DD202365A5

DD202365A5 - Elektrolumineszierende anordnung

Info

Publication number: DD202365A5
Application number: DD82239229A
Authority: DD
Inventors: Gunnar Lindfors
Original assignee: Lohja Ab Oy
Priority date: 1981-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1983-09-07
Also published as: US4418118A; FR2504769B1; FI62448B; GB2097187A; FR2504769A1; JPS57194485A; GB2097187B; DE3213887A1; SU1327810A3; FI62448C

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, das Duennfilm-Lithografieverfahren durch ein einfacheres und weniger kostspieliges Druckverfahren zu ersetzen. Es wird eine elektrolumineszierende Anordnung beschrieben, zu der unter anderem eine mit Hilfe des Duennfilmverfahrens hergestellte erste Elektrodenschicht (2) und eine mit Hilfe des Dickfilmverfahrens hergestellte zweite Elektrodenschicht (7,7') gehoeren, wobei zwischen diesen Elektrodenschichten eine lumineszierende Schicht (4) angeordnet ist. Die unmittelbare Verwendung eines Dickfilms als Elektrode bei einer Duennfilmanordnung fuehrt zu Schwierigkeiten, die auf den nicht homogenen Kontakt mit dem Dickfilmmaterial zurueckzufuehren sind. Gemaess der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, dass zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der lumineszierenden Schicht eine sehr duenne zusaetzliche Schicht (6)aus einem Widerstandsmaterial angeordnet ist, die durch die zweite Elektrodenschicht abgegrenzt wird und einen Ausbreitungswiderstand fuer die Beruehrungspunkte der leitfaehigen Teilchen in der zweiten Elektrodenschicht bildet. In diesem Widerstand wird die nicht homogene Stromdichte homogenisiert, bevor der Strom zu der lumineszierenden Schicht gelangt.

Description

„γ— 6.S.1982

23 92 2 9 8 6°₇₅ο/ι₃

Elektroluiaineszierende Anordnung Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich, auf eine elektrolumineszierende Anordnung, zu der die folgenden Elemente gehörens

mindestens ein z. B» aus Glas bestehendes Substrat, mindestens eine auf dem Substrat angeordnete erste Elektrodenschicht,

mindestens eine in einem Abstand von der ersten Elektrodenschicht angeordnete zweite Elektrodenschicht, eine zwischen der ersten und der zweiten Elektrodenschicht angeordnete lumineszierende Schicht sowie mindestens eine zusätzliche Schicht, die zwischen einer Elektrodenschicht und der lumineszierenden Schicht ange ordnet ist und eine Strombegrenzung bewirken und/oder eine chemische Schutzwirkung hervorrufen soll.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den bis jetzt bekannten elektrolumineszierenden Anordnungen sind gewöhnlich ein z· B. aus Glas bestehendes Substrat sowie zwei Elektrodenschichten vorhanden, von denen eine auf dem Substrat angeordnet ist. Zwischen den Elektrodenschichten befindet sich eine Kombination, zu der eine lumineszierende Schicht sowie zusätzliche Schichten gehören, welche die Aufgabe haben, eine Strombegrenzung zu bewirken und/oder eine chemische Schutzwirkung hervorzurufen· Wird zwischen den Elektrodenschichten eine Spannung angelegt, beginnt die lumineszierende Schicht, innerhalb derjenigen Flächen, in welchen die Elektroden einer Spannung ausgesetzt sind, Licht auszusenden. Mt Ausnahme des Substrats werden die Schichten zweckmäßigerweise mit Hilfe von Dünnfilmverfahren hergestellt.

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Es ist bekannt, bei elektrolumineszierenden Anordnungen Kombinationen von dünnen und dicken Filmen zu verwenden, wobei die Betriebsfunktionen, d· h. Funktionen, bei denen es sich nicht um Elektrodenfunktionen handelt, auf dünne und dicke Filme aufgeteilt sind- Beispielsweise ist in der US-PS 4 137 481 eine Anordnung beschrieben, bei der das Licht in dem dünnen Film erzeugt wird, während die Strombegrenzung in dem dicken Film stattfindet

In der GB-PS 1 300 584 ist dagegen eine Anordnung beschrieben, bei der das Licht in dem dicken Film erzeugt wird, während die Strombegrenzung durch den dünnen Film erfolgt.

