JPH07192872A - Manufacture of electroluminescence element - Google Patents

Manufacture of electroluminescence element

Info

Publication number
JPH07192872A
JPH07192872A JP5347402A JP34740293A JPH07192872A JP H07192872 A JPH07192872 A JP H07192872A JP 5347402 A JP5347402 A JP 5347402A JP 34740293 A JP34740293 A JP 34740293A JP H07192872 A JPH07192872 A JP H07192872A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
light emitting
gas
emitting layer
compound gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5347402A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Mizutani
厚司 水谷
Masayuki Katayama
片山  雅之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP5347402A priority Critical patent/JPH07192872A/en
Publication of JPH07192872A publication Critical patent/JPH07192872A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE:To manufacture an EL element with the excellent reproducibility by dropping or jetting the light emitting central raw material, which is dissolved in the organic solvent, into a reaction furnace during the reaction of the base material of a light emitting layer, and quickly vaporizing it, and supplying a constant quantity. CONSTITUTION:At the time of manufacturing a thin film EL element, a first transparent electrode 12 and a first insulating layer 13 are formed on a glass substrate 11. A light emitting layer 14, in which Sm and Cl as the light emitting center are added to ZnS a the base material, is formed on the first insulating layer 13 by a MOCVD device. At the time of forming the light emitting layer 14, the substrate 11 is maintained at a constant temperature, and H2 carrier gas is used, and Zn (C2H5)2 and H2S are flown to form a ZnS thin film. As the light emitting center, Sm (C11H19O2)3 as a raw material is dissolved in the organic solvent C4H8C, and it is transferred and dropped onto a hot plate maintained at a constant temperature by the H2 gas, of which flow quantity can be finely adjusted, and quickly vaporized so that a predetermined quantity can be added. A second insulating layer 15 and a second transparent layer 16 are formed on the light emitting layer 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、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(以下、EL
素子と記す)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroluminescence element (hereinafter referred to as EL element) used for, for example, self-luminous segment display or matrix display of instruments, or display of various information terminal devices.
Element)).

【0002】[0002]

【従来技術】EL素子は、硫化亜鉛(ZnS) 等の蛍光体に電
界を印加したときに発光する現象を利用したもので、従
来より自発光型の平面ディスプレイを構成するものとし
て注目されている。図3は、従来のEL素子10の典型的
な断面構造を示した模式図である。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(In
dium Tin Oxide) 膜から成る第一電極2、五酸化タンタ
ル(Ta2O5) 等から成る第一絶縁層3、発光層4、第二絶
縁層5およびITO 膜から成る第二電極6を順次積層して
形成されている。ITO 膜は、酸化インジウム(In2O3) 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用として広く使用されている。
発光層4としては、例えば母材として硫化亜鉛(ZnS) を
用いる場合、母材中の添加物の種類によって発光色が決
まり、例えば発光中心としてテルビウム(Tb)を添加した
場合には黄緑色の発光、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、さ
らに母材が硫化ストロンチウム(SrS) の場合に発光中心
としてセリウム(Ce)を添加すると青緑色の発光が得られ
る。
2. Description of the Related Art EL elements utilize the phenomenon of light emission when an electric field is applied to a phosphor such as zinc sulfide (ZnS), and have hitherto attracted attention as constituting a self-luminous flat display. . FIG. 3 is a schematic diagram showing a typical cross-sectional structure of the conventional EL element 10. The EL element 10 is an optically transparent ITO (In) on the glass substrate 1 which is an insulating substrate.
a first electrode 2 made of a dium tin oxide film, a first insulating layer 3 made of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) and the like, a light emitting layer 4, a second insulating layer 5 and a second electrode 6 made of an ITO film. It is formed by stacking. The ITO film is a transparent conductive film obtained by doping indium oxide (In 2 O 3 ) with tin (Sn), and has been widely used for transparent electrodes since it has a low resistivity.
As the light emitting layer 4, for example, when zinc sulfide (ZnS) is used as the base material, the emission color is determined by the type of additive in the base material. For example, when terbium (Tb) is added as the emission center, a yellowish green color is obtained. Luminescence, red-orange when samarium (Sm) is added, blue when thulium (Tm) is added, and blue when cerium (Ce) is added as the emission center when the base material is strontium sulfide (SrS). A green emission is obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の構造から成るEL
素子10において、従来では発光輝度や寿命が実用的に
まだ不十分であり、発光輝度を向上させるために発光層
4の構成材料として、例えばテルビウム(Tb)を添加した
硫化亜鉛やセレン化亜鉛等の硫黄化合物やセレン化合物
が、EB(電子ビーム)蒸着法やスパッタリング法等で検
討されており、近年では CVD(Chemical Vapor Depositi
on) 法での検討も成されるようになってきた。
An EL having the above structure.
In the device 10, the light emission brightness and the life are not practically sufficient in the past, and as a constituent material of the light emitting layer 4 in order to improve the light emission brightness, for example, zinc sulfide added with terbium (Tb), zinc selenide, or the like. Sulfur compounds and selenium compounds have been studied by EB (electron beam) vapor deposition method, sputtering method, etc., and in recent years, CVD (Chemical Vapor Depositi
on) method has also come to be examined.

