JPH0613185A - Thin film el display element - Google Patents

Thin film el display element

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JPH0613185A
JPH0613185A JP4193136A JP19313692A JPH0613185A JP H0613185 A JPH0613185 A JP H0613185A JP 4193136 A JP4193136 A JP 4193136A JP 19313692 A JP19313692 A JP 19313692A JP H0613185 A JPH0613185 A JP H0613185A
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thin film
light emitting
display element
emission
insulating layer
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Shinya Mizuki
伸也 水木
Nobue Ito
信衛 伊藤
Tadashi Hattori
服部  正
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Japan Science and Technology Agency
Denso Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a thin film EL display element by which high brightness emission becomes possible by low voltage impression. CONSTITUTION:A thin film EL display element 100 is formed by laminating a transparent electrode 12, the first emission layer 13, the first and the second insulating layers 14a and 14b, the second emission layer 15 and a back plate 16 in order on a glass substrate 11. In the thin film EL display element 100, The insulating layers are formed substantially as a single layer of the first and the second insulating layers 14a and 14b, so that a voltage drop can be reduced in the insulating layers. That is, since an electric field applied to the thin film EL display element 100 is impressed effectively on the first and the second emission layers 13 and 15, partial pressure of impressed voltage to the emission layers is increased, so that emission brightness to the impressed voltage can be heightened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、計器類のドッ
トマトリックスやキャラクタディスプレイ表示器又はバ
ックライト照明用などの面発光源として使用される薄膜
EL(Electroluminescence) ディスプレイ素子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film EL (Electroluminescence) display element used as a surface emitting light source for, for example, a dot matrix of instruments, a character display display or backlight illumination.

【0002】[0002]

