JPH07297448A - Light emitting device - Google Patents

Light emitting device

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JPH07297448A
JPH07297448A JP8436294A JP8436294A JPH07297448A JP H07297448 A JPH07297448 A JP H07297448A JP 8436294 A JP8436294 A JP 8436294A JP 8436294 A JP8436294 A JP 8436294A JP H07297448 A JPH07297448 A JP H07297448A
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JP
Japan
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light emitting
layer
light
emitting device
voltage
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Pending
Application number
JP8436294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
信一郎 ▲高▼谷
Shinichiro Takatani
Junji Shigeta
淳二 重田
Akihiko Konoue
明彦 鴻上
Masatoshi Shiiki
正敏 椎木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To highly suppress the light emitting intensity of a light emitting device by connecting in series light emitting elements and electronic elements having negative resistance. CONSTITUTION:An n-type GaAs layer 302, AlGaAs layer 303, InGaAs layer 304, AlGaAs layer 305, and n-type GaAs layer are successively formed on an n-type GaAs substrate by epitaxial growth so that the layers 302, 303, 304, 305, and 306 can constitute a resonance tunnel diode. The layers 303 and 305 are barrier layers and a quantum level is formed in the 304 between the layers 303 and 305. A current-voltage characteristic having a negative resistance is obtained, because, when a bias voltage is applied across the diode 10, an electric current flows when the energy position of the quantum level coincides with the lower end of the conductive zone of one AlGaAs layer, but, when the bias voltage is higher or lower, no electric current flows. The electrons flowing in the layer 308 from the layer 307 are re-coupled with holes flowing in the layer 308 from the layer 309 and, when the electrons are re-coupled with the holes, light is generated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は発光ダイオード,レーザ
等の発光素子に係り、特に、外部電圧による発光強度の
制御を容易にし、また複数の波長での発光を可能にする
発光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device such as a light emitting diode and a laser, and more particularly to a light emitting device which facilitates control of light emission intensity by an external voltage and enables light emission at a plurality of wavelengths.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より固体発光素子として発光ダイオ
ード(light emitting diode、以下LEDと呼ぶ),レ
ーザ(laser diode 、以下LDと呼ぶ)が知られてお
り、光通信,光ディスク,ランプ,ディスプレイ等の分
野で広く用いられている。
2. Description of the Related Art Light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) and lasers (hereinafter referred to as LDs) have been known as solid-state light emitting elements, and are used in optical communication, optical disks, lamps, displays and the like. Widely used in the field.

【0003】固体発光素子によるランプ,ディスプレイ
としては、赤,緑,青の発光が得られるLEDを組み合
わせたカラーランプ,カラーディスプレイ等が知られて
いる(例えば、宇佐美純等、電子情報通信学会技術研究
報告EID90−100)。また、レーザを光源に用い
る放射型ディスプレイ等も知られている。
Known lamps and displays using solid-state light-emitting elements include color lamps and color displays in which LEDs capable of emitting red, green, and blue light are combined (for example, Jun Usami et al., IEICE Technology). Research report EID 90-100). Further, a radiation type display using a laser as a light source is also known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の固体発光素子は
二端子素子であり、端子間に電圧を印加して通電するこ
とにより発光させていた。LDでは、印加する電圧を大
きくして電流があるしきい値に達するとレーザ発振がお
こり、レーザ光が得られた。またLEDでもある電圧で
電流が急激に立ち上がり、発光強度が増加する。このよ
うに従来の固体発光素子では所望の強度の光を得るため
二端子に印加する電圧に下限があったが、一方大きい電
圧では素子が破壊されない限り常に発光が起こった。つ
まり、ある特定の印加電圧範囲でのみ発光を起こさせ、
それ以上およびそれ以下の電圧で発光を抑制することが
できなかった。
The conventional solid-state light-emitting device is a two-terminal device, which emits light by applying a voltage between the terminals to energize it. In the LD, when the applied voltage was increased and the current reached a certain threshold value, laser oscillation occurred and laser light was obtained. Further, the current also sharply rises at a certain voltage in the LED, and the light emission intensity increases. As described above, in the conventional solid-state light emitting device, there was a lower limit to the voltage applied to the two terminals in order to obtain light of desired intensity, but at a large voltage, light emission always occurred unless the device was destroyed. In other words, it causes light emission only in a certain applied voltage range,
It was not possible to suppress light emission at a voltage above and below that.

