JP5020667B2

JP5020667B2 - 発光デバイス

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Publication number: JP5020667B2
Application number: JP2007065785A
Authority: JP
Inventors: 良彦土田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-03-14
Also published as: JP2008226738A; WO2008111680A1; TW200848492A

Description

本発明は、有機・無機ハイブリッド型の発光デバイスに関する。

近年有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ：Electro Luminescence）素子が工業化されつつあり、発光材料として高分子材料を用いる高分子発光ダイオード（高分子ＬＥＤ：Light Emitting Diode）の開発が加速されている。高分子材料は有機溶媒に可溶であるため、高分子材料の溶液濃度を調整することで粘度を制御することが可能であり、このことを利用して塗布法により低コストプロセスで有機ＥＬ素子を製造することが可能である。また、高分子材料などによるフレキシブル基板を用いることで、発光素子自体もフレキシブルとすることが可能であるため、様々なディスプレイをはじめ、照明分野への応用が期待されている。

一方、無機半導体材料を発光材料として用いた場合、耐久性の点で有機材料を発光材料として用いた場合よりも優れている。しかし、無機半導体材料を発光材料として取り扱う場合には、砲弾型ランプとして用いることが一般的であるため面発光光源として使用することが困難である。また無機半導体材料は固くもろいため、フレキシブルな発光素子とすることが難しいのが現状である。

しかし、高分子ＬＥＤは、発光材料の劣化などにより電流一定で初期輝度が時間の経過とともに低下する現象がある。高分子材料による発光材料の劣化原因としては、酸化反応、分子量の変化などいくつかの可能性が報告されている。このような劣化原因は、有機材料、特に高分子材料に特有な現象である。また、高分子材料は紫外線で低分子量化することが知られており、太陽光下での耐久性（耐光性）が低いという問題も有している。

上述した耐久性や輝度の低下なのどの問題は、発光素子の発光効率を高め、この分投入電力を抑制することにより解決することが可能である。このため、従来においては、高分子ＬＥＤの開発、改良の努力は発光材料の高性能化の検討に向けられており、光取り出し効率を向上させる検討については、材料の高性能化についての検討程にはなされていないのが現状であった。

本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができる、長寿命の有機・無機ハイブリッド型の発光デバイスを提供することにある。

本発明の目的は、また、光取り出し効率を向上させることができる有機・無機ハイブリッド型の発光デバイスを提供することにある。

上述目的を達成するため、本発明は、無機半導体を発光材料として用いると共に、高分子材料を電荷輸送層として用いることで、高分子材料の劣化を抑制し、高発光効率で長寿命の発光デバイスを実現できるようにしたものである。高分子材料をこのように用いることで、高分子材料の利点である塗布プロセスの採用が可能となり、塗布プロセスにより発光デバイスを低コストで製造することができる。このほか、高分子材料と無機半導体とで屈折率の差を大きくしておき、無機半導体を高分子材料に埋め込む構成とすることにより、光取り出し効率を向上させた有機・無機ハイブリッド型の発光デバイスを構成することができる。

請求項１の発明によれば、陰極と陽極とを有し、前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加して電荷を注入することにより発光させるようにした発光デバイスであって、前記陰極と前記陽極との間に有機物の層が設けられており、該有機物の層は、電子輸送層、正孔輸送層、発光性高分子層の内の少なくとも１つを含んでおり、量子井戸構造を有する発光性半導体粒子が前記有機物の層中に分散されており、前記発光性半導体粒子が前記電荷の注入により発光するようになっていることを特徴とする発光デバイスが提案される。

請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記発光性半導体粒子が、単結晶微粒子と、該単結晶微粒子の上に結晶成長されてなる半導体結晶とからなる、発光デバイスが提案される。

請求項３の発明によれば、請求項２に記載の発明において、前記単結晶微粒子がＡｌ ₂ Ｏ ₃ であり、前記単結晶微粒子上に結晶成長される半導体結晶が３−５族窒化物系化合物半導体である発光デバイスが提案される。

請求項４の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明において、前記単結晶微粒子上に前記半導体結晶を成長する場合、低温バッファ層を形成せずに結晶成長させてなる発光デバイスが提案される。

