JPS60254594A - 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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- JPS60254594A JPS60254594A JP59112000A JP11200084A JPS60254594A JP S60254594 A JPS60254594 A JP S60254594A JP 59112000 A JP59112000 A JP 59112000A JP 11200084 A JP11200084 A JP 11200084A JP S60254594 A JPS60254594 A JP S60254594A
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- light emitting
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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、発光層の耐電圧性、耐電流性及び発光効率を改良
した構成に関する。
係り、発光層の耐電圧性、耐電流性及び発光効率を改良
した構成に関する。
（発明の技術的背景とその問題点〕
ＥＬ素子は、電極間に例えば７ｎＳｅ、 ＺｎＳのよう
な半導体に活性物質としてＭｎ、 Ｔｂ、 Ｓｍなどの
発光中心となる金属を添加した発光層を挟んだ基本構成
からなり、発光のためには、発光層に電界を印加するか
或は電流を流して電子を発光中心に衝突させて発光を得
るものである。しかしながら、発光層には製造時にピン
ホールや結晶粒界による微細空隙が生じこの空隙が耐電
圧性、耐電流性の低い欠陥部分どなる。そして発光層を
全面積にわたりこのような欠陥なしに製造することは困
難であり、この欠陥に起因する耐電圧性、耐電流性の不
良により発光効率が低下するという間′題があった。
な半導体に活性物質としてＭｎ、 Ｔｂ、 Ｓｍなどの
発光中心となる金属を添加した発光層を挟んだ基本構成
からなり、発光のためには、発光層に電界を印加するか
或は電流を流して電子を発光中心に衝突させて発光を得
るものである。しかしながら、発光層には製造時にピン
ホールや結晶粒界による微細空隙が生じこの空隙が耐電
圧性、耐電流性の低い欠陥部分どなる。そして発光層を
全面積にわたりこのような欠陥なしに製造することは困
難であり、この欠陥に起因する耐電圧性、耐電流性の不
良により発光効率が低下するという間′題があった。
このような問題を解決するために、電界印加で発光させ
る交流形ＥＬ素子においては、発光層の両側に絶縁物層
を形成して耐電圧性を確保しているものもある。また、
電流を注入づることにより発光さ氾る直流形ＥＬ素子で
は、電極間に絶縁物層を介在させることはできないので
耐電圧性の改善は困難であった。さらに、発光層の不均
一や欠陥による電流集中により焼損するという問題があ
り、直流Ｅ［素子については、現在まだ実用化の段階に
入っていない。
る交流形ＥＬ素子においては、発光層の両側に絶縁物層
を形成して耐電圧性を確保しているものもある。また、
電流を注入づることにより発光さ氾る直流形ＥＬ素子で
は、電極間に絶縁物層を介在させることはできないので
耐電圧性の改善は困難であった。さらに、発光層の不均
一や欠陥による電流集中により焼損するという問題があ
り、直流Ｅ［素子については、現在まだ実用化の段階に
入っていない。
本発明は上述の問題に鑑み、電極間に発光層を介在さぜ
たエレクトロルミネッセンス素子において、発光層に生
じたピンホールや結晶粒界による微細空隙にアルコキシ
ド溶液をゲル化させた金属酸化物を充填して微細空隙を
