JPH04294094A - El element - Google Patents

El element

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Publication number
JPH04294094A
JPH04294094A JP3060238A JP6023891A JPH04294094A JP H04294094 A JPH04294094 A JP H04294094A JP 3060238 A JP3060238 A JP 3060238A JP 6023891 A JP6023891 A JP 6023891A JP H04294094 A JPH04294094 A JP H04294094A
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JP
Japan
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emitting layer
light
light emitting
striped
layer
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Pending
Application number
JP3060238A
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Japanese (ja)
Inventor
Fusakichi Kido
木戸 房吉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04294094A publication Critical patent/JPH04294094A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an EL element, which is equipped with a heightened light emission efficiency, whose manufacturing processes can be simplified to a great extent, and which does not require provision of any barrier layer. CONSTITUTION:The light emitting layer 27 of an EL element consists of a laminate of a plurality of fluorescent substance films 29a-29d, whose mother materials are ZnS and alkali earth metal sulfide, respectively. Among them the fluorescent substance films 29a, 29d whose mother material is ZnS are directly contacted with insulative layers 25, 26 arranged on both main surfaces of the light emitting layer 27.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】〔発明の目的〕[Object of the invention]

【0002】0002

【産業上の利用分野】本発明はEL素子に係り、特に発
光効率を高め、製造工程を大幅に簡素化することが可能
なEL素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an EL device, and more particularly to an EL device that can improve luminous efficiency and greatly simplify the manufacturing process.

【0003】0003

【従来の技術】従来からEL素子の構造は種々提案され
ているが、その1つとして本発明者が特願平2−173
320号にて提案したカラー表示用EL素子の構造例に
ついて図5を参照しながら以下に説明する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Various structures of EL elements have been proposed in the past, one of which is proposed by the present inventor in Japanese Patent Application No. 2-173.
An example of the structure of the EL element for color display proposed in No. 320 will be described below with reference to FIG.

【0004】図5に示すカラー表示用EL素子1は、少
なくとも一方が透明で対向して配置された一対の基板2
a,2b間に、電界で発光する発光層3を介在させ、こ
の発光層3の両主面にそれぞれバリア層4a,4bおよ
び絶縁層5a,5bを介して、互いに直交するようにス
トライプ状電極6a,6bを配置することによってマト
リックス表示が可能となるように構成され、さらに透明
な基板2bとその基板2b側のストライプ状電極6bと
の間にストライプ状色フィルタ7を配設することにより
前記発光層3が呈する発光スペクトルのうち所望のスペ
クトル範囲が取り出されるように構成されている。
The color display EL element 1 shown in FIG.
A light-emitting layer 3 that emits light by an electric field is interposed between a and 2b, and striped electrodes are arranged perpendicularly to each other on both main surfaces of the light-emitting layer 3 via barrier layers 4a and 4b and insulating layers 5a and 5b, respectively. 6a and 6b, matrix display is possible, and furthermore, by arranging a striped color filter 7 between the transparent substrate 2b and the striped electrode 6b on the side of the substrate 2b, the above-mentioned It is configured so that a desired spectral range out of the emission spectrum exhibited by the light emitting layer 3 is extracted.

【0005】また図5に示すようなフルカラー表示への
応用を目指したEL素子の発光層3は、各三原色に対応
する発光材料で形成したそれぞれの発光層を積層して形
成される。
The light emitting layer 3 of an EL element intended for application to full color display as shown in FIG. 5 is formed by stacking light emitting layers made of light emitting materials corresponding to each of the three primary colors.

【0006】現在、最も有力な緑色用発光材料としては
、発光中心となるTbを、母体(マトリックス)として
のZnS中にドープしたZnS:Tbが実用化されてい
る。また青色発光材料としてはSrS:Ce、赤色発光
材料としてはCaS:Euなどが採用されている。そし
てフルカラー表示を目的として発光色を白色とするEL
素子においては、ZnSと上記のようなアルカリ土類金
属硫化物をそれぞれ母体にした蛍光体の薄膜を三層に積
層して発光層3が形成される。
At present, ZnS:Tb, in which Tb, which serves as a luminescent center, is doped into ZnS, which serves as a matrix, has been put into practical use as the most promising green luminescent material. Furthermore, SrS:Ce is used as the blue light emitting material, and CaS:Eu is used as the red light emitting material. And EL, which emits white light for the purpose of full-color display.
In the device, the light-emitting layer 3 is formed by laminating three thin films of phosphor containing ZnS and the above-mentioned alkaline earth metal sulfide as base materials.