【0004】CVD 法としては、例えば1992年発行のジャ
ーナル・オブ・クリスタル・グロース第 117巻P991〜99
6 に示されているようにハロゲン元素ガス輸送によるも
のやハロゲン化合物を高温で気化させて反応炉内に輸送
する方法等があげられる。しかし上述の方法によれば、
気化温度が高く、蒸気量の制御が困難であり、反応炉内
に供給されるII族ガスとVI族ガス、発光中心物質との比
が変化する可能性が大きく、安定して高品質の発光層を
得ることができない。
As the CVD method, for example, Journal of Crystal Growth, Vol. 117, published in 1992, P991-99
As shown in Fig. 6, there are a method of transporting a halogen element gas and a method of vaporizing a halogen compound at a high temperature and transporting it into a reaction furnace. But according to the above method,
The vaporization temperature is high, it is difficult to control the amount of vapor, and the ratio of group II gas to group VI gas and the emission center substance supplied to the reactor is likely to change, and stable and high-quality emission is achieved. You can't get layers.

【0005】この問題を解決するために、例えば1991年
ディスプレイ情報学会国際会議技術論文プロシーディン
グ22巻P282〜285 に示されているようにジピバロイルメ
タン化合物を用いた有機金属気相成長(Metal Organic C
hemical Vapor Deposition,MOCVD) 法が注目されてい
る。
In order to solve this problem, for example, metal organic chemical vapor deposition using a dipivaloyl methane compound as shown in Technical Paper Proceeding 22 Vol. Metal Organic C
The chemical vapor deposition (MOCVD) method is drawing attention.

【0006】MOCVD 法においては、一般に液体状の有機
金属に水素(H2)をバブリングさせて水素(H2)中に有機金
属を含有させ、これを反応炉内に供給する方法をとって
いる。しかし希土類元素やアルカリ土類金属元素の有機
金属は一般に常温で粉体(固体)であり、その融点も 1
50℃以上である。そのため原料ガスの供給方法として、
希土類元素やアルカリ土類金属元素の有機金属を充填し
た原料容器内を加熱オーブン等で加熱し、水素(H2)等の
キャリアガスを導入して、水素(H2)中に気化した有機金
属を含有させ、これを反応炉内に供給する方法をとって
いる。しかし有機金属が固体の場合、充填した原料の表
面積によってその気化量が大きく変化するため、気化量
を一定に保持することが非常に困難であることが問題と
なっている。
In the MOCVD method, hydrogen (H 2 ) is generally bubbled through a liquid organic metal so that the organic metal is contained in hydrogen (H 2 ), and the hydrogen is supplied into the reaction furnace. . However, organic metals such as rare earth elements and alkaline earth metal elements are generally powder (solid) at room temperature and have a melting point of 1
It is above 50 ℃. Therefore, as a source gas supply method,
A raw material container filled with an organic metal such as a rare earth element or an alkaline earth metal element is heated in a heating oven or the like, and a carrier gas such as hydrogen (H 2 ) is introduced to vaporize the organic metal in hydrogen (H 2 ). Is contained and is supplied to the reaction furnace. However, when the organic metal is a solid, the amount of vaporization largely changes depending on the surface area of the filled raw material, and it is very difficult to keep the amount of vaporization constant.

【0007】また、発光層中の発光中心添加量が僅かで
も変わるとEL素子の発光輝度に著しい影響を及ぼすこと
が知られている。したがって発光層原料の内でも、特に
発光中心となる希土類元素に関しては、成膜中に安定し
て一定量を供給する必要があるが、発光中心原料に希土
類元素の有機化合物を用いた場合では、気化量のばらつ
きが大きく、EL素子の再現性は乏しいものであった。さ
らに従来、一般に粉体の有機金属用として多く用いられ
てきた上記方法によれば、金属メッシュ上に直接、有機
金属が乗せられているために、高温時に金属メッシュの
熱により有機金属が変質してしまうという問題があっ
た。
Further, it is known that even a slight change in the amount of the added luminescent center in the luminescent layer has a significant effect on the luminescent brightness of the EL device. Therefore, even in the light emitting layer raw material, especially for the rare earth element which becomes the emission center, it is necessary to stably supply a constant amount during film formation. However, in the case of using the organic compound of the rare earth element as the emission center raw material, The variation in the amount of vaporization was large, and the reproducibility of the EL element was poor. Further, according to the above method, which has been generally used for powdery organic metal, the organic metal is directly placed on the metal mesh. There was a problem that it would end up.

【0008】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、EL素子を再現性よく製造できる製造
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of manufacturing an EL element with good reproducibility.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の特徴は、第一電極、第一絶縁層、発光層、第
二絶縁層及び第二電極を、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順次積層したエレクトロル
ミネッセンス素子の製造工程であって、発光中心元素を
添加したII−VI族化合物から成る発光層を気相成長法を
用いて形成する際に、発光中心ガスの原料に有機溶媒に
溶解した有機金属を用い、高温に加熱した加熱体に対し
て、当原料を滴下または噴霧することにより原料を急速
気化させて、この気化ガスを水素(H2)または不活性キャ
リアガスにて反応炉内に供給することである。また別の
構成として、加熱体の温度を、使用する有機溶媒の沸点
以上かつ用いる有機金属発光中心原料の分解温度未満の
温度とすることを特徴とする。さらにまた別の構成は、
これらの原料ガスを独立に反応炉内に供給することを特
徴とする。このような方法により発光中心の供給量を一
定に保持でき、上記目的を達成することができる。
A feature of the present invention for solving the above-mentioned problems is that the first electrode, the first insulating layer, the light emitting layer, the second insulating layer and the second electrode are at least a material on the light extraction side. In the manufacturing process of an electroluminescent element sequentially laminated with an optically transparent material, when forming a light emitting layer made of a II-VI group compound to which an emission center element is added by using a vapor phase growth method, An organic metal dissolved in an organic solvent is used as a raw material of the emission center gas, and the raw material is rapidly vaporized by dropping or spraying the raw material to a heating body heated to a high temperature, and the vaporized gas is converted into hydrogen (H 2 ) Or supplying with an inert carrier gas into the reaction furnace. Another feature is that the temperature of the heating element is set to a temperature equal to or higher than the boiling point of the organic solvent used and lower than the decomposition temperature of the organic metal luminescence center raw material used. Yet another configuration is
It is characterized in that these raw material gases are independently supplied into the reaction furnace. By such a method, the supply amount of the emission center can be kept constant, and the above object can be achieved.