【従来技術】薄膜ELディスプレイ素子は、硫化亜鉛
(ZnS)などの蛍光体に電界をかけたときに発光する現
象を利用したもので自発光型の平面ディスプレイを構成
するものとして注目されている。図5は、従来の薄膜E
Lディスプレイ素子10の典型的な断面構造を示した模
式図である。薄膜ELディスプレイ素子10は、ガラス
基板1上に、透明電極2、第1絶縁層3、発光層4、第
2絶縁層5及び背面電極6が順次積層され形成されてい
る。絶縁性基板であるガラス基板1としては、一般にN
a などのアルカリイオンを含まないノンアルカリガラス
が用いられる。透明電極2及び背面電極6としては、酸
化インジウム(In23)に錫(Sn)をドープしたITO
(Indium Tin Oxide)膜又は酸化亜鉛(ZnO)にガリウ
ム(Ga)、アルミニウム(Al)などをドープしたものが
用いられる。上記ITO膜は光学的に透明な導電膜で、
低抵抗率であることから従来より透明電極用として広く
使用されている。絶縁膜である第1絶縁層3及び第2絶
縁層5としては、五酸化タンタル(Ta25)、窒化珪素
(Si34)、SiO2、Al23 やそれらの混合物もしく
はそれらの複合膜が用いられる。発光層4としては、例
えば、硫化亜鉛(ZnS)を母体材料とし、発光中心とし
てマンガン(Mn)やテルビウム(Tb),酸素(O),フ
ッ素(F)などを添加したものが使用され、その発光層
4に106V/cm以上の電界が印加される。薄膜ELディス
プレイ素子の発光色は硫化亜鉛(ZnS)中の添加物の種
類によって決まり、例えば、発光中心としてマンガン
(Mn)を添加した場合には黄橙色、Tb,O,F を添加し
た場合には緑色の発光が得られる。
2. Description of the Related Art Thin-film EL display elements are made of zinc sulfide.
It takes advantage of the phenomenon of light emission when a fluorescent substance such as (ZnS) is applied with an electric field, and is attracting attention as a constituent of a self-luminous flat display. FIG. 5 shows a conventional thin film E
3 is a schematic diagram showing a typical cross-sectional structure of the L display element 10. FIG. The thin film EL display element 10 is formed by sequentially stacking a transparent electrode 2, a first insulating layer 3, a light emitting layer 4, a second insulating layer 5 and a back electrode 6 on a glass substrate 1. The glass substrate 1 which is an insulating substrate is generally N
Non-alkali glass that does not contain alkali ions such as a is used. As the transparent electrode 2 and the back electrode 6, ITO in which indium oxide (In 2 O 3 ) is doped with tin (Sn) is used.
An (Indium Tin Oxide) film or zinc oxide (ZnO) doped with gallium (Ga), aluminum (Al), or the like is used. The ITO film is an optically transparent conductive film,
Since it has a low resistivity, it has been widely used for transparent electrodes. As the first insulating layer 3 and the second insulating layer 5 which are insulating films, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), SiO 2 , Al 2 O 3 or a mixture thereof or those The composite membrane of is used. As the light emitting layer 4, for example, a material in which zinc sulfide (ZnS) is used as a base material and manganese (Mn), terbium (Tb), oxygen (O), fluorine (F) or the like is added as an emission center is used. An electric field of 10 6 V / cm or more is applied to the light emitting layer 4. The emission color of the thin film EL display device depends on the type of additive in zinc sulfide (ZnS). For example, when manganese (Mn) is added as the emission center, it is yellow-orange, and when Tb, O, F is added. Gives a green emission.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の構造の薄膜EL
ディスプレイ素子10を作成し、電圧を印加し発光させ
た。図2に従来品として示したように、上記薄膜ELデ
ィスプレイ素子10は 200V以上の電圧を印加した時点
で発光(発光輝度100=1cd/m2以上)を開始し、印加電
圧 364Vのときの発光輝度は約2000cd/m2(1KHz 駆
動)であったここで、発明者らは、この従来品より低い
電圧で高輝度を得る方法について鋭意実験研究を重ね、
以下のような結論に到達した。発光に何ら寄与せず発光
層を流れる電流を制限するための絶縁層が発光層の両側
に存在することにより絶縁層部分での電圧降下が大きく
なり、駆動電圧が高くなっている。即ち、薄膜ELディ
スプレイ素子に印加した電圧が発光層に有効に印加され
ていないということである。尚、従来構造の薄膜ELデ
ィスプレイ素子において、絶縁層での電圧降下を抑える
ために膜厚を薄くすることも考えられる。ところが、絶
縁層は1層あたり所定の厚みを確保しないと絶縁耐圧を
越え絶縁破壊を起こしてしまうのである。又、絶縁膜が
所定の厚みより薄くなると製造工程でピンホールなどが
発生し易くなり信頼性が失われてしまうのである。
The thin film EL having the above structure.
A display element 10 was prepared, and a voltage was applied to make it emit light. As shown in FIG. 2 as a conventional product, the thin film EL display device 10 starts to emit light (luminance of 10 0 = 1 cd / m 2 or more) when a voltage of 200 V or more is applied, and when the applied voltage is 364 V. The emission brightness was about 2000 cd / m 2 (1 KHz drive). Here, the inventors conducted extensive research into a method of obtaining high brightness at a voltage lower than that of the conventional product,
We reached the following conclusions. Since the insulating layers for limiting the current flowing through the light emitting layer without contributing to light emission are present on both sides of the light emitting layer, the voltage drop in the insulating layer portion becomes large and the driving voltage becomes high. That is, the voltage applied to the thin film EL display element is not effectively applied to the light emitting layer. In the conventional thin film EL display device, it is possible to reduce the film thickness in order to suppress the voltage drop in the insulating layer. However, if the insulating layer does not have a predetermined thickness per layer, the breakdown voltage will be exceeded and dielectric breakdown will occur. Further, if the insulating film is thinner than a predetermined thickness, pinholes and the like are likely to occur in the manufacturing process, and reliability is lost.

【0004】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、低電圧の
印加で高輝度発光することができる薄膜ELディスプレ
イ素子を提供することである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin film EL display device capable of emitting high brightness light by applying a low voltage. is there.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、絶縁性基板上で積層構造を成し、少な
くとも光取り出し側の材料を光学的に透明とした薄膜E
Lディスプレイ素子であって、前記積層構造は少なくと
も1層から成る絶縁層と該絶縁層を挟んで両側に各々1
層以上の発光層と該発光層を挟んで両最外層に対向する
電極とから成ることを特徴とする。
The structure of the invention for solving the above-mentioned problems is a thin film E in which a laminated structure is formed on an insulating substrate and at least the material on the light extraction side is optically transparent.
In the L display device, the laminated structure has at least one insulating layer and one layer on each side of the insulating layer.
It is characterized by comprising at least two light emitting layers and electrodes facing both outermost layers with the light emitting layers sandwiched therebetween.

