DE19647710A1 - Phosphorus for displays, especially thin-film luminescence displays - Google Patents
Phosphorus for displays, especially thin-film luminescence displaysInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Dünnschicht-Phosphore für Displays, insbesondere Dünnschicht-Lumineszenz-Displays, welche aus einem Wirtskristall-Material aus einer Verbindung eines oder mehrerer Erdalkali-Metalle und/oder Zn und/oder Cd bestehen mit Spuren einer seltenen Erde oder Wismut und eines weiteren Elements.The invention relates to thin-film phosphors for displays, in particular thin-film luminescence displays, which are made of a host crystal material from a compound of one or more alkaline earth metals and / or Zn and / or Cd exist with traces of a rare earth or bismuth and another element.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Dünnschicht- Elektrolumineszenz-Display mit einer den Phosphor enthaltenden aktiven Schicht, wobei das Wirtskristall- Material eine Wirtskristallschicht aus einer stöchiometrisch aufgewachsenen Verbindung eines oder mehrerer Erdalkali-Metalle und/oder Zn und/oder Cd mit den Spuren einer seltenen Erde oder von Wismut und eines weiteren Elements ist.The invention further relates to a thin film Electroluminescent display with a phosphor containing active layer, the host crystal Material a host crystal layer from a stoichiometrically grown connection of one or several alkaline earth metals and / or Zn and / or Cd with the Traces of a rare earth or bismuth and one another element.
Lumineszenz-Displays enthalten "Phosphore", d. h. Materialien, die elektrisch zum Leuchten anregbar sind. Ein Phosphor besteht aus einer Wirtskristall-Matrix und einer Dotierung, welche die Leuchteigenschaften des Phosphors bestimmt. Diese dotierten Atome sind zur Emission von Licht anregbar. Dabei erfolgt die Anregung durch Elektronen, die auf die anregbaren Atome treffen. Die Atome werden durch die Energie der Elektronen in einen höheren Energiezustand versetzt und geben diese Energie unter Emission eines Lichtquants wieder ab.Luminescent displays contain "phosphors", i.e. H. Materials that can be excited electrically to light up. A Phosphorus consists of a host crystal matrix and a Doping, which is the luminous properties of the phosphor certainly. These doped atoms are for the emission of light excitable. The excitation is carried out by electrons that hit the excitable atoms. The atoms are through the energy of the electrons into a higher energy state offset and give this energy with emission one Light quants off again.
Es sind Kathodolumineszenz-Displays bekannt, bei denen die Anregung der Atome mittels eines Elektronenstrahls in einer Braunschen Röhre erfolgt. Das sind die üblichen Fernsehröhren oder Monitore. Die Phosphore bilden dabei eine körnige Substanz, die auf die Innenseite des Bildschirms aufgebracht wird.Cathodoluminescent displays are known in which the Excitation of the atoms by means of an electron beam in a Braun tube is made. These are the usual ones TV tubes or monitors. The phosphors form a granular substance that is on the inside of the Screen is applied.
Es sind weiterhin Feldemitterdisplays bekannt, bei denen die anregenden Elektronen von nebeneinander angeordneten Feldemittern generiert werden. Diese Feldemitterdisplays stellen einen flache Version von Kathodolumineszenz- Displays dar.Field emitter displays are also known in which the exciting electrons from side by side Field emitters are generated. These field emitter displays represent a flat version of cathodoluminescent Displays.
Eine andere Art von Displays sind Dünnschicht- Elektrolumineszenz-Displays. Solche Dünnschicht- Elektrolumineszenz-Displays enthalten eine dünne Schicht des "Phosphors". Beiderseits dieser Phosphorschicht liegen Isolator-Schichten. Auf den Isolator-Schichten sind Elektroden vorgesehen, zwischen denen eine Spannung anlegbar ist. Eine der Elektroden ist dabei lichtdurchlässig. Die ganze Anordnung sitzt auf einem Substrat aus Glas. Die Schichten mit den Elektroden bilden einen Kondensator. Zwischen die Elektroden wird eine Spannung angelegt. Dadurch wird unter Berücksichtigung der geringen Dicke der Schichten eine sehr hohe elektrische Feldstärke erzeugt.Another type of displays are thin film Electroluminescent displays. Such thin film Electroluminescent displays contain a thin layer of "phosphorus". Both sides of this phosphor layer Insulator layers. Are on the insulator layers Electrodes provided between which a voltage can be created. One of the electrodes is there translucent. The whole arrangement sits on one Glass substrate. Form the layers with the electrodes a capacitor. Between the electrodes is a Voltage applied. This will take into account the low thickness of the layers a very high electrical Field strength generated.
