JPH04363892A - 直流エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電場を印加するこ
とにより発光する直流エレクトロルミネッセンス（以下
ＥＬと略す）素子に関し、さらに詳述すれば電子と正孔
の再結合を利用して発光する電荷注入型の直流ＥＬ素子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＬ素子には、電子を高電界中で加速し
発光中心に衝突させ、その運動エネルギーを利用して発
光中心を励起し発光を得る衝突励起型ＥＬ（一般的には
真性ＥＬと呼ばれている）と、電子と正孔を発光層内に
注入し再結合させ、その再結合の際に放出されたエネル
ギーを利用して発光中心を励起する電荷注入ＥＬの２種
のタイプがある。

【０００３】このうち真性ＥＬ素子には、直流ＥＬ素子
と交流ＥＬ素子の２種がある。直流ＥＬ素子に属するも
のとしては、バインダーで固めた蛍光体微粉末に直流電
圧をかけて発光させる直流粉末型ＥＬと、薄膜の蛍光体
層の上に微粉末からできた抵抗層を重ねた層を電極で挟
み直流電圧をかけて発光させる直流薄膜粉末混成型ＥＬ
が知られている。いずれも、軽量、薄型な平板型ディス
プレイとして、可搬型コンピュータの表示部などに使わ
れつつある。

【０００４】一方、電荷注入ＥＬ素子としては、発光ダ
イオード（以下ＬＥＤと略す）と有機ＥＬの２種の発光
素子が知られている。これらは、いずれも、電子と正孔
が再結合する際に発生したエネルギーを利用して発光す
るという点で共通のメカニズムを有する直流ＥＬ素子で
あるが、ＬＥＤが、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＰ
、ＺｎＳｅ、ＳｉＣなどの３−５族、２−６族、４族の
無機の化合物半導体に不純物をドープし、室温で充分な
キャリアが存在するＮ型とＰ型の半導体を作り、それら
を接合させてＰＮ接合を形成し、その接合面に数Ｖの電
圧を印加することによりそれぞれの半導体の多数キャリ
アに小数キャリアを注入し、それらを再結合させること
により発光させる機構を取るのに対し、有機ＥＬでは、
ＬＥＤのＮ型、Ｐ型半導体に相当する電子輸送層あるい
は正孔輸送層には、室温ではキャリアはほとんど存在せ
ず、外部より高電圧を印加することにより外部電極より
トンネル効果を利用して発光層内にキャリアを注入し、
それらをドナーやアクセプターを介して再結合させたり
、あるいはそれらから生じた励起子が再結合する際に発
するエネルギーで蛍光体内に配置された発光中心等をエ
ネルギー伝達により励起、発光させるなど、電子正孔の
再結合エネルギーを別の発光中心に伝達させることによ
って発光を得るという点で基本的に大きな違いがある。 両者はいずれも発光素子として用いられるが、発光ダイ
オードはバンド間に不純物準位があると発光効率が落ち
るため、単結晶基板の上にエピタルシャル成長により単
結晶からなる発光素子を形成するのが普通であり、その
ため大面積なディスプレイを形成することは難しく、一
般に点光源のランプとして用いられる。

【０００５】一方、有機ＥＬは、一般にアモルファス状
態で素子を形成するため、大面積の平板型ディスプレイ
への応用が容易であり、しかも、衝突励起型ＥＬ素子と
比べて、低電圧で動作し、しかも高効率の蛍光体の種類
が豊富でカラー化も容易であるという特徴があることか
ら、新タイプの平板型ディスプレイとしての応用が期待
されている。