【0010】[0010]

【作用および発明の効果】本発明の手法によれば、発光
中心元素を添加したII−VI族化合物から成る発光層を気
相成長法を用いて形成する際に、発光中心ガスの供給源
である物質として有機溶媒に溶解させた有機金属を用
い、この原料を高温に加熱した加熱体に適量ずつ滴下ま
たは噴霧することで、溶媒とともに溶媒中に含まれた発
光中心原料も急速に気化する。したがって気化室内にお
ける発光中心原料ガスを設定した蒸気量を常に一定量か
つ迅速に確保することができる。またキャリアガスにて
反応炉内に輸送することにより発光中心原料を供給で
き、さらにキャリアガス流量の調節で反応炉内に供給す
る発光中心元素量を容易に制御することができるため、
発光中心原料を安定して得ることができ、制御性が著し
く向上する。その結果、高輝度の発光を呈するEL素子を
安定して提供することが可能である。また本発明に係わ
る有機金属気相成長(MOCVD) 装置を用いることにより、
LSI用のチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)やチタン酸バ
リウム(BaTiO3)等のキャパシタ材料、または超伝導材料
等を製造することへも利用できる効果がある。
According to the method of the present invention, when the light emitting layer made of the II-VI group compound to which the light emitting center element is added is formed by the vapor phase growth method, the light source of the light emitting center gas is used. By using an organic metal dissolved in an organic solvent as a certain substance and dropping or spraying an appropriate amount of this raw material onto a heating body heated to a high temperature, the emission center raw material contained in the solvent is rapidly vaporized together with the solvent. Therefore, it is possible to always ensure a fixed amount and a fixed amount of vapor of the emission center source gas in the vaporization chamber. Further, the emission center raw material can be supplied by transporting it into the reaction furnace with a carrier gas, and the amount of the emission center element supplied into the reaction furnace can be easily controlled by adjusting the carrier gas flow rate.
The emission center material can be stably obtained, and the controllability is remarkably improved. As a result, it is possible to stably provide an EL element that emits light with high brightness. Further, by using the metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) apparatus according to the present invention,
There is also an effect that it can be used for manufacturing capacitor materials such as strontium titanate (SrTiO 3 ) and barium titanate (BaTiO 3 ) for LSI, superconducting materials and the like.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。 (実施例一)図2は本発明に係わる薄膜構成のEL素子1
00の断面を示した模式図である。尚、図2のEL素子1
00では、矢印方向に光を取り出している。薄膜EL素子
100は、絶縁性基板であるガラス基板11上に順次、
以下の薄膜が積層形成され構成されている。ガラス基板
11上には、光学的に透明な酸化亜鉛(ZnO) から成る第
一透明電極(第一電極)12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(Ta2O5)から成る第一絶
縁層13、発光中心としてサマリウム(Sm)を添加した硫
化亜鉛(ZnS) から成る発光層14、光学的に透明な五酸
化タンタル(Ta2O5)から成る第二絶縁層15、光学的に
透明な酸化亜鉛(ZnO) から成る第二透明電極(第二電
極)16が形成されている。
EXAMPLES The present invention will be described below based on specific examples. (Embodiment 1) FIG. 2 shows an EL device 1 having a thin film structure according to the present invention.
It is the schematic diagram which showed the cross section of 00. In addition, the EL element 1 of FIG.
At 00, light is extracted in the arrow direction. The thin film EL device 100 is formed on the glass substrate 11 which is an insulating substrate in order.
The following thin films are laminated and configured. A first transparent electrode (first electrode) 12 made of optically transparent zinc oxide (ZnO) is formed on a glass substrate 11, and an optically transparent tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) is formed on the upper surface thereof. ), A first insulating layer 13 made of), a luminescent layer 14 made of zinc sulfide (ZnS) doped with samarium (Sm) as an emission center, and a second insulating layer made of optically transparent tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ). 15, a second transparent electrode (second electrode) 16 made of optically transparent zinc oxide (ZnO) is formed.