【0005】以上のように、従来の固体発光素子では印
加する電圧による発光の制御が自由に行えなかった。こ
のため、複数の発光素子を組み合わせたり、電子素子と
組み合わせる使用方法に制限があった。例えば、ラン
プ,ディスプレイでは、複数の波長の発光を混合して所
望の色の発光を得る場合、それぞれの発光波長を有する
固体発光素子に印加する電圧や電流を別個に調節する必
要があった。
As described above, in the conventional solid-state light emitting device, the light emission cannot be freely controlled by the applied voltage. For this reason, there is a limitation in the method of combining a plurality of light emitting elements or in combination with an electronic element. For example, in a lamp or a display, when light emission of a plurality of wavelengths is mixed to obtain light emission of a desired color, it is necessary to separately adjust the voltage and current applied to the solid-state light emitting element having each light emission wavelength.

【0006】本発明の目的は上記のような問題点を克服
するため、従来より高度の発光強度の制御が可能な新た
な発光素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a new light emitting device capable of controlling emission intensity higher than ever before in order to overcome the above problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は通電する
ことにより光を発生する発光素子と負性抵抗を有する電
子素子を直列に接続することにより達成される。
The object of the present invention is achieved by connecting in series a light emitting element which emits light when energized and an electronic element having a negative resistance.

【0008】本発明の目的はまた、少なくとも一つの発
光素子に負性抵抗を有する電子素子が直列に接続された
素子を二つ以上並列に接続することにより達成される。
The object of the present invention is also achieved by connecting in parallel two or more elements in which at least one light emitting element and an electronic element having a negative resistance are connected in series.

【0009】本発明の目的はまた、半導体層からなる発
光領域と負性抵抗を有する導電領域を同一基板上に形成
し、半導体層と導電層を直列に結線することにより達成
される。
The object of the present invention is also achieved by forming a light emitting region made of a semiconductor layer and a conductive region having a negative resistance on the same substrate, and connecting the semiconductor layer and the conductive layer in series.

【0010】本発明の目的はまた、半導体層からなる二
つ以上の発光領域とこれらの発光領域の少なくとも一つ
に直列に接続された導電領域を同一基板上に形成するこ
とにより達成される。
The object of the present invention is also achieved by forming two or more light emitting regions made of a semiconductor layer and a conductive region connected in series to at least one of these light emitting regions on the same substrate.

【0011】本発明の目的はまた、上記半導体層をIII
−V 族半導体とII−VI族半導体からなる一群の半導体
より選ばれた半導体を用いて構成することにより達成さ
れる。
The object of the present invention is also to provide the above semiconductor layer III.
This can be achieved by using a semiconductor selected from the group of semiconductors consisting of -V group semiconductors and II-VI group semiconductors.

【0012】本発明の目的はまた、上記半導体層及び導
電層をIII−V 族半導体とII−VI族半導体からなる一群
の半導体より選ばれた半導体を用いて構成することによ
り達成される。
The object of the present invention is also achieved by constructing the semiconductor layer and the conductive layer using a semiconductor selected from the group consisting of III-V semiconductors and II-VI semiconductors.

【0013】[0013]

【作用】図1は本発明の一実施例のブロック図である。
発光素子100に負性抵抗を有する電子素子101が直
列に接続されている。端子102と103の間に電圧を
印加し発光素子100と電子素子101に通電して発光
素子を発光させる。
1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
An electronic element 101 having a negative resistance is connected in series to the light emitting element 100. A voltage is applied between the terminals 102 and 103 to energize the light emitting element 100 and the electronic element 101 to cause the light emitting element to emit light.