Die Phosphorschicht enthält eine Wirtskristallschicht. Die Wirtskristallschicht ist mit Atomen dotiert, die zur Emission von Licht anregbar sind. Diese Anregung erfolgt hier durch Elektronen, die durch das starke elektrische Feld freigesetzt und im Gitter des Phosphors beschleunigt werden. Diese Elektronen treffen auf die anregbaren Atome. Die Atome werden auch hier durch die Energie der Elektronen in einen höheren Energiezustand angehoben und fallen unter Emission eines Lichtquants wieder in den Grundzustand zurück (DE-A-44 35 016; Applied Surface Science 92 (1996), 589-597).The phosphor layer contains a host crystal layer. The Host crystal layer is doped with atoms that are used for Emission of light can be stimulated. This suggestion is made here by electrons by the strong electrical Field released and accelerated in the phosphor lattice will. These electrons hit the excitable atoms. The atoms are also here by the energy of the electrons raised to a higher energy state and fall below Emission of a light quantum back to the basic state back (DE-A-44 35 016; Applied Surface Science 92 (1996), 589-597).
Da diese Anordnung einen Kondensator darstellt, wird die angelegte Spannung periodisch umgepolt, d. h. die Ansteuerung erfolgt mit einer Wechselspannung.Since this arrangement is a capacitor, the applied voltage periodically reversed, d. H. the Control takes place with an alternating voltage.
Wenigstens eine Art der Elektroden bildet ein Raster von Bildelementen. Die Helligkeit jedes dieser Bildelemente hängt vom Strom der Elektronen ab. Dadurch kann ein Bild, ein "Display", erzeugt werden.At least one type of electrode forms a grid of Picture elements. The brightness of each of these picture elements depends on the current of the electrons. This allows an image a "display".
Die Farbe des emittierten Lichtes hängt von der Art der in das Wirtsgitter-Material in Spuren eingebauten, anregbaren Atome ab. Zur Erzeugung farbiger Elektrolumineszenz- Displays, werden verschiedene Phosphore verwendet, die rotes, grünes oder blaues Licht emittieren. Es gibt aber auch Phosphore, die zwei verschiedene Farben, z. B. Rot und Blau/Grün zugleich emittieren. Dann ist das ausgestrahlte Licht weiß. Diese verschiedenen Phosphore können in ineinandergeschachtelten Rastern, Farbtripelmustern, angeordnet sein, wobei zur Erzeugung von Mischfarben in benachbarten Rasterpunkten verschiedene Phosphore gleichzeitig durch einen Elektronenstrahl oder durch Anlegen einer Spannung angeregt werden. Es sind aber auch Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Displays bekannt, bei denen die verschiedenen Phosphore in je einer dünnen Schicht enthalten sind, diese Schichten übereinander aufgebracht und in dem zwischen den Elektroden angelegten elektrischen Feld angeordnet sind. Wenn die Schichten je eine (oder zwei, s. o.) der drei Grundfarben emittieren, dann wird durch die Elektrolumineszenz weißes Licht erzeugt. Die einzelnen Elektroden des Elektroden-Rasters werden dann durch ein vorgeschaltetes Filter mit einem Raster von ineinandergeschachtelten roten, grünen und blauen Flächenelementen jeweils einer der Grundfarben zugeordnet. In jedem Fall müssen die drei Grundfarben durch geeignete Phosphore erzeugt werden ("SID Proceedings of the Society for Information Display 32" (1991), 325-329).The color of the light emitted depends on the type of in the host grid material built into traces, stimulable Atoms. To generate colored electroluminescent Displays, various phosphors are used that emit red, green or blue light. But there is also phosphors, the two different colors, e.g. B. red and Emit blue / green at the same time. Then that is broadcast Light white. These different phosphors can be used in nested grids, color triple patterns, be arranged, in order to produce mixed colors in neighboring halftone dots different phosphors simultaneously by an electron beam or by Applying a voltage. But there are also Thin-film electroluminescent displays are known in which the different phosphors in a thin layer are included, these layers applied one above the other and in the electrical applied between the electrodes Field are arranged. If the layers have one (or two, s. o.) of the three primary colors, then generated white light by electroluminescence. The individual electrodes of the electrode grid are then through an upstream filter with a grid of nested red, green, and blue Area elements each assigned one of the primary colors. In any case, the three primary colors must be matched by suitable ones Phosphors are generated ("SID Proceedings of the Society for Information Display 32 "(1991), 325-329).