本発明によれば、電流注入機能は有機半導体材料に、発光機能は無機半導体材料にそれぞれ分担させるため、有機材料が励起状態になった時に生じる分子量の低下や酸化などの副反応の発生を抑え、有機材料自身の自発光による輝度低下を抑制することができる。また、耐光性の高い無機半導体材料を発光材料として使用するため、屋外での使用も可能である。さらに、屈折率の大きな無機粒子と屈折率の小さな有機材料の組合せにより光取り出し効率が向上され、高輝度の発光デバイスを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。

本発明による発光デバイスの一実施形態について述べると、その構造上の大きな特徴は、電流注入機能を有する有機半導体材料中に、電荷注入により発光する機能を備えた無機半導体粒子を配したものである。より具体的な実施の形態としては、少なくとも一方が透明又は半透明である有機材料から成る一対の電極間（陽極及び陰極間）に、電荷注入により発光する無機の発光性半導体粒子を配した構成を挙げることができる。すなわち、本発明による発光デバイスは、有機物（低分子及び／又は高分子）中に発光性半導体粒子を配するという基本構成を有している。発光性半導体粒子は、３−５族、又は２−６族化合物半導体あるいは４族半導体を用いて構成することができる。

図１は、本発明による、発光デバイスの実施の形態の一例を説明するための模式的断面図である。

図１に示した発光デバイス１０は、基板１の上に陽極として働く透明電極２が積層されており、透明電極２の上には正孔輸送層３が形成されている。正孔輸送層３中には、多数の発光性半導体粒子７が分散して設けられている。正孔輸送層３に発光性半導体粒子７を分散配置する方法はどのような方法であってもよい。発光性半導体粒子７は、後で詳しく説明されるように、無機半導体微粒子である。したがって、例えば、無機半導体微粒子である発光性半導体粒子７を溶媒に分散させて透明電極２上に塗布する工程を含んで、発光性半導体粒子７が分散されている正孔輸送層３を製膜してもよい。正孔輸送層３のための有機材料中に発光性半導体粒子７を分散配置する場合は、正孔輸送層３と透明電極２との間に正孔注入材料を積層する構成としてもよい。

また、正孔輸送層３を形成するための有機材料中に発光性半導体粒子７を分散させた後、これを製膜して正孔輸送層３を形成する方法を採用することもできる。

正孔輸送層３の上には電子輸送層５が積層されており、電子輸送層５の上には陰極６が形成されている。なお、正孔輸送層３と電子輸送層５との間には発光高分子層を設けてもよい。また、電子輸送層５と陰極６の間に電子注入層を積層してもよいし、発光性半導体粒子７を分散した正孔輸送層３と電子輸送層５との間に、正孔ブロック層を積層してもよい。

次に、発光性半導体粒子７について説明する。発光性半導体粒子７は、基材粒子の表面にヘテロ構造を有する及び／又はｐｎ接合を有する及び／又は量子井戸構造を有する３−５族窒化物系化合物半導体微結晶を設けたものを用いることができる。このような３−５族窒化物系化合物半導体微結晶を製造する方法として、ＡｌＮ又はＧａＮ微粒子をＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy ）などの方法で製造し、得られた微粒子に、ＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxy ）、ＭＢＥ（Molcular Beam Epitaxy ）などの方法により成長する方法が挙げられる。上記３−５族窒化物系化合物半導体微結晶の層構造は、従来の化合物半導体発光素子において採用されている構造をそのまま用いることができる。発光性半導体粒子７の発光層構造はダブルヘテロ構造としてもよい。

発光性半導体粒子７の別の実施の形態について以下に説明する。

発光性半導体粒子７の他の実施形態として、基材粒子として用意したＡｌ₂Ｏ₃粒子の表面に、３−５族窒化物系化合物半導体結晶を形成して成る粒子を挙げることができる。該半導体結晶には、ヘテロ構造、又はｐｎ接合又は量子井戸層のいずれか一方、あるいはヘテロ構造、及びｐｎ接合及び量子井戸層の複数あるいは全部が含まれている。Ａｌ₂Ｏ₃粒子の上に３−５族窒化物系化合物半導体結晶を形成するのは一例であり、これに限定されない。例えば、３−５族窒化物系化合物半導体結晶に代えて、砒化物、燐化物あるいはこれら５族元素の混晶であっても同様に製造することが可能である。

発光層の層構造は、例えば従来の化合物半導体発光素子において採用されているヘテロ構造、ｐｎ接合構造、量子井戸構造のための従来の層構造をそのまま用いることができる。ダブルヘテロ構造についても同様である。

