JP2000299191A

JP2000299191A - 電界発光素子

Info

Publication number: JP2000299191A
Application number: JP11105804A
Authority: JP
Inventors: Masaya Ishida; 方哉石田; Takeo Kaneko; 丈夫金子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: JP3862053B2

Abstract

(57)【要約】【課題】酸化されにくく、耐久性および信頼性を向上
させることのできる電界発光素子を提供する。【解決手段】電界発光素子の陰極を、電子親和力が
０．５ｅＶ以下の物質、すなわちダイヤモンド薄膜等で
構成する。ダイヤモンド薄膜は電子親和力が負であって
極めて電子を放出し易い。その反面で酸化されにくい性
質を有し、化学的にも極めて安定である。したがって品
質劣化が問題になる電界発光素子や表示素子の陰極の構
成として最適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばノート型コ
ンピュータ、携帯型テレビジョン、移動通信機器のディ
スプレイ等の携帯型情報端末に利用される電界発光薄膜
を用いた電界発光素子の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】特定の蛍光体に強い電場を加えたときに
蛍光体が発光するエレクトロルミネセンス現象を利用し
た電界発光素子が多数開発されている。この電界発光素
子は自己発光のため視認性が高く、完全固体素子である
ため耐衝撃性に優れ、低駆動電圧などの特徴を有するこ
とから、各種表示装置における発光素子としての利用さ
れている。

【０００３】従来、電界発光素子をカラー表示可能に構
成した発明として、例えば（１）赤（Ｒ），緑（Ｇ），
青（Ｂ）の三原色で発光する電界発光材料をマトリック
ス状に配置する方法（特開昭５７−１５７４８７号公
報，特開昭５８−１４７９８９号公報，特開平３−２１
４５９３号公報など）、（２）白色で発光する電界発光
素子とカラーフィルターを組み合わせＲＧＢの三原色を
取り出す方法（特開平１−３１５９８８号公報，特開平
２−２７３４９６号公報，特開平３−１９４８９５号公
報など）、（３）青色で発光する電界発光素子と蛍光変
換膜とを組み合わせＲＧＢの三原色に変換する方法（特
開平３−１５２８９７号公報）などが知られていた。こ
れら発明において陰極は電子親和力が小さい、つまり電
子を出し易い性質であることが要件とされている。従
来、陰極材料としてはアルカリ金属やアルカリ土類金
属、アルミニウムが使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
陰極材料は陰極材料が酸化し易いものであったため、電
界発光素子の耐久性や信頼性が低くなるという不都合が
あった。また、この陰極材料の酸化を少しでも防止する
ために不活性雰囲気中で陰極形成から連続的に保護膜の
形成を行う必要があった。このために製造工程が複雑化
していた。そこで、本願発明者は上記課題に鑑み、電界
発光素子の陰極として適する性質を備え、かつ酸化され
にくい陰極を備えることにより、耐久性および信頼性を
向上させることのできる電界発光素子を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、陽極と陰極と
の間に蛍光性化合物で形成される発光層を配置した構造
を備える電界発光素子において、陰極は電子親和力が
０．５ｅＶ以下の物質で構成されていることを特徴とす
る電界発光素子である。これは電子親和力がゼロまたは
負の値を有する場合を含むものとする。ここで「電子親
和力」とは、真空中で中性原子と電子とが結合する際に
放出されるエネルギーをいい、電子親和力が負であると
は電子を放出しやすい性質であることを示す。電子親和
力が少ない物質は電子を出し易いので、陰極材料として
適する。特に電子親和力がゼロまたは負である場合には
発光効率が良くなる傾向にあるので好ましい。

【０００６】また陰極は、ダイヤモンド型構造、せん亜
鉛鉱構造またはウルツ鉱構造のいずれかを備える物質で
構成される。ここで「ダイヤモンド型構造」とは、共有
結合で作られた単体の結晶が、単位格子に８個の原子を
含み、１個の原子に他の４個の原子が正四面体形に配置
したような結晶構造をいう。この結晶は独立した二組の
面心立方格子から構成され、一方の格子は他方の立体対
角線に沿ってその長さの１／４だけ平行移動した位置を
占める。ただし、ここでは物質が総ての点でダイヤモン
ドと同じ結晶構造を備えるという意味ではなく、一部空
間配置がダイヤモンド型構造と異なる場合を含む。

