JPH02112194A - Mulitcolor display type electroluminescence element - Google Patents
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、デイスプレィ装置などに使用されるエレク
トロルミネッセンス（以下、Ｅ Ｌという）素子、とく
に複数の発光層による混色発光を複数色種のカラーフィ
ルターを介して取り出すことによって多色の発光表示を
行う多色表示型Ｅ Ｌ素子に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention is an electroluminescent (hereinafter referred to as EL) element used in display devices, etc., and in particular, a method for emitting mixed color light emitted by a plurality of light emitting layers. The present invention relates to a multicolor display type EL element that performs multicolor light emission display by emitting light through a filter.
従来、広範な波長域にわたる発光を生じるＥ Ｌ素子を
用いて限定された狭い波長の発光表示を行う手段として
、上記発光中の不要な色成分をカラフィルタ−によって
カットする方法が知られている（実開昭６１−４９９９
９号公報など）。Conventionally, as a means of displaying light emission in a limited narrow wavelength range using an EL element that generates light emission over a wide wavelength range, a method has been known in which unnecessary color components in the light emission are cut using a color filter. (Jitsukai 61-4999
Publication No. 9, etc.).
また、この出願人は、先に、特願昭６３−６６２９９号
として、二層構造の発光層を備えたＥ Ｌ素子において
表示側に赤色フィルターと緑色フィルターを面方向に交
互に設け、上記発光層Ｑこよる発光をこれら２種のフィ
ルターの一方ないし両方に通して赤色から緑色にわたる
多色発光表示を行うようにしたＥ Ｌ素子を提案してい
る。In addition, this applicant has previously proposed, in Japanese Patent Application No. 63-66299, that red filters and green filters are alternately provided in the plane direction on the display side in an EL element equipped with a two-layered light emitting layer. We have proposed an EL element in which the light emitted from the layer Q is passed through one or both of these two types of filters to display multicolor light emission ranging from red to green.
そして、これらＥ Ｌ素子では、カラーフィルタはガラ
スなどの基板上に対向電極、発光層、誘電層などの素子
要素を設けてなる素子本体に一体形成されている。In these EL devices, the color filter is integrally formed with the device body, which is formed by providing device elements such as a counter electrode, a light emitting layer, and a dielectric layer on a substrate such as glass.
しかしながら、上述したフィルターを用いる従来のＥ
Ｌ素子では、カラーフィルターを素子本体に一体形成す
ることから、素子製作上で工程の複雑化を招くとともに
、フィルター形成に伴う種々の問題点がある。However, conventional E using the above-mentioned filter
In the L element, the color filter is integrally formed with the element body, which complicates the process for manufacturing the element, and there are various problems associated with filter formation.
たとえば、素子本体の基板とは反対側を光取り出し側と
する場合、フィルターを表示側電極上に形成することに
なるが、このフィルターのバタンユング時のエツチング
や洗浄過程で電極、発光層、誘電層などの素子要素が水
分の侵入などによって変質・劣化しやすく、歩留りの低
下や短寿命化を招くという難点があった。For example, when the side of the device main body opposite to the substrate is used as the light extraction side, a filter is formed on the display side electrode, but the electrode, light emitting layer, and dielectric layer are There was a problem in that element elements such as these were easily altered and deteriorated due to the intrusion of moisture, leading to lower yields and shorter lifespans.
また、逆に素子本体の基板側を光取り出し側とする場合
、フィルターを設４．また上に上記各素子要素を真空中
薄膜形成法によって順次積層形成することになるが、通
常の有機フィルターでは耐熱温度が２００′Ｃ以下であ
るため、」二記各素子要素の形成に際して著しい制約を
受けることになる。Conversely, if the substrate side of the element body is used as the light extraction side, a filter may be provided. In addition, each of the above-mentioned element elements is sequentially laminated on top using a thin film formation method in vacuum, but since the heat resistance of ordinary organic filters is 200'C or less, there are significant restrictions when forming each of the element elements described in 2. will receive.
一方、カラーフィルターの種類についても検討課題か残
されている。たとえは、従来より液晶式表示装置などに
多用されている最も一般的な有機染料型フィルターでは
、紫外線による劣化が生起しやすいため、フィルターを
設ける先取り出し側が外光に晒されることが多いＥ Ｌ
デイスプレィに採用した場合、フィルターとしての寿命
が短くなり、経時的にフィルターの分光特性が変化して
輝度の低下や色調のずれを生しるという問題がある。On the other hand, the type of color filter remains to be considered. For example, the most common organic dye filter, which has been widely used in liquid crystal display devices, is susceptible to deterioration due to ultraviolet rays, so the first extraction side where the filter is installed is often exposed to external light.
When used in displays, there are problems in that the life of the filter is shortened and the spectral characteristics of the filter change over time, resulting in a decrease in brightness and a shift in color tone.
また〜無機系の干渉フィルターでは、安定性がよく長寿
命であるが、視野角によって分光特性が変化するという
致命的な欠点があるため、ＥＬデイスプレィ用としては
不適である。Although inorganic interference filters have good stability and long life, they have the fatal drawback that their spectral characteristics change depending on the viewing angle, so they are unsuitable for use in EL displays.
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、長寿
命で視認性にずくれ、しかも製作容易な多色表示型ＥＬ
素子を提供することを目的としている。This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and is a multi-color display type EL that has a long life, has excellent visibility, and is easy to manufacture.
The purpose is to provide devices.
