JP2007157576A

JP2007157576A - Field emission display

Info

Publication number: JP2007157576A
Application number: JP2005353444A
Authority: JP
Inventors: Meiso Yokoyama; 明聡横山
Original assignee: ITC KK
Current assignee: ITC KK
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-06-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a totally new field emission display having emission luminance far exceeding that of a conventional organic electroluminescent element by arranging an organic electroluminescent emission layer instead of an inorganic fluorescent film of a field emission display (FED). <P>SOLUTION: The organic electroluminescent emission layer is arranged instead of an inorganic fluorescent film of an FED. An electron multiplication part 5 formed by applying a secondary electron generation material to multiple cavities is arranged between a negative electrode 4 of the FED and the organic electroluminescent emission layer 3. As the organic electroluminescent emission layer 3, an organic electroluminescent emission layer composed of a hole injection layer 3A, a hole transport layer 3B and a luminescent layer 3C from the side of a positive electrode ITO electrode 3 is used. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界放出ディスプレイの改良に係り、特に、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）の発光層に有機エレクトロルミネセンス発光層を配した電界放出ディスプレイに関する。 The present invention relates to an improvement of a field emission display, and more particularly to a field emission display in which an organic electroluminescent light emitting layer is arranged on a light emitting layer of a field emission display (FED).

陰極線管ＣＲＴ(cathode-ray tube)は古くからTVやコンピュターの端末に使われてきた。ＣＲＴの構造の主要部分は (1)、熱電子を発生させる熱電子源の陰極(cathode electrode)、(2)、陰極から蛍光体を塗ったガラス基板上の蛍光膜に向かって加速された熱電子を垂直および水平方向に偏向させる偏向装置(deflection system)、(3)、透明なガラス基板の底の部分に無機蛍光体を塗った蛍光膜(fluorescent screen)の陽極(anode electrode)等となる三つの部分から構成されている。この蛍光膜に高電圧の電極間(陰極と陽極)で発生させた熱電子（thermionic emission）を加速・衝突させて、蛍光体を発光させるというものは陰極線管ＣＲＴ或いはブラウン管(Braun tube)と称する。 Cathode ray tubes (CRTs) have been used for TV and computer terminals for a long time. The main part of the structure of the CRT is (1) the cathode of a thermionic source that generates thermionic electrons, (2) the accelerated heat from the cathode toward the phosphor film on the glass substrate coated with the phosphor. Deflection system that deflects electrons vertically and horizontally, (3), and the anode of a fluorescent screen with an inorganic phosphor coated on the bottom of a transparent glass substrate It consists of three parts. The phosphor film is accelerated and collided with thermionic emission generated between high-voltage electrodes (cathode and anode) to emit phosphor, which is called a cathode ray tube CRT or a Braun tube. .

一方、現在のＦＥＤ(field emission display)或いはＳＥＤ(surface emission display)と称する薄型フラットパネルディスプレイは従来のＣＲＴをさらに発展させたものであり、基本原理は同じである。しかし、ＣＲＴの構造と異なる主要部分は (1)、陰極から電子を放出する方法は冷たい陰極の表面に非常に強い電界を加えて電子を放出させる方法である。つまり、電子の発生は冷陰極放出または界放出によるものである。(2)、電子を垂直および水平方向に偏向させる偏向装置(deflection system)の装着は必要ない。(3)、蛍光膜はＣＲＴと同様無機蛍光体材料を用いていることにある。 On the other hand, a thin flat panel display called a current FED (field emission display) or SED (surface emission display) is a further development of a conventional CRT, and the basic principle is the same. However, the main part different from the structure of CRT is (1). The method for emitting electrons from the cathode is a method for emitting electrons by applying a very strong electric field to the surface of the cold cathode. That is, generation of electrons is due to cold cathode emission or field emission. (2) It is not necessary to install a deflection system that deflects electrons vertically and horizontally. (3) The phosphor film uses an inorganic phosphor material as in CRT.

その他、とりわけＬＣＤに代表される薄型フラットパネルディスプレイ以外に現在もっとも期待が高まっているのは、有機エレクトロルミネセンスである。代表的な有機エレクトロルミネセンスの素子構造は、透明なガラス基板上にＩＴＯ(Indium Tin Oxide）を塗布した透明電極からなる陽極と、低仕事関数の金属からなる陰極の間に各種機能を担う有機多層膜を挟んだ構造である。通常、有機層と陰極は真空蒸着法で薄膜成膜される。有機エレクトロルミネセンスに直流電圧を印加することにより、正孔は陽極から正孔輸送層を経て、電子は陰極から電子輸送層を経て、それぞれ発光層内に注入される。注入された正負のキャリアにより発光層内の蛍光分子が励起状態となり、この励起分子の緩和過程で発光が得られる。つまり、電圧の印加、電荷の注入、電荷の輸送、発光まですべて固相(solid phase)の中で完成する。この有機エレクトロルミネセンスの発光原理は、電圧の印加によって有機材料の励起状態（excited state）に注入された電子と基底状態(ground state)に注入された正孔の正負のキャリアが、有機物質中で電界に駆動されて移動し、出会って再結合（recombination）する際に発光する。 In addition to the thin flat panel displays typified by LCDs, organic electroluminescence is currently most expected. A typical organic electroluminescence device structure is an organic material that performs various functions between an anode made of a transparent electrode obtained by coating ITO (Indium Tin Oxide) on a transparent glass substrate and a cathode made of a metal having a low work function. It is a structure with a multilayer film sandwiched between them. Usually, the organic layer and the cathode are formed into a thin film by vacuum deposition. By applying a DC voltage to organic electroluminescence, holes are injected from the anode through the hole transport layer, and electrons are injected from the cathode through the electron transport layer into the light emitting layer. Fluorescent molecules in the light emitting layer are excited by the injected positive and negative carriers, and light emission is obtained in the relaxation process of the excited molecules. That is, voltage application, charge injection, charge transport, and light emission are all completed in a solid phase. The light emission principle of organic electroluminescence is that the positive and negative carriers of electrons injected into the excited state of organic materials and holes injected into the ground state are applied in organic materials by applying voltage. It moves when driven by an electric field, and emits light when it meets and recombines.

これに対して、ＦＥＤ或いはＳＥＤは電圧の印加、電荷の注入、電荷の輸送、発光まで固相の中で行っているのではなく、高真空中で完結しているのである。従って、ＦＥＤ或いはＳＥＤの発光原理は真空中に放出された電子を無機蛍光体材料に向かって加速・衝突させて、つまり電子線（Electron Beam）を当てて発光する言わばカソードルミネッセンス(Cathode luminescence)である。 In contrast, the FED or SED is not performed in the solid phase until voltage application, charge injection, charge transport, and light emission are completed in a high vacuum. Therefore, the light emission principle of FED or SED is the so-called cathode luminescence that emits light by accelerating and colliding electrons emitted in vacuum toward the inorganic phosphor material, that is, applying an electron beam. is there.

発明者は、先に、特許文献１に記載の電子増倍部を装着したＦＥＤデバイスを発明している。このＦＥＤデバイスでは、多数の空洞に二次電子発生材料を塗布した電子増倍部を設けることで、ＦＥＤの発光輝度を向上させることが可能になったものである。 The inventor has previously invented an FED device equipped with the electron multiplier described in Patent Document 1. In this FED device, the emission brightness of the FED can be improved by providing electron multiplying portions in which a secondary electron generating material is applied in many cavities.

