JPS63274090A - Thin film el element - Google Patents
Thin film el elementInfo
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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〕
本発明は、薄膜ＥＬ素子に係り、特に、その素子構造に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a thin film EL device, and particularly to its device structure.
薄膜ＥＬ素子は自己発光型で表示品質の良い平面ディス
プレイとしてコンピュータ端末や計測装置の表示部に用
いられている。薄膜ＥＬ素子の構造を第２図の模式図に
よって説明する。ガラス基板１の上にＩ Ｔｏ （Ｉｎ
ｃｌｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｃｌｅ）等の下部（透明）
電極２が形成されている。この上にＹ２Ｏ３，Ｓ ｉ
０２． Ｓ ｉ ａＮ４． Ａ Ｑ ２０３． Ｔａ２
０５、あるいは、これらの組み合わせからなる第一絶縁
層３ａが電子ビーム蒸着、あるいは、スパッタリングに
よって形、成されている。この上には■−■族化合物（
ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ、ＣａＳ、ＳｒＳのうち少なくとも一
種類以上）を母体とし、これに活性物質（Ｍｎ、Ｔｂ、
Ｓｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｔｍ。Thin film EL elements are self-luminous and are used as flat displays with good display quality in the display parts of computer terminals and measuring devices. The structure of the thin film EL element will be explained with reference to the schematic diagram of FIG. I To (In
Lower part (transparent) of clium-Tin-Oxicle), etc.
An electrode 2 is formed. On top of this, Y2O3, Si
02. Si aN4. A Q 203. Ta2
05, or a combination thereof, is formed by electron beam evaporation or sputtering. On top of this, ■-■ group compounds (
At least one of ZnS, Zn5e, CaS, SrS) is used as a matrix, and active substances (Mn, Tb,
Sm, Dy, Pr, Tm.
Ｅｒ＋ Ｈｏ＋ Ｎｄ＋ Ｅｕ、Ｃｅ、または、これら
の硫化物、酸化物、リン化物、ハロゲン化物のうち少な
くとも一種類以上）を適量混合した発光層４が、電子ビ
ーム蒸着、スパッタリング、あるいは、ＣＶＤ （化学
気相成長法）により形成されている。さらに、この上に
は、第一絶縁層と同様な第二組Ｒ層３ｂが形成されてお
り、その上にＡＱ。The light-emitting layer 4, which is a mixture of an appropriate amount of Er+Ho+Nd+Eu, Ce, or at least one of their sulfides, oxides, phosphides, and halides, is formed by electron beam evaporation, sputtering, or CVD (chemical vapor deposition). It is formed by phase growth method). Furthermore, a second set of R layers 3b similar to the first insulating layer is formed on this, and AQ.
Ａｕ、ＩＴ○等の上部電極５が、下部電極２と直角方向
にストライプ状に形成されている。このような構造の薄
膜ＥＬ素子は、たとえば日経エレクトロニクス１９８１
，１１．９．Ｎｏ２７７ｐ８６ （１９８１）に記載さ
れている。下部電極２と上部電極５の間に交流電圧を印
加すると、交差した部分（画素と名づける）のみが発光
するので１文字やグライツクス表示のディスプレイ機能
が実現できる。An upper electrode 5 made of Au, IT◯, etc. is formed in a stripe shape in a direction perpendicular to the lower electrode 2. A thin film EL element with such a structure is described, for example, in Nikkei Electronics 1981.
, 11.9. No.277p86 (1981). When an alternating current voltage is applied between the lower electrode 2 and the upper electrode 5, only the intersecting portions (named pixels) emit light, making it possible to realize a display function for displaying single characters or graphics.
薄膜ＥＬ素子では発光層に用いる母体材料、及び、活性
物質を変えることにより、異なる発光スペクトルが得ら
れるため、適当な材料を発光層に用いることにより、マ
ルチカラー表示、あるいは。In thin-film EL devices, different emission spectra can be obtained by changing the host material and active substance used in the light-emitting layer. Therefore, by using appropriate materials in the light-emitting layer, multicolor display or display can be achieved.
