JPH02234393A - Multi-color display type thin film electroluminescence element - Google Patents

Multi-color display type thin film electroluminescence element

Info

Publication number
JPH02234393A
JPH02234393A JP1054791A JP5479189A JPH02234393A JP H02234393 A JPH02234393 A JP H02234393A JP 1054791 A JP1054791 A JP 1054791A JP 5479189 A JP5479189 A JP 5479189A JP H02234393 A JPH02234393 A JP H02234393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zns
light
emitting layer
light emitting
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1054791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuzo Fukao
隆三 深尾
Tsunemi Oiwa
大岩 恒美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP1054791A priority Critical patent/JPH02234393A/en
Publication of JPH02234393A publication Critical patent/JPH02234393A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve luminous characteristics by arranging ZnS:Mn luminous layers on both sides of a ZnS:Tb, F luminous layer. CONSTITUTION:ZnS:Mn luminous layers 4a and 4b are arranged on both sides of a ZnS:Tb, F luminous layer. When the ZnS:Mn luminous layers are formed in two layers 4a and 4b and arranged on both sides of the ZnS:Tb, F luminous layer 5, strong luminescence is extracted near the interfaces with insulating layers 3 and 6 on both the anode side and cathode side of the ZnS:Mn luminous layers 4a and 4b. ZnS:Mn luminous layers 4a and 4b are arranged on both sides of the ZnS:Tb, F luminous layer 5, which is located at the position kept inside from the interfaces with the insulating layers 3 and 6, thus strong luminescence is extracted. Higher intensity can be obtained with the lower voltage accordingly.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディスプレイ装置などに使用されるエレクト
ロルミネッセンス(以下、ELという)素子、さらに詳
し《は、赤および緑の発光が可能な多色表示型の薄膜E
L素子に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to electroluminescent (hereinafter referred to as EL) elements used in display devices, etc. Display type thin film E
Regarding L elements.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、赤および緑の2原色とその中間色の発光が可能な
多色表示型の薄膜EL素子として、ZnS:Tb,F発
光層を有する緑色発光EL素子とZnS:Sm,F発光
層を有する赤色発光EL素子とを積層して3端子構造と
したもの(JAPAN DISPLAY ’83 DI
GEST) 、フォトリソグラフィーによるパターンニ
ングによってZnS:Tb、FとZns:sm,Fの両
発光体部分が平面的に配置された発光層を有するもの(
Proceeding of ’87s TD Ink
,Symp.)、CaS:Euからなる赤色発光EL素
子とSrS : Ceからなる青緑色発光EL素子とを
透明電極同士を対向させて重ね合わせたもの(同上文献
)などが提案されていた。
Conventionally, as a multi-color display type thin film EL element capable of emitting light of two primary colors red and green and intermediate colors thereof, a green light-emitting EL element having a ZnS:Tb,F light-emitting layer and a red light-emitting EL element having a ZnS:Sm,F light-emitting layer have been used. A three-terminal structure made by stacking light-emitting EL elements (JAPAN DISPLAY '83 DI
GEST), which has a light-emitting layer in which both the light-emitting parts of ZnS:Tb,F and Zns:sm,F are arranged planarly by patterning by photolithography (
Proceedings of '87s TD Ink
, Symp. ), a structure in which a red light-emitting EL device made of CaS:Eu and a blue-green light emitting EL device made of SrS:Ce are stacked with their transparent electrodes facing each other has been proposed (same document).

しかしながら、前記一番目の3#i子構造とした素子で
は、素子全体としての薄膜積層数が多くなることから、
特性的に不安定になりやすく、素子形成も面倒であった
.また、二番目の発光層をリソグラフィーによりパター
ンニングした素子では、発光層の形成に極めて高度な微
細加工技術を必要とし、特に大面積で高精細なディスプ
レイの作製が非常に困難であるという問題があった。そ
の上、上記両素子で使用する赤色発光体であるZnS 
:Sm,Fは輝度が最大でも1,000cd/m程度と
低いため、ELバネルなどの表示装置としては輝度不足
で実用性に乏しかった。
However, in the device with the first 3#i structure, the number of thin film layers in the entire device increases;
Characteristics tended to be unstable, and device formation was troublesome. Furthermore, devices in which the second light-emitting layer is patterned by lithography require extremely advanced microfabrication technology to form the light-emitting layer, which poses the problem that it is extremely difficult to fabricate large-area, high-definition displays. there were. Moreover, ZnS, which is the red emitter used in both of the above devices,
:Sm, F has a low luminance of about 1,000 cd/m at the maximum, so it is insufficient in luminance and is not practical as a display device such as an EL panel.

また、三番目の素子でも、現状ではまだ輝度が不充分で
実用段階に達しておらず、かつ両発光層の発光体の母体
材料であるCaSおよびSrSは吸湿による劣化が著し
いため、素子の耐久性が悪くなりやすいという欠点があ
った。
In addition, the third element also currently has insufficient brightness and has not yet reached the practical stage, and CaS and SrS, which are the base materials of the light emitters in both light emitting layers, deteriorate significantly due to moisture absorption, so the durability of the element is limited. The disadvantage was that it was easy to become sexually impaired.

そのため、本発明者らは、先に、透光性の表示側電極と
背面側電橿との間に、ZnS:Mnと2ns:Tb,F
との発色が異なる2層の発光層を絶縁層と共に配置し、
表示側に赤色光透過フィルターと緑色光透過フィルター
とを交互に平面状に配置することにより、赤および緑の
2原色ならびに赤から緑にわたる全ての中間色の発光が
高耀度で得られる多色表示型薄膜EL素子を開発し、既
に特許出願をしてきた(特願昭63−66299号)。
Therefore, the present inventors first developed ZnS:Mn and 2ns:Tb,F between the transparent display side electrode and the back side electrode.
Two light emitting layers with different colors are placed together with an insulating layer,
A multicolor display type thin film that can emit light of two primary colors red and green and all intermediate colors ranging from red to green with high brightness by alternately arranging red light transmitting filters and green light transmitting filters in a planar manner on the display side. We have developed an EL element and have already filed a patent application (Japanese Patent Application No. 63-66299).

