ためにこれまで一般に用いられてきた従来の有機金属気
相成長（ＭＯＣＶＤ）装置の構成を参考までに示す。

【０１７１】同図２５に示されるように、従来のＭＯＣ
ＶＤ装置では、ジエチル亜鉛（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）と硫
化水素（Ｈ2Ｓ）との化合物である硫化亜鉛（ＺｎＳ）
に発光中心として例えばジシクロペンタジエニルマンガ
ン（Ｍｎ（Ｃ5Ｈ5）2）を添加したものしか形成するこ
とができなかった。

【０１７２】また更に、この従来の装置では、排気口が
反応炉２００の横に配置されているため、反応炉２００
内に供給された原料ガスが排気側に吸引される傾向があ
り、仮に同装置にIII族元素原料ガスの供給管を追加し
たとしても、成膜する条件の違いにより、膜組成の分布
状態は変化してしまう。

【０１７３】しかし、図１２に示した上記第２の実施例
にかかるＭＯＣＶＤ装置によれば、従来不可能とされて
いた３元系発光層を気相成長法にて形成する場合であっ
ても、同発光層の組成ズレの少ない均一な発光層を得る
ことができた。

【０１７４】なお、図２５に示した従来のＭＯＣＶＤ装
置において、符号２０１はサセプタ、符号２０３は圧力
計、符号２０４はゲートバルブ、符号２０５はメカニカ
ルブースターポンプ、符号２０６はロータリーポンプ、
符号３０１及び３０２はガス供給管、符号４０１及び４
０３は原料容器、符号５０１〜５０３は流量調節器（Ｍ
ＦＣ）をそれぞれ示している。

【０１７５】また、上記第２の実施例でも、青色発光Ｅ
Ｌ素子を得るために発光中心としてセリウム（Ｃｅ）を
使用したが、発光中心としては他に、ユーロビウム（Ｅ
ｕ）、マンガン（Ｍｎ）、テルビウム（Ｔｂ）等を用い
ることもできる。勿論、これら原料を用いる場合には、
発光中心元素の化合物を充填するための原料容器として
もそれぞれ専用のものを使用する必要がある。

【０１７６】更に、これら各原料を同時に発光中心とし
て添加することも可能である。この場合も、添加量を調
節することにより白色発光が得られ、これをフィルタリ
ングすることで青色発光が得られるようになる。

【０１７７】（第３実施例）次に、この発明の第３の実
施例について説明する。この第３の実施例に基づき製造
されるＥＬ素子も、その断面構造は、先の図１に示した
構造と基本的に同じである。

【０１７８】ただしこの第３の実施例では、前記発光層
１４の構成材料として、第２の実施例で用いた硫黄
（Ｓ）の代わりにセレン（Ｓｅ）を用い、発光中心とし
てセリウム（Ｃｅ）を添加した４セレン化２ガリウムカ
ルシウム（ＣａＧａ2 Ｓｅ 4：Ｃｅ）層を成膜する。

【０１７９】以下、こうした第３の実施例による薄膜Ｅ
Ｌ素子１００の製造方法について説明する。ガラス基板
１１上に第１透明電極１２を成膜すること、並びにその
成膜方法、及びこの成膜された第１透明電極１２上に五
酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる第１絶縁層１３を
形成すること、並びにその形成方法は、先の第１或いは
第２の実施例の場合と同様である。

【０１８０】そして、この形成した第１絶縁層１３上
に、４セレン化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓｅ
4 ）を母体材料とし、発光中心としてセリウム（Ｃｅ）
を添加した４セレン化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ
2 Ｓｅ4 ：Ｃｅ）発光層を形成する。この発光層１４の
形成には、図２６に示すＭＯＣＶＤ装置を使用した。

【０１８１】なお、この図２６に示すＭＯＣＶＤ装置に
おいても、先の図２或いは図１２に示したＭＯＣＶＤ装
置と同一の要素には同一の符号を付して示している。す
なわち、この第３の実施例においても、 （イ）上記第１透明電極１２及び第１絶縁層１３が形成
されているガラス基板１１を反応炉２０内の回転数制御
可能なサセプタ２１に取り付け、回転制御棒２２を介し
てこれを５ｒｐｍで回転させる。 （ロ）このガラス基板１１については、上記サセプタ２
１を通じて５４０゜Ｃの一定温度に保持する。 （ハ）反応炉２０の内部は５０Ｔｏｒｒの減圧雰囲気に
なるように圧力計２３にて監視しつつ図示しない圧力調
節器にてガスの排気量をコントロールする。 （ニ）ガスの排気は、ゲートバルブ２４、並びにメカニ
カルブースターポンプ２５、ロータリーポンプ２６を通
じて行う。といった操作を同様に行う。

【０１８２】そしてその後、II族元素原料ガスとして、
（１）アルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用いたビスジピ
バロイルメタン化カルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2
）を、またIII族元素原料ガスとして、（２）アルゴン
（Ａｒ）キャリアガスを用いたトリエチルガリウム（Ｇ
ａ（Ｃ2Ｈ5 ）3 ）を、またVI族元素原料ガスとして、
（３）同じくアルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用いたジ
エチルセレン（Ｓｅ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）を、そして発光中
心原料ガスとして、（４）アルゴン（Ａｒ）キャリアガ
スを用いたトリジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ
（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）を、それぞれ反応炉２０内に導入
して、セリウム（Ｃｅ）添加の４セレン化２ガリウムカ
ルシウム（ＣａＧａ2 Ｓｅ4 ：Ｃｅ）薄膜１４を形成す
る。