基材粒子として用意されたＡｌ₂Ｏ₃粒子の表面に設けられる３−５族窒化物系化合物半導体結晶の結晶性を良好なものにすることが、発光特性を良好にするために必要である。その結晶性が悪いと、発光効率が悪く、充分な輝度の発光を得ることができない。

Ａｌ₂Ｏ₃粒子の表面に３−５族窒化物系化合物半導体結晶を形成する場合、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy ）、ＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxy ）、ＭＢＥ（Molcular Beam Epitaxy ）などの方法を用いて良質な結晶を育成することができる。

上述した本実施の形態において、Ａｌ₂Ｏ₃粒子が六方晶構造を有しており、３−５族窒化物系化合物半導体結晶を結晶成長させるには都合がよい。Ａｌ₂Ｏ₃粒子の表面に低温バッファ層を予め形成しておき、該低温バッファ層上に所要の３−５族窒化物系化合物半導体結晶を成長させてもよいが、低温バッファ層を形成することなしに、Ａｌ₂Ｏ₃粒子の表面に、直接３−５族窒化物系化合物半導体結晶を形成してもよい。

このように、Ａｌ₂Ｏ₃粒子を用いると、その粒径がある範囲内に入るよう粒径を揃えることが容易なことは勿論、Ａｌ₂Ｏ₃粒子を六方晶構造のものとすることもできるので、半導体結晶を極めて結晶性よくＡｌ₂Ｏ₃粒子の表面に形成することができる。この結果、得られた発光性半導体粒子７の発光効率は、極めて良好なものとなる。

このように、半導体結晶にはヘテロ構造及び／又はｐｎ接合及び／又は量子井戸構造が含まれているので、外部からの電界により電子と正孔とが注入され、半導体結晶中で電子と正孔との再結合により発光する。

上記実施の形態の説明において、基材粒子としてＡｌ₂Ｏ₃粒子を用いた例を説明し、Ａｌ₂Ｏ₃粒子を用いることの優位性についても説明したが、以下に、半導体結晶が形成される基材である基材粒子についてさらに具体的に詳しく説明する。

基材粒子の表面に上述の如き半導体結晶を気相成長法により形成する場合、例えば予め基板を用意しておき、基板上に多数の基材粒子を配置し、この状態で各基材粒子の表面に半導体結晶を形成した後、半導体結晶が形成されている基材粒子を基板上から分離して発光性半導体粒子７を得ることができる。

したがって、基板から発光性半導体粒子７を分離するためには、基板上には半導体結晶が形成されない方が望ましい。半導体結晶が形成されない基板の一例としては安価な石英基板を挙げることができる。ＳｉＯ₂薄膜をサファイア基板等の上に形成したのものを用いてもよい。

半導体結晶を形成するために用いる基材粒子はプロセスに耐えられるものでなければならない。すなわち、窒化物系化合物半導体結晶を形成する条件として、１０００℃近い高温と、ＮＨ₃などの還元雰囲気とが必要となる。また、窒化物系化合物半導体結晶がその粒子に選択的に形成される必要がある。これらの条件を満足する基材粒子の材料としては、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、ＬｉＴａＯ₃などがある。これらのうちＡｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ、ＳｉＣが好ましく、さらに好ましくはＡｌ₂Ｏ₃であり、α−アルミナが特に好ましい。基材粒子の形状は、特に限定されないが、板状であるのが好ましい。

α−アルミナの一例としては、「スミコランダム」（直径が２００ｎｍから１８μｍ）の商品名で住友化学株式会社より販売されている。また開発品として直径が３０ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍのα−アルミナの微粒子が入手可能である。これらの微粒子は単結晶であり、粒径の揃ったものを得ることができる。一般に３−５族窒化物系化合物半導体は単結晶サファイア基板上に低温バッファ層を形成した後エピタキシャル成長することで単結晶を得ることができるが、サファイア（α−Ａｌ₂Ｏ₃）との結晶格子のミスフィットにより多数の欠陥が発生する。これに対し、直径３０ｎｍ〜１００ｎｍ程度のサイズのα−アルミナを基板として用いることで低温バッファ層なしでも高品質の結晶を得ることが可能である。