更に、発明者は、特許文献２に記載された白色有機エレクトロルミネッセンス素子についての発明を出願している。これらの発明は、いずれも、ＩＴＯ基板上に、陽極および陰極により挟まれた三層（赤色、緑色と青色）の有機層で積層され、各有機層からの３色の発光色を合成することにより、色純度の高い白光色を発する白色有機エレクトロルミネセンス素子を得るものである。
特開２００４‐２２７８０１号公報特開２００５‐１５００７８号公報 Furthermore, the inventor has applied for an invention relating to the white organic electroluminescence element described in Patent Document 2. Each of these inventions is composed of three layers (red, green and blue) organic layers sandwiched between an anode and a cathode on an ITO substrate, and synthesizes three emission colors from each organic layer. Thus, a white organic electroluminescent element that emits white light with high color purity is obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-227801 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-150078

発明者は、前述の有機エレクトロルミネセンスの発光特性の研究を進めた結果、異なった発光色を得ることに成功している。ところが、有機エレクトロルミネセンス素子の発光効率は7cd／A程度であることから、ハイビジョンが要求される平面ディスプレイなどへの使用が可能な発光効率は得られていない。 The inventor has succeeded in obtaining different emission colors as a result of research on the emission characteristics of the organic electroluminescence. However, since the luminous efficiency of the organic electroluminescent element is about 7 cd / A, the luminous efficiency that can be used for flat displays and the like that require high vision has not been obtained.

一方、当発明者は、有機エレクトロルミネセンス素子の更なる研究の結果、これまで知られていない有機エレクトロルミネセンスの発光原理を発見した。すなわち、電子線（Electron Beam）を当てて発光するＦＥＤパネルの無機蛍光膜を有機エレクトロルミネセンス発光層に置き換えて配置し、電子線を当てると、ＦＥＤのカソードルミネッセンス(Cathode luminescence)の原理とは異なる発光が生じることが分かった。すなわち、この発光は、有機エレクトロルミネセンス素子特有のキャリアが再結合する際に生じる発光の原理と類似で、しかも有機エレクトロルミネセンス素子に比べて極めて効率の良い発光特性が得られることである。 On the other hand, as a result of further research on organic electroluminescent elements, the present inventor has discovered a light-emitting principle of organic electroluminescence that has not been known so far. That is, if the inorganic fluorescent film of the FED panel that emits light by being irradiated with an electron beam is replaced with an organic electroluminescent light emitting layer and is irradiated with an electron beam, what is the principle of cathode luminescence of the FED? It was found that different luminescence occurs. That is, this light emission is similar to the principle of light emission generated when carriers peculiar to the organic electroluminescence element recombine, and is capable of obtaining light emission characteristics that are extremely efficient as compared with the organic electroluminescence element.

そこで、本発明は、前述の有機エレクトロルミネセンス素子の発光特性及び、ＦＥＤの発光特性を有効に利用することで、有機エレクトロルミネセンス素子をはるかに上回る発光輝度を有する全く新しい電界放出ディスプレイの提供を目的とするものである。 Accordingly, the present invention provides a completely new field emission display having emission luminance far exceeding that of the organic electroluminescence element by effectively utilizing the emission characteristics of the organic electroluminescence element and the emission characteristics of the FED. It is intended.

上述の目的を達成すべく本発明は、透光性を有するガラス基板１と、このガラス基板１の内面に陽極として設けられた陽極ＩＴＯ電極２と、該陽極ＩＴＯ電極２の内側に設けられ陽極ＩＴＯ電極２に対向する陰極４から発生した電子の作用により発光し前記ガラス基板の外部に光を透過せしめるフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）の無機蛍光膜に代えて有機エレクトロルミネセンス発光層３を配したことにある。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes a glass substrate 1 having translucency, an anode ITO electrode 2 provided as an anode on the inner surface of the glass substrate 1, and an anode provided inside the anode ITO electrode 2. An organic electroluminescent light emitting layer 3 is disposed in place of the inorganic fluorescent film of a field emission display (FED) that emits light by the action of electrons generated from the cathode 4 facing the ITO electrode 2 and transmits light to the outside of the glass substrate. There is.

また、本発明の電界放出ディスプレイにおいて、多数の空洞に二次電子発生材料を塗布した電子増倍部５を、前記陰極４と有機エレクトロルミネセンス発光層３との間に配設し、陰極４から発生した一次電子が電子増倍部５の空洞を通過する際に、二次電子発生材料に衝撃を与えて、前記有機エレクトロルミネセンス発光層３に放射する二次電子量が増加するように設けている。 In the field emission display of the present invention, an electron multiplier section 5 in which a secondary electron generating material is applied to a large number of cavities is disposed between the cathode 4 and the organic electroluminescent light emitting layer 3. When the primary electrons generated from the electron pass through the cavity of the electron multiplier 5, the secondary electron generating material is impacted so that the amount of secondary electrons emitted to the organic electroluminescent light emitting layer 3 is increased. Provided.

また、前記電界放出ディスプレイにおいて、前記有機エレクトロルミネセンス発光層３に二次電子発生材料を塗布してもよい。 In the field emission display, a secondary electron generating material may be applied to the organic electroluminescent light emitting layer 3.

本発明の有機エレクトロルミネセンス発光層３は、陽極ＩＴＯ電極２側から、正孔注入層３Ａ、正孔輸送層３Ｂ、発光層３Ｃ、二次電子発生材料の順にて積層された有機エレクトロルミネセンスを使用する。 The organic electroluminescence light emitting layer 3 of the present invention is an organic electroluminescence layered in the order of a hole injection layer 3A, a hole transport layer 3B, a light emitting layer 3C, and a secondary electron generating material from the anode ITO electrode 2 side. Is used.

また、有機エレクトロルミネセンス発光層３は、陽極ＩＴＯ電極２側から、正孔注入層３Ａ、正孔輸送層３Ｂ、発光層３Ｃ、二次電子発生材料、メタルバック１０の順にて積層することも可能である。 The organic electroluminescent light emitting layer 3 may be laminated in the order of the hole injection layer 3A, the hole transport layer 3B, the light emitting layer 3C, the secondary electron generating material, and the metal back 10 from the anode ITO electrode 2 side. Is possible.

更に、この有機エレクトロルミネセンス発光層３は、有機材料の変更及び有機エレクトロルミネセンス発光層３の形態を変更することにより発光色を変えるように設けられている。 Further, the organic electroluminescent light emitting layer 3 is provided to change the emission color by changing the organic material and changing the form of the organic electroluminescent light emitting layer 3.

そして有機エレクトロルミネセンス発光層３は、メタルバック１０の有無により発光輝度を可変出来るように設けられている。 The organic electroluminescent light emitting layer 3 is provided so that the light emission luminance can be varied depending on the presence or absence of the metal back 10.

