JPH08279628A - 電界発光素子 - Google Patents
電界発光素子Info
- Publication number
- JPH08279628A JPH08279628A JP10324295A JP10324295A JPH08279628A JP H08279628 A JPH08279628 A JP H08279628A JP 10324295 A JP10324295 A JP 10324295A JP 10324295 A JP10324295 A JP 10324295A JP H08279628 A JPH08279628 A JP H08279628A
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- JP
- Japan
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- hole transport
- conductive layer
- layer
- electroluminescent device
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単位面積当たりの発光量の大きい電界発光素
子を提供する。 【構成】 透明電極１２上に、多孔質の導電層１３を形
成し、導電層１３上に有機半導体材料でなる正孔輸送層
１４を形成する。この正孔輸送層１４は、導電層１３内
の細孔内にも充填されるため、透明電極１２から導電層
１３に注入された正孔を細孔の内壁面を介して正孔輸送
層１４に注入することが可能となる。このように、細孔
内壁の総面積が大きいため、多くの正孔を正孔輸送層１
４に注入することができ、正孔輸送層１４と電子輸送層
１５との界面での発光量が増加して輝度の高い発光を得
ることができる。
子を提供する。 【構成】 透明電極１２上に、多孔質の導電層１３を形
成し、導電層１３上に有機半導体材料でなる正孔輸送層
１４を形成する。この正孔輸送層１４は、導電層１３内
の細孔内にも充填されるため、透明電極１２から導電層
１３に注入された正孔を細孔の内壁面を介して正孔輸送
層１４に注入することが可能となる。このように、細孔
内壁の総面積が大きいため、多くの正孔を正孔輸送層１
４に注入することができ、正孔輸送層１４と電子輸送層
１５との界面での発光量が増加して輝度の高い発光を得
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電界発光素子に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電界発光素子としては、
図７に示すような構造の発光ダイオード（ＬＥＤ）が知
られている。この発光ダイオードは、同図に示すよう
に、ガラスなどでなる透明基板１上に透明電極（アノー
ド電極）２が形成され、透明電極２上に有機材料からな
る正孔輸送層（Ｐ型半導体層）３が形成されている。そ
して、この正孔輸送層３上には、有機材料からなる電子
輸送層（Ｎ型半導体層）４が接合され、電子輸送層４の
上にアルミニウムなどでなる背面電極（カソード電極）
５が形成されることにより、発光ダイオードが構成され
ている。なお、上記した透明電極２は、その透明性や仕
事関数の値を主な理由としてＩＴＯ（IndiumTin Oxid
e）が用いられている。
図７に示すような構造の発光ダイオード（ＬＥＤ）が知
られている。この発光ダイオードは、同図に示すよう
に、ガラスなどでなる透明基板１上に透明電極（アノー
ド電極）２が形成され、透明電極２上に有機材料からな
る正孔輸送層（Ｐ型半導体層）３が形成されている。そ
して、この正孔輸送層３上には、有機材料からなる電子
輸送層（Ｎ型半導体層）４が接合され、電子輸送層４の
上にアルミニウムなどでなる背面電極（カソード電極）
５が形成されることにより、発光ダイオードが構成され
ている。なお、上記した透明電極２は、その透明性や仕
事関数の値を主な理由としてＩＴＯ（IndiumTin Oxid
e）が用いられている。
【０００３】このような構成において、透明電極２から
はその界面を介して正孔輸送層３へ正孔が注入され、背
面電極５からはその界面を介して電子輸送層４へ電子が
注入される。正孔輸送層３からは正孔が、電子輸送層４
からは電子がＰＮ接合に移動して、正孔と電子とが再結
合し、その際に光を発するようになっている。
はその界面を介して正孔輸送層３へ正孔が注入され、背
面電極５からはその界面を介して電子輸送層４へ電子が
注入される。正孔輸送層３からは正孔が、電子輸送層４