【0012】次に、上述の薄膜EL素子100の製造方法
を以下に述べる。また、以下の各層の膜厚はその中央の
部分を基準として述べてある。 (a) まず、ガラス基板11上に第一透明電極12を成膜
した。蒸着材料としては、酸化亜鉛(ZnO) 粉末に酸化ガ
リウム(Ga2O3) を加えて混合し、ペレット状に成形した
ものを用い、成膜装置としてはイオンプレーティング装
置を用いた。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
排気した。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した。 (b) 次に、上記第一透明電極12上に、五酸化タンタル
(Ta2O5) から成る第一絶縁層13をスパッタ法により形
成した。具体的には、上記ガラス基板11の温度を一定
に保持し、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った。 (c) 上記第一絶縁層13上に、硫化亜鉛(ZnS) を母体材
料とし、発光中心としてサマリウム(Sm)、および塩素(C
l)を添加した硫化亜鉛:サマリウム(ZnS:Sm,Cl)発光層
14を図4に示すMOCVD 装置(概略図)400を用いて
形成した。なお、図4に示すノズル48の実際の装置に
おける配置は、発光中心を含んだガスをジエチル亜鉛(Z
n(C2H5)2) 供給ノズルと硫化水素(H2S) 供給ノズルの中
央に配置している。また図4中の成膜基板は温調器付き
のサセプタに固定されており、熱電対を用いてフィード
バック制御にて温度を管理した。 (d) 発光層の形成方法として、上記ガラス基板11を一
定温度に保持し、成膜室内を減圧雰囲気下にした後、水
素キャリアガスを用いてジエチル亜鉛(Zn(C2H5)2) を、
また同時に水素希釈した硫化水素(H2S) を流し、硫化亜
鉛(ZnS) 薄膜を形成した。 (e) 発光中心の添加方法としては、まず発光中心供給原
料である粉体(固体)のジピバロイルメタン化サマリウ
ム(Sm(C11H19O2)3) を有機溶媒であるテトラヒドロフラ
ン(THF:C4H8O) 中に1.0mol%の濃度になるよう溶解さ
せ、これを原料容器43に充填した。このときジピバロ
イルメタン化サマリウム(Sm(C11H19O2)3) を有機溶媒で
あるテトラヒドロフラン(THF:C4H8O) に対して5mol%以
上の濃度にすると溶媒中の発光中心原料が沈殿するた
め、発光層形成回数(発光層形成の工程をロットごとに
繰り返す回数)に対する膜中添加量が変わってしまう。
また逆に濃度を0.1mol%未満にすると、加熱板上に供給
する発光中心原料を一定量得るためには、多量の有機溶
媒とともに供給しなければならない。これは、供給され
た発光中心原料により加熱板が冷却されるため加熱温度
を一定に保持することができず、加熱板上に急速気化し
なかった発光中心原料が残留してしまうので、発光中心
原料ガスの供給量を一定に保持できないためである。 (f) 次に発光中心原料を充填した容器43に、水素
(H2) ガス用の流量計(MFC)44を通して水素(H2)を供
給して発光中心原料を容器43から押し出し、原料気化
室42に当該発光中心原料を輸送した。このとき発光中
心原料容器から押し出された原料の量は液体流量計(MF
C) 45にて計測し、この流量の精度を向上させるため
に、前記液体用流量計(MFC) 45から原料押し出し用の
水素(H2)ガス流量計(MFC) 44に対してフィードバック
制御を行い、押し出し用のガス流量の微量調節を行っ
た。加熱室に設けた加熱用ヒーター46上には石英製の
皿の加熱板47が設置されており、この石英皿は 220〜
250 ℃の範囲で、ある一定温度に保持し、気化室内に供
給された発光中心原料を、この加熱板47上に滴下する
ことにより、急速に気化させてガス化させる。このガス
化した原料を反応炉40内に供給するためのキャリアガ
スとして、25〜100cc/min の流量の水素(H2)ガスを用い
た。この発光中心原料ガスを供給するために用いるキャ
リアガス流量の下限を25cc/minとしたのは、本実施例に
用いた MOCVD装置の能力上、この流量値以下では流量計
のばらつきのために原料の供給量がばらつく可能性があ
るからであり、発明の条件を特定するものではないが、
ばらつきを抑えるための好ましい値である。また上限を
100cc/min としたのは、この流量を越えて反応炉内に供
給すると、反応炉内に供給されている他のガスの流れを
乱すため、それを防ぐための推奨値である。
Next, a method of manufacturing the above-mentioned thin film EL element 100 will be described below. Further, the film thickness of each layer below is described with reference to the central portion thereof. (a) First, the first transparent electrode 12 was formed on the glass substrate 11. As the vapor deposition material, zinc oxide (ZnO) powder to which gallium oxide (Ga 2 O 3 ) was added and mixed and molded into a pellet was used, and an ion plating device was used as a film forming device. Specifically, the inside of the ion plating apparatus was evacuated while keeping the temperature of the glass substrate 11 constant. After that, argon (Ar) gas was introduced to keep the pressure constant, and the beam power and the high frequency power were adjusted so that the film formation rate was in the range of 6 to 18 nm / min. (b) Next, tantalum pentoxide was deposited on the first transparent electrode 12.
The first insulating layer 13 made of (Ta 2 O 5 ) was formed by the sputtering method. Specifically, the temperature of the glass substrate 11 was kept constant, a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O 2 ) was introduced into the sputtering apparatus, and film formation was performed with a high frequency power of 1 KW. (c) On the first insulating layer 13, zinc sulfide (ZnS) is used as a host material, and samarium (Sm) and chlorine (C
The zinc sulfide: samarium (ZnS: Sm, Cl) light emitting layer 14 added with l) was formed by using the MOCVD apparatus (schematic diagram) 400 shown in FIG. The actual arrangement of the nozzle 48 shown in FIG. 4 is such that the gas containing the emission center is diethylzinc (Z
It is located in the center of the n (C 2 H 5 ) 2 ) supply nozzle and the hydrogen sulfide (H 2 S) supply nozzle. The film-forming substrate in FIG. 4 was fixed to a susceptor with a temperature controller, and the temperature was controlled by feedback control using a thermocouple. (d) As a method for forming the light emitting layer, the glass substrate 11 is kept at a constant temperature, the inside of the film forming chamber is under a reduced pressure atmosphere, and then diethyl zinc (Zn (C 2 H 5 ) 2 ) is used by using a hydrogen carrier gas. To
At the same time, hydrogen sulfide (H 2 S) diluted with hydrogen was flowed to form a zinc sulfide (ZnS) thin film. (e) As a method of adding the luminescence center, first, powder (solid) samarium dipivaloyl methanide (Sm (C 11 H 19 O 2 ) 3 ), which is the luminescence center feed material, is added to tetrahydrofuran (organic solvent) It was dissolved in THF: C 4 H 8 O) to a concentration of 1.0 mol%, and this was filled in the raw material container 43. At this time, when samarium dipivaloyl methanide (Sm (C 11 H 19 O 2 ) 3 ) was added at a concentration of 5 mol% or more with respect to the organic solvent, tetrahydrofuran (THF: C 4 H 8 O), luminescence in the solvent Since the central raw material precipitates, the amount of addition in the film changes with respect to the number of times the light emitting layer is formed (the number of times the light emitting layer forming process is repeated for each lot).
On the contrary, if the concentration is less than 0.1 mol%, a large amount of organic solvent must be supplied in order to obtain a certain amount of the luminescent center material to be supplied onto the heating plate. This is because the heating plate is cooled by the supplied emission center raw material, so that the heating temperature cannot be kept constant, and the emission center raw material that has not been rapidly vaporized remains on the heating plate. This is because the supply amount of the raw material gas cannot be kept constant. (f) Next, hydrogen (H 2 ) is supplied to the container 43 filled with the emission center raw material through a flow meter (MFC) 44 for hydrogen (H 2 ) gas to push out the emission center raw material from the container 43, and vaporize the source material. The emission center raw material was transported to the chamber 42. At this time, the amount of the raw material pushed out from the emission center raw material container is measured by the liquid flow meter (MF
C) Measured by 45, in order to improve the accuracy of this flow rate, feedback control is performed from the liquid flow meter (MFC) 45 to the hydrogen (H 2 ) gas flow meter (MFC) 44 for pushing out the raw material. Then, the flow rate of the gas for extrusion was finely adjusted. A quartz plate heating plate 47 is installed on the heating heater 46 provided in the heating chamber.
The emission center raw material supplied into the vaporization chamber is maintained at a constant temperature in the range of 250 ° C. and dropped onto the heating plate 47 to be rapidly vaporized and gasified. Hydrogen (H 2 ) gas having a flow rate of 25 to 100 cc / min was used as a carrier gas for supplying the gasified raw material into the reaction furnace 40. The lower limit of the carrier gas flow rate used to supply the emission center raw material gas was set to 25 cc / min because of the capability of the MOCVD apparatus used in this example. It is because there is a possibility that the supply amount of will vary, and does not specify the conditions of the invention,
This is a preferable value for suppressing variations. Also the upper limit
The value of 100 cc / min is a recommended value to prevent the flow of other gas supplied into the reaction furnace when it is supplied into the reaction furnace at a flow rate exceeding this flow rate.

