DD219081A3 - Elektrolumineszenzbildschirm aus duennschichten ternaerer a hoch ii b hoch vi - verbindungen - Google Patents

Abstract

Der Elektrolumineszenzbildschirm aus Duennschichten ternaerer AIIBVI-Verbindungen zielt auf die Gewaehrleistung der Farbtuechtigkeit, die Leuchtdichteangleichung der Farbpunkte verschiedener Wellenlaenge ohne optische Hilfsmittel bei rein elektrischer Versorgung hin. Die Aufgabe der direkten galvanisch entkoppelten Ansteuerung jedes der drei Farbpunkte eines Bildpunktes wird durch die Variation der Bandluecke in der ternaeren Mischverbindung des A1-xBxC-Typs aus zwei kationischen Metallkomponenten der 2. Nebengruppe und einer anionischen Chalkogenkomponente der 6. Hauptgruppe des Periodensystems (z. B. Cd1-xZnxS in Figur 1) und Festhalten bei insbesondere drei Prozentanteilen des Zinks (rot 0, gruen 75, blau 100 %) sowie die Dotierung mit einem isovalenten zusaetzlichen Element der 6. Hauptgruppe wie Tellur im Konzentrationsbereich von 1019 bis 1021 at/cm3 geloest, wenn die Farbpunkte in verschiedenen Stufenebenen oder in einer Ebene nebeneinander in definierten Schichtabschnitten angeordnet sind. Fig. 1

Description

Elektrolumineszenzbildschirm aus Dünnschichten ternärer A'^-Verbindungen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolumineszenzbildschirm aus Dünnschichten ternärer A"V^vl-Verbindungen, bei dem die Monochromie zugunsten der Farbtüchtigkeit für mehrere Spektralbereiche weiterentwickelt ist. Derartige Bildschirme sind für eine Schriftfeldanzeige, für Mitteilungsbauelemente und für höher aufhörende Schirme für die graphische Darstellung von geometrischen Mustern und Projektionen geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den bisher bekannten Elektrolumineszenzanzeigeanordnungen mit spezieller oder vollständiger Farbtüchtigkeit werden im

wesentlichen mehrere Grundrichtungen verfolgt. . : . . .,.

In einem Artikel von "A.G. FischerinTder ZeitschrlftEfectronics Letters 12 (1976) Nr. 1 S. 30 bis 32 wird als einfachste Methode für die Herstellung einer Farbfernsehplatte die Verwirklichung einer weißemittierenden, aus drei Lumineszenzfarben gemischten

latte und die Aufbringung von drei Farbfiltermosaikzonen auf diese Platte vorgestellt. Für die Erzeugung des Farbtripeis wird in primär blau emittierendes Lumineszenzpulver und eine Einbettung in grün- und rotfluoreszierendes Harz benutzt. Zum weck der Angleichung der Lichtintensitäten muß hier allerdings ein neutral grau absorbierendes Pigment im Filter oder im arz enthalten sein. Abstufungen der Momentanintensität der Emission sind nur im Bereich der Transparenz der Pigmente löglich.

ie mehrfarbigen Anzeigebauelemente nach der US-PS 4155030 benutzen elektrolumineszente ZnS-Schichten, in denen iehrere verschiedene Farben der Emission durch Dotierung mit verschiedenen Dotierstoffkombinationen verwirklicht werden, eben dem orange-gelb des ZnS:Mn kommt das grün desZnS:Cu, Al und blau^gründesZnSiCu, Mn zum Einsatz. Die ZnS-chichten mit den unterschiedlichen Dotierungen sind voneinander durch. Isolatorschichten aus BaTO₃, AI₂O₃, Y₂O₃ oder Si₃N₄ etrennt. Ein in X-Richtung und ein um 90° gedrehtes, in Y-Richtung ausgerichtetes Elektrodensystem wird benutzt, um einen eil der für die Anregung der Lumineszenzschichten erforderliche elektrische Feldstärke von außen heranzuführen. Ein anderer eil wird durch Belichtung mit einem Elektronen- oder Laserstrahl bereitgestellt. Unter diesen Ansteuerbedingungen kann der mere Speichereffekt der ZnS:Mn-Schicht für Speicherbildschirme genutzt werden. Mit dem Übergang derZnS:Mn-Schicht in inen Niederimpedanzzustand durch Elektronenstrahlbeiichtung wird der Hauptteil der äußeren Spannung an die nächste jimineszenzschicht weitergegeben, und es tritt auch in dieser Schicht eine Lumineszenz ein. Das gleichzeitige Leuchten iehrerer Schichten und die unterschiedliche Intensität der Emission ergeben Nuancierungen gegenüber der Farbe der ZnS:Mnchicht, jedoch keine Farben im Sinne der Signalfarben. Farbtripel mit fest vorgegebenen Farbkoordinaten, wie sie für die arbfernsehwiedergabe gefordert werden* lassen sich auf diese Weise nicht realisieren.

