JPS60124397A - エレクトロルミネツセンス素子 - Google Patents

エレクトロルミネツセンス素子

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JPS60124397A
JPS60124397A JP58231792A JP23179283A JPS60124397A JP S60124397 A JPS60124397 A JP S60124397A JP 58231792 A JP58231792 A JP 58231792A JP 23179283 A JP23179283 A JP 23179283A JP S60124397 A JPS60124397 A JP S60124397A
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JP
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light
layer
selenium
electrode
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JP58231792A
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北林 基
林 琢夫
小沢 宣彦
平沢 幸弘
直俊 宮沢
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Koa Corp
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
Original Assignee
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
Koa Denko Co Ltd
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    • H01L33/28Materials of the light emitting region containing only elements of Group II and Group VI of the Periodic Table
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    • HELECTRICITY
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    • H05B33/00Electroluminescent light sources
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、エレクトロルミネッセンス素子(ELi子)
に係り、発光層の耐電圧性、耐電流性を改良した構成に
関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
EL素子は、電極間に例えばzns、、 Z、Sのよ5
な半導体に活性物質としてMn 、 Th 、Smなど
の発光中心となる金属を添加した発光層を挾んだ基本構
成からなり、発光のためには、発光層に電界を印加する
か或は電流を流して電子な発光中心に衝突させて発yC
を得るものである。しかしながら、発光層には製造時に
ピンホールや結晶粒界による耐電圧性、耐電流性の低い
欠陥部分が発生し、発光層な全面積にわたり欠陥プよし
に製造することは困難であり、この欠陥に起因する耐電
圧性、耐電流性の不良により基本構造のみでは実用化が
困難であった。そして、このような問題な解決するため
に、電界印加で発冗きせる交流形EL素子においては、
発光層の両側に絶縁物層を形成して耐電圧性を確保して
いるものもある。また、電流な注入することにより発光
させる直流形EL素子では、TL電極間絶縁物層を介在
させることはできないので耐電圧性の改善は困難であっ
た。さらに、発光層の不均一や欠陥による電流集中によ
り焼損するという問題があり、直流KL素子については
、現在まだ実用化の段階に入っていない。
〔発明の目的〕
本発明は上述の問題に鑑み、電極間に発光層を介在させ
たエレクトロルミネッセンス素子において、餉記発光層
と少なくともいずれか一方の電極との間にセレン層を形
成し、発光層のピンホールや結晶粒界によって生じた耐
電圧性の低い部分には、セレンの自己治癒性を利用して
電極と発光層間に不導体化したセレンな形成させて耐電
圧性を高め、また、発光層のピンホールや結晶粒界によ
って生じた低抵抗部分は、発光層と電極間に形成された
セレン層の結晶が結晶方向によって非等方性の抵抗を示
すことを利用して電流が集中しないようにし焼損な防止
しよ5とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、電極間に発光層を介在させたエレクトロルミ
ネッセンス素子において、前記発光層と少なくとも一方
の電極との間にセレン層を形成し、発光層の耐電圧性の
低い部分は、電圧処理により発光層と電極間に不導体化
部分を形成して耐電圧性を高め、また、電極との間に介
在させたセレン層の結晶は発光層と直交する方向(発光
層と電極を結ぶ方向)に柱状に成長し、このため発光層
と直交する方向には抵抗が低く、また、発光層と平行な
方向には抵抗が高いため、発光層の電流の集中し易い部
分はセレン層の介在によって電流の集中を防ぐものであ
る。
〔発明の構成〕
本発明において発光層とは、例えばznSg 、 Zn
Sのような半導体に活性物質としてMn、Tb、Smな
どの発光中心となる金属を添加した層であり、セレン層
とは、多結晶状態のセレン層、セレン70%以上を含む
Cd、Bi等との合金層、あるいは、セレン70チ以上
を含み一部がアルカリ金属やハロゲン等の他の元素で置
換された多結晶状態のセレン層を含む。但し、セレンが
70係以下では、セレンの自己治癒性が低下する。また
、一方の電極はS、ドープのI n 20 s (I 
TO)透明膜よりなり、他方の電極はAI膜、(4膜な
どにより形成さnる。
セレン層はITO透明電極と反対側の電極と発光眉間に
形成されるが、セレン層に透光性カーあれば、即ちセレ
ン層の厚さが透光可能な程度に薄ければ、発光層の両面
に形成してもよく、或はITO電極と発光層間にのみ形
成してもよい。
また、ITO電極と発光層間には、Gaをドープしたz
nS−よりなるバッファ一層を介在させ、)(ツファ一
層によって結晶性を整え、結晶性が最良の一位置に発光
