JPS63232295A - 発光素子 - Google Patents

発光素子

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JPS63232295A
JPS63232295A JP62064276A JP6427687A JPS63232295A JP S63232295 A JPS63232295 A JP S63232295A JP 62064276 A JP62064276 A JP 62064276A JP 6427687 A JP6427687 A JP 6427687A JP S63232295 A JPS63232295 A JP S63232295A
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JP
Japan
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light emitting
metal
layer
emitting element
fluorescent
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Pending
Application number
JP62064276A
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English (en)
Inventor
明 平野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

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】 〔概  要〕 本発明は、MIM(金属−酸化物(絶縁層)−金属)構
造の発光素子に係り、特に酸化物又は絶縁層と金属の界
面に蛍光層を設けて、特定の波長の発光強度を大きくす
るようにしたものである。
又、この発光素子をアレイ状に配置してディスプレイ装
置等に用いたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、特定の波長の発光強度を大きくできるように
した発光素子、及びその発光素子を用いてディスプレイ
装置等に応用した発光素子アレイに関する。
〔従来の技術〕
従来、MIM構造の発光素子が知られている。
第5図は従来の発光素子の構成を示す図である。
同図において、発光素子1は、基板2上にAβ等を蒸着
した第1の金属3と、この第1の金属3の表面に形成し
た酸化アルミニウム(A1203)等の酸化層4と、こ
の酸化層4の表面にAu等を蒸着した第2の金属5とか
ら構成され、第1の金属3と第2の金属5との間に電源
6からの比較的低い2〜3■程度の直流電圧が印加され
る。このような発光素子1は、駆動電流が30mAで第
2図の点線Aに示す如< 、400 nm〜1μm程度
の光を発光する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来のMIM構造の発光素子1では、光
波長に対する光強度の分布が比較的に平坦で、特定の波
長の光を強く発光することができなかった。そのため、
輝度の大きい3原色の素子が必要とされるディスプレイ
装置等に、この発光素子1を用いることができなかった
本発明はこのような問題を解決するために成されたもの
で、その目的とするところは簡単な構造で特定の波長の
発光強度を上げることができ、かつ任意に発光色を変え
ることが可能な発光素子、及びその発光素子を用いてデ
ィスプレイ装置等の発光素子アレイを提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明の発光素子の構成を示す図である。
第1図において、11は発光素子、12は基板、13は
基板12上に設けられた第1の金属、14は第1の金属
13の表面に形成された酸化層又は絶縁層、15は酸化
層又は絶縁層14の表面に設けられた蛍光材を含有した
蛍光層、16は蛍光層15の表面に設けられた第2の金
属である。そして、第1及び第2の金属13及び16の
間に電源17からの電圧が印加される。又、第3図に示
す如く発光素子11は基板12上にアレイ状に配設され
、それぞれの発光素子11が駆動される。
〔作  用〕
発光素子IIにおいて、第1の金[13と第2の金属1
6との間に電源17の直流電圧を印加すると、トンネル
電流が流れ金属表面にプラズモンが励起され、これが光
に変換され発光する。このとき、酸化層又は絶縁層14
の表面に設けられた蛍光層15が励起されて、その蛍光
層15の螢光材により決まる特定の波長の光が発光する
と同時に、トンネルした電子によっても直接励起されて
強い光が発光する。又、発光素子11は螢光材を選択し
てプレイ状に配設され、ディスプレイ装置等に応用され
る。
〔実 施 例〕
以下、本発明の発光素子の実施例について詳細に説明す
る。
第1図は本発明の第一実施例に係り発光素子の構成を示
す図である。第1図の発光素子11において、12はパ
イレックス等のはうけい酸ガラスから成る基板、13は
この基板12上に形成した厚さ200〜300 人、幅
1〜21程度のキャリア濃度の大きい例えばA1.Au
、Cu等の第1の金属、14はこの第1の金属13の表
面に熱酸化あるいは陽極酸化等によって形成した厚さ約
20〜30人の酸化層、15は厚さ10〜20人程度積
層された蛍光層、16は蛍光層15の上に形成した厚さ
200〜300人の第1金属13と同様な第2の金属、
17は第1及び第2の金属13及び16の間に直流電圧
を印加する電源である。
発光素子11は、電源17からの約2〜3Vの直流電圧
が第1及び第2の金属13及び16の間に印加されると
トンネル電流が流れ、この電流によって金属表面にプラ
ズモンが励起され、これが光に変換されて発光する。こ
の際、界面の蛍光層15が励起されこの蛍光115の螢
光材により決まる特定の波長の光が発光すると同時に、
トンネルした電子によっても直接励起されて強い光が発
光する。例えば、蛍光層15の蛍光材料がZn25 i
04 : Mnのときには、第2図の実線Bに示す如く
光波長525 nmの強い光を発光する。
次に上記発光素子11の製造方法について説明する。ま
ず、パイレックス基板12上に100〜150°Cで厚
さ200〜300人のAlI3を蒸着した後、1〜2顛