Wird der dicke Film bei der Dünnfilmanordnung unmittelbar als Elektrode verwendet, ergeben sich jedoch Schwierigkeiten aus der nicht homogenen Berührung mit dem Material des dikken Films. Es ist bereits versucht worden, diese Schwierigkeiten zu vermeiden, z. B. mit Hilfe einer Anordnung, die in der finnischen Patentanmeldung 801 318 beschrieben i3t, bei v/elcher von einem schwarzen Hintergrund Gebrauch gemacht wird· Um die Verwendung einer Dickfilmelektrode zu ermöglichen, ist es jedoch bei dieser Anordnung erforderlich, eine DünnfiIm-HiIfselektrode zu verwenden, die mit Hilfe eines Dünnfilm-Lithographieverfahrens hergestellt ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes' der Technik zu vermeiden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Dünnfilm-Lithographieverfahren durch ein einfacheres und weniger

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kostspieliges Druckverfahren zu ersetzen und gleichzeitig Vorteile bezüglich der Betriebsfunktionen des Films zu erzielen·

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß die Punktion der zweiten Elektrodenschicht einer Schicht zugeordnet wird, die mit Hilfe des Dickfilmverfahrens hergestellt ist und aus einem Bindemittel und leitfähigen Teilchen besteht» Diese Schicht ist durch eine sehr dünne Schicht aus einem Widerstandsmaterial abgegrenzt, die einen Ausbreitungs?/id.erstand für die Berührungspunkte der leitfähigen Teilchen in der zweiten Elektrodenschicht bildet, wobei in dieser Widerstandsschicht die nicht homogene Stromdichte homogenisiert werden kann, bevor die lumineszierende Schicht erreicht wird«

Hierzu sei bemerkt, daß es ohne das Vorhandensein dieser dünnen Widerstandsschicht nicht möglich sein würde, ein Dickfilmmaterial der beschriebenen Art zu verwenden, das Teilcxhen enthält, und hieraus die zweiten Elektrodenschichten herzustellen, da die durch die Teilchen an der Grenzfläche hervorgerufene Punktberührung wegen der nicht homogenen Stromdichte eine nicht homogene Lumineszenz in der lumineszierenden Schicht hervorrufen würde.

Die erfindungsgemäße elektrolumineszierende Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrodenschicht eine Schicht ist, die mit Hilfe des Dickfilmverfahrens hergestellt ist und aus einem Bindemittel und leitfähigen Teilchen besteht, und daß zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der lumineszierenden Schicht eine sehr dünne Schicht aus einem Widerstandsmaterial angeordnet ist, die durch die zweite Elektrodenschicht abgegrenzt ist und einen Ausbreitungswiderstand für die Berührungspunkte der leitfähigen Teilchen in der z?/eiten Elektrodenschicht bildet, wobei in

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diesem Ausbreitungswiderstand eine nicht homogene Stromdichte homogenisiert wird, bevor die lumineszierende Schicht erreicht wird.

Die zweite Elektrodenschicht ist aus einer Graphitteilchen enthaltenden Paste hergestellt. Die Schicht aus dem 7/iderstandsmaterial besteht aus TiOp oder In₂ 0., oder SnOp; die Dicke der Schicht beträgt 10 bis 100 um, vorzugsweise etwa 50 mn. Die Schicht aus dein Widerstandsmaterial besteht aus Indiumzinnoxid (I„Sn O₀). .Die Schicht weist eine Dicke von einigen Atomschichten auf.

Die Schicht ist als PiIm aus Kohlenstoff hergestellt« Die Herstellung der Schicht erfolgt mittels des Atomschicht-Epitaxierverfahrens.

Die Erfindung ermöglicht die Erzielung wesentlicher Vorteile. Beispielsweise kann die die zweite Elektrodenschicht bildende schwarze Schicht unmittelbar auf die einen chemischen Schutz bietende Schicht aufgedruckt werden, so daß es möglich ist, die bei den bekannten Anordnungen benötigte transparente Schicht forzulassen« Außerdem ist es gemäß der Erfindung möglich, auf den nach dem bisherigen Stand der Technik erforderlichen lithographischen Arbeitsschritt zu verzichten«

Ausf ilhrungs b ei spi el

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in einem vergrößerten Teilschnitt eine elektrolumineszierende Anordnung nach der Erfindung.

