JPH0322391A - カラーｅｌ素子の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種ディス・プレイデバイス等に通用されるカ
ラーＥＬ素子の製法、特にＥＬ発光層の形成力法に関す
る。

〔従来技術およびその問題点〕

本出願人は先に特願昭６３−１２８２９１号において、
ＥＬ素子の発光層を形成するに際し、ＺｎＳ系母材が有
機亜鉛化合物および有機硫黄化合物（エチルメル　カブ
タンまたはメチルメルカブタン）を、マンガンドープ剤
が有機マンガン化合物（ジシクロベンタジエニルマンガ
ン）ヲ夫々原料として、いわゆる有機金属化合物化学的
気相成長法Ｃ　ＭＯＣＶＤ法という）により形或するこ
とを提唱した． 前記マンガンドープ剤は黄色系単色発光を与えるもので
あるが、多色彩色性が要求される近年の趨勢においては
、各種色調を与えるドープ剤が必要であり、それらはＴ
ｂＦ．　（緑色）　、ＳａＦ３（赤橙色）　、ＴｖｂＦ
ｓ　（青色）　、ＣｅＦ４（青色）　、ＰｒＦ，（白色
）　、ＢｕＦｔ　（赤色）　、ＥｒＦｓ　（緑色）　、
ＮｄＦ，（橙色）等に例示されるように希土類フッ化物
が多く用いられる。

前記希土類フン化物を含む発光層を形或する例として、
真空蒸着法（例えば特開昭６３−２２４１８５号）、ス
パッタリングあるいはイオンプレーティング法（例えば
特開昭６３−２３０８６９号）等物理的手段による方法
が公知である。

またＺｎＳ源として有機金属化合物を用いたＭＯＣＶＤ
法により発光層を形或するに際し、反応室内に希土類フ
ン化物原料を収容したルツボを配Ｌ７、該ルツボを加熱
して当該原料を間接的に加熱、蒸着させることも知られ
るところである。

前記イオンプレーティング法あるいは電子ビーム蒸着法
においてはクラスターを形成し易く、数μｍないし１０
μｍの欠陥が生じ、またドープ剤の均一分散が困難で発
光効率、輝度を悪化させるという欠点がある。また、ス
パッタリング法による場合、スバッタガスが膜中に混入
し易い、或膜が安定せず膜むらが生じ易い、ターゲット
の二次電子が発生し、それが膜を損傷し易い、ターゲッ
トが変質し易い等の問題がある．他方、ＭＯＣＶＤ法で
間接加熱蒸着を併用する例では発光層中にドープ剤を均
一かつ適量分散させるのが困難であり、特に大面積ＥＩ
Ｊ子において輝度むらを生じ易い等の点において不具合
がある。

本発明は、前記本出願人の出願に係る特願昭６３−１２
８２９１号におけるマンガンドープ剤に替え、希土類フ
ッ化物ドープ剤を採用し、有機希土類化合物およびフッ
化物を原料ガスとして含むＭＯＣＶＤ法によりＥＬ発光
層を形成させることにより、前記問題点を解消するよう
にしたもので、ＥＬ発光層の結晶性、結晶配向性がよく
、ドープ剤の発光層中での均一分散性に優れ、その混入
量を正確にｆｉ１御でき、したがって発光効率の高いＥ
Ｌ素子を製造する方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は基板にＺｎＳ系母材と希土類フッ化物系ドープ
剤からなるＥＬ発光層を含む多層膜を積層したＥＬ素子
において、前記ＥＬ発光層の形或に際し、ＺｎＳ系母材
は有機亜鉛化合物および有機硫黄化合物を、希土類フッ
化物系ドープ剤は、有機希土類化合物および有機フッ化
物またはフッ化水素酸を夫々原料ガスとして、化学的に
気相戒長せしめるようにしたカラーＥＬ素子の製法から
なる。

前記有機亜鉛化合物として、ジメチル亜鉛、ジエチル亜
鉛等、有機硫黄化合物としてメチルメルカブタン、エチ
ルメルカブタン、ジエチル硫黄、ジエチル硫黄、二硫化
炭素等、好適にはメチルメルカブタンまたはエチルソル
カブタン、有機希土類化合物としては希土類のペンタジ
エニル化合物等、フッ素化合物としてはフロン、フッ化
水素酸等を採用できる。

これｔらはガス状態において、水素等のキャリアガス中
に制御しつつ混入し加熱基板上に沈着せしめる。

〔実施例〕

以下添付の図面に基づき本発明を詳述する。

第２図はＥＬ素子の側断面図を示し、１は無アルカリガ
ラス等よりなる透明な基板であり、２は例えばＳｎｕｇ
よりなる透明な電極で、有機スズ化合物とフッ素化合物
を含む加熱蒸気を原料として化学的気相戒長法（ＣＶＤ
法）により膜形成？電極とする。