からは電子がＰＮ接合に移動して、正孔と電子とが再結
合し、その際に光を発するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような電界発光素
子においては、正孔の注入効率は単位発光面積当たりの
注入界面面積が大きいことが好ましいが、透明電極（Ｉ
ＴＯ膜）２が一般的に蒸着、スパッタなどの手段により
透明基板１の平坦な表面上に形成されているため、形成
される透明電極表面も同様に平坦なものであり、単位発
光面積当たりの注入界面面積の増大という改善を行うこ
とは困難であった。また、透明電極２上の正孔輸送層３
と電子輸送層４との界面も同様に平坦な面であるため、
その接合面積を大きくして発光量を増大させるのに素子
の大型化を招くという問題があった。
子においては、正孔の注入効率は単位発光面積当たりの
注入界面面積が大きいことが好ましいが、透明電極（Ｉ
ＴＯ膜）２が一般的に蒸着、スパッタなどの手段により
透明基板１の平坦な表面上に形成されているため、形成
される透明電極表面も同様に平坦なものであり、単位発
光面積当たりの注入界面面積の増大という改善を行うこ
とは困難であった。また、透明電極２上の正孔輸送層３
と電子輸送層４との界面も同様に平坦な面であるため、
その接合面積を大きくして発光量を増大させるのに素子
の大型化を招くという問題があった。
【０００５】この発明は、単位面積当たりの発光量が大
きな高輝度の電界発光素子を提供することを目的として
いる。
きな高輝度の電界発光素子を提供することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
アノード電極上に正孔輸送層が形成され、前記正孔輸送
層上に電子輸送層が接合され、前記電子輸送層上にカソ
ード電極が形成されてなる電界発光素子において、前記
アノード電極は複数の孔が形成された導電層からなり、
前記孔の表面に前記正孔輸送層が接触していることを特
徴としている。請求項２記載の発明は、前記導電層が、
Ｐ型の不純物を導入した半導体材料でなることを特徴と
している。請求項３記載の発明は、アノード電極上に正
孔輸送層が形成され、前記正孔輸送層上に電子輸送層が
接合され、前記電子輸送層上にカソード電極が形成され
てなる電界発光素子において、前記正孔輸送層の前記電
子輸送層と接合する面に凹凸が形成されていることを特
徴としている。請求項４記載の発明は、前記正孔輸送層
は、アモルファスシリコンからなり前記凹凸が、正孔輸
送層の表面を陽極酸化した後にエッチングして形成され
たことを特徴としている。
アノード電極上に正孔輸送層が形成され、前記正孔輸送
層上に電子輸送層が接合され、前記電子輸送層上にカソ
ード電極が形成されてなる電界発光素子において、前記
アノード電極は複数の孔が形成された導電層からなり、
前記孔の表面に前記正孔輸送層が接触していることを特
徴としている。請求項２記載の発明は、前記導電層が、
Ｐ型の不純物を導入した半導体材料でなることを特徴と
している。請求項３記載の発明は、アノード電極上に正
孔輸送層が形成され、前記正孔輸送層上に電子輸送層が
接合され、前記電子輸送層上にカソード電極が形成され
てなる電界発光素子において、前記正孔輸送層の前記電
子輸送層と接合する面に凹凸が形成されていることを特
徴としている。請求項４記載の発明は、前記正孔輸送層
は、アモルファスシリコンからなり前記凹凸が、正孔輸
送層の表面を陽極酸化した後にエッチングして形成され
たことを特徴としている。
【０００７】
【作用】請求項１および請求項２記載の発明において
は、アノード電極と正孔輸送層との間に設けられた導電
層にアノード電極から正孔が注入され、導電層から正孔
輸送層へ正孔が注入される。特に、導電層には孔が形成
され、かつこの孔内に正孔輸送層が入り込んでいる構成
であるため、導電層と正孔輸送層との接触面積（注入界
面面積）が単なる平面での接触に比較して大きくなり、
この接触面を介して多量の正孔が正孔輸送層へ注入され
る。このため、素子の単位面積当たりの発光量が増加
し、高輝度化を図ることができる。請求項３および４記
載の発明においては、正孔輸送層の電子輸送層と接合す
る面に凹凸が形成されているため、正孔及び電子が再結
合する面積が大きく発光面積が増加する。
は、アノード電極と正孔輸送層との間に設けられた導電
層にアノード電極から正孔が注入され、導電層から正孔
輸送層へ正孔が注入される。特に、導電層には孔が形成
され、かつこの孔内に正孔輸送層が入り込んでいる構成
であるため、導電層と正孔輸送層との接触面積（注入界