本発明における陰極４の電子発生源として、熱電子源の陰極(タングステン等仕事関数の低い金属)又は冷電子源の陰極{カーボン・ナノチューブタイプ(CNT type)、スピンドタイプ（spindt type）、ＰＮタイプ、ＭＩＭタイプ、サーフェース・エミッションタイプ（surface emission type）}の中からいずれかを選択使用する。 As an electron generation source of the cathode 4 in the present invention, a cathode of a thermoelectron source (metal having a low work function such as tungsten) or a cathode of a cold electron source {carbon nanotube type (CNT type), spindt type, PN type , MIM type, or surface emission type}.

本発明の電子増倍部５として、前記メタルチャンネル型電子増倍部、ボックス型電子増倍部、ラインフォーカス型電子増倍部、メッシュ型電子増倍部、ＭＰＣ型電子増倍部のいずれか又はこれらの組み合わせを使用するものである。 As the electron multiplying unit 5 of the present invention, any of the metal channel type electron multiplying unit, box type electron multiplying unit, line focus type electron multiplying unit, mesh type electron multiplying unit, and MPC type electron multiplying unit Or a combination of these is used.

本発明の前記電子増倍部５の二次電子発生材料は、Ｃｕ−Ｂｅ又はＡｇ−Ｍｇが使用されるものである。 The secondary electron generating material of the electron multiplier section 5 of the present invention uses Cu-Be or Ag-Mg.

本発明の有機エレクトロルミネセンス発光層３に塗布する二次電子発生材料は、Ｂｅ, Ｍｇ、Ｃａの酸化金属が使用される。 As the secondary electron generating material applied to the organic electroluminescent light emitting layer 3 of the present invention, metal oxides of Be, Mg, and Ca are used.

本発明電界放出ディスプレイにおいて、透光性を有するガラス基板と、陽極ＩＴＯ電極と、有機エレクトロルミネセンス発光層とを順に配し、該有機エレクトロルミネセンス発光層に、二次電子発生材料又は／及びメタルバック陰極とを設けて有機エレクトロルミネセンス素子を形成する。そして、該有機エレクトロルミネセンス素子に印加する印加電圧を配することを課題解消のための手段とする。 In the field emission display of the present invention, a translucent glass substrate, an anode ITO electrode, and an organic electroluminescent light emitting layer are arranged in this order, and the organic electroluminescent light emitting layer has a secondary electron generating material or / and / or An organic electroluminescent element is formed by providing a metal back cathode. Then, the application voltage applied to the organic electroluminescent element is arranged as a means for solving the problem.

本発明は、カソードルミネッセンスの発光体に有機エレクトロルミネセンス発光層３を使用し、陰極４からの電子線を有機エレクトロルミネセンス発光層３に放射することで、キャリアが再結合する単独の有機エレクトロルミネセンス発光層特有の原理と類似の発光特性が得られる電界放出ディスプレイを提供することに成功した。しかも、陰極４から放射される電子量によって発光効率を調整することが可能になった。 In the present invention, the organic electroluminescent light emitting layer 3 is used as a cathode luminescent light emitter, and an electron beam from the cathode 4 is emitted to the organic electroluminescent light emitting layer 3 so that carriers are recombined. The present inventors have succeeded in providing a field emission display capable of obtaining light emission characteristics similar to the principle specific to a luminescent light emitting layer. Moreover, the luminous efficiency can be adjusted by the amount of electrons emitted from the cathode 4.

電子増倍部５を設けたことで、有機エレクトロルミネセンス発光層３に放射する二次電子量が増加し、単独の有機エレクトロルミネセンス発光層の発光原理と類似の発光効率を高めることができる。 By providing the electron multiplying portion 5, the amount of secondary electrons emitted to the organic electroluminescent light emitting layer 3 can be increased, and the light emission efficiency similar to the light emission principle of the single organic electroluminescent light emitting layer can be increased. .

前記有機エレクトロルミネセンス発光層３を、陽極ＩＴＯ電極２側から、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、二次電子発生材料の順にて積層することで、アノード電流値を高く取ることができ、アノード電圧の増加に伴って発光効率が飽和しないといった効果が得られる。 By laminating the organic electroluminescent light emitting layer 3 in this order from the anode ITO electrode 2 side, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and a secondary electron generating material, the anode current value is increased. As a result, the luminous efficiency is not saturated as the anode voltage increases.

また、前記有機エレクトロルミネセンス発光層３を、陽極ＩＴＯ電極２側から、正孔注入層３Ａ、正孔輸送層３Ｂ、発光層３Ｃ、二次電子発生材料、メタルバック１０の順にて積層することで、有機エレクトロルミネセンス発光層３が発光する前のスレスホルド電圧を印加することが可能になり、陰極となるメタルバック１０に僅かな電子を注入しても発光するものになる。 Further, the organic electroluminescent light emitting layer 3 is laminated in the order of the hole injection layer 3A, the hole transport layer 3B, the light emitting layer 3C, the secondary electron generating material, and the metal back 10 from the anode ITO electrode 2 side. Thus, it is possible to apply a threshold voltage before the organic electroluminescent light emitting layer 3 emits light, and light is emitted even if a few electrons are injected into the metal back 10 serving as a cathode.

更に、有機エレクトロルミネセンス発光層３の材料の変更及び発光層の形態を変更することにより、有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光色を変えることができる。 Furthermore, the luminescent color of the organic electroluminescent light emitting layer 3 can be changed by changing the material of the organic electroluminescent light emitting layer 3 and changing the form of the light emitting layer.

しかも有機エレクトロルミネセンス発光層３は、メタルバック１０の有無により、発光輝度を可変することも出来る。 In addition, the organic electroluminescent light emitting layer 3 can vary the light emission luminance depending on the presence or absence of the metal back 10.

陰極４の電子発生源として、冷電子源の陰極例えばカーボン・ナノチューブを使用することにより、低電圧による使用が可能になり、耐久性に優れ安価なコストで提供することができる。また、他の冷陰極への変更も可能になっている。 By using a cathode of a cold electron source, such as carbon nanotube, as the electron generating source of the cathode 4, it can be used at a low voltage, and can be provided at low cost with excellent durability. Moreover, the change to other cold cathodes is also possible.

電子増倍部５にメタルチャンネル型電子増倍部６Ａを使用したことにより、発光初期性能を長時間維持することが可能になった。しかも、他の電子増倍部５を選択使用することも可能である。 By using the metal channel type electron multiplying unit 6A for the electron multiplying unit 5, the initial light emission performance can be maintained for a long time. In addition, other electron multipliers 5 can be selectively used.

電子増倍部５に二次電子発生材料として、Ｃｕ−Ｂｅ又はＡｇ−Ｍｇを使用することで、二次電子を極めて効率良く発生させることができる。 By using Cu-Be or Ag-Mg as the secondary electron generating material for the electron multiplier 5, secondary electrons can be generated very efficiently.

透光性を有するガラス基板と、陽極ＩＴＯ電極と、有機エレクトロルミネセンス発光層とを順に配し、該有機エレクトロルミネセンス発光層に、二次電子発生材料又は／及びメタルバックを陰極とする有機エレクトロルミネセンス素子を形成し、該有機エレクトロルミネセンス素子に印加する印加電圧を配したことで、これまでに無い発光原理の有機エレクトロルミネセンス素子を提供することができる。 A glass substrate having translucency, an anode ITO electrode, and an organic electroluminescent light emitting layer are arranged in this order, and the organic electroluminescent light emitting layer is organic using a secondary electron generating material and / or a metal back as a cathode. By forming an electroluminescence element and arranging an applied voltage to be applied to the organic electroluminescence element, an organic electroluminescence element having a light emission principle that has never existed can be provided.