フルカラー表示を行わせることができる。Full color display can be performed.
実際にマルチカラー表示をさせる方法の一つとして、第
３図に示すように、緑色発光をする第一発光層４ａと赤
色発光をする第二発光に５４ｂを絶縁層３ｂ、３ｃ及び
透明中間電極６をはさんで積層した構造がある。（特開
昭５８−３００９３号公報）この場合、第一発光層のみ
に電圧を印加すると赤色発光、第二発光層のみに電圧を
印加すると緑色発光、両方に電圧を印加すると黄色発光
が得られる。これと類似の方法で、赤色、青色、緑色発
光をする三種の発光層を使い、各発光層の輝度レベルを
合わせるため、赤色、緑色、青色発光用の電極幅を変え
た構造がＳＩＤ’８６ Ｓｅｍ１ｎａｒ Ｌｅｃｔｕｒ
ｅＮｏｔｅｓ、Ｖｏｌ、１ ３２／ １〜４５（１９８
６）に記載されている。As one of the methods for actually producing multi-color display, as shown in FIG. There is a structure in which 6 layers are stacked on both sides. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 58-30093) In this case, applying voltage only to the first emitting layer produces red light emission, applying voltage only to the second light emitting layer produces green light emission, and applying voltage to both produces yellow light emission. . SID'86 used a similar method to use three types of light-emitting layers that emit red, blue, and green light, and in order to match the brightness levels of each light-emitting layer, the widths of the electrodes for red, green, and blue light were changed. Sem1nar Lectur
eNotes, Vol, 1 32/ 1-45 (198
6).
マルチカラー表示をさせるもう一つの方法は、幅広い発
光スペクトルをもつ発光層とカラーフィルタを組み合わ
せるもので、たとえば特開昭５７−２５６９２号、特開
昭５８−３５５８７号公報に記載されている。第４図に
その模式図を示した。Another method for multi-color display is to combine a light-emitting layer with a wide emission spectrum and a color filter, and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-25692 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-35587. A schematic diagram is shown in Fig. 4.
本発明の目的は、幅広い発光スペクトルをもつ発光層と
カラーフィルタを組み合わせた構造のマルチカラー、又
は、フルカラーＥＬ素子において、発光スペクトルの赤
、緑、青の各波長成分の強度のバランスが悪いと、中間
色を表示した場合の色調が低下するという問題を解決す
ることにある。The purpose of the present invention is to prevent imbalance in the intensity of the red, green, and blue wavelength components of the emission spectrum in a multi-color or full-color EL device that has a structure that combines a light-emitting layer with a wide emission spectrum and a color filter. The purpose of this invention is to solve the problem that the color tone deteriorates when displaying intermediate colors.
本発明は、カラーフィルタを用いたカラーＥＬ素子にお
いて、赤色、緑色、青色の各画素に対応するカラーフィ
ルタ、または、電極の面積を変えることで、発光スペク
トルの赤、緑、青の各波長成分の強度の違いを補正する
ことにより、色調の良いカラーＥＬ素子を提供すること
にある。In a color EL element using a color filter, the present invention provides a color filter for each red, green, and blue wavelength component of the emission spectrum by changing the area of the color filter or electrode corresponding to each red, green, and blue pixel. The object of the present invention is to provide a color EL element with good color tone by correcting the difference in intensity.
幅広い発光スペクトルの例として、第５図（ａ）にＣａ
Ｓ：ＥｕとＳｒＳ：Ｃｅの積層膜を発光層に用いたＥＬ
素子の発光スペクトルを示す。また、その色調を第５図
（ｂ）のＣ，ＩＥ色度図（国際標準色度図）に示す。こ
の素子では発光スペクトル。As an example of a wide emission spectrum, Fig. 5(a) shows Ca
EL using a laminated film of S:Eu and SrS:Ce as a light emitting layer
The emission spectrum of the device is shown. Further, the color tone is shown in the C, IE chromaticity diagram (international standard chromaticity diagram) in FIG. 5(b). The emission spectrum of this element.