【０００７】このような条件を満たす物質としては、例
えば、ダイヤモンド、窒化ホウ素または窒化アルミニウ
ムのうちいずれかの半導体類が挙げられる。ダイヤモン
ドには、Ｉ型とＩＩ型とがあるが、ホウ素が混合された
ＩＩｂ型の人工ダイヤモンドは抵抗率が１０〜１０^６Ω
ｃｍ程度のｐ型半導体であり好ましい。ダイヤモンドは
真空中におけるエネルギー準位が高く、電界発光素子の
陰極に適する性質を数々備えている。

【０００８】また陰極は、ダイヤモンド型構造、せん亜
鉛鉱構造またはウルツ鉱構造のいずれかを備える物質で
構成される層と導電性材料で構成される層との積層構造
を備えていてもよい。ダイヤモンド構造物質等だけでは
高抵抗である場合には、金属などの導電性材料の層と積
層すればムラなく電子を放出するような構造にできる。

【０００９】さらに陰極は、ダイヤモンド型構造、せん
亜鉛鉱構造またはウルツ鉱構造のいずれかを備える物質
で構成される画素領域と導電性材料で構成される接続領
域とを備え、独立して形成されている当該画素領域を当
該接続領域が相互に電気的に接続して構成されていても
よい。電子を注入すべき画素領域以外には導電性材料が
形成されているので、ダイヤモンド型構造物質が高抵抗
であっても電子をむらなく注入させることができる。

【００１０】なお、発光層と陰極との間に電子の輸送能
を向上させる電子輸送層を備えていてもよい。電子輸送
層が作用して、発光層に効率的に電子を注入させること
ができる。また発光層と陽極との間に正孔の輸送能を向
上させる正孔輸送層を備えていてもよい。正孔輸送層が
作用して、発光層に効率的にキャリアを注入させること
ができる。

【００１１】ここで陽極または陰極のいずれかが画素単
位で独立して駆動可能にパターニングされていることが
好ましい。画素単位に電界の印加を制御できるので、複
数の画素を集合させることで画像表示をさせることがで
きる。

【００１２】特に、各画素単位を構成する発光層を、各
々が異なる原色で発光する蛍光性化合物で構成すれば、
原色発光の有無を制御することで、それらの組み合わせ
によって任意の色を発光させ、カラー表示装置として使
用することが可能である。ここでカラー表示のために
は、発光層は、特定色で発光する蛍光性化合物で構成さ
れており、各原色のうち特定色以外の原色で発光させる
画素領域には、特定色の蛍光を特定色以外の原色に変換
する蛍光変換層が設けられている構造が考えられる。
「特定色」とは例えば青色などである。またカラー表示
のためには、発光層は、白色で発光する蛍光性化合物で
構成されており、各画素領域には、白色の蛍光のうち、
各原色の蛍光を透過させるカラーフィルタが設けられて
いてもよい。

【００１３】本発明の電界発光素子の製造方法におい
て、陰極は化学気相成長法によって形成される。例えば
プラズマＣＶＤ法やホットフィラメントＣＶＤ法が考え
られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
を、図面を参照しながら説明する。（実施形態１）本発明の実施形態１は、陰極を単層のダ
イヤモンド薄膜で構成したカラー表示可能な電界発光素
子に関する。図１に、本実施形態１における電界発光素
子の一部断面図を示す。以下本明細書の断面図では、カ
ラー表示に足りる三原色の画素領域からなるカラー画素
の模式的な断面を示す。本実施形態１の電界発光素子
は、図１に示すように、基板１０、ダイヤモンド陰極１
１、絶縁膜１２、発光層１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ、陽極
１４から構成されている。

【００１５】基板１０は、光透過性があり、ある程度の
機械的強度を有する材料、例えば基板１０は、ガラス、
石英、樹脂などで構成される。ただし発光層１３の光を
陽極１４側に射出可能なように電界発光素子を構成する
なら、基板が光透過性を備えていなくてもよい。この場
合に基板には例えばシリコンが適用できる。