このように、本発明によると、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）の無機蛍光膜に有機エレクトロルミネセンス発光層を配して、有機エレクトロルミネセンスの発光特性を有効に利用することで、有機エレクトロルミネセンス素子の発光輝度をはるかに上回る全く新しい電界放出ディスプレイを提供することができるといった有益な効果を奏するものである。 As described above, according to the present invention, an organic electroluminescence light emitting layer is arranged on an inorganic phosphor film of a field emission display (FED), and the organic electroluminescence light emission characteristics are effectively used, thereby organic electroluminescence. There is a beneficial effect that it is possible to provide a completely new field emission display far exceeding the light emission luminance of the device.

本発明ディスプレイの最良の形態は、透光性を有するガラス基板１と、このガラス基板１の内面に陽極ＩＴＯ電極２とを設ける。該陽極ＩＴＯ電極２の内側に設けられ陽極ＩＴＯ電極２に対向する陰極４から発生した電子の作用により発光し前記ガラス基板の外部に光を透過せしめるフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）を設ける。ＦＥＤの無機蛍光膜に有機エレクトロルミネセンス発光層３を配する。この電界放出ディスプレイの陰極４と有機エレクトロルミネセンス発光層３との間に、多数の空洞に二次電子発生材料を塗布した電子増倍部５を配設する。この電界放出ディスプレイの陰極４と有機エレクトロルミネセンス発光層３との間に、多数の空洞に二次電子発生材料を塗布した電子増倍部５を配設するか、二次電子発生材料を塗布した有機エレクトロルミネセンス発光層３を使用する。そして、有機エレクトロルミネセンス発光層３として、陽極ＩＴＯ電極２側から、正孔注入層３Ａ、正孔輸送層３Ｂ、発光層３Ｃにて構成された有機エレクトロルミネセンス発光層３を使用することで、当初の目的を達成するものである。 In the best mode of the display of the present invention, a glass substrate 1 having translucency and an anode ITO electrode 2 are provided on the inner surface of the glass substrate 1. A field emission display (FED) is provided, which is provided inside the anode ITO electrode 2 and emits light by the action of electrons generated from the cathode 4 facing the anode ITO electrode 2 and transmits light to the outside of the glass substrate. An organic electroluminescent light emitting layer 3 is disposed on the FED inorganic fluorescent film. Between the cathode 4 and the organic electroluminescent light emitting layer 3 of this field emission display, an electron multiplying portion 5 in which a secondary electron generating material is applied in many cavities is disposed. Between the cathode 4 and the organic electroluminescent light emitting layer 3 of this field emission display, an electron multiplying portion 5 in which a secondary electron generating material is applied in many cavities is disposed, or a secondary electron generating material is applied. The organic electroluminescent light emitting layer 3 was used. And as the organic electroluminescent light emitting layer 3, from the anode ITO electrode 2 side, the organic electroluminescent light emitting layer 3 comprised by the hole injection layer 3A, the hole transport layer 3B, and the light emitting layer 3C is used. Achieve the initial objectives.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の基本構成は、電子線を当てて発光せしめるＦＥＤ素子の無機蛍光膜に、有機エレクトロルミネセンス発光層３を装着したものである（図１、図８、図９参照）。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The basic configuration of the present invention is such that an organic electroluminescent light emitting layer 3 is mounted on an inorganic fluorescent film of an FED element that emits light by applying an electron beam (see FIGS. 1, 8, and 9).

このＦＥＤ素子は、透光性を有するガラス基板１と、このガラス基板１の内面に陽極として設けられた陽極ＩＴＯ電極２と、該陽極ＩＴＯ電極２の内側に設けられＩＴＯ電極２に対向する陰極から発生した電子の作用により発光し前記ガラス基板１の外部に光を透過せしめるものである。このようなＦＥＤ素子の無機蛍光膜に、有機エレクトロルミネセンス発光層３を配している。 The FED element includes a glass substrate 1 having translucency, an anode ITO electrode 2 provided as an anode on the inner surface of the glass substrate 1, and a cathode provided inside the anode ITO electrode 2 and facing the ITO electrode 2. It emits light by the action of the electrons generated from the light and transmits the light to the outside of the glass substrate 1. The organic electroluminescent light emitting layer 3 is arranged on the inorganic fluorescent film of such an FED element.

図１のＦＥＤ素子には、陰極と陽極との間に電子増倍部５を装着している。該電子増倍部５により、電子増倍部５から発生した一次電子が電子増倍部５の空洞を通過する際に、二次電子発生材料に衝撃を与え、放射する二次電子量を増加することができる。この結果、有機エレクトロルミネセンス発光層３に放射する電子量が増えて、正孔と発光層で出会う正負キャリアの再結合（Recombination）の数量が増えるため、発光効率を向上することができる。 In the FED element of FIG. 1, an electron multiplier 5 is mounted between the cathode and the anode. When the primary electrons generated from the electron multiplier 5 pass through the cavity of the electron multiplier 5, the electron multiplier 5 gives an impact to the secondary electron generating material and increases the amount of secondary electrons emitted. can do. As a result, the amount of electrons radiated to the organic electroluminescent light emitting layer 3 is increased, and the number of positive and negative carrier recombination encountered in the light emitting layer is increased, so that the light emission efficiency can be improved.

最適な電子増倍部５としてメタルチャンネル型電子増倍部がある（図１４参照）。このメタルチャンネル型電子増倍部に塗布する二次電子発生材料９は、Ｃｕ−Ｂｅ（銅−ベリリュウム）又はＡｇ−Ｍｇ（銀−マグネシウム）の使用が好適である。また、この他にも、ボックス型電子増倍部（図１０参照）、ラインフォーカス型電子増倍部（図１１参照）、メッシュ型電子増倍部（図１２参照）、ＭＰＣ型電子増倍部（図１３参照）のいずれか一つ又は複数を組み合わせた中から選択使用することができる。また、前記二次電子発生材料９は、前記前記電子増倍部に塗布するほか、前記有機エレクトロルミネセンス発光層３のメタルバック陰極の材料に用いることも可能である。 There is a metal channel type electron multiplier as the optimum electron multiplier 5 (see FIG. 14). The secondary electron generating material 9 applied to the metal channel type electron multiplying portion is preferably Cu-Be (copper-beryllium) or Ag-Mg (silver-magnesium). In addition, a box type electron multiplier (see FIG. 10), a line focus type electron multiplier (see FIG. 11), a mesh type electron multiplier (see FIG. 12), and an MPC type electron multiplier. It is possible to select and use one or a combination of any one of (see FIG. 13). The secondary electron generating material 9 can be used as a material for a metal back cathode of the organic electroluminescent light emitting layer 3 in addition to being applied to the electron multiplying portion.