【0014】図2は図1に示した装置の動作原理を説明
するための電流電圧特性(I−V特性)図である。図2
中の曲線110は電子素子の特性を表している。電圧を
増加すると電流は一度増加した後減少しており、いわゆ
る、負性抵抗を持っている。曲線111,112,11
3はいずれも発光素子を電子素子に対する負荷とみなし
たときの負荷曲線である。この負荷曲線は発光素子の電
流電圧特性でもあり、ここでは簡単のため直線で表して
いる。ここで、それぞれの用途に応じて決められる発光
強度を得るのに必要な発光素子を流れる電流値をIth
とする。発光素子がLDである場合はIthはレーザ発
振に必要な電流のしきい値とみなせばよい。図2に示し
たように、図1の端子102と103間の電圧がV1以
上かつV2以下では電流はIth以上となり所望の発光
強度が得られる。一方、V1以下あるいはV3以上では
発光強度は所望の強度以下となる。このようにある特定
の電圧範囲でのみ所望の発光を起こさせることができ
る。
FIG. 2 is a current-voltage characteristic (IV characteristic) diagram for explaining the operating principle of the device shown in FIG. Figure 2
The curve 110 in the inside represents the characteristics of the electronic device. When the voltage is increased, the current increases once and then decreases, and it has a so-called negative resistance. Curves 111, 112, 11
3 is a load curve when the light emitting element is regarded as a load on the electronic element. This load curve is also the current-voltage characteristic of the light emitting element, and is represented by a straight line here for simplicity. Here, the value of the current flowing through the light emitting element necessary to obtain the emission intensity determined according to each application is Ith.
And When the light emitting element is an LD, Ith may be regarded as a threshold value of a current required for laser oscillation. As shown in FIG. 2, when the voltage between the terminals 102 and 103 in FIG. 1 is V1 or more and V2 or less, the current becomes Ith or more and a desired light emission intensity is obtained. On the other hand, when V1 or less or V3 or more, the emission intensity becomes less than the desired intensity. As described above, desired light emission can be caused only in a certain voltage range.

【0015】図3は図1に示した装置の別の動作原理を
説明するためのI−V特性図である。この図の114は
発光素子のI−V特性より得られる負荷曲線である。図
3では負荷曲線114は電子素子のI−V特性と二つの
点で交わっている。これは、図1の装置が二つの安定状
態を有することを示している。この二つの状態のうち、
電流値の高い状態では発光強度が大きく、電流値の低い
状態では発光強度が小さい。例えば、発光素子としてL
Dを用いる場合、低い電流値が発振しきい値以下であれ
ば、この二つの状態は実質的に光のオンオフ状態とな
る。外部からの撹乱がない限りこの二つの状態の間の遷
移は起こらず、いわゆる、メモリ機能を有することにな
る。また外部からの撹乱として、直流バイアスに重ね合
わせてパルス電圧を印加すれば二つの状態の間の遷移を
容易に引き起こすこともできる。
FIG. 3 is an IV characteristic diagram for explaining another operation principle of the device shown in FIG. Reference numeral 114 in this figure is a load curve obtained from the IV characteristic of the light emitting element. In FIG. 3, the load curve 114 intersects the IV characteristic of the electronic device at two points. This indicates that the device of Figure 1 has two stable states. Of these two states,
The emission intensity is high when the current value is high, and the emission intensity is low when the current value is low. For example, as a light emitting element, L
When D is used, if the low current value is equal to or lower than the oscillation threshold value, these two states are substantially light on / off states. As long as there is no disturbance from the outside, the transition between these two states does not occur, and it has a so-called memory function. Further, as a disturbance from the outside, if a pulse voltage is applied in combination with a DC bias, it is possible to easily cause a transition between the two states.

【0016】図4は図1で示した発光装置を二つ以上並
列に接続した場合を示している。
FIG. 4 shows a case where two or more light emitting devices shown in FIG. 1 are connected in parallel.