【０００６】図２は、有機ＥＬ素子の代表的な構成を示
した図である。図２を用いて有機ＥＬ素子の基本構造、
製造方法および動作メカニズムを説明する。ガラス基板
１上に、透明電極２としてＩＴＯなどの透明電極材料を
スパッタ、真空蒸着法により成膜した後に、フォトリソ
グラフィなどの方法を用いて所定の形状にパターニング
する。その上に正孔輸送層８として、ＴＡＤなどの正孔
に対して導電性の良い有機物質を蒸着法、ラングミュア
ーブロジェット法などを用いて成膜する。その上に発光
層１０として、ＰＥ，ＮＳＤ，ＡＮなどの有機物質から
なる蛍光体を正孔輸送層と同様の方法を用いて形成する
。続いて発光層１０の上に、電子輸送層９としてＰＢＤ
などの有機物質を、正孔輸送層と同様の方法で成膜する
。その上に、上部電極７としてＭｇＡｌ（マグネシウム
アルミニウム）を真空蒸着法などを用いて成膜し、さら
にフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすること
によってドットマトリックス型あるいはセグメント型の
有機ＥＬ素子を作る。駆動は、通常透明電極を陽極、上
部電極を陰極とし直流のパルス電圧を印加させることに
よって行う。電子は上部電極から電子輸送層を通って、
また、正孔は透明電極から正孔輸送層を通って、いずれ
も発光層に注入され、そこで励起子を生成する。励起子
は、発光層内の再結合中心を介して再結合し発光する。

【０００７】電子輸送層は正孔を、正孔輸送層は電子を
通さない性質を有するほうが、キャリアが発光層内に閉
じ込められるため発光効率が良くなる。上記の有機ＥＬ
では、発光効率が０．５　　ｌｍ／Ｗ程度の発光効率の
ＥＬ素子が報告されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
有機ＥＬ素子は、素子構成要素が有機物であるため、寿
命が短いという問題があった。寿命は、素子の材質、作
製プロセスによって異なるが、最も寿命が長い報告例で
も輝度は数十時間の連続発光で半減してしまう。寿命が
短い原因としては、有機物は無機物などと異なり温度に
弱いこと、また、青色や紫色のような紫外線に近い波長
を発光する際には、発光により有機物を構成する原子間
の結合が切られ分解する等の化学変化が生じることなど
が考えられる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、上記
の問題を解決するためになされたものであって、透明基
板上に透明電極、発光層、電流制限層、上部電極が順次
設けられ、前記透明電極と前記発光層との間には正孔輸
送層を設け前記発光層と前記電流制限層との間には電子
輸送層を設けるか、または前記透明電極と前記発光層と
の間には電子輸送層を設け前記発光層と前記電流制限層
との間には正孔輸送層を設けた直流エレクトロルミネッ
センス素子であって、前記電子輸送層と前記正孔輸送層
が、それぞれ下記の（ａ）、（ｂ）であることを特徴と
する直流エレクトロルミネッセンス素子である。

【００１０】（ａ）０．１ｅＶ以上のバンドギャップを
もつ無機半導体膜の２種以上が積層された多層膜が、少
なくとも２以上繰り返し積層された周期構造を有する積
層体であって、隣接する前記無機半導体膜の伝導帯のエ
ネルギー差が０．１ｅＶ以下であり、かつ、価電子帯の
エネルギー差が０．１ｅＶ以上であり、前記無機半導体
膜の厚みが０．３〜１００ｎｍである電子輸送層。

【００１１】（ｂ）０．１ｅＶ以上のバンドギャップを
もつ無機半導体膜の２種以上が積層された多層膜が、少
なくとも２以上繰り返し積層された周期構造を有する積
層体であって、隣接する前記無機半導体膜の伝導帯のエ
ネルギーの差が０．１ｅＶ以上であり、価電子帯のエネ
ルギー差が０．１ｅＶ以下であり、かつ、前記無機半導
体膜の厚みが０．３〜１００ｎｍである正孔輸送層。

