JPH04123793A - 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できるものである。

「従来の技術〕 従来ＭＩＭ構造の発光素子が知られている。

この構造を第２図に示す。基板上にＡＩ等の第１の金属
層を形成し、この表面に絶縁体層を形成し、更にこの表
面に形成したＡｕ等の第２の金属層から構成され、第１
の金属層と第２の金属層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
００ｎｍ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原色の素子が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６
３−２３２２９５がある。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の発光を
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か生しるとある。

しかし、この構成では形成された絶縁体層の膜厚か２Ｏ
−ａｏａ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があ
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、粒径が数μ■
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
程度であることから、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
技術の欠点て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か実現できる。

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通りが考えられるが、
螢光体層をトンネル電子で励起するためには、絶縁体層
及び第２の導電体層それぞれの膜厚が非常に薄い必要が
ある。

さらに本発明では、第１の導電体層を設け、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あがり、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。

有機材料蛍光体については特に制限はないが、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か
できる蛍光体が望ましい。

蛍光体層の作製方法にとしては、特に制限はないが、有
機蛍光体材料自身へのダメージが少ない方法が望ましい
。すなわち、蒸着法やＬＢ法や塗布法か望ましい。

無機材料蛍光体については特に制限はないが、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蛍光体層の材料とし
ては、低速電子線用蛍光体が望ましい。また、ＭＩＭ素
子からの発光で蛍光体層を励起する場合、蛍光体の励起
波長が４００ｎｉ以下であることが望ましい。

基板については特に制限はないが、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がある。その
際は第１の導電体層も透光性を有する必要かある。又、
膜形成側から発光を取り出す場合、第２の導体層、絶縁
体層、そして第３の導体層それぞれについても透光性を
有する必要かある。

［実施例］ 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ＡＩ薄膜を約１μ四、抵抗
線加熱により形成した。

次に、螢光体層６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。

Ｈ３ 更に、第２の導電体層７としてＡ１薄膜を約１００人抵
抗線加熱により形成し、絶縁体層８として空気中で約１
０日間放置して、Ａ１の表面に約５０人の表面自然酸化
層を形成した。そして最後に第３の導電体層９として、
Ａｔ薄膜を約４００２、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に、ＤＣ電圧を用い第２の
電極であるＡ１薄膜を基準電位とし、第１電極のＡｔ薄
膜に正電位を、第３電極のＡｔ薄膜に負電位をそれぞれ
印加した。その結果、良好な有機材料螢光体材料独特の
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１μ１１抵抗
線加熱により形成した。

次に螢光体層６として、低速電子線用螢光体材料である
ＺｎＯ：　Ｚｎを塗布法により形成した。

更に、第２の導電体層７としてＡｔ薄膜を約１００人抵
抗線加熱により形成し、絶縁体層８として空気中で約１
５０〜２００℃、４０分間加熱を行い、Ａｌの表面に約
３０〜５０人の表面酸化層を形成した。そして最後に第
３の導電体層９として、Ａｔ薄膜を約４００２、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に、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Ａｔ
薄膜に正電位を、第３電極のＡｔ薄膜に負電位をそれぞ
れ印加した。その結果、良好なＺｎＯ：Ｚｎ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ＺｎＯ：Ｚｎ
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 ここでも実施例１で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２ＳｒＯ・０．８４Ｐ　２０５　
　’　０．１６Ｂ　２０３　　：　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２ＳｒＯ’
　０．８４Ｐ　２０５　　”　０．１６Ｂ　２０ｑ　　
：　Ｅｕ”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２ＳｒＯψ０
．８４Ｐ　２　０ｓ　　”　０．１６Ｂ２０３　　：　
Ｅｕ２＋について示したが、他の励起波長が４００ｎｏ
＋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。 ■・・・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・・・蛍光体層、　　　７・・・第２の導電体層、８
・・・絶縁体層、　　　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の導電体層を有し、その表面に有機
   材料螢光体層を有し、その表面に第２の導電体層とその
   表面に形成した絶縁体層と、更にこの絶縁体層の表面に
   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、第１の導電体層及び第３の導電体層にそれぞれ電
   圧を印加するようにしたことを特徴とする発光素子。
2. （２）第１の導電体層の表面に形成した有機材料蛍光体
   層に替わり、無機材料蛍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。