また、本発明は、電子増倍部５を使用しないＦＥＤ素子としても実施可能である（図８、参照）。このとき、ＦＥＤ素子の無機蛍光膜に配された有機エレクトロルミネセンス発光層３の下面には、二次電子発生材料が直接塗布されている。この二次電子発生材料として、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ等の酸化金属を用いている。 The present invention can also be implemented as an FED element that does not use the electron multiplier 5 (see FIG. 8). At this time, the secondary electron generating material is directly applied to the lower surface of the organic electroluminescent light emitting layer 3 disposed on the inorganic fluorescent film of the FED element. As this secondary electron generating material, metal oxides such as Be, Mg, and Ca are used.

更に、電子増倍部５を使用しないＦＥＤ素子において、メタルバック１０を設けた有機エレクトロルミネセンス発光層３を配することも可能である（図９参照）。このメタルバック１０は、有機エレクトロルミネセンス発光層３の印加電圧の陰極の役割ともなり、また電子が有機エレクトロルミネセンス発光層３の界面に注入したことによって発生する電荷の蓄積が有機エレクトロルミネセンス発光層３の破壊を引き起こすのを防止するもので、Ｃｕ‐Ｂ、Ａｇ‐Ｍｇ、Ａｕ‐Ｃａなどが用いられる。同図では、陽極ＩＴＯ電極２とメタルバック１０との間に有機エレクトロルミネセンス発光層３が配置され、これら陽極ＩＴＯ電極２とメタルバック１０との間に予め印加電圧VEL ＜ Vth（有機エレクトロルミネセンスが発光する臨界電圧）を印加する。また、メタルバック１０と有機層３との間に、前記二次電子発生材料、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａの酸化金属が直接塗布されており、これらメタルバック１０と前記二次電子発生材料を含めた厚さは約120オングストロームである。 Furthermore, in the FED element that does not use the electron multiplier 5, it is also possible to arrange the organic electroluminescence light emitting layer 3 provided with the metal back 10 (see FIG. 9). The metal back 10 also serves as a cathode for the voltage applied to the organic electroluminescent light emitting layer 3, and the accumulation of charges generated by the injection of electrons into the interface of the organic electroluminescent light emitting layer 3 is organic electroluminescent. In order to prevent the light emitting layer 3 from being destroyed, Cu-B, Ag-Mg, Au-Ca, or the like is used. In the figure, an organic electroluminescence light emitting layer 3 is disposed between the anode ITO electrode 2 and the metal back 10, and an applied voltage VEL <Vth (organic electroluminescence) is previously applied between the anode ITO electrode 2 and the metal back 10. The critical voltage at which the sense emits light is applied. Further, the secondary electron generating material, metal oxides of Be, Mg, and Ca are directly applied between the metal back 10 and the organic layer 3, and the metal back 10 and the secondary electron generating material are included. The thickness is about 120 angstroms.

図９の構成で示すように、有機エレクトロルミネセンス発光層３にメタルバック１０を付加すると、このメタルバック１０は単体の有機エレクトロルミネセンス発光層の陰極の役割をする。たとえば、図示の如く、メタルバック１０の陰極と陽極ＩＴＯ電極２とを別途直流電源（DC）に連結すると、この直流電源は単体の有機エレクトロルミネセンス発光層３の印加電圧ＶELになる。この印加電圧ＶELは可変出来るので、ＶELをＶth（Ｖthは有機エレクトロルミネセンスの発光しき値電圧）より少なく調整することができる。従って、ＶELを予め単体の有機エレクトロルミネセンス発光層３に印加することにより、有機エレクトロルミネセンス発光層の発光に必要とされる電子エネルギ−は少なくてすむ。また、ＶELを可変することにより、当然消費電力が低減できるほか、発光輝度やディスプレイのグレースケル（gray scale）の調整も可能になる。 As shown in the configuration of FIG. 9, when a metal back 10 is added to the organic electroluminescent light emitting layer 3, the metal back 10 serves as a cathode of a single organic electroluminescent light emitting layer. For example, as shown in the figure, when the cathode of the metal back 10 and the anode ITO electrode 2 are separately connected to a direct current power source (DC), the direct current power source becomes the applied voltage VEL of the single organic electroluminescence light emitting layer 3. Since this applied voltage VEL can be varied, VEL can be adjusted to be less than Vth (Vth is a threshold voltage of organic electroluminescence). Therefore, by applying VEL to the single organic electroluminescent light emitting layer 3 in advance, less electron energy is required for light emission of the organic electroluminescent light emitting layer. In addition, by varying VEL, it is possible to naturally reduce power consumption, and also to adjust light emission luminance and display gray scale.

有機エレクトロルミネセンス発光層３の形態等は任意に設定することができる。たとえば図２に示す有機エレクトロルミネセンス発光層３は、陽極ＩＴＯ電極２側から、正孔注入層３Ａ、正孔輸送層３Ｂ、発光層３Ｃにて構成されている。 The form etc. of the organic electroluminescent light emitting layer 3 can be set arbitrarily. For example, the organic electroluminescent light emitting layer 3 shown in FIG. 2 is composed of a hole injection layer 3A, a hole transport layer 3B, and a light emitting layer 3C from the anode ITO electrode 2 side.

正孔注入層３Ａは、化学式１で示されるｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（３−メチル−フェニル−フェニル−アミノ）トリフェニルアミン（4,4',4"-tris(3-methyl-phenyl-phenyl-amino)triphenylamine））、AlF3、CuPc、HfO3、またはTa2O5を材料として形成される。その厚さは300オングストロームである。この正孔注入層３Ａは、正孔を有効に正孔輸送層３Ｂに輸送する役割である。

The hole injection layer 3 </ b> A includes m-MTDATA (4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methyl-phenyl-phenyl-amino) triphenylamine (4,4 ′, 4 ″ -tris ( 3-methyl-phenyl-phenyl-amino) triphenylamine)), AlF3, CuPc, HfO3, or Ta2O5. Its thickness is 300 angstroms. The hole injection layer 3A has a role of effectively transporting holes to the hole transport layer 3B.

正孔輸送層３Ｂの材料は、化学式２で示されるＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）―Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（N,N'-di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine））である。その厚さは600オングストロームである。

The material of the hole transport layer 3B is NPB (N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (N, N′-di (naphthalene-1- yl) -N, N'-diphenyl-benzidine)). Its thickness is 600 angstroms.

発光層３Ｃは、化学式３で示されるＡｌｑ3（トリキノリノレートアルミニウム）を材料として形成され、その厚さは4000オングストロームである。このＡｌｑ３は緑色発光材料で、アルキレート化合物である。

The light emitting layer 3C is formed using Alq3 (triquinolinolate aluminum) represented by Chemical Formula 3 as a material, and the thickness thereof is 4000 angstroms. This Alq3 is a green light emitting material and an alkylate compound.

尚、有機エレクトロルミネセンス発光層３の構成は、前述の如く図示例に限定されるものではなく、有機エレクトロルミネセンス発光層３で使用する有機材料の変更及び各層の厚みや形状などの形態を変更することが可能である。また、これらの変更により、赤、青、緑の発光色を選択し、あるいは組み合わせることで、有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光色を任意に変えることができる。 Note that the configuration of the organic electroluminescent light-emitting layer 3 is not limited to the illustrated example as described above, but changes in the organic materials used in the organic electroluminescent light-emitting layer 3 and the forms such as the thickness and shape of each layer. It is possible to change. Moreover, the light emission color of the organic electroluminescent light emitting layer 3 can be arbitrarily changed by selecting or combining the light emission colors of red, blue, and green by these changes.

