JPS59181486A - エレクトロルミネツセンス素子 - Google Patents
エレクトロルミネツセンス素子Info
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- JPS59181486A JPS59181486A JP58055779A JP5577983A JPS59181486A JP S59181486 A JPS59181486 A JP S59181486A JP 58055779 A JP58055779 A JP 58055779A JP 5577983 A JP5577983 A JP 5577983A JP S59181486 A JPS59181486 A JP S59181486A
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- Japan
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- light
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- amorphous silicon
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）に
係り、発光層と注入電極の界面の構成に関する。
係り、発光層と注入電極の界面の構成に関する。
従来のエレクトロルミネッセンス素子（Ｅｌ’ｌ−）に
おいては、基板上にＺｎ５ｅ：Ｍｎ発光層を形成し、こ
の発光層に注入電極として）ｌを直接蒸着して形成した
ものがあるが、直流駆動型ＥＬ累子においては、発光層
と注入電極の界面が素子特性に極めて太き々影響を与え
るものである。このため注入電極として傷つき難いこと
、酸化されにくいこと、発光層からはがれ難いこと、さ
らに発光層に電子を注入し易いことが望まれるが、Ａｔ
電極はこれらの条件を満足させるには不適当であった。
おいては、基板上にＺｎ５ｅ：Ｍｎ発光層を形成し、こ
の発光層に注入電極として）ｌを直接蒸着して形成した
ものがあるが、直流駆動型ＥＬ累子においては、発光層
と注入電極の界面が素子特性に極めて太き々影響を与え
るものである。このため注入電極として傷つき難いこと
、酸化されにくいこと、発光層からはがれ難いこと、さ
らに発光層に電子を注入し易いことが望まれるが、Ａｔ
電極はこれらの条件を満足させるには不適当であった。
本発明は上述の問題に鑑み、基板上に発光中心となる活
性物質を添力１した発光層を形成し、この発光層上に
゛ アモルファデスリコン膜を介して注入電極を形成し、微
結晶相を含むアモルファスシリコン膜が硬くて傷つきに
くいこと、はがれにくいことから製作上の歩留Ｄ’に向
上芒せ、また酸化しにくいことから素子の寿命を長くし
、さらにアモルファスシリコンの電子親和力が発光層の
それに近く発光層に効率よく電子を注入し得ることがら
ＥＬ素子特性を改善しようとするものである。
性物質を添力１した発光層を形成し、この発光層上に
゛ アモルファデスリコン膜を介して注入電極を形成し、微
結晶相を含むアモルファスシリコン膜が硬くて傷つきに
くいこと、はがれにくいことから製作上の歩留Ｄ’に向
上芒せ、また酸化しにくいことから素子の寿命を長くし
、さらにアモルファスシリコンの電子親和力が発光層の
それに近く発光層に効率よく電子を注入し得ることがら
ＥＬ素子特性を改善しようとするものである。
本発明は基板上に活性物質を添カロした発光層を形成し
、この発光層上に粒斗這→ピたム止血÷蟲煮ａ−Ｊｈ媚
−４−４ｉｉＡｔアモルファスシリコン膜を介して注入
電極を形成し、１−ｋＪ＆−＠−４葉−４！アモルファ
スデスコン臆の介在によシ発光層と注入電極間の界面効
果を向上させるものである。
、この発光層上に粒斗這→ピたム止血÷蟲煮ａ−Ｊｈ媚
−４−４ｉｉＡｔアモルファスシリコン膜を介して注入