【０１８３】ここで、上記カルシウム（Ｃａ）、ガリウ
ム（Ｇａ）、及び発光中心であるセリウム（Ｃｅ）の供
給方法に関しては、先の第２の実施例にて行った方法と
同様であり、ここでの重複する説明は割愛する。

【０１８４】セレン（Ｓｅ）については、次の方法で供
給する。すなわち、このセレン（Ｓｅ）の供給方法とし
て、原料にはジエチルセレン（Ｓｅ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）を
用い、これを液体原料容器４７に充填して５２°Ｃに保
温する。そしてこの気化した原料を、流量調節器５７に
てガス流量１００ｃｃ／ｍｉｎに調節したアルゴン（Ａ
ｒ）キャリアを用いて反応炉２０内に導入する。この原
料ガスについては、ガス供給管３３を通じてガラス基板
１１（正確には第１絶縁層１３）の表面に供給する。こ
のとき、ガス供給管３３におけるガス吹き出し速度は２
ｍｍ／ｓｅｃであった。

【０１８５】こうした方法を用いて、発光中心にセリウ
ム（Ｃｅ）を添加した４セレン化２ガリウムカルシウム
（ＣａＧａ2 Ｓｅ4 ：Ｃｅ）薄膜を成長させる。こうし
て発光層１４を形成した後は、先の第１或いは第２の実
施例の場合と同様、その上に、五酸化タンタル（Ｔａ2
Ｏ5 ）からなる第２絶縁層１５を第１絶縁層１３と同様
の方法で形成し、更にその上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜
からなる第２透明電極１６を、第１透明電極１２と同様
の方法で形成する。

【０１８６】こうした製造方法を用いて、実際にＥＬ素
子を作製し、その発光特性を測定した。図２７は、国際
照明委員会が提唱する３色表示法に基づくＣＩＥ色度座
標を参考までに示すものである。

【０１８７】先の第２の実施例にかかる製造方法にて作
製したＥＬ素子、すなわち発光中心にセリウム（Ｃｅ）
を添加した４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ
4 ：Ｃｅ）発光層を用いたＥＬ素子の場合、この図２７
に示すＣＩＥ色度座標上での色度が （Ｘ，Ｙ）＝（０．１５，０．２０） であるのに対し、この第３の実施例にかかる製造方法に
て作製したＥＬ素子、すなわち発光中心にセリウム（Ｃ
ｅ）を添加した４セレン化２ガリウムカルシウム（Ｃａ
Ｇａ2 Ｓｅ 4：Ｃｅ）発光層を用いたＥＬ素子の場合に
は、同図２７に示すＣＩＥ色度座標上での色度が （Ｘ，Ｙ）＝（０．１２，０．１５） となり、より深い青色になった。

【０１８８】なお、上記第３の実施例においては、VI族
元素原料としてジエチルセレン（Ｓｅ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）
を用いるようにしたが、同VI族元素原料としては他に、
アルゴン（Ａｒ）ガスにて希釈したセレン化水素（Ｈ2
Ｓｅ）なども用いることができる。このセレン化水素
（Ｈ2 Ｓｅ）を反応炉２０内に導入することによって
も、セリウム（Ｃｅ）添加の４セレン化２ガリウムカル
シウム（ＣａＧａ2 Ｓｅ4：Ｃｅ）層を成膜することが
できることが実験により確認されている。

【０１８９】また、VI族元素原料として、こうしてセレ
ン化水素（Ｈ2 Ｓｅ）を用いる場合には、その対応する
流量調節器（ＭＦＣ）にて、セレン化水素（Ｈ2 Ｓｅ）
及びアルゴン（Ａｒ）の全流量を２５０ｃｃ／ｍｉｎに
調節して反応炉２０内に導入する。具体的には、セレン
化水素（Ｈ2 Ｓｅ）を１０ｃｃ／ｍｉｎ、希釈アルゴン
（Ａｒ）ガスを２４０ｃｃ／ｍｉｎとする。そして、こ
の原料ガスについても、ガス供給管３３を通じてガラス
基板１１（正確には第１絶縁層１３）の表面に供給す
る。このガス供給管３３におけるガス吹き出し速度は上
述同様、２ｍｍ／ｓｅｃである。

【０１９０】また、同第３の実施例においても、上記発
光中心元素を添加するための構成として他に、図２８に
例示する装置構成を採用することができる。すなわちこ
の装置では、同図２８に示されるように、上記発光中心
原料ガスをII族元素原料であるビスジピバロイルメタン
化カルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2）2 ）と共通のガス
供給管３１を通じてガラス基板１１（正確には第１絶縁
層１３）の表面に供給するようにしている。

【０１９１】このような装置若しくは製造方法によって
も、第３の実施例の装置若しくは製造方法によって得ら
れたＥＬ素子と同等の特性を有するＥＬ素子を得ること
ができた。

【０１９２】（第４実施例）次に、この発明の第４の実
施例について説明する。この第４の実施例に基づき製造
されるＥＬ素子も、その断面構造は、先の図１に示した
構造と基本的に同じである。

【０１９３】ただしこの第４の実施例では、前記発光層
１４の構成材料として、第２の実施例で用いたカルシウ
ム（Ｃａ）の代わりにストロンチウム（Ｓｒ）を用い、
発光中心としてセリウム（Ｃｅ）を添加した４硫化２ガ
リウムストロンチウム（ＳｒＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）層を成
膜する。