は非常に幅広く、色度図から人間の目には白っぽい緑色
に見えることがわかる。It has a very wide range, and the chromaticity diagram shows that it appears whitish green to the human eye.
第５図に示した発光スペクトルをもつ素子から出た光を
、赤色、緑色、青色フィルタを通して分解した場合のス
ペクトルを第６図（ａ）、（ｂ）。Figures 6 (a) and (b) show the spectra when the light emitted from the element with the emission spectrum shown in Figure 5 is decomposed through red, green, and blue filters.
（ｃ）に示す。また、フィルタ透過後の色調を第７図に
示す。Ｒ点、Ｇ点、Ｂ点はそれぞれ赤色、緑色、青色フ
ィルタ透過後の色調を示す。さらに、フィルタ透過後の
光をそのままの強度で加え合わせた場合の色調も第７図
に示しである。（例えばＲ＋Ｇは赤色フィルタを通った
光と緑色フィルタを通った光を加え合わせた場合を示し
ている。）へ色マルチカラー表示を行うには、赤、黄、
緑。Shown in (c). Moreover, the color tone after passing through the filter is shown in FIG. Point R, point G, and point B indicate the color tones after passing through the red, green, and blue filters, respectively. Furthermore, the color tone when the light after passing through the filter is added with the same intensity is also shown in FIG. (For example, R+G indicates the case where the light that has passed through the red filter and the light that has passed through the green filter are combined.) To perform multicolor display, red, yellow,
green.
青緑、青、紫、白、黒を出す必要がある。このうち黄色
は赤色と緑色を、青緑色は青色と緑色を、紫色は青色と
赤色を、白色は赤色と緑色と青色をそれぞれ加えること
で作られる。従って、赤色。You need to produce blue-green, blue, purple, white, and black. Yellow is made by adding red and green, blue-green is made by adding blue and green, purple is made by adding blue and red, and white is made by adding red, green, and blue. Therefore, red.
緑色、青色の三原色の輝度レベルのバランスがとれてい
る必要がある。実用的には三原色の相対輝度は赤色が２
０〜３５％、緑色が５０〜７５％、青色が５〜１５％で
あれば良い。The brightness levels of the three primary colors green and blue must be balanced. In practical terms, the relative brightness of the three primary colors is 2 for red.
The content may be 0 to 35%, green 50 to 75%, and blue 5 to 15%.
第７図に示した素子のデータでは、緑色成分に比べ、赤
色、青色の輝度が低いため、Ｒ十Ｇが黄色ではなく黄緑
色に、Ｇ＋Ｂが青緑ではなく緑色に近くなっている。ま
た、Ｒ＋Ｇ＋Ｂが白っぽい緑色となっており、へ色マル
チカラー表示した場合の色調はあまり良くない。In the data of the element shown in FIG. 7, the luminance of red and blue is lower than that of the green component, so R+G is closer to yellow-green rather than yellow, and G+B is closer to green instead of blue-green. Furthermore, R+G+B has a whitish green color, and the color tone is not very good when displayed in yellow multicolor.
