JPS6315716B2 - - Google Patents
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- JPS6315716B2 JPS6315716B2 JP59111999A JP11199984A JPS6315716B2 JP S6315716 B2 JPS6315716 B2 JP S6315716B2 JP 59111999 A JP59111999 A JP 59111999A JP 11199984 A JP11199984 A JP 11199984A JP S6315716 B2 JPS6315716 B2 JP S6315716B2
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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ツセンス素子（EL
素子）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。
素子）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。
EL素子は、電極間に例えばZnSe、ZnS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発光層を挟んだ基
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を発光中心に
衝突させて発光を得るものである。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、発光層を全面積にわたり欠陥なしに製造する
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
化が困難であつた。そして、このような問題を解
決するために、直流型EL素子では、前記発光層
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
つて生じた耐電圧性の低い部分を、セレンの自己
治癒性を利用して不導体化したセレンにより耐電
圧性を高め、また、発光層のピンホールや結晶粒
界によつ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均一な多結晶が結晶方向
によつ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を防止しようとする
ものがある。そしてセレン層の形成方法として
は、発光層を形成した基板を100℃〜200℃に加熱
して発光層上に金属セレン層を着膜するか、或は
基板温度を80℃以下にして無定形セレンを着膜し
た後100℃〜200℃で熱処理して金属セレン層を形
成する方法がある。しかしながら、これらの方法
によつて形成した金属セレン層は、セレン結晶の
粒径が不均一になつたり、凝集を起し易いなどの
問題があつた。
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発光層を挟んだ基
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を発光中心に
衝突させて発光を得るものである。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、発光層を全面積にわたり欠陥なしに製造する
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
化が困難であつた。そして、このような問題を解
決するために、直流型EL素子では、前記発光層
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
つて生じた耐電圧性の低い部分を、セレンの自己
治癒性を利用して不導体化したセレンにより耐電
圧性を高め、また、発光層のピンホールや結晶粒
界によつ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均一な多結晶が結晶方向
によつ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を防止しようとする
ものがある。そしてセレン層の形成方法として
は、発光層を形成した基板を100℃〜200℃に加熱
して発光層上に金属セレン層を着膜するか、或は
基板温度を80℃以下にして無定形セレンを着膜し
た後100℃〜200℃で熱処理して金属セレン層を形
成する方法がある。しかしながら、これらの方法
によつて形成した金属セレン層は、セレン結晶の
粒径が不均一になつたり、凝集を起し易いなどの
問題があつた。
本発明は上述の問題に鑑み、電極間に発光層と
セレン層を設けたエレクトロルミネツセンス素子
において、前記発光層とセレン層間にこのセレン
層の結晶成長核としてのテルル層を介在させ、テ
ルルを高密度な結晶成長核としてセレンを均一で
微細な多結晶層として成長させこのセレン層の介
在により発光層に局部的な電流の集中を防止し、
均一な発光をさせようとするものである。
セレン層を設けたエレクトロルミネツセンス素子
において、前記発光層とセレン層間にこのセレン
層の結晶成長核としてのテルル層を介在させ、テ
ルルを高密度な結晶成長核としてセレンを均一で
微細な多結晶層として成長させこのセレン層の介
在により発光層に局部的な電流の集中を防止し、
均一な発光をさせようとするものである。
本発明は、電極間に発光層とこの発光層に耐電
圧性と耐電流性を附与するためのセレン層を設け
たエレクトロルミネツセンス素子において、前記
発光層とセレン層間にこのセレン層の結晶成長核
としてのテルル層を介在させ発光層と電極間に微
細で均一なセレン結晶層を形成するものである。