上記フィルタ一方式の多色表示型薄膜EL素子は、その
発光層の形成に使用されているZnS :MnとZnS
:Tb,Fとが共に高輝度を呈し得る発光材料であって
、従来のものに比べて高輝度が得られ、しかもフィルタ
ーを利用して多色表示を行うものであるから、素子作製
上で格別高度な微細加工技術を要さず、単色表示型EL
素子の作製とほぼ同じ方法で作製し得るという特長を有
している. 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、より高精細でかつ大面積のディスプレイ
パネルを得るためには、現状に満足することなく、でき
るだけ低い電圧でより高い膵度が得られるものが望まし
い。
The above-mentioned single-filter type multicolor display type thin film EL device uses ZnS:Mn and ZnS used to form its light emitting layer.
: Both Tb and F are luminescent materials that can exhibit high brightness, and because they can obtain higher brightness than conventional materials and display multicolors using filters, they are suitable for device fabrication. Single-color display type EL that does not require particularly advanced microfabrication technology
It has the advantage that it can be manufactured using almost the same method as the device. [Problems to be Solved by the Invention] However, in order to obtain a display panel with higher definition and a larger area, it is desirable not to be satisfied with the current situation, but to obtain a higher pancreatic intensity at the lowest possible voltage.

したがって、本発明は、前記フィルタ一方式の多色表示
型薄膜EL素子の発光特性を改善し、駆動電圧を高める
ことなく、より高輝度が得られる多色表示型薄膜EL素
子を提供することを目的とする. 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、ZnS:Tb,F発光層の両側にZns:M
n発光層を配置することによって、上記目的を達成した
ものである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a multicolor display type thin film EL element that improves the light emitting characteristics of the filter-type multicolor display type thin film EL element and can obtain higher luminance without increasing the driving voltage. Purpose. [Means for Solving the Problems] The present invention provides Zns:M on both sides of a ZnS:Tb,F light emitting layer.
The above object is achieved by arranging the n-light emitting layer.

上記のように、ZnS:Tb,F発光層の両側にZnS
:Mn発光層が配置していることによって、発光特性が
改善され、より高輝度が得られる理由について説明する
と、次のとおりである。
As mentioned above, ZnS is placed on both sides of the ZnS:Tb,F emitting layer.
The reason why the arrangement of the :Mn light-emitting layer improves the light-emitting characteristics and provides higher brightness is as follows.

ZnS:MnとZnS:Tb,Fとは発光機構に異なる
点があり、そのために発光層の膜厚方向における発光強
度の分布が異なる(Marrelo.et a1、J.
Appl.Phys.52(5)1981) .ZnS
:Mnの場合は、発光が主としてホットエレクトロンの
Mnイオンの衝突励起によって起こるため、交流で駆動
する場合、発光強度は陰極側の内部電界の高い発光層/
絶縁層界面で高く、陽極側の界面では低い. これに対して、ZnS:Tb,Fでは、母体(ZnS)
からのTbイオンへのエネルギーの共鳴伝達が発光に関
与するため、陽極側、陰極側共に発光層/絶縁層界面で
の発光が弱く、上記界面から100〜200nm程度内
部に入り込んだ領域での発光が強くなる。
ZnS:Mn and ZnS:Tb,F have different light emission mechanisms, and therefore the distribution of light emission intensity in the thickness direction of the light emitting layer is different (Marrelo. et a1, J.
Appl. Phys. 52 (5) 1981). ZnS
: In the case of Mn, light emission mainly occurs due to the collisional excitation of Mn ions by hot electrons, so when driven by alternating current, the light emission intensity decreases due to the luminescent layer with a high internal electric field on the cathode side.
It is high at the insulating layer interface and low at the anode side interface. On the other hand, in ZnS:Tb,F, the matrix (ZnS)
Since resonance transfer of energy from the Tb ions to the Tb ions is involved in light emission, the light emission is weak at the light emitting layer/insulating layer interface on both the anode side and the cathode side, and light emission occurs in a region that penetrates about 100 to 200 nm from the interface. becomes stronger.

したがって、これらの発光層を単純に積層すると、Zn
S:Mnの発光は、陰極側は強いが陽極゛側では弱くな
り、交流駆動での発光効率が低下する。また、ZnS 
: Tb,Fの発光は陽極側、陰極側とも、絶縁層と接
している位置で弱くなるため、この部分で発光効率のロ
スが生じる。
Therefore, if these light-emitting layers are simply stacked, Zn
The light emission of S:Mn is strong on the cathode side, but weaker on the anode side, resulting in a decrease in luminous efficiency when driven with alternating current. Also, ZnS
: Since the light emission of Tb and F becomes weak at the position where the light is in contact with the insulating layer on both the anode side and the cathode side, a loss in light emission efficiency occurs in this part.