Für Rotstrahler werden ZnS : Sm, CaS : Eu oder auch ZnS : Mn als elektrolumineszierende Materialien verwendet. Das bedeutet z. B., daß das Wirtsgitter-Material Zinksulfid ist. Dieses Zinksulfid ist mit Spuren von Samarium (Sm), einer seltenen Erde, dotiert. Diese Samarium-Atome sind durch die Elektronen zur Emission von rotem Licht anregbar. For red emitters, ZnS: Sm, CaS: Eu or ZnS: Mn are used as electroluminescent materials used. That means e.g. B. that the host lattice material is zinc sulfide. This Zinc sulfide is rare with traces of samarium (Sm) Earth, endowed. These samarium atoms are through that Electrons can be excited to emit red light.
Für Grünstrahler eignet sich ZnS : TbF. Übliche Blaustrahler bestehen aus SrS : CeCl3 oder SrSe : CeCl3 (mit Filterung). Für Blaustrahler wird also z. B. Strontiumsulfid als Wirtsgitter-Material mit z. B. Cerchlorid dotiert. Je nach Herstellungsverfahren sind aber auch andere Verbindungen von Cer denkbar. Strontium ist ein Erdalkali-Metall. Strontiumsulfid ist ein Chalkogenid. Cer ist ebenfalls eine seltene Erde (DE-A-44 35 016).ZnS: TbF is suitable for green emitters. Usual blue emitters consist of SrS: CeCl 3 or SrSe: CeCl 3 (with filtering). For blue emitters z. B. strontium sulfide as a host lattice material with z. B. Cerium chloride doped. Depending on the manufacturing process, other cerium compounds are also conceivable. Strontium is an alkaline earth metal. Strontium sulfide is a chalcogenide. Cerium is also a rare earth (DE-A-44 35 016).
Die Kristalle können durch reaktives Aufdampfen in Hochvakuumkammern hergestellt werden. Dabei kommt jedes Material einzeln aus verschiedenen beheizbaren Effusionsquellen. Es gibt aber auch Verfahren wie Elektronenstrahlverdampfung oder reaktives Sputtern.The crystals can be reactively evaporated in High vacuum chambers are manufactured. Everybody comes here Material individually from different heatable Sources of effusion. But there are also procedures such as Electron beam evaporation or reactive sputtering.
Beim reaktiven Aufdampfen wird das Substrat auf eine Temperatur oberhalb von 400°C aufgeheizt, nachdem die Präparationskammer evakuiert wurde. Die Effusionsquellen werden ebenfalls geheizt und können aber unterschiedliche Temperaturen aufweisen. z. B. wird zum Aufdampfen von SrS : CeCl3,Zn elementares Sr auf 690°C, elementares S auf 200°C, Cerchlorid (CeCl3) auf 640°C und ZnS auf 970°C geheizt. Die Temperaturen in der Präparationskammer werden nach oben hin limitiert durch die Temperatur, die für das Substrat (z. B. Glas) verwendbar sind. Es kann also nicht jedes beliebige Material als Effusionsquelle verwendet werden. Einige Materialien wiederum können nur in bestimmten Verbindungen verwendet werden. Dazu gehört z. B. das Schmelzmittel Kalium, welches im allgemeinen als Chlorid vorliegt. In reactive evaporation, the substrate is heated to a temperature above 400 ° C after the preparation chamber has been evacuated. The effusion sources are also heated, but can have different temperatures. e.g. B. is heated to evaporate SrS: CeCl 3 , Zn elemental Sr to 690 ° C, elemental S to 200 ° C, cerium chloride (CeCl 3 ) to 640 ° C and ZnS to 970 ° C. The temperatures in the preparation chamber are limited by the temperature that can be used for the substrate (e.g. glass). So any material can not be used as an effusion source. Some materials can only be used in certain compounds. This includes e.g. B. the melting agent potassium, which is generally present as chloride.
Die verschiedenen möglichen Effusionsquellen für die
Herstellung von Phosphoren für Dünnschicht-Displays sind in
der folgenden Tabelle noch einmal zusammengefaßt:
The various possible sources of effusion for the manufacture of phosphors for thin-film displays are summarized in the following table:
Dabei bedeuten:
Mα, Mβ und M = Sr oder Ca (Strontium oder Kalzium)
X = S (Schwefel)
Y = Se (Selen)
N = Ga (Gallium)
D = Ce, Eu oder Bi (Cer, Europium oder Wismut)
H = Cl oder F (Chlor oder Fluor)
Z = Zn, Cd oder Mn (Zink, Cadmium oder Mangan)
Die gemischten Kristalle MαMβ aus verschiedenen Metallen
können unterschiedliche Mischverhältnisse aufweisen. z. B.
Ca0,2Sr0,8, wobei die Indizes das Mengenverhältnis angeben.Here mean:
M α , M β and M = Sr or Ca (strontium or calcium)
X = S (sulfur)
Y = Se (selenium)
N = Ga (gallium)
D = Ce, Eu or Bi (cerium, europium or bismuth)
H = Cl or F (chlorine or fluorine)
Z = Zn, Cd or Mn (zinc, cadmium or manganese)
The mixed crystals M α M β from different metals can have different mixing ratios. e.g. B. Ca 0.2 Sr 0.8 , the indices indicating the quantitative ratio.
Bei der Herstellung von körnigen Phosphoren für die Anregung durch einen Elektronenstrahl wird das Strontiumsulfid mit dem Cer in Form von z. B. CeCl3 (Cerchlorid) mit Kaliumchlorid als Schmelzmittel erzeugt. In the production of granular phosphors for excitation by an electron beam, the strontium sulfide with the cerium in the form of z. B. CeCl 3 (cerium chloride) with potassium chloride as a melting agent.
Dabei wird in das Gitter des Phosphors auch Kalium als weiteres Element eingebaut. Bei der Herstellung von Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Displays ist das Wirtskristall-Material eine Wirtskristallschicht aus einer stöchiometrisch aufgewachsenen Verbindung, z. B. eines Chalkogenids, die Spuren des anregbaren Elements, z. B. einer seltenen Erde, und üblicherweise eines weiteren Elements enthält.Potassium is also used in the lattice of the phosphorus additional element installed. In the manufacture of That is thin-film electroluminescent displays Host crystal material a host crystal layer from a stoichiometrically grown connection, e.g. B. one Chalcogenide, the traces of the stimulable element, e.g. B. a rare earth, and usually another Elements contains.
Dabei wird eine möglichst gute Kristallstruktur, d. h. regelmäßig und mit wenig Fehlstellen angestrebt.The best possible crystal structure, i. H. aimed for regularly and with few defects.