ei dem flachen Bildschirm mit vollständiger Farbtüchtigkeit nach der US-PS 4170772 wird das für die Lichtemission Brantwortliche Funktionselement aus vertikal nebeneinander angeordneten Phosphorstreifen mit abwechselnder missionsfarbe gebildet. Die Phosphorstreifen werden durch eine transparente großflächige Elektrode auf der einen Seite der hosphorschicht und ein horizontales Streifensystem von Elektroden auf der anderen Seite zur Gleichstromelektrolumineszenz ngeregt. Ein elektronisch angesteuertes zweites Funktionselement wird benutzt, um mit Hilfe dichroitischer Polarisatoren die ransmission des Lichtes aus den Phosphorstreifen entsprechend den Intensitäts- und Farbsignalen, die über die Videoleitung intreffen, zu modulieren. Zur Vermeidung des Übersprechens wird vor die Platte für die Transmissionsmodulation eine Platte js einer großen Zahl von Lichtleitfasern gelegt. Der hohe Aufwand für ein zusätzliches Ansteuersystem und die egradationsraten der mit Gleichspannung angesteuerten Elektroluminophore machen dieses Bildschirmsystem untauglich ir einen breiten Einsatz.

Ilen diesen Lösungen haftet der Mangel einer ungenügenden oder selbst bei hohem Aufwand unzureichenden Stabilität der ngleichung der Lumineszenzintensität verschiedener Emissionsbanden in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen art. Eine lehrfarbige Anzeige ist deshalb mit deutlichen Leuchtdichteschwankungen beim Wechsel von einem Wellenlängenbereich in nen anderen verbunden.

iel der Erfindung - ,

iel der Erfindung ist ein Elektrolumineszenzbildschirm mit einer neuen Qualität der Farbtüchtigkeit und Angleichung der elligkeit der verschiedenen Farbpunkte. ,

ie Farbtüchtigkeit ermöglicht Hervorhebungen spezieller Besonderheiten, wie zeitliche Änderungen eines anzuzeigenden blaufs, Qualitätscharakterisierungen über örtliche Verteilungen von Kennwertschwankungen über bestimmte ontrolleinheiten usw., wie sie in Sichtgeräten von Datenendplätzen z. B. von EDV-Anlagen erforderlich sind. Die volle srbtüchtigkeit der Elektrolumineszenzbildschirme ist besonders für die Anwendung in transportablen Oszillographen- und smsehbildschirmen vorteilhaft

arlegung des Wesens der Erfindung -...,.

er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die konstruktive Gestaltung einer entsprechenden ternären A''B^VI-Dünnschicht ne flache Elektrolumineszenzanordnung zu schaffen, bei der jeder Farbpunkt eines Bildpunktes galvanisch entkoppelt auf irektem Wege in den direkt beobachtbaren gewünschten Helligkeitsbereich gesteuert werden kann.

ei dem erfindungsgemäßen Bildschirm sind die Bildpunkte aus mehreren Elektrolumineszenzpunkten zusammengesetzt.

ader Elektrolumineszenzpunkt besteht aus einer ternären Mischverbinäung des A₁^B_xC-TyPS aus zwei kationischen letallkomponenten A und B der 2. Nebengruppe und einer anionischen Chalkogenkomponente der 6. Hauptgruppe des sriodensystems.

ie ternäre Mischverbindung in den Elektrolumineszenzpunkten jedes Bildpunktes ist auf mehrere verschiedene, vorzugsweise if drei verschiedene Prozentwerte im Bereich von Null bis Hundert festgelegt und mit einem zu der anionischen Komponente ovalenten zusätzlichen Element der 6. Hauptgruppe des Periodensystems in einer Konzentration von 10¹⁹ bis 10²¹ at/an³ Dtiert. Die Elektronegativität des zusätzlichen Elementes weicht um einige 0,1 eV von der Elektronegatiyität des substituierten ementes ab und ist vorzugsweise mindestens 0,4eV kleiner.