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Die dargestellte erfindungsgemäße Anordnung weist ein z. B». aus Glas 'bestehendes Substrat 1 auf, auf dem eine erste Elektrodenschicht 2 angeordnet ist, w-elche aus Indiumzinnoxid (IJnOJ besteht und als dünner PiIm durch Aufsprühhen bis zu einer Dicke von 40 bis 50 mn hergestellt ist. Diese Schicht läßt sich auch mit Hilfe des Atomschicht-Epitaxieverfahrens herstellen*

Bei einer Wechselspannungsanordnung (AC structure) wird eine aus AIpO-. bestehende Isolierschicht 3 mit Hilfe des Atomschicht-Epitaxieverfahrens auf der ersten Elektrodenschicht niedergeschlagen; die Isolierschicht 3j deren Dicke vorzugsweise 200 bis 250 mn beträgt, kommt als Strombegrenzer zur Wirkung. Auf die Isolierschicht 3 wird die aus ZnS:lan' bestehende eigentliche lumineszierende Schicht 4 aufgebracht, deren Dicke etwa 300 mn beträgt. Auf die lumineszierende Schicht 4 wird analog zu der Isolierschicht 3 eine zweite aus AIpO-, bestehende Isolierschicht 5 mit Hilfe des Atomschicht-Epitaxieverfahrens aufgebracht.

Die Isolierschicht 5 wird mit einer Schicht 6 aus einem Widerstandsmaterial versehen, dessen Dicke 10 bis 100 nm und vorzugsweise etwa 50 nm beträgt; diese Schicht aus Ti0„ oder InpO- oder SnOp wird ebenfalls mit Hilfe des Atomschicht-Epitaxie ν erfahr ens erzeugt. Alternativ kann diese Schicht als sehr dünne Indiumzinnoxidschicht hergestellt werden, deren Dicke in der Größenordnung von einigen wenigen Atomschichten liegt. Hierbei kommt es darauf an, daß die Leitfähigkeit durch die Schicht hindurch im Vergleich zur Leitfähigkeit in seitlicher Richtung sehr hoch ist»

Die Dickfilmelektroden 7 und 7'» die das eigentliche elektrolumineszierend e Muster bilden, werden mit Hilfe des Dickfilmverfahrens auf die Widerstandsschicht 6 aufgedruckt.

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Diese Elektroden bestehen aus einem Bindemittel und leitfähigen Teilchen, vorzugsweise Graphitteilchen· Die Dicke der Schichten 7 und 7' beträgt z. B. 40 bis 50 Mikrometer. Innerhalb dieser Schicht, die aus einer Paste bekannter Art hergestellt wird, sind die Teilchen durch bestimmte Abstände voneinander getrennt, so daß an der Grenzfläche zwischen der Schicht 7 und der Widerstandsschicht 6 mehrere Berührungspunkte entstehen, an denen der Strom von den Schichten 7 und 7' zu der ersten Elektrodenschicht 2 fließen kann* Die Bedeutung der sehr dünnen Schicht 6 aus Widerstandsmaterial besteht darin, daß die Stromdichte, die wegen der Punktberührung nicht homogen ist, während des Durchgangs des Stroms durch die Schicht 6 homogenisiert werden kann, bevor der Strpm die Isolierschicht 5 und die lumineszierende Schicht erreicht. Da der Abstand zwischen den Dickfilmschichten 7 und 7', der z. B. 50 bis 100 Mikrometer beträgt, im Vergleich zur Dicke der Widerstandsschicht 6 sehr groß ist, fließt praktisch kein Strom in der seitlichen Richtung durch die Widerstandsschicht 6 von der Dickfilmschicht 7 aus zu der benachbarten Dickfilmschicht 7', so daß die leitfähige Teilchen enthaltende Dickfilmschicht 7 und die sehr dünne 7/iderstandsschicht 6, y/elche durch sie abgegrenzt wird, zusammen wirksam die Aufgabe der zweiten Elektrodenschient erfüllen.