【0013】上記発光中心原料輸送方法を用いて発光層
薄膜中にサマリウム(Sm)を添加したときの、水素(H2)キ
ャリアガス流量に対する発光層薄膜中サマリウム(Sm)濃
度を図6に示した。この図6にて、○は従来製法におけ
る発光層薄膜中サマリウム(Sm)濃度の平均値を表し、●
は本発明の方法における発光層薄膜中サマリウム(Sm)濃
度の平均値を表したものである。また印の上ラインは、
ばらつきの最大値を示し、下のラインはばらつきの最小
値を示したものである。ここでいう従来品とは、発光中
心原料に粉体(固体)のジピバロイルメタン化サマリウ
ム(Sm(C11H19O2)3) を直接気化した原料ガスを用いて発
光層を成膜したものである。図6から明らかなように本
発明の方法により発光中心の添加量制御は著しく向上し
た。
FIG. 6 shows the samarium (Sm) concentration in the light emitting layer thin film with respect to the flow rate of hydrogen (H 2 ) carrier gas when samarium (Sm) is added to the light emitting layer thin film by using the above-mentioned luminescent center material transport method. It was In FIG. 6, ○ represents the average value of the samarium (Sm) concentration in the light emitting layer thin film in the conventional manufacturing method, and ●
Is the average value of the samarium (Sm) concentration in the light emitting layer thin film in the method of the present invention. The line above the mark is
The maximum value of the variation is shown, and the lower line shows the minimum value of the variation. The conventional product referred to here means that the luminescent layer is formed by using a raw material gas obtained by directly vaporizing powder (solid) samarium dipivaloyl methanide (Sm (C 11 H 19 O 2 ) 3 ) as the luminescent center raw material. It is a film. As is clear from FIG. 6, the control of the addition amount of the luminescent center was significantly improved by the method of the present invention.