η n-Tupel von verschiedenfarbig leuchtenden Elektrolumineszenzpunkten eines Bildpunktes ist über die mit der gestuften nderung des Prozentanteils einer kationischen Metallkomponente verbundene Anhebung der Leitungsbandkante über das 3n dem besagten zusätzlichen Element gebildete Energieniveau für das Lumineszenzzentrum hervorgebracht. Jeder ektrolumineszenzpunkt des n-Tupels ist über eine andere Schwellspannung in den Arbeitspunktbereich der Leuchtdichteharakteristik gesteuert.

findungsgemäß besteht die ternäre Mischverbindung aus Cd₁^Zn_xS und das isovalente Element der 6. Hauptgruppe aus illur. Im blau emittierenden Elektrolumineszenzpunkt ist der Anteil des Zinks auf 80 bis 100% am Metallanteil, im grün nittierenden Eiektrolumineszenzpunkt auf 60 bis 80% am Metallanteil und im gelb emittierenden Elektrolumineszenzpunkt jf 25 bis 45% am Metallanteil festgelegt. Im rot emittierenden Elektrolumineszenzpunkt ist der Anteil des Zinks auf 0 bis 30% τη Metallanteil festgelegt.

^fenn die ternäre Mischverbindung aus Cd₁^Zn_xS in Schichtform angeordnet ist, hat die Schicht jedes ektrolumineszenzpunktes die flächenhafte Ausdehnung des Elektrolumineszenzpunktes. Die Schicht eines einfarbigen ektrolumineszenzpunktes ist der Schicht eines andersfarbig emittierenden Elektrolumineszenzpunktes benachbart.

ne Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß Abschnitte der Schicht der ternären Mischverbindung in der zur bstrahlungsnormalen gehörigen Fläche nebeneinander angeordnet sind. Nach einer anderen Ausgestaltung sind die ;hichten, in denen der Zinkanteil in Richtung der Abstrahlungsnormalen ansteigt, übereinander angeordnet.

Der aktive Schichtbereich eines blau emittierenden Elektrolumineszenzpunktes hat auf beiden Hauptflächen direkte Berührung mit isolierenden, lumineszenzzentrenfreien Einbettungsschichten. Der aktive Schichtbereich eines grün emittierenden Elektrolumineszenzpunktes besteht aus einer Schicht mit besagtem Zinkanteil und liegt laminar über einer Schicht mit einem höheren Zinkanteil. Auf der anderen Oberflächenseite hat der aktive Schichtbereich des grün emittierenden Elektrolumineszenzpunktes Berührung mit einer isolierenden, lumineszenzzentrenfreien Einbettungsschicht.

Die Aktivierung des aktiven Schichtbereiches des grün emittierenden Punktes hängt mit dem veränderten Zinkanteil zusammen.

Dabei wird erfindungsgemäß die Tatsache ausgenutzt, daß mit abnehmendem Zinkanteil die elektrische Durchbruchsfeldstärke der besagten temären Mischverbindung kleiner wird. Dementsprechend bricht bei mehreren übereinander angeordneten temären Mischverbindungen immer die mit dem geringster^Zirikanteil durch^

Ähnlich wie bei dem grün emittierenden Elektrolumineszenzpunkt weist auch der gelb und rot emittierende Elektrolumineszenzpunkt einen aktiven Schichtbereich mit einem niedrigeren Zinkanteil auf als die berührte darunter liegende Schicht. Die andere Oberflächenseite berührt die isolierende Einbettungsschicht direkt.

Bei einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind über dem aktiven Schichtbereich jedes Elektrolumineszenzpunktes alle die Schichtteile entfernt, in denen die temären Mischverbindungen aufgrund eines niedrigeren Zinkanteiles bei niedrigeren Spannungen als der für die Farbe der Emissionsbande des Elektrolumineszenzpunktes typischen Schwellspannung durchbrechen.

Die verwendeten Einbettungsschichten sind Isolatorschichten, die erfindungsgemäß aus binären A"B^VI-Verbindungen mit leichten Kationenkomponenten und leichten Chalkogenkompohenten wie z.B. ZnS bestehen. Zur Erhöhung der Knechstromfestigkeit wird das Schichtsystem der temären Mischverbindung mit bekannten Isolatorschichten abgedeckt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Figur 1: Variation der Bandlücke und der Energie des Emissionsmaximums im Cd^_xZn_xS: Te^System, Figur 2: Schnittansicht eines Bildpunktes des erfinduhgsgemäßen Elektrolumineszenzschirmes mit nebeneinander

angeordneten Elektrolumineszenzpunkten, _v

Figur 3: Spektralverteilung der Emission aus roten, grünen und blauen Elektrolumineszenzpunkten des Cd^Z^S-Systems, Figur 4: Schnittansicht eines Bildpunktes des erfindungsgemäßen Elektrolumineszenzschirmes mit in verschiedenen

Stüferiebenen aktivierbaren Elektrolumineszenzpunkten,

Figur 5: Leuchtdichte-Spannungs-Kennlinien (B-V-Kennlinien) für einen Bildpunkt nach Figur 2, Figur 6 und 7: Ansteuervarianten für die erfindungsgemäßen Elektrolumineszenzbildpunkte, Figur 8,9 Und 10: vertikale und horizontale Anordnungen der Farbtripel der Bildpunkte auf der Bildschirmfläche. ' In einer temären Mischverbindung der Summenformel Cd₁^Zn_xS kann die Bandlücke in Dünnschichten von unter 2,4eV bis über 3,6eV durchfahren werden (Figur T), wenn der Zinkanteil am Metallkomponentenanteil von 0 auf 100% gesteigert wird.

