JP2775067B2

JP2775067B2 - 発光素子

Info

Publication number: JP2775067B2
Application number: JP1334912A
Authority: JP
Inventors: 郁博山口
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH03196490A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、トンネル効果型発光素子に関する。

［従来の技術］発光素子は電気エネルギーを光エネルギーに変換する
素子であり、エレクトロルミネッセンス（EL）、発光ダ
イオード、半導体レーザ等が知られている。この中でエ
レクトロルミネッセンスは、固体に電界を加えて電気エ
ネルギーを光エネルギーに変換するものである。この発
光素子は、高抵抗層を２枚の電極で挟み、２枚の電極間
に電圧を印加して、電子を射出して蛍光体に衝突させて
発光させるものである。近年、ｐ形領域およびｎ形領域
に高濃度の不純物を添加して両領域に低電圧を印加する
ことによって起こるトンネル効果を利用するものが知ら
れている。

一般的なトンネル効果型発光素子の断面図を第３図に
示す。図中31は基板である。基板31上に島状に陰電極32
が形成されている。陰電極32を覆い、かつ、基板31の陰
電極32形成部分を除く部分に絶縁膜33が形成されてい
る。絶縁膜33上に陽電極34が形成されている。また、基
板31と対向して配置されている保護部材35の内側に蛍光
層36が形成されている。この蛍光層36と陽電極34との間
は所定の間隔を有しており、その空間は真空状態となっ
ている。このような構成の素子において陰電極32と陽電
極34の間に電圧を印加することによって、電子が射出さ
れ、その電子が蛍光層36を叩き発光が生じる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような発光素子は、ただ単に電子
が射出されるだけであるので、比較的広範囲にわたって
電子が衝突する。この場合に、蛍光層の中央部では電子
の衝突頻度が多く、反対に端部は電子の衝突頻度が低く
なる。したがって、蛍光層の発光部分すなわち輝点の周
囲部にぼやけが生じる。また、輝点の面積が広いことに
より輝点の輝度自体が小さくなってしまう。

また、第４図に示すように、輝点同士が近接している
場合に射出された電子41が他の輝点の蛍光層領域に衝突
して、光の干渉が生じる欠点がある。そこで、蛍光層の
寸法を小さくして光の干渉を防止する試みがなされた
が、発光に寄与する電子数が減少してしまい発光量の低
下を招く。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、輝点
周囲のぼやけ及び輝点相互の干渉を防止し、かつ、発光
効率の良いトンネル効果型発光素子を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、電子を射出させるための電子射出手段と、
前記電子射出手段と対向して設けられ、前記射出手段か
ら射出された電子を受けることにより発光する蛍光層
と、前記射出された電子がその中を通過するように前記
射出手段と前記蛍光層との間に設けられ、電流が通流さ
れることにより前記電子の進路を制御するコイルとを具
備することを特徴とする。

ここで、電子射出手段は、基板と、前記基板上に島状
に形成された陰電極と、前記陰電極を覆うように形成さ
れた絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された陽電極とを具
備することが好ましい。また、コイルは、素子の輝点の
所定の領域に電子を集束させるように輝点毎に設けられ
ていることが好ましい。また、コイルは、コイルにより
生じる磁場における磁束の方向が隣り合う輝点毎に異な
ることが好ましい。

［作用］本発明の発光素子は、電子射出手段により射出された
電子の進路を制御するためのコイルを具備している。こ
のコイルに電流が通流されるとその内側に磁場が発生す
る。このため、射出された電子は、この磁場に基づく力
により制御されて、その進路が規定される。したがっ
て、射出された電子が近接する他の輝点の蛍光層領域に
衝突することによる干渉や輝点周囲のぼやけを防止する
ことができる。

さらに、隣り合う輝点毎に磁束の方向を異なるように
配置することによって、磁場の水平成分が強調される。
このため、磁場が電子を集束する効果は大きくなり、よ
り効果的に干渉やぼやけを防止することができる。