An der Grenzfläche zwischen der Dickfilmschicht 7 und der Widerstandsschicht β kann der Abstand zwischen den die Punktberührung herbeiführenden Teilchen innerhalb eines Bereichs von 5 bis 20 Mikrometer variieren, was bedeutet, daß die Stromdichte in einem sehr hohen Maße nicht homogen ist, doch kann die Stromdichte während des Durchgangs durch die dünne Widerstandsschicht vollständig homogenisiert werden, da die Schicht 6 als eine Art Ausbreitungswiderstand zur Wirkung kommt. Dies bedeutet, daß durch die Erfindung ein Reihenwi-

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derstand verwirklicht worden ist, der bei einer elektrolumineszenten Gleichspannungsanordnung eine Strombegrenzung bewirkt.

Bei einer Gl.eichspannungsanordnung kann der an den Berührungspunkten hervorgerufene Ausbreitungswiderstand unmittelbar zur Strombegrenzung dienen* Im vorliegenden Fall besteht die Schicht 3z· 3» aus TiO_? bei einer Dicke von etwa 100 nm, und die Schicht 5 besteht bei einer Dicke von etwa 200 bis 500 nm aus Titantantaloxid (TTO).

Da die ersten 'Elektrodenschicht 2 lückenlos sein kann, ist es möglich, sämtliche Schichten 2 bis 6 mit Hilfe des Atomschicht-Epitaxieverfahrens als zusammenhängende Schichten auszubilden, während das lumineszierende Muster in Form der Schichten 7 mit Hilfe des Dickfilmverfahrens hergestellt werden kann.

Alternativ könnte die Widerstandsschicht 6 auch in Form eines Films aus Kohlenstoff hergestellt v/erden.

Claims

239229 8 , 60 750/13 Erfindungsanspruch

1. Elektrolumineszierende Anordnung mit mindestens einem z. B· aus Glas bestehenden Substrat, mindestens einer auf dem Substrat angeordneten ersten Elektrodenschicht, mindestens einer in einem Abstand von der ersten Elektrodenschicht angeordneten zv/eiten Elektrodenschicht, einer zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht angeordneten lumineszierenden Schicht sowie mindestens einer zusätzlichen Schicht, die zwischen einer Elektrodenschicht und der lumineszierenden Schicht angeordnet ist und eine Strombegrenzung und/oder einen chemischen Schutz bewirken soll, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Elektrodenschicht (7, 7') eine mit Hilfe des Dickfilmverfahrens hergestellte Schicht ist, die aus einem Bindemittel und leitfähigen Teilchen besteht, und daß zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der lumineszierenden Schicht (4) eine sehr dünne Schicht (6) aus einem Widerstandsmaterial angeordnet ist, die durch die zweite Elektrodenschicht abgegrenzt ist und einen Ausbreitungswiderstand für die Berührungspunkte der leitfähigen Teilchen in der zweiten Elektrodenschicht bildet, wobei in diesem Ausbreitungswiderstand eine nicht homogene Stromdichte homogenisiert wird, bevor der Strom die lumineszierende Schicht erreicht.

2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Elektrodenschicht (7, 7') aus einer Graphitteilchen enthaltenden Paste hergestellt ist»

3· Anordnung nach Funkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schicht (6) aus dem Widerstandsmaterial aus TiOp oder Ο., oder SnO₂ besteht·

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Cf

4· Anordnung nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Dicke der Schicht (6) aus dem Widerstandsmaterial 10 bis 100 nm und vorzugsweise etwa 50 nm betragt·

5* Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schicht (6) aus dem Widerstandsmaterial aus Indiumzinn-

oxid (Z_Sn 0 ) besteht β
χ y ζ

6. Anordnung nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Schicht (6) aus dem Widerstandsmaterial eine Dicke von einigen wenigen Atomschichten hat.

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7· Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schicht (6) aus dem Widerstandsmaterial als Film aus Kohlenstoff hergestellt ist.

8» Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schicht (6) aus dem Widerstandsmaterial mit Hilfe des Atomschicht-Bpitaxieverfahrens hergestellt ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen·