JPH04101392A - 発光素子 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は発光素子、特にＭＩＭと螢光体を利用する発光
素子に関し、フラットパネルデイスプレィ等発光素子の
応用分野にはすべて利用てきるものである。

［従来の技術〕 従来ＭＩＭ構造の発光素子か知られている。

この構造を第２図に示す。基板上１にＡ１等の第１の金
属層２を形成し、この表面に絶縁体層３を形成し、更に
この表面に形成したＡｕ等の第２の金属層４から構成さ
れ、第１の金属層２と第２の金属層４との間に電圧を印
加することによって発光が得られる。

しかし、この発光素子の発光スペクトルは４００−１０
０ＯｎＩＩ＋の範囲を示す非常にブロードな発光であり
、そのため輝度の大きい３原色の素子か必要とされるデ
イスプレィ装置等にこの発光素子を用いることができな
かった。このような問題点を解決する方法として、特開
昭６３−２３２２９５かある。これによればその公報の
第１図に示すように螢光体層を第２電極と絶縁体層の間
に挿入することで、螢光体により決まる特定の波長か発
光すると同時に、絶縁体層をトンネルした電子によって
も直接励起されて強い発光が生じるとある。

しかし、この構成では形成された絶縁体層の膜厚が２ｏ
−ａｏｘと非常に薄いため、螢光体層形成時の損傷が無
視できず、結果として素子の安定性や再現性に問題かあ
る。又、螢光体層の膜厚も１０−２０人と非常に薄く、
螢光体として十分な特性を得るためには、粒径か数μｍ
必要であることを考えれば、この膜厚では十分な発光強
度は得られない事が予想できる。更にトンネルした電子
による励起を考えたとき、電子のエネルギーは印加した
電圧によって決まり、一方、トンネルした電子は数ｅＶ
径程度あることから、用いる螢光体材料の特性によって
は発光しないことが考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は高輝度でしかも安定で再現性よく作製できる発
光素子を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の構成は、特許請求の
範囲に記載のとおりの発光素子である。

第１図に本発明による素子の構造を示す。本発明では図
に示すような位置に螢光体層を形成することで、従来技
術の欠点であった絶縁体層への損傷を回避し、安定でし
かも再現性のある素子が実現できる。

螢光体の励起についてはＭＩＭ素子からの発光による励
起とトンネル電子による励起の２通りか考えられるか、
螢光体層８をトンネル電子て励起するためには、絶縁体
層６及び第２の導電体層７の膜厚か非常に薄い必要があ
る。

更に本発明では第３の導電体層９を設け、そこに十のバ
イアスを印加することで、トンネルした電子が加速され
、螢光体の励起強度が上かり、発光強度が向上する。し
かも、螢光体表面での電子の帯電が回避される。加速電
圧については特に制限はないが、実用性を考えたとき数
十ｖ程度が望ましい。

有機材料螢光体については特に制限はないか、有機薄膜
エレクトロルミネッセンスの発光層材料に用いることが
できる螢光体か望ましい。

無機飼料螢光体については特に制限はないか、トンネル
電子で励起する場合、トンネルした電子のエネルギーが
数十ｅＶ程度であることを考えると螢光体の材料として
は、低速電子線用螢光体か望ましい。

又、Ｍ　Ｉ　Ｍ素子からの発光で螢光体層を励起する場
合、螢光体の励起波長が４００ｎｍ以下であることが望
ましい。

又、螢光体層の作製方法としては、下地への損傷か小さ
い方が望ましく、そのため塗布法もしくは真空蒸着法や
ＣＶＤ法などが望ましい。

第３の導電体層の材料や作製方法については、特に制限
はないか、下地となる螢光体層に損傷をあまり与えない
ような作製方法か好ましい。

基板については特に制限はないか、発光の取り出し方向
を基板側とした場合、透光性を有する必要かある。その
際は第１の導電体層、絶縁体層、そして第２の導電体層
も、それぞれ透光性を有する必要がある。又、膜形成側
から発光を取り出す場合、第３の導電体層か透光性を有
する必要がある。

［実施例コ 以下、本発明を実施例によって、具体的に説明する。

実施例１ ここでは第１図に示すような素子構造を有する発光素子
を作製した。基板１には、ガラス基板を用いた。基板の
上に第１の導電体層５としてＡ１薄膜を約４０ＯＡ、抵
抗線加熱により形成した。

次に、絶縁体層６として空気中で約１５０〜２００℃、
４０分間加熱を行い、ＡＩの表面に約３０〜５０人の表
面酸化層を形成した。更に第２の導電体層７としてＡｕ
薄膜を約＋ＯＯａ、抵抗線加熱により形成し、さらに螢
光体層８として、下記に示すような構造をもつ有機螢光
体材料を蒸着法により形成した。

最後に第３の導電体層９として、ＡＩ薄膜を約１μｍ、
抵抗線加熱により形成した。

このようにして作製した素子を、ＤＣ電圧を用い第２の
電極であるＡｕ薄膜を基準電位とし、第１電極のＡＩ薄
膜に負電位を、第３電極のＡ１薄膜に正電位をそれぞれ
印加した。その結果、良好な有機材料螢光体独特の発光
が得られた。

なお、本発明による効果は、本実施例に用いた有機螢光
体材料に限らず、他の有機螢光体材料でも同様な効果が
得られた。

実施例２ この場合も第１図に示すような素子構造を有する発光素
子を作製した。基板１にはガラス基板を用いた。基板の
上に第１の導電体層５としてＡ１薄膜を約４ｏｏＸ、抵
抗線加熱により形成した。

次に絶縁体層６として空気中で約１５０−２００℃、４
０分間加熱を行い、Ａ１の表面に約３０−５０人の表面
酸化層を形成した。更に第２の導電体層７としてＡｕ薄
膜を約＋ＯＯ，Ｘ、抵抗線加熱により形成した。さらに
螢光体層８として、低速電子線用螢光体材料であるＺｎ
Ｏ：　Ｚｎを塗布法により形成した。最後に第３の導電
体層９として、Ａ１薄膜を約１μｍ、抵抗線加熱により
形成した。

このようにして作製した素子を、ＤＣ電圧を用い、第２
の電極であるＡｕ薄膜を基準電位とし、第１電極のＡ１
薄膜に負電位を、第３電極のＡＩ薄膜に正電位をそれぞ
れ印加した。その結果、良好なＺｎ○、Ｚｎ螢光体の発
光が得られた。

なお、本実施例では、螢光体の材料としてＺｎＯ：　Ｚ
ｎについて示したが、他の低速電子線用螢光材料を用い
ても同様な効果が得られた。

実施例３ ここでは実施例１て作製した素子と同様な構造を有する
素子を作製した。但し、螢光体層には、励起波長が４２
０ｎｍ付近以下である２Ｓｒ０・０．８４Ｐ　２　０５
　　’　Ｏ，ｌ［１Ｂ２０３　　：　Ｅｕ２＋を塗布法
を用いて形成した。

なお、他の層の材料や作製方法については、実施例１と
同様である。

このようにして作製した素子により、良好な２８ｒＯ’
　０．８４Ｐ　２０ｓ　　”　０．１６Ｂ　２０３　　
：　Ｅｕ”螢光体の発光か得られた。

なお、本実施例では、螢光体の材料として２８ｒＯ’　
０．８４Ｐ　２　０　ｓ　　”　０．１［ｉＢ　２　０
３：Ｅｕ２＋について示したか、他の励起波長が４００
ｎｍ以下である無機材料螢光体材料を用いても同様な結
果が得られた。

また、本発明の効果は、本実施例で示した螢光体材料に
おいて顕著であるが、他の螢光体材料についても本発明
の効果が確認された。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明の発光素子は安定で再現
性が良く、輝度の高い発光をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発光素子の構成を示す断面の模式図、 第２図は、従来のＭＩＭ構造の発光素子の構成を示す断
面の模式図である。 １・・・基板、２・・・第１の金属層、３・・・絶縁体
層、４・・・第２の金属層、５・・第１の導電体層、６
・・・絶縁体層、　　　７・・・第２の導電体層、８・
・・螢光体層、　　　９・・・第３の導電体層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に第１の導電体層とその表面に形成した絶
   縁体層を有し、この絶縁体層の表面に第２の導電体層を
   有し、その表面に有機材料螢光体層を有し、その表面に
   更に第３の導電体層を有し、上記第２の導電体層を基準
   電位として、第１の導電体層及び第３の導電体層それぞ
   れに電圧を印加する構成を有することを特徴とする発光
   素子。
2. （２）第２の導電体層の表面の有機材料螢光体層に替わ
   り、無機材料螢光体層を有することを特徴とする請求項
   （１）記載の発光素子。