【0007】発光層3の両面には、バリア層4a,4b
を介して絶縁層5a,5bがそれぞれ形成され、この絶
縁層を構成する材料としては、従来のモノクロTFEL
と同様に、絶縁破壊電圧が大きな金属の酸化物、例えば
Ta2 O5 ,Y2 O3 またはAl2 O3 な
どが使用される。
Barrier layers 4a and 4b are provided on both sides of the light emitting layer 3.
Insulating layers 5a and 5b are formed through the insulating layers, and the material constituting these insulating layers is conventional monochrome TFEL.
Similarly, oxides of metals having a high dielectric breakdown voltage, such as Ta2 O5, Y2 O3 or Al2 O3, are used.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな発光材料で形成した発光層および絶縁層を積層して
形成されるEL素子においては、ある種の発光層と絶縁
層との反応が著しいため、特別な配慮が必要とされてい
た。すなわち各種の発光材料のうち、SrSおよびCa
S等のアルカリ土類金属硫化物は潮解性を有する等、化
学的に不安定な性質を有し、さらに酸化物で形成した絶
縁層と反応し易い性質を有する、そのため、製造当初の
発光層の化学量論的組成が経時的に変化し、EL素子の
信頼性が著しく低下する問題点がある。このため発光層
3と酸化物製の絶縁層5a,5bとの間に、両層と反応
しない物質、例えばZnS、AlNまたはSiの窒化物
等で形成したバリア層4a,4bを配設することが必須
となっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in an EL element formed by stacking a luminescent layer made of the above-mentioned luminescent material and an insulating layer, a certain type of luminescent layer and an insulating layer may react significantly. , special consideration was required. That is, among various luminescent materials, SrS and Ca
Alkaline earth metal sulfides such as S have chemically unstable properties such as deliquescent properties, and also have properties that easily react with insulating layers formed from oxides. There is a problem in that the stoichiometric composition of the EL element changes over time, significantly reducing the reliability of the EL device. For this reason, barrier layers 4a and 4b made of a substance that does not react with both layers, such as ZnS, AlN, or Si nitride, are provided between the light emitting layer 3 and the oxide insulating layers 5a and 5b. was required.

【0009】このバリア層4a,4bを配設することは
EL素子の性能および製造工数に大きな影響を及ぼす。 すなわち、外部からEL素子への印加電圧を一定とした
場合、このバリア層は電界形成の抵抗として作用し、発
光層に形成される有効電界を低下せしめる。その結果、
EL素子の主要性能である発光効率および発光開始電圧
に直接的に悪影響を及ぼすことになる。
[0009] The provision of these barrier layers 4a and 4b has a great influence on the performance and manufacturing man-hours of the EL element. That is, when the voltage applied from the outside to the EL element is kept constant, this barrier layer acts as a resistance for electric field formation and reduces the effective electric field formed in the light emitting layer. the result,
This will have a direct negative effect on the luminous efficiency and luminescence start voltage, which are the main performances of the EL element.

【0010】一方、発光層の両面にバリア層を形成する
ことは、積層する全層数の増大を招き、製造プロセスの
煩雑化と製造コストの上昇を招くという問題点がある。
On the other hand, forming barrier layers on both sides of the light-emitting layer increases the total number of laminated layers, complicating the manufacturing process and increasing manufacturing costs.

【0011】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、発光効率を高め、製造工程を大幅に
簡素化することが可能であり、バリア層を設けることを
不要にしたEL素子を提供することを目的とする。 〔発明の構成〕
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an EL that can increase luminous efficiency, greatly simplify the manufacturing process, and eliminates the need to provide a barrier layer. The purpose is to provide an element. [Structure of the invention]

【0012】0012

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明に係るEL素子は、少なくとも一方が透明で対
向して配置された一対の基板間に電界で発光する発光層
を介在させ、この発光層の両主面に絶縁層を介して電極
を配置したEL素子において、上記発光層がZnSおよ
びアルカリ土類金属硫化物をそれぞれ母材とする複数の
蛍光体薄膜を積層して形成され、上記ZnSを母材とす
る蛍光体薄膜が、発光層の両主面に配置された絶縁層に
それぞれ直接に接するように配置されたことを特徴とす
る。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an EL device according to the present invention includes a light-emitting layer that emits light due to an electric field interposed between a pair of substrates, at least one of which is transparent and disposed facing each other. In an EL element in which electrodes are disposed on both main surfaces of the light emitting layer with an insulating layer interposed therebetween, the light emitting layer is formed by laminating a plurality of phosphor thin films each using ZnS and alkaline earth metal sulfide as base materials. , the phosphor thin film having ZnS as a base material is disposed so as to be in direct contact with the insulating layers disposed on both principal surfaces of the light emitting layer.