この発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討
を重ねた結果、カラーフィルターとして顔料分散型有機
フィルターを使用し、かつこのフィルターを素子本体と
は別体のガラス基板上に形成する構成を採用すれば、素
子本体自体は一般的なフィルターを有さないＥ Ｌ素子
と全く同様に製作できることから、従来のようなフィル
ター形成に伴う製作工程の複雑化、歩留りの低下や短寿
命化、素子要素の形成条件の制約などを全て回避できる
うえに、フィルター自体が安定性にずくれて視野角によ
る分光特性の変化もないため、素子全体として長寿命で
視認性がよく製作容易な多色表示型Ｅ Ｌ素子となしう
ろことを見い出し、この発明をなすに至った。As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors used a pigment-dispersed organic filter as a color filter, and formed this filter on a glass substrate separate from the element body. If this configuration is adopted, the element body itself can be manufactured in exactly the same way as a general EL element without a filter, which eliminates the complication of the manufacturing process, lower yield, and shorter lifespan associated with conventional filter formation. In addition to avoiding all restrictions on the formation conditions of the element elements, the filter itself is unstable and the spectral characteristics do not change depending on the viewing angle, so the element as a whole has a long life, good visibility, and is easy to manufacture. They discovered a color display type EL element and a white scale, and came up with this invention.
すなわち、この発明は、少なくとも光取り出し側が透明
である一対の電極間に発光色の異なる複数の発光層と誘
電層が積層形成され、上記複数の発光層による混合発光
を光取り出し側の面方向に交互に配した複数色種のカラ
ーフィルターを通して出射することにより、多色発光表
示を行うＥｒ７素子において、」二記カラーフィルター
として有機バインダに顔料が分散された顔料分散型有機
フィルターを使用し、かつこれらカラーフィルターを上
記側電極と発光層および誘電層を具備する素子本体とは
別体のガラス基板−ＩＪこ形成し、このガラス基板を素
子本体の光取り出し側に対向配置したことを特徴とする
多色表示型Ｂ Ｌ素子に係るものである。That is, in the present invention, a plurality of light emitting layers and a dielectric layer having different luminescent colors are laminated between a pair of electrodes that are transparent at least on the light extraction side, and mixed light emission from the plurality of light emitting layers is produced in the direction of the surface of the light extraction side. In an Er7 element that performs multicolor luminescent display by emitting light through alternately arranged color filters of a plurality of colors, a pigment-dispersed organic filter in which pigments are dispersed in an organic binder is used as the color filter, and These color filters are formed on a glass substrate separate from the element body comprising the side electrodes, the light emitting layer, and the dielectric layer, and this glass substrate is disposed facing the light extraction side of the element body. This relates to a multicolor display type BL element.
また、この発明では、上記のＢ Ｌ素子において、発光
層がＺｎＳ：Ｍｎ発光層とＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆ発光層とか
らなり、カラーフィルターが赤色フィルターと緑色フィ
ルター とからなる構成を好１ｆｆｉ態様としている。Furthermore, in the present invention, in the above B L element, the light emitting layer is composed of a ZnS:Mn light emitting layer and a ZnS:Tb,F light emitting layer, and the color filter is composed of a red filter and a green filter as a preferred 1ffi embodiment. There is.
図面は、この発明を適用した多色表示型Ｅ Ｌ素子の一
例を示すものである。The drawing shows an example of a multicolor display type EL element to which the present invention is applied.
このＥ Ｉ−素子は、ガラス製の基板１上に、ＡＩ薄膜
あるいはインジウム−スズ複合酸化物（以下、ＩＴＯと
いう）やフッ素を含む酸化ススの如き透明性導電材料の
薄膜などからなる背面側電極２が平行ストライプパター
ンで形成され、この電極２を設けた基板１の表面に順次
、背面側誘電層３、ＺｎＳ：Ｍｎ発光層４ａ、中間誘電
層５、ＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆ発光層４ｂ、表示側誘電Ｎ６が
積層形成され、さらに表示側誘電層６上に前記同様の透
明性導電材料の薄膜からなる表示側電極７が背面側電極
２に対して直交する方向の平行ストライプパターンで形
成されて、素子本体１ｏが構成されている。This E I-element has a back side electrode made of a thin film of AI or a transparent conductive material such as indium-tin composite oxide (hereinafter referred to as ITO) or soot oxide containing fluorine on a glass substrate 1. 2 is formed in a parallel stripe pattern, and on the surface of the substrate 1 provided with the electrode 2, a back side dielectric layer 3, a ZnS:Mn light-emitting layer 4a, an intermediate dielectric layer 5, a ZnS:Tb,F light-emitting layer 4b, and a display are sequentially formed. A side dielectric N6 is laminated, and a display side electrode 7 made of a thin film of the same transparent conductive material as described above is formed on the display side dielectric layer 6 in a parallel stripe pattern in a direction perpendicular to the back side electrode 2. , an element main body 1o is constructed.
なお、表示側誘電層６は、背面側誘電層３、中間誘電層
５および発光層４．ａ、４ｂの周側面をも覆う形に形成
されている。Note that the display side dielectric layer 6 includes the back side dielectric layer 3, the intermediate dielectric layer 5, and the light emitting layer 4. It is formed in a shape that also covers the circumferential sides of a and 4b.