そこで、ZnS:Mn発光層を2層にして、これをZn
S:Tb,F発光層の両側に配置すれば、ZnS:Mn
発光層は陽極側、陰極側共に絶縁層との界面付近での強
い発光が取り出される。また、ZnS:TbSF発光層
は、その両側にZnS :Mn発光層が配置していて、
絶縁層との界面からは内部に入り込んだ位置に存在する
ため強い発光が取り出せる.このように、ZnS:Mn
発光層、ZnS :Tb,F発光層とも、最も効率の良
い状態で発光が取り出されるので、同じwAw−でも高
輝度を得ることができる.したがって、駆動電圧を高め
ることなく、高輝度が得られるようになる.つぎに、本
発明を図面を参照しつつ説明する。
Therefore, the ZnS:Mn light-emitting layer was made into two layers, and this was
If placed on both sides of the S:Tb,F light emitting layer, ZnS:Mn
Strong light emission is extracted from the light emitting layer near the interface with the insulating layer on both the anode side and the cathode side. In addition, the ZnS:TbSF light emitting layer has ZnS:Mn light emitting layers arranged on both sides thereof,
Strong light emission can be extracted from the interface with the insulating layer because it is located deep inside. In this way, ZnS:Mn
Since the light emitting layer and the ZnS:Tb,F light emitting layer extract light in the most efficient state, high brightness can be obtained even at the same wAw-. Therefore, high brightness can be obtained without increasing the drive voltage. Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の多色表示型薄膜EL素子の一例を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a multicolor display type thin film EL element of the present invention.

図中、(1)はガラス製の基板であり、この基板(1)
上にアルミニウム薄膜あるいはインジウムースズ複合酸
化物(以下、ITOという)やフッ素を含む酸化スズな
どの透明導電性材料の薄膜からなる背面側電極(2)が
平行ストライブパターンで形成されている.そして、こ
の背面側電極(2)上に、順次、背面側の絶縁層(3)
、ZnS:Mn発光層(4a)、Zns:Tb,F発光
層(5)、ZnS:Mn発光層(4b)、表示側の絶縁
N(6)が積層形成され、さらに表示側の絶縁層(6)
上に前記同様の透明導電性材料の薄膜からなる表示側電
極(7)が前記背面側電極(2)に対して直交する方向
の平行ストライブパターンで形成されている。そして、
別のガラス製基板(9)に、赤色光透過フィルター(8
r)と緑色光透過フィルタ−(8g)とが上記表示側電
極(7)の各ストライプと同じ寸法および間隔で交互に
形成され、これらの赤色光透過フィルター(8r)と緑
色光透過フィルター(8g)を、前記の表示側電極(7
)に重ね合わせることによりEL素子が作製されている
.つまり、このEL素子では、背面側電極(2)と表示
側電極(7)との間に、絶縁層(3)、(6)を介して
発光層(4a)、(5)、(4b)が配置され、また、
その表示側には、赤色光透過フィルター(8『)と緑色
光透過フィルター(8g)とが交互に平面状に形成され
ている。なお、第1図はEL素子の要部のみを示してい
て端部を示していないが、このEL素子も、通常の二重
絶縁構造の薄膜EL素子の場合と同様に、端部では、絶
縁層(6)の延長部分がZnS:Mn発光層(4b)、
ZnS:Tb,F発光層(5)、ZnS:Mn発光層(
4a)および絶縁層(3)の側面を覆い、発光層(4a
)、(5)、(4b)が絶縁層(3)、(6)によって
完全に被覆されるように作製されている. このEL素子により多色表示ができる理由について説明
すると、次のとおりである. 上記構成のEL素子では、両電極(2)、(7)間に発
光層(4a)、(4b)、(5)の発光開始電圧以上の
交流電圧を印加した際に、両電極(2)、(7)の各交
差部分において発光層(4a)、(4b)、(5)が発
光する。この発光は、ZnS:Mn発光層(4a)、(
4b)では黄橙色発光で、ZnS:Tb,F発光層(5
)では緑色発光であり、それらの発光層(4a)、(5
)および(4b)が上下に重なっていることから表示側
表面へはそれらの混色発光として到達するが、赤色光透
過フィルター(8r)の各領域では赤色よりも短波長側
の光がカットされて赤色発光として放出され、緑色光透
過フィルター(8g)の各領域では逆に緑色よりも長波
長側の光がカットされて緑色発光として放出される. したがって、両電極(2)、(7)のパターンをそのス
トライプが一画素上で多数配置するように細か《設定し
、表示側電極(7)を赤色光透過フィルター(8r)で
覆われるストライブ群(以下、赤色電極部という)と緑
色光透過フィルター(8g)で覆われるストライプ群(
以下、緑色電極部という)とに分離してそれぞれ個別に
背面側電極(2)との間で電圧を印加しうる構成とすれ
ば、同一画素を赤緑の2原色および両色間の全ての中間
色の発光で任意に表示することができる。すなわち、赤
色電極部のみの使用によって赤色の原色発光表示、緑色
電極部のみの使用により緑色の原色発光表示がそれぞれ
行えるとともに、両電極部の使用によって両発光色の混
合による中間色発光表示が行える。
In the figure, (1) is a glass substrate;
On the top, a back electrode (2) made of a thin film of aluminum or a transparent conductive material such as indium-tin composite oxide (hereinafter referred to as ITO) or tin oxide containing fluorine is formed in a parallel stripe pattern. Then, on this back side electrode (2), an insulating layer (3) on the back side is sequentially formed.
, ZnS:Mn light-emitting layer (4a), Zns:Tb,F light-emitting layer (5), ZnS:Mn light-emitting layer (4b), display-side insulating layer (6), and further display-side insulating layer ( 6)
Above, a display side electrode (7) made of a thin film of the same transparent conductive material as described above is formed in a parallel stripe pattern in a direction perpendicular to the rear side electrode (2). and,
A red light transmitting filter (8) is placed on another glass substrate (9).
r) and green light transmitting filters (8g) are alternately formed with the same dimensions and spacing as each stripe of the display side electrode (7), and these red light transmitting filters (8r) and green light transmitting filters (8g) ) to the display side electrode (7
), an EL element is fabricated. That is, in this EL element, the light emitting layers (4a), (5), (4b) are connected between the back side electrode (2) and the display side electrode (7) via the insulating layers (3), (6). is placed, and
On the display side, red light transmitting filters (8') and green light transmitting filters (8g) are alternately formed in a planar shape. Note that although Figure 1 only shows the main parts of the EL element and does not show the ends, this EL element also has no insulation at the ends, as in the case of a thin film EL element with a normal double insulation structure. The extended portion of the layer (6) is a ZnS:Mn light emitting layer (4b),
ZnS:Tb,F light emitting layer (5), ZnS:Mn light emitting layer (
4a) and the side surfaces of the insulating layer (3), and the light emitting layer (4a)
), (5), and (4b) are completely covered with the insulating layers (3) and (6). The reason why multicolor display is possible with this EL element is as follows. In the EL element having the above configuration, when an AC voltage higher than the emission starting voltage of the light emitting layers (4a), (4b), and (5) is applied between both electrodes (2) and (7), both electrodes (2) and (7) , (7), the light-emitting layers (4a), (4b), and (5) emit light. This light emission is caused by the ZnS:Mn light emitting layer (4a), (
4b) has yellow-orange luminescence, and the ZnS:Tb,F luminescent layer (5
) emits green light, and their light-emitting layers (4a) and (5
) and (4b) are overlapped vertically, so the mixed color light reaches the display side surface, but in each region of the red light transmitting filter (8r), light with a shorter wavelength than red is cut off. The light is emitted as red light, and in each region of the green light transmitting filter (8g), light with longer wavelengths than green is cut off and emitted as green light. Therefore, the pattern of both electrodes (2) and (7) is finely set so that a large number of stripes are arranged on one pixel, and the display side electrode (7) is a stripe covered with a red light transmitting filter (8r). group (hereinafter referred to as the red electrode section) and a stripe group (hereinafter referred to as the red electrode section) covered with a green light transmitting filter (8g).
If the configuration is such that a voltage can be applied between the two primary colors (hereinafter referred to as the green electrode part) and the back side electrode (2) separately, the same pixel can be It can be displayed arbitrarily with neutral color light emission. That is, by using only the red electrode part, a red primary color luminescent display can be performed, by using only the green electrode part, a green primary color luminescent display can be performed, and by using both electrode parts, an intermediate color luminescent display can be performed by mixing both luminescent colors.