層を形成することもできる。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例を添附図面について説明する。
実施例1 牙1図に示すように、ガラス基板Ill上VCITO透
明電極(2)をスパッター法により0.2μmの厚さに
着膜し、これを真空蒸着装置内に取付ける。次に基板(
1)を3oocに加熱し発光層(3)の真空蒸着な行う
。発光層(3)は、Zn、 S、、 Mnを別々のルツ
ボから蒸発させて電極(2)上にZn8 g : Mn
 (0、5wt% )を0.3μmの厚さに着膜して形
成される。次に基板(1)を常温まで冷却した後8gを
0.2μmの厚さに真空蒸着し、100C〜18011
:’、15分〜120分熱処理し無定形セレンを多結晶
状セレンにすることにより、セレン層]4)が形成され
る。次にこのセレン層14)上にA/電極(5)が0.
2μmの厚さに真空蒸着される。
以上のようにしく得られたEL素子のt極f21 (5
1間にIOVの直流電圧を印加することにより、発光層
+31 K生じたピンホールや結晶粒界による耐電圧性
の低い欠陥部分は、セレンのもつ自己治癒性によってセ
レン層(4)の一部が不導体化し、耐電圧性が高くなる
次に上述の実施例におけるセレン層14)の作用を説明
する。
電極+21 [51間に直流電圧を印加することにより
、発光層(3)のピンホールや結晶粒間に生じた耐電圧
性の低い欠陥部分が絶縁破壊され、この欠陥部分と電極
(5)間に介在する結晶構造を有するセレン層+41が
溶融し℃結晶構造を失い不導体となって発光層(3)の
欠陥部分とAl電極(5)間に介在されるから、この欠
陥部分の絶縁性が高められる。卯ちセレンのもつ自己治
癒性によって発光層(3)の欠陥部分の耐電圧性が改良
される。また、Al電極(5)と発光層(31間に介在
させたセレン層(4)は結晶方向によって非等方性の抵
抗を示す。即ちセレン結晶は発光層13)と直交方向(
発光層(3)と電極(5)な結ぶ方向)に成長し易く発
光層(3;と平行方向には高い抵抗な示すがら発光層に
引の低抵抗蔀に周囲から電流が集中することがなく、電
流の集中による発光層(3)の焼損が防止される。
次に上述の実施例1で得られたEL素子について耐電圧
性、耐電流性を試験するために、電極(2)(5)間に
印加電圧5ov、10771J%/II2 まで直流電
流を通電した。その結果を下表に示す。
上記の表から、セレン層(4)を介在させたEL素子が
耐電圧性、耐電流性においてすぐれて℃・ることかわか
る。
実施例2 才2図に示すようにガラス基板+11上にITO透明電
極(2)を0.2μmの厚さにスノ(ツタ−で着膜した
ものを真空蒸着装置内において、基板温度つ00Cで電
極(2)上にZ、S、+およびGaを二元電子ビーム蒸
着して低抵抗GaドープZn5g層16)を1μmの厚
さに形成し、この上にznse : yrn (0,5
wt % )発光層13)をZnS*とMnの二元電子
ビーム蒸着によつ(0,2μmの厚さに形成し、次に基
板温度を50C以下にしてセレン層14)を抵抗加熱蒸
着によって0゜1μmの厚さに着膜し、次にAl電極(
5)を0.2μmの厚さに形成する。
次に大気中150Cで50分熱処理を行った後、電極(
2)(5)間に20Vの交流電圧を印加して発光層(3
)の欠陥部を除去した。
以上のよ5にして得られたEL素子は実施例1と同様に
耐電圧性、耐電流性を改善することができた。
実施例う 3・5図に示すようにガラス基板(1)上にITO透明
電極(2)を0.2μmの厚さに蒸着で着膜し、次に真
空蒸着装置内で、発光層(3)としてZnS:M、を二
元電子ビーム蒸着によって0.3μmの厚さに形成し、
さらに、セレン層(4)を蒸着によって0.3μm着膜
し、Cd層よりなる電極(5)を0.3μmの厚さに形
成する。
次に大気中で150C,30分熱処理する。
以上のようにして得られたKL素子は、セレン層14)
とCd電極(5)の界面に整流性のジャンクションが形
成されるが直流駆動させる場合に、頭方向に電圧を印加
することにより問題がな(、耐電圧性、耐電流性の改善
は、実施例1と同様である。
実施例1 牙1図はAC形KL素子を示し、ガラス基板(1)上に
、ITO透明電極(2)を0.2μmの厚さに着膜し、
次にY2O3絶縁層(7)を0.5μ扉の厚さで着膜し
、次に真空蒸着装置内で実施例1と同様の方法で順次発
光層(3)、セレン層(4)、A!電極(5)を形成し
たものである。
〔発明の効果〕
本発明によnば、電極間に発光層を介在させたエレクト
ロルミネッセンス素子において、前記発光層と少な(と
もいずれか一方の電極との間にセレン層を形成したから
発光層の製造時に発生したピンホールや結晶粒界による
耐電圧性の低い欠陥部分はセレン層の自己治癒性によっ
て欠陥部分と!、電極間位置するセレン層が不導体化し
て欠陥部分の耐電圧性を高めることができる。また、発
光層の耐[雌性が低い欠陥部分は、電極と発光層間に介
在させた多結晶状態のセレン層の結晶方向の方 非等性、即ち発光層面と平行方向に高抵抗をもつことに
よって耐電流性を高められ欠陥部分に電流の集中による
発光層の焼損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
]・1図ないし】・1図は夫々本発明の具なる実施例を
示すEL素子の拡大断面図である。 +2) (51・・電極、(3)・・発光層、(4)・
・セレン層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 11)電極間に発光層を介在させたエレクトロルミネッ
    センス素子において、前記発光層と少な(トモイスれか
    一方の電極との間にセレン層を形成したことを特徴とす
    るエレクトロルミネッセンス素子。
JP58231792A 1983-12-08 1983-12-08 エレクトロルミネツセンス素子 Granted JPS60124397A (ja)

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JP58231792A JPS60124397A (ja) 1983-12-08 1983-12-08 エレクトロルミネツセンス素子
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FR (1) FR2556548A1 (ja)
GB (1) GB2152751B (ja)

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