Da das Energieniveau einer Tellurstörstelle seine Position bezüglich der Kante des Valenzbandes nur geringfügig ändert, bleibt die Anhebung des Leitungsbandes mit zunehmendem Zinkanteil voll ausschöpfbar in strahlenden Übergängen mit ansteigender Energie des Emissionspeaks. Die Besonderheit des tellurdotierten Cd₁^Zn_xS-SyStCmS besteht darin, daß an Stelle der isolierten Telluratome eine gepaarte Anordnung von Telluratomen vorgenommen wird. Es hat sich gezeigt, daß sich zwar dadurch die Energie des Emissionspeaks etwas verringert, aber der Quantenwirkungsgrad weiterhin sehr hohe Werte behält.

Eine erste Ausführungsform eines Bildpunktes eines farbtüchtigen Elektrolumineszenzschirmes ist in Figur 2 wiedergegeben.

Das Substrat 1, das die Vielzahl der Bildpunkte trägt, weist ein 1. Leiterbahnsystem 2 auf, über das sich eine geschlossene Isolatorschicht 3 ausbreitet. In einer Ebene oberhalb der Isolatorschicht 3 befindet sich ein n-Tupel von Elektrolumineszenzpunkten pro Bildpunkt. Im Fall der Figur 3 handelt es sich unrein Tripel mit den Schichtabschnitten 4,5 und 6, die jeweils eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen. Der Schichtabschnitt 4 enthält einen Zinkanteil X₁, der vom Zinkanteii X₂ im Schichtabschnitt 5 und vom Zinkanteil X₃ im Schichtabschnitt 6 um einen vorgegebenen Betrag abweicht.

Entsprechend der Kurve (Figur 1) verschiebt sich das Maximum der Emission aus den Schichtabschnitten so, wie sich der

Zinkanteil von X₁ auf X₂ und X₃ ändert. ·

Figur 3 zeigt die Spektralverteilung der Emission aus Schichten mit Prozentanteilen von 0%, 75% und 100% Zink an der Metallkationskomponente. Derartige Mischungen weisen eine rote, grüne und blaue Lichtemission auf und bilden die aktiven Schichtbereiche der Elektrolumineszenzpunkte eines Bildpunktes.

Die Schichtabschnitte 4,5 und 6 werden durch eine weitere Isolatorschicht 7 eingebettet. Über jeden Elektrolumineszenzpunkt eines Bildpunktes des Schirmes läuft eine Leiterbahn: Die Leiterbahn 8 über den Schichtabschhitt 4 für die blaue Emission 11, die Leiterbahn 9 über den Schichtabschnitt 5 für die grüne Emission 12 und die Leiterbahn 10 über den Schichtabschnitt 6 für

die rote Emission 13. _.„„...; '._ .

Die Besonderheit derartiger Schirme ist auf die Eigenschaft der Tellurpaare zurückzuführen, in jeder neuen Kombination der besagten temären Mischverbindung zu etwa gleichen Quantenwirkungsgrad zu führen. Damit entfallen alle Maßnahmen zur Reduzierung der externen Quantenausbeute hocheffizienterer Lumineszenzzentren auf das Niveau schwächerer Zentren. Anpassungen der Emissionsintensität an die Empfindlichkeit des Auges lassen sich über die Einbaukonzentration der Tellurpaare in die verschiedenen Schichtabschnitte 4, 5 und 6 verwirklichen.

Ein weiterer Vorteil der besagten temären Mischverbindungen mit den Tellurpaaren besteht in der Stabilität der den Lumineszenzprozeß mitbestimmenden Parameter über einen größeren Temperaturbereich, und zwar einheitlich ih allen erreichbaren Farbpunkten.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung geht von der Anordnung von Schichtabschnitten unterschiedlicher Schichtkomposition in einer Ebene ab und zur Anordnung in verschiedenen Stufenebenen über. Figur 4 zeigt einen Schnitt durch einen derartigen Bildpunkt. Auf einem Substrat 21 aus transparentem Glas befindet sich ein erstes Leiterbahnsystem 22 aus transparentem leitfähigen Material wie Indium-Zinn-Oxid. Dieses erste Leiterbahnsystem 22 ist mit einer üblichen Isolatorschicht 23 abgedeckt. Die erste Lumineszenzschicht 24 besteht aus ZnS mit einer Tellurdotierung von 10²⁰at/cm³. Diese Schicht ist 6000 A dick und grenzt an eine Übergangsschicht 25 aus Cdi__xZn_xS, die frei von Tellur ist und einen abnehmenden Zink- und einen auf 25% kontinuierlich ansteigenden Cadmiumanteil aufweist. Die zweite Lumineszenzschicht 26 besteht aus Cd_o,₂₅Zn_o,75S und ist mit einer Tellurkonzentration von 2 · 10^l9at/cm³ ausgestattet. In einer weiteren Übergangsschicht 27 vermindert sieh der Zinkanteil von 75% auf 0%. Die Tellurkonzentration in der