【０１９４】以下、こうした第４の実施例による薄膜Ｅ
Ｌ素子１００の製造方法について説明する。ガラス基板
１１上に第１透明電極１２を成膜すること、並びにその
成膜方法、及びこの成膜された第１透明電極１２上に五
酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる第１絶縁層１３を
形成すること、並びにその形成方法は、先の第１〜第３
の実施例の場合と同様である。

【０１９５】そして、この形成した第１絶縁層１３上
に、４硫化２ガリウムストロンチウム（ＳｒＧａ2Ｓ4）
を母体材料とし、発光中心としてセリウム（Ｃｅ）を添
加した４硫化２ガリウムストロンチウム（ＳｒＧａ2 Ｓ
4 ：Ｃｅ）発光層を形成する。この発光層１４の形成に
は、図２９に示すＭＯＣＶＤ装置を使用した。

【０１９６】この図２９に示すＭＯＣＶＤ装置において
も、先の図２、図１２或いは図２６に示したＭＯＣＶＤ
装置と同一の要素には同一の符号を付して示している。
すなわち、この第４の実施例においても、 （イ）上記第１透明電極１２及び第１絶縁層１３が形成
されているガラス基板１１を反応炉２０内の回転数制御
可能なサセプタ２１に取り付け、回転制御棒２２を介し
てこれを５ｒｐｍで回転させる。 （ロ）このガラス基板１１については、上記サセプタ２
１を通じて５４０゜Ｃの一定温度に保持する。 （ハ）反応炉２０の内部は５０Ｔｏｒｒの減圧雰囲気に
なるように圧力計２３にて監視しつつ図示しない圧力調
節器にてガスの排気量をコントロールする。 （ニ）ガスの排気は、ゲートバルブ２４、並びにメカニ
カルブースターポンプ２５、ロータリーポンプ２６を通
じて行う。といった操作を同様に行う。

【０１９７】そしてその後、II族元素原料ガスとして、
（１）アルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用いたビスジピ
バロイルメタン化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2
）2 ）を、またIII族元素原料ガスとして、（２）アル
ゴン（Ａｒ）キャリアガスを用いたトリエチルガリウム
（Ｇａ（Ｃ2Ｈ5 ）3 ）を、またVI族元素原料ガスとし
て、（３）同じくアルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用い
たジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）を、そして発光中
心原料ガスとして、（４）アルゴン（Ａｒ）キャリアガ
スを用いたトリジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ
（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）を、それぞれ反応炉２０内に導入
して、セリウム（Ｃｅ）添加の４硫化２ガリウムストロ
ンチウム（ＳｒＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）薄膜１４を形成す
る。

【０１９８】ここで、上記ガリウム（Ｇａ）、硫黄
（Ｓ）、及び発光中心であるセリウム（Ｃｅ）の供給方
法に関しては、先の第２の実施例にて行った方法と同様
であり、ここでの重複する説明は割愛する。

【０１９９】ストロンチウム（Ｓｒ）については、次の
方法で供給する。すなわち、このストロンチウム（Ｓ
ｒ）の供給方法として、原料にはビスジピバロイルメタ
ン化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）を用
い、これを固体原料容器４８に充填して２３０°Ｃに保
温する。そしてこの昇華した原料を、流量調節器５８に
てガス流量１０００ｃｃ／ｍｉｎに調節したアルゴン
（Ａｒ）キャリアを用いて反応炉２０内に導入する。こ
の原料ガスについては、ガス供給管３１を通じてガラス
基板１１（正確には第１絶縁層１３）の表面に供給す
る。なおこのとき、ガス供給管３１におけるガス吹き出
し速度は３３０ｍｍ／ｓｅｃであった。

【０２００】こうした方法を用いて、発光中心にセリウ
ム（Ｃｅ）を添加した４硫化２ガリウムストロンチウム
（ＳｒＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）薄膜を成長させる。こうして
発光層１４を形成した後は、先の第１〜第３の実施例の
場合と同様、その上に、五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）
からなる第２絶縁層１５を第１絶縁層１３と同様の方法
で形成し、更にその上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜からな
る第２透明電極１６を、第１透明電極１２と同様の方法
で形成する。

【０２０１】こうした製造方法を用いて、実際にＥＬ素
子を作製し、その発光特性を測定した。そして、先の第
２及び第３の実施例にかかるＥＬ素子と比較した。その
結果、発光輝度については、先の第２の実施例にかかる
セリウム（Ｃｅ）を添加した４硫化２ガリウムカルシウ
ム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）を発光層に持つＥＬ素子が
最も高かった。

【０２０２】しかし、図２７に示したＣＩＥ色度座標上
における青色純度は、この第４の実施例にかかるＥＬ素
子、すなわちセリウム（Ｃｅ）を添加した４硫化２ガリ
ウムストロンチウム（ＳｒＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ）を発光層
に持つＥＬ素子が最もよく、その座標は、 （Ｘ，Ｙ）＝（０．１３，０．１１） であった。

【０２０３】なお、上記第４の実施例においては、VI族
元素原料としてジエチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）を用
いるようにしたが、同VI族元素原料としても他に、アル
ゴン（Ａｒ）ガスにて希釈した硫化水素（Ｈ2 Ｓ）など
を用いることができる。この硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を反応
炉２０内に導入することによっても、セリウム（Ｃｅ）
添加の４硫化２ガリウムストロンチウム（ＳｒＧａ2 Ｓ
4 ：Ｃｅ）層を成膜することができることが実験により
確認されている。