【0014】(g) また上記配管類とは別に、ハロゲン元
素の原料ガスとして塩化水素(HCl) ガスを独立に配管を
設けて導入した。導入する塩化水素(HCl) は水素(H2)で
希釈されており、前記発光中心元素と同時に反応炉内に
導入した。 (h) 次に、上記発光層14上に、五酸化タンタル(Ta
2O5) から成る第二絶縁層15を上述の第一絶縁層13
と同様の方法で形成した。そして酸化亜鉛(ZnO) 膜から
成る第二透明電極16を、上述の第一透明電極12と同
様の方法により、第二絶縁層15上に形成した。
(G) In addition to the above-mentioned pipes, hydrogen chloride (HCl) gas as a source gas for the halogen element was introduced by providing an independent pipe. Hydrogen chloride (HCl) to be introduced was diluted with hydrogen (H 2 ) and was introduced into the reaction furnace at the same time as the emission center element. (h) Next, on the light emitting layer 14, tantalum pentoxide (Ta
2 O 5 ) and the second insulating layer 15 is replaced with the above-mentioned first insulating layer 13
It was formed in the same manner as. Then, the second transparent electrode 16 made of a zinc oxide (ZnO) film was formed on the second insulating layer 15 by the same method as the above-mentioned first transparent electrode 12.

【0015】形成した各層の膜厚は、第一、第二透明電
極12、16が 300nm、第一、第二絶縁層13、15が
400nm、発光層14が 800nmである。
The thickness of each layer formed is 300 nm for the first and second transparent electrodes 12 and 16 and 300 nm for the first and second insulating layers 13 and 15.
400 nm and the emission layer 14 is 800 nm.

【0016】実際に作製した試料において、1kHz の交
流電圧を使用し、しきい値電圧を60V超過した電圧を印
加したときの、発光輝度のばらつきを表したグラフを図
1に示す。図1において○印は発光輝度の平均値を表
し、上線は測定したEL素子の中で輝度が最も高かったも
の、下線は逆に最も輝度が低かったものの発光輝度を示
している。この図1において従来品とは、発光中心原料
に粉体のジピバロイルメタン化サマリウム(Sm(C11H
19O2)3) を用いて成膜した発光層を有するEL素子の、発
光輝度の素子間におけるばらつきを示したものである。
図1に示すように、本発明による方法を用いることによ
り、作製したEL素子における発光輝度のばらつきは減少
し、また再現性が著しく向上して、従来法に比べて高い
信頼性を有するEL素子を再現性良く作製することができ
る。
FIG. 1 is a graph showing variations in emission luminance when an alternating voltage of 1 kHz is used and a voltage exceeding the threshold voltage by 60 V is applied to the actually manufactured sample. In FIG. 1, the circle indicates the average value of the light emission luminance, the upper line indicates the highest luminance among the measured EL elements, and the lower line indicates the lowest emission luminance on the contrary. In FIG. 1, the conventional product is a powdered samarium dipivaloyl methanide (Sm (C 11 H
19 shows variations in emission luminance among EL elements having a light emitting layer formed using 19 O 2 ) 3 ).
As shown in FIG. 1, by using the method according to the present invention, variations in emission luminance of the manufactured EL element are reduced, reproducibility is remarkably improved, and an EL element having higher reliability than the conventional method is obtained. Can be manufactured with good reproducibility.

【0017】(実施例二)上記の方法とは異なるEL素子
の別の製造方法を示す。やはり MOCVD装置を用いる方法
であるが、原料ガスの供給方法が異なる。 (i) 第一透明電極、第一絶縁層、第二絶縁層、第二透明
電極については、実施例1に記載されている方法で制作
した。 (j) 次に硫化亜鉛(ZnS) を母体材料とし、発光中心とし
てサマリウム(Sm)を、またハロゲンとして塩素(Cl)を添
加した硫化亜鉛:サマリウム(ZnS:Sm:Cl) 発光層を MOC
VD法により形成した。具体的には、上記ガラス基板11
を一定温度に保持し、成膜室内を減圧雰囲気下にした
後、水素キャリアガスを用いてジエチル亜鉛(Zn(C
2H5)2) を、また同時に水素希釈した硫化水素(H2S) を
流し、硫化亜鉛(ZnS) 薄膜を図5に示す MOCVD装置(概
略図)500を用いて形成した。 (k) 発光中心の添加方法としては、本発明における実施
例1と同様に、発光中心供給原料である粉体(固体)の
ジピバロイルメタン化サマリウム(Sm(C11H19O2)3) を有
機溶媒であるテトラヒドロフラン(THF:C4H8O) に溶解さ
せ、原料容器53内に充填した。この原料容器53に水
素(H2)を送り込み原料を容器から押し出し、これを原料
気化室52に送り込んだ。このとき発光中心原料は液体
流量計55を介して原料気化室52に供給されており、
さらに前記液体流量計55で計測された流量はフィード
バック制御により原料容器53に送り込む水素(H2)流量
計54に出力されており、より高精度に流量を制御し
た。精度良く測定された発光中心原料は原料気化室52
に導入される前に水素(H2)キャリアガス中に噴射器58
にて噴射した。噴射された発光中心原料を含んだ水素(H
2)ガスは原料気化室52内に送られ、温度一定に保たれ
た石英製の加熱板57上に噴霧して急速気化し、さらに
気化したガスを輸送するために水素(H2)キャリアガスラ
インを上記水素(H2)キャリアガスラインとは別に設け、
この水素(H2)キャリアガスにて反応炉50内に導入し
た。また反応炉50内にジエチル亜鉛(Zn(C2H5)2) ガス
および水素希釈した硫化水素(H2S) ガスと同時に供給し
た。さらに上記記載の発光中心と同時に、かつ他のガス
とは独立した系にて水素(H2)希釈した塩化水素(HCl) ガ
スを反応炉50内に供給した。
Example 2 Another method of manufacturing an EL element different from the above method will be described. This is also a method using MOCVD equipment, but the method of supplying the raw material gas is different. (i) The first transparent electrode, the first insulating layer, the second insulating layer, and the second transparent electrode were manufactured by the method described in Example 1. (j) Next, a zinc sulfide: samarium (ZnS: Sm: Cl) light emitting layer containing zinc sulfide (ZnS) as a base material, samarium (Sm) as an emission center, and chlorine (Cl) as a halogen was added to the MOC layer.
It was formed by the VD method. Specifically, the glass substrate 11
Is maintained at a constant temperature and the inside of the film forming chamber is under a reduced pressure atmosphere, and then hydrogen zinc gas is used to remove diethyl zinc (Zn (C
2 H 5 ) 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) diluted with hydrogen at the same time were made to flow, and a zinc sulfide (ZnS) thin film was formed using the MOCVD apparatus (schematic diagram) 500 shown in FIG. (k) As a method for adding the luminescence center, as in Example 1 of the present invention, powder (solid) samarium dipivaloyl methanide (Sm (C 11 H 19 O 2 )) as a luminescence center supply material is used. 3 ) was dissolved in tetrahydrofuran (THF: C 4 H 8 O), which is an organic solvent, and the raw material container 53 was filled. Hydrogen (H 2 ) was sent to the raw material container 53, the raw material was pushed out of the container, and this was sent to the raw material vaporization chamber 52. At this time, the emission center raw material is supplied to the raw material vaporization chamber 52 via the liquid flow meter 55,
Further, the flow rate measured by the liquid flow meter 55 is output to the hydrogen (H 2 ) flow meter 54 fed into the raw material container 53 by feedback control, and the flow rate is controlled with higher accuracy. The emission center raw material measured with high precision is the raw material vaporization chamber 52.
Before being introduced into the injector (58) into the hydrogen (H 2 ) carrier gas.
It was jetted at. Hydrogen (H
2 ) The gas is sent into the raw material vaporization chamber 52, sprayed on a quartz heating plate 57 kept at a constant temperature to be rapidly vaporized, and a hydrogen (H 2 ) carrier gas for transporting the vaporized gas. A line is provided separately from the above hydrogen (H 2 ) carrier gas line,
This hydrogen (H 2 ) carrier gas was introduced into the reaction furnace 50. Further, diethyl zinc (Zn (C 2 H 5 ) 2 ) gas and hydrogen-diluted hydrogen sulfide (H 2 S) gas were simultaneously supplied into the reaction furnace 50. Further, hydrogen chloride (HCl) gas diluted with hydrogen (H 2 ) was supplied into the reaction furnace 50 simultaneously with the emission center described above and in a system independent of other gases.