８は、素子本体１０の表示側電極７側に所定間隔を置い
て対向配置したガラス製の基板であり、その内面側には
ともに顔料分散型有機フィルタからなるストライプ状の
赤色フィルター９ｒと緑色フィルター９ｇとが表示側電
極７の各ストライプに対応する配置間隔のストライプパ
ターンで面方向δこ交互に設けられている。Reference numeral 8 denotes a glass substrate disposed facing the display-side electrode 7 side of the element body 10 at a predetermined distance, and on its inner surface are a striped red filter 9r and a green filter, both of which are pigment-dispersed organic filters. 9g are alternately provided in the plane direction δ in a stripe pattern with an arrangement interval corresponding to each stripe of the display side electrode 7.
上記構成のＥｌ−素子では、側電極２，７間に発光層４
．、ａ、４．ｂの発光開始電圧以上の交流電圧を印加し
た際に、側電極２．７の各交差部分において発光層４．
ａ、４ｂが発光する。In the El-element having the above configuration, a light emitting layer 4 is provided between the side electrodes 2 and 7.
．． , a, 4. When an AC voltage higher than the emission starting voltage of 4.b is applied, the light emitting layer 4.
a and 4b emit light.
この発光は、発光層４ａ、４ｂが上下に重なっているこ
とからＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆによる緑色発光とＺｎＳ：Ｍｎ
による黄橙色発光との混色発光であるが、赤色フィルタ
ー９ｒの各領域では短波長側の光がカットされ、また緑
色フィルター９ｇの各領域では長波長側の光がカッ１−
されることがら、赤色フィルター９ｒの領域では赤色光
、緑色フィルター９ｇの領域では緑色光として放出され
る。This light emission is caused by green light emission by ZnS:Tb and F and ZnS:Mn, since the light emitting layers 4a and 4b overlap vertically.
However, in each region of the red filter 9r, light on the short wavelength side is cut, and in each region of the green filter 9g, light on the long wavelength side is cut off.
Therefore, red light is emitted in the region of the red filter 9r, and green light is emitted in the region of the green filter 9g.
そして、このようなＥＬ素子では、側電極２７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
かく設定し、表示側電極７を赤色フィルター９ｒに対応
するストライプ群（以下、赤色電極部という）と緑色フ
ィルター９ｇに対応するストライプ群（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
によって純度の高い赤色の原色発光表示、緑色電極部の
みの使用により純度の高い緑色の原色発光表示がそれぞ
れ行えるとともに、側電極部の使用によって両全光色の
混合による中間色発光表示が行える。In such an EL element, the pattern of the side electrode 27 is finely set so that a large number of stripes are arranged on one pixel, and the display side electrode 7 is formed into a group of stripes (hereinafter referred to as a red electrode section) corresponding to the red filter 9r. ) and a stripe group (hereinafter referred to as the green electrode section) corresponding to the green filter 9g, and if the configuration is such that a voltage can be individually applied between each stripe group and the back side electrode 2, the same pixel can be divided into red and green. It can be displayed arbitrarily by emitting light in two primary colors and all intermediate colors between the two primary colors. In other words, by using only the red electrode section, it is possible to display a highly pure red primary color, and by using only the green electrode section, it is possible to display a highly pure green primary color. A neutral color luminescent display can be performed.
なお、中間色発光は、マトリックス表示つまり画素上に
細かいドツ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、側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。Note that the intermediate color light emission is visually recognized as a color intermediate between the two light emission because of the matrix display, in which fine dot-shaped red light emitting parts and green light emitting parts are arranged alternately on a plane 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.
ここで、フィルター９ｒ、９ｇを構成する顔料分散型フ
ィルターは、バインダ中に分散した顔料の色素としての
選択的光吸収によって所要の分光特性を発揮するもので
あるが、色素が顔料であることから有機染料型フィルタ
ーのような紫外線による色素の分解・劣化を生じにくく
フィルターとして長寿命で安定性にすぐれている。熱論
、この種フィルターでは干渉フィルターのような視野角
による分光特性の変化もない。Here, the pigment-dispersed filters constituting the filters 9r and 9g exhibit the required spectral characteristics by selective light absorption of the pigment dispersed in the binder as a pigment, but since the pigment is a pigment, Unlike organic dye-type filters, the dye is less susceptible to decomposition and deterioration due to ultraviolet rays, making it a long-lasting filter with excellent stability. Thermal theory: With this type of filter, the spectral characteristics do not change depending on the viewing angle, unlike interference filters.
したがって、上記ＥＬ素子をＥＬデイスプレィなどに使
用した場合に光取り出し側が日光や照明光などの外光に
長時間隔されても分光特性の変化を生じに＜＜、経時的
な発光表示の輝度低下や色調のずれをほとんど生じず、
かつ視認性が良好であるという利点がある。Therefore, when the above EL element is used in an EL display, etc., even if the light extraction side is exposed to external light such as sunlight or illumination light for a long time, the spectral characteristics may change. There is almost no difference in color or color tone,
It also has the advantage of good visibility.
このようなフィルター９ｒ、９ｇを形成するには、所要
の色を表出する顔料とバインダを含む塗料を調製し、こ
れをスピンナー塗布などの塗布手段によって基板８上に
乾燥後の厚さが０．５〜２０μｍ程度となるように塗布
、乾燥したのち、フォトエツチングなどでパターンニン
グすればよい。In order to form such filters 9r and 9g, a paint containing a pigment and a binder that expresses the desired color is prepared, and this is applied onto the substrate 8 by coating means such as spinner coating so that the thickness after drying is 0. After coating and drying to a thickness of approximately .5 to 20 μm, patterning may be performed by photoetching or the like.