電極を形成し、１−ｋＪ＆−＠−４葉−４！アモルファ
スデスコン臆の介在によシ発光層と注入電極間の界面効
果を向上させるものである。
本発明の一実施例を第１図ない（〜第３図について説明
する。
する。
ガラス基板（］）上に、厚さ０．２ＡｍのＩＴＯ（■ｎ
２ｏ３゜Ｓ ｎ Ｏ２）透明電極（２）、分子線エピタ
キシャル法（ＭＥＢ法）による厚さ０．４μｍで活性物
質として０１％のＭｎがドーグされたＺｎ５ｅよりなる
発光層（３）、プラズマＣＶＤ法による厚さ０．０３
Ｊｉｍ ｓ粒径５０〜２００スの微結晶相を含むアモル
ファスシリコン膜（４）、蒸着による厚さ０．３μｍの
Ａｔ注入−極（５）が１１［次形成されている。発光層
（３）としてけＺｎ５ｅの他に■〜■族の化合物ＺｎＳ
、 ＣｄＳ等が用いられる。活性物質としては、Ｍｎ
の他に、Ｃｒ、 Ｔｂ、 Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ等が用
いられる。甘だ注入電極（５）と１７では、Ａｔの他に
Ｔｉ、 Ｎｉ −Ｃｒ等の金ｒＡ電極やＩＴＯ透明電極
が用いられる場合もある。
２ｏ３゜Ｓ ｎ Ｏ２）透明電極（２）、分子線エピタ
キシャル法（ＭＥＢ法）による厚さ０．４μｍで活性物
質として０１％のＭｎがドーグされたＺｎ５ｅよりなる
発光層（３）、プラズマＣＶＤ法による厚さ０．０３
Ｊｉｍ ｓ粒径５０〜２００スの微結晶相を含むアモル
ファスシリコン膜（４）、蒸着による厚さ０．３μｍの
Ａｔ注入−極（５）が１１［次形成されている。発光層
（３）としてけＺｎ５ｅの他に■〜■族の化合物ＺｎＳ
、 ＣｄＳ等が用いられる。活性物質としては、Ｍｎ
の他に、Ｃｒ、 Ｔｂ、 Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ等が用
いられる。甘だ注入電極（５）と１７では、Ａｔの他に
Ｔｉ、 Ｎｉ −Ｃｒ等の金ｒＡ電極やＩＴＯ透明電極
が用いられる場合もある。
基板（ｉ）上に分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ）によ
シ発光層（３）を形成する方法を第２図について説明す
る。
シ発光層（３）を形成する方法を第２図について説明す
る。
この成長装置自体は周知のものであって、超高真空ペル
ジャー（７）内に基板（１）を配置して、成長すべき薄
膜の構成元素単位Ｚｎ、 Ｓｓ、 Ｍｎ、 Ｇａを個々
に分子線発生用セル（８） （９）０１α℃中にチャー
ジし、各セル（８） （９）α１０つからの分子ビーム
を基板（１）に照射して成長を行うものである。各セル
（８） （９）αＯ眞の周囲は液体窒素のシュラウドα
つで囲まれ、冷却されており、成長中に周囲から不要な
蒸気が発生するのが防がれている。（至）はシャッタで
あシ、外部からの操作で所用期間のみ基板（１）上への
分子線成長を実施できるように構成されている。基板（
１）は例えば０．２μｍ厚さのＩＴＯ被覆ガラス基板で
あシ、分子線成長装置内でｔまヒータが付設され温度ｆ
ｌｉ’ｌ ｆｌｌｌされた基板ホルダα棒上に設置され
る。本実雄側では成長中の基板（１）の幅度は５３０℃
に保たれ、下層にＺｎ５ｅ −Ｇａバッファ層を有する
ＺｎＳｅ−Ｍｎ発光層（３）の成長が行われる。分子線
セル（８） （９） （１０（１１）中にはそれぞれＺ
ｎ、 Ｓｅ、 Ｍｎ、 Ｇａが元素単体で配置され、各
々独立に付設されたヒータによって温度制御がなされ、
Ｚｎセル（８）は３４０℃、Ｓｓナセル９）は１６０〜
１７０℃、Ｍｎセルα０は６００℃、Ｇａセル０］）は
５５０℃に保たれている。成長中のペルジャー（７）内
の真空度は望ましくは１０ Ｔｏｒｒ程度以下である
が〜 ＩＱ Ｔｏｒｒ程度でもよい。
ジャー（７）内に基板（１）を配置して、成長すべき薄
膜の構成元素単位Ｚｎ、 Ｓｓ、 Ｍｎ、 Ｇａを個々
に分子線発生用セル（８） （９）０１α℃中にチャー
ジし、各セル（８） （９）α１０つからの分子ビーム