【0013】[0013]

【作用】上記構成に係るEL素子によれば、発光層の両
主面に配置された絶縁層に、絶縁層と反応しないZnS
を母体とする蛍光体薄膜が直接接するように配置され、
アルカリ土類金属硫化物を母体する蛍光体薄膜が絶縁層
から隔離される構造であるため、アルカリ土類金属硫化
物を母体する蛍光体薄膜の化学的安定性が維持される。 そのためEL素子の機能の経時変化がなく、素子の信頼
性を大幅に改善することができる。
[Function] According to the EL device having the above structure, ZnS, which does not react with the insulating layer, is added to the insulating layer disposed on both main surfaces of the light emitting layer.
The phosphor thin film with the base material is placed in direct contact with the
Since the structure is such that the phosphor thin film containing alkaline earth metal sulfide as a matrix is isolated from the insulating layer, the chemical stability of the phosphor thin film containing alkaline earth metal sulfide as a matrix is maintained. Therefore, the function of the EL element does not change over time, and the reliability of the element can be significantly improved.

【0014】また絶縁層と、発光層との間にバリア層を
設ける必要がなくなるため、発光層全体の厚さを低減す
ることができ、発光層に形成する有効電界を増大化させ
ることができる。そして有効電界の増大化により、発光
効率の向上および発光開始電圧の低減等、EL素子の性
能向上に大きく寄与するとともに、バリア層の膜形成工
程を省略でき、EL素子の製造工程が簡略化され、製造
コストを大幅に低減することができる。
Furthermore, since there is no need to provide a barrier layer between the insulating layer and the light-emitting layer, the thickness of the entire light-emitting layer can be reduced, and the effective electric field formed in the light-emitting layer can be increased. . By increasing the effective electric field, it greatly contributes to improving the performance of EL devices, such as improving luminous efficiency and reducing the emission starting voltage, and also simplifies the manufacturing process of EL devices by omitting the step of forming a barrier layer. , manufacturing costs can be significantly reduced.

【0015】[0015]

【実施例】次に本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。図1は本発明に係るEL素子の一実施
例を模式的に示す分解斜視図であり、特にカラー表示用
EL素子を例にとって説明する図である。また図2は図
1に示す発光層の構成例を示す斜視断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing one embodiment of an EL element according to the present invention, and is a diagram specifically illustrating an EL element for color display as an example. Moreover, FIG. 2 is a perspective sectional view showing an example of the structure of the light emitting layer shown in FIG.

【0016】すなわち本実施例に係るカラー表示用EL
素子1aは、図1に示すように少なくとも一方が透明で
対向して配置された一対の基板21,23間に電界で発
光する発光層27を介在させ、この発光層27の両主面
にそれぞれ絶縁層25,26を介して互いに直交させて
ストライプ状電極24,28を配置したことによりマト
リックス表示が可能であり、かつ前記発光層27が呈す
る発光スペクトルのうち所望のスペクトル範囲を取り出
すためのストライプ状フィルタ22が、透明な基板21
とその基板側のストライプ状電極22との間に配設され
る一方、図2に示すように、上記発光層27がZnSお
よびアルカリ土類金属硫化物をそれぞれ母材とする複数
の蛍光体薄膜29a,29b,29c,29dを積層し
て形成されたカラー表示用EL素子1aにおいて、Zn
Sを母材とする蛍光体薄膜29a,29dが、発光層2
7の両主面に配置された絶縁層25,26にそれぞれ直
接に接するように配置されて構成される。
That is, the color display EL according to this embodiment
As shown in FIG. 1, the element 1a has a light-emitting layer 27 interposed between a pair of substrates 21 and 23, at least one of which is transparent and which is disposed facing each other, and which emits light by an electric field. Matrix display is possible by arranging striped electrodes 24 and 28 perpendicularly to each other with insulating layers 25 and 26 in between, and stripes for extracting a desired spectral range from the emission spectrum exhibited by the light emitting layer 27. The shaped filter 22 is mounted on a transparent substrate 21.
and the striped electrode 22 on the substrate side, and as shown in FIG. In the color display EL element 1a formed by laminating 29a, 29b, 29c, and 29d, Zn
The phosphor thin films 29a and 29d having S as a base material form the light emitting layer 2.
Insulating layers 25 and 26 disposed on both main surfaces of 7 are arranged and configured to be in direct contact with each other.