このパターンは、例示のように表示側電極７のパターン
に対応させる代わりに背面側電極２のパタンに対応させ
てもよい。This pattern may correspond to the pattern of the back side electrode 2 instead of corresponding to the pattern of the display side electrode 7 as illustrated.
この場合、フィルター９ｒ、９ｇは素子本体１０とは別
体の基板８上に形成されるため、従来のようにパターン
ユング時のエツチングや洗浄などにおいて素子本体１０
の素子要素が水分の侵入などで変質・劣化して歩留りの
低下や短寿命化を招く惧れは全くなく、また素子本体１
０の製作はフィルターを有さない一般的なＥＬ素子と同
様に行えるため、フィルターを設けることによる工程の
複雑化が回避される。In this case, since the filters 9r and 9g are formed on a substrate 8 separate from the element main body 10, the element main body 10 is not removed during etching or cleaning during patterning, as in the conventional case.
There is no risk of deterioration or deterioration of the element elements due to moisture intrusion, resulting in a decrease in yield or a shortened lifespan.
Since 0 can be manufactured in the same way as a general EL element without a filter, complication of the process due to the provision of a filter can be avoided.
赤色フィルター９ｒに用いる顔料としては、カドミうム
赤（ＣｄＳ−ＣｄＳｅ） 、朱（ＨｇＳ）、モリブデン
赤（ＭｏＰｂｏ、）、鉛丹（Ｐｂ３０４）などが挙げら
れ、緑色フィルター９ｇに用いる顔料としては、クロム
緑（黄鉛＋青）、酸化クロム（Ｃｒ２０３）、亜鉛縁（
亜鉛黄＋青）、ギネー緑（Ｃｒ２０３ ・ｘＨ２Ｏ）な
どが挙げられる。また、これら顔料は平均粒子径２μｍ
以下のものが好ましい。Examples of pigments used in the red filter 9r include cadmium red (CdS-CdSe), vermilion (HgS), molybdenum red (MoPbo), and red lead (Pb304), and examples of pigments used in the green filter 9g include: Chrome green (yellow + blue), chromium oxide (Cr203), zinc rim (
Zinc yellow + blue), Guinea green (Cr203 ・xH2O), etc. In addition, these pigments have an average particle diameter of 2 μm.
The following are preferred.
一方、これらフィルタ〜９ｒ、９ｇに用いられるバイン
ダとしては、透明性が高（耐光性、耐候性のよいもので
あれば特に限定されないが、たとえばポリエステル系樹
脂、酢酸ビニル系樹脂、熱可塑性エラストマーなどが好
適なものとして挙げられる。On the other hand, the binder used in these filters ~9r and 9g is not particularly limited as long as it has high transparency (good light resistance and weather resistance), but examples include polyester resin, vinyl acetate resin, thermoplastic elastomer, etc. are preferred.
誘電層３．５．６の構成材料としては、既存の誘電性材
料をいずれも使用でき、たとえばＴａ２０５・Ａｌ２Ｏ
２・Ｙ２０３− Ｓ ｉ Ｏｚ・５ｊ３Ｎｓ 、Ｔｉｏ
２、Ｎｂｚ Ｏ５、ＢａＴｉ０．．５ｒＴｔｏ：＋ 、
ＰｂＴｉＯ３などが挙げられ、各誘電層で異なるものを
使用してもよい。なお、誘電層３，６としては、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。また、中間誘電層５は、発光層４．ａ、４
ｂ間の界面反応を防止して発光効率を高める機能を持つ
が、場合によってはこれを省略して発光層４ａ、４ｂを
直接積層することもできる。Any existing dielectric material can be used as the constituent material of the dielectric layer 3.5.6, such as Ta205/Al2O.
2・Y203-S i Oz・5j3Ns, Tio
2, NbzO5, BaTi0. ．． 5rTto:+,
Examples include PbTiO3, and different materials may be used for each dielectric layer. Note that the dielectric layers 3 and 6 may each be a laminate of two or more layers made of different constituent materials. Further, the intermediate dielectric layer 5 includes the light emitting layer 4. a, 4
Although it has the function of preventing interfacial reaction between the layers 4a and 4b and increasing luminous efficiency, depending on the case, this may be omitted and the light emitting layers 4a and 4b may be directly laminated.
各層の厚さは、発光層４ａ、４．ｂでは２．５００〜６
，０００人程度、背面側および表示側誘電層３６では２
，０００〜５．０００人程度、中間誘電層５では１，０
００〜４．０００人程度、両電極２．７では１，０００
〜３，０００人程度である。なお、これら各層の形成手
段としては、電子ビーム蒸着や抵抗加熱蒸着の如き真空
蒸着法、高周波スパッタリングの如きスパッタリング法
、イオンブ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。The thickness of each layer is the light emitting layer 4a, 4. 2.500 to 6 in b
,000 people, and 2 on the back side and display side dielectric layers 36.
,000 to 5,000 people, 1,0 in the intermediate dielectric layer 5
Approximately 00 to 4,000 people, 1,000 for both electrodes 2.7
~3,000 people. In addition, as means for forming these layers, various existing vacuum thin film forming methods such as vacuum evaporation methods such as electron beam evaporation and resistance heating evaporation, sputtering methods such as high frequency sputtering, and ion blating methods may be used depending on the material type used. It can be adopted as appropriate.