なお、中間色発光は、マトリックス表示つまり画素上に
細かいドット状の赤色発光部と緑色発光部とが平面的に
交互に並んでいるために視覚的に両発光の中間色として
認められるもので、両電極部に印加する電圧、パルス幅
、パルス数、周波数などを変化させて両発光の強度を変
えることにより、赤色に近い混色から緑色に近い混色ま
で全ての中間色発光を任意に選択できるとともに、連続
的な色調変化も可能である. 上記EL素子の発光層(4a)、(4b)を構成するZ
ns:Mnは、本来の発光色が黄橙色であるが、波長5
00〜700nmにわたる広い発光スペクトルを存し、
波長600〜700nmにかけてかなりの赤色成分を含
んでいる。
Note that the intermediate color light emission is visually recognized as a color intermediate between the two light emissions because of the matrix display, in which fine dots of red light emitting parts and green light emitting parts are arranged alternately on the pixel. By changing the intensity of both lights by changing the voltage, pulse width, number of pulses, frequency, etc. applied to the Color tone changes are also possible. Z constituting the light emitting layers (4a) and (4b) of the EL element
ns: Mn's original emission color is yellow-orange, but it has a wavelength of 5.
It has a wide emission spectrum ranging from 00 to 700 nm,
It contains a considerable red component in the wavelength range of 600 to 700 nm.