不働態化し、微細空隙に起因する耐電圧性、耐電流性の
低下を防出するとともに無効電流を減少させ発光効率を
向上させようとするものである。
たエレクトロルミネッセンス素子において、発光層に生
じたピンホールや結晶粒界による微細空隙にアルコキシ
ド溶液をゲル化させた金属酸化物を充填して微細空隙を
不働態化し、微細空隙に起因する耐電圧性、耐電流性の
低下を防出するとともに無効電流を減少させ発光効率を
向上させようとするものである。
本発明は、電極間に発光層を介在させたエレクトロルミ
ネッセンス素子において、前記発光層に生じた微細空隙
にアルコキシド溶液を含浸させてゲル化した金属酸化物
を充填し、微細空隙に溶液状で導入した金属を金属酸化
物として空隙を不働態化させ微細空隙による耐電圧性、
耐電流性の低下を防止するとともに無効電流を減少させ
るものである。
ネッセンス素子において、前記発光層に生じた微細空隙
にアルコキシド溶液を含浸させてゲル化した金属酸化物
を充填し、微細空隙に溶液状で導入した金属を金属酸化
物として空隙を不働態化させ微細空隙による耐電圧性、
耐電流性の低下を防止するとともに無効電流を減少させ
るものである。
本発明において、発光層とは例えば、Ｚｎ５ｅ。
ＺｎＳのような半導体に活性物質としてＨｎ、Ｔｂ、
Ｓｍなどの発光中心となる金属を添加した層である。
Ｓｍなどの発光中心となる金属を添加した層である。
そしてこの発光層は、ガラス基板にＳｎをドープしたＩ
ｎ０ａよりなる透明膜よりなる電極（ＩＴＯ透明電極）
を眞空蒸着し、さらにこの透明電極上にＺｎ、Ｓｅ、
Ｈｎを別々のルツボから蒸発さセ′ＣＩｒ４空蒸着゛す
ることにより形成されるがこの発光層には、製造時にピ
ンホールや結晶粒界による微細空隙が生ずる。
ｎ０ａよりなる透明膜よりなる電極（ＩＴＯ透明電極）
を眞空蒸着し、さらにこの透明電極上にＺｎ、Ｓｅ、
Ｈｎを別々のルツボから蒸発さセ′ＣＩｒ４空蒸着゛す
ることにより形成されるがこの発光層には、製造時にピ
ンホールや結晶粒界による微細空隙が生ずる。
この微細空隙には、アルコキシド溶液が含浸される。ア
ルコキシドは例えば、Ｓｉ （ＯＣｚ Ｈｓ ） ４、
Ｔｉ （ＯＣ３Ｈ７） ４ 、 八１ （ＯＣ４８９）
４ 、Ｚｒ（ＱＣ５Ｈｌｌ）４等のアルコール飽和溶液
である。そしてアルコキシドを含浸させた発光層を加熱
することによりアルコキシドがゲル化して金属酸化物５
ｉＱ２、ＴｌＯ２、Ａｊ）ｚ（ｌａ、Ｚｒ［１２等とな
り微細空隙は金Ｒ酸化物によって充填され、不働態化さ
れる。
ルコキシドは例えば、Ｓｉ （ＯＣｚ Ｈｓ ） ４、
Ｔｉ （ＯＣ３Ｈ７） ４ 、 八１ （ＯＣ４８９）
４ 、Ｚｒ（ＱＣ５Ｈｌｌ）４等のアルコール飽和溶液
である。そしてアルコキシドを含浸させた発光層を加熱
することによりアルコキシドがゲル化して金属酸化物５
ｉＱ２、ＴｌＯ２、Ａｊ）ｚ（ｌａ、Ｚｒ［１２等とな
り微細空隙は金Ｒ酸化物によって充填され、不働態化さ
れる。
アルコキシドは二種以上混合して用い複合金属酸化物と
して微細空隙に充填することもできる。
して微細空隙に充填することもできる。
微細空隙を金属酸化物で充填された発光層上にｔよ眞空
蒸着によりＡＩ電極が着膜される。
蒸着によりＡＩ電極が着膜される。
ＴＴＯ透明電極と発光層間には発光層の結晶性を高める
ためバッフ１一層としてＺｎ５ｅ層が形成されるごとも
ある。このＺｎ５ｅ層には低抵抗化のためにＩｎがドー
プされている。この場合ＩＴＯ透明電極上にＩｎを添加
したＺｎ５ｅバツフア一層と発光層を形成後発光層ど同
時に、アルコキシド溶液を含浸させこれをゲル化して金
属酸化物として発光層と同時にバッファ二層のピンホー
ルや結晶粒界による微細空隙を充填することができる。
ためバッフ１一層としてＺｎ５ｅ層が形成されるごとも
ある。このＺｎ５ｅ層には低抵抗化のためにＩｎがドー
プされている。この場合ＩＴＯ透明電極上にＩｎを添加