【0006】[0006]

【作用及び効果】上記の手段によれば、薄膜ELディス
プレイ素子を構成する絶縁層を実質的に一重(1層)と
できるため絶縁層での電圧降下が少なくなる。又、上記
絶縁層は所定の厚みを確保することができるため絶縁耐
圧を越えて絶縁破壊することを防ぐことができる。これ
により、薄膜ELディスプレイ素子に加えられた電界が
有効に発光層に印加されることとなり、発光層に対する
印加電圧の分圧が高くなり、印加電圧に対する発光輝度
を高くすることが可能となる。
According to the above means, since the insulating layer forming the thin film EL display element can be made substantially single (one layer), the voltage drop in the insulating layer is reduced. Further, since the insulating layer can have a predetermined thickness, it is possible to prevent dielectric breakdown beyond the breakdown voltage. Thereby, the electric field applied to the thin film EL display element is effectively applied to the light emitting layer, the partial voltage of the voltage applied to the light emitting layer is increased, and the emission brightness with respect to the applied voltage can be increased.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図1は本発明に係る薄膜ELディスプレイ素子
100の断面構造を示した模式図である。薄膜ELディ
スプレイ素子100は、絶縁性基板であるガラス基板1
1上に順次、以下の薄膜が積層形成され構成されてい
る。ガラス基板11上には、可視光に対して透明な酸化
物透明電極であるITO透明導電膜から成る透明電極1
2が形成され、その上面には、Tb,O,F が添加された
硫化亜鉛(ZnS)から成る第1発光層13、光学的に透
明なSiNxの化学式で表されるシリコン窒化物から成る
第1絶縁層14a及び五酸化タンタル(Ta25)から成
る第2絶縁層14b、テルビウム(Tb),酸素(O),
フッ素(F)が添加された硫化亜鉛(ZnS)から成る第
2発光層15、アルミニウム(Al)から成る背面電極1
6が形成されている。
EXAMPLES The present invention will be described below based on specific examples. FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a thin film EL display device 100 according to the present invention. The thin film EL display device 100 includes a glass substrate 1 which is an insulating substrate.
The following thin films are sequentially laminated and formed on the substrate 1. On the glass substrate 11, a transparent electrode 1 made of an ITO transparent conductive film which is an oxide transparent electrode transparent to visible light.
2 is formed, and on the upper surface thereof, a first light emitting layer 13 made of zinc sulfide (ZnS) doped with Tb, O, F, and made of an optically transparent silicon nitride represented by the chemical formula of SiN x. The first insulating layer 14a and the second insulating layer 14b made of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), terbium (Tb), oxygen (O),
Fluorine (F) -added zinc sulfide (ZnS) second light emitting layer 15 and aluminum (Al) back electrode 1
6 is formed.

【0008】次に、上述の薄膜ELディスプレイ素子1
00の製造方法を以下に述べる。先ず、ガラス基板11
上に透明電極12を真空蒸着法により形成した。具体的
な蒸着材料としては、酸化インジウム(In23)中に酸
化錫(SnO2)をIn 原子に対してSn 原子が5%となる
ように混合し、焼成してぺレット状に成形したものを用
いた。上記ガラス基板11及び上記蒸着材料を電子ビー
ム蒸着装置内にセットし、ガラス基板11を 250℃に保
持したまま真空槽内を3×10-4Pa まで排気した。次
に、 6.7×10-2Pa まで酸素を導入し蒸着速度が0.1〜
0.3nm/secとなるように電子ビームの出力を調整しなが
らITO透明導電膜を 200nm成膜した。このITO透明
導電膜をフォトリソグラフィの手法を用いてパターニン
グすることにより透明電極12とした。
Next, the above-mentioned thin film EL display device 1
The manufacturing method of 00 is described below. First, the glass substrate 11
The transparent electrode 12 was formed on the top by the vacuum evaporation method. As a specific vapor deposition material, tin oxide (SnO 2 ) is mixed in indium oxide (In 2 O 3 ) so that Sn atoms are 5% with respect to In atoms, and the mixture is fired to form a pellet. What was done was used. The glass substrate 11 and the vapor deposition material were set in an electron beam vapor deposition apparatus, and the vacuum chamber was evacuated to 3 × 10 −4 Pa while keeping the glass substrate 11 at 250 ° C. Next, oxygen was introduced up to 6.7 × 10 -2 Pa and the deposition rate was 0.1-
An ITO transparent conductive film was formed to a thickness of 200 nm while adjusting the output of the electron beam so as to be 0.3 nm / sec. This ITO transparent conductive film was patterned by using a photolithography method to form the transparent electrode 12.