一方、例示したＥＬ素子では、発光層をＺｎＳ：Ｍｎ層
とＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆ層との二層構造とすることによって
赤色がら緑色にわたる発光を生しる構成としているが、
この発明のＥＬ素子は発光色が異なる複数の発光層を有
するものであればよい。たとえば、上記の両全光層とと
もにＳｒＳ ：Ｃｅ（青緑色発光）の如き青色成分をも
含む発光を生じる発光層を組み合わせ、かつ原色フィル
タとして赤、緑、青の３原色のフィルターを面方向に順
次交互に設けた構成として、表示側電極を前記同様に各
色に対応するストライプ群に分離することにより、上記
３原色と全ての中間色を含むフルカラーの発光表示が可
能なＥ Ｌ素子も提供できる。On the other hand, in the illustrated EL element, the light emitting layer has a two-layer structure of a ZnS:Mn layer and a ZnS:Tb,F layer, so that light emission ranging from red to green is produced.
The EL device of the present invention may be any device as long as it has a plurality of light emitting layers that emit light of different colors. For example, a light-emitting layer such as SrS:Ce (blue-green light emission) that emits light including a blue component is combined with both of the above-mentioned all-light layers, and filters of the three primary colors of red, green, and blue are arranged in the plane direction as primary color filters. By separating the display-side electrodes into stripe groups corresponding to each color in the same manner as described above, it is also possible to provide an EL element capable of full-color light emitting display including the three primary colors and all intermediate colors.
なお、赤色と緑色の発光を得るための発光層の構成は例
示したＺｎＳ：Ｍｎ層とＺｎＳ ：Ｔｂ２層の組み合わ
せに限定されないが、この組み合わせによると赤色およ
び緑色の両光光ともにＥ Ｌ。Note that the configuration of the light emitting layer for obtaining red and green light emission is not limited to the exemplified combination of the ZnS:Mn layer and the ZnS:Tb2 layer, but with this combination, both the red and green lights are EL.
パネルなどとして充分に適用できる高輝度が得られるた
め、たとえばＺｎＳ：Ｓｍ ＦやＣａＳ ：Ｅｕ（と
もに赤色発光）などの既存の他の発光体材料を用いた発
光層の組み合わせよりも輝度面での実用性にすくれると
いう利点がある。Because it has a high luminance that can be used as a panel, it is superior in terms of brightness to combinations of luminescent layers using other existing luminescent materials such as ZnS:SmF and CaS:Eu (both of which emit red light). It has the advantage of being practical.
その他、この発明のＥＬ素子では、例示したように背面
側および表示側の両電極２．７をバタン化する以外に、
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。In addition, in the EL element of the present invention, in addition to converting both the electrodes 2.7 on the back side and the display side into battens as illustrated,
Only one of the electrodes may be patterned, and the pattern is not limited to parallel stripes but can be set in various ways.
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種のフィルターのうちの
いずれか−・方を有し、かつ隣接する上記各表面部のフ
ィルター同志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。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 above types of filters is provided on each display side surface part corresponding to each electrode part. By making the filters on the adjacent surface portions different from each other, it is possible to display multiple colors by changing the emitted light color in the same manner as described above.
また、図示したＥ Ｌ素子では素子本体１０の基板１と
は反対側を光取り出し側としているが、基板１側を光取
り出し側として、この基板１側にフィルターを形成した
基板８を対向させてもよい。In addition, in the illustrated EL element, the side of the element body 10 opposite to the substrate 1 is used as the light extraction side, but the substrate 1 side is used as the light extraction side, and the substrate 8 on which a filter is formed is placed opposite to the substrate 1 side. Good too.
このように素子本体の基板側を光取り出し側とする場合
、従来では既述のようにフィルターの耐熱温度が低いた
めに後の素子要素の形成に大きな制約を受けるが、この
発明ではフィルターが素子本体とは別体の基板に設けら
れるので上記制約は全く存在しない。In this way, when the substrate side of the element body is used as the light extraction side, conventionally, as mentioned above, the filter's heat resistance is low, which imposes great restrictions on later formation of element elements, but in this invention, the filter is the element element. Since it is provided on a substrate separate from the main body, the above restrictions do not exist at all.
さらに、この発明では、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
査を用いたドツトマトリックス駆動方式によって一画素
ごとに複数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 this invention, in addition to changing the emitted light 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 performed for each pixel. It is possible to change the emission color of multiple primary colors and their intermediate colors.
また、この発明は、上述した二重絶縁形のＥ Ｌ素子と
して適用効果が大きいが、一方の電極と発光層との間の
みに誘電層を介在させた単絶縁形のＥＬ素子にも適用可
能である。Furthermore, although this invention is highly effective when applied to the above-mentioned double insulation type EL element, it can also be applied to a single insulation type EL element in which a dielectric layer is interposed only between one electrode and the light emitting layer. It is.