【0017】201,202,203は発光素子、20
4,205,206は負性抵抗を有する電子素子であ
る。発光素子と電子素子の各組み合わせが図2で説明し
た動作原理に従うとし、発光素子と電子素子のI−V特
性を調節して異なる電圧範囲で各発光素子の発光が得ら
れるようにすれば、端子210,211間に与えられる
電圧値のみでそれぞれの発光素子を個別に発光させるこ
とができる。たとえば光の三原色である赤,緑,青の光
を発生させる発光素子を用いればカラーディスプレイへ
の応用が可能となる。従来のカラーディスプレイでは異
なる波長の光を発生させる発光素子を個別に制御する必
要があったが、本発明によれば電圧の値のみで制御でき
るため制御回路がより単純になる利点がある。
Reference numerals 201, 202 and 203 denote light emitting elements, and 20
Reference numerals 4, 205 and 206 are electronic elements having negative resistance. If each combination of the light emitting device and the electronic device follows the operation principle described in FIG. 2, and if the IV characteristics of the light emitting device and the electronic device are adjusted so that light emission of each light emitting device can be obtained in different voltage ranges, Each light emitting element can be made to individually emit light only by the voltage value applied between the terminals 210 and 211. For example, if a light emitting element that emits the three primary colors of light, red, green and blue, is used, it can be applied to a color display. In the conventional color display, it is necessary to individually control the light emitting elements that generate lights of different wavelengths, but according to the present invention, there is an advantage that the control circuit becomes simpler because it can be controlled only by the voltage value.

【0018】発光素子と電子素子をIII−V 族半導体や
II−VI族半導体を用いて作製すれば、同一基板上にこれ
らの素子を形成することが出来る。II−VI族半導体の格
子定数はIII−V族半導体の格子定数に近いため、高品
質のII−VI族半導体をIII−V族半導体基板上にエピタ
キシャル成長できる。しかも、II−VI族半導体とIII−
V族半導体は様々な値のバンドギャップを有し、波長域
では紫外から赤外の領域をカバーしている。このため、
ディスプレイ等の応用に好適である。さらに接合面での
バンド不連続の大きいヘテロ接合が得られるため、エネ
ルギの深い量子井戸を作成することができ、量子井戸の
準位を介する共鳴トンネリングを利用すると負性抵抗の
大きい電子素子を作成することができる。これにより発
光素子のオン時とオフ時の発光強度の比を大きくするこ
とができる。
The light emitting device and the electronic device are III-V group semiconductors or
These devices can be formed on the same substrate by using a II-VI group semiconductor. Since the lattice constant of the II-VI group semiconductor is close to the lattice constant of the III-V group semiconductor, a high quality II-VI group semiconductor can be epitaxially grown on the III-V group semiconductor substrate. Moreover, II-VI semiconductors and III-
Group V semiconductors have band gaps of various values, and cover the ultraviolet to infrared region in the wavelength range. For this reason,
It is suitable for applications such as displays. Furthermore, since a heterojunction with a large band discontinuity at the junction surface can be obtained, a quantum well with high energy can be created, and by utilizing resonant tunneling through the quantum well level, an electronic device with a large negative resistance can be created. can do. This can increase the ratio of the emission intensity when the light emitting element is on and when it is off.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

<実施例1>本発明の第一の実施例を図5を用いて説明
する。本実施例はIII−V族半導体の一つであるGaA
sからなる基板上に作製した発光装置の一例である。n
型GaAs基板301上にn型GaAs層302,Al
GaAs層303,InGaAs層304,AlGaAs層3
05,n型GaAs層306が順次エピタキシャル成長
されている。このエピタキシャル成長には分子線エピタ
キシ,化学気相成長法等により行えばよい。302から
306までの層は共鳴トンネルダイオードを構成してい
る。AlGaAs層303,InGaAs層304,A
lGaAs層305の厚さはいずれも数nm程度であ
る。AlGaAs層303と305はバリア層であり、
これに挾まれたInGaAs層304中に量子準位が形
成される。
<First Embodiment> A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this example, GaA, which is one of the III-V semiconductors, is used.
3 is an example of a light emitting device manufactured on a substrate made of s. n
N-type GaAs layer 302, Al on the n-type GaAs substrate 301
GaAs layer 303, InGaAs layer 304, AlGaAs layer 3
05, the n-type GaAs layer 306 is sequentially epitaxially grown. This epitaxial growth may be performed by molecular beam epitaxy, chemical vapor deposition, or the like. The layers 302 to 306 form a resonant tunneling diode. AlGaAs layer 303, InGaAs layer 304, A
Each of the lGaAs layers 305 has a thickness of about several nm. AlGaAs layers 303 and 305 are barrier layers,
Quantum levels are formed in the InGaAs layer 304 sandwiched between them.