上記EL素子の赤色発光は、このZnS:Mn発光層(
4a)、(4b)の黄橙色発光を赤色光透過フィルター
(8r)を透過させて赤色よりも短波長側の光をカット
することによって得るため、赤色発光は、上記赤色光透
過フィルター(8r)の透過によってある程度は減衰し
ている。しかし、上記ZnS : Mnは、6,000
cd/rrfという高い発光輝度と31m/wという高
い発光効率を有するので、従来の赤色発光用材料として
一般的なZnS:Sm,Fによる発光に比較して格段に
高輝度でより赤の原色に近く、カラーC R T (C
athode Ray Tube)の赤色にほぼ一敗す
るものとなし得る. そして、このEL素子では、前記のように、Zns:T
b,F発光層(5)の両側にZnS:Mn発光層(4a
)、(4b)を配置することにょりEL素子全体として
の発光特性を改善し、本発明者らが先に開発した特願昭
63−66299号明細書に記載のEL素子より、より
高輝度が得られるようにしている.つまり、ZnS:M
n発光層(4a)、(4b)を構成す′るZnS:Mn
は発光層/絶縁層界面での発光強度が高いので、ZnS
:Tb,F発光層(5)の両側に配置して、ZnS:M
n発光層(4a)が絶縁層(3)に接触し、かつZnS
:Mn発光層(4b)が絶縁層(6)に接触するように
して、ZnS:Mnによる発光が高輝度で得られるよう
にしている。そして、Zn’S:Tb,F発光層(5)
はその両側にZnS :Mn発光層(4a)、(4b)
を配置することにより、絶縁層(3)、(6)から遠ざ
けて、ZnS:Tb,Fによる発光が高輝度で得られる
ようにしている.これらZnS:Mn発光層(4a)、
ZnS:Tb,F発光層(5)およびZnS:Mn発光
層(4b)の形成は、電子ビーム蒸着や抵抗加熱蒸着な
どの真空蒸着法、高周波スパッタリングなどのスパッタ
リング法、あるいはイオンプレーティング法などの既存
の種々の真空中薄膜形成法によって行うことができる.
特に電子ビーム蒸着法によってZnS:Mn発光層(4
a)、ZnS:Tb,F発光層(5)およびZnS:M
n発光7! (4b)を連続して積層形成するときは、
それらの界面部分で連続的に結晶成長が生じ、そのため
低い駆動電圧で効率良い発光を得ることができる. 本発明において、これらZnS:Mn発光層(4a)、
ZnS:Tb,F発光層(5)、ZnS:Mn発光層(
4b)の厚さは、通常、ZnS:Mn発光層(4a)、
(4b)ではそれぞれ120〜300 nm程度、Zn
S:Tb,F発光層(5)では250〜600 rv程
度である。
The red light emission of the above EL element is caused by this ZnS:Mn light emitting layer (
In order to obtain the yellow-orange luminescence of 4a) and (4b) by passing through the red light transmitting filter (8r) and cutting light on the shorter wavelength side than red, the red luminescence is obtained by transmitting the red light transmitting filter (8r). It is attenuated to some extent by the transmission of However, the above ZnS:Mn is 6,000
It has a high luminance of cd/rrf and a high luminous efficiency of 31 m/w, so compared to the luminescence of ZnS:Sm,F, which is common as a conventional red luminescent material, it has much higher luminance and a more red primary color. Nearby, color C R T (C
It can almost be defeated by the red color of the athode Ray Tube. In this EL element, as mentioned above, Zns:T
b, ZnS:Mn light emitting layer (4a) on both sides of the F light emitting layer (5)
), (4b) improves the light emission characteristics of the EL element as a whole, resulting in higher luminance than the EL element described in Japanese Patent Application No. 63-66299, which was previously developed by the present inventors. We are trying to obtain the following. That is, ZnS:M
ZnS:Mn constituting the n-emitting layers (4a) and (4b)
Since the luminescence intensity at the luminescent layer/insulating layer interface is high, ZnS
:Tb,F placed on both sides of the light emitting layer (5), ZnS:M
The n-emitting layer (4a) is in contact with the insulating layer (3), and the ZnS
The :Mn light emitting layer (4b) is brought into contact with the insulating layer (6) so that high luminance light emission by ZnS:Mn can be obtained. And Zn'S:Tb,F light emitting layer (5)
has ZnS:Mn light-emitting layers (4a) and (4b) on both sides.
By arranging it away from the insulating layers (3) and (6), the light emission by ZnS:Tb,F can be obtained with high brightness. These ZnS:Mn light emitting layers (4a),
The ZnS:Tb,F light-emitting layer (5) and the ZnS:Mn light-emitting layer (4b) can be formed using a vacuum evaporation method such as electron beam evaporation or resistance heating evaporation, a sputtering method such as high-frequency sputtering, or an ion plating method. This can be done using various existing vacuum thin film formation methods.
In particular, a ZnS:Mn luminescent layer (4
a), ZnS:Tb,F light emitting layer (5) and ZnS:M
n Luminescence 7! When (4b) is laminated continuously,
Crystal growth occurs continuously at these interfaces, which allows efficient light emission with low driving voltage. In the present invention, these ZnS:Mn light emitting layers (4a),
ZnS:Tb,F light emitting layer (5), ZnS:Mn light emitting layer (
The thickness of 4b) is usually the same as that of the ZnS:Mn emitting layer (4a),
In (4b), Zn
In the S:Tb,F light emitting layer (5), it is about 250 to 600 rv.

発光層以外の構成部材についても説明すると、赤色光透
過フィルター(8r)としては、波長570nm以下の
光をカットするものが好ましいが、−aには波長5B0
nm以下の光をカットして波長600nm以上の光を8
0%以上透過させるものであればよい。
Regarding constituent members other than the light emitting layer, the red light transmission filter (8r) is preferably one that cuts light with a wavelength of 570 nm or less, but -a has a wavelength of 5B0.
Cuts light with a wavelength of 600 nm or more and cuts light with a wavelength of 600 nm or more.
Any material that transmits 0% or more may be used.

また、緑色光透過フィルター(8g)としては、カット
する光の波長の下限が低すぎては輝度が不充分となり、
逆に高すぎては色調が黄緑となるため、この下限が56
0〜580nll1の範囲となるものが好ましいが、一
般には波長550n1以下で450nm以上の範囲の光
を80%以上透過させるものであればよい。
In addition, as a green light transmission filter (8g), if the lower limit of the wavelength of the light to be cut is too low, the brightness will be insufficient.
On the other hand, if it is too high, the color tone will become yellow-green, so this lower limit is 56.
It is preferable to have a wavelength in the range of 0 to 580nll1, but generally any material that can transmit 80% or more of light in a wavelength range of 550n1 or less and 450nm or more is sufficient.

これらフィルター(8r)、(8g)を形成するには、
所要の選択的光吸収能を有する色素とバインダーを含む
塗料を洲製し、これをスクリーン印刷法などの印刷塗布
手段によって表示側電極(7)上にそのパターンに対応
したパターン形状で乾燥後の厚さが0.5〜20μm程
度となるように塗布、乾燥すればよい。また、別のガラ
ス製基板上に表示側電極(7)のパターンに対応したパ
ターン形状でフィルタ(8r)、(8g)を形成し、そ
れを表示側電極(7)上に重ね合わせてもよい。
To form these filters (8r) and (8g),
A paint containing a pigment and a binder having the required selective light absorption ability is prepared, and after drying, it is applied onto the display side electrode (7) in a pattern shape corresponding to the pattern by a printing application method such as screen printing. The coating may be applied and dried to a thickness of about 0.5 to 20 μm. Alternatively, the filters (8r) and (8g) may be formed on another glass substrate in a pattern shape corresponding to the pattern of the display side electrode (7), and then superimposed on the display side electrode (7). .