【００１６】ダイヤモンド陰極１１は、電子親和力が
０．５ｅＶ以下、好ましくは電子親和力がゼロまたは負
の値を備えることを要する。このような物質は電子を出
しやすい性質を備えるため電界発光素子の陰極に適す
る。またこの陰極は、ダイヤモンド型構造、せん亜鉛鉱
構造またはウルツ鉱構造のいずれかを備える物質で構成
される。ダイヤモンド型構造等を備える物質は、概ね酸
化されにくく化学的に極めて安定である。このため電界
発光素子の耐久性や信頼性を向上させるのに適する。具
体的な陰極材料としては、人工ダイヤモンドを利用す
る。一般にダイヤモンドは絶縁体であるが、Ｉ型の結晶
は窒素を含むので比較的低抵抗であり陰極に適する。た
だしＩＩ型の結晶であっても窒素やホウ素がドープされ
たダイヤモンドであれば抵抗値が１０〜１０^６Ωｃｍの
半導体であり、陰極に使用することが可能である。ダイ
ヤモンドに窒素がドープされていた方が電子のエミッタ
ー特性をより良好にできるので、陰極材料として好まし
い。なお、ダイヤモンドの他に、同様の条件を備える元
素、例えば窒化ホウ素または窒化アルミニウムのうちい
ずれかが代替可能である。

【００１７】ダイヤモンド陰極の製造方法としては、プ
ラズマＣＶＤ法やホットフィラメントＣＶＤ法等で炭素
の結晶構造を成長させる方法がある。例えばＣＨ_４＋Ｈ
_２の混合ガスから、０．１Ｔｏｒｒで数百度以上の雰囲
気化で炭素結晶を化学気相成長させることでダイヤモン
ド薄膜形成が可能である。

【００１８】絶縁膜１２は、画素領域間を隔てる隔壁と
して機能可能に形成されている。この絶縁膜は画素領域
ごとに独立して駆動させる構造の場合に必要である。画
素ごとの発光制御をせずに全体を一体として発光させる
構造にする場合には、絶縁膜は不要である。絶縁膜１２
は、画素分離を行うために電気的抵抗の高い材料、例え
ば感光性ポリイミドなど通常用いられるフォトレジスト
材料をパターニングして露光・現像することで形成され
る。

【００１９】発光層１３は、蛍光性の有機化合物であ
り、通常用いられる電界発光薄膜材料を適用可能であ
る。赤色の発光層１３ｒの材料としては、ＢＰＰＣ、ペ
リレン、ＤＣＭ、Ｅｕ錯体、ＰＡＴが使用可能である。
緑色の発光層１３ｇの材料としては、コロネン、Ａｌｑ
_３等が適用可能である。青色の発光層１３ｂの材料とし
ては、アントラセン、ＰＰＣＰ，Ｚｎ（ＯＸＺ）_２、ジ
スチルベンゼン、その誘導体（ＰＥＳＢ）、ＴＰＤ、Ｐ
ＤＨＦ、ＰＤＡＦ，ＦＰ−ＰＰＰ、ＲＯ−ＰＰＰ，ＰＰ
Ｐ、ＰＢＤなどが適用可能である。発光層１３の形成方
法としては、ロールコートやスピンコート等の各種塗布
法、スクリーン印刷法などが適用可能である。またイン
クジェット方式により絶縁膜１２間の画素領域に溶液状
の発光材料を充填して発光層を成膜させてもよい。

【００２０】陽極１４は、電子親和力が大きい導電性の
ある材料で形成される。このような材料は多種存在する
が、蛍光を陽極側に射出する構成にする場合には、光透
過性もある必要がある。例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxi
de）を利用可能である。この実施形態では画素領域ごと
に独立して発光層を駆動させるために、陽極１４を画素
領域単位に駆動可能なようにパターニングしておく。た
だし陽極１４を共通電極とする場合には陰極１１側をパ
ターニングして構成する。なお、陽極と発光層や正孔輸
送層とのコンタクトを良好にし正孔注入を容易にするた
めに、陽極の発光層側にバッファ層を設けてもよい。バ
ッファ層としては例えば銅フタロシアニン、非晶質カー
ボン、導電性ポリマ等が利用できる。

【００２１】ここで、電界発光素子を表示装置として構
成するならば、単純マトリクス方式またはアクティブマ
トリクス方式で各画素領域に電界を印加可能に構成する
ことになる。単純マトリクス方式で構成するなら陰極と
陽極ともストライプ状に独立してパターニングしＸ−Ｙ
マトリクス構造の配線を行う。アクティブマトリクス方
式で構成するなら、上記の陽極の形成にあたってＴＦＴ
素子のようなアクティブ素子を形成し、保持容量により
各画素領域の印加電圧を維持可能な構成にする。