圧性と耐電流性を附与するためのセレン層を設け
たエレクトロルミネツセンス素子において、前記
発光層とセレン層間にこのセレン層の結晶成長核
としてのテルル層を介在させ発光層と電極間に微
細で均一なセレン結晶層を形成するものである。
本発明において、発光層とは例えば、ZnSe、
ZnS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％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％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SnドープIn2O3（ITO）透明膜よりなり、他
方の電極はＡ膜、Cd膜などにより形成される。
ZnS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％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％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SnドープIn2O3（ITO）透明膜よりなり、他
方の電極はＡ膜、Cd膜などにより形成される。
セレン層はITO透明電極と反対側の電極と発光
層間に形成されるが、セレン層に透光性があれ
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。
層間に形成されるが、セレン層に透光性があれ
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。
テルル層は、発光層とセレン層間に形成されセ
レン層の着膜に先立つて、テルルを５Å〜100Å
の厚さに島状或は網状の多空隙状となるように発
光層上に蒸着形成される。またセレン層がITO電
極と発光層間に形成される場合は、ITO電極上に
多空隙状にテルル層が形成されこのテルル層上に
セレン層、このセレン層上に発光層が形成され
る。テルル層の膜圧が５Å以下であると、結晶成
長核としての効果が少く、100Å以上になると多
空隙状とならずに全体が均一な膜状となり電極と
して作用してしまうためセレン層のもつ耐電圧
性、耐電流性向上の効果が減殺される。セレン層
の形成に際してはテルルを蒸着した基板を100℃
〜200℃に加熱してこれにセレンを着膜して金属
セレン層を形成する方法、或は、テルルを蒸着し
た基板を80℃以下の温度としてセレンを着膜して
無定形セレン層を形成し、次にこれを100℃〜200
℃で熱処理して金属セレン層を得る方法とがあ
る。
レン層の着膜に先立つて、テルルを５Å〜100Å
の厚さに島状或は網状の多空隙状となるように発
光層上に蒸着形成される。またセレン層がITO電
極と発光層間に形成される場合は、ITO電極上に
多空隙状にテルル層が形成されこのテルル層上に
セレン層、このセレン層上に発光層が形成され
る。テルル層の膜圧が５Å以下であると、結晶成
長核としての効果が少く、100Å以上になると多
空隙状とならずに全体が均一な膜状となり電極と
して作用してしまうためセレン層のもつ耐電圧
性、耐電流性向上の効果が減殺される。セレン層
の形成に際してはテルルを蒸着した基板を100℃
〜200℃に加熱してこれにセレンを着膜して金属
セレン層を形成する方法、或は、テルルを蒸着し
た基板を80℃以下の温度としてセレンを着膜して
無定形セレン層を形成し、次にこれを100℃〜200
℃で熱処理して金属セレン層を得る方法とがあ
る。
また、ITO電極と発光層間には、Gaをドープ
したZnSeよりなるバツフアー層を介在させ、バ
ツフアー層によつて結晶性を整え、結晶性が最良
の位値に発光層を形成することもできる。
したZnSeよりなるバツフアー層を介在させ、バ
ツフアー層によつて結晶性を整え、結晶性が最良
の位値に発光層を形成することもできる。
本発明の実施例を添附図面について説明する。
図に示すように、ガラス基板１上にITO透明電
極２をスパツター法により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300℃に加熱し発光層３の真空蒸着を行う。
発光層３は、Zn、Se、Mnを別々のルツボから蒸
発させて電極２上にZnSe：Mn（0.5wt％）を0.3μ
ｍ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Teをルツボから蒸発させて発
光層３上に50Åの厚さに真空蒸着し多空隙状のテ
ルル層４を形成する。さらに、このテルル層上に
Seを0.2μｍの厚さに真空蒸着した後150℃、15分
間熱処理し、無定形セレンを多結晶金属セレンと
してセレン層５を形成する。次にセレン層５上に
はＡ電極６が0.2μｍの厚さで真空蒸着により形
成される。
極２をスパツター法により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300℃に加熱し発光層３の真空蒸着を行う。
発光層３は、Zn、Se、Mnを別々のルツボから蒸
発させて電極２上にZnSe：Mn（0.5wt％）を0.3μ
ｍ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Teをルツボから蒸発させて発
光層３上に50Åの厚さに真空蒸着し多空隙状のテ
ルル層４を形成する。さらに、このテルル層上に
Seを0.2μｍの厚さに真空蒸着した後150℃、15分
間熱処理し、無定形セレンを多結晶金属セレンと
してセレン層５を形成する。次にセレン層５上に
はＡ電極６が0.2μｍの厚さで真空蒸着により形
成される。
以上のようにして得られたEL素子の電極２，
６間に10Vの直流電圧を印加することにより、発
光層３に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