幅のパターンをリソグラフィーとエツチング法によって
作製する。次に、空気中で約150〜200°C130
分間加熱を行いA113の表面に約20〜30人の酸化
層(Aj2zOt層)14を形成する。さらに、蛍光層
15は表に示したような蛍光粉末を母材としスパッタ法
により、これらの材料を10〜20人の厚さにA ’ 
zo:+ Jii 14上に積層する。
(以下余白) 表において、例えば強く発光したい光が赤のときには6
30 nmの(Sr、Mg、 Ba )3 (P Oa
 )3: Sn s緑のときには525nmのZ n 
z S i O4: M n及び544 nmのY2S
iO5: Ce 、Tb %青のときには420nmの
5rzPz07  : Eu2+及び410nmのCa
WO4等が選択される。最後に蛍光層■5の表面に厚さ
200〜300 人のAu16を蒸着し、A113と同
様に細状のパターンを形成して完成する。蛍光面は10
0〜300人程度粗れていた方が発光効率が良くなる。
第3図は本発明の第二の実施例に係り発光素子をマトリ
ックス状に複数配列した発光素子アレイである。第3図
において、発光素子11は第一実施例と同様の構成であ
り、基板12上に綿状のパターンをX軸、Y軸方向にマ
トリックス状に複数配列し、かつ各発光素子11毎に薄
膜トランジスタ(TPT)18が形成されている。1膜
トランジスタ18において、19はゲート、20は厚さ
6000人程度0酸化シリコン(SiOz)、窒化シリ
コン(SitN4)等からなる絶縁層、21はシリコン
半導体層、22及び23は3000人程度人程l、Cu
等からなるソース及びゲート、24は発光素子11の第
2の金属16とソース22との間を接続するコンタクト
である。又、25はショートを防ぐための窒化シリコン
等からなる絶縁層である。
第4図は第3図の発光素子アレイの等価回路図である。
第4図において、発光素子11はTPTlBのソースと
接地間に接続され、TPTlBのゲート及びドレインは
それぞれX走査線<vxr。
vx2.・・・)及びY信号線(Vy+、 Vy2. 
 ・・・)に接続されている。
各発光素子11はX走査線及びY信号線を選択しゲート
及びドレインに電圧を印加することによりTPTlBに
より駆動され発光する。
第3図は本発明の第三の実施例に係り蛍光材を変えて配
列した発光素子アレイである。
第3図において、発光素子11は例えばX!1lhY軸
方向に赤緑青の蛍光層15.15’、  ・・・をマス
クしながらスパッタし、3元色の輝度の大きい発光素子
アレイを形成したものである。
この発光素子アレイによれば、各発光素子11を選択し
て電圧を印加することにより3元色を発光することがで
きる。
なお、上記実施例において使用する蛍光材料は表に示さ
れたものに限定されない。又、各発光素子11を駆動す
る手段も薄膜トランジスタ11に限られない。更に、酸
化層又は絶縁層14の形成法も上記方法に限定されない
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したようにM I M構造から成る発光
素子の酸化物又は絶縁層と金属間に蛍光層を設けたため
に、簡単な構造で特定の波長の発光強度を上げることが
でき、かつ蛍光層の螢光材料を変えることにより任意の
発光色を得ることができる。又、その発光素子を用いて
ディスプレイ装置等の発光素子アレイを形成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例に係る発光素子の構成を
示す図、 第2図は発光素子の発光強度を示す図、第3図は本発明
の第二及び第三の実施例に係る発光素子アレイ、 第4図は第3図の発光素子アレイの等価回路図、第5図
は従来の発光素子の構成を示す図である。 11・・・発光素子、 12・・・基板、 13・・・第1の金属、 14・・・酸化層又は絶縁層、 15・・・蛍光層、 16・・・第2の金属、 17・・・電源、 18・・・薄膜トランジスタ、 19 ・ ・ ・ゲート、 20・・・絶縁層、 21・・・半導体層、 22・・・ソース、 23 ・ ・ ・ゲート、 24・・・コンタクト、 25・・・絶縁層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 第1の金属(13)と、該第1の金属(13)
    の表面に形成した酸化層又は絶縁層(14)と、該酸化
    層又は絶縁層(14)の表面に形成した蛍光材を含有し
    た蛍光層(15)と、該蛍光層(15)の表面に形成し
    た第2の金属(16)とを備え、前記第1の金属(13
    )及び第2の金属(16)の間に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の金属(13)と、該第1の金属(13)
    の表面に形成した酸化層又は絶縁層(14)と、該酸化
    層又は絶縁層(14)の表面に形成した蛍光材を含有し
    た蛍光層(15)と、該蛍光層(15)の表面に形成し
    た第2の金属(16)とを備え、前記第1の金属(13
    )及び第2の金属(16)の間に電圧を印加するように
    した発光素子(11)が、複数個配列されたことを特徴
    とする発光素子アレイ。
  3. (3) 発光波長の異なる蛍光材を含有した蛍光層(1
    5)を有する発光素子(11)が複数個組合わせて配設
    されたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の発
    光素子アレイ。
JP62064276A 1987-03-20 1987-03-20 発光素子 Pending JPS63232295A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351917A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光集積回路
JP2013522815A (ja) * 2010-03-19 2013-06-13 ▲海▼洋王照明科技股▲ふん▼有限公司 ガラス基材発光素子、その製造方法、並びにその発光方法
WO2014013566A1 (ja) * 2012-07-18 2014-01-23 パイオニア株式会社 ミラー装置

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