次に、本発明ディスプレイの発光特性を測定した実験結果を説明する（図３乃至図５参照）。この陽極ＩＴＯ電極２の基板（30ｘ50mm）を、アセトン等の洗浄液で洗浄した。次に、この陽極ＩＴＯ電極２を図３に示す有機材料真空蒸着製造装置の基板ホルダに装着し、蒸着機が２×１０-6 Torr以下の高真空のもとで、順次有機材料をm-MTDATA（厚さ300オングストローム）、NPB（厚さ600オングストローム）、Alq3（厚さ4000オングストローム）に蒸着して積層し、有機エレクトロルミネセンス発光層３を設けた。各有機材料の蒸着時の成膜率は0.5~2オングストローム/secである。 Next, experimental results of measuring the light emission characteristics of the display of the present invention will be described (see FIGS. 3 to 5). The substrate of the anode ITO electrode 2 (30 × 50 mm) was cleaned with a cleaning solution such as acetone. Next, the anode ITO electrode 2 is mounted on the substrate holder of the organic material vacuum deposition manufacturing apparatus shown in FIG. 3, and the organic material is sequentially removed under high vacuum of 2 × 10 −6 Torr or less. The organic electroluminescence light emitting layer 3 was provided by vapor deposition on MTDATA (thickness 300 angstrom), NPB (thickness 600 angstrom), and Alq3 (thickness 4000 angstrom). The film formation rate during the deposition of each organic material is 0.5 to 2 angstrom / sec.

本発明における有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光特性を測定する為に、まず多層有機薄膜が蒸着されたＩＴＯ透明電極（陽極ＩＴＯ電極２）を図４に示す真空測定チャンバーに移行した。チャンバー内にはPhilips 6922真空管の熱電子発生源の陰極(Cathode)と電子加速用のグリド電極を用いた。有機薄膜を蒸着したＩＴＯ透明電極と真空管の陰極はそれぞれKeithley 237の電源装置の陽極と陰極に接続し、アノド電圧Vaとした。又、真空管の陰極とグリド電極はそれぞれKeithley2400の電源装置の陽極と陰極に接続し、グリッド電圧Vgとした。尚、真空管の陰極は傍熱型の為、陰極のフイラメントには別途DC電源に接続して加熱している。 In order to measure the light emission characteristics of the organic electroluminescent light emitting layer 3 in the present invention, the ITO transparent electrode (anode ITO electrode 2) on which the multilayer organic thin film was deposited was first transferred to the vacuum measurement chamber shown in FIG. In the chamber, a cathode of a thermionic source of a Philips 6922 vacuum tube and a grid electrode for electron acceleration were used. The ITO transparent electrode on which the organic thin film was deposited and the cathode of the vacuum tube were connected to the anode and cathode of the power supply unit of Keithley 237, respectively, and the anodic voltage Va was set. The cathode and grid electrode of the vacuum tube were connected to the anode and cathode of the power unit of Keithley 2400, respectively, and the grid voltage Vg was used. Since the cathode of the vacuum tube is an indirectly heated type, the cathode filament is connected to a DC power source and heated.

有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光特性を測定する前に、まずフイラメントに電圧を印加して、フイラメントの温度で充分陰極を加熱し、陰極の表面から熱電子が放出出来る状態にする。その後、Keithley 2400のDC電源を入れて、Vg＝20Vに設定する。その時、Keithley 2400で表示された電流値はグリド電流Igである。この値から概ね熱電子の放出量が分かる。従って、グリド電流Igが安定した後、Keithley 237のDC電源を入れて、有機薄膜の陽極基板のITO電極と真空管の陰極の間に電圧を印加する。従って、真空中に放出された熱電子は陽極基板に向かい、有機多層薄膜に衝突して発光せしめる。陰極熱電子ビーム（Electron Beam）放射で多層有機薄膜材料を衝突させて得られた有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光特性は優れたものがある。アノド電圧Vaが相当低い値でも、肉眼で発光が観察できることが分かった。 Before measuring the light emission characteristics of the organic electroluminescent light emitting layer 3, a voltage is first applied to the filament, and the cathode is heated sufficiently at the temperature of the filament so that thermoelectrons can be emitted from the surface of the cathode. Then turn on the Keithley 2400 DC power and set Vg = 20V. At that time, the current value displayed on the Keithley 2400 is the grid current Ig. From this value, the amount of emitted thermoelectrons can be roughly understood. Therefore, after the grid current Ig is stabilized, the DC power supply of Keithley 237 is turned on, and a voltage is applied between the ITO electrode of the anode substrate of the organic thin film and the cathode of the vacuum tube. Therefore, the thermoelectrons emitted into the vacuum are directed to the anode substrate and collide with the organic multilayer thin film to emit light. The organic electroluminescent light emitting layer 3 obtained by colliding a multilayer organic thin film material with cathode thermionic electron beam (Electron Beam) radiation has excellent light emission characteristics. It was found that luminescence can be observed with the naked eye even when the anod voltage Va is considerably low.

図５は本発明（FEOELD）の陽極基板から発光が確認出来た範囲内で測定したアノド電流I(mA)、アノド電圧V(volt)と発光輝度L(ｃd/m2)の関係とアノド電流密度J(mA/cm2)、アノド電圧V(volt)と発光効率（Luminescence Efficiency）の関係特性図である。実験に用いた陽極ＩＴＯ電極２の基板は30×50mmである。グリド電圧Vg=20V、陽極電圧Va=200Vをパネルに印加した時、陽極電流Iaは2.3mA、輝度L=220 cd/cm2が得られた。図に示す様に陽極電圧はVa=100Vからそれ以上パネルに印加しても陽極電流Iaと輝度Lは変化せず飽和している。 FIG. 5 shows the relationship between the anodic current I (mA), the anodic voltage V (volt), and the luminescent luminance L (cd / m2), and the anodic current density measured within the range in which light emission was confirmed from the anode substrate of the present invention (FEOELD). It is a relationship characteristic figure of J (mA / cm2), anod voltage V (volt), and luminous efficiency (Luminescence Efficiency). The substrate of the anode ITO electrode 2 used in the experiment is 30 × 50 mm. When a grid voltage Vg = 20 V and an anode voltage Va = 200 V were applied to the panel, an anode current Ia of 2.3 mA and a luminance L = 220 cd / cm 2 were obtained. As shown in the figure, even when the anode voltage is applied to the panel from Va = 100 V or more, the anode current Ia and the luminance L do not change and are saturated.

表１の特性比較図から本発明（FEOELD）の発光効率〜137cd/A ＞単独の有機エレクトロルミネセンスの発光効率〜7cd/Aで有ることが分かる。

From the characteristic comparison chart of Table 1, it can be seen that the luminous efficiency of the present invention (FEOELD) to 137 cd / A> the luminous efficiency of a single organic electroluminescence to 7 cd / A.

