JP2008244387A - 酸化亜鉛系発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 透明な基板101上に、ZnO系透明導電膜102、n型ZnO薄膜103、正孔輸送層または発光層であるZnO粒子層104、電極106が順に積層した構造を有する発光素子100であって、ZnO粒子層104が、窒素濃度が1016cm−3〜1020cm−3であり粒子サイズが50nm〜500nmである酸化亜鉛の結晶粒子を焼結した半導体層であることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
が存在できるため、励起子の再結合による近紫外域(約380nm)での極めて高効率な発光が可能である。しかし、p型ZnO薄膜の成長が難しいために実用的な発光素子は開発されていない。ZnOを用いた発光素子としては、たとえば、特開2001―210865号公報「発光素子およびその製造方法」では、ZnO微粒子を用いた発光素子に関する技術開示がある。この発明によれば、素子を低電圧の直流電流で容易に動作させることが可能となり、また、基板を任意に選択することもできるという利点がある。
特開2001―210865号公報に開示される技術は、ZnO微粒子を用いるものであるが、これは、酸素欠損によるn型ZnO微粒子、または、n型不純物を含むZnO微粒子に基づくものである。n型ZnO微粒子では、発光素子に適したキャリア濃度と発光特性を持つような結晶性のよいものを作成することは困難であり、発光強度の強い発光素子を得にくいという問題点があった。
図1は、本発明の一構成例を示した発光素子の模式図である。図において、発光素子100は、透明な基板101の上にZnO系透明導電膜102が形成され、その上にn型ZnO薄膜103が形成された構造を有している。そして、さらに、n型ZnO系薄膜103の上に、p型ZnO微粒子を単層並べ、これを焼結してZnO粒子層104が形成されている。ZnO系透明導電膜102とZnO粒子層104には電極105と電極106を設けている。
101 基板
102 ZnO系透明導電膜
103 n型ZnO(系)薄膜
104 ZnO粒子層(p型)
105 電極
106 電極
107 p型MgZnO薄膜層
108 酸化インジウム錫系透明導電膜(ITO)
109 基板
110 ZnO粒子層
111 n型ZnO系透明導電膜
Claims (13)
- n型酸化亜鉛系薄膜と正孔輸送層または発光層である酸化亜鉛粒子層とを焼結した接合を有することを特徴とする酸化亜鉛系発光素子。
- 基板上に、第1の導電膜、n型酸化亜鉛系薄膜、正孔輸送層または発光層である酸化亜鉛粒子層、第2の導電膜が順に積層した構造を有することを特徴とする酸化亜鉛系発光素子。
- 基板上に、第1の導電膜、n型酸化亜鉛系薄膜、正孔輸送層または発光層である酸化亜鉛粒子層、p型MgxZn1−xO薄膜(ただしX=0〜0.3)、第2の導電膜が順に積層した構造を有することを特徴とする酸化亜鉛系発光素子。
- 酸化亜鉛粒子層は、窒素濃度が1016cm−3〜1020cm−3であり粒子サイズが50nm〜500nmである酸化亜鉛の結晶粒子を焼結させた半導体層であることを特徴とする請求項1、2または3に記載の酸化亜鉛系発光素子。
- 基板が近紫外光または可視光に対して透明であり、第1の導電膜がn型酸化亜鉛系透明導電膜であり、第2の導電膜が金属膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の酸化亜鉛系発光素子。
- 基板が近紫外光または可視光に対して透明であり、第1の導電膜がn型酸化亜鉛系透明導電膜であり、第2の導電膜が酸化インジウム錫系透明導電膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の酸化亜鉛系発光素子。
- 第1の導電膜が金属膜であり、第2の導電膜が酸化インジウム錫系透明導電膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の酸化亜鉛系発光素子。
- n型酸化亜鉛系薄膜がn型MgxZn1−xO薄膜(ただしX=0〜0.3)であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の酸化亜鉛系発光素子。
- 基板上に、金属膜、n型酸化亜鉛薄膜または絶縁膜、酸化亜鉛粒子層、n型酸化亜鉛系透明導電膜または絶縁膜が順に積層した構造を有することを特徴とする酸化亜鉛系発光素子。
- 酸化亜鉛粒子層は、窒素濃度が1016cm−3〜1020cm−3であり粒子サイズが50nm〜500nmである酸化亜鉛の結晶粒子により形成されていることを特徴とする請求項9に記載の酸化亜鉛系発光素子。
- 酸化亜鉛粒子層は、酸化亜鉛の結晶粒子の焼結により形成されていることを特徴とする請求項9または10に記載の酸化亜鉛系発光素子。
- 酸化亜鉛粒子層が単層の粒子からなることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の酸化亜鉛系発光素子。
- 酸化亜鉛粒子は、酸素ガスと窒素ガスとを含む混合ガスを雰囲気ガスとし、その中で亜鉛をアーク放電を用いて蒸発させることにより製造されたものであることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の酸化亜鉛系発光素子。
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