そこで、三原色の輝度バランスを補正するため、赤色及
び青色のフィルタの面積を緑色フィルタの面積の二倍に
した例を第１図（ａ）に示す。このように三原色の発光
面積を変えることで、輝度を補正した後の色度は第１図
（ｂ）に示すように色調が改善され、黄色、青緑色、白
色が正しく表わされることがわかる。ここで２Ｒ＋Ｇは
面積二単位の赤色フィルタと面積一単位の緑色フィルタ
を透過した光を加え合わせた場合を表わす。三原色の発
光面積を変えるには、フィルタの面積を変えるほかに、
電極面積を変えても良い。また、フィルタと電極の面積
両方を変えても良い。発光面積は、ｉ度が赤色２０〜３
５％、緑色が５０〜７５％、青色が５〜ＩＳ％となるよ
うに調節すれば良い。Therefore, in order to correct the luminance balance of the three primary colors, an example in which the areas of the red and blue filters are made twice the area of the green filter is shown in FIG. 1(a). By changing the light emitting area of the three primary colors in this way, the chromaticity after correcting the luminance improves the color tone as shown in Figure 1(b), and it can be seen that yellow, blue-green, and white are correctly represented. Here, 2R+G represents the case where light transmitted through a red filter with an area of 2 units and a green filter with an area of 1 unit are added. To change the emission area of the three primary colors, in addition to changing the area of the filter,
The electrode area may be changed. Further, both the area of the filter and the area of the electrode may be changed. The luminous area is i degree red 20~3
5%, green at 50-75%, and blue at 5-IS%.
〈実施例１〉
第８図に示す構造の薄膜ＥＬ素子を以下の工程により作
■σした。厚さ１ｍｍｔのコーニング＃ ７０５９ガラ
ス］上に透明電極としてＩＴＯをスパッタリングによっ
て０．２５ μｍの厚さに形成し、フォトエツチングに
よりストライプ状電極２とした。<Example 1> A thin film EL device having the structure shown in FIG. 8 was fabricated by the following steps. A transparent electrode of ITO was formed to a thickness of 0.25 μm on Corning #7059 glass with a thickness of 1 mm by sputtering, and a striped electrode 2 was formed by photoetching.
この上にスパッタリングによりＴ ａ ２０５の第二絶
縁層３ｂを０．５ μｍ形成した。さらに、ＣａＳ：
ＥｕとＳｒＳ：Ｃｅの積層膜からなる発光層４を形成し
た上にＴａｚＯｂの第二絶縁層３ｂを形成した。この上
にＡｆｌのストライブ状上部電極Ｓを抵抗加熱蒸着によ
り形成した。ＩＴＯ電極の幅はＱ 、 ６ ｍｍ、 Ａ
Ｑ ｆ’ｌ極の幅は、赤色及び青色用が０．８ｍｍ、
緑色用が０．４ｍｍである。電極間隔はＩＴＯ電極、Ａ
Ｑ組電極も０．２ｍｍである。また。A second insulating layer 3b of Ta 205 with a thickness of 0.5 μm was formed thereon by sputtering. Furthermore, CaS:
A light emitting layer 4 made of a laminated film of Eu and SrS:Ce was formed, and then a second insulating layer 3b of TazOb was formed. A striped upper electrode S of Afl was formed thereon by resistance heating vapor deposition. The width of the ITO electrode is Q, 6 mm, A
The width of the Q f'l pole is 0.8 mm for red and blue,
The length for green is 0.4 mm. Electrode spacing is ITO electrode, A
The Q group electrode is also 0.2 mm. Also.
カラーフィルタの幅は赤色、青色が１ｍｍ、緑色が０．
６ｎ＋ｎ＋である・
このように、赤色及び青色発光用の電極面積を緑色用の
それに対して二倍にすることにより、第１図に示したよ
うに色調の良いマルチカラー表示が可能となる。The width of the color filter is 1mm for red, 1mm for blue, and 0.0mm for green.
6n+n+ In this way, by doubling the area of the electrodes for red and blue light emission relative to that for green light, a multi-color display with good tone can be achieved as shown in FIG.
〈実施例２〉 実施例１に示した素子の発光層をＳｒＳ：Ｃｅ。<Example 2> The light emitting layer of the device shown in Example 1 was made of SrS:Ce.