面面積）が単なる平面での接触に比較して大きくなり、
この接触面を介して多量の正孔が正孔輸送層へ注入され
る。このため、素子の単位面積当たりの発光量が増加
し、高輝度化を図ることができる。請求項３および４記
載の発明においては、正孔輸送層の電子輸送層と接合す
る面に凹凸が形成されているため、正孔及び電子が再結
合する面積が大きく発光面積が増加する。
【０００８】
【実施例】以下、この発明に係る電界発光素子の詳細を
図面に示す各実施例に基づいて説明する。 （実施例１）図１は、本発明の電界発光素子の実施例１
を示す断面図である。図中、１０は本実施例の電界発光
素子を示している。この電界発光素子１０では、ガラス
などでなる透明基板１１上に、ＩＴＯでなるアノード電
極としての透明電極１２が形成されている。透明電極１
２上には、高密度な細孔が広がっている（連続）多孔質
な導電層１３が形成されている。なお、この細孔は導電
層１３の上下方向に曲がりくねりながらも貫通するよう
になっている。この導電層１３は、例えばボロン（Ｂ）
などのＰ型不純物を導入したアモルファスシリコンでな
る。そして、導電層１３上には、Ｐ型の有機半導体材料
でなる正孔輸送層１４が設けられると共に、この正孔輸
送層１４は導電層１３内に形成された細孔内にも密に充
填されている。なお、このように導電層１３内の細孔内
に正孔輸送層１４を充填するには、正孔輸送層１４を湿
式の成膜法で形成することで可能となる。また、正孔輸
送層１４上には、Ｎ型の半導体材料でなる電子輸送層１
５が接合するように形成されている。さらに、電子輸送
層１５上には、例えばアルミニウムなどでなるカソード
電極としての背面電極１６が形成されている。
図面に示す各実施例に基づいて説明する。 （実施例１）図１は、本発明の電界発光素子の実施例１
を示す断面図である。図中、１０は本実施例の電界発光
素子を示している。この電界発光素子１０では、ガラス
などでなる透明基板１１上に、ＩＴＯでなるアノード電
極としての透明電極１２が形成されている。透明電極１
２上には、高密度な細孔が広がっている（連続）多孔質
な導電層１３が形成されている。なお、この細孔は導電
層１３の上下方向に曲がりくねりながらも貫通するよう
になっている。この導電層１３は、例えばボロン（Ｂ）
などのＰ型不純物を導入したアモルファスシリコンでな
る。そして、導電層１３上には、Ｐ型の有機半導体材料
でなる正孔輸送層１４が設けられると共に、この正孔輸
送層１４は導電層１３内に形成された細孔内にも密に充
填されている。なお、このように導電層１３内の細孔内
に正孔輸送層１４を充填するには、正孔輸送層１４を湿
式の成膜法で形成することで可能となる。また、正孔輸
送層１４上には、Ｎ型の半導体材料でなる電子輸送層１
５が接合するように形成されている。さらに、電子輸送
層１５上には、例えばアルミニウムなどでなるカソード
電極としての背面電極１６が形成されている。
【０００９】本実施例では、導電層１３が連続多孔質の
構造を有するため、正孔輸送層１４と導電層１３との接
触面積は著しく大きくなり、透明電極１２から正孔輸送
層１４に導電層１３を介して注入される正孔の量も増大
する。このため、電子輸送層１５との界面に移動できる
正孔の量が多く、背面電極１６から電子輸送層１５に注
入された電子と、正孔輸送層１４からの正孔とが界面で
多くの再結合を行うため、正孔輸送層１４と電子輸送層
１５との接合の単位面積当たりの発光量が増大し、高輝
度化を達成することができる。
構造を有するため、正孔輸送層１４と導電層１３との接
触面積は著しく大きくなり、透明電極１２から正孔輸送
層１４に導電層１３を介して注入される正孔の量も増大
する。このため、電子輸送層１５との界面に移動できる
正孔の量が多く、背面電極１６から電子輸送層１５に注
入された電子と、正孔輸送層１４からの正孔とが界面で
多くの再結合を行うため、正孔輸送層１４と電子輸送層
１５との接合の単位面積当たりの発光量が増大し、高輝
度化を達成することができる。
【００１０】（実施例２）図２は本発明の電界発光素子
の実施例２を示す断面図であり、図３は本実施例の電界
発光素子の導電層１３の斜視図である。本実施例では、
図に示すように、透明電極１２上に形成する導電層１３
を、複数の突堤部１３Ａを平行に並べた構造としてい
る。そして、図２に示すように、導電層１２上に正孔輸
送層１４が形成されると共に、導電層１２を構成する突
堤部１３Ａどうしの間に正孔輸送層１４が充填されるよ
うになっている。このような導電層１３を形成するに
は、リソグラフィー技術およびエッチング技術を用いる