【００２２】上記構成において、共通電極であるダイヤ
モンド陰極１１といずれかの陽極１４間に図示しない駆
動回路から高電圧が印加されると、その画素領域の発光
層１３にキャリアが注入されエレクトロルミネセンス現
象を生じ、その発光層におけるＨＯＭＯ（最高被占準
位）−ＬＵＭＯ（最低空準位）で規定される波長で蛍光
が発生する。赤色発光層１３ｒに電圧を印加すれば赤色
が、緑色発光層１３ｇに電圧を印加すれば緑色が、青色
発光層１３ｂに電圧を印加すれば青色が射出される。こ
れらの発光層により構成されるカラー画素では、各原色
発光の有無や強度に応じて色が合成され任意の色彩で発
光させることが可能となる。

【００２３】本実施形態によれば、ダイヤモンド陰極は
電子親和力が負であるために電子を非常に出し易く電子
を効果的に注入することができ、他の陰極材料に比べ高
効率の電界発光素子を提供できる。

【００２４】また、ダイヤモンドは化学的に極めて安定
であるため、表面のクリーニングが容易であり、発光層
との界面を安定的に形成することができる。

【００２５】さらにダイヤモンドは酸化が極めてされ難
く水分が界面から入り込んでも品質劣化が無いため、従
来のように外気を遮断するために労力を払わなくても、
電界発光素子の耐久性や信頼性を向上させることができ
る。

【００２６】（実施形態２）前記実施形態１では陰極を
単層のダイヤモンド薄膜で構成したが、本実施形態は陰
極を複数層で構成したカラー表示可能な電界発光素子に
関する。図２に、本実施形態２における電界発光素子の
一部断面図を示す。本実施形態２の電界発光素子は、図
２に示すように、基板１０、導電性電極１５、ダイヤモ
ンド陰極１１、絶縁膜１２、発光層１３ｒ、１３ｇ、１
３ｂおよび陽極１４から構成されている。

【００２７】基板１０、ダイヤモンド陰極１１、絶縁膜
１２、各発光層１３および陽極１４に関しては上記実施
形態１と同様なのでそれらの説明を省略する。

【００２８】導電性電極１５は導電性材料、例えばカー
ボン、イリジウムなどで構成されている。カーボン等で
あれば、炭素で形成されたダイヤモンド陰極と密着性が
よいため、導電性電極として適する。この導電性電極は
比較的高抵抗のダイヤモンド陰極に対して万遍なく電荷
を供給可能にするため、また基板１０とダイヤモンド陰
極１１とをより強固に密着させるための層である。導電
性電極１５の形成は、スパッタ法や蒸着法などの通常の
薄膜形成方法を適用可能である。

【００２９】本実施形態によれば、上記実施形態１と同
様の効果を奏する他、導電性電極が存在するので、ダイ
ヤモンド陰極が高抵抗である場合でも総ての画素に均等
に電位をかけることができる。例えダイヤモンド陰極が
極めて高い低効率を備えていても、ダイヤモンド陰極の
厚みを薄くすることで、ダイヤモンドに電子注入機能を
果たさせることができる。

【００３０】（実施形態３）上記各実施形態ではダイヤ
モンド陰極を素子全体に均一に構成したが、本実施形態
はダイヤモンドをパターニングして構成したカラー表示
可能な電界発光素子に関する。図３に、本実施形態３に
おける電界発光素子の一部断面図を示す。本実施形態３
の電界発光素子は、図３に示すように、基板１０、ダイ
ヤモンド陰極１７、導電性電極１８、絶縁膜１２、発光
層１３ｒ、１３ｇ、１３ｂおよび陽極１４から構成され
ている。

【００３１】基板１０、絶縁膜１２、各発光層１３およ
び陽極１４に関しては上記実施形態１と同様なのでそれ
らの説明を省略する。

【００３２】ダイヤモンド陰極１７は、各画素領域にお
いて発光層１３に電界を印加可能な形状にパターニング
されて形成されている。材料および製造方法に関しては
上記実施形態１と同様である。ただしダイヤモンド薄膜
をパターニングするために、酸素プラズマによるエッチ
ングなどを用いる。