Ｅｕの単層膜に変えたもので、その構造を第９図に示す
。この素子では輝度バランス補正のため、上部ＡＱ組電
極幅を赤色用０，８ｎ＋ｌＩ、緑色用０．３ｍｍ、青色
用０．５ｍ＋＋ａとしている。This was changed to a single layer film of Eu, and its structure is shown in FIG. In this element, for brightness balance correction, the widths of the upper AQ group electrodes are set to 0.8n+lI for red, 0.3mm for green, and 0.5m++a for blue.
〈実施例３〉
実施例２に示した素子の赤色、緑色、青色カラーフィル
タの幅は０．８ｍｍと一定にし、上部ＡＱ組電極幅のみ
、赤色用０．６ｍｍ、緑色用０．４ｍｍ、青色用０．６
ｍｍと変えたもの。第１０図（ａ）及び（ｂ）。<Example 3> The widths of the red, green, and blue color filters of the device shown in Example 2 were kept constant at 0.8 mm, and only the width of the upper AQ group electrode was 0.6 mm for red, 0.4 mm for green, and 0.4 mm for blue. For 0.6
Changed to mm. Figures 10(a) and (b).
〈実施例４〉
実施例２に示した素子の上部ＡＱ組電極幅は０．６＋ａ
ｍと一定にし、カラーフィルタの幅を赤色用０．６ｍｍ
、緑色用０．４ｍｍ、青色用０．６ｍｍと変えたもの。<Example 4> The upper AQ group electrode width of the element shown in Example 2 is 0.6+a
m and the width of the color filter is 0.6 mm for red color.
, 0.4mm for green and 0.6mm for blue.
異なる発光色のフィルタ間には不透明部を設けている。An opaque portion is provided between filters of different emission colors.
第１１図（ａ）、（ｂ）参照。See FIGS. 11(a) and (b).
本発明によれば、発光スペクトルの赤、緑、青成分の強
度のバランスがとれた、色調の良いカラー表示が可能と
なる。According to the present invention, color display with good tone and well-balanced intensities of red, green, and blue components of the emission spectrum is possible.
第１図（、）は本発明の一実施例のカラーフィルタの面
積を変えることで発光色による発光輝度を調節する説明
図、（ｂ）はこの場合の色度図、第２図は一般的な交流
駆動型薄膜ＥＬ素子の断面 ′図、第３図は異なる発光
色の発光層を積層した構造のマルチカラーＥＬ素子の断
面図、第４図はカラーフィルタを用いたマルチカラーＥ
Ｌ素子の断面図、第５図（ａ）はＧａｓ：ＥｕとＳｒＳ
：Ｃｅの積層膜を発光層に用いたＥＬ索子の発光スペク
トル図、（ｂ）はこのときの色調を表わしたＣＩＥ色度
図、第６図は第５図に示した素子のカラーフィルタ透過
後の発光スペクトル図を示し、（ａ）は赤色フィルタ、
（ｂ）は緑色フィルタ（ｃ）は青色フィルタ透過後のス
ペクトル、第７図は赤色、緑色、青色カラーフィルタ透
過光及びこれらを加え合わせた光の色調を表わしたＣＩ
Ｅ色度図、第８図（ａ）は実施例１で説明するＥＬ素子
の断面図、（ｂ）はその平面図、第９図（ａ）は実施例
２で説明するＥＬ素子の断面図、（ｂ）はその平面図、
第１０図（ａ）は実施例３で説明するＥＬ素子の断面図
、（ｂ）はその平面図、第１１図（ａ）は実施例４で説
明するＥＬ素子の断面図、（ｂ）はその平面図である。
屁 林色 青色
Ｏｏ、ｚ ρ、４ ｏ・６０°３ズ
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１、 力“ラス基板
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７０ ７夜 りｂ
茅１０囚Figure 1 (,) is an explanatory diagram of adjusting the luminance according to the luminescent color by changing the area of the color filter according to an embodiment of the present invention, (b) is a chromaticity diagram for this case, and Figure 2 is a general diagram. Figure 3 is a cross-sectional view of a multi-color EL element with a structure in which light-emitting layers of different colors are laminated, and Figure 4 is a cross-sectional view of a multi-color EL element using a color filter.