したＺｎ５ｅバツフア一層と発光層を形成後発光層ど同
時に、アルコキシド溶液を含浸させこれをゲル化して金
属酸化物として発光層と同時にバッファ二層のピンホー
ルや結晶粒界による微細空隙を充填することができる。
また交流ＥＬ素子の場合は、発光層と一方の電極または
両方の電極間に絶縁層を介在させることもある。絶縁層
としては、Ｙ２Ｏ３等が用いられる。
両方の電極間に絶縁層を介在させることもある。絶縁層
としては、Ｙ２Ｏ３等が用いられる。
この絶縁層の微細空隙も発光層と同時にアルコキシド溶
液を含浸させてゲル化し金属酸化物を充填することがで
きる。
液を含浸させてゲル化し金属酸化物を充填することがで
きる。
本発明によれば、電極間に発光層を介在さぜたエレクト
ロルミネッセンス素子において、前記発光層に生じた微
細空隙にアルコキシド溶液を含浸させてゲル化した金属
酸化部を充填したため、発光層の微細空隙は金属酸化物
の充填により不働態化し、微細空隙が低抵抗経路となっ
て耐電圧性を低下したり無効電流の流路となって発光効
率を低下さけることがなく、素子の焼損を防ＩＦすると
どもに発光効率を向上させることができる。また、微細
空隙に金属酸化物を充填するに際しては、アルコキシド
溶液を微細空隙に含浸さＵこれをゲル化して金属酸化物
を生成させるため、微細空隙に隙間なく金属酸化物を充
填させることができ微細空隙を完全に不働態化すること
ができる。
ロルミネッセンス素子において、前記発光層に生じた微
細空隙にアルコキシド溶液を含浸させてゲル化した金属
酸化部を充填したため、発光層の微細空隙は金属酸化物
の充填により不働態化し、微細空隙が低抵抗経路となっ
て耐電圧性を低下したり無効電流の流路となって発光効
率を低下さけることがなく、素子の焼損を防ＩＦすると
どもに発光効率を向上させることができる。また、微細
空隙に金属酸化物を充填するに際しては、アルコキシド
溶液を微細空隙に含浸さＵこれをゲル化して金属酸化物
を生成させるため、微細空隙に隙間なく金属酸化物を充
填させることができ微細空隙を完全に不働態化すること
ができる。
〔発明の実施例〕
実施例１
第１図に示すように、ガラス基板１上にＴＴＯ透明電極
２をスパッター法により ０．２μｍ１７１１厚さに着
膜し、これを眞空蒸着装置内に取付け、基板１を温度３
００℃にして発光層３を蒸着する。発光層３は、ｚｎ、
Ｓｅ、 Ｈｎを別々のルツボから蒸発させて電極２上
にＨｎを０．５重量％ドープしたＺｎ５ｅ層を０．３μ
ｍｒＬの厚さに着膜して形成される。
２をスパッター法により ０．２μｍ１７１１厚さに着
膜し、これを眞空蒸着装置内に取付け、基板１を温度３
００℃にして発光層３を蒸着する。発光層３は、ｚｎ、
Ｓｅ、 Ｈｎを別々のルツボから蒸発させて電極２上
にＨｎを０．５重量％ドープしたＺｎ５ｅ層を０．３μ
ｍｒＬの厚さに着膜して形成される。
次に電極２上に発光層３が形成された基板１を眞空含浸
槽内に入れて１Ｏ−２Ｔｏｒｒまで減圧し、含浸槽内の
珪素アルコキシド（３１（ＯＣＺ Ｈ５） ４）溶液中
に浸漬して発光層３のピンホールや結晶粒界による微細
空隙に含浸させる。次にこれを常温で乾燥させた後１５
０℃、１５分間加熱してゲル化さｔ！酸化珪素（ＳｉＯ
ｚ）として微細空隙に充填させる。
槽内に入れて１Ｏ−２Ｔｏｒｒまで減圧し、含浸槽内の
珪素アルコキシド（３１（ＯＣＺ Ｈ５） ４）溶液中
に浸漬して発光層３のピンホールや結晶粒界による微細
空隙に含浸させる。次にこれを常温で乾燥させた後１５
０℃、１５分間加熱してゲル化さｔ！酸化珪素（ＳｉＯ
ｚ）として微細空隙に充填させる。
次に発光層３の表面に形成されたシリｊＪゲル膜をフロ
ン（ハロゲン化炭化水素）を用いたプラズマエツチング
で除去した後、直空蒸着によってＡＡ電極４を０．２μ
ｍの厚さに直空蒸着する。
ン（ハロゲン化炭化水素）を用いたプラズマエツチング