【0017】ここで基板21は透明な基板であり、この
透明基板21上には、三原色を個別に取り出すためのス
トライプ状色フィルタ22が一体的に配置される。スト
ライプ状色フィルタ22を構成する材料としては、無機
または有機であるを問わず、各三原色に適合する透過率
分布を有する材料が使用される。
The substrate 21 is a transparent substrate, and a striped color filter 22 for individually extracting the three primary colors is integrally arranged on the transparent substrate 21. As the material constituting the striped color filter 22, a material having a transmittance distribution suitable for each of the three primary colors is used, regardless of whether it is inorganic or organic.

【0018】一方、透明基板21を構成する材料として
は、一般にガラスが望ましい。しかし、ストライプ状色
フィルタ22の素材が有機物である場合や、コントラス
トを上げるために基板21を偏光板で形成する場合等に
おいては、透明プラスチック材を使用してもよい。
On the other hand, as the material constituting the transparent substrate 21, glass is generally preferable. However, in cases where the material of the striped color filter 22 is an organic substance, or in cases where the substrate 21 is formed of a polarizing plate to increase contrast, a transparent plastic material may be used.

【0019】また図1において透明基板21と対向する
、他方の基板23の下面には、高い反射率を有するスト
ライプ状電極(背面電極)24が配設されており、この
ストライプ状電極24の下側に、一対の絶縁層25,2
6に挟持された発光層27が設けられている。
Further, in FIG. 1, a striped electrode (back electrode) 24 having a high reflectance is disposed on the lower surface of the other substrate 23 facing the transparent substrate 21, and below this striped electrode 24. On the side, a pair of insulating layers 25, 2
A light emitting layer 27 sandwiched between the two substrates 6 is provided.

【0020】そして発光層27の図中下側に、絶縁層2
6を介して上記ストライプ状電極(背面電極)24と直
交する方向に、他方のストライプ状電極(透明電極)2
8が設けられており、これらの直交するストライプ状電
極24,28によってマトリックス表示を可能としてい
る。
An insulating layer 2 is formed below the light emitting layer 27 in the figure.
6 in a direction perpendicular to the striped electrode (back electrode) 24, the other striped electrode (transparent electrode) 2
8 are provided, and these orthogonal striped electrodes 24 and 28 enable matrix display.

【0021】ここで、発光層27は、三原色の個々の発
光色を呈する発光中心元素を母体中に混在させた複数種
類の蛍光体薄膜29a〜29dを積層して形成されてい
る。発光中心となる元素は、概ね、希土類元素から選択
される。
The light-emitting layer 27 is formed by laminating a plurality of types of phosphor thin films 29a to 29d in which luminescent center elements that emit light of each of the three primary colors are mixed in the matrix. The element serving as the luminescent center is generally selected from rare earth elements.

【0022】特に本発明においては、酸化物製の絶縁層
25,26に対する化学的安定性が優れたZnSを母体
として蛍光体薄膜29a,29dをそれぞれ絶縁層25
,26に直接接するように配置したことを特徴としてい
る。
In particular, in the present invention, the phosphor thin films 29a and 29d are formed into the insulating layers 25 and 25 using ZnS as a base material, which has excellent chemical stability with respect to the oxide insulating layers 25 and 26.
, 26.

【0023】すなわち本発明者は絶縁層に対して化学的
安定性を有する蛍光体を種々検討した結果、ZnSを母
体とした蛍光体を発光層として他のモノクロ表示用のT
FEL(薄膜EL)に実装した場合に優れた安定性を発
揮するという知見を得て、上記の積層構造を採用した。
That is, as a result of various studies on phosphors having chemical stability with respect to the insulating layer, the present inventors have found that a phosphor having ZnS as a matrix can be used as a light-emitting layer for other monochrome display T.
The above laminated structure was adopted based on the knowledge that it exhibits excellent stability when mounted on an FEL (thin film EL).