３は１例としてＳｉ３Ｎ．およびＳｉＯ■よりなる複層
絶縁層で、Ｓｔｕ４ガスとＮ２ガス、ＳｉＨ．ガスと０
８ガスを原料とし、放電化学反応を利用したプラズマＣ
ＶＤ法により積層形或する．その上に後述するようにＭ
ＯＶＣＤ法によりＥＬ発光層４を形成する。

５は前記絶縁層３同様の第２絶縁層であり、前記同様の
方法で形成し、その上に背面電極６通例Ａ１電極をスパ
ッタリング法により形成する． ＥＬ素子はこのようにして形成するが、通常これら多層
膜２〜６を覆って樹脂あるいはガラス等よりなる保護膜
（図示せず）を設けて、外気中の湿分、有害威分から保
護する。

第１図はＥＬ素子におけるＥＬ発光層４をＭＯＣＶＤ法
により形或するシステムを示す概略図であり、反応室７
内には電極（例Ｓｎｕｇ厚み２００ｎｍ）　、絶縁層（
例ＳｉＪａ＋ＳｉＯ＝，厚み夫々３００ｎｍ　，　５０
ｎｍ）を積層した透明な基板１を配置し、該基板１は抵
抗加熱線条８等の手段により加熱できるようにし、また
反応室７は真空ポンブ９により減圧真空制御できるよう
にする。

他方、ジエチル亜鉛（Ｚｎ（ＣＪｓ）　ｔ）１０、メチ
ル力プタン（ＣＨ３ＳＨ　）　１１、希土類の一例とし
てトリシクロベンダジエユルテルビウム（（ｃａｎｓ）
ｓｒｂ）１２、フロン例えばトリフルオルブロムメタン
（ＣＢｒｈ）ガス１３は水ＩＡ　（ｌあるいはアルゴン
（Ａｒ）１４をキャリアガスとしてそれぞれ導入管１５
、１６により反応室７内に送入するようにする．しかし
て、反応室内７を圧力４　Ｔｏｒｒにコントロールし、
基板１の温度を４８０℃位として、キャリアガス（Ｈ．
あるいはＡｒ）　１４とともにジエチル亜鉛２　ＸＩＯ
−’ｍｏｌ／ｗｉｎ　，メチルメルカプタンＩ　ＸＩＯ
−’＋ｍｏｌ／鴎ｘｎｓ｝リシクロベンタジエニルテノ
レビウムＩ　ＸＩＯ−’ｗ＋ｏｌ／ｓｉｎ　，フロンＩ
ＸＩＯ−’ｍｏｌ／ｗｉｎ程度を導入することによりＺ
ｎＳ：↑ｂ，Ｆ（ドーピング量２ａｔｍχ）よりなる厚
み５００ｎ−の発光層４を形成せしめる。

以降前記した手段、方法で絶縁層５、背面Ａｌ電極（厚
み２００ｎｍ）　６を形成することによりＥＬ素子が完
威する． 本実施例と対比し、ＥＬ発光層をスパッタリング法によ
り形成し、他の膜形戒条件は実施例と同一としてＥＬ素
子（比較例）を作威した。なおＥＬ発光層は反応室内に
不活性ガス（＾ｒ）を供給し、ターゲフトとしてＺｎＳ
およびＴｂＦ，を用い、基板温度５００℃に加熱下スパ
ッタリングすることによりＺｎＳ：Ｔｂ．　Ｆ（ドーピ
ング量２ａｔｓχ、厚み５００ｎｍ）を得た． 実施例のＥＬ発光層はＸ線回折および電子顕微鏡観察に
よれば、結晶性、結晶配向性に優れており、ちなみに第
３図は実施例Ａと比較例ＢのＥＬ発光層のＸ線回折パタ
ーンを示したグラフであるが、該図からも明らかなよう
に実施例Ａは回折ピークの立上りが急峻でより大きな強
度を示す． また実施例の表示体はパネル全面にわたり強く均一な発
光輝度を呈しており、ドープ剤の均一な分散が伺えたが
、比較例のものは発光輝度も弱く、若干の輝度むらが観
察された．〔発明の効果〕 本発明によればＥＬ発光層の結晶性、結晶配向性がよく
、ドープ剤が均一に分散され、その混入量も正確に＠御
でき、したがって発光効率の高いＥＬ素子が得られると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はＥＬ発光層の形成システムを示す概略図、第２
図はＥＬ素子の側断面図、第３図はＥＬ発光層のＸ線パ
ターンを示すグラフである．１−一一一基板　７−一一
〜反応室 第１図 ８ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）　基板にＺｎＳ系母材と希土類フッ化物系ドー
   プ剤からなるＥＬ発光層を含む多層膜を積層したＥＬ素
   子において、前記ＥＬ発光層の形成に際し、ＺｎＳ系母
   材は有機亜鉛化合物および有機硫黄化合物を、希土類フ
   ッ化物系ドープ剤は、有機希土類化合物および有機フッ
   化物またはフッ化水素酸を夫々原料ガスとして、化学的
   に気相成長せしめるようにしたことを特徴とするカラー
   ＥＬ素子の製法。