で除去した後、直空蒸着によってＡＡ電極４を０．２μ
ｍの厚さに直空蒸着する。
以上の実施例１で得られた直流Ｅ Ｌ素子は、耐電圧性
が高く、絶縁破壊による素子の焼損が防止できた。また
、発光効果もシリカゲルによる空隙充填を施さない素子
に比べて数値が約１桁の向上が剖れた。
が高く、絶縁破壊による素子の焼損が防止できた。また
、発光効果もシリカゲルによる空隙充填を施さない素子
に比べて数値が約１桁の向上が剖れた。
実施例２
第２図に示すように、ガラス基板１−ヒに、厚さ０．２
１１ｍのＩＴＯ透明電極２、低抵抗化のためにＩｎをド
ープしたＺｎ５ｅよりなる厚さ ０３μｍのバッファ一
層５、Ｈｎを０３重量％ドープしたＺｎ５ｅよりなる厚
さ０４μｍの発光層３、ＡＩ熱蒸着よる厚さ０．３μｍ
の六ぷ電極４が形成されている。そしてバッファ一層５
と発光層３は実施例１と同様に直空蒸着室内でＺｎ、
Ｓｅ、 Ｈｎ、’ Ｉｎを別々のルツボがら蒸発させて
直空蒸着される。
１１ｍのＩＴＯ透明電極２、低抵抗化のためにＩｎをド
ープしたＺｎ５ｅよりなる厚さ ０３μｍのバッファ一
層５、Ｈｎを０３重量％ドープしたＺｎ５ｅよりなる厚
さ０４μｍの発光層３、ＡＩ熱蒸着よる厚さ０．３μｍ
の六ぷ電極４が形成されている。そしてバッファ一層５
と発光層３は実施例１と同様に直空蒸着室内でＺｎ、
Ｓｅ、 Ｈｎ、’ Ｉｎを別々のルツボがら蒸発させて
直空蒸着される。
また、発光層３とバッファ一層５のピンホールや、結晶
粒界による微細空隙には何れもアルミニウムアルコキシ
ド（ＡＩ （ＯＣ４Ｈ９） ４ ）と珪素アルコキシド
（Ｓｉ （ＯＣ２Ｈ５） ４ ）を１：１に配合した溶
液が含浸されこれを１５０℃で１５分加熱してゲル化し
、酸化アルミニウムと酸化珪素が混合金属酸化物として
充填される。充填の方法は実施例１ど同様であり、先づ
基板１、電極２、バッファ一層５、発光層３を形成後全
体をアルコキシド溶液に浸漬して発光層とバッファ一層
５にアルコキシド溶液を含浸させ次にこれをゲル化させ
ることにより発光層３とバッファ一層５に金属酸化物を
充填して表面のゲル化膜を除去した後電極４を形成する
。
粒界による微細空隙には何れもアルミニウムアルコキシ
ド（ＡＩ （ＯＣ４Ｈ９） ４ ）と珪素アルコキシド
（Ｓｉ （ＯＣ２Ｈ５） ４ ）を１：１に配合した溶
液が含浸されこれを１５０℃で１５分加熱してゲル化し
、酸化アルミニウムと酸化珪素が混合金属酸化物として
充填される。充填の方法は実施例１ど同様であり、先づ
基板１、電極２、バッファ一層５、発光層３を形成後全
体をアルコキシド溶液に浸漬して発光層とバッファ一層
５にアルコキシド溶液を含浸させ次にこれをゲル化させ
ることにより発光層３とバッファ一層５に金属酸化物を
充填して表面のゲル化膜を除去した後電極４を形成する
。
上述のようにして得られた直流Ｅ１−素子は、耐電圧性
が高く、絶縁破壊による素子の焼損が防止できた。また
発光効率も金属酸化物を充填しない素子に比べて約１桁
の同士がみられた。
が高く、絶縁破壊による素子の焼損が防止できた。また
発光効率も金属酸化物を充填しない素子に比べて約１桁
の同士がみられた。
実施例３
第３図に示りように、ガラス基板１−［にＩＴＯ透明電
極２を０２μ７ｎの厚さて・着膜し、次に前空蒸着装置
内で実施例１と同様にしてＺｎ、 Ｓｃ、 Ｈｎを別々
のルツボから蒸発させてＨｎを０５重量％ドープしたＺ
ｎ５ｅよりなる発光層３を形成する。次に発光層３上に
厚さ０，５゛μ７７１． Ｙ２０ａ絶絶縁７を形成し、
この絶縁層７上′に０２μｍ厚さのへｊ２電極４を直空
蒸着によって形成する。
極２を０２μ７ｎの厚さて・着膜し、次に前空蒸着装置
内で実施例１と同様にしてＺｎ、 Ｓｃ、 Ｈｎを別々
のルツボから蒸発させてＨｎを０５重量％ドープしたＺ
ｎ５ｅよりなる発光層３を形成する。次に発光層３上に