larüberliegenden dritten Lumineszenzschicht 26 beträgt wiederum 10²?at/cm³. Wie das Schnittbild (Figur 4) zeigt, ist unter der .eiterbahn 30 der aktive Bereich des blau emittierenden Elektrolumineszenzpunktes der Lumineszenzschicht 24 angeordnet. Dieser aktive Schichtbereich der Lumineszenzschicht 24 ist nur in die Isolatorschichten 23 und 29 eingebettet. Die Leiterbahn 31 :ur Ansteuerung des grün emittierenden Elektrolumineszenzpunktes in der zweiten Lumineszenzschicht 26 bedeckte Jbergangsschicht 25 und die Lumineszenzschicht 24 können aufgrund fehlender Tellurkpnzehtration bzw. höherer )urchbruchsfeldstärke nicht gleichzeitig mit dem aktiven Schichtbereich der Lumineszenzschicht 26 angeregt werden. Die .eiterbahn 32 zur Ansteuerung des rot leuchtenden Elektrolumineszenzpunktes liegt auf der höchsten Ebene des Bildpunktes, jnd der,aktive Schichtbereich der 3. Lumineszenzschicht 28 befindet sich oberhalb der ersten beiden Luminesznzschichten 24 jnd 26 und der beiden Übergangsschichten 25 und 27. Die nicht aktiven Schichtbereiche der rot emittierenden .umineszenzschicht 28 sind ebenso wie die Übergangsschicht 27 im Bereich des grün und blau emittierenden Elektrolumineszenzpunktes entfernt. Ähnlich ist die Situation im blau emittierenden Elektrolumineszenzpunkt hinsichtlich der lichtaktiven Bereiche der Lumineszenzschicht 26 und der Übergangsschicht 25. Die Einbettung der aktiven Schichtbereiche Jes Bildpunktes erfolgt über die Isolatorschicht 29, die stufenartig in die verschiedenen Ebenen hochgezogen verläuft und am tend des Bildpunktes wieder auf die unterste Ebene herabgezogen ist. Die Abstrahlungsnormale 33 des Lichtes aus dem 3ildpunkt durch das Substrat ermöglicht eine Hermetisierung der Bildpunktstruktur über eine Vergießschicht 34. η Figur 5 sind die Leuchtdichte-Spannungskennlinien (B-V-Kennlinien) für Elektrolumineszenzpunkte der Farben rot, grün und alau eines Tripeis nach Figur 2 schematisch dargestellt. Sie veranschaulichen einen wesentlichen Vorteil der irfindungsgemäßen Lösung gegenüber den bekannten technischen Lösungen hinsichtlich der Ähnlichkeit des B-V- <ennlinienverlaufesfür die Elektrolumineszenzpunkte mit den Farben rot, grün, blau (hier mit R, G, B bezeichnet) und der jnterschiedlichen Lage der Einsatzspannung. Dadurch wird eine getrennte Leuchtdichtevariation für jeden Farbpunkt ^Graustufensteuerung) in Spannungsbereichen, die sich nicht überschneiden, ermöglicht. Diese Steuerbereiche der Spannung sind in Figur 5 mit U_R1 und U_R2 als Minimal- bzw. Maximalspannung für den rotes Licht emittierenden Elektrolumineszenzpunkt desTripels, mit U_Gi und U_G2 bzw. U_B1 und U₈₂ analog für den grünes bzw. blaues Licht emittierenden Elektrolumineszenzpunkt Dezeichnet. Die Spannungsbereiche U_R2-U_R1, U_G2-U_G1 und U_B2-U_Bi sind durch die Wahl des Zinkanteils so eingestellt, daß sie »ich nicht überlappen. '·./..

Eine Überschneidung kann jedoch herbeigeführt werden, wenn der Wellenlängenabstand zwischen den Elektrolumineszenzpunkten verschiedener Farbe verringert wird.