この発明によれば、発光色の異なる複数の発光層による
混合発光を光取り出し側の面方向に交互に配した複数色
種のカラーフィルターを通して出射する多色表示型のも
のにおいて、上記カラーフィルターとして顔料分散型有
機フィルターを使用し、このフィルターを素子本体とは
別体のガラス基板上に形成して、このガラス基板を素子
本体の光取り出し側に対向配置させることから、素子本
体自体が一般的なフィルターを有さないＥｌ−素子と全
く同様に製作でき、フィルターを素子本体に一体形成す
る従来のＥＬ素子のような素子製作工程の複雑化、歩留
りの低下や短寿命化、素子要素の形成条件の制約などを
全て回避でき、しかもフィルターが安定性にすくれて視
野角による分光特性の変化もないため、長寿命で視認性
がよく製作容易な多色表示型ＥＬ素子を提供できる。According to the present invention, in a multicolor display type device in which mixed light emitted by a plurality of light emitting layers having different light emitting colors is emitted through a color filter of a plurality of colors arranged alternately in the direction of the surface on the light extraction side, the color filter is used as the color filter. A pigment-dispersed organic filter is used, and this filter is formed on a glass substrate separate from the element body, and this glass substrate is placed opposite the light extraction side of the element body, so the element body itself is conventional. It can be manufactured in exactly the same way as an EL element without a filter, but unlike conventional EL elements in which a filter is integrally formed into the element body, the element manufacturing process is complicated, the yield is reduced, the lifespan is shortened, and the formation of element elements All conditions restrictions can be avoided, and since the filter is highly stable and the spectral characteristics do not change depending on the viewing angle, it is possible to provide a multicolor display type EL element that has a long life, good visibility, and is easy to manufacture.
また、この発明において、発光層がＺｎＳ ：Ｍｎ発光
層とＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆ発光層とからなり、カラーフィル
ターが赤色フィルターと緑色フィルターとからなる構成
を採用すれば、ＥＬパネルなどとして実用性充分な高輝
度の赤色から緑色にわたる多色発光表示を行えるＥＬ素
子を提供できる。In addition, in this invention, if the luminescent layer is composed of a ZnS:Mn luminescent layer and a ZnS:Tb,F luminescent layer, and the color filter is composed of a red filter and a green filter, it is sufficiently practical as an EL panel, etc. Accordingly, it is possible to provide an EL element capable of displaying high-intensity multicolor light emitting light ranging from red to green.
以下、この発明を実施例によって具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.
実施例
縦３４ｍｍ、横３４ｍｍ、厚さ１．１龍のガラス製基板
の一面側に厚さ２，０００人のＩＴＯ薄膜からなる背面
側電極を電子ビーム蒸着法によって各ストライプ幅が３
００μｍの平行ストライプパターンとなるように形成し
た。Example: On one side of a glass substrate measuring 34 mm long, 34 mm wide, and 1.1 mm thick, a back electrode consisting of a 2,000-thick ITO thin film was formed by electron beam evaporation, with each stripe having a width of 3 mm.
A parallel stripe pattern of 00 μm was formed.
つぎに、この背面側電極上に高周波スパッタリング法に
よってＴａ２０５からなる厚さ４．０００人の背面側誘
電層を形成し、この上に電子ビーム蒸着法によって厚さ
４．０００人のＺｎＳ：Ｍｎ発光層を積層形成したのち
、４００°Ｃにて１時間アニールを行った。つぎに、こ
の発光層上に順次、厚さ２．０００人のＴａ、０５から
なる中間誘電層、厚さ４．０００人のＺｎＳ：Ｔｂ、Ｆ
発光層、厚さ４．０００人の表示側誘電層をいずれも高
周波スパッタリング法により積層形成し、さらにこの表
示側誘電層上に厚さ２，０００人のＩＴＯ膜からなる表
示側電極を電子ビーム蒸着法によって背面側電極のスト
ライプパターンに対して直交する同様の平行ストライプ
パターンで形成し、素子本体を作製した。Next, a 4,000-layer thick back-side dielectric layer made of Ta205 is formed on this back-side electrode by high-frequency sputtering, and a 4,000-layer thick ZnS:Mn light-emitting layer is formed on this by electron beam evaporation. After the layers were laminated, annealing was performed at 400°C for 1 hour. Next, on this light-emitting layer, an intermediate dielectric layer consisting of 2,000 nm thick Ta, 05 and 4,000 nm thick ZnS:Tb, F
A light-emitting layer and a 4,000-layer thick display-side dielectric layer are both laminated by high-frequency sputtering, and a display-side electrode made of a 2,000-layer thick ITO film is formed on the display-side dielectric layer by electron beam. A similar parallel stripe pattern perpendicular to the stripe pattern of the back side electrode was formed using a vapor deposition method to produce an element body.
一方、顔料分散型の赤色標準カラーフィルタ用塗料（大
日本印刷社製）と同じく緑色標準カラフィルタ−用塗料
（大日本印刷社製）とを用い、素子本体とは別体の厚さ
１．１ｎｍのガラス基板の片面に、それぞれスピンナー
塗布による塗布とフォトエツチングによるパターンニン
グにより、厚さ約５μｍの赤色フィルターおよび緑色フ
ィルタを面方向に交互にかつ表示側電極の各ストライプ
に対応するストライブパターンで形成した。On the other hand, a pigment-dispersed red standard color filter paint (manufactured by Dainippon Printing Co., Ltd.) and a green standard color filter paint (manufactured by Dainippon Printing Co., Ltd.), which are pigment-dispersed types, were used, and a thickness of 1.5 mm was applied separately from the element body. On one side of a 1 nm glass substrate, a stripe pattern of approximately 5 μm thick red filters and green filters is applied alternately in the surface direction and corresponds to each stripe of the display side electrode by coating with a spinner coating and patterning with photo etching. It was formed with
そして、このフィルターを形成したガラス基板を赤色フ
ィルターおよび緑色フィルターの各ストライプが素子本
体の前記表示側電極の各ストライブと対向するように配
置し、図面で示す構造の多色表示型Ｅｌ−素子Ａを作製
した。なお、表示側電極は赤色フィルターに対応するス
トライプ群である赤色電極部と緑色フィルターに対応す
るストライブ群である緑色電極部とで別途に印加電圧、
パルス幅、パルス数、周波数などを調整しろるように設
定した。Then, the glass substrate on which this filter was formed was arranged so that each stripe of the red filter and the green filter faced each stripe of the display side electrode of the element main body, and a multicolor display type El-element having the structure shown in the drawings was formed. A was created. In addition, the display side electrode has a red electrode part which is a group of stripes corresponding to the red filter, and a green electrode part which is a group of stripes corresponding to the green filter.