【0018】上記実施例二の方法にて作製した場合、水
素(H2)キャリアガス流量に対する発光層薄膜中サマリウ
ム(Sm)濃度の制御性は、発光層薄膜中サマリウム(Sm)濃
度が0.2 at%以下の濃度に制御する場合には、実施例一
で作製したものに比べて高輝度なEL素子を再現性良く実
現することができた。
When manufactured by the method of Example 2 above, the controllability of the samarium (Sm) concentration in the light emitting layer thin film with respect to the hydrogen (H 2 ) carrier gas flow rate was as follows: When the concentration was controlled to be not more than%, it was possible to realize an EL element having high brightness with good reproducibility as compared with the one manufactured in Example 1.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例一に係るエレクトロルミネッセ
ンス素子の発光輝度の素子間でのばらつきを従来法と比
較して示した説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a variation in emission luminance between elements of an electroluminescence element according to Example 1 of the present invention, as compared with a conventional method.

【図2】本発明の実施例一に係るエレクトロルミネッセ
ンス素子の縦断面を示した模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a vertical cross section of an electroluminescence element according to Example 1 of the present invention.

【図3】従来のエレクトロルミネッセンス素子の縦断面
を示した模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a vertical cross section of a conventional electroluminescence element.

【図4】本発明の実施例一に係るエレクトロルミネッセ
ンス素子の発光層を形成するために用いる有機金属気相
成長(MOCVD) 装置の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) apparatus used for forming a light emitting layer of an electroluminescence device according to Example 1 of the present invention.

【図5】本発明の実施例二に係るエレクトロルミネッセ
ンス素子の発光層を形成するために用いる有機金属気相
成長(MOCVD) 装置の概略図である。
FIG. 5 is a schematic view of a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) apparatus used for forming a light emitting layer of an electroluminescence device according to Example 2 of the present invention.