【0024】一方、ストライプ状電極(透明電極)28
は、図1に示すようにその1本の幅をWD とし、また
ストライプ状色フィルタ22の1本の幅をWF とした
場合に、WD ≦WF の関係を満足するように形成さ
れている。さらに所望のスペクトル範囲を複数に分割し
て取り出す場合、それぞれのスペクトル範囲に対応する
ストライプ状色フィルタ22のピッチとストライプ状電
極(透明電極)28のピッチが等しくなるように形成さ
れている。
On the other hand, the striped electrode (transparent electrode) 28
are formed so as to satisfy the relationship WD≦WF, where the width of one of the striped color filters 22 is WD and the width of one of the striped color filters 22 is WF as shown in FIG. Furthermore, when a desired spectral range is divided into a plurality of parts and extracted, the pitch of the striped color filters 22 and the pitch of the striped electrodes (transparent electrodes) 28 corresponding to each spectral range are formed to be equal.

【0025】なお、対向する基板23は透明もしくは非
透明の基板であり、また対向基板23側に形成されたス
トライプ状電極24、絶縁層25,26、発光層27、
ストライプ状電極28から構成される部分は、通常の二
重絶縁型TFEL素子と同一構造を有しており、これら
は一体に構成されている。
Note that the opposing substrate 23 is a transparent or non-transparent substrate, and the striped electrodes 24, insulating layers 25, 26, light emitting layer 27,
The portion composed of the striped electrodes 28 has the same structure as a normal double insulation type TFEL element, and these are integrally constructed.

【0026】そして、ストライプ状色フィルタ22が一
体形成された透明基板21と、同様にストライプ状電極
24と絶縁層25,26と、発光層27とストライプ状
電極28とが一体化された対向基板23とが、それぞれ
膜形成面側で密着されて単一発光層の電界発光部が構成
され、交流電界で駆動されるカラー表示用のEL素子1
aが構成されている。
A transparent substrate 21 on which a striped color filter 22 is integrally formed, and a counter substrate on which a striped electrode 24, insulating layers 25, 26, a light emitting layer 27, and a striped electrode 28 are similarly integrated. 23 are in close contact with each other on the film forming surface side to constitute a single light emitting layer electroluminescent section, and the EL element 1 for color display is driven by an alternating current electric field.
a is configured.

【0027】また、上記密着面におけるストライプ状色
フィルタ22とストライプ状電極(透明電極)28とは
、平行にかつそれぞれ規則的に繰り返して対向するよう
に配置される。
Further, the striped color filter 22 and the striped electrode (transparent electrode) 28 on the contact surface are arranged in parallel and regularly and repeatedly facing each other.

【0028】また、上記両基板21,23の密着面にT
FELの防湿のため、例えばシリコーンオイルのような
透明流体を介在させることは、信頼性の向上に有効であ
る。
[0028] Furthermore, a T
For example, interposing a transparent fluid such as silicone oil to moisture-proof the FEL is effective in improving reliability.

【0029】次に、上記構成のEL素子の具体的構成例
とその評価結果について述べる。
Next, a specific example of the structure of the EL element having the above structure and its evaluation results will be described.

【0030】図1において、対向基板23としてガラス
基板を用い、このガラス基板23上に厚さ120nmの
アルミニウム膜からなる背面電極24を被覆形成し、こ
れを幅2mmで、3mmピッチのストライプ状にパター
ニングした。次いで、この背面電極24上に厚さ470
nmのTa2 O5からなる第1の絶縁層25を被覆し
た。
In FIG. 1, a glass substrate is used as the counter substrate 23, and a back electrode 24 made of an aluminum film with a thickness of 120 nm is formed on the glass substrate 23, and is formed into stripes with a width of 2 mm and a pitch of 3 mm. patterned. Next, a layer with a thickness of 470 mm is formed on this back electrode 24.
A first insulating layer 25 of Ta2O5 of 100 nm was coated.

【0031】次に発光層27の構成例について、図2を
参照して説明する。図2は図1における発光層27を部
分的に拡大して示す斜視断面図である。
Next, an example of the structure of the light emitting layer 27 will be explained with reference to FIG. FIG. 2 is a partially enlarged perspective cross-sectional view of the light emitting layer 27 in FIG.