【００３３】導電性電極１８は、導電性材料、例えばカ
ーボンで構成されている。カーボンであればダイヤモン
ド薄膜と密着性がよいので、ダイヤモンド陰極と電気的
に接続するための電極材料として適する。この導電性電
極１８は、発光層が設けられていない非画素領域に形成
される。すなわち各画素領域に形成されたダイヤモンド
陰極１７を電気的に相互に接続可能なように、各ダイヤ
モンド陰極の間を充填するように形成されている。導電
性電極１８の形成は、スパッタ法や蒸着法などの通常の
薄膜形成方法を適用可能である。

【００３４】本実施形態によれば、上記実施形態１と同
様の効果を奏する他、導電性電極が存在するので、各画
素領域に設けられた比較的高抵抗のダイヤモンド陰極に
対して万遍なく電荷を供給することができ、総ての画素
に均等に電位をかけることができる。

【００３５】（実施形態４）各前記実施形態では発光層
を単層で構成したが、本実施形態は発光層を多層化して
構成したカラー表示可能な電界発光素子に関する。図４
に、本実施形態４における電界発光素子の一部断面図を
示す。本実施形態４の電界発光素子は、図４に示すよう
に、基板１０、導電性電極１５、ダイヤモンド陰極１
１、絶縁膜１２、電子輸送層２０、発光層１３ｒ、１３
ｇ、１３ｂ、正孔輸送層２１および陽極１４から構成さ
れている。

【００３６】基板１０、ダイヤモンド陰極１１、絶縁膜
１２、各発光層１３および陽極１４に関しては上記実施
形態１と同様なのでそれらの説明を省略する。

【００３７】電子輸送層２０は、電子を効率的に輸送可
能な電子輸送材料、例えばオキサジアゾール誘導体、ベ
リリウム錯体、シロール誘導体、ＰＢＤ、ＢＮＤ、ＢＭ
Ｄ、ＢＤＤ、ａ−ＮＰＤ、ＢＡＰＤ、ＢＢＯＴ、ＭＢＤ
Ｑ、ＭＢＳＱ、ＴＮＦ、Ａｌｑ_３等で構成される。電子
輸送層の成膜方法としては、有機分子線蒸着法等の公知
の薄膜形成方法を適用可能である。

【００３８】正孔輸送層２１は、キャリアを効率的に輸
送可能な正孔輸送材料、例えばアミン系のダイアミン、
ＴＰＤ、ＰＤＡ、トリフェニルメタン（ＴＰＭ）、オキ
サゾール、ＯｘＺ、ＳＴＢ、ＤＥＨ、ＮＰＢ等で構成さ
れる。ヒドラゾン系ではＤＥＨ、ＣｚＨなどを用いる。
スチルベン系ではＳＴＢ、スターバスト系ではｍ−ＭＴ
ＤＡＴＡ、ピラゾリン系には、ＴＰＴＥなどを用いる。
正孔輸送層の成膜方法としては、有機分子線蒸着法等の
公知の薄膜形成方法を適用可能である。

【００３９】電子輸送層２０と正孔輸送層２１は、ラジ
カルカチオンおよびラジカルアニオンが容易に生成し発
光層１３内においてこれらが結合消滅して電界発光効果
が生じるように調整する。

【００４０】なお、図４ではダイヤモンド陰極１１を実
施形態１のような単層で形成したが、実施形態２または
実施形態３の層構造で構成しても無論良い。

【００４１】本実施形態によれば、上記実施形態１と同
様の効果を奏する他、電荷輸送層が存在するので、発光
効率を上げることができ、明るい表示が行える電界発光
素子を提供可能である。

【００４２】（実施形態５）各前記実施形態では画素領
域ごとに発光層を分離して構成したが、本実施形態は発
光層を共通にし蛍光変換層で多色化可能に構成したカラ
ー表示可能な電界発光素子に関する。図５に、本実施形
態５における電界発光素子の一部断面図を示す。本実施
形態５の電界発光素子は、図５に示すように、基板１
０、ダイヤモンド陰極１１、青色発光層２２、陽極２３
ｒ、２３ｇ、２３ｂおよび蛍光変換層２４ｒ、２４ｇか
ら構成されている。

【００４３】基板１０およびダイヤモンド陰極１１に関
しては上記実施形態１と同様なのでそれらの説明を省略
する。

【００４４】青色発光層２２は、総ての画素にまたがっ
て単層で形成されており、実施形態１の青色発光層１３
ｂと同様の材料で構成されている。特に画素ごとのパタ
ーニングをせずに均一な厚みで薄膜形成されるものであ
る。陽極２３は、青色発光層２２上において画素領域ご
とにパターニングされて形成されている。具体的には実
施形態１と同様である。