I set it so that I could adjust the pulse width, number of pulses, frequency, etc.
このようにして作製したＥＬ素素子−ついて、±２８０
■、６０Ｈｚの交流電圧を用いて駆動させたところ、表
示側電極の赤色電極部と背面側電極との間の電圧印加で
は赤色発光が、同様に表示側電極の緑色電極部と背面電
極との間の電圧印加では緑色発光が、それぞれ高輝度で
得られた。また、表示側電極の赤色電極部と緑色電極部
に印加する電圧、パルス幅、パルス数を種々制御して赤
色発光と緑色発光の相対輝度を変化させることにより、
視認される発光色を赤→橙−＝黄−黄緑一緑と連続的に
変化させることができた。また、この間の発光色は全て
非常に鮮明であった。The EL element fabricated in this way has an accuracy of ±280
(2) When driven using an AC voltage of 60 Hz, red light was emitted when a voltage was applied between the red electrode part of the display side electrode and the back electrode, but similarly, red light was emitted when a voltage was applied between the red electrode part of the display side electrode and the back electrode. When a voltage was applied between the two, green light emission was obtained with high brightness. In addition, by controlling the voltage, pulse width, and number of pulses applied to the red electrode part and the green electrode part of the display side electrode in various ways, the relative brightness of red light emission and green light emission can be changed.
The visible luminescent color could be changed continuously from red to orange to yellow to yellow-green and green. Moreover, all the emitted light colors during this period were very clear.
比較例１
赤色および緑色フィルターをともに有機染料型フィルタ
ー用塗料（凸版印刷社製の商品名赤色染色フィルターお
よび緑色染色フィルター）を用いて形成した以外は、実
施例と同様にして多色表示型Ｅｌ−素子Ｂを作製した。Comparative Example 1 A multicolor display type El - Element B was produced.
比較例２
赤色および緑色フィルターをともに無機系干渉フィルタ
ー（凸版印刷社製の商品名赤色干渉フィルターおよび緑
色干渉フィルター）にて構成した以外は、実施例と同様
にして多色表示型Ｅ Ｌ素子Ｃを作製した。Comparative Example 2 A multicolor display type EL element C was produced in the same manner as in the example except that both the red and green filters were constructed with inorganic interference filters (product names: red interference filter and green interference filter manufactured by Toppan Printing Co., Ltd.). was created.
比較例３
実施例と同じ顔料分散型の赤色および緑色フィルター用
塗料を用いて素子本体の表示側電極上に赤色および緑色
フィルターを直接に形成した以外は、実施例と同様にし
て多色表示型Ｂ Ｌ素子りを作製した。Comparative Example 3 A multicolor display type was produced in the same manner as in the example except that the red and green filters were formed directly on the display side electrode of the element body using the same pigment-dispersed paint for red and green filters as in the example. A BL element was fabricated.
つぎに、これらＥＬ素素子−Ｄについて、紫外線（３６
０ｎｍ）を５８０ Ｄ Ｗ／ｃＪの強度で連続照射し、
所定の照射時間の経過ごとに±２５０Ｖ、ＩＫＨｚの交
流電圧を用いて駆動させたときの赤色発光および緑色発
光の輝度を測定し、照射前の輝度を１００％としたとき
の照射後の輝度低下率を調べた。Next, regarding these EL elements-D, ultraviolet rays (36
0 nm) at an intensity of 580 D W/cJ,
Measure the brightness of red and green light when driven using an AC voltage of ±250V, IKHz every time a predetermined irradiation time elapses, and determine the decrease in brightness after irradiation when the brightness before irradiation is taken as 100%. I checked the rate.
また、これらＥ Ｌ素子Ａ−Ｄにつき、ＩＫＨ７駆動で
発光開始しきい値電圧よりも５０Ｖ高い交流電圧を印加
した状態で１０時間保持するエージングを行い、全画素
１４４個中のエージング後の破壊画素数を調べた。これ
らの結果を次表に示す。In addition, these EL elements A to D were aged by IKH7 drive and maintained for 10 hours with an AC voltage 50V higher than the emission start threshold voltage applied, and the destroyed pixels after aging out of all 144 pixels were I looked up the numbers. These results are shown in the table below.