【0020】バイアスを印加する際、この量子準位のエ
ネルギ位置が一方のAlGaAs層の伝導帯下端に一致
したとき電流が流れるがその前後のバイアスでは電流が
流れないため負性抵抗を有する電流電圧特性が得られ
る。n型GaAs層306の上には、さらに、n型Al
GaAs層307,GaAs層308,p型AlGaAs
層309,p型GaAs層310が成長されている。
When a bias is applied, a current flows when the energy level of the quantum level coincides with the lower end of the conduction band of one AlGaAs layer, but no current flows in the bias before and after the current band. The characteristics are obtained. Further on the n-type GaAs layer 306, n-type Al
GaAs layer 307, GaAs layer 308, p-type AlGaAs
The layer 309 and the p-type GaAs layer 310 are grown.

【0021】307から310までの層は発光素子を構
成している。307,308,309はいわゆるpin接
合を構成しており、i層であるGaAs層308で発光
する。311および312はオーム性電極である。n型
AlGaAs層307よりGaAs層308に流れ込む
電子はp型AlGaAs層309より流れ込む正孔と再
結合し、この際、光が放出される。光は半導体層に平
行、もしくは垂直な方向に取り出せばよい。光を半導体
層に平行方向に取り出す場合、半導体層に垂直な面で半
導体を劈開して得られる二つの平行結晶面を光に対する
反射面とすればレーザ発振を起こさせることもできる。
The layers 307 to 310 form a light emitting device. 307, 308 and 309 form a so-called pin junction, and light is emitted from the GaAs layer 308 which is an i layer. 311 and 312 are ohmic electrodes. The electrons flowing from the n-type AlGaAs layer 307 into the GaAs layer 308 are recombined with the holes flowing from the p-type AlGaAs layer 309, and at this time, light is emitted. Light may be extracted in a direction parallel to or perpendicular to the semiconductor layer. When light is extracted in the direction parallel to the semiconductor layer, laser oscillation can be caused by using two parallel crystal planes obtained by cleaving the semiconductor on a plane perpendicular to the semiconductor layer as reflection surfaces for light.

【0022】次に本発光装置を図2で示した原理で使用
する場合について説明する。端子313に端子314に
比べ正の電圧を印加する。この正の電圧を徐々に大きく
すると二つの端子の間の電流が増加し、ある電圧に達す
ると所望の発光強度が得られる。さらに電圧を大きくす
ると、共鳴トンネルダイオードの負性抵抗領域に入り、
電流は徐々に小さくなる。そしてある電圧以上になる
と、発光が殆ど起こらなくなる。発光部がレーザ発振す
るように作成されている場合は、ある電圧領域でのみレ
ーザ発振のためのしきい値電流以上の電流が流れ、レー
ザ発振が起こる。303から305の半導体層の厚さを
変えて共鳴トンネルダイオードの電流電圧特性を調節す
ることにより実質的な発光が得られる電圧領域を調節す
ることができる。以上により、ある特定の電圧範囲での
み発光する発光装置が得られる。
Next, the case where the present light emitting device is used according to the principle shown in FIG. 2 will be described. A positive voltage is applied to the terminal 313 as compared with the terminal 314. When the positive voltage is gradually increased, the current between the two terminals increases, and when a certain voltage is reached, a desired light emission intensity can be obtained. When the voltage is further increased, it enters the negative resistance region of the resonant tunneling diode,
The current gradually decreases. When the voltage exceeds a certain level, light emission hardly occurs. In the case where the light emitting portion is created so as to oscillate, a current equal to or higher than the threshold current for laser oscillation flows only in a certain voltage region, and laser oscillation occurs. By adjusting the current-voltage characteristics of the resonant tunneling diode by changing the thickness of the semiconductor layers 303 to 305, the voltage region in which substantial light emission is obtained can be adjusted. From the above, a light emitting device that emits light only in a certain specific voltage range can be obtained.

【0023】本実施例の発光装置は共鳴トンネルダイオ
ードの電流電圧特性を調節することにより図3の動作原
理で使用することもできる。この場合二つの端子の間の
電圧を一定とした場合でも発光のオンオフ状態に相当す
る双安定状態が実現される。オフ状態からオン状態に移
るには、二端子間の一定電圧に重ね合わせて負のパルス
電圧を印加すればよい。また、オン状態からオフ状態へ
は正のパルス電圧で移ることができる。
The light emitting device of this embodiment can also be used in the operating principle of FIG. 3 by adjusting the current-voltage characteristic of the resonant tunnel diode. In this case, even if the voltage between the two terminals is constant, a bistable state corresponding to the on / off state of light emission is realized. To shift from the off state to the on state, a negative pulse voltage may be applied so as to be superposed on a constant voltage between the two terminals. Further, it is possible to shift from the ON state to the OFF state with a positive pulse voltage.