ことにより、突堤部１３Ａ…をパターニングすることが
できる。本実施例における他の構成は、上記実施例１と
同様である。本実施例においても、上記実施例と同様の
作用、効果を得ることができる。
の実施例２を示す断面図であり、図３は本実施例の電界
発光素子の導電層１３の斜視図である。本実施例では、
図に示すように、透明電極１２上に形成する導電層１３
を、複数の突堤部１３Ａを平行に並べた構造としてい
る。そして、図２に示すように、導電層１２上に正孔輸
送層１４が形成されると共に、導電層１２を構成する突
堤部１３Ａどうしの間に正孔輸送層１４が充填されるよ
うになっている。このような導電層１３を形成するに
は、リソグラフィー技術およびエッチング技術を用いる
ことにより、突堤部１３Ａ…をパターニングすることが
できる。本実施例における他の構成は、上記実施例１と
同様である。本実施例においても、上記実施例と同様の
作用、効果を得ることができる。
【００１１】（実施例３）図４は、本発明の電界発光素
子の実施例３における導電層１３の構造を示す斜視図で
ある。この導電層１３は、上下方向（背面電極１６と透
明電極１２とを結ぶ方向）に貫通する横断面矩形状の孔
１３Ｂが多数形成された構造である。本実施例において
も、他の構成は上記実施例１と同様であり、作用、効果
も同様である。
子の実施例３における導電層１３の構造を示す斜視図で
ある。この導電層１３は、上下方向（背面電極１６と透
明電極１２とを結ぶ方向）に貫通する横断面矩形状の孔
１３Ｂが多数形成された構造である。本実施例において
も、他の構成は上記実施例１と同様であり、作用、効果
も同様である。
【００１２】（実施例４）図５は、本発明の電界発光素
子の実施例４を示す断面図であり、図６は本実施例の電
界発光素子の正孔輸送層を示す平面図である。本実施例
は、ガラスなどでなる透明基板１１上にＩＴＯでなる透
明電極１２が形成され、透明電極１２上に、上面に凹部
１４Ａと凸部１４Ｂが形成された正孔輸送層１４が形成
されている。そして、この正孔輸送層１４上には、湿式
の成膜法によりＥＬ特性を示す有機半導体材料でなる電
子輸送層１５が形成されている。さらに、電子輸送層１
５上には、アルミニウムなどでなる背面電極１６が形成
されている。
子の実施例４を示す断面図であり、図６は本実施例の電
界発光素子の正孔輸送層を示す平面図である。本実施例
は、ガラスなどでなる透明基板１１上にＩＴＯでなる透
明電極１２が形成され、透明電極１２上に、上面に凹部
１４Ａと凸部１４Ｂが形成された正孔輸送層１４が形成
されている。そして、この正孔輸送層１４上には、湿式
の成膜法によりＥＬ特性を示す有機半導体材料でなる電
子輸送層１５が形成されている。さらに、電子輸送層１
５上には、アルミニウムなどでなる背面電極１６が形成
されている。
【００１３】本実施例においては、正孔輸送層１４がＰ
型のアモルファスシリコンでなる。この正孔輸送層１４
の上面に凹部１４Ａおよび凸部１４Ｂを形成するには、
アモルファスシリコンの表面を陽極酸化して表面にポー
ラス形皮膜を形成し、このポーラス形皮膜をウェットエ
ッチングで除去することにより、図５に示すような凹凸
を有する正孔輸送層１４形成できる。凹部１４Ａは、図
６に示すように、多数が開設されており、電子輸送層１
５がこの凹部１４Ａ内に入り込むようになっている。こ
のため、正孔輸送層１４と電子輸送層１５とのＰＮ接合
面の面積は、単に平面で接合するものに比較して大幅に
大きくなっている。この結果、発光面積が増大し、１素
子当たりの発光量が大幅に大きくなっている。
型のアモルファスシリコンでなる。この正孔輸送層１４
の上面に凹部１４Ａおよび凸部１４Ｂを形成するには、
アモルファスシリコンの表面を陽極酸化して表面にポー
ラス形皮膜を形成し、このポーラス形皮膜をウェットエ
ッチングで除去することにより、図５に示すような凹凸
を有する正孔輸送層１４形成できる。凹部１４Ａは、図
６に示すように、多数が開設されており、電子輸送層１
５がこの凹部１４Ａ内に入り込むようになっている。こ
のため、正孔輸送層１４と電子輸送層１５とのＰＮ接合
面の面積は、単に平面で接合するものに比較して大幅に
大きくなっている。この結果、発光面積が増大し、１素
子当たりの発光量が大幅に大きくなっている。
【００１４】以上、実施例１〜実施例４について説明し
たが、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成
の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。