【0009】上記透明電極12上にZnS を母体材料と
し発光中心としてTb,O,F を添加した第1発光層13
をスパッタリングにより形成した。具体的には、上述の
各層が形成されたガラス基板11をスパッタ装置内にセ
ットし、そのガラス基板11を 400℃に保持しその真空
槽内を1×10-3Pa 以下に排気した。その後、Ar ガス
を30cc/min、He ガスを20cc/minの割合で真空槽内に導
入しつつ排気バルブを調整し真空槽内の圧力を 2.4Pa
に設定した。ZnS 中にTb,O,F を添加した焼結ター
ゲットを用い単位面積あたり1.86W/cm2投入しプリスパ
ッタを15分間行った後、50nm/minの堆積速度の条件にて
成膜を行い第1発光層13を 800nm堆積した。この第1
発光層13の成膜後、上記ガラス基板11を 550℃で3
時間の熱処理を行った。
A first light emitting layer 13 in which ZnS is used as a base material and Tb, O, F is added as a light emitting center on the transparent electrode 12 is formed.
Was formed by sputtering. Specifically, the glass substrate 11 on which the above-mentioned layers were formed was set in a sputtering apparatus, the glass substrate 11 was kept at 400 ° C., and the vacuum chamber was evacuated to 1 × 10 −3 Pa or less. After that, Ar gas was introduced at a rate of 30 cc / min and He gas was introduced at a rate of 20 cc / min into the vacuum chamber while adjusting the exhaust valve to adjust the pressure in the vacuum chamber to 2.4 Pa.
Set to. Using a sintering target in which Tb, O, F was added to ZnS, 1.86 W / cm 2 was added per unit area, pre-sputtering was performed for 15 minutes, and then film formation was performed at a deposition rate of 50 nm / min. One light emitting layer 13 was deposited to a thickness of 800 nm. This first
After forming the light emitting layer 13, the glass substrate 11 is heated at 550 ° C. for 3 hours.
Heat treatment was performed for an hour.

【0010】次に、上記第1発光層13上に、RF(Rad
io Frequency:高周波)マグネトロンスパッタ法にてS
iNxから成る第1絶縁層14a及びTa25 から成る第
2絶縁層14bを形成した。先ず、第1層目の第1絶縁
層14aは以下のようにして形成した。透明電極12が
形成されたガラス基板11をスパッタ装置にセットし 2
00℃に30分間保持した後、その真空槽内を 3.5×10-3
a まで排気した。その後、Arガスを60cc/min、N2
スを 140cc/minの割合で真空槽内に導入しつつ排気バル
ブを調整し真空槽内の圧力を0.75Pa に設定した。ター
ゲットとしてはSi を用い高周波電力をターゲット単位
面積あたり1.55W/cm2投入しプリスパッタを10分間行っ
た後、7.63nm/minの堆積速度の条件にて成膜を行い第1
絶縁層14aを 100nm堆積した。
Next, on the first light emitting layer 13, RF (Rad
io Frequency: S by the magnetron sputtering method
A first insulating layer 14a made of iN x and a second insulating layer 14b made of Ta 2 O 5 were formed. First, the first insulating layer 14a of the first layer was formed as follows. The glass substrate 11 on which the transparent electrode 12 is formed is set in the sputtering device 2
After holding at 00 ℃ for 30 minutes, the inside of the vacuum chamber is 3.5 × 10 -3 P
Exhausted to a. After that, while introducing Ar gas at a rate of 60 cc / min and N 2 gas at a rate of 140 cc / min into the vacuum chamber, the exhaust valve was adjusted to set the pressure in the vacuum chamber to 0.75 Pa. Using Si as a target, applying high-frequency power of 1.55 W / cm 2 per unit area of the target, performing pre-sputtering for 10 minutes, and then forming a film at a deposition rate of 7.63 nm / min.
The insulating layer 14a was deposited to 100 nm.