表１の両者特性の比較図から本発明（FEOELD）の発光効率は約137cd/Aで、単独の有機エレクトロルミネセンス発光層（OELD）の発光効率の７cd/Aよりも大幅に高い事がわかる。次に、両者を同じ電流密度のもとで比較する為に、本発明と単独の有機エレクトロルミネセンス発光層との輝度及び発光効率を示す比較図を示す（図７参照）。この図から本発明素子は、単独の有機エレクトロルミネセンス発光層を使用したパネルよりも輝度と発光効率が大幅に高い事がわかる。例えば同じ電流密度0.14 mA/cm2において、本発明の輝度は196 cd/m2で、発光効率は138 cd/Aである。然し、単独の有機エレクトロルミネセンス発光層の輝度は約9.14 cd/m2で発光効率は6.5 cd/Aである。 From the comparison chart of both characteristics in Table 1, it can be seen that the luminous efficiency of the present invention (FEOELD) is about 137 cd / A, which is significantly higher than the luminous efficiency of a single organic electroluminescent light emitting layer (OELD) of 7 cd / A. . Next, in order to compare the two under the same current density, a comparative diagram showing luminance and luminous efficiency between the present invention and a single organic electroluminescent light emitting layer is shown (see FIG. 7). From this figure, it can be seen that the element of the present invention has significantly higher luminance and luminous efficiency than a panel using a single organic electroluminescent light emitting layer. For example, at the same current density of 0.14 mA / cm 2, the luminance of the present invention is 196 cd / m 2 and the luminous efficiency is 138 cd / A. However, the brightness of the single organic electroluminescent light emitting layer is about 9.14 cd / m 2 and the luminous efficiency is 6.5 cd / A.

次に、有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光原理を示す実験をおこなった（図６（イ）参照）。本実験に用いた有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光原理を解明する為に、先に述べた図２の陽極基板構成の正孔輸送層３Ｂ（ＮＰＢ)と発光層３Ｃ（Ａｌｑ3）の間に、ホール阻止層３Ｄ(ＢＣＰ)厚さ 150オングストロームを挿入した。典型的な有機エレクトロルミネセンス発光層では、ホール阻止層３ＤのＢＣＰ有機材料はホールの移動を阻止する役割がある。ここでは、ホール阻止層３Ｄは陽極ＩＴＯ電極２から有機層に注入されたホールの移動を阻止し、ホールは隣接の正孔輸送層３Ｂ（ＮＰＢ）の界面に蓄積される（図６（ロ）参照）。従ってキャリアの再結合領域は正孔輸送層３Ｂ（ＮＰＢ）に限定されて、ＮＰＢ材料による青色の発光をするものと推定出来る。 Next, an experiment showing the light emission principle of the organic electroluminescence light emitting layer 3 was performed (see FIG. 6 (A)). In order to elucidate the light emission principle of the organic electroluminescence light emitting layer 3 used in this experiment, the hole transport layer 3B (NPB) and the light emitting layer 3C (Alq3) having the anode substrate structure shown in FIG. A hole blocking layer 3D (BCP) thickness of 150 Å was inserted. In a typical organic electroluminescent light emitting layer, the BCP organic material of the hole blocking layer 3D serves to block the movement of holes. Here, the hole blocking layer 3D blocks the movement of holes injected from the anode ITO electrode 2 into the organic layer, and the holes are accumulated at the interface of the adjacent hole transport layer 3B (NPB) (FIG. 6B). reference). Therefore, it can be estimated that the carrier recombination region is limited to the hole transport layer 3B (NPB) and emits blue light from the NPB material.

また、図１５に示すエネルギーバンド図から分かるように、キャリアの再結合領域を正孔輸送層３Ｂ（ＮＰＢ）で行うということは、陰極から放出した電子が発光層３Ｃ（Ａｌｑ3）に注入され、更に電子はホール阻止層３Ｄ(ＢＣＰ)へ移動して正孔輸送層３Ｂ（ＮＰＢ）の界面でホールと出会い、再結合によって正孔輸送層３Ｂ（ＮＰＢ）材料特有の青色の発光をするからである。従って、発光層３Ｃ（Ａｌｑ3）の緑色の発光はしない筈である。若し、有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光原理がカソードルミネッセンス
（Cathodeluminescence)によるものならば発光層３Ｃ（Ａｌｑ3）からの緑色発光をする。然し、実験からは青色の発光であった。従って、有機エレクトロルミネセンス発光層３の発光原理は有機エレクトロルミネセンスに類似したキャリアの再結合（Recombination）によるものであることが断定出来る。 Further, as can be seen from the energy band diagram shown in FIG. 15, performing the carrier recombination region in the hole transport layer 3B (NPB) means that electrons emitted from the cathode are injected into the light emitting layer 3C (Alq3), Furthermore, electrons move to the hole blocking layer 3D (BCP), meet holes at the interface of the hole transport layer 3B (NPB), and recombine to emit blue light peculiar to the material of the hole transport layer 3B (NPB). is there. Therefore, the light emitting layer 3C (Alq3) should not emit green light. If the light emission principle of the organic electroluminescence light emitting layer 3 is based on cathodoluminescence (Cathodeluminescence), green light is emitted from the light emitting layer 3C (Alq3). However, the experiment showed blue light emission. Therefore, it can be determined that the light emission principle of the organic electroluminescent light emitting layer 3 is based on carrier recombination similar to organic electroluminescence.

尚、本発明は図示例に限定されるものではなく、たとえば有機エレクトロルミネセンス発光層の形態や陰極の種類、あるいは電子増倍部の形態など、本発明の要旨を変更しない範囲において自由に変更することができるものである。 The present invention is not limited to the examples shown in the drawings. For example, the form of the organic electroluminescence light emitting layer, the type of the cathode, or the form of the electron multiplying portion can be freely changed without departing from the scope of the present invention. Is something that can be done.

本発明の一実施例を示す概略図。Schematic which shows one Example of this invention. 本発明の陽極構造を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the anode structure of this invention. 本発明の有機エレクトロルミネセンス発光層に有機材料を蒸着する装置を示す概略図。Schematic which shows the apparatus which vapor-deposits an organic material on the organic electroluminescent light emitting layer of this invention. 本発明ディスプレイの真空測定装置。The vacuum measuring device of the display of the present invention. 本発明の発光特性を示す図。The figure which shows the light emission characteristic of this invention. 本発明ディスプレイの発光原理に関する実験例を示し、（イ）は装置の概略図、（ロ）は原理図。The experiment example regarding the light emission principle of this invention display is shown, (A) is the schematic of an apparatus, (B) is a principle figure. 本発明と単独の有機エレクトロルミネセンスとの輝度及び発光効率を示す比較図。The comparison figure which shows the brightness | luminance and luminous efficiency of this invention and single organic electroluminescence. 本発明の他の実施例を示す概略図。Schematic which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す概略図。Schematic which shows the other Example of this invention. 本発明の電子増倍部を示し、（イ）は斜視図、（ロ）は要部断面図。The electron multiplication part of this invention is shown, (A) is a perspective view, (B) is principal part sectional drawing. 他の電子増倍部を示す要部断面図。The principal part sectional drawing which shows another electron multiplication part. 他の電子増倍部を示す概略図。Schematic which shows another electron multiplication part. 他の電子増倍部を示し、（イ）は一部切欠き斜視図、（ロ）は要部断面図。The other electron multiplication part is shown, (a) is a partially cutaway perspective view, (b) is a cross-sectional view of the main part. 他の電子増倍部を示し、（イ）は断面図、（ロ）は要部拡大断面図。The other electron multiplication part is shown, (A) is sectional drawing, (B) is a principal part expanded sectional view. 本発明で使用する有機エレクトロルミネセンス発光層のエネルギーバンド図。The energy band figure of the organic electroluminescent light emitting layer used by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ガラス基板
２陽極ＩＴＯ電極
３有機エレクトロルミネセンス発光層
３Ａ正孔注入層
３Ｂ正孔輸送層
３Ｃ発光層
３Ｄホール阻止層
４陰極
５電子増倍部
６グリッド
７一次電子
８二次電子
９二次電子発生材料
１０メタルバック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Anode ITO electrode 3 Organic electroluminescent light emitting layer 3A Hole injection layer 3B Hole transport layer 3C Light emitting layer 3D Hole blocking layer 4 Cathode 5 Electron multiplication part 6 Grid 7 Primary electron 8 Secondary electron 9 Secondary Electron generating material 10 Metal back