【００１２】前記電子輸送層を２種の無機半導体膜を積
層した多層膜とするときの無機半導体の組合せとしては
、例えば２−６族化合物半導体ならば、ＣｄＳ／ＣｄＳ
ｅ、ＺｎＳ／ＺｎＳｅ、ＢａＳ／ＺｎＳｅ、ＳｒＳ／Ｂ
ａＳｅ、ＣａＳ／ＳｒＳｅ、ＣａＳ／ＣａＳｅ、ＺｎＳ
ｅ／ＣｄＴｅ、ＢａＳｅ／ＺｎＴｅ、ＳｒＳｅ／ＢａＴ
ｅ、ＳｒＳｅ／ＳｒＴｅ、ＣａＳｅ／ＳｒＳｅ、ＣａＳ
ｅ／ＣａＴｅ、ＭｇＳｅ／ＳｒＴｅ、ＭｇＳｅ／ＣａＴ
ｅ、ＭｇＳｅ／ＭｇＴｅ、ＺｎＳ／ＣｄＴｅ、ＺｎＳ／
ＺｎＴｅ、ＢａＳ／ＣｄＴｅ、ＢａＳ／ＺｎＴｅ、Ｃａ
Ｓ／ＢａＴｅなどの組合せが例示できる。上記の組合せ
としては、バンドギャップの小さい材料からなる膜がＮ
型半導体よりなるものが好適である。不純物の種類や製
法によってはＮ型、Ｐ型のいずれを取るものもあるので
、単体での物性がこの条件を満たすことは必ずしも必要
ではない。

【００１３】正孔輸送層としては、量子井戸を構成する
材料が２種の場合についていえば、一方の無機半導体膜
の材料がＰ型半導体であって、その導電帯の底のエネル
ギー準位および価電子帯の頂のエネルギー準位の各々が
もう一方の材料の場合よりも高いものであることが好ま
しく、例えば２−６族化合物半導体ならば、例えば使用
するＰ型半導体がＺｎＴｅの場合には、ＺｎＴｅ／Ｚｎ
Ｓｅ、ＺｎＴｅ／ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ／ＺｎＳ、ＺｎＴ
ｅ／ＣｄＳなどの組合せが挙げられ、使用するＰ型半導
体がＣｄＳｅの場合には、ＣｄＳｅ／ＣｄＳが挙げられ
、使用するＰ型半導体がＣｄＴｅの場合には、ＣｄＴｅ
／ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ／ＺｎＳ、
ＣｄＴｅ／ＣｄＳなどの組合せが例示できる。

【００１４】２−６族半導体以外の、例えば１−５族、
１−６族、１−７族、２−４族、２−５族、２−７族、
３−５族、３−６族、４−４族、４−６族、５−６族、
６−６族の半導体であっても、それぞれの材料の導電帯
と価電子帯のエネルギー準位が上記の条件を満たす組合
せであればよい。半導体の組合せとしては、２−６族同
士の組合せでなく、２−６族と３−５族の組合せ等、組
合せ族が異なる半導体の組合せであってもよい。さらに
、上記半導体をＣａＳｘ　Ｓｅ１−ｘ　やＧａＩｎｘ　
Ｐ１−Ｘ　などの多元系にしたり、あるいはアモルファ
ス状態にしたものであっても構わない。

【００１５】上記の無機半導体膜には、不純物がドープ
されていても構わない。また、電子輸送層が正孔輸送層
の少なくともいずれか一方は、光を外部に効率よく取り
出すため、可視域で透明であることが必要である。

【００１６】上記の膜は、真空蒸着法（電子ビーム蒸着
法、抵抗加熱法やホットウォール法などが含まれる）、
スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法、ＡＬＥ法、電気泳動法、ガ
スデポジション法などの方法を用いて形成することがで
きる。発光層としては、電子と正孔が再結合したときに
生じるエネルギーを利用して発光するタイプの蛍光体で
あればよく、冷陰極管、蛍光表示管、プラズマディスプ
レイ、交流粉末（分散型）ＥＬで用いられているような
蛍光体、例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ＋Ｘ、ＺｎＳ：Ａｇ＋Ｃ
ｕ＋Ｘ（ただし、Ｘは、Ａｌまたはハロゲン）、Ｙ２　
Ｏ３　Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２　Ｏ３　：Ｅｕ、（Ｙｘ　，Ｇｄ
１−Ｘ　）ＢＯ３　：Ｅｕ、Ｙ２　Ｓｉ２　Ｏ５　：Ｃ
ｅ、ＢａＭｇＡｌｕｍｉｎａｔｅ：Ｅｕ、Ｚｎ２　Ｓｉ
Ｏ４　：Ｍｎ、ＢａＡｌｕｍｉｎａｔｅ：Ｍｎ、ＺｎＯ
：Ｚｎ、ＳｎＯ２　：Ｅｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇな
どを用いることができる。これらの膜は、真空蒸着法（
電子ビーム蒸着法、抵抗加熱法やホットウォール法など
）、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法、ＡＬＥ法、電気泳動法
、ガスデポジション法などの方法を用いて形成すること
ができる。また、導電率を上げるためにＩｎ２　Ｏ３　
などをドープする場合がある。

【００１７】電子輸送層と陰極電極との間、あるいは正
孔輸送層と陽極電極との間のどちらか一方に、抵抗層を
挿入してもよい。一例としては、３×１０３　Ω・ｃｍ
から１×１０６　Ω・ｃｍの抵抗率を有する導電性微粉
末を、バインダー樹脂等を用いて１から３０μｍの膜厚
に固めた膜などを用いることができる。導電性微粉末と
しては、ＣｕをコートしたＺｎＳ、ＭｎＯ２　、ＰｂＳ
、ＣｕＯ、ＰｂＯ、Ｔｂ４　Ｏ７　、Ｅｕ２　Ｏ３　、
ＰｒＯ２　、カーボンまたはチタン酸バリウム系半導体
などが、単体あるいはこれらの混合物の形で用いること
ができる。表示のコントラストを上げるために、黒色ま
たは暗色の物質が好んで使われるが、導電性微粉末の色
がどうしても薄すぎるような場合にはバインダー樹脂中
に染料や顔料を混入することもできる。陰極あるいは陽
極の電極としては、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２　などの
透明電極と、アルミニウム、ＡｌＭｇ（アルミニウムマ
グネシウム）などの透明でない金属とを組み合わせて用
いることが多い。 透明電極と不透明な電極は、陰極と陽極のどちらでも使
用することが可能である。成膜法としては、スパッタ法
、真空蒸着法を用いて成膜することができる。

【００１８】電子輸送層としては、伝導帯のエネルギー
差が０．１ｅＶ以下であることが必要で、０．０３ｅＶ
以下がより好ましい。一方、価電子帯のエネルギー差は
、０．１ｅＶ以上であることが必要で、１ｅＶ以上がよ
り好ましい。逆に、正孔輸送層としては、価電子帯のエ
ネルギー差が０．１ｅＶ以下であることが必要で、０．
０３ｅＶ以下がより好ましい。一方、伝導帯のエネルギ
ー差は、０．１ｅＶ以上であることが必要で１ｅＶ以上
がより好ましい。電子輸送層と正孔輸送層を構成する半
導体はともに０．１ｅＶ以上のバンドギャップを有する
必要がある。

【００１９】電子輸送層、正孔輸送層を構成する半導体
膜の１層の膜厚は、０．３ｎｍ以上１００ｎｍ以下で、
２周期以上であることが必要で、より好ましくは、０．
５ｎｍ〜５ｎｍの膜厚で、１０周期以上繰り返し積層し
た周期構造とするのが好ましい。前記電子輸送層と陰極
電極との間、あるいは前記正孔輸送層と陽極電極との間
のどちらか一方に、抵抗層を挿入した場合には、発光層
に過大な電流が流れるのが防止され、素子の破壊をより
効果的に防ぐことができる。

【００２０】また、発光層は導電率が高い方が、発光層
の内部電界が低くなり、発光中心にトラップされたキャ
リアが再結合する前に伝導帯や価電子帯へ再放出される
確率が減少するので、発光効率が高くなり好ましい。

【００２１】

【作用】伝導帯と価電子帯にエネルギー差がある半導体
を組合せた多層膜に電圧を印加した場合のキャリアの伝
導について考える。前記の半導体では、室温では伝導に
寄与するような電子、正孔はあまり存在しないので、低
い電界では電子、正孔などのキャリアはほとんど伝導し
ない。しかし、高電界をかけて電子輸送層と正孔輸送層
のバンドを大きく傾けると、電子および正孔は、トンネ
ル効果によって、それぞれ電子輸送層の伝導帯、正孔輸
送層の価電子帯を通って伝導できるようになる。その際
、伝導帯と価電子帯にエネルギー差があると、電子や正
孔はエネルギー状態の低い領域に落込み、閉じ込められ
、導電率が低下する性質を示す。この効果は、伝導帯と
価電子帯のエネルギー差が大きいほど大きくなり、電子
は伝導帯のエネルギー差に、正孔は価電子帯のエネルギ
ー差が大きいほど移動度が低下する。すなわち電子は、
伝導帯のエネルギー差が小さいと通り易く、伝導帯のエ
ネルギー差が大きいほど通りにくい。また、正孔は、価
電子帯のエネルギー差が小さいと通り易く、価電子帯の
エネルギー差が大きいほど通りにくい。以上のことより
、伝導帯のエネルギー差が０．１ｅＶ以下で、かつ、価
電子帯のエネルギー差が０．１ｅＶ以上である２種以上
の半導体膜を積層した多層膜では、電子は通りやすいが
、正孔は通りにくくなり、伝導帯のエネルギー差が０．
１ｅＶ以上で、かつ、価電子帯のエネルギー差が０．１
ｅＶ以下である２種以上の半導体膜を積層した多層膜で
は、正孔は通りやすいが、電子は通りにくくなる。した
がって、前者の多層膜は、電子輸送と正孔障壁の働きを
するので、電子輸送層と呼び、後者の多層膜は、正孔輸
送と電子障壁の働きをするので正孔輸送層と呼ぶ。

【００２２】したがって、このような電子輸送層と正孔
輸送層の間に発光層を挟み、電子輸送層側を陰極に、正
孔輸送層側を陽極にして、外部より電圧を印加すると、
電子は電子輸送層を通り発光層に注入され、正孔は正孔
輸送層を通り発光層に注入される。電子輸送層、正孔輸
送層は、それぞれ正孔、電子の障壁として働くので、発
光層内に注入された電子と正孔が、発光に寄与せずにそ
れぞれ正孔輸送層と電子輸送層を通って陽極と陰極に流
れてしまうのを防ぎ、発光効率の向上に寄与する。電子
輸送層、正孔輸送層のどちらか一層だけあっても、充分
発光効率向上の効果はあるが、両方の層を有している方
がより発光効率が良いので好ましい。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明する。図
１は本発明の直流エレクトロルミネッセンス素子の一部
断面図で、電子輸送層３および正孔輸送層５は無機半導
体からなり、正孔輸送層３と上部電極７の間に電流制限
層６が設けられているのを特徴とする。図２は従来技術
の直流エレクトロルミネッセンス素子の一部断面図で、
正孔輸送層８および電子輸送層９は有機物質からなる。

【００２４】透明なガラス基板１　（ｃｏｒｎｉｎｇ　
　７０５９）上に、透明電極２としてＩＴＯを反応性ス
パッタ法を用いて約５００ｎｍの厚さに成膜した後、フ
ォトリソグラフィ法により１ｍｍ当り５本のピッチでス
トライプ状にパターニングした。続いて、その上に電子
輸送層３を以下の方法で成膜した。左右にそれぞれ２室
の蒸着室を有し、中央の分配室にランプヒーターを用い
た基板加熱機構を設けたロードロック式の真空蒸着装置
の基板ホルダーにガラス基板を取り付け、まず右の蒸着
室に搬送して、基板温度を２００℃、蒸着装置の真空槽
壁を５００℃に加熱した状態で、石英るつぼ内に装填し
たＺｎＳｅをタングステンヒーターで加熱することによ
って蒸発させ、蒸着速度８０ｎｍ／ｍｉｎの条件で成膜
を行いＺｎＳｅ薄膜を２ｎｍ成膜した。その後、中央の
分配室においてランプヒーターを用いて３秒間加熱し、
次に左の蒸着室に搬送して基板温度２００℃、真空槽壁
を５００℃に加熱した状態で、石英るつぼ内に装填した
ＺｎＳをタングステンヒーターで加熱することによって
蒸発させ、蒸着速度８０ｎｍ／ｍｉｎの条件で成膜を行
いＺｎＳ薄膜を３ｎｍ成膜した。その後、中央の分配室
においてランプヒーターを用いて３秒間加熱し、再び右
の蒸着室に搬送してＺｎＳｅを先ほどと同一条件で成膜
し、以下このサイクルを４０周期繰り返し総膜厚２００
ｎｍ、４０周期のＺｎＳｅ／ＺｎＳ超格子多層薄膜を成
膜した。続いて、基板を取り出し、別の蒸着機に入れ、
基板温度を２００℃に加熱した状態で、ＡｇとＣｌをそ
れぞれ１モル％含有したＺｎＳの粉末を加熱したモリブ
デンボード上に供給し、フラッシュ蒸着により発光層４
の成膜を行った。蒸着速度は２００ｎｍ／ｍｉｎ程度で
、８００ｎｍの膜厚のＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ膜を成膜した
。 その後、基板を真空中、５５０℃、２時間の条件でアニ
ール処理をおこなった。

【００２５】続いて、その上に正孔輸送層５の成膜を以
下の方法で行った。左右にそれぞれ２室の蒸着室を有し
、中央の分配室にランプヒーターを用いた基板加熱機構
を設けたロードロック式の真空蒸着装置の基板ホルダー
に基板を取り付け、まず右の蒸着室に搬送して、基板温
度を１８０℃、真空槽壁を４００℃に加熱した状態で、
石英るつぼ内に装填したＣｄＴｅをタングステンヒータ
ーで加熱することによって蒸発させ、蒸着速度５０ｎｍ
／ｍｉｎの条件で成膜を行いＣｄＴｅ薄膜を１ｎｍ成膜
した。その後、中央の分配室においてランプヒーターを
用いて３秒間加熱し、次に左の蒸着室に搬送して基板温
度１５０℃、真空槽壁を４５０℃に加熱した状態で、石
英るつぼ内に装填したＣｄＳｅをタングステンヒーター
で加熱することによって蒸発させ、蒸着速度５０ｎｍ／
ｍｉｎの条件で成膜を行いＣｄＳｅ薄膜を３ｎｍ成膜し
た。その後、中央の分配室においてランプヒーターを用
いて３秒間加熱し、再び右の蒸着室に搬送してＣｄＴｅ
を先ほどと同一条件で成膜し、以下このサイクルを５０
周期繰り返し、総膜厚２００ｎｍのＣｄＴｅ／ＣｄＳｅ
超格子多層薄膜を成膜した。

【００２６】続いて、ＭｎＯ２　粉末を、樹脂とシンナ
ーとの混合液に分散させた塗料をスプレィー法を用いて
塗布、乾燥させ、抵抗率が１．５×１０５　Ω・ｃｍで
膜厚が２０μｍの電流制限層６を形成し、最後に上部電
極７として、Ａｌを電子ビーム蒸着法で１μｍの膜厚を
成膜した。そして、電流制限層とＡｌ電極をパターニン
グし、最終的に素子全体をカバーガラスで覆うことによ
り対湿度対策を施し、素子の作製を終えた。

【００２７】このようにして作製された直流ＥＬ素子に
、透明電極２を陰極、上部電極７を陽極として直流の電
圧を印加すると、しきい値電圧３０Ｖ、駆動電圧５０Ｖ
で、中心波長４８０ｎｍの青色のＥＬ発光を得ることが
出来た。発光効率は、６０Ｈｚ，３０μｓ、電流密度１
００ｍＡ／ｃｍ２　の駆動条件時に、０．４　　ｌｍ／
ｗであり充分実用的な値であった。また、先の駆動条件
で連続発光させた時の輝度の経時安定性は、１万時間で
２０％低下したのみで、充分実用的な寿命を有していた
。本実施例では、電子輸送層をＺｎＳｅとＺｎＳを、そ
れぞれ２ｎｍと３ｎｍで積層した構成としたが、それぞ
れ１ｎｍと４ｎｍ、あるいは４ｎｍと１ｎｍの組合せ、
あるいはその中間の組合せでも発光効率の向上が同様に
認められた。ＺｎＳｅの膜厚に比べてＺｎＳの膜厚を厚
くした方が正孔障壁の効果が大きく、発光効率を大きく
する点で好ましかった。同様のことは正孔障壁層につい
ても言え、ＣｄＳｅの膜厚がＣｄＴｅの膜厚よりも厚い
方が電子障壁作用が大きく、発光効率が高くなった。

【００２８】

【発明の効果】本発明のエレクトロルミネッセンス素子
は、電子輸送層と正孔輸送層の両層が無機半導体からな
り発光効率が高く寿命が長いので、本発明のエレクトロ
ルミネッセンス素子を用いて信頼性の高い表示装置を製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直流エレクトロルミネッセンス素子の
一実施例の一部断面図である。

【図２】従来技術の直流エレクトロルミネッセンス素子
の一部断面図である。

【符号の説明】

１　　　　ガラス基板 ２　　　　透明電極 ３　　　　無機半導体からなる電子輸送層４　　　　発
光層 ５　　　　無機半導体からなる正孔輸送層６　　　　電
流制限層 ７　　　　上部電極 ８　　　　有機物質からなる正孔輸送層９　　　　有機
物質からなる電子輸送層１０　　　　有機物質からなる
発光層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明基板上に透明電極、発光層、電流
   制限層、上部電極が順次設けられ、前記透明電極と前記
   発光層との間に正孔輸送層を設け前記発光層と前記電流
   制限層との間に電子輸送層を設けるか、または前記透明
   電極と前記発光層との間に電子輸送層を設け前記発光層
   と前記電流制限層との間に正孔輸送層を設けた直流エレ
   クトロルミネッセンス素子において、前記電子輸送層と
   前記正孔輸送層が、それぞれ下記の（ａ）、（ｂ）であ
   ることを特徴とする直流エレクトロルミネッセンス素子
   。 （ａ）０．１ｅＶ以上のバンドギャップをもつ無機半導
   体膜の２種以上が積層された多層膜が、少なくとも２以
   上繰り返し積層された周期構造を有する積層体であって
   、隣接する前記無機半導体膜の伝導帯のエネルギー差が
   ０．１ｅＶ以下であり、かつ、価電子帯のエネルギー差
   が０．１ｅＶ以上であり、前記無機半導体膜の厚みが０
   ．３〜１００ｎｍである電子輸送層。 （ｂ）０．１ｅＶ以上のバンドギャップをもつ無機半導
   体膜の２種以上が積層された多層膜が、少なくとも２以
   上繰り返し積層された周期構造を有する積層体であって
   、隣接する前記無機半導体膜の伝導帯のエネルギーの差
   が０．１ｅＶ以上であり、価電子帯のエネルギー差が０
   ．１ｅＶ以下であり、かつ、前記無機半導体膜の厚みが
   ０．３〜１００ｎｍである正孔輸送層。