によつてセレン層５の一部が不導体化し、耐電圧
性が高くなる。
６間に10Vの直流電圧を印加することにより、発
光層３に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
によつてセレン層５の一部が不導体化し、耐電圧
性が高くなる。
上述の実施例で得られた金属セレン層の表面を
Ａ電極を蒸着する前に拡大（倍率750）してみ
ると、第２図に示す写真のような平滑な膜面とな
つている。これはセレン層５が均一な多結晶より
なることを示すものである。
Ａ電極を蒸着する前に拡大（倍率750）してみ
ると、第２図に示す写真のような平滑な膜面とな
つている。これはセレン層５が均一な多結晶より
なることを示すものである。
また比較例として上述の実施例と同様であるが
テルルを介在させずに発光層に直接セレンを蒸着
させて金属セレンとしたものの、金属セレン層の
表面を拡大（倍率750）してみると、第３図の写
真に示すようにセレンが粒状に凝集し膜を形成し
ていないことがわかる。粒状でない部分は下面の
発光層が顕われているのである。
テルルを介在させずに発光層に直接セレンを蒸着
させて金属セレンとしたものの、金属セレン層の
表面を拡大（倍率750）してみると、第３図の写
真に示すようにセレンが粒状に凝集し膜を形成し
ていないことがわかる。粒状でない部分は下面の
発光層が顕われているのである。
本発明によれば、電極間に発光層と、この発光
層に耐電圧性と耐電流性を附与するためのセレン
層とを設けたエレクトロルミネツセンス素子にお
いて、前記発光層とセレン層との間にこのセレン
層の結晶成長核としてのテルル層を介在させたた
め、多空隙状のテルル層がセレンの粗大結晶の成
長や凝集を防止し、微細で均一な多結晶よりなる
セレン層が得られる。そして電極と発光層との間
に介在された均一なセレン層の微細結晶の方向性
によつて電流を均等に発光層に流し、発光層のピ
ンホールや結晶粒界等の低抵抗部分に電流が集中
するのを防止し発光が不均一になるのを防止する
ことができる。
層に耐電圧性と耐電流性を附与するためのセレン
層とを設けたエレクトロルミネツセンス素子にお
いて、前記発光層とセレン層との間にこのセレン
層の結晶成長核としてのテルル層を介在させたた
め、多空隙状のテルル層がセレンの粗大結晶の成
長や凝集を防止し、微細で均一な多結晶よりなる
セレン層が得られる。そして電極と発光層との間
に介在された均一なセレン層の微細結晶の方向性
によつて電流を均等に発光層に流し、発光層のピ
ンホールや結晶粒界等の低抵抗部分に電流が集中
するのを防止し発光が不均一になるのを防止する
ことができる。
第１図は本発明の一実施例を示すEL素子の拡
大断面図、第２図は本発明のEL素子の金属セレ
ン層の表面顕微鏡写真（倍率750）、第３図はテル
ル層を介在させないEL素子の金属セレン層の表
面の顕微鏡写真（倍率750）である。 ２，６……電極、３……発光層、４……テルル
層、５……セレン層。
大断面図、第２図は本発明のEL素子の金属セレ
ン層の表面顕微鏡写真（倍率750）、第３図はテル
ル層を介在させないEL素子の金属セレン層の表
面の顕微鏡写真（倍率750）である。 ２，６……電極、３……発光層、４……テルル
層、５……セレン層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電極間に発光層とこの発光層に耐電圧性と耐
電流性を附与するためのセレン層を設けたエレク
トロルミネツセンス素子において、前記発光層と
セレン層間にこのセレン層の結晶成長核としての
テルル層を介在させたことを特徴とするエレクト
ロルミネツセンス素子。 ２ テルル層は多空隙状であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のエレクトロルミネ
ツセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111999A JPS60254593A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | エレクトロルミネツセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111999A JPS60254593A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | エレクトロルミネツセンス素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254593A JPS60254593A (ja) | 1985-12-16 |
| JPS6315716B2 true JPS6315716B2 (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=14575409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59111999A Granted JPS60254593A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | エレクトロルミネツセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60254593A (ja) |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59111999A patent/JPS60254593A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60254593A (ja) | 1985-12-16 |
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