【図6】本発明の実施例一に係るエレクトロルミネッセ
ンス素子の水素(H2)キャリアガス流量に対する発光層薄
膜中サマリウム(Sm)濃度との関係図である。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the hydrogen (H 2 ) carrier gas flow rate and the samarium (Sm) concentration in the light emitting layer thin film of the electroluminescence device according to Example 1 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、100 EL素子(エレクトロルミネッセンス素
子) 1、11 ガラス基板(絶縁性基板) 2、12 第一透明電極(第一電極) 3、13 第一絶縁層 4、14 発光層 5、15 第二絶縁層 6、16 第二透明電極(第二電極) 44、54 流量計(MFC、マスフローコントローラ) 45、55 液体用流量計 400、500 有機金属気相成長(MOCVD) 装置
10, 100 EL element (electroluminescence element) 1, 11 Glass substrate (insulating substrate) 2, 12 First transparent electrode (first electrode) 3, 13 First insulating layer 4, 14 Light emitting layer 5, 15 Second insulating Layers 6 and 16 Second transparent electrode (second electrode) 44 and 54 Flowmeter (MFC, mass flow controller) 45 and 55 Liquid flowmeter 400 and 500 Metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一電極、第一絶縁層、発光層、第二絶
縁層及び第二電極を、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順次積層したエレクトロルミネ
ッセンス素子の製造方法であって、 前記発光層の母体材料となる、亜鉛化合物ガスまたはア
ルカリ土類金属化合物ガスの何れか一方と、硫黄化合物
ガスまたはセレン化合物ガスの何れか一方とを反応炉内
で反応させ、さらに前記母体材料中で発光中心となる発
光中心原料およびハロゲン元素を添加してなる発光層を
気相成長で形成する際に、前記発光中心原料を有機溶媒
に溶解した有機金属発光中心原料を、高温に設定された
加熱体に滴下または噴射して急速気化し、発光中心原料
のガスとして前記反応炉内に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。
1. A manufacturing method of an electroluminescence device, in which a first electrode, a first insulating layer, a light emitting layer, a second insulating layer and a second electrode are sequentially laminated with at least a material on the light extraction side being optically transparent. A method, which is a base material of the light-emitting layer, is reacted with either a zinc compound gas or an alkaline earth metal compound gas and either a sulfur compound gas or a selenium compound gas in a reaction furnace, Furthermore, when forming a light-emitting layer obtained by adding a luminescent center raw material and a halogen element to be the luminescent center in the host material by vapor phase growth, an organometallic luminescent center raw material obtained by dissolving the luminescent center raw material in an organic solvent, Manufacture of an electroluminescence device characterized in that it is dripped or injected into a heating body set to a high temperature to be rapidly vaporized and supplied as a gas of a luminescence center raw material into the reaction furnace. Law.
【請求項2】 上記請求項1に記載の高温に設定される
加熱体は、前記有機溶媒の沸点以上かつ前記有機金属発
光中心原料の分解温度未満の温度であることを特徴とす
る請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製
造方法。
2. The heating element set to a high temperature according to claim 1, wherein the temperature is equal to or higher than the boiling point of the organic solvent and lower than the decomposition temperature of the organic metal luminescence center raw material. A method for manufacturing the electroluminescent element according to 1.
【請求項3】 上記請求項1に記載の発光層を形成する
原料ガスである亜鉛化合物ガスまたはアルカリ土類金属
化合物ガス、硫黄化合物ガスまたはセレン化合物ガス、
発光中心となる物質およびハロゲン元素の原料ガスは、
全て別々に反応炉内に供給することを特徴とする請求項
1に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
3. A zinc compound gas or an alkaline earth metal compound gas, a sulfur compound gas or a selenium compound gas, which is a raw material gas for forming the light emitting layer according to claim 1.
The source gas of the substance that becomes the emission center and the halogen element is
The method for manufacturing an electroluminescent element according to claim 1, wherein all of them are separately supplied into the reaction furnace.
JP5347402A 1993-12-25 1993-12-25 Manufacture of electroluminescence element Pending JPH07192872A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5347402A JPH07192872A (en) 1993-12-25 1993-12-25 Manufacture of electroluminescence element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5347402A JPH07192872A (en) 1993-12-25 1993-12-25 Manufacture of electroluminescence element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07192872A true JPH07192872A (en) 1995-07-28

Family

ID=18389982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5347402A Pending JPH07192872A (en) 1993-12-25 1993-12-25 Manufacture of electroluminescence element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07192872A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5496582A (en) Process for producing electroluminescent device
US5773085A (en) Method of manufacturing ternary compound thin films
JPS5992905A (en) Manufacture of inorganic matter
JP2000138094A (en) MANUFACTURE OF PBX (X/S OR Se) THIN FILM, AND ELECTRO- LUMINESCENT ELEMENT CONTAINING PBX AND ITS MANUFACTURE
US5834053A (en) Blue light emitting thiogallate phosphor
US20040106222A1 (en) Method of forming a semiconductor phosphor layer by metalorganic chemical vapor deposition for use in light-emitting devices
US20090298225A1 (en) Doped Metal Oxide Films and Systems for Fabricating the Same
KR101665450B1 (en) A light emitting element having quantum dot of indium-gallium metal nitride and a manufacturing method of the same, and a light emitting device using the same
EP0342063B1 (en) Process for preparing an electroluminescent film
US6004618A (en) Method and apparatus for fabricating electroluminescent device
US5372839A (en) Process for preparing an electroluminescent film
JPH07192872A (en) Manufacture of electroluminescence element
US4981712A (en) Method of producing thin-film electroluminescent device using CVD process to form phosphor layer
JP3564737B2 (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus for electroluminescent element
JP3735949B2 (en) Blue light emitting material, EL device using the same, and method for producing the same
JPH0674416B2 (en) Fluorescent material thin film manufacturing method and manufacturing apparatus
JP2900814B2 (en) Method and apparatus for manufacturing electroluminescent element
Kanehisa et al. Effects of crystallinity on the luminescence of ZnS: Tb, P powder and film
JP2857624B2 (en) Method for manufacturing electroluminescent element
JP3543414B2 (en) Electroluminescence device and method of manufacturing the same
JP2537527B2 (en) Method for manufacturing thin film EL element
JP3584574B2 (en) EL element and manufacturing method thereof
US5569486A (en) Electroluminescence element and process for fabricating same
JPH056792A (en) Manufacture of phosphor thin film
JP2650635B2 (en) Method for producing II-VI compound semiconductor thin film