【００４５】蛍光変換層２４ｒは、青色の蛍光を吸収し
赤色の蛍光に変換して発光することが可能な波長変換材
料で構成されている。例えば赤の波長変換物質としてペ
リレンが使用可能である。蛍光変換層２４ｇは、青色の
蛍光を吸収し緑色の蛍光に変換して発光することが可能
な波長変換材料で構成されている。例えば緑への波長変
換物質としてクマリン６を用いることが可能である。こ
の他、蛍光変換層の材料としては、ＤＣＭ１、キナクリ
ドン誘導体、ルブレン、ＤＣＪＴ、ナイルレッドなどを
用いることができる。

【００４６】なお、図５では、ダイヤモンド陰極１１を
実施形態１のような単層で形成したが、実施形態２また
は実施形態３の層構造で構成しても無論良い。また実施
形態４のように電荷輸送層を設けてもよい。

【００４７】上記の構成によれば、各陽極２３と陰極１
１間に電圧が印加されると対応する画素領域の青色発光
層２２が青色の蛍光を発する。この青色の蛍光は、蛍光
変換層２４ｒを透過すると赤色の蛍光に変換され射出さ
れ、蛍光変換層２４ｇを透過すると緑色の蛍光に変換さ
れ射出される。これにより上記実施形態と同様に三原色
が生成され任意の色彩を表示可能なカラー表示が行われ
る。

【００４８】本実施形態によれば、上記実施形態１と同
様の効果を奏する他、蛍光変換層が存在するので、単色
の発光層であってもカラー表示が可能である。

【００４９】（実施形態６）各前記実施形態では画素領
域ごとに発光層を分離して構成したが、本実施形態は発
光層を共通にしカラーフィルタで多色化可能に構成した
カラー表示可能な電界発光素子に関する。図６に、本実
施形態６における電界発光素子の一部断面図を示す。本
実施形態６の電界発光素子は、図６に示すように、基板
１０、ダイヤモンド陰極１１、白色発光層２５、陽極２
３ｒ、２３ｇ、２３ｂおよびカラーフィルタ２６ｒ、２
６ｇ、２６ｂから構成されている。

【００５０】基板１０、ダイヤモンド陰極１１および陽
極２３ｒ、２３ｇ、２３ｂに関しては上記実施形態５と
同様なのでそれらの説明を省略する。

【００５１】白色発光層２２は、総ての画素にまたがっ
て単層で形成されており、白色発光可能に構成されてい
る。特に画素ごとのパターニングをせずに均一な厚みで
薄膜形成されるものである。例えば実施形態１の三色の
発光層を積層して同時に発光させることで白色発光が可
能である。また多層構造を用いずに、ＰＶＫに赤から青
色の発光を示すＴＰＢ，ＰＢＤ、マクリン、ＤＣＭ、Ne
il Redの色素をドープして同時に発光させても白色発光
が可能である。

【００５２】カラーフィルタ２６は、透明樹脂に顔料を
混ぜたり染料を用いたりすることで特定波長帯の光のみ
を透過可能に構成されている。例えばカラーフィルタ２
６ｒは赤色のみを透過可能であり、カラーフィルタ２６
ｇは緑色のみを透過可能であり、カラーフィルタ２６ｂ
は青色のみを透過可能に構成されている。

【００５３】なお、図６では、ダイヤモンド陰極１１を
実施形態１のような単層で形成したが、実施形態２また
は実施形態３の層構造で構成しても無論良い。また実施
形態４のように電荷輸送層を設けてもよい。

【００５４】上記の構成によれば、各陽極２３と陰極１
１間に電圧が印加されると対応する画素領域の白色発光
層２５が白色の蛍光を発する。この白色の蛍光は、カラ
ーフィルタ２６ｒで赤色の蛍光のみが透過され、カラー
フィルタ２６ｇで緑色の蛍光のみが透過され、カラーフ
ィルタ２６ｂで青色の蛍光のみが透過される。これによ
り上記実施形態と同様に三原色が生成され任意の色彩を
表示可能なカラー表示が行われる。本実施形態によれ
ば、上記実施形態１と同様の効果を奏する他、カラーフ
ィルタの作用によりカラー表示が可能である。