【0024】本実施例では発光素子と負性抵抗素子をい
ずれもIII−V 族半導体で作成したが、このほかの半導
体で作成してもよい。特に、II−VI族半導体と組み合わ
せて作成すれば、広い範囲の発光波長を有する装置が得
られる。また、大きな負性抵抗が得られるため、発光の
オンオフ状態が得られる電圧値の設計が容易となる。
In the present embodiment, both the light emitting element and the negative resistance element are made of III-V group semiconductors, but they may be made of other semiconductors. In particular, a device having a wide range of emission wavelength can be obtained by making it in combination with a II-VI group semiconductor. Moreover, since a large negative resistance is obtained, it becomes easy to design a voltage value that can obtain an on / off state of light emission.

【0025】以上では負性抵抗素子として共鳴トンネル
ダイオードを用いたが、例えばエサキダイオード等この
ほかの電子素子を用いてもよい。
Although the resonance tunnel diode is used as the negative resistance element in the above, other electronic elements such as Esaki diode may be used.

【0026】本実施例で示した発光装置は表示装置,光
通信等で用いられる発光装置への応用が可能であり、こ
れにより従来に比べ発光強度の制御が格段に容易とな
る。また、双安定状態を有する動作原理で用いる場合は
論理回路やメモリ回路への応用も可能である。
The light-emitting device shown in this embodiment can be applied to a light-emitting device used in a display device, optical communication, etc., which makes the control of light emission intensity much easier than in the past. Further, when it is used in the operation principle having a bistable state, it can be applied to a logic circuit or a memory circuit.

【0027】<実施例2>本発明の第二の実施例を図6
を用いて説明する。本実施例は二つ異なる波長での発光
が可能な発光装置の一実施例である。n型GaAs基板
401上にn型GaAs層402,AlGaAs層40
3,InGaAs層404,AlGaAs層405,n型
GaAs層406が順次エピタキシャル成長されてい
る。n型GaAs層406の上にはさらにn型AlGa
As層407,GaAs層408,p型AlGaAs層
409,p型GaAs層410が成長されている。
<Second Embodiment> FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
Will be explained. This embodiment is an embodiment of a light emitting device capable of emitting light with two different wavelengths. On the n-type GaAs substrate 401, the n-type GaAs layer 402 and the AlGaAs layer 40
3, InGaAs layer 404, AlGaAs layer 405, and n-type GaAs layer 406 are sequentially epitaxially grown. An n-type AlGa layer is further formed on the n-type GaAs layer 406.
An As layer 407, a GaAs layer 408, a p-type AlGaAs layer 409, and a p-type GaAs layer 410 are grown.

【0028】402から406までの層は共鳴トンネル
ダイオードを構成しており、その動作原理は実施例1で
説明したとおりである。AlGaAs層403,InG
aAs層404,AlGaAs層405の厚さはいずれも
数nm程度である。407から410までの層は第一の
発光素子を構成している。
The layers 402 to 406 form a resonant tunneling diode, and the operating principle thereof is as described in the first embodiment. AlGaAs layer 403, InG
The thickness of each of the aAs layer 404 and the AlGaAs layer 405 is about several nm. The layers 407 to 410 form the first light emitting element.

【0029】p型GaAs層410の上にはさらにp型
ZnSe層411,p型ZnMgSSe 層412,p型ZnS
Se層413,ZnCdSe層414,n型ZnSSe
層415,n型ZnMgSSe層416,n型GaAs
層417が分子線エピタキシ法により成長されている。
411から417までの層は第二の発光素子を構成して
いる。主にZnCdSe層414で発光する。418,
419,420はオーム性電極である。第一の発光素子
は赤色に発光し、一方、第二の発光素子は青色に発光す
る。
On the p-type GaAs layer 410, a p-type ZnSe layer 411, a p-type ZnMgSSe layer 412 and a p-type ZnS layer are further formed.
Se layer 413, ZnCdSe layer 414, n-type ZnSSe
Layer 415, n-type ZnMgSSe layer 416, n-type GaAs
Layer 417 is grown by molecular beam epitaxy.
The layers 411 to 417 form the second light emitting element. The ZnCdSe layer 414 mainly emits light. 418,
Reference numerals 419 and 420 are ohmic electrodes. The first light emitting element emits red light, while the second light emitting element emits blue light.