［実施例］以下、本発明の実施例を添付図面を参照して具体的に
説明する。

第１図は、本発明の発光素子の一実施例を示す断面図
である。図中１は基板である。基板１上に島状に陰電極
２が形成されている。陰電極２を覆い、かつ、基板１の
陰電極２形成部分を除く部分に第１の絶縁膜３が形成さ
れている。第１の絶縁膜３上に陽電極４が形成されてい
る。これらにより電子射出手段を構成している。陽電極
４の電子射出領域５を除く部分上に第２の絶縁膜６が形
成されている。第２の絶縁膜６の電子射出領域５近傍の
部分上にコイル７が設けられている。また、基板１と対
向して配置されている保護部材８の内側に蛍光層９が形
成されている。この蛍光層９と陽電極４との間は所定の
間隔を有しており、その空間は真空状態となっている。

ここで、陰電極２および陽電極４には金属等の導電体
が使用される。また、第１および第２の絶縁膜3,6にはS
iO₂等が用いられる。第１の絶縁膜３の厚さは電子がト
ンネル効果により蛍光層９に向かって射出できるように
設定する必要がある。蛍光層９には蛍光体としてAg付活
ZnS等が使用される。さらに、保護部材８は発光した光
を透過するために透明である樹脂フィルム、プラスチッ
ク、ガラス等が用いられる。

コイル７の配置および配線は、コイル７に電流を流し
たときに発生する磁場の磁束の方向が隣接する輝点毎に
互いに異なるようになされている。第２図はコイル７の
配置および配線を示す概略図である。図中21は導線であ
る。導線21により輝点22の領域が示されている。また、
図中23は輝点の磁束方向を示す記号である。導線21に電
流を流すことによって、必然的に磁束の方向が決定され
る。したがって、一つの輝点２の磁束方向は、それに隣
接する四方の輝点の磁束方向と異なっている。

このような発光素子において、陰電極２と陽電極４の
間に電圧を印加することによって、トンネル現象を起こ
す。これによって、電子が蛍光層９に向かって射出され
る。一方、コイル７には電流を流して磁場を発生させて
いる。このため、蛍光層９に向かって射出された電子10
は、その磁場の影響を受けて蛍光層９の所望の位置に衝
突するように進路が制御される。したがって、素子を効
率よく発光させることができる。

［発明の効果］以上説明した如く、本発明の発光素子は、輝点周囲の
ぼやけ及び輝点相互の干渉を防止して鮮明な画像を得る
ことができ、かつ、発光効率の良いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発光素子の一実施例を示す断面図、第
２図はコイルの配置および配線を示す概略図、第３図，
第４図は従来の発光素子を示す断面図である。１……基板、２……陰電極、３……第１の絶縁膜、４…
…陽電極、５……電子射出領域、６……第２の絶縁膜、
７……コイル、８……保護部材、９……蛍光層、10……
電子、21……導線、22……輝点、23……磁束方向を示す
記号。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子を射出させるための電子射出手段と、
前記電子射出手段と対向して設けられ、前記射出手段か
ら射出された電子を受けることにより発光する蛍光層
と、前記射出された電子がその中を通過するように前記
射出手段と前記蛍光層との間に設けられ、電流が通流さ
れることにより前記電子の進路を制御するコイルとを具
備することを特徴とする発光素子。
【請求項２】電子射出手段は、基板と、前記基板上に島
状に形成された陰電極と、前記陰電極を覆うように形成
された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された陽電極とを
具備する請求項１記載の発光素子。
【請求項３】コイルは、素子の輝点の所定の領域に電子
を集束させるように輝点毎に設けられている請求項１記
載の発光素子。
【請求項４】コイルは、前記コイルにより生じる磁場に
おける磁束の方向が隣り合う輝点毎に異なる請求項３記
載の発光素子。