本発明に用いる基材粒子は、半導体結晶の形成しやすさの面から、特定の結晶構造を有し、しかも成長方向を適切に選択することが重要である。結晶構造は六方晶系であることが好ましい。なお、基材粒子は、所定の基板上に重なることなく均一に分布させることが望まれる。

基材粒子の表面に半導体結晶を形成する方法としては、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）、ハイドライド気層成長法（ＨＶＰＥ）、パルスレーザー積層法（ＰＬＤ）などを用いることができる。しかし、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法が好ましい。

次に、本発明による発光性半導体粒子７を製造する方法の一実施形態について説明する。先ず、石英基板を用意し、該石英基板上に基材粒子を配置する。石英基板上への基材粒子の配置は、例えば微粒子である基材粒子を超純水などでスラリー状にし、スピンコーターなどで石英基板上に塗布する方法が挙げられる。このような方法で、微粒子である基材粒子は石英基板上に重なり合うことなく配列される。また、基材粒子と媒体を含むスラリー中へ石英基板を浸漬する方法、又は、スラリー石英基板に塗布や噴霧する方法で行ってもよい。石英基板の代わりにサファイアなどの基板に蒸着によりＳｉＯ₂薄膜を形成したものを用いてもよい。

基材粒子としてはＡｌ₂Ｏ₃粒子が好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃粒子の場合、どの様な形状であっても、石英基板上にスラリーを塗布することで、比較的平坦面で石英基板上に配置することが可能である。用いる媒体は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等であり、好ましくは水である。乾燥後、Ａｌ₂Ｏ₃の如き基材粒子は石英基板に分子間力により固定される。

基材粒子表面に半導体結晶を形成するための３−５族窒化物系化合物半導体結晶のエピタキシャル成長には、例えばＭＯＶＰＥ装置が用いられる。３−５族窒化物系化合物半導体結晶のエピタキシャル成長のためには、基材粒子としては六方晶構造を有しているＡｌ₂Ｏ₃粒子が好ましい。その理由は、既に述べた通りである。

多重量子井戸層を含んだ３−５族化合物半導体微結晶を製造する場合のエピタキシャル結晶成長の一実施形態に関して説明する。先ず、Ａｌ₂Ｏ₃粒子を石英基板あるいはＳｉＯ₂を蒸着したサファイアなどの基板上に基材粒子として配置し、基材粒子表面上に、バッファ層なしでｎ型ＧａＮを形成した後、多重量子井戸構造を形成し、発光性半導体粒子とする。

ｐｎ接合を含んだ３−５族化合物半導体微結晶を製造する場合、上述の如くして多重量子井戸構造を積層する。この後、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮ層、トンネル注入層（薄膜ｎ型層）を積層してもよい。

上述したエピタキシャル結晶成長の為の原料について説明する。２族原料ガスとしては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれた１種以上の元素の有機金属化合物を混合して用いる。有機金属基としては、ジメチル基、ジエチル基、ビスシクロペンタジエニル基、ビスメチルシクロペンタジエニル基、ビスエチルシクロペンタジエニル基などが例示される。

ガリウム原料ガス、アルミニウム原料ガス、インジウム原料ガスとしては、各金属原子に炭素数が１から３のアルキル基もしくは水素が結合した、トリアルキル化物もしくは三水素化物が、通常用いられる。例えばＧａの原料としてはトリメチルガリウム（（ＣＨ₃）₃Ｇａ）、トリエチルガリウム（（Ｃ₂Ｈ₅）₃Ｇａ）などを用いることができる。

窒素原料としてはアンモニアを通常使用するが、ヒドラジン、メチルヒドラジン、１，１−ジメチルヒドラジン、１，２−ジメチルヒドラジン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミンなどが挙げられる。これらは単独でまたは任意の組み合わせで混合して用いることができる。これらの原料のうち、アンモニアとヒドラジンは、分子中に炭素原子を含まないため、半導体中への炭素の汚染が少なく好適である。

成長時雰囲気ガス及び有機金属原料のキャリアガスとしては、窒素、水素、アルゴン、ヘリウムなどの気体を単独あるいは混合して用いることができる。水素ガス、ヘリウムガス雰囲気中では、原料の前分解が抑制されるため、より好ましい。