を基板（１）に照射して成長を行うものである。各セル
（８） （９）αＯ眞の周囲は液体窒素のシュラウドα
つで囲まれ、冷却されており、成長中に周囲から不要な
蒸気が発生するのが防がれている。（至）はシャッタで
あシ、外部からの操作で所用期間のみ基板（１）上への
分子線成長を実施できるように構成されている。基板（
１）は例えば０．２μｍ厚さのＩＴＯ被覆ガラス基板で
あシ、分子線成長装置内でｔまヒータが付設され温度ｆ
ｌｉ’ｌ ｆｌｌｌされた基板ホルダα棒上に設置され
る。本実雄側では成長中の基板（１）の幅度は５３０℃
に保たれ、下層にＺｎ５ｅ −Ｇａバッファ層を有する
ＺｎＳｅ−Ｍｎ発光層（３）の成長が行われる。分子線
セル（８） （９） （１０（１１）中にはそれぞれＺ
ｎ、 Ｓｅ、 Ｍｎ、 Ｇａが元素単体で配置され、各
々独立に付設されたヒータによって温度制御がなされ、
Ｚｎセル（８）は３４０℃、Ｓｓナセル９）は１６０〜
１７０℃、Ｍｎセルα０は６００℃、Ｇａセル０］）は
５５０℃に保たれている。成長中のペルジャー（７）内
の真空度は望ましくは１０ Ｔｏｒｒ程度以下である
が〜 ＩＱ Ｔｏｒｒ程度でもよい。
次に以上のようにして基板（１）上に形成された発光層
（３）上に粒径５０〜２００Ｘの微結晶相を含むアモル
ファスシリコン膜（４）全プラズマＣＶＤ法によつて形
成、する方法を第３図によって説明する。
（３）上に粒径５０〜２００Ｘの微結晶相を含むアモル
ファスシリコン膜（４）全プラズマＣＶＤ法によつて形
成、する方法を第３図によって説明する。
αυは反応室、Ｈαηは反応室（２）内に対設されたア
ノードとカソードで、アノードα０には発光層（３）が
形成された基板（１）が設けられヒータ０杓で加熱され
るようになっている。またカソード０″／）には電源θ
功が接続され旨周波パワーが容量結合で供給されている
。はめはＳｌ：Ｈガス管で途中に流量調整弁り１）を介
して５ＩＲ４ガス源（イ）よシ導出され、反応室αυに
導入されている。また、Ｓｌ：Ｉ（ガス管（イ）の途中
には、途中に流量調整弁（ハ）を有り、 ＰＨ，ガス源
（ハ）よシ導出テしたＨ２ガス管（ハ）が連結されてい
る。
ノードとカソードで、アノードα０には発光層（３）が
形成された基板（１）が設けられヒータ０杓で加熱され
るようになっている。またカソード０″／）には電源θ
功が接続され旨周波パワーが容量結合で供給されている
。はめはＳｌ：Ｈガス管で途中に流量調整弁り１）を介
して５ＩＲ４ガス源（イ）よシ導出され、反応室αυに
導入されている。また、Ｓｌ：Ｉ（ガス管（イ）の途中
には、途中に流量調整弁（ハ）を有り、 ＰＨ，ガス源
（ハ）よシ導出テしたＨ２ガス管（ハ）が連結されてい
る。
そしてＳ Ｉ Ｈａガス源（ハ）からのガス金調量調整
弁０１）を経て反応室０ｉへ導入するに際し、これをｎ
型にするために、ＰＨ５ガス源（ハ）より流量調整弁（
ハ）を介ｌ〜でＰＨ３ガスを微量に添加する。発光層（
３）に粒径５０＝２００．ｇの微結晶相を含むアモルフ
ァスシリコンの膜（４）を成長烙せるための標準釣力条
件は、放電時全圧］ Ｔｏｒｒ 、ガヌ流量は５ｉＨ４
１ｃｃ／ｍｉｎ 。
弁０１）を経て反応室０ｉへ導入するに際し、これをｎ
型にするために、ＰＨ５ガス源（ハ）より流量調整弁（
ハ）を介ｌ〜でＰＨ３ガスを微量に添加する。発光層（
３）に粒径５０＝２００．ｇの微結晶相を含むアモルフ
ァスシリコンの膜（４）を成長烙せるための標準釣力条
件は、放電時全圧］ Ｔｏｒｒ 、ガヌ流量は５ｉＨ４
１ｃｃ／ｍｉｎ 。
Ｈ２２０ｃｃ／ｍｌｎで、ドーピング−Ｉ ＰＨ３／５
ＩＨ４け０２チ、パワー８０Ｗ１基板（１）の温度２５
０℃１５分で厚さ３００Ｘのアモルファスシリコン［（
４）が成長する。このアモルファスシリコン膜（４）ハ
粒径５０〜２００スの微結晶相を含む。基板（］）の温
度を更に高くすると粒径は大きく々るがアモルファス相
を含まない多結晶になる。