【０２０４】また、同第４の実施例においては、上記発
光中心元素を添加するための構成として他に、図３０に
例示する装置構成を採用することができる。すなわちこ
の装置では、同図３０に示されるように、上記発光中心
原料ガスであるトリジピバロイルメタン化セリウム（Ｃ
ｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）をII族元素原料であるビスジピ
バロイルメタン化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2
）2）と共通のガス供給管３１を通じてガラス基板１１
（正確には第１絶縁層１３）の表面に供給するようにし
ている。

【０２０５】このような装置若しくは製造方法によって
も、第４の実施例の装置若しくは製造方法によって得ら
れたＥＬ素子と同等の特性を有するＥＬ素子を得ること
ができた。

【０２０６】（第５実施例）次に、この発明の第５の実
施例について説明する。この第５の実施例に基づき製造
されるＥＬ素子も、その断面構造は、先の図１に示した
構造と基本的に同じである。

【０２０７】ただしこの第５の実施例では、前記発光層
１４として、発光中心にセリウム（Ｃｅ）と塩素（Ｃ
ｌ）を添加した４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ
2 Ｓ4：Ｃｅ，Ｃｌ）層を成膜する。

【０２０８】以下、こうした第５の実施例による薄膜Ｅ
Ｌ素子１００の製造方法について説明する。この第５の
実施例の場合も、ガラス基板１１上に第１透明電極１２
を成膜すること、並びにその成膜方法、及びこの成膜さ
れた第１透明電極１２上に五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5
）からなる第１絶縁層１３を形成すること、並びにそ
の形成方法は、先の第１〜第４の実施例の場合と同様で
ある。

【０２０９】そして、この形成した第１絶縁層１３上
に、４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ）を
母体材料とし、発光中心としてセリウム（Ｃｅ）と塩素
（Ｃｌ）を添加した４硫化２ガリウムカルシウム（Ｃａ
Ｇａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ，Ｃｌ）発光層を形成する。この発光
層の形成には、図３１に示すＭＯＣＶＤ装置を使用し
た。

【０２１０】なお、この図３１に示すＭＯＣＶＤ装置に
おいても、先の図２、図１２、図２６、或いは図２９に
示したＭＯＣＶＤ装置と同一の要素には同一の符号を付
して示している。

【０２１１】すなわち、この第５の実施例においても、 （イ）上記第１透明電極１２及び第１絶縁層１３が形成
されているガラス基板１１を反応炉２０内の回転数制御
可能なサセプタ２１に取り付け、回転制御棒２２を介し
てこれを５ｒｐｍで回転させる。 （ロ）このガラス基板１１については、上記サセプタ２
１を通じて５４０゜Ｃの一定温度に保持する。 （ハ）反応炉２０の内部は５０Ｔｏｒｒの減圧雰囲気に
なるように圧力計２３にて監視しつつ図示しない圧力調
節器にてガスの排気量をコントロールする。 （ニ）ガスの排気は、ゲートバルブ２４、並びにメカニ
カルブースターポンプ２５、ロータリーポンプ２６を通
じて行う。といった操作を同様に行う。

【０２１２】そしてその後、II族元素原料ガスとして、
（１）アルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用いたビスジピ
バロイルメタン化カルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2）2）
を、またIII族元素原料ガスとして、（２）アルゴン
（Ａｒ）キャリアガスを用いたトリエチルガリウム（Ｇ
ａ（Ｃ2Ｈ5 ）3 ）を、またVI族元素原料ガスとして、
（３）同じくアルゴン（Ａｒ）キャリアガスを用いたジ
エチル硫黄（Ｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）を、そして発光中心原
料ガスとして、（４）アルゴン（Ａｒ）キャリアガスを
用いたトリジピバロイルメタン化セリウム（Ｃｅ（Ｃ11
Ｈ19Ｏ2 ）3 ）を、更にハロゲン元素原料ガスとして、
（５）塩化水素（ＨＣｌ）を、それぞれ反応炉２０内に
導入して、セリウム（Ｃｅ）並びに塩素（Ｃｌ）を添加
した４硫化２ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃ
ｅ，Ｃｌ）薄膜１４を形成する。

【０２１３】ここで、上記カルシウム（Ｃａ）、ガリウ
ム（Ｇａ）、硫黄（Ｓ）、及び発光中心であるセリウム
（Ｃｅ）の供給方法に関しては、先の第２の実施例にて
行った方法と同様であり、ここでの重複する説明は割愛
する。

【０２１４】塩素（Ｃｌ）については、次の方法で供給
する。すなわち、この塩素（Ｃｌ）の供給方法として、
原料にはアルゴン（Ａｒ）希釈した塩化水素（ＨＣｌ）
ガスを、流量調節器５９にてガス流量１ｃｃ／ｍｉｎに
調節して反応炉２０内に導入する。この塩化水素（ＨＣ
ｌ）ガスについては、他のガス供給管と独立したガス供
給管３４を通じてガラス基板１１（正確には第１絶縁層
１３）の表面に供給する。

【０２１５】こうして塩化水素（ＨＣｌ）ガスを他の膜
構成元素原料とは独立して供給することにより、発光層
中の塩素（Ｃｌ）添加量を容易に調節することができる
ようになる。