絶縁層(3)、(6)の構成材料としては、既存の絶縁
材料をいずれも使用でき、例えばTatO,、AI.O
s 、YzOi、S I OtXS i sNa、Tt
O.、Nb !oSSB a T i Os、S r 
T i O s、P b T i O cなどが用いら
れる。そして、各絶縁層で異なるものを使用してもよい
。また、それぞれの層を構成材料の異なる2層以上の積
層物としても差し支えない. これら絶縁層(3)、(6)の厚さは、それぞれ200
〜700n霧程度、また、両電極(2)、(7)の厚さ
は、それぞれ100〜300n一程度テアル.コレら絶
縁N(3)、(6)の形成手段や電極(2)、(7)の
形成手段としては、電子ビーム蒸着や抵抗加熱蒸着など
の真空蒸着法、高周波スパッタリングなどのスパッタリ
ング法、あるいはイオンプレーティング法などの既存の
種々の真空中薄膜形成法を使用材料種に応じて適宜採用
できる. 本発明のEL素子では、例示したもののように背面側お
よび表示側の両電極(2)、(7)をパターン化する以
外に、両電極の一方のみをパターン化してもよく、また
そのパターンは平行ストライブに限らず種々設定できる
. すなわち、一方の電極を多数の電極部に区割して他方の
電極をこれら電極部に対する共通電極とし、各電極部に
対応する各表示側表面部に前記2種類のフィルターのう
ちのいずれか一方を有し、かつ隣接する上記各表面部の
フィルター同士が相互に異なるものとなるようにするこ
とにより、前記同様の発光色変化による多色表示が可能
である。
As the constituent material of the insulating layers (3) and (6), any existing insulating material can be used, such as TatO, AI. O
s, YzOi, S I OtXS i sNa, Tt
O. ,Nb! oSSB a T i O s, S r
T i O s, P b T i O c, etc. are used. A different material may be used for each insulating layer. Furthermore, each layer may be a laminate of two or more layers made of different constituent materials. The thickness of these insulating layers (3) and (6) is 200 mm.
The thickness of both electrodes (2) and (7) is about 100 to 300 nm, respectively. The means for forming the insulations N (3) and (6) and the electrodes (2) and (7) include vacuum evaporation methods such as electron beam evaporation and resistance heating evaporation, sputtering methods such as high frequency sputtering, or Various existing methods for forming thin films in vacuum, such as ion plating, can be used as appropriate depending on the type of material used. In the EL element of the present invention, in addition to patterning both the back side and display side electrodes (2) and (7) as in the example, only one of the two electrodes may be patterned, and the pattern may be Various settings can be made, not just parallel stripes. That is, one electrode is divided into a large number of electrode parts, the other electrode is used as a common electrode for these electrode parts, and one of the two types of filters is placed on each display side surface part corresponding to each electrode part. By having the same filters and making the filters of the adjacent surface portions different from each other, it is possible to display a multicolor display by changing the emitted light color in the same manner as described above.

また、本発明では、素子全体の発光色を変化させる以外
に、フォトリソグラフィーなどを利用して電極パターン
を精細化すれば、ダイナミック駆動、つまり線順次走査
を用いたドットマトリックス駆動方式によって一画素ご
とに赤緑の2原色およびその中間色の発光色変化を行う
ことができる。
Furthermore, in the present invention, in addition to changing the luminescent color of the entire element, if the electrode pattern is made finer using photolithography or the like, dynamic driving, that is, a dot matrix driving method using line sequential scanning, can be used for each pixel. It is possible to change the emission color between the two primary colors of red and green and their intermediate colors.

〔実施例〕〔Example〕

つぎに実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する. 実施例l 第1図に示す構造の多色表示型薄膜EL素子を次に示す
ようにして作製した。
Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 A multicolor display type thin film EL device having the structure shown in FIG. 1 was manufactured in the following manner.

縦3411転横341IIl11厚さ1.11llm+
のガラス製基板(1)の一面側に厚さ200nmのIT
O膜からなる背面側電掻(2)を電子ビーム蒸着法によ
って各ストライブ幅が300μmの平行ストライプパタ
ーンとなるように形成した。
Vertical 3411 Horizontal 341IIl11 Thickness 1.11llm+
200 nm thick IT on one side of the glass substrate (1)
The back side electric scratcher (2) made of an O film was formed by electron beam evaporation to form a parallel stripe pattern with each stripe width of 300 μm.