Die sich aus den Leuchtdichte-Spannungskennlinien nach Figur 5 ergebenden Möglichkeiten zur Ansteuerung der einzelnen Fripel der Schirmmatrix sind in Figur 6 und Figur 7 dargestellt. Figur 6 zeigt hierbei eine Variante, die den Vorteil einer vollständig galvanisch getrennten, elektrischen Ansteuerung jedes Elektrolumineszenzpunktes in jedem Tripel der Matrix bietet. Die Elektrolumineszenzpunkte sitzen an den Kreuzungspunkten der Leiterbahnen und sind durch Kreise um die entsprechenden Matrixpunkte bezeichnet.

Die Ansteuerung der Elektrolumineszenzpunkte mittels der Videosignale B/G, R für die Farben blau, grün und rot und der Signale eines Horizontalschieberegisters 35 vom Typ eines schnellen Rasters über einen Zeilenspeicher 36 und eine Spaltentreiberstufe 37 via die jeweiligen Spaltenleiterbahen und mittels der Signale des Vertikalschieberegisters 38 über eine Zeilentreiberstufe 39via die jeweiligen Zeilenleiterbahnen zu den blau-, grün- und rotleuchtenden Elektrolumineszenzpunkten B,. G, R erfolgt dergestalt, daß die Impulse für die rot leuchtenden Elektrolumineszenzpunkte jedes Tripeis im Spannungsbereich U_R1 bis Ur₂, für jeden grün leuchtenden Punktim Bereich von U_Gi bis U_G2 und für jeden blau leuchtenden Punktim Bereich von U_Bi bis U_B2 variieren. Die galvanisch vollständig getrennte Ansteuerung jedes Elektroiumineszenzpunktes erlaubt es hierbei, mit über das Verteikalschieberegister 38 gegebenen Löschimpulsen zu arbeiten, die für jede Farbe gesondert gewählt werden. Die Impulsformen für die Einschaltung und Löschung der Elektrolumineszenz in den Elektrolumineszenzpunkten mit einer B-V-Charakteristik gemäß Figur 5 sind für jede Farbe in umkreisten Zeichnungsfeldern dargestellt. Die Impulsform A gilt für Rot, B für Grün und C für Blau. Die Löschimpulse U_RL, Uql, U_BL sind einheitlich hoch für alle Farben, während die Modulationsspannungsbereichefür Rot, Grün und Blau U_Ri... U_R2, Ü_G1... U_G2und U_B'i... U_B2 und ebenso die Auffrischungsimpulse U_RS, U_GS und U_BS farbspezifische Werte besitzen. ', '

Die Figur 7 zeigt eine vereinfachte Variante der Matrixansteuerung, bei der die horizontale Ansteuerung der blau, grün und rot leuchtenden Elektrolumineszenzpunkte über eine gemeinsame Horizontalleiterbahn erfolgt. Wie in Figur 6 werden auch hier die einzelnen Elektrolumineszenzpunkte der Matrix vertikal durch die Videosignale B, G bzw. R und die Signale eines Horizontalschieberegisters 40 über einen Zeilenspeicher 41 und eine Spaltentreiberstufe 42via die jeweiligen Spaltenleiterbahnen angesteuert. Horizontal erfolgt die Ansteuerung mittels eines Vertikalschieberegisters 43 und eine Zeilentreiberstufe 44 über eine für die Elektrolumineszenzpunkte des Tripels gemeinsame Horizontalleiterbahn. Erst wenn alle drei Videosignale über Spaltenlejterbahnen mit den Schaltspannungen im Bereich U_R1... U_R2, U_G1... U_G2und U_B1... U₈₂ auf die Zeile der Horizontalleiterbahn übertragen sind, wird auf die benachbarte HorizontalieiterbahFumgeschältetOie "~~~

Haltespannung für die drei Elektrolumineszenzpunkte jedes Bildpunktes U_RS, U_GS, U_Bs wird kontinuierlich während des Aufbaus des Bildes geliefert. Die für alle Farben einheitliche Löschspannung liegt unterhalb der kleinsten Haltespannung der Elektrolumineszenzpunkte eines Farbtripeis. Die Löschspannung wird spätestens vor der Beschattung der Bildpunkte einer Zeile mit neuen Videosignalen aus dem Vertikalschieberegister 43 zugeführt.