A cross-sectional view of the L element, Figure 5(a) shows Gas:Eu and SrS.
: Emission spectrum diagram of an EL element using a laminated film of Ce as the light emitting layer; (b) is a CIE chromaticity diagram showing the color tone at this time; Figure 6 is the color filter transmission of the element shown in Figure 5. The subsequent emission spectrum diagram is shown, (a) is a red filter,
(b) shows the spectrum after passing through the green filter (c) shows the spectrum after passing through the blue filter, and Figure 7 shows the CI showing the color tone of the light transmitted through the red, green, and blue color filters and the combination of these lights.
E chromaticity diagram, FIG. 8(a) is a cross-sectional view of the EL element explained in Example 1, (b) is a plan view thereof, and FIG. 9(a) is a cross-sectional view of the EL element explained in Example 2. , (b) is its plan view,
10(a) is a cross-sectional view of the EL element explained in Example 3, (b) is a plan view thereof, FIG. 11(a) is a cross-sectional view of the EL element explained in Example 4, and (b) is a cross-sectional view of the EL element explained in Example 4. FIG. Fart Hayashi-iro Blue Oo, z ρ, 4 o・60°3's 20th Kaya 40 1, Force "Las board 2, Shimogure P electricity 7 Halla fill 7- 5th day 0 1), Z O,' 4
f7.6 0jj's '7C'/b 7 Ku No. 9 (2) 70 7 Night Rib Kaya 10 prisoners
Claims (3)
層、上部電極を積層し、複数色のカラーフイルタを設け
た薄膜ＥＬ素子において、 少なくとも一つの発光色に対する前記カラーフイルタの
面積又は電極面積が、他の発光色に対する前記カラーフ
イルタの面積又は電極面積と異なることを特徴とする薄
膜ＥＬ素子。1. In a thin film EL element in which a lower electrode, a first insulating layer, a light emitting layer, a second insulating layer, and an upper electrode are laminated on a substrate and color filters of multiple colors are provided, the area of the color filter for at least one emitted color or A thin film EL device characterized in that an electrode area is different from the color filter area or electrode area for other emission colors.
ＳｒＳ：Ｅｕ，ＳｒＳ：Ｃｅ，ＺｎＳ：Ｍｎのうち少な
くとも一種類を単層膜又は積層膜の形で用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜ＥＬ素子。2. As the light emitting layer, CaS:Eu, CaS:Ce,
The thin film EL device according to claim 1, characterized in that at least one of SrS:Eu, SrS:Ce, and ZnS:Mn is used in the form of a single layer film or a laminated film.
はその混晶を用い、付活剤としてＥｕ及びＣｅの少なく
とも一つを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の薄膜ＥＬ素子。3. Claim 1, characterized in that the light-emitting layer uses one of CaS and SrS, or a mixed crystal thereof, and at least one of Eu and Ce is used as an activator.
The thin film EL device described in .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62109038A JPS63274090A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Thin film el element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62109038A JPS63274090A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Thin film el element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274090A true JPS63274090A (en) | 1988-11-11 |
Family
ID=14500031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62109038A Pending JPS63274090A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Thin film el element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63274090A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0414398U (en) * | 1990-05-28 | 1992-02-05 | ||
| US6137222A (en) * | 1997-06-17 | 2000-10-24 | Denso Corporation | Multi-color electroluminescent display panel |
| US6348762B1 (en) | 1998-10-16 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Surface discharge type color plasma display panel |
-
1987
- 1987-05-06 JP JP62109038A patent/JPS63274090A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0414398U (en) * | 1990-05-28 | 1992-02-05 | ||
| US6137222A (en) * | 1997-06-17 | 2000-10-24 | Denso Corporation | Multi-color electroluminescent display panel |
| US6348762B1 (en) | 1998-10-16 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Surface discharge type color plasma display panel |
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