つぎに、この背面側電極(2)上に高周波スパッタリン
グ法で厚さ400nmのTazOsF1膜からなる背面
側の絶縁層(3)を形成し、その上に電子ビーム蒸着法
によって厚さ180nmのZnS:Mn発光層(4a)
、厚さ3QOnmのZnS:Tb,F発光層(5)およ
び厚さ120nmのZnS:Mn発光層(4b)を連続
的に積層形成した.なお、下側のZnS:Mn発光層(
4a)の厚さを上側のZnS:Mn発光層(4b)より
厚く形成したのは、薄膜の堆積初期にデッドレイヤーと
呼ばれる結晶性の悪い眉が約100nm程度存在し、こ
の部分では発光効率が悪いので、少し厚めにして結晶性
の良い層を成長させるためである。つぎに、上記ZnS
:Mn発光層(4b)上に高周波スパッタリング法で厚
さ400r+mのT a .0,薄膜からなる表示側の
絶縁層(6)を形成した。ついで、その上に高周波スパ
ッタリング法で厚さ200na+のITO膜からなる表
示側電極(7)を前記背面側電極(2)のストライプパ
ターンに対して直交する方向に同様の平行ストライブパ
ターンで形成した。上記とは別のガラス製基板(9)の
一方の面に、赤色光透過フィルター(8r)と緑色光透
過フィルター(8g)とを約lμmの厚さに交互に上記
表示側電極(7)の各ストライプと同じ寸法および間隔
でストライブ状に形成した。このガラス製基板(9)を
そのフィルタ−(8r)、(8g)が表示側電極(7)
と対向するように重ね合わせて、多色表示型EL素子を
作製した.このEL素子の両電極(2)、(7)間に1
kHzパルス駆動で200■の交流電圧を印加し、Zn
S:Mn発光層(4a)、(4b)とZnS:Tb,F
発光N(5)とを発光させて、ZnS:MnとZnS:
Tb,Fの混色発光を生じさせ、それぞれのフィルター
(8r)、(8g)の透過光により、赤と緑の交互の発
光を平面上に得た。
Next, a back side insulating layer (3) made of a TazOsF1 film with a thickness of 400 nm is formed on this back side electrode (2) by high frequency sputtering method, and a ZnS layer with a thickness of 180 nm is formed on it by electron beam evaporation method. Mn light emitting layer (4a)
A ZnS:Tb,F light-emitting layer (5) with a thickness of 3QOnm and a ZnS:Mn light-emitting layer (4b) with a thickness of 120nm were successively laminated. Note that the lower ZnS:Mn light-emitting layer (
The reason why layer 4a) was made thicker than the upper ZnS:Mn light-emitting layer (4b) is that there is a layer with poor crystallinity called a dead layer of about 100 nm in the early stage of thin film deposition, and the light-emitting efficiency is low in this area. The reason for this is to grow a layer with good crystallinity by making it a little thicker. Next, the above ZnS
:T a with a thickness of 400 r+m on the Mn light emitting layer (4b) by high frequency sputtering method. 0. An insulating layer (6) on the display side made of a thin film was formed. Next, a display-side electrode (7) made of an ITO film with a thickness of 200 na+ was formed thereon by high-frequency sputtering in a similar parallel stripe pattern in a direction perpendicular to the stripe pattern of the back-side electrode (2). . A red light transmitting filter (8r) and a green light transmitting filter (8g) with a thickness of about 1 μm are alternately arranged on one surface of a glass substrate (9) different from the above display side electrode (7). It was formed into stripes with the same dimensions and spacing as each stripe. This glass substrate (9) is connected to its filters (8r) and (8g) as display side electrodes (7).
A multicolor display type EL device was fabricated by stacking the two so that they were facing each other. 1 between both electrodes (2) and (7) of this EL element.
Applying an AC voltage of 200μ with kHz pulse drive, Zn
S:Mn light emitting layer (4a), (4b) and ZnS:Tb,F
Luminescence N (5) is caused to emit light, and ZnS:Mn and ZnS:
Mixed color light emission of Tb and F was generated, and alternate red and green light emission was obtained on a plane by the transmitted light of the respective filters (8r) and (8g).

比較例1 第2図に示すようにZnS:Mn発光層0(1)とZn
s:Tb,F発光層(II)とをそれぞれ3000lI
1の厚さに電子ビーム蒸着法で積層形成し、それ以外は
実施例1と同様の構成で多色表示型薄膜EL素子を作製
した. 第3図に上記実施例1および比較例1のE L素子のl
kl{zバルス駆動でのフィルターなしのときの輝度一
電圧特性を示す, 第3図に示すように、実施例1は比較例1に比べて輝度
が高く、実施例1の最大輝度は約1 , 500cd/
nfであって、比較例1の最大輝度の約1.5倍高い値
を示した。
Comparative Example 1 As shown in FIG. 2, ZnS:Mn luminescent layer 0(1) and Zn
s: 3000 lI each of Tb and F light emitting layer (II)
A multicolor display type thin film EL device was fabricated using the same structure as in Example 1, except that the thin film EL device was laminated to a thickness of 1 by electron beam evaporation. FIG. 3 shows the EL elements of Example 1 and Comparative Example 1.
As shown in Figure 3, which shows the brightness-voltage characteristics when no filter is used in kl{z pulse drive, the brightness of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1, and the maximum brightness of Example 1 is approximately 1 , 500cd/
nf, which was approximately 1.5 times higher than the maximum brightness of Comparative Example 1.

第4図に上記実施例1および比較例1のEL素子の赤色
光透過フィルター(8r)の透過光の輝度電圧特性を示
す。また、第5図に上記実施例lおよび比較例lの緑色
光透過フィルター(8g)の透過光の輝度一電圧特性を
示す。
FIG. 4 shows the brightness voltage characteristics of the transmitted light of the red light transmitting filter (8r) of the EL elements of Example 1 and Comparative Example 1. Further, FIG. 5 shows the luminance-voltage characteristics of the transmitted light of the green light transmitting filters (8 g) of Example 1 and Comparative Example 1.