ＩＨ４け０２チ、パワー８０Ｗ１基板（１）の温度２５
０℃１５分で厚さ３００Ｘのアモルファスシリコン［（
４）が成長する。このアモルファスシリコン膜（４）ハ
粒径５０〜２００スの微結晶相を含む。基板（］）の温
度を更に高くすると粒径は大きく々るがアモルファス相
を含まない多結晶になる。
次にこのアモルファスシリコン膜（４）上に蒸着により
０．３μｍのＡｌ注入電５極（５）を形成する。
０．３μｍのＡｌ注入電５極（５）を形成する。
第４図は他の実施例を示し、基板（１）がＧａＡｓの単
結晶よシなるものである。この場合は透明電極（２）を
省くことが出来る。他の構成は第１図に示す実施例と同
様である。
結晶よシなるものである。この場合は透明電極（２）を
省くことが出来る。他の構成は第１図に示す実施例と同
様である。
以」二の↓うにして形成された素子の電極（２）（５）
間又はＧａＡｓ基板（１）と電極（５）間に直流駆動電
圧を印加することにより、発光層（３）を発光させるこ
とができる。
間又はＧａＡｓ基板（１）と電極（５）間に直流駆動電
圧を印加することにより、発光層（３）を発光させるこ
とができる。
この際、アモルファスシリコンの電子親和力が３、９３
ｅＶ、で発光Ｍ（３）のＺｎ５ｅの電子親和力４．０
９ｅＶに近いことから、界面での障壁が低く々す、発光
層（３）に効率よく電子を注入することが出来る。
ｅＶ、で発光Ｍ（３）のＺｎ５ｅの電子親和力４．０
９ｅＶに近いことから、界面での障壁が低く々す、発光
層（３）に効率よく電子を注入することが出来る。
発光層（３）がＺｎＳ 、 ＣｄＳの場合も夫々の電子
層、和力は、３．９ ｅＶ、 ４．ＯｅＶと何れもアモ
ルファスシリコンのそれに近く同様の効果が得られる。
層、和力は、３．９ ｅＶ、 ４．ＯｅＶと何れもアモ
ルファスシリコンのそれに近く同様の効果が得られる。
本発明によれは、基板上に発光中心となる活性物質を添
加した発光層を形成し、この発光層上に゛ −会
アモルファ スシリコン膜を介して注入電極を形成したから、ａ繰基
春毒傘老アモルフデスシリコンｉ Ｕ １１％ 極に比
べて硬くて傷つき難く、かつはがれ難いことから、製作
上の歩留りを向上させることが出来、またＡｔ電極と比
べて酸化し難いことから素子の長寿命化をはかることが
出来る。さらに、アモルファスシリコンの電子親和力が
発光層のそれと近いため界面での障壁が低くなシ発光層
に効率よく電子を注入することが出来ることから、従来
のものに比べてしきい値電圧が下り、安定かつ高輝度の
発光を得ることが出来る。
加した発光層を形成し、この発光層上に゛ −会
アモルファ スシリコン膜を介して注入電極を形成したから、ａ繰基
春毒傘老アモルフデスシリコンｉ Ｕ １１％ 極に比
べて硬くて傷つき難く、かつはがれ難いことから、製作
上の歩留りを向上させることが出来、またＡｔ電極と比
べて酸化し難いことから素子の長寿命化をはかることが
出来る。さらに、アモルファスシリコンの電子親和力が
発光層のそれと近いため界面での障壁が低くなシ発光層
に効率よく電子を注入することが出来ることから、従来
のものに比べてしきい値電圧が下り、安定かつ高輝度の
発光を得ることが出来る。
尚第５図は、本発明のＥＬ素子と従来のＥＬ素子との発
光特性を示し、横軸は注入電流密度、縦軸は発光強度を
表わす。そして直線Ａは本発明の第１図に示す実施例の
ＥＬ素子の発光特性、直線Ｂは同シ１子でアモルファス
シリコン膜を除いた従来のＥＬ素子の発光特性を示す。
光特性を示し、横軸は注入電流密度、縦軸は発光強度を
表わす。そして直線Ａは本発明の第１図に示す実施例の
ＥＬ素子の発光特性、直線Ｂは同シ１子でアモルファス
シリコン膜を除いた従来のＥＬ素子の発光特性を示す。
この第５図から本発明によるＥＬ素子が従来のＥＬ累子
に比べて注入電流密度の低い範囲から高い範囲に亘って
高い発光強度を得られることが明らかである。
に比べて注入電流密度の低い範囲から高い範囲に亘って