In den Figuren 8 bis 10 sind meherere Arten der Anordnung der Farbtripel der Bildpunkte auf der Schirmfläche dargestellt. Die vertikale Anordnung der Fartripel eines Bildpunktes nach Figur 8 ist in einer kartesischen Matrixanordnung einfach zu verwirklichen. An den Kreuzungspunkten der Spaltenleiterbahn 50 mit der Horizontalleiterbahn 51, 52 und 53 befinden sich Elektrolumineszenzschichtabscfinitte 54,55 und 56 für die Lichtemission in blau (B), grün (G) und rot (R). Bei der Horizontalanordnung der Farbtripel jedes Bildpunktes nach Figur 9 wird eine Zweiteilung des Elektrolumineszenzpunktes, der auf einer meanderförmigen Leiterbahn sitzt, vorgenommen. Hierbei sind zwei parallele Spaltenleiterbahnen 61 über eine Brücke 62 verbunden und mit einer Bondinsel 63 zum Anfügen der äußeren Elektroden versehen. Die Spaltenleiterbahn 64 besitzt die Bondinsel 65, genau wie die Spaltenleiterbahn 66 die Bondinsel 67. Die Leiterbahn 68 weist am linken äußeren Rand des Substrates 60 eine gleichartige Bondinsel 69, wie die Leiterbahn 70 an der Insel 71 und die Zeilenleiterbahn 72 an der Insel 73 auf. Die Schichtabschnitte 74 und 75 für die grüne Emission G eines Bildpunktes befinden sich an den Kreuzungsstellen der Spaltenleiterbahn 70 mit beiden verbundenen Spaltenleiterbahnen 61. _;

Um die Emission R und B aus den Schichtabschnitten 76 und 77 nicht zu stören, windet sich die Zeilenleiterbahn 70

meanderförmig zwischen den zinkenartigen Auslegern der Zeilenleiterbahnen 68 und 72 hindUrch..Die Schichtabschnitte 76 und 77 für die rote und grüne Emission befinden sich unter den zinkenartigen Auslegern der Zeilenleiterbahnen 68 und 70 an den Schnittstellen mit den Spältenleiterbahnen 64 und 66.

Eine andere Horizontalanordnung der Farbtripel der Bildpunkte ist in Figur 10 wiedergegeben. Auf der Oberseite 80 des Substrates endet die Leiterbahn 81 in der Bondinsel 82, die Leiterbahn 83 in der Bondinsel 84 und die Leiterbahn 85 in der Bondinsel 86. Die Spaltenleiterbahnen 87, 88 und 89 besitzen ihre Bondinsel an der nicht dargestellten Unterkante des Substrates. Das nächste Leitbahntripel hat seine Bondinseln wieder an der Oberkante 80 des Substrates. Nahe der linken Kante 90 des Substrates enden die Zeilenleiterbahnen 91 und Bondinseln 92 der roten Emission R, die Zeilenleiterbahnen 93 und Bondinseln 94 der grünen Emission G sowie die Zeilenleiterbahnen 95 und Bondinseln 96 der blauen Emission B; Lumineszenzschichten oder Schichtabschnitte 97 für die rote Emission befinden sich unter den Spaltenleiterbahnen 81/89, über den meanderförmig geführten Zeilenleiterbahnen 91. Andere Lumineszenzschichten oder Schichtabschnitte 98 für die grüne und 99 für die blaue Lumineszenz befinden sich an den Schnittstellen der Spaltenleiterbahnen 83,88 bzw. 86,87 mit den ebenfalls meanderförmig geführten Zeilenleiterbahnen 94 und 95. Der Vorteil des Wechsels der Emissionsfolge unter den Spaltenleiterbahnen 81,83,85 von R, G und B zu B, G und R unter den Spaltenleiterbahnen 37,88 und 89 besteht darin, daß die Signale für die grädzahligen Bildpunkte einer Zeile von der nicht dargestellten Unterkante des Substrates und für die ungradzahligen Bildpunkte von der Oberkante 80 aus eingespeist werden können, ohne daß die Impulsfolge A, B, C jedes . Bildpunktes gedreht zu werden braucht. .

Die in den Ausführungsbeispielen behandelten Bildschirmvarianten begrenzen die Erfindung nicht. Es sind für zahlreiche andere Anwendungsfäile mit einem niedrigeren Grad der Auflösung in Bildpunkte Festkörperfarbwiedergabevorrichtungen erfindungsgemäß ausführbar, die die Bedürfnisse eines Informationsdisplays besser befriedigen als die bisher bekannten Anzeigen. ·. >