ＭＯＶＰＥ法により、本発明による発光性半導体粒子を製造するのに使用される気相成長半導体製造装置の一例の概略を図４に示す。気相成長半導体製造装置は、図示していない原料供給装置から原料ガスが原料供給ライン１１を通じて供給される反応炉１２を備えている。反応炉１２内には基板１３を加熱するためのサセプタ１４が設けられている。サセプタ１４は多角柱体であり、その表面には基板１３が複数枚取り付けられている。この場合、基板１３の各表面の図示しないＳｉＯ₂層上には、それぞれ、基材粒子（図示せず）が上述の如くして均一に塗布された状態となっている。

サセプタ１４は回転装置１５によって回転できる構造となっている。サセプタ１４の内部には、サセプタ１４を加熱するための赤外線ランプ１６が備えられている。赤外線ランプ１６に加熱用電源１７から加熱用の電流を流すことにより、基板１３を所望の成長温度に加熱することができる。この加熱により、原料供給ライン１１を通じて反応炉１２に供給される原料ガスが基板１３上で熱分解し、基板１３上に塗布されている図示しない基材粒子の表面、好ましくは所定の表面にのみ所望の化合物を気相成長させ発光層を形成する。反応炉１２に供給された原料ガスのうち未反応の原料ガスは、排気ポート１８より反応器の外部に排出され、排ガス処理装置へ送られる。

こうして基板１３上の基材粒子の表面に成長、形成させた発光層は、基板１３の表面のＳｉＯ₂層上に載置されているため、弗酸などの酸により基材粒子と共に発光性半導体粒子として剥離することができる。剥離によって得られた発光性半導体粒子はそのまま各種発光素子用として使用することもできる。さらに、この発光性半導体粒子を基板上から削り取らずに、レーザアブレーション、マグネトロンスパッタ、プラズマＣＶＤなどの手法で発光素子上へ積層してもよい。なお、半導体結晶の層構造は、例えば従来の化合物半導体発光素子において発光層として用いられている、ヘテロ接合構造、ｐｎ接合構造、量子井戸構造、ダブルヘテロ接合構造等の従来の層構造をそのまま用いることができる。

発光デバイス１０は以上のように構成されているので、一対の電極間、すなわち、陽極である透明電極２と陰極６との間に電圧を印加すると、これにより有機材料によって構成された正孔輸送層３及び電子輸送層５において正孔及び電子の移動が生じ、これらの電荷の移動により正孔輸送層３中に散在している発光性半導体粒子７が発光する。発光性半導体粒子７よりの発光は透明電極２を介して外部に取り出すことができる。ここで、正孔輸送層３の屈折率と発光性半導体粒子７の屈折率との差を大きくしておくことにより、発光性半導体粒子７からの光が正孔輸送層３内で散乱し、これにより透明電極２から極めて効率よく光を取り出すことができる。この結果、発光デバイス１０における光取り出し効率を大きく改善させることができる。

図２は、本発明による、発光デバイスの他の実施の形態を示す模式的断面図である。

図２に示した発光デバイス２０は、図１に示す構成において、正孔輸送層３を発光性高分子層４に置き換え、発光性高分子層４内に発光性半導体粒子７を分散させたものである。

発光デバイス２０は、陽極として働く透明電極２を積層した基板１上に、発光性半導体粒子７が分散している発光性高分子層４が設けられている。このような発光性高分子層４の形成は、発光性半導体粒子７を溶媒に分散させ、発光性半導体粒子７の分散している溶媒を透明電極２上に塗布することにより、発光性半導体粒子７を透明電極２上に先ず、載置し、しかる後発光性高分子層４を製膜してもよい。発光性高分子層４に発光性半導体粒子７を分散載置するようにした発光デバイス２０の場合は、発光性高分子層４と透明電極２との間に正孔輸送材料及び／又は正孔注入材料を積層する構造としてもよい。

また、発光性半導体粒子７を発光高分子材料中に分散させて発光性高分子層４を形成する前に、透明電極２上に正孔輸送層３を製膜しておいてもよく、さらに正孔輸送層３と透明電極２との間に正孔注入層を積層しておいてもよい。

また、発光性半導体粒子７が発光性高分子材料中に分散されている発光性高分子層４を製膜した後、陰極６の形成前に電子輸送層を積層してもよい。また、電子輸送層５と陰極６との間に電子注入層を積層する構造としてもよいし、発光性半導体粒子７を分散した発光性高分子層４と電子輸送層５との間に正孔ブロック層を積層してもよい。