第4図に示すように、実施例1の赤色光透過フィルター
(8r)の透過光は比較例1のそれに比べて輝度が高く
、その最大輝度は、実施例1では500cd/ポであっ
たが、比較例1では320cd/ nfにすぎず、実施
例lは比較例1の約1.5倍高い値を示した.また、第
5図に示すように、実施例1の緑色光透過フィルター(
8g)の透過光は比較例1のそれに比べて輝度が高く、
その最大輝度は、実施例1では620cd/ rrrで
あったが、比較例1では400cd/ rrfにすぎず
、実施例1は比較例1の約1.5倍高い値を示した. 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明では、ZnS:Tb,F発
光層の両側にZnS:Mn発光層を配置することにより
、高輝度の多色表示型薄膜EL素子を提供することがで
きた.したがって、本発明によれば、高精細で大面積の
ディスプレイパネルを作製することができる。
As shown in FIG. 4, the transmitted light of the red light transmission filter (8r) of Example 1 has higher brightness than that of Comparative Example 1, and its maximum brightness was 500 cd/po in Example 1. In Comparative Example 1, the value was only 320 cd/nf, and in Example 1, the value was about 1.5 times higher than in Comparative Example 1. Moreover, as shown in FIG. 5, the green light transmission filter of Example 1 (
The transmitted light of 8g) has higher brightness than that of Comparative Example 1,
The maximum brightness was 620 cd/rrr in Example 1, but only 400 cd/rrf in Comparative Example 1, and Example 1 showed a value about 1.5 times higher than Comparative Example 1. [Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides a multicolor display type thin film EL element with high brightness by arranging ZnS:Mn light emitting layers on both sides of a ZnS:Tb,F light emitting layer. was completed. Therefore, according to the present invention, a high-definition, large-area display panel can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の多色表示型薄膜エレクトロルミネッセ
ンス素子の一例を示す断面図であり、第2図は本発明外
の多色表示型”ill@エレクトロルミネッセンス素子
の一例を示す断面図である。第3図は実施例1および比
較例1のエレクトロルミネッセンス素子の1kHzパル
ス駆動でのフィルターなしのときの輝度一電圧特性を示
す図である。第4図は実施例1および比較例1のエレク
トロルミネッセンス素子の1kHzパルス駆動での赤色
光透過フィルターの透過光の輝度一電圧特性を示す図で
ある.第5図は実施例1および比較例1のエレクトロル
ミネッセンス素子の1kHzパルス駆動での緑色光透過
フィルターの透過光の輝度一電圧特性を示す図である. (2)・・・背面側電極、 (3)・・・絶縁層、(4
a)、(4b)−Z n S : Mn発光層、(5)
=−Z n S : T b, F発光層、 (6) 
・・・絶縁層、(7)・・・表示側電極、 (8r)・
・・赤色光透過フィルタ(8g)・・・緑色光透過フィ
ルター 第8図 電 圧 (V) 2・・・背面側電極 3・・・絶縁層 4a14b・−ZnS:Mn発光層 5=− ZnS:Tb.F発光層 6・・・絶縁層 7・・・表示側電極 8r・・・赤色光透過フィルター 8g・・・緑色光透過フィルター 10− ZnS:Mn発光層 1 1− ZnS :Tb1F発光層 図 圧 (V) (V)
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a multi-color display type thin film electroluminescent device of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an example of a multi-color display type “ill@electroluminescent device” other than the present invention. Figure 3 is a diagram showing the luminance-voltage characteristics of the electroluminescent elements of Example 1 and Comparative Example 1 under 1kHz pulse drive without a filter. FIG. 5 is a diagram showing the luminance-voltage characteristics of transmitted light of a red light transmitting filter when a luminescent element is driven with a 1 kHz pulse. FIG. It is a diagram showing the brightness-voltage characteristic of transmitted light of the filter. (2)... Back side electrode, (3)... Insulating layer, (4
a), (4b)-ZnS: Mn light emitting layer, (5)
=-ZnS: Tb,F light emitting layer, (6)
...Insulating layer, (7)...Display side electrode, (8r).
...Red light transmitting filter (8g)...Green light transmitting filter Figure 8 Voltage (V) 2...Back side electrode 3...Insulating layer 4a14b -ZnS:Mn light emitting layer 5=-ZnS:Tb .. F light emitting layer 6...Insulating layer 7...Display side electrode 8r...Red light transmitting filter 8g...Green light transmitting filter 10-ZnS:Mn light emitting layer 1 1-ZnS:Tb1F light emitting layer figure pressure ( V) (V)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 透光性の表示側電極と背面側電極との間に、絶
縁層を介して発光層を配置し、表示側に赤色光透過フィ
ルターと緑色光透過フィルターとを交互に平面状に配置
して多色表示を行う多色表示型薄膜エレクトロルミネッ
センス素子において、発光層がZnS:Mn発光層とZ
nS:Tb、F発光層とからなり、ZnS:Mn発光層
がZnS:Tb、F発光層の両側に配置していることを
特徴とする多色表示型薄膜エレクトロルミネッセンス素
子。
(1) A light-emitting layer is placed between a transparent display-side electrode and a back-side electrode with an insulating layer interposed therebetween, and red light-transmitting filters and green light-transmitting filters are alternately arranged in a planar manner on the display side. In a multicolor display type thin film electroluminescent device that performs multicolor display, the light emitting layer is composed of a ZnS:Mn light emitting layer and a
1. A multicolor display type thin film electroluminescent device comprising a nS:Tb,F light emitting layer, and characterized in that the ZnS:Mn light emitting layer is arranged on both sides of the ZnS:Tb,F light emitting layer.
JP1054791A 1989-03-07 1989-03-07 Multi-color display type thin film electroluminescence element Pending JPH02234393A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1054791A JPH02234393A (en) 1989-03-07 1989-03-07 Multi-color display type thin film electroluminescence element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1054791A JPH02234393A (en) 1989-03-07 1989-03-07 Multi-color display type thin film electroluminescence element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02234393A true JPH02234393A (en) 1990-09-17

Family

ID=12980581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1054791A Pending JPH02234393A (en) 1989-03-07 1989-03-07 Multi-color display type thin film electroluminescence element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02234393A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4945009A (en) Electroluminescence device
US5675217A (en) Color electroluminescent device and method of manufacturing the same
JP3915246B2 (en) EL display device
JPH01315988A (en) Full color display type film electroluminescence element
JPH02234393A (en) Multi-color display type thin film electroluminescence element
JPH0377640B2 (en)
JP3722883B2 (en) Multi-color electroluminescent device
JPH09134783A (en) Thin film electroluminescence panel
KR970009736B1 (en) White electroluminescent element
JPS63299092A (en) Thin film electroluminescent panel
JPH01315987A (en) Multicolor display type film electroluminescence element
JPH0831571A (en) Thin-film electroluminescent device and multi-color thin-film electroluminescent panel
JPS61142689A (en) Luminescence apparatus and driving thereof
JPH01239793A (en) Polychromatic display type thin film electroluminescence element
JPH01315991A (en) Film type electroluminescence element and method for its driving
JPH02112195A (en) Multicolor display type electroluminescence element
JPS6388790A (en) Thin film el device
JPS623427B2 (en)
JPH0773971A (en) EL element
JPH10134962A (en) Electroluminescence display device
KR0170449B1 (en) Electroluminescent display
JPS598040B2 (en) Thin film EL element
JPH04190588A (en) Thin film el element
JPH02199793A (en) Thin film el element
JPH05299171A (en) Line luminescence dispersion type el element and its manufacture