厚さ０，５゛μ７７１． Ｙ２０ａ絶絶縁７を形成し、
この絶縁層７上′に０２μｍ厚さのへｊ２電極４を直空
蒸着によって形成する。
そして、基板１上に電極２、絶縁層６、発光層３、絶縁
層７を着膜後、全体をアルミニウムアルコキシド（ＡＩ
（ＯＣ４８９） ４ ）溶液を浸漬した後２００℃１５
分加熱してゲル化し発光層３、絶縁層６，７の微細空隙
に酸化アルミニウムグルを充填させる。尚、絶縁層７の
表面に形成された酸化マエツヂングで除去した後電極４
の着膜を行う。
層７を着膜後、全体をアルミニウムアルコキシド（ＡＩ
（ＯＣ４８９） ４ ）溶液を浸漬した後２００℃１５
分加熱してゲル化し発光層３、絶縁層６，７の微細空隙
に酸化アルミニウムグルを充填させる。尚、絶縁層７の
表面に形成された酸化マエツヂングで除去した後電極４
の着膜を行う。
上述のように得られた後流Ｅ１素子は、耐電圧性が高く
、絶縁破壊による素子の焼損が防止できた。また発光効
率も金属酸化物で充填されないものに比較して約１桁の
向上がみられた。
、絶縁破壊による素子の焼損が防止できた。また発光効
率も金属酸化物で充填されないものに比較して約１桁の
向上がみられた。
第１ないし第３図は夫々本発明の異る実施例を示すＥｌ
−素子の拡大断面図である。 ２．４・・電極、３・・発光層。
−素子の拡大断面図である。 ２．４・・電極、３・・発光層。
Claims (1)
- （１） 電極間に発光層を介在さＵたエレクトロルミネ
ッセンス素子において、前記発光層に生じた微細空隙に
アルコキシド溶液を含浸させてゲル化した金属酸化物を
充填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 |
|---|---|---|---|
| JP59112000A JPS60254594A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP59112000A JPS60254594A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | エレクトロルミネツセンス素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254594A true JPS60254594A (ja) | 1985-12-16 |
| JPS6315717B2 JPS6315717B2 (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=14575439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59112000A Granted JPS60254594A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | エレクトロルミネツセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60254594A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0364873U (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-25 |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59112000A patent/JPS60254594A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6315717B2 (ja) | 1988-04-06 |
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