図２に示した発光デバイス２０によると、一対の電極間に電圧を印加することにより、発光デバイス１０の場合と同様にして発光性半導体粒子７が発光するのは勿論のこと、発光性高分子層４も発光するので、発光デバイス１０に比べて、より高い輝度の発光デバイスとなる。

図３は、本発明による発光デバイスのさらに別の実施の形態を示す模式的断面図である。図３に示した発光デバイス３０は、発光性半導体粒子７を電子輸送層５中に分散させた点で、図１に示した発光デバイス１０と異なっている。

発光デバイス３０は、陽極として働く透明電極２を積層した基板１上に、正孔輸送層３をさらに積層し、電子輸送性材料中に発光性半導体粒子７を分散したものを正孔輸送層３上に積層することによって電子輸送層５を形成することができる。このとき発光性半導体粒子７を溶媒に分散させて塗布し、これにより発光性半導体粒子７を正孔輸送層３上に載置してから電子輸送層５を製膜してもよい。電子輸送性材料中に発光性半導体粒子７を分散し、これを用いて電子輸送層５を積層する場合は、電子輸送層５と陽極６との間に正孔輸送材料及び／又は正孔注入材料を積層する構造としてもよい。

また、発光性半導体粒子７を分散した電子輸送層５を製膜した後、陰極６の形成前に電子注入層を積層してもよい。また、発光性半導体粒子７を分散した電子輸送層５と透明電極２との間に発光性高分子層を積層してもよく、発光性高分子の層と透明電極２との間にさらに正孔輸送層を設けてもよく、正孔輸送層と透明電極２との間に正孔注入層を積層してもよい。

ここで、陰極６と発光層の間に一層のみ設けた場合は、これが電子注入層であり、陰極６と発光層の間に二層以上設けた場合は陰極に接している層を電子注入層とし、それ以外の層は電子輸送層と称する。電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層であり、電子輸送層は、電子注入層又は陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。

また、電子注入層、若しくは電子輸送層が正孔輸送層または発光層から電子輸送層への正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層を正孔ブロック層と称することがある。

陽極として働く透明電極２と発光層との間に設けるものとしては、正孔注入層・正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。陽極２と発光層の間に一層のみ設けた場合は、これが正孔注入層であり、陽極と発光層の間に二層以上設けた場合は陽極に接している層を正孔注入層とし、それ以外の層は正孔輸送層と称する。正孔注入層は、陰極からの正孔注入効率を改善する機能を有する層であり、正孔輸送層とは、正孔注入層又は陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する層である。また、正孔注入層、又は正孔輸送層が電子輸送層または発光層から正孔輸送層への電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層を電子ブロック層と称することがある。

本発明による発光デバイスの実施の形態の一例を示す模式的断面図。本発明による発光デバイスの他の実施の形態の一例を示す模式的断面図。本発明による発光デバイスの別の実施の形態の一例を示す模式的断面図。本発明による発光性半導体粒子を製造するのに使用される気相成長半導体製造投資の一例の概略を示す図。

符号の説明

１基板
２透明電極（陽極）
３正孔輸送層
４発光性高分子層
５電子輸送層
６陰極
７発光性半導体粒子
１０、２０、３０発光デバイス
１１原料供給ライン
１２反応炉
１３基板
１４サセプタ
１５回転装置
１６赤外線ランプ
１７加熱用電源
１８排気ポート

Claims

陰極と陽極とを有し、前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加して電荷を注入することにより発光させるようにした発光デバイスであって、
前記陰極と前記陽極との間に有機物の層が設けられており、
該有機物の層は、電子輸送層、正孔輸送層、発光性高分子層の内の少なくとも１つを含んでおり、
量子井戸構造を有する発光性半導体粒子が前記有機物の層中に分散されており、
前記発光性半導体粒子が前記電荷の注入により発光するようになっている
ことを特徴とする発光デバイス。
前記発光性半導体粒子が、単結晶微粒子と、該単結晶微粒子の上に結晶成長されてなる半導体結晶とからなる、請求項１に記載の発光デバイス。
前記単結晶微粒子がＡｌ ₂ Ｏ ₃ であり、前記単結晶微粒子上に結晶成長される半導体結晶が３−５族窒化物系化合物半導体である請求項２に記載の発光デバイス。
前記単結晶微粒子上に前記半導体結晶を成長する場合、低温バッファ層を形成せずに結晶成長させてなる請求項２又は３に記載の発光デバイス。