上表の結果から、この発明のＥＬ素素子−は、紫外線に
よるフィルターの劣化が非常に少なく、かつエージング
による画素破壊も全く生じず長寿命であることが明らか
である。これに対し、有機染料型フィルターを用いたＥ
Ｌ素子Ｂでは、紫外線によりフィルターが劣化し、経時
的に分光特性が変化して赤色光および緑色光ともに輝度
低下が著しいことが判る。また、顔料分散型有機フィル
ターを素子本体に一体形成したＥ Ｌ素子りでは、フィ
ルター形成時の素子要素への悪影響によって素子全体と
しての寿命が短くなることが判る。なお、紫外線照射に
よる発光色の色ずれは、ＥＬ素素子−Ｃ，Ｄではほとん
ど生じなかったが、Ｅ Ｔ−素子Ｂでは赤色および緑色
の何発光ともに本来の色調から大きく外れることが確認
された。From the results in the table above, it is clear that the EL element of the present invention has a long life with very little deterioration of the filter due to ultraviolet rays and no pixel destruction due to aging. In contrast, E
It can be seen that in L element B, the filter deteriorates due to ultraviolet rays, the spectral characteristics change over time, and the brightness of both red light and green light decreases significantly. Furthermore, in the case of an EL element in which a pigment-dispersed organic filter is integrally formed in the element body, it can be seen that the lifetime of the element as a whole is shortened due to the adverse effect on the element elements during filter formation. It should be noted that color shift in the emitted light color due to ultraviolet irradiation hardly occurred in EL elements-C and D, but in ET-element B, it was confirmed that both red and green light emission deviated greatly from the original color tone. .
一方、干渉フィルターを用いたＥＬ素子Ｃでは、視野角
によって色調の変化を生じ、正面から約１０度傾斜した
角度から見たとき、緑色発光は弱い青色として、赤色発
光は黄色として、それぞれ視認された。これに対し、Ｅ
Ｌ素子八へＢ、Ｄでは、正面から約６０度傾斜した角度
から見たときでも赤色および緑色発光ともに色調の変化
は認められなかった。On the other hand, in EL element C using an interference filter, the color tone changes depending on the viewing angle, and when viewed from an angle tilted approximately 10 degrees from the front, green light emission is visually perceived as weak blue, and red light emission is visible as yellow. Ta. On the other hand, E
In L elements 8B and D, no change in color tone was observed in either red or green light emission even when viewed from an angle inclined at about 60 degrees from the front.
図面はこの発明に係る多色表示型エレクトロルミネッセ
ンス素子の構造例を示す要部縦断面図である。
２・・・背面側電極、３．５．６・・・誘電層、４ａ−
ＺｎＳ：Ｍｎ発光層、４ｂ−ＺｎＳ：ＴｂＦ発光層、７
・・・表示側電極、８・・・ガラス基板、９ｒ・・・赤
色フィルター、９ｇ・・・緑色フィルタ、１０・・・素
子本体
特許出願人 日立マクセル株式会社The drawing is a longitudinal sectional view of a main part showing a structural example of a multicolor display type electroluminescent device according to the present invention. 2... Back side electrode, 3.5.6... Dielectric layer, 4a-
ZnS:Mn light emitting layer, 4b-ZnS:TbF light emitting layer, 7
...Display side electrode, 8...Glass substrate, 9r...Red filter, 9g...Green filter, 10...Element body Patent applicant Hitachi Maxell, Ltd.
Claims (2)
極間に発光色の異なる複数の発光層と誘電層が積層形成
され、上記複数の発光層による混合発光を光取り出し側
の面方向に交互に配した複数色種のカラーフイルターを
通して出射することにより、多色発光表示を行うエレク
トロルミネツセンス素子において、上記カラーフイルタ
ーとして有機バインダに顔料が分散された顔料分散型有
機フイルターを使用し、かつこれらカラーフイルターを
上記両電極と発光層および誘電層を具備する素子本体と
は別体のガラス基板上に形成し、このガラス基板を素子
本体の光取り出し側に対向配置したことを特徴とする多
色表示型エレクトロルミネツセンス素子。(1) A plurality of light emitting layers and a dielectric layer having different luminescent colors are laminated between a pair of electrodes whose at least the light extraction side is transparent, and the mixed light emission from the plurality of light emitting layers is alternately arranged in the direction of the surface of the light extraction side. In an electroluminescent device that performs multicolor luminescent display by emitting light through color filters of a plurality of colors, a pigment-dispersed organic filter in which pigments are dispersed in an organic binder is used as the color filter, and A multicolor display characterized in that the filter is formed on a glass substrate separate from the element body comprising both the electrodes, the light emitting layer, and the dielectric layer, and the glass substrate is placed opposite to the light extraction side of the element body. type electroluminescent element.
Ｆ発光層とからなり、カラーフイルターが赤色フイルタ
ーと緑色フイルターとからなる請求項（１）に記載の多
色表示型エレクトロルミネツセンス素子。(2) The light emitting layer is a ZnS:Mn light emitting layer and a ZnS:Tb,
2. The multicolor display type electroluminescent device according to claim 1, wherein the color filter comprises a red filter and a green filter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63265027A JPH02112194A (en) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | Mulitcolor display type electroluminescence element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63265027A JPH02112194A (en) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | Mulitcolor display type electroluminescence element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112194A true JPH02112194A (en) | 1990-04-24 |
Family
ID=17411563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63265027A Pending JPH02112194A (en) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | Mulitcolor display type electroluminescence element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02112194A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8242979B2 (en) | 2002-12-27 | 2012-08-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP63265027A patent/JPH02112194A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8242979B2 (en) | 2002-12-27 | 2012-08-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
| US8947325B2 (en) | 2002-12-27 | 2015-02-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
| US9111842B2 (en) | 2002-12-27 | 2015-08-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
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