【0011】次に、第2層目の第2絶縁層14bは以下
のようにして形成した。上記各層が形成されたガラス基
板11をスパッタ装置内にセットし 200℃に30分間保持
した後、その真空槽内を3×10-2Pa まで排気した。そ
の後、Ar ガスを 180cc/min、O2 ガスを20cc/minの割
合で真空槽内に導入しつつ排気バルブを調整し真空槽内
の圧力を1Pa に設定した。ターゲットとしてはTa2
5 から成る焼結ターゲットを用い高周波電力をターゲッ
ト単位面積あたり2.07W/cm2投入しプリスパッタを10分
間行った後、5.76nm/minの堆積速度の条件にて成膜を行
い第2絶縁層14bを 500nm堆積した。
Next, the second insulating layer 14b as the second layer was formed as follows. The glass substrate 11 on which the above layers were formed was set in a sputtering apparatus and kept at 200 ° C. for 30 minutes, and then the vacuum chamber was evacuated to 3 × 10 -2 Pa. Then, while introducing Ar gas at a rate of 180 cc / min and O 2 gas at a rate of 20 cc / min into the vacuum chamber, the exhaust valve was adjusted to set the pressure in the vacuum chamber to 1 Pa. Ta 2 O as a target
Using a sintered target consisting of 5 and applying high frequency power of 2.07 W / cm 2 per unit area of the target and performing pre-sputtering for 10 minutes, film formation was performed under the conditions of a deposition rate of 5.76 nm / min and the second insulating layer 14b was deposited to a thickness of 500 nm.

【0012】次に、上記絶縁層14a,14b上に第2
発光層15を形成した。第2発光層15は上記第1発光
層13と同一の方法にて成膜し 800nm堆積した。更に、
上記第2発光層15上にAl を用いた電子ビーム蒸着法
により背面電極16を形成した。蒸着材料としては高純
度の金属アルミニウムを用いた。上記第2絶縁層14b
まで形成されたガラス基板11と蒸着材料とを電子ビー
ム蒸着装置内にセットし、その真空槽内を 6.7×10-4
a 以下まで排気した後、成膜速度が3nm/sec以上となる
ように電子ビームの出力を調整しAl 膜を 300nm堆積し
た。このAl 膜をフォトリソグラフィの手法を用いてパ
ターニングすることにより背面電極16とした。
Next, a second layer is formed on the insulating layers 14a and 14b.
The light emitting layer 15 was formed. The second light emitting layer 15 was formed by the same method as the first light emitting layer 13 and was deposited to 800 nm. Furthermore,
A back electrode 16 was formed on the second light emitting layer 15 by an electron beam evaporation method using Al. High-purity metallic aluminum was used as the vapor deposition material. The second insulating layer 14b
The glass substrate 11 and the vapor deposition material formed up to this point are set in an electron beam vapor deposition apparatus, and the inside of the vacuum chamber is 6.7 × 10 −4 P.
After evacuation to a or less, the electron beam output was adjusted so that the film forming rate was 3 nm / sec or more, and an Al film was deposited to 300 nm. This Al film was patterned by a photolithography method to form the back electrode 16.