【0030】次に、発光素子の動作方法を説明する。端
子421と422は同電位とし、端子423に比べ負の
電圧を印加する。この場合、第一の発光素子と第二の発
光素子が並列に接続される。ただし、第一の発光素子に
は負性抵抗が直列に接続されている。ここで、第一の発
光素子とこれに直列接続した負性抵抗素子からなる部分
の動作原理が図2で説明した原理に従うものとする。こ
の場合、第一の発光素子は、負性抵抗素子により供給さ
れる電流がある値以上となる電圧範囲でのみ発光する。
一方、第二の発光素子が発光する電圧値は第一の発光素
子が発光する電圧値より大きい。従って、電圧値のみに
より第一の発光素子と第二の発光素子のいずれか一方の
み発光させることができる。
Next, a method of operating the light emitting element will be described. The terminals 421 and 422 have the same potential, and a negative voltage is applied as compared with the terminal 423. In this case, the first light emitting element and the second light emitting element are connected in parallel. However, a negative resistance is connected in series to the first light emitting element. Here, the operation principle of the portion including the first light emitting element and the negative resistance element connected in series with the first light emitting element follows the principle described in FIG. In this case, the first light emitting element emits light only in the voltage range in which the current supplied by the negative resistance element is a certain value or more.
On the other hand, the voltage value at which the second light emitting element emits light is larger than the voltage value at which the first light emitting element emits light. Therefore, only one of the first light emitting element and the second light emitting element can emit light only by the voltage value.

【0031】本実施例による発光装置を多波長のランプ
やディスプレイへ応用した場合、従来に比べ単純な制御
回路により発光波長の制御が可能となる。しかも、複数
の発光素子を積層して作成することができるので、より
高集積化が可能となる。また、放射型ディスプレイの光
源として用いる場合、複数の発光素子を並べて用いてい
た従来の方法とは異なり空間的に近い部分から複数の波
長の光を発生させることができるので、より高精細の放
射型ディスプレイが得られる。
When the light emitting device according to the present embodiment is applied to a multi-wavelength lamp or display, the emission wavelength can be controlled by a control circuit simpler than the conventional one. Moreover, since a plurality of light emitting elements can be formed by stacking them, higher integration can be achieved. In addition, when used as a light source of a radiative display, it is possible to generate light with a plurality of wavelengths from a spatially close portion, unlike the conventional method in which a plurality of light emitting elements are used side by side, so that a higher definition radiation can be obtained. Mold display is obtained.

【0032】このようなディスプレイ関係の応用以外に
も様々な応用が可能である。例えば、光メモリへの応用
も可能である。光刺激により光を発生する材料に関し、
ソリッド ステート テクノロジー 1986年8月号
135〜138ページに開示されている。本実施例の
発光装置を用い、まず、第二の発光素子より短波長(青
色)の光をこの材料に照射してキャリアをトラップさせ
て書き込みを行い、読みだすときは第一の発光素子より
長波長(赤色)の光を照射してトラップされたキャリア
を励起して発光させることができる。これにより、信号
の書き込み読みだしを一つの発光装置に印加する電圧を
調節するだけで行うことができる。
Various applications other than the display-related application are possible. For example, application to an optical memory is also possible. Regarding materials that generate light by light stimulation,
Solid State Technology, August 1986, pp. 135-138. Using the light-emitting device of this example, first, light having a shorter wavelength (blue) than the second light-emitting element is irradiated to this material to trap carriers for writing, and when reading, read from the first light-emitting element. It is possible to emit light by irradiating long-wavelength (red) light to excite trapped carriers. As a result, signal writing and reading can be performed only by adjusting the voltage applied to one light emitting device.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、発光素子のオンオフ動
作を印加する電圧の値、あるいはパルス電圧で容易に制
御することができる。さらに、複数の発光素子を有する
場合発光させる発光素子を印加する電圧の値で特定する
ことができる。ランプやディスプレイへ応用した場合、
従来に比べ単純な制御回路により発光波長の制御が可能
となる。しかも、複数の発光素子を積層して作成するこ
とができるので、より高集積化が可能となる。
According to the present invention, the ON / OFF operation of the light emitting element can be easily controlled by the value of the applied voltage or the pulse voltage. Further, in the case of having a plurality of light emitting elements, it can be specified by the value of the voltage applied to the light emitting element to emit light. When applied to lamps and displays,
The emission wavelength can be controlled with a simpler control circuit than the conventional one. Moreover, since a plurality of light emitting elements can be formed by stacking them, higher integration can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の発光装置のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a light emitting device of the present invention.