【０２１６】また、この塩化水素（ＨＣｌ）ガスを供給
する上記ガス供給管３４は、その腐食を防止するため
に、電界研磨処理を行ったステンレス製のものを使用す
る。こうした方法、並びに装置を用いて、発光中心にセ
リウム（Ｃｅ）並びに塩素（Ｃｌ）を添加した４硫化２
ガリウムカルシウム（ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｃｅ，Ｃｌ）薄
膜を成長させる。

【０２１７】こうして発光層１４を形成した後は、先の
第１〜第４の実施例の場合と同様、その上に、五酸化タ
ンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる第２絶縁層１５を第１絶
縁層１３と同様の方法で形成し、更にその上に、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）膜からなる第２透明電極１６を、第１透明
電極１２と同様の方法で形成する。

【０２１８】こうした製造方法を用いて、実際にＥＬ素
子を作製し、その発光特性を測定した。その結果、発光
層中の塩素（Ｃｌ）／セリウム（Ｃｅ）の濃度比が０．
１〜３の範囲であるときに、塩素（Ｃｌ）を添加しなか
ったＥＬ素子の発光輝度を上回る輝度を得ることができ
た。

【０２１９】なお、上記各原料ガスを反応炉２０に供給
するためのガス供給管３１〜３３の配管は、先の図１５
或いは図１６に示した配管態様に準じて、中央に１本ま
たは複数本のII族元素原料用ガス供給管３１、その周囲
にIII 族元素原料用ガス供給管３２、更にその周囲にVI
族元素原料用ガス供給管３３とする。

【０２２０】そして、ハロゲン元素用ガス供給管３４に
ついてはこれを、図３１に示すように、上記III 族元素
原料用ガス供給管３２とVI族元素原料用ガス供給管３３
との間に設置する。

【０２２１】同ハロゲン元素用ガス供給管３４の配置に
ついては、種々の位置を検討し実験したが、このような
配管態様を採った場合に、作製されたＥＬ素子の発光効
率が最も向上した。

【０２２２】もっとも、上記ＭＯＣＶＤ装置としての簡
略化を図る場合には、このハロゲン元素用ガス供給管３
４を、上記VI族元素原料用ガス供給管３３にて共用する
こともできる。そしてその場合には、該共用するVI族元
素原料用ガス供給管３３として、上記電界研磨処理を行
ったステンレス製のものを使用することとなる。

【０２２３】また、この第５の実施例にかかるＥＬ素子
の製造方法、並びに製造装置（ＭＯＣＶＤ装置）が、上
述した第１〜第４の全ての実施例、或いはその各変形例
に対して適用することができることはいうまでもない。

【０２２４】ところで、上記第１〜第５の実施例にかか
るＥＬ素子の製造装置（ＭＯＣＶＤ装置）では何れも、
サセプタ２１に取り付けられたガラス基板１１の裏面上
方にガスの排気口を設ける構成としたが、同装置がこの
ような構成に限定されるものでないことは勿論である。

【０２２５】例えば、図１２に示した第２の実施例にか
かるＥＬ素子の製造装置（ＭＯＣＶＤ装置）を代表とし
て図３２に示すように、同ガスの排気口は、上記ガラス
基板１１の裏面側方に設けられてもよい。

【０２２６】要は、前記導入される各種原料ガスがガラ
ス基板１１の表面直下から供給されて且つ、同基板１１
の裏面方向から排気される構成でさえあれば、それら各
原料ガスの基板１１表面に対する均一な供給は保たれ、
反応炉２０内でのそれらガス流の制御性も良好に維持さ
れる。

【０２２７】また、上記第１〜第５の実施例では、発光
中心元素の原料として、トリジピバロイルメンタン化セ
リウム（Ｃｅ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）などの有機化合物を
用い、II族元素の原料としては、ビスジピバロイルメタ
ン化ストロンチウム（Ｓｒ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 ）やビス
ジピバロイルメタン化カルシウム（Ｃａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2
）2 ）等の有機化合物を用い、更にIII 族元素の原料
としても、トリエチルガリウム（Ｇａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ）
等の有機化合物を用いた。このため、それら元素原料の
気化若しくは昇華温度を好適に下げることができ、ひい
ては上述した各製造装置を通じて容易且つ安定した成膜
を実現することに成功しているが、これら各元素の原料
としては他に、それら元素のアルキルハライド化合物な
ども同様に用いることができる。これらアルキルハライ
ド化合物などによっても、それら元素の気化若しくは昇
華温度を下げることはできる。

【０２２８】また、同第１〜第５の実施例では、II族元
素として、例えばストロンチウム（Ｓｒ）やカルシウム
（Ｃａ）などのアルカリ土類金属を用いたが、その他の
II族元素であっても、上記に準じた態様で、同様に採用
することはできる。

【０２２９】また更に、上記第１〜第５の実施例では、
VI族元素原料として、硫黄（Ｓ）またはセレン（Ｓｅ）
の何れか一方のみを使用する場合について示したが、同
VI族元素原料としては、これら硫黄（Ｓ）及びセレン
（Ｓｅ）の混合物を使用することもできる。

【０２３０】また、特に上記第２〜第５の実施例におい
て用いるIII 族元素の原料としては、上記トリエチルガ
リウム（Ｇａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ）以外にも、トリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）、トリアルキルガリウム、トリエトキ
シガリウム（Ｇａ（ＯＥｔ）3 ）、トリジピバロイルメ
タン化ガリウム（Ｇａ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）3 ）、及びトリ
アセチルアセトン化ガリウム（Ｇａ（ＡｃＡｃ）3 ）等
の有機化合物のうちの少なくとも１種類を用いることが
できる。