【0013】本実施例に係る薄膜ELディスプレイ素子
100では絶縁層を14a,14bの2層構造としてい
る。これは以下の理由による。ZnS から成る発光層上
に直接、Ta25 から成る絶縁層膜をスパッタリング法
にて形成する。この時、真空槽内に導入されるO2 ガス
がプラズマ化されることにより発光層と絶縁層との界面
に微量の硫酸亜鉛(ZnSO4)が生成する。この生成され
たZnSO4は、水に対する溶解度が大きいため後工程の
背面電極のパターニングの際に、発光層と絶縁層との界
面で剥離が発生する。この剥離防止のため、上記薄膜E
Lディスプレイ素子100では、ZnS から成る発光層
直上にはその発光層と絶縁層との界面にZnSO4を生成
しないSiNxから成る第1絶縁層を形成し、その上に比
誘電率の大きいTa25 から成る第2絶縁層を形成した
ものである。従って、発光層との界面にZnSO4を生成
しない絶縁層である、例えば、窒化珪素、硫化タンタル
などを用いた場合にはその絶縁層を1層のみとしても何
ら問題はない。又、後工程で水を用いることのないプロ
セス、例えば、ステンレスなどのマスクを用いて特定の
領域にのみ背面電極をスパッタ又は蒸着し形成するよう
なプロセスならば、Ta25 から成る絶縁層の1層でも
良い。このようにして得られた薄膜ELディスプレイ素
子100の透明電極12と背面電極16の間に通電し発
光させたところ絶縁破壊や輝度ムラもなく安定した発光
が観察できた。尚、本発明の薄膜ELディスプレイ素子
においては、従来の積層構造と同様に絶縁性基板上で上
下対称な層構造であるため、電流−電圧特性が上下両方
向共に同じとなる。このため、薄膜ELディスプレイ素
子を駆動する駆動回路は従来どおりの簡単なもので良
い。
In the thin film EL display device 100 according to this embodiment, the insulating layer has a two-layer structure of 14a and 14b. This is for the following reason. An insulating layer film made of Ta 2 O 5 is directly formed on the light emitting layer made of ZnS by a sputtering method. At this time, a trace amount of zinc sulfate (ZnSO 4 ) is generated at the interface between the light emitting layer and the insulating layer by converting the O 2 gas introduced into the vacuum chamber into plasma. Since the generated ZnSO 4 has a high solubility in water, peeling occurs at the interface between the light emitting layer and the insulating layer when the back electrode is patterned in the subsequent step. In order to prevent this peeling, the thin film E
In the L display element 100, a first insulating layer made of SiN x that does not generate ZnSO 4 is formed immediately above a light emitting layer made of ZnS, and Ta having a large relative dielectric constant is formed thereon. The second insulating layer made of 2 O 5 is formed. Therefore, if an insulating layer that does not generate ZnSO 4 at the interface with the light emitting layer, such as silicon nitride or tantalum sulfide, is used, there is no problem even if only one insulating layer is used. Further, in a process which does not use water in a subsequent step, for example, in a process of forming a back electrode only by sputtering or vapor deposition in a specific region using a mask such as stainless steel, an insulating layer made of Ta 2 O 5 is used. It may be a single layer. When the thin film EL display device 100 thus obtained was energized to emit light by passing between the transparent electrode 12 and the back electrode 16, stable light emission could be observed without dielectric breakdown or uneven brightness. Since the thin film EL display device of the present invention has a vertically symmetrical layered structure on the insulating substrate as in the conventional laminated structure, the current-voltage characteristics are the same in both upper and lower directions. Therefore, the driving circuit for driving the thin film EL display element may be a simple one as in the past.

【0014】図2は、本発明品の薄膜ELディスプレイ
素子と従来品の薄膜ELディスプレイ素子とにおける印
加電圧と発光輝度との関係を示した特性図である。本発
明品の薄膜ELディスプレイ素子は絶縁層が1層である
ため発光層内の電界強度が発光開始電界強度を越えた時
点からは低い駆動電圧で高輝度が得られている。このた
め、飽和輝度領域(本発明品と従来品との特性曲線が交
差している発光輝度以上の領域)において、本発明品は
従来品と比べ、同じ駆動電圧で高い発光輝度が得られて
いる。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the applied voltage and the emission luminance of the thin film EL display device of the present invention and the conventional thin film EL display device. Since the thin film EL display device of the present invention has only one insulating layer, high luminance is obtained with a low driving voltage from the time when the electric field strength in the light emitting layer exceeds the light emission starting electric field strength. Therefore, in the saturated luminance region (the region where the characteristic curves of the product of the present invention and the conventional product intersect, which is equal to or higher than the emission luminance), the product of the present invention can obtain a high emission luminance at the same drive voltage as compared with the conventional product. There is.