【0032】すなわちZnSを母体とし、緑色発光する
発光中心元素としてTbを3重量%ドープした厚さ15
0nmの蛍光体薄膜29aを絶縁層25の下面に形成し
た。次にSrSを母体とし、青緑色発光する発光中心元
素として、Ceを0.5重量%ドープした厚さ350n
mの蛍光体薄膜29bを上記蛍光体薄膜29aの下面に
形成し、さらにこの蛍光体薄膜29aの下面にCaSを
母体とし、赤色発光する発光中心元素としてEuを1重
量%ドープした厚さ300nmの蛍光体薄膜29cを形
成し、さらに蛍光体薄膜29aと同一の組成を有する蛍
光体薄膜29dを蛍光体薄膜29cの下面側に形成した
That is, a film with a thickness of 15 mm made of ZnS as a matrix and doped with 3% by weight of Tb as a luminescence center element that emits green light.
A 0 nm phosphor thin film 29a was formed on the lower surface of the insulating layer 25. Next, a film with a thickness of 350 nm using SrS as a matrix and doped with 0.5% by weight of Ce as a luminescent center element that emits blue-green light.
A 300 nm thick phosphor thin film 29b is formed on the lower surface of the phosphor thin film 29a, and a 300 nm thick phosphor thin film 29b is formed on the lower surface of the phosphor thin film 29a. A phosphor thin film 29c was formed, and a phosphor thin film 29d having the same composition as the phosphor thin film 29a was further formed on the lower surface side of the phosphor thin film 29c.

【0033】さらに上記蛍光体薄膜29dの下面に、厚
さ470nmのTa2 O5 からなる第2の絶縁層2
6を被覆し、この第2の絶縁層26の下面に、図1に示
すように、I.T.O.(インジウム−スズ酸化物)か
ら成る厚さ170nmの透明電極28を形成し、この透
明電極28が上記背面電極24と直交する方向に配列す
るように、2mm幅で、3mmピッチのストライプ状に
パターニングした。
Further, on the lower surface of the phosphor thin film 29d, a second insulating layer 2 made of Ta2O5 and having a thickness of 470 nm is formed.
6 and on the lower surface of this second insulating layer 26, as shown in FIG. T. O. A 170 nm thick transparent electrode 28 made of (indium-tin oxide) is formed and patterned into stripes with a width of 2 mm and a pitch of 3 mm so that the transparent electrode 28 is arranged in a direction perpendicular to the back electrode 24. did.

【0034】上記の各薄膜のうち、絶縁層25,26お
よび透明電極28はマグネトロンスパッタリング法によ
り形成する一方、他の薄膜は全て通常の二重絶縁型TF
EL素子の形成で実施される蒸着法によって形成した。
Among the above-mentioned thin films, the insulating layers 25 and 26 and the transparent electrode 28 are formed by magnetron sputtering, while the other thin films are all formed by ordinary double insulation type TF.
It was formed by a vapor deposition method that is used in the formation of EL elements.

【0035】一方、透明基板21としてガラス基板を用
いて、このガラス基板21上へのストライプ状色フィル
タ22の形成は別プロセスで行なった。すなわち、緑、
青および赤の各フィルタを周期的繰返しでストライプ状
に設け、各フィルタの幅はいずれも3mmで互いに密接
させて形成した。
On the other hand, a glass substrate was used as the transparent substrate 21, and the formation of the striped color filters 22 on the glass substrate 21 was performed in a separate process. i.e. green,
The blue and red filters were provided in stripes in a periodic manner, each having a width of 3 mm, and were formed in close contact with each other.

【0036】そして、上記ストライプ状のフィルタ22
および透明電極28を平行状態で対面させると共に、各
ピッチを合せながら、透明基板21と対向基板23とを
、この間隙にシリコーンオイルを介在させて密着させ、
カラー表示用EL素子1aを作製した。
[0036] Then, the striped filter 22
And while the transparent electrodes 28 are facing each other in a parallel state, the transparent substrate 21 and the counter substrate 23 are brought into close contact with each other with silicone oil interposed in the gap, while adjusting each pitch,
An EL element 1a for color display was produced.

【0037】このようにして得たカラー表示用EL素子
1aに対し、60Hz正弦波の交流電圧130Vrms
を電極間に印加して発光させ、フィルタ透過後の発光輝
度を測定した。その結果、緑色が62nt、青色が7n
tおよび赤色が15ntと、いずれも従来例と比較して
高い値であった。
For the color display EL element 1a thus obtained, an AC voltage of 130 Vrms with a 60 Hz sine wave was applied.
was applied between the electrodes to emit light, and the luminance of the emitted light after passing through the filter was measured. As a result, green is 62nt and blue is 7n.
t and red color were 15 nt, both of which were higher values compared to the conventional example.

