JPH04123792A

JPH04123792A - 発光素子

Info

Publication number: JPH04123792A
Application number: JP2241186A
Authority: JP
Inventors: Koji Deguchi; 浩司出口; Hidekazu Ota; 英一太田; Yukio Ide; 由紀雄井手; Itaru Fujimura; 藤村　格
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-09-13
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1992-04-23

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ｌ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
０Ｏｎ１１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が発
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２０
−３０２と非常に薄いため、螢光体層形成時の損傷か無
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１Ｏ−２（Ｄ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園
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通りが考えられるが、
螢光体層８をトンネル電子で励起するためには、絶縁体
層６及び第２の導、電体層７の膜厚が非常に薄い必要が
ある。

特に絶縁層は、電子がトンネルする必要があることから
、膜厚は数人から数百五、望ましくは２０から２００人
、最適には２０から１００λ程度が望ましい。さらに上
記範囲の膜厚で、絶縁性を示す必要があることは言うま
でもない。

絶縁体層の作製方法としては、上記範囲の膜厚を制御で
きる作製方法であればとくに制限はない。

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。

又、螢光体層の作製方法としては、下地への損傷が小さ
い方が望ましい。

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

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、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の導電体層が透光性を有
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４００人、抵
抗線加熱により形成した。

次に、絶縁体層６として有機絶縁体材料であるポリイミ
ドをＬＢ法により、約３０〜５０人形成した。更に第２
の導電体層７としてＡｕ薄膜を約１００ム、抵抗線加熱
により形成し、さらに螢光体層８として、低速電子線用
蛍光体材料であるＺｎＯ：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ＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体の発
光が得られた。

なお、この実施例では、絶縁体層の材料としてポリイミ
ドをＬＢ法により成形した膜を用いたが、本発明の効果
は、これらに制限はされず、他の材料や作製方法でも同
様な効果が得られた。

実施例２この実施例２では、実施例１の絶縁体層６の材料である
ポリイミドの替わりに、導電体層であるＡ１薄膜を空気
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て絶縁体層
６とし、その他は実施例１と同じ条件で素子を作製し、
同じ条件で試験を七た。

その結果、良好なＺｎＯ：　Ｚｎの蛍光体の発光が得ら
れた。

なお、本実施例では絶縁体層の材料として、第１の導電
体層であるＡＩ薄膜の表面酸化で生成したＡｌ２Ｏ，を
用いたが、本発明の効果は、これには制限されず、他の
材料や他の作製方法でも同様な効果が得られた。

［発明の効果コ以上、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

【特許請求の範囲】

（１）基板上に第１の導電体層とその表面に形成した有
機材料からなる絶縁体層を有し、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ようにしたことを特徴とす
る発光素子。
（２）第１の導電体層の表面の有機材料からなる絶縁体
層に替わり、無機材料からなる絶縁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。