JP5351882B2 - 発光素子 - Google Patents
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Description
1 実施の形態1に係る発光素子の概略構成
本発明に係る発光素子の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態1に係る発光素子10の概略構成を示す断面図である。この発光素子10は、互いに対向して設けられている背面電極(第1電極)2及び透明電極(第2電極)3と、背面電極2と透明電極3の間に設けられ、背面電極2及び透明電極3と電気的に接続されている発光体粒子4とを備えている。背面電極2は、透明電極3と対向する面に凹部を有している。さらに、発光素子10は、背面電極2、発光体粒子4及び透明電極3を支持する基板(支持基板)1を有している。基板1は、背面電極2に接しており、背面電極2側に凹部が設けられた面を有している。背面電極2は、基板1における凹部が設けられた面に沿って設けられている。背面電極2の厚みは実質的に均一となっている。直流電源6は発光素子10に直流電圧を印加するものであり、直流電源6の正極側に背面電極2が電気的に接続され、直流電源6の負極側に透明電極3が電気的に接続されている。ここで、背面電極2の厚みが実質的に均一であるとは、背面電極2の厚みの最大値と最小値との差が500nm以下、好ましくは50nm以下であることをいう。
基板1は、その上に形成する各部材を支持する。基板1には、シリコン、Al2O3及びAlN等のセラミック基板、あるいはポリエステル及びポリイミド等のプラスチック基板等を用いることができる。また、基板1側から光を取り出す場合、発光体粒子4から発せられる光の波長に対し光透過性を有する材料であることが求められる。このような材料としては、例えば、コーニング社製の「コーニング1737」等のガラス、石英等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスや、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしたソーダライムガラスであってもよい。
電極には、背面電極2と透明電極3とがある。光を取り出す側の電極は透明電極3とし、他方は背面電極2としている。
実施の形態1において、発光体粒子4と背面電極2との電気的な接続部分を大きくするため、背面電極2は、透明電極3と対向する面に、凹部を有する面を有している。なお、実施の形態1では、予め基板1に凹部を有する面を設けている。背面電極2を、基板1における凹部が設けられた面に沿って実質的に均一な厚みで設けることで、背面電極2に凹部が形成される。なお、基板1に凹部が設けられていなくてもよく、その場合は背面電極2の透明電極3に対向する面に、凹部を形成すればよい。
発光体粒子4としては、第13族−第15族化合物半導体であるAlN、GaN、InN、AlP、GaP、InP、AlAs、GaAs及びAlSb等を用いることができる。特に、GaNに代表される第13族窒化物半導体が好ましい。また、これらの混晶(例えばGaInN等)であってもよい。さらに、伝導性を制御するために、Si、Ge、Sn、C、Be、Zn、Mg、Ge及びMnからなる群より選択される1種または複数種の元素をドーパントとして含んでいてもよい。
2 実施の形態2に係る発光素子の概略構成
本発明の実施の形態2に係る発光素子について、図4を用いて説明する。図4は、本実施の形態2に係る発光素子20の概略構成を示す断面図である。発光素子20は、図1に示す発光素子10と比べて、発光体粒子4の表面が正孔輸送材料(キャリア輸送材料)5で被覆されている点で相違する。その他の構成については、実施の形態1と同じであるため、説明は省略する。
次に、正孔輸送材料5について説明する。実施の形態2では、有機正孔輸送材料を用いている。
本発明の実施例について説明する。実施例として、図4に示すような発光素子を作製した。
比較例として、背面電極2に凹部を形成しない他は実施例と同条件にて発光素子を製作した。この比較例の素子に直流電圧を印加して評価したところ、発光に30V以上を要し、発光輝度も数10cd/m2と低かった。
3 実施の形態3に係る発光素子の概略構成
本発明の実施の形態3に係る発光素子について、図5を用いて説明する。図5は、本実施の形態3に係る発光素子30の概略構成を示す断面図である。発光素子30は、図1に示す発光素子10と比べて、背面電極2上に正孔輸送層(キャリア輸送層)7がさらに設けられている点で相違する。その他の構成については、実施の形態1と同じであるため、説明は省略する。
本発明の発光素子は、上記実施の形態1〜3について、以下のような構成としてもよい。
Claims (1)
- 基板上に形成した背面電極及び前記背面電極に対向して設けられた透明電極と、前記背面電極と透明電極との間に設けられ、前記背面電極及び透明電極と電気的に接続されている発光体粒子とを備え、
前記背面電極は、前記基板に形成された凹部に沿って設けられることにより前記透明電極と対向する面に凹部を有し、
前記背面電極の凹部の深さは、前記発光体粒子の平均粒径よりも小さく、かつ背面電極の凹部の幅は、前記発光体粒子の平均粒径よりも大きく、
前記発光体粒子は、前記背面電極の凹部に嵌まり込む形で配置され、前記背面電極の前記凹部の内面で前記背面電極と接触している
ことを特徴とする発光素子。
ただし、前記背面電極の凹部の幅とは、凹部の縁部における接平面を基準面と想定した場合に、その基準面と前記縁部との接点によって形成される凹部の開口の最大径または幅である。
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