【０２３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、２元系発光層であれ３元系発光層であれ、ＥＬ素子
の発光層として、高輝度青色発光が得られる品質の高い
発光層を形成することができるようになる。

【０２３２】またこの発明によれば、発光層の成膜後に
熱処理を行う必要がないことから、ＥＬ素子の製造にか
かる工程を短略化でき、経済的にも、品質の高いＥＬ素
子をより安価に製造することができるようになる。

【０２３３】また更に、スパッタリング法等に見られる
成膜初期の結晶性の低い層の厚さを著しく減少すること
ができ、発光閾値電圧を低電圧側に移動させることがで
きるようにもなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に基づき製造されるＥＬ素子
の断面模式図。

【図２】第１の実施例にかかるＥＬ素子の製造装置（有
機金属気相成長装置）の構成を示す略図。

【図３】各原料供給配管の具体構成例を示す略図。

【図４】第１の実施例に基づき製造されたＥＬ素子の印
加電圧−発光輝度特性を示すグラフ。

【図５】第１の実施例の装置の原料ガス供給管の配管構
造を示す平面略図。

【図６】同原料ガス供給管の他の配管構造例を示す平面
略図。

【図７】同原料ガス供給管の他の配管構造例を示す平面
略図。

【図８】同原料ガス供給管の他の配管構造例を示す平面
略図。

【図９】第１の実施例にかかる製造装置の他の構成例を
示す略図。

【図１０】該他の装置構成での原料ガス供給管の配管構
造を示す平面略図。

【図１１】同原料ガス供給管の他の配管構造例を示す平
面略図。

【図１２】第２の実施例にかかるＥＬ素子の製造装置の
構成を示す略図。

【図１３】第２の実施例に基づき形成された発光層にＸ
線を照射したときの４硫化ガリウムカルシウムの主ピー
ク強度と硫化ガリウムの主ピーク強度との比に対する発
光輝度の関係を示すグラフ。

【図１４】第２の実施例に基づき製造されたＥＬ素子の
印加電圧−発光輝度特性を示すグラフ。

【図１５】第２の実施例の装置の原料ガス供給管構造を
示す平面略図。

【図１６】同原料ガス供給管の他の配管構造例を示す平
面略図。

【図１７】同原料ガス供給管の他の配管構造例を示す平
面略図。

【図１８】同原料ガス供給管の他の配管構造例を示す平
面略図。

【図１９】第２の実施例にかかる製造装置の他の構成例
を示す略図。

【図２０】第２の実施例に他の原料を用いる場合の装置
構成例を示す略図。

【図２１】第２の実施例にかかる製造装置の更に他の構
成例を示す略図。

【図２２】該他の装置構成での原料ガス供給管の配管構
造を示す平面略図。

【図２３】成膜時の基板加熱温度と４硫化２ガリウムカ
ルシウム薄膜の成膜速度との関係を示すグラフ。

【図２４】成膜時の反応炉内圧力と４硫化２ガリウムカ
ルシウム薄膜の成膜速度との関係を示すグラフ。

【図２５】従来一般に用いられているＥＬ素子の製造装
置（有機金属気相成長装置）の構成を示す略図。

【図２６】第３の実施例にかかるＥＬ素子の製造装置の
構成を示す略図。

【図２７】ＣＩＥ色度座標を示すグラフ。

【図２８】第３の実施例にかかる製造装置の他の構成例
を示す略図。

【図２９】第４の実施例にかかるＥＬ素子の製造装置の
構成を示す略図。

【図３０】第４の実施例にかかる製造装置の他の構成例
を示す略図。

【図３１】第５の実施例にかかるＥＬ素子の製造装置の
構成を示す略図。

【図３２】第２の実施例にかかるＥＬ素子の製造装置を
代表として、その排気構造の変形例を示す略図。

【図３３】従来の製造方法にて製造されたＥＬ素子の断
面模式図。

【符号の説明】

１、１１…ガラス基板、２、１２…第１透明電極（第１
電極）、３、１３…第１絶縁層、４、１４…発光層、
５、１５…第２絶縁層、６、１６…第２透明電極（第２
電極）、１０、１００…ＥＬ素子、２０…反応炉、２１
…サセプタ、２２…回転制御棒、２３…圧力計、２４…
ゲートバルブ、２５…メカニカルブースターポンプ、２
６…ロータリーポンプ、３１、３２、３３、３４…原料
ガス供給管、４１、４３、４４、４５、４６、４７、４
８…原料容器、５０（５０ａ〜５０ｃ）、５１、５２、
５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９…流量調節
器（ＭＦＣ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 正 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−20775（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−152191（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−65478（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−239187（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4482（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−72594（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−188196（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−94281（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28 C30B 25/14