高い発光強度を得られることが明らかである。
第１図は本発明の一実施例を示すＥＬ素子の断面図、第
２図は同上ＥＬ累子を得るため分子線エピタキシャル装
置の説明図、第３図は同上プラズマＣＶＤ装置の説明図
、第４図は同上他の実施例を示すＥＬ累子の断面図、第
５図はＥＬ素子の発光特性を示す注入電流密度−発光強
度図である。 （１）・・基板、（３）・・発光層、（４）・・アモル
ファスシリコン膜、（５）・・注入電極。 第２房 た辷人偵じ流缶皮〔４イ蒲り
２図は同上ＥＬ累子を得るため分子線エピタキシャル装
置の説明図、第３図は同上プラズマＣＶＤ装置の説明図
、第４図は同上他の実施例を示すＥＬ累子の断面図、第
５図はＥＬ素子の発光特性を示す注入電流密度−発光強
度図である。 （１）・・基板、（３）・・発光層、（４）・・アモル
ファスシリコン膜、（５）・・注入電極。 第２房 た辷人偵じ流缶皮〔４イ蒲り
Claims (1)
- （１）基板上に発光中心となる活性物質を添刀口した発
光層を形成し、この発光層上にか幣キ唯スアモルフデス
シリコン ＃を介して注入電極を形成したことを特徴とするエレク
トロルミネッセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58055779A JPS59181486A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | エレクトロルミネツセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58055779A JPS59181486A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | エレクトロルミネツセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181486A true JPS59181486A (ja) | 1984-10-15 |
Family
ID=13008374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58055779A Pending JPS59181486A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | エレクトロルミネツセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181486A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5871589A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-28 | シャープ株式会社 | 薄膜ｅｌ素子 |
| JPS6143840A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-03 | Nec Corp | 適応形２線４線変換回路 |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58055779A patent/JPS59181486A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5871589A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-28 | シャープ株式会社 | 薄膜ｅｌ素子 |
| JPS6143840A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-03 | Nec Corp | 適応形２線４線変換回路 |
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