Claims (16)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Elektrolumineszenzbildschirm aus Dünnschichten ternärer A'^'-Verbindungen, die zwischen durchsichtigen dielektrischen Isolatorschichten und zwei Elektrodensystemen angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Bildpunkte des Schirmes aus mehreren galvanisch getrennten Elektrolumineszenzpunkten mit definierten Schaltspannungspegeln für den Arbeitsbereich der Leuchtdichte-Spannungscharakteristik zusammengesetzt sind, jeder Elektrolumineszenzpunkt aus einer ternären Misehverbindung des A^_xB_xC-TyPS aus zwei kationischen Metallkomponenten A und Bder 2. Nebengruppe und einer anionischen Chalkogenkomponente der 6. Hauptgruppe des Periodensystems besteht, die ternäre Misehverbindung in den Elektrolumineszenzpunkten eines Bildpunktes auf mehrere verschiedene Prozentwerte im Bereich von Null bis Hundert festgelegt ist, in die ternäre Misehverbindung jedes Elektrolumineszenzpunktes ein und dasselbe, zu der kationischen Komponente isovaientes, neues Chalkogenelement, dessen Elektronegativität vorzugsweise um mindestens 0,4eV kleiner als die des substituierten Elementes ist, in Dotierungskonzentrationen von 10¹⁹ bis 10²¹at/cm³ eingeführt ist und daß ein n-Tupel von Farben pro Bildpunkt über die mit der gestuften Änderung des Prozentwertes einer Metallkomponente verbundene Anhebung der Leitungsbandkante über das vom besagten neuen Element gebildete Energieniveau für das Lumineszenzzentrum hervorgebracht ist.
2. 2. Elektrolumineszenzbildschirm nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß die ternäre Misehverbindung aus Cd^_xZn_xS ^ und das isovalente Element aus Tellur besteht.
3. 3. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß im blau emittierenden Elektrolumineszenzpunkt der Zinkprozentanteil auf 80 bis 100% am Metallanteil festgelegt ist.
4. 4. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß im grün emittierenden Elektrolumineszenzpunkt der Zinkprozentanteil auf 60 bis 80% am Metallanteil festgelegt ist.
5. 5. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß im gelb leuchtenden / Elektrolumineszenzpunkt der Zinkprozentanteil auf 25 bis 45% am Metalianteil festgelegt ist.
6. 6. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß im rot emittierenden Elektrolumineszenzpunkt der Zinkprozentanteil auf 0 bis 30% am Metallanteil festgelegt ist.
7. 7. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die ternäre Mischverbindung in Dünnschichtform und mit einer flächenhaften Ausdehnung, die dem einzelnen Elektrolumineszenzpunkt entspricht, ; vorgelegt und der Schicht eines andersfarbig emittierenden Elektrolumineszenzpunktes benachbart ist.
8. 8. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß. mehrere Schichten der ternären Misehverbindung übereinander angeordnet sind und der Zinkprozentanteil am Metallanteil in Richtung der Abstrahlungsnormalen ansteigt.
9. 9. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß der aktive Schichtbereich des blau emittierenden Elektrolumineszenzpunktes auf beiden Hauptflächen direkte Berührung mit lumineszenzzentrenfreien Isolatorschichten hat. '
10. 10. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß der aktive Schichtbereich der langwelliger als blau emittierenden Elektrolumineszenzpunkten auf einer oder mehreren Schichten mit höherem Zinkprozentsatz am Metallanteil der ternären Mischverbindungen aufliegt und auf der anderen Oberflächenseite direkte Berührung mit einer lumineszenzzentrenfreien Isolatorschicht hat.
11. 11. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 und Ϊ0, gekennzeichnet dadurch, daß der aktive Schichtbereich jedes Elektrolumineszenzpunktes eines Bildpunktes der Bereich der niedrigsten Durchbruchsfeldstärke des gesamten Schichtsystems ist und die Schichten, auf denen der aktive Schichtbereich aufliegt, eine dem höheren Zinkprozentanteil entsprechende größere Durchbruchsfeldstärke erhalten haben.
12. 12. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß über dem !aktivsten Schichtbereich jedes Elektrolumineszenzpunktes alle die Schichtteile entfernt sind, in denen die ternäre Misehverbindung aufgrund eines niedrigeren Zinkanteiles bei niedrigeren Spannungen als der für die Farbe der Emissionsbande typischen Schwellspannung durchbrechen.
13. 13. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß Abschnitte der Schicht der ternären Misehverbindung in einer zur Abstrahlungsnormalen gehörigen Flächenebene nebeneinander angeordnet sind.
14. 14. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß die ternären Mischverbindungen von binären A"B^VI-Verbindungen mit leichten Kationenkomponenten und höchster Durchbruchsfeldstärke abgedeckt oder in diese eingebettet sind. ·
15. 15. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die ternären Mischverbindungen in binäre A"B^VI-Verbindungen und bekannte Isolatorschichten eingebettet sind. ' '
16. 16. Elektrolumineszenzbildschirm nach den Punkten 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß jeder Elektrolumineszenzpunkt eines n-Tripels pro Bildpunkt galvanisch getrennt mit einem anderen Spannungspegel in den Arbeitsbereich der Leuchtdichte-Spannungscharakteristik geschaltet Pst. .

    Hierzu 6 Seiten Zeichnungen