Claims (27)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板の上方に発光層を具えるエレク
   トロルミネッセンス素子の製造方法において、 発光層母体材料となるＩＩ族元素原料ガス、ＶＩ族元素
   原料ガス及び発光中心元素原料ガスをそれぞれ反応炉内
   に供給し、該反応炉内でこれら原料ガスを反応させる気
   相成長法を用いて前記発光層を形成するに、 前記ＩＩ族元素原料ガスを前記反応炉の中央から供給
   し、前記ＶＩ族元素原料ガスをその周囲から供給し、 さらに、前記ＩＩ族元素原料ガスの前記反応炉内でのガ
   ス流速を前記ＶＩ族元素原料ガスの同反応炉内でのガス
   流速よりも速くしたことを特徴とするエレクトロルミネ
   ッセンス素子の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエレクトロルミネッセン
   ス素子の製造方法において、 前記発光中心元素原料ガスについてはこれを、前記ＩＩ
   族元素原料ガスと混合して前記反応炉内に導入すること
   を特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記ＩＩ族元素の原料及び前記発光中心
   元素の原料として、それら元素の有機化合物を用いるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレク
   トロルミネッセンス素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記絶縁基板はガラス基板であり、前記
   発光層成膜時の基板温度を３００°Ｃ乃至６００°Ｃと
   することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のエレ
   クトロルミネッセンス素子の製造方法において、 前記ＩＩ族元素原料ガス及び前記ＶＩ族元素原料ガスと
   独立して、若しくは前記ＶＩ族元素原料ガスと混合し
   て、ハロゲン元素ガスを前記反応炉内に併せ供給するこ
   とを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方
   法。
6. 【請求項６】 絶縁基板の上方に発光層を具えるエレク
   トロルミネッセンス素子の製造方法において、 発光層母体材料となるＩＩ族元素原料ガス、ＩＩＩ族元
   素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガス及び発光中心元素原料
   ガスをそれぞれ反応炉内に供給し、該反応炉内でこれら
   原料ガスを反応させる気相成長法を用いて、前記発光層
   を形成し、さらに前記ＩＩ族元素原料ガスを前記反応炉
   の中央から供給し、前記ＩＩＩ族元素原料ガスをその周
   囲から供給し、前記ＶＩ族元素原料ガスを更にその周囲
   から供給することを特徴とするエレクトロルミネッセン
   ス素子の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載のエレクトロルミネッセン
   ス素子の製造方法において、 前記発光中心元素原料ガスとして元素が３価に属するも
   のを用い、同発光中心元素原料ガスについてはこれを、
   前記ＩＩＩ族元素原料ガスと混合して前記反応炉内に導
   入することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子
   の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載のエレクトロルミネッセン
   ス素子の製造方法において、 前記発光中心元素原料ガスとして元素が２価に属するも
   のを用い、同発光中心元素原料ガスについてはこれを、
   前記ＩＩ族元素原料ガスと混合して前記反応炉内に導入
   することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の
   製造方法。
9. 【請求項９】 絶縁基板の上方に発光層を具えるエレク
   トロルミネッセンス素子の製造方法において、 発光層母体材料となるＩＩ族元素原料ガス、ＩＩＩ族元
   素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガス及び発光中心元素原料
   ガスをそれぞれ反応炉内に供給し、該反応炉内でこれら
   原料ガスを反応させる気相成長法を用いて、前記発光層
   を形成し、さらに 前記ＩＩ族元素原料ガス、及び前記Ｉ
   ＩＩ族元素原料ガスを前記反応炉の中央から供給し、前
   記ＶＩ族元素原料ガスをそれらの周囲から供給すること
   を特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方
   法。
10. 【請求項１０】 請求項６または９記載のエレクトロル
    ミネッセンス素子の製造方法において、 前記発光中心元素原料ガスについてはこれを、前記ＩＩ
    族元素原料ガスまたは前記ＩＩＩ族元素原料ガスのう
    ち、同発光中心元素原料ガスの気化温度に近い気化温度
    を有する原料ガスと混合して前記反応炉内に導入するこ
    とを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 絶縁基板の上方に発光層を具えるエレ
    クトロルミネッセンス素子の製造方法において、 発光層母体材料となるＩＩ族元素原料ガス、ＩＩＩ族元
    素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガス及び発光中心元素原料
    ガスをそれぞれ反応炉内に供給し、前記反応炉内でこれ
    ら原料ガスを反応させる気相成長法を用いて、前記発光
    層を形成し、さらに 前記各原料ガスの前記反応炉への供
    給時、少なくとも前記ＩＩ族元素原料ガスの前記反応炉
    内でのガス流速を前記ＶＩ族元素原料ガスの同反応炉内
    でのガス流速よりも速くしたことを特徴とするエレクト
    ロルミネッセンス素子の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項６乃至１０のいずれかに記載の
    エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、前
    記各原料ガスの前記反応炉への供給時、少なくとも前記
    ＩＩ族元素原料ガスの前記反応炉内でのガス流速を前記
    ＶＩ族元素原料ガスの同反応炉内でのガス流速よりも速
    くしたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子
    の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記ＩＩ族元素の原料、前記ＩＩＩ族
    元素の原料及び前記発光中心元素の原料として、それら
    元素の有機化合物を用いることを特徴とする請求項６乃