【0015】図3は、本発明に係る薄膜ELディスプレ
イ素子の第2の実施例の断面構造を示した模式図であ
る。本実施例に係る薄膜ELディスプレイ素子200
は、第1の実施例の薄膜ELディスプレイ素子100に
おける第1発光層の発光色と第2発光層の発光色とを変
えた例である。尚、第1の実施例の薄膜ELディスプレ
イ素子100と同じ構成から成る各層には同じ符号を付
してその説明を省略する。ガラス基板11上にはITO
透明導電膜から成る透明電極12が形成されている。そ
の上にはTb,O,F が添加されたZnS から成る第1発
光層13、SiNx化学式で表されるシリコン窒化物から
成る第1絶縁層14a、Al23 が添加されたTa25
から成る第2絶縁層14b、Mn が添加されたZnS か
ら成る第2発光層15′、Al から成る背面電極16が
順次積層され形成されている。
FIG. 3 is a schematic view showing the cross-sectional structure of the second embodiment of the thin film EL display device according to the present invention. Thin film EL display element 200 according to the present embodiment
Is an example in which the emission color of the first light emitting layer and the emission color of the second light emitting layer in the thin film EL display element 100 of the first embodiment are changed. The layers having the same structure as the thin film EL display element 100 of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. ITO on the glass substrate 11
A transparent electrode 12 made of a transparent conductive film is formed. A first light emitting layer 13 made of ZnS doped with Tb, O, F, a first insulating layer 14a made of silicon nitride represented by SiN x chemical formula, and a Ta 2 doped with Al 2 O 3 are formed thereon. O 5
A second insulating layer 14b made of Mn, a second light emitting layer 15 'made of ZnS to which Mn is added, and a back electrode 16 made of Al are sequentially formed.

【0016】次に、上述の薄膜ELディスプレイ素子2
00の製造方法を以下に述べる。薄膜ELディスプレイ
素子200の基本的な層構造は、上述の薄膜ELディス
プレイ素子100と同様であり、ガラス基板11上に透
明電極12、第1発光層13、第1絶縁層14a、第2
絶縁層14b、第2発光層15′及び背面電極16が形
成されている。このうち、透明電極12、第1発光層1
3、第1絶縁層14a及び第2絶縁層14bの成膜は第
1の実施例と同様の方法にて形成した。第2発光層1
5′は電子ビーム蒸着法にて形成し 600nm堆積した。具
体的には、ZnS 粉末中に 0.5〜1モル%のMn 粉を混
入しよく混合した後、成型・焼結したペレットを蒸発材
として用いた。第2絶縁層14bまでが形成されたガラ
ス基板11を真空蒸着槽内で 200℃に保持し、その真空
槽内を 1.3×10-3Pa 以下の圧力まで排気した。この
後、堆積速度0.1〜0.5nm/secの条件で電子ビーム蒸着を
行った。次に、上記第2発光層15′上に背面電極16
を形成した。この背面電極16は第1の実施例と同様の
方法にて形成した。尚、第2発光層15′以外の各層の
膜厚は第1の実施例と同一に形成した。
Next, the above-mentioned thin film EL display element 2
The manufacturing method of 00 is described below. The basic layer structure of the thin film EL display element 200 is the same as that of the above-described thin film EL display element 100, and the transparent electrode 12, the first light emitting layer 13, the first insulating layer 14a, and the second insulating layer 14a are provided on the glass substrate 11.
The insulating layer 14b, the second light emitting layer 15 ', and the back electrode 16 are formed. Among these, the transparent electrode 12 and the first light emitting layer 1
3, the first insulating layer 14a and the second insulating layer 14b were formed by the same method as in the first embodiment. Second light emitting layer 1
5'was formed by electron beam evaporation and deposited to a thickness of 600 nm. Specifically, 0.5 to 1 mol% of Mn powder was mixed into ZnS powder and mixed well, and then pellets molded and sintered were used as an evaporation material. The glass substrate 11 on which the second insulating layer 14b was formed was kept at 200 ° C. in a vacuum deposition tank, and the inside of the vacuum tank was evacuated to a pressure of 1.3 × 10 −3 Pa or less. After that, electron beam evaporation was performed under the conditions of a deposition rate of 0.1 to 0.5 nm / sec. Next, the back electrode 16 is formed on the second light emitting layer 15 '.
Was formed. This back electrode 16 was formed by the same method as in the first embodiment. The thickness of each layer other than the second light emitting layer 15 'was formed to be the same as that of the first embodiment.