たが、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成
の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１および請求項２記載の発明によれば、効果を正孔輸送
層へ多くの正孔を注入することが可能となり、単位面積
当たりの発光量を増加させる効果を奏する。また、所望
の輝度を得るために、より低い電圧での駆動が可能にな
る。このため、本発明をディスプレイに適用すれば高輝
度な表示で消費電力の少ないディスプレイを実現するこ
とができる。また、請求項３〜６記載の発明において
は、正孔輸送層と電子輸送層との接合面積を実質的に増
加させることができるため、発光面積を増やすことがで
き、１素子当たりの発光量を増加させる効果を奏する。
１および請求項２記載の発明によれば、効果を正孔輸送
層へ多くの正孔を注入することが可能となり、単位面積
当たりの発光量を増加させる効果を奏する。また、所望
の輝度を得るために、より低い電圧での駆動が可能にな
る。このため、本発明をディスプレイに適用すれば高輝
度な表示で消費電力の少ないディスプレイを実現するこ
とができる。また、請求項３〜６記載の発明において
は、正孔輸送層と電子輸送層との接合面積を実質的に増
加させることができるため、発光面積を増やすことがで
き、１素子当たりの発光量を増加させる効果を奏する。
【図１】本発明の実施例１の断面図。
【図２】本発明の実施例２の断面図。
【図３】本発明の実施例２の導電層の斜視図。
【図４】本発明の実施例３の導電層の斜視図。
【図５】本発明の実施例４の断面図。
【図６】本発明の実施例４の正孔輸送層の平面図。
【図７】従来の電界発光素子の断面図。
１２ 透明電極 １３ 導電層 １３Ａ 突堤部 １３Ｂ 孔 １４ 正孔輸送層 １４Ａ 凹部 １４Ｂ 凸部 １５ 電子輸送層 １６ 背面電極
Claims (4)
- 【請求項１】 アノード電極上に正孔輸送層が形成さ
れ、前記正孔輸送層上に電子輸送層が接合され、前記電
子輸送層上にカソード電極が形成されてなる電界発光素
子において、 前記アノード電極は複数の孔が形成された導電層からな
り、前記孔の表面に前記正孔輸送層が接触していること
を特徴とするの電界発光素子。 - 【請求項２】 前記導電層は、Ｐ型の不純物を導入した
半導体材料でなることを特徴とする請求項１記載の電界
発光素子。 - 【請求項３】 アノード電極上に正孔輸送層が形成さ
れ、前記正孔輸送層上に電子輸送層が接合され、前記電
子輸送層上にカソード電極が形成されてなる電界発光素
子において、 前記正孔輸送層の前記電子輸送層と接合する面に凹凸が
形成されていることを特徴とする電界発光素子。 - 【請求項４】 前記正孔輸送層は、アモルファスシリコ
ンからなり、前記凹凸は、正孔輸送層の表面を陽極酸化
した後にエッチングして形成されたことを特徴とする請
求項３記載の電界発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10324295A JPH08279628A (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | 電界発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10324295A JPH08279628A (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | 電界発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08279628A true JPH08279628A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=14348978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10324295A Pending JPH08279628A (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | 電界発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08279628A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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