    至１２のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス素
    子の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記絶縁基板はガラス基板であり、前
    記発光層成膜時の基板温度を３００°Ｃ乃至６００°Ｃ
    とすることを特徴とする請求項６乃至１３のいずれかに
    記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
15. 【請求項１５】 絶縁基板の上方に発光層を具えるエレ
    クトロルミネッセンス素子の製造方法において、 発光層母体材料となるＩＩ族元素原料ガス、ＩＩＩ族元
    素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガス及び発光中心元素原料
    ガスをそれぞれ反応炉内に供給し、前記反応炉内でこれ
    ら原料ガスを反応させる気相成長法を用いて、前記発光
    層を形成し、さらに 前記発光層成膜時の前記反応炉内の
    圧力を２０乃至９０Ｔｏｒｒとすること を特徴とするエ
    レクトロルミネッセンス素子の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記発光層成膜時の前記反応炉内の圧
    力を２０乃至９０Ｔｏｒｒとすることを特徴とする請求
    項６乃至１４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセ
    ンス素子の製造方法。
17. 【請求項１７】 絶縁基板の上方に発光層を具えるエレ
    クトロルミネッセンス素子の製造方法において、 発光層母体材料となるＩＩ族元素原料ガス、ＩＩＩ族元
    素原料ガス、ＶＩ族元素原料ガス及び発光中心元素原料
    ガスをそれぞれ反応炉内に供給し、前記反応炉内でこれ
    ら原料ガスを反応させる気相成長法を用いて、前記発光
    層を形成し、さらに 前記ＩＩ族元素原料ガス、前記ＩＩ
    Ｉ族元素原料ガス及び前記ＶＩ族元素原料ガスと独立し
    て、若しくは前記ＶＩ族元素原料ガスと混合して、ハロ
    ゲン元素ガスを前記反応炉内に併せ供給することを特徴
    とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
18. 【請求項１８】 請求項６乃至１６のいずれかに記載の
    エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、 前記ＩＩ族元素原料ガス、前記ＩＩＩ族元素原料ガス及
    び前記ＶＩ族元素原料ガスと独立して、若しくは前記Ｖ
    Ｉ族元素原料ガスと混合して、ハロゲン元素ガスを前記
    反応炉内に併せ供給することを特徴とするエレクトロル
    ミネッセンス素子の製造方法。
19. 【請求項１９】 絶縁基板上に第１電極、第１絶縁層、
    発光層、第２絶縁層、及び第２電極を、少なくとも光取
    り出し側の材料を光学的に透明なものにて形成して順次
    積層するエレクトロルミネッセンス素子の前記発光層を
    気相成長法によって形成する装置であって、 反応炉と、 該反応炉内に配設されて、前記第１電極及び前記第１絶
    縁層が積層された絶縁基板を支持するサセプタと、 同反応炉内に発光層母体材料となるＩＩ族元素原料ガス
    を供給するための第１のガス供給管と、 同反応炉内に発光層母体材料となるＶＩ族元素原料ガス
    を供給するための第２のガス供給管と、 同反応炉内に発光中心元素原料ガスを供給するための第
    ３のガス供給管と、 これら供給されるガスを同反応炉から排気するための排
    気口と、 を具え、 前記第１のガス供給管は、前記反応炉の中央に、そのガ
    ス吹き出し口が前記支持された基板の表面に対向するよ
    う配設され、前記第２のガス供給管は該第１のガス供給
    管の周囲に配設され、 前記反応炉内に発光層母体材料となるＩＩＩ族元素原料
    ガスを供給するための第４のガス供給管を更に具え、 前記第２のガス供給管は、該第４のガス供給管の周囲に
    配設されることを特徴とするエレクトロルミネッセンス
    素子の製造装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載のエレクトロルミネッ
    センス素子の製造装置において、 前記反応炉内に発光層母体材料となるＩＩＩ族元素原料
    ガスを供給するための第４のガス供給管を更に具え、 該第４のガス供給管は、前記第１のガス供給管の周囲に
    配設され、前記第２のガス供給管は、該第４のガス供給
    管の周囲に配設されることを特徴とするエレクトロルミ
    ネッセンス素子の製造装置。
21. 【請求項２１】 前記発光元素として３価に属する元素
    が用いられるとき、前記第４のガス供給管は、前記発光
    中心元素原料ガスを供給するための第３のガス供給管と
    共用されるものである請求項１９または２０記載のエレ
    クトロルミネッセンス素子の製造装置。
22. 【請求項２２】 前記発光中心元素として２価に属する
    元素が用いられるとき、前記第１のガス供給管は、前記
    発光中心元素原料ガスを供給するための第３のガス供給
    管と共用されるものである請求項１９または２０記載の
    エレクトロルミネッセンス素子の製造装置。
23. 【請求項２３】 前記発光中心元素原料の気化温度が前
    記ＩＩ族元素原料の気化温度に近いとき、前記発光中心
    元素原料ガスを供給するための第３のガス供給管は前記
    第１のガス供給管と共用され、前記発光中心元素原料の
    気化温度が前記ＩＩＩ族元素原料の気化温度に近いと
    き、前記発光中心元素原料ガスを供給するための第３の
    ガス供給管は前記第４のガス供給管と共用される請求項
    １９または２０記載のエレクトロルミネッセンス素子の
    製造装置。
24. 【請求項２４】 前記第１のガス供給管は、そのガス吹
    き出し口が他のガス供給管のガス吹き出し口に比べて前
    記支持された基板の表面に最も近づくように配設される
    請求項１９乃至２３のいずれかに記載のエレクトロルミ
    ネッセンス素子の製造装置。
25. 【請求項２５】 請求項１９乃至２４のいずれかに記載
    のエレクトロルミネッセンス素子の製造装置において、
    前記反応炉内にハロゲン元素を含有する元素を供給する
    ための第５のガス供給管を更に具えることを特徴とする
    エレクトロルミネッセンス素子の製造装置。
26. 【請求項２６】 前記排気口は、前記反応炉において前
    記支持された基板の裏面に位置するよう配設されるもの
    である請求項１９乃至２５いずれかに記載のエレクトロ
    ルミネッセンス素子の製造装置。
27. 【請求項２７】 前記額ガス供給管と、基板と、前記排
    気口とが略直線上に配置されているものである請求項２
    ６に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造装置。