【0017】上記薄膜ELディスプレイ素子200に電
圧を印加することにより第1発光層13からは緑色、第
2発光層15′からは黄橙色の発光色がそれぞれ得られ
る。このため、人間の目にはこれらの混色である黄色に
見える。この黄色の色合いは、緑色の発光輝度と黄橙色
の発光輝度との比で決まる。つまり、緑色発光の第1発
光層13の膜厚と黄橙色発光の第2発光層15′の膜厚
とを替えたものを作成すると、図4に示されたように、
CIE(国際照明委員会)xy色度図の座標上の緑色と
黄橙色を結ぶ線上における任意の発光色を得ることが可
能となる。尚、色合いの変化は、上述の膜厚を替える他
に印加電圧の条件を変化するなどの調整によっても行う
ことができる。
By applying a voltage to the thin film EL display element 200, a green emission color is obtained from the first emission layer 13 and a yellow-orange emission color is obtained from the second emission layer 15 '. For this reason, these colors appear yellow to the human eye. This yellow tint is determined by the ratio of the green light emission brightness to the yellow-orange light emission brightness. That is, when the film thickness of the first light emitting layer 13 for green light emission and the film thickness of the second light emitting layer 15 'for yellow orange light emission are changed, as shown in FIG.
It is possible to obtain an arbitrary emission color on a line connecting green and yellow-orange on the coordinates of the CIE (International Commission on Illumination) xy chromaticity diagram. Incidentally, the change of the color tone can be performed not only by changing the film thickness described above but also by adjusting the condition of the applied voltage.

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

【図1】本発明の具体的な一実施例に係る薄膜ELディ
スプレイ素子の断面構造を示した模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a thin film EL display device according to a specific example of the present invention.

【図2】同実施例に係る薄膜ELディスプレイ素子と従
来の薄膜ELディスプレイ素子とにおける印加電圧と発
光輝度との関係を示した特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an applied voltage and a light emission luminance in the thin film EL display element according to the example and a conventional thin film EL display element.

【図3】本発明に係る薄膜ELディスプレイ素子の断面
構造における他の実施例を示した模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the cross-sectional structure of the thin film EL display device according to the present invention.

【図4】図3の層構造の薄膜ELディスプレイ素子を発
光させたときの発光スペクトルをCIExy色度図の座
標上にプロットした説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram in which an emission spectrum when light is emitted from the thin film EL display device having the layer structure of FIG. 3 is plotted on the coordinates of the CIExy chromaticity diagram.

【図5】従来の薄膜ELディスプレイ素子の断面構造を
示した模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a conventional thin film EL display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…ガラス基板(絶縁性基板) 12…透明電極 13…第1発光層 14a…第1絶縁層 14b…第2絶縁層 15…第2発光層 16…背面電極 11 ... Glass substrate (insulating substrate) 12 ... Transparent electrode 13 ... First light emitting layer 14a ... First insulating layer 14b ... Second insulating layer 15 ... Second light emitting layer 16 ... Back electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 正 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Masaru Hattori, 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture, Nihondenso Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上で積層構造を成し、少なく
とも光取り出し側の材料を光学的に透明とした薄膜EL
ディスプレイ素子であって、 前記積層構造は少なくとも1層から成る絶縁層と該絶縁
層を挟んで両側に各々1層以上の発光層と該発光層を挟
んで両最外層に対向する電極とから成ることを特徴とす
る薄膜ELディスプレイ素子。
1. A thin film EL having a laminated structure on an insulating substrate and at least a material on a light extraction side is optically transparent.
In the display device, the laminated structure includes at least one insulating layer, one or more light emitting layers on both sides of the insulating layer, and electrodes facing both outermost layers of the light emitting layer. A thin film EL display device characterized by the above.
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