Claims

透光性を有するガラス基板と、このガラス基板の内面に陽極として設けられた陽極ＩＴＯ電極と、該陽極ＩＴＯ電極の内側に設けられ陽極ＩＴＯ電極に対向する陰極から発生した電子の作用により発光し前記ガラス基板の外部に光を透過せしめるフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）の無機蛍光膜に代えて有機エレクトロルミネセンス発光層を配したことを特徴とする電界放出ディスプレイ。 A light-transmitting glass substrate, an anode ITO electrode provided as an anode on the inner surface of the glass substrate, and light generated by the action of electrons generated from a cathode provided inside the anode ITO electrode and facing the anode ITO electrode. A field emission display characterized in that an organic electroluminescent light emitting layer is disposed in place of the inorganic fluorescent film of a field emission display (FED) that transmits light to the outside of the glass substrate.

前記電界放出ディスプレイにおいて、多数の空洞に二次電子発生材料を塗布した電子増倍部を、前記陰極と有機エレクトロルミネセンス発光層との間に配設し、陰極から発生した一次電子が電子増倍部の空洞を通過する際に、二次電子発生材料に衝撃を与えて、前記有機エレクトロルミネセンス発光層に放射する二次電子量が増加するように設けた請求項１記載の電界放出ディスプレイ。 In the field emission display, an electron multiplying portion in which a secondary electron generating material is applied to a large number of cavities is disposed between the cathode and the organic electroluminescent light emitting layer, and primary electrons generated from the cathode are increased in electron. 2. The field emission display according to claim 1, wherein when passing through the cavity of the double part, the secondary electron generating material is impacted to increase the amount of secondary electrons emitted to the organic electroluminescent light emitting layer. .

前記電界放出ディスプレイにおいて、前記有機エレクトロルミネセンス発光層に二次電子発生材料が塗布された請求項１記載の電界放出ディスプレイ。 2. The field emission display according to claim 1, wherein a secondary electron generating material is applied to the organic electroluminescent light emitting layer.

前記有機エレクトロルミネセンス素子の有機エレクトロルミネセンス発光層は、陽極ＩＴＯ電極側から、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、二次電子発生材料の順にて積層された請求項１乃至３いずれか記載の電界放出ディスプレイ。 The organic electroluminescent light emitting layer of the organic electroluminescent element is laminated in order of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and a secondary electron generating material from the anode ITO electrode side. The field emission display according to any one of the above.

前記有機エレクトロルミネセンス発光層は、陽極ＩＴＯ電極側から、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、二次電子発生材料、メタルバックの順にて積層された請求項１乃至３いずれか記載の電界放出ディスプレイ。 The said organic electroluminescent light emitting layer was laminated | stacked in order of the positive hole injection layer, the positive hole transport layer, the light emitting layer, the electron injection layer, the secondary electron generating material, and the metal back | bag from the anode ITO electrode side. 3. The field emission display according to any one of 3.

前記有機エレクトロルミネセンス発光層は、有機材料の変更及び発光層の形態を変更することにより発光色を変えるように設けられた請求項１乃至３いずれか記載の電界放出ディスプレイ。 The field emission display according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic electroluminescent light emitting layer is provided so as to change an emission color by changing an organic material and changing a form of the light emitting layer.

前記有機エレクトロルミネセンス発光層は、メタルバックの有無により発光輝度を可変出来るように設けられた請求項１乃至３いずれか記載の電界放出ディスプレイ。 The field emission display according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic electroluminescent light emitting layer is provided so that light emission luminance can be varied depending on presence or absence of a metal back.

前記陰極の電子発生源として、熱電子源の陰極又は、冷電子源の陰極として、カーボン・ナノチューブタイプ(CNT type)、スピンドタイプ（spindt type）、ＰＮタイプ、ＭＩＭタイプ、サーフェース・エミッションタイプ（surface emission type）のいずれかを選択使用する請求項１又は２記載の電界放出ディスプレイ。 As the cathode electron generation source, thermionic source cathode or cold electron source cathode, carbon nanotube type (CNT type), spindt type, PN type, MIM type, surface emission type ( 3. The field emission display according to claim 1, wherein any one of surface emission types) is selectively used.

前記電子増倍部として、前記メタルチャンネル型電子増倍部、ボックス型電子増倍部、ラインフォーカス型電子増倍部、メッシュ型電子増倍部、ＭＰＣ型電子増倍部のいずれか又はこれらの組み合わせを使用する請求項２記載の電界放出ディスプレイ。 As the electron multiplier, the metal channel type electron multiplier, the box type electron multiplier, the line focus type electron multiplier, the mesh type electron multiplier, the MPC type electron multiplier, or any of these The field emission display according to claim 2, wherein a combination is used.

前記電子増倍部の二次電子発生材料は、Ｃｕ−Ｂｅ或いはＡｇ−Ｍｇが使用される請求項２記載の電界放出ディスプレイ。 The field emission display according to claim 2, wherein Cu-Be or Ag-Mg is used as a secondary electron generating material of the electron multiplier.

前記有機エレクトロルミネセンス発光層の二次電子発生材料は、Ｂｅ, Ｍｇ、Ｃａの酸化金属が使用される請求項３記載の電界放出ディスプレイ。 The field emission display according to claim 3, wherein the secondary electron generating material of the organic electroluminescent light emitting layer is made of metal oxides of Be, Mg and Ca.

前記電界放出ディスプレイにおいて、透光性を有するガラス基板と、陽極ＩＴＯ電極と、有機エレクトロルミネセンス発光層とを順に配し、該有機エレクトロルミネセンス発光層に、二次電子発生材料又は／及びメタルバックを陰極とする有機エレクトロルミネセンス素子を形成し、該有機エレクトロルミネセンス素子に印加する印加電圧を配した請求項１記載の電界放出ディスプレイ。
In the field emission display, a light-transmitting glass substrate, an anode ITO electrode, and an organic electroluminescent light emitting layer are arranged in this order, and a secondary electron generating material or / and metal is provided on the organic electroluminescent light emitting layer. 2. The field emission display according to claim 1, wherein an organic electroluminescence element having a back as a cathode is formed, and an applied voltage applied to the organic electroluminescence element is arranged.