【0038】また、図3にストライプ状色フィルタ22
がない場合の発光スペクトルを示す。図4には、各フィ
ルタの分光透過率を示す。
FIG. 3 also shows a striped color filter 22.
The emission spectrum in the absence of is shown. FIG. 4 shows the spectral transmittance of each filter.

【0039】次に実施例に係るEL素子の安定性および
耐久性を確認するために、EL素子を500時間放置し
た後に、各薄膜の状態を観察したところ、各薄膜の外観
の変化はなく、また各発光色の輝度を測定した結果、放
置前後において顕著な差は求められなかった。
Next, in order to confirm the stability and durability of the EL element according to the example, the condition of each thin film was observed after the EL element was left for 500 hours. There was no change in the appearance of each thin film. Furthermore, as a result of measuring the luminance of each luminescent color, no significant difference was found between before and after leaving it.

【0040】次にバリア層を有する従来のEL素子と特
性を比較するため、実施例と同様な積層構造に加えて、
Ta2 O5 製の絶縁層25とZnS:Tb製蛍光体
薄膜29aとの間およびTa2 O5 製の絶縁層26
とZnS:Tb製蛍光体薄膜29dとの間にそれぞれ厚
さ150nmのAlNから成るバリア層を介在させて比
較例のEL素子を作製した。
Next, in order to compare the characteristics with a conventional EL element having a barrier layer, in addition to the laminated structure similar to the example,
Between the insulating layer 25 made of Ta2O5 and the phosphor thin film 29a made of ZnS:Tb, and the insulating layer 26 made of Ta2O5
An EL device of a comparative example was prepared by interposing a barrier layer made of AlN and having a thickness of 150 nm between the phosphor thin film 29d made of ZnS:Tb and the ZnS:Tb phosphor thin film 29d.

【0041】作製した実施例および比較例のEL素子を
同一条件で動作せしめて特性を比較したところ、比較例
と比べて実施例のEL素子の発光効率は約18%向上す
るとともに、発光開始電圧は約37%低減され、本実施
例のEL素子の優れた特性を確認することができた。
When the fabricated EL devices of the example and comparative example were operated under the same conditions and their characteristics were compared, the luminous efficiency of the EL device of the example was improved by about 18% compared to the comparative example, and the emission starting voltage was was reduced by about 37%, confirming the excellent characteristics of the EL element of this example.

【0042】このように本実施例に係るカラー表示用E
L素子においては、現在最も有用性があるものの、化学
的安定性に欠けるアルカリ土類金属硫化物を母体とする
蛍光体薄膜を、特別なバリア層を介在させることなく積
層することが可能になり、長期間に亘って安定な発光層
を形成することができる。したがって、発光効率や発光
開始電圧等の性能が優れ信頼性が高く、かつ製造コスト
が低いカラー表示用EL素子を得ることができる。
As described above, the color display E according to this embodiment
For L elements, it has become possible to stack phosphor thin films based on alkaline earth metal sulfides, which are currently the most useful but lack chemical stability, without intervening a special barrier layer. , a stable light-emitting layer can be formed over a long period of time. Therefore, it is possible to obtain an EL element for color display that has excellent performance such as luminous efficiency and luminescence start voltage, is highly reliable, and has low manufacturing cost.

【0043】なお実施例においては、カラー表示用EL
素子を例にとって説明したが、本発明はこれらに限定さ
れることはなく、互いに反応を起こし易い蛍光体薄膜と
絶縁層とを有するモノクロ表示用のEL素子にも同様に
適用することが可能である。
[0043] In the embodiment, color display EL
Although the device has been described as an example, the present invention is not limited thereto, and can be similarly applied to an EL device for monochrome display that has a phosphor thin film and an insulating layer that tend to react with each other. be.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明の通り本発明に係るEL素子に
よれば、発光層の両主面に配置された絶縁層に、絶縁層
と反応しないZnSを母体とする蛍光体薄膜が直接接す
るように配置され、アルカリ土類金属硫化物を母体する
蛍光体薄膜が絶縁層から隔離される構造であるため、ア
ルカリ土類金属硫化物を母体する蛍光体薄膜の化学的安
定性が維持される。そのためEL素子の機能の経時変化
がなく、素子の信頼性を大幅に改善することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the EL device according to the present invention, the phosphor thin film whose matrix is ZnS, which does not react with the insulating layer, is in direct contact with the insulating layer disposed on both main surfaces of the light emitting layer. Since the phosphor thin film containing alkaline earth metal sulfide is separated from the insulating layer, the chemical stability of the phosphor thin film containing alkaline earth metal sulfide is maintained. Therefore, the function of the EL element does not change over time, and the reliability of the element can be significantly improved.