【００５５】（その他の変形例）本発明は上記各実施形
態に限定されることなく、種々に変更して適用可能であ
る。例えば、陽極と陰極の配置や形状は上記実施形態に
は限定されない。例えば陽極が下層で陰極が上層になる
ように構成してもよい。この場合であっても陰極がダイ
ヤモンドなどの酸化され難く劣化し難い材料で構成され
ているので過剰な保護手段を設けることなく素子の耐久
性や信頼性を向上させることが可能である。また発光層
や電子輸送層、正孔輸送層の材料は例示したものに限定
されず、現在または将来生成される種々の電界発光素子
に適用可能である。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、電界発光素子の陰極にダイヤ
モンド型構造の物質を適用したので、酸化されにくく化
学的にも極めて安定であり、電界発光素子の耐久性およ
び信頼性を大いに向上させることができる。特に、この
種の発光素子における陰極に新たな素材を提供している
点で産業に貢献している。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１における電界発光素子の層構造断面
図である。

【図２】実施形態２における電界発光素子の層構造断面
図である。

【図３】実施形態３における電界発光素子の層構造断面
図である。

【図４】実施形態４における電界発光素子の層構造断面
図である。

【図５】実施形態５における電界発光素子の層構造断面
図である。

【図６】実施形態６における電界発光素子の層構造断面
図である。

【符号の説明】

１１、１７…ダイヤモンド陰極１３、２２，２５…発光層１４，２３…陽極１５、１８…導電性電極２４…蛍光変換層２６…カラーフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極と陰極との間に蛍光性化合物で形成
される発光層を配置した構造を備える電界発光素子にお
いて、前記陰極は、電子親和力が０．５ｅＶ以下の物質で構成
されていることを特徴とする電界発光素子。
【請求項２】前記陰極を構成する物質は、電子親和力
がゼロまたは負である物質で構成されている請求項１に
記載の電界発光素子。
【請求項３】前記陰極は、ダイヤモンド型構造、せん
亜鉛鉱構造またはウルツ鉱構造のいずれかを備える物質
で構成される請求項１に記載の電界発光素子。
【請求項４】前記陰極を構成する物質は、ダイヤモン
ド、窒化ホウ素または窒化アルミニウムのうちいずれか
である請求項１に記載の電界発光素子。
【請求項５】前記陰極は、前記ダイヤモンド型構造、
せん亜鉛鉱構造またはウルツ鉱構造のいずれかを備える
物質で構成される層と導電性材料で構成される層との積
層構造を備えている請求項１に記載の電界発光素子。
【請求項６】前記陰極は、前記ダイヤモンド型構造物
質、せん亜鉛鉱構造またはウルツ鉱構造のいずれかを備
える物質で構成される画素領域と導電性材料で構成され
る接続領域とを備え、独立して形成されている当該画素
領域を当該接続領域が相互に電気的に接続して構成され
ている請求項１に記載の電界発光素子。
【請求項７】前記発光層と前記陰極との間に電子の輸
送能を向上させる電子輸送層を備える請求項１乃至請求
項６に記載の電界発光素子。
【請求項８】前記発光層と前記陽極との間に正孔の輸
送能を向上させる正孔輸送層を備える請求項１乃至請求
項７に記載の電界発光素子。
【請求項９】前記陽極または陰極のいずれかが画素単
位で独立して駆動可能にパターニングされている請求項
１乃至請求項８に記載の電界発光素子。
【請求項１０】各画素単位を構成する前記発光層は、
各々が異なる原色で発光する蛍光性化合物で構成されて
いる請求項９に記載の電界発光素子。
【請求項１１】前記発光層は、特定色で発光する蛍光
性化合物で構成されており、各原色のうち前記特定色以
外の原色で発光させる前記画素領域には、前記特定色の
蛍光を前記特定色以外の原色に変換する蛍光変換層が設
けられている請求項９に記載の電界発光素子。
【請求項１２】前記発光層は、白色で発光する蛍光性
化合物で構成されており、各前記画素領域には、白色の
蛍光のうち、各原色の蛍光を透過させるカラーフィルタ
が設けられている請求項９に記載の電界発光素子。
【請求項１３】請求項１乃至請求項１２に記載の電界
発光素子の製造方法でにおいて、前記陰極は、化学気相
成長法によって形成されることを特徴とする電界発光素
子の製造方法。