【図2】本発明の発光装置の動作原理の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation principle of the light emitting device of the present invention.

【図3】本発明の発光装置の動作原理の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation principle of the light emitting device of the present invention.

【図4】本発明の発光装置のブロック図。FIG. 4 is a block diagram of a light emitting device of the present invention.

【図5】本発明の第一の実施例である発光装置の断面
図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a light emitting device that is a first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第二の実施例である発光装置の断面
図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a light emitting device that is a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…発光素子、101…電子素子、102,103
…端子、104…電流、105…光。
100 ... Light emitting element, 101 ... Electronic element, 102, 103
... terminal, 104 ... current, 105 ... light.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椎木 正敏 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masatoshi Shiiki 1-280, Higashi Koikekubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】通電することにより光を発生する発光素子
と負性抵抗を有する電子素子が直列に結合されてなるこ
とを特徴とする発光装置。
1. A light emitting device comprising a light emitting element which emits light when energized and an electronic element having a negative resistance, which are connected in series.
【請求項2】複数の発光素子が並列に接続されており、
少なくとも一つの前記発光素子に負性抵抗を有する電子
素子が直列に接続されていることを特徴とする発光装
置。
2. A plurality of light emitting elements are connected in parallel,
A light emitting device, wherein at least one of the light emitting elements is connected in series with an electronic element having a negative resistance.
【請求項3】半導体層からなる発光領域と負性抵抗を有
する導電領域が同一基板上に形成されており前記半導体
層と導電層が直列に結線されていることを特徴とする発
光装置。
3. A light emitting device, wherein a light emitting region made of a semiconductor layer and a conductive region having a negative resistance are formed on the same substrate, and the semiconductor layer and the conductive layer are connected in series.
【請求項4】半導体層からなる複数の発光領域と前記発
光領域の少なくとも一つに直列に接続された導電領域が
同一基板上に形成されていることを特徴とする発光装
置。
4. A light emitting device comprising: a plurality of light emitting regions made of a semiconductor layer; and a conductive region serially connected to at least one of the light emitting regions on the same substrate.
【請求項5】請求項3または4において、前記半導体層
がIII−V 族半導体とII−VI族半導体のいずれかあるい
は両方からなる発光装置。
5. The light emitting device according to claim 3, wherein the semiconductor layer is composed of either a III-V group semiconductor or a II-VI group semiconductor or both.
【請求項6】請求項3または4において、前記半導体層
及び導電層がIII−V 族半導体とII−VI族半導体のいず
れかあるいは両方からなる発光装置。
6. The light emitting device according to claim 3, wherein the semiconductor layer and the conductive layer are made of either or both of a III-V group semiconductor and a II-VI group semiconductor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093658A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Emcore Corporation Nitride semiconductor led with tunnel junction
US7206329B2 (en) 2004-01-30 2007-04-17 Ricoh Printing Systems Co., Ltd. Driving system for a semiconductor laser device
JP2012530948A (en) * 2009-06-25 2012-12-06 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Optical projection device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093658A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Emcore Corporation Nitride semiconductor led with tunnel junction
US7206329B2 (en) 2004-01-30 2007-04-17 Ricoh Printing Systems Co., Ltd. Driving system for a semiconductor laser device
JP2012530948A (en) * 2009-06-25 2012-12-06 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Optical projection device
US8684540B2 (en) 2009-06-25 2014-04-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optical projection apparatus

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