【0045】また絶縁層と、発光層との間にバリア層を
設ける必要がなくなるため、TFELを積層した発光層
全体の厚さを低減することができ、発光層に形成する有
効電界を増大化させることができる。そして有効電界の
増大化により、発光効率の向上および発光開始電圧の低
減等、EL素子の性能向上に大きく寄与するとともに、
バリア層の膜形成工程を省略でき、EL素子の製造工程
が簡略化され、製造コストを大幅に低減することができ
る。
Furthermore, since there is no need to provide a barrier layer between the insulating layer and the light-emitting layer, the overall thickness of the light-emitting layer in which TFELs are laminated can be reduced, and the effective electric field formed in the light-emitting layer can be increased. can be done. In addition, by increasing the effective electric field, it greatly contributes to improving the performance of EL elements, such as improving luminous efficiency and reducing the emission starting voltage.
The step of forming a barrier layer can be omitted, the manufacturing process of the EL element can be simplified, and manufacturing costs can be significantly reduced.

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

【図1】本発明に係るEL素子の一実施例を模式的に示
す分解斜視図。
FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing an embodiment of an EL element according to the present invention.

【図2】図1に示す発光層の構成例を示す斜視断面図。FIG. 2 is a perspective cross-sectional view showing an example of the structure of the light emitting layer shown in FIG. 1;

【図3】図1に示す構造を有するカラー表示用TFEL
素子の実施例における色フィルタがない場合の発光スペ
クトルを示すグラフ。
[Figure 3] TFEL for color display having the structure shown in Figure 1
3 is a graph showing an emission spectrum in the case where there is no color filter in an example of the device.

【図4】図1に示す構造を有するカラー表示用TFEL
素子の実施例における色フィルタりの分光透過率を示す
グラフ。
[Figure 4] TFEL for color display having the structure shown in Figure 1
A graph showing the spectral transmittance of a color filter in an example of the element.

【図5】従来のカラー表示用EL素子の構造例を示す分
解斜視図。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a structural example of a conventional EL element for color display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a  EL素子 2a,2b  基板 3  発光層 4a,4b  バリア層 5a,5b  絶縁層 6a,6b  ストライプ状電極 7  ストライプ状色フィルタ 21  基板(透明基板) 22  ストライプ状色フィルタ 23  基板 24  ストライプ状電極(背面電極)25  絶縁層 26  絶縁層 27  発光層 1, 1a EL element 2a, 2b board 3. Luminescent layer 4a, 4b Barrier layer 5a, 5b Insulating layer 6a, 6b Striped electrode 7 Striped color filter 21 Substrate (transparent substrate) 22 Striped color filter 23 Substrate 24 Striped electrode (back electrode) 25 Insulating layer 26 Insulating layer 27 Luminescent layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  少なくとも一方が透明で対向して配置
された一対の基板間に電界で発光する発光層を介在させ
、この発光層の両主面に絶縁層を介して電極を配置した
EL素子において、上記発光層がZnSおよびアルカリ
土類金属硫化物をそれぞれ母材とする複数の蛍光体薄膜
を積層して形成され、上記ZnSを母材とする蛍光体薄
膜が、発光層の両主面に配置された絶縁層にそれぞれ直
接に接するように配置されたことを特徴とするEL素子
Claim 1: An EL element in which a light-emitting layer that emits light by an electric field is interposed between a pair of substrates, at least one of which is transparent and placed facing each other, and electrodes are arranged on both main surfaces of the light-emitting layer with an insulating layer interposed therebetween. The light-emitting layer is formed by laminating a plurality of phosphor thin films each containing ZnS and an alkaline earth metal sulfide as a base material, and the phosphor thin film containing ZnS as a base material is formed on both main surfaces of the light-emitting layer. An EL element characterized in that the EL element is arranged so as to be in direct contact with an insulating layer disposed on each of the insulating layers.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006022052A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Valios Co., Ltd. Field emission device, its manufacturing method, field emission device driving method, field emission device driving circuit, illumination system, and operation panel
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