Es bietet Schwierigkeiten, einen Blau/Grünstrahler für Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Displays mit einem ausreichenden Blauanteil herzustellen. Beim stöchiometrischen Aufwachsen einer Phosphorschicht von Strontiumsulfid mit einer Dotierung von Cerchlorid (SrS : CeCl3) auf ein Substrat oder eine Elektrode ergibt sich eine Verschiebung des Maximums der Emissionslinie zum Grünen hin, verglichen mit dem Spektrum des entsprechenden Pulverphosphors. Außerdem wird die Phosphorschicht elektrisch instabil. Dieses Problem besteht seit vielen Jahren, und es sind zahlreiche Arbeiten erschienen, in denen Versuche zur Erzeugung eines Blau/Grünstrahlers für Dünnschicht-Lumineszenz beschrieben werden, der ein Blau liefert, welches zumindest vergleichbar mit dem Spektrum des entsprechenden Pulverphosphors ist.It is difficult to produce a blue / green emitter for thin-film electroluminescent displays with a sufficient proportion of blue. Stoichiometric growth of a phosphor layer of strontium sulfide with a doping of cerium chloride (SrS: CeCl 3 ) on a substrate or an electrode results in a shift of the maximum of the emission line towards the green, compared to the spectrum of the corresponding powder phosphor. In addition, the phosphor layer becomes electrically unstable. This problem has existed for many years and numerous works have appeared which describe attempts to produce a blue / green emitter for thin-layer luminescence which gives a blue which is at least comparable to the spectrum of the corresponding powder phosphor.
Die DE-A-44 35 016 sucht diesen Mangel dadurch zu beheben, daß in die Wirtskristallschicht als weiteres Material Spuren von Mangan, Zink oder Cadmium eingebaut werden. DE-A-44 35 016 seeks to remedy this deficiency by that in the host crystal layer as another material Traces of manganese, zinc or cadmium can be incorporated.
Dadurch wird die Gesamtemission des Materials wesentlich erhöht. Die spektrale Lage der Emissionslinie wird dadurch aber nicht verändert. Der Blauanteil der Emissionslinie wird aber mit der Gesamtemission absolut erhöht, so daß durch Filterung eine ausreichende Emission von blauem Licht erreicht werden kann.This makes the total emission of the material essential elevated. This will change the spectral position of the emission line but not changed. The blue part of the emission line is increased absolutely with the total emission, so that by filtering a sufficient emission of blue light can be reached.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kristallqualität von Phosphoren und damit ihre Leuchtdichte und elektrische Stabilität zu erhöhen.The invention is based, which Crystal quality of phosphors and thus their luminance and increase electrical stability.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, einen Phosphor für Elektrolumineszenz-Displays zu schaffen, der ein Emissionsspektrum mit einem möglichst hohen Anteil von blauem Licht in der emittierten Linie aufweist.The invention is further based on the object To create phosphor for electroluminescent displays, the an emission spectrum with the highest possible proportion of has blue light in the emitted line.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Phosphor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das weitere Element Silber ist.According to the invention, this task is the case of a phosphorus type mentioned solved in that the further Element is silver.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß Silber leicht zu verdampfen ist. Das Aufwachsen der Wirtskristallschicht mit den Spuren von Cerchlorid und Silber kann daher bei relativ niedrigen Temperaturen von etwa 600°C erfolgen, so daß mit einem Glassubstrat gearbeitet werden kann. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch die Dotierung mit Silberatomen die Leuchtdichte und elektrische Stabilität von Phosphoren für Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Displays verbessert werden konnte. Dabei kommen alle möglichen Phosphore des Stands der Technik in Betracht, sowohl hinsichtlich der Auswahl der Wirtsgitter, als auch hinsichtlich der Dotierungen.It has proven to be advantageous for silver to easily evaporate. The growth of the host crystal layer with the traces of cerium chloride and silver can therefore be found at relative low temperatures of about 600 ° C, so that with a glass substrate can be worked. It has Surprisingly shown that the doping with Silver atoms the luminance and electrical stability of phosphors for thin-film electroluminescent displays could be improved. All sorts of come Prior art phosphors are contemplated, both regarding the choice of host lattice, as well with regard to the doping.
Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß der Einbau von Silberatomen in das Gitter des Wirtskristall-Materials der Grünverschiebung des emittierten Lichts gegenüber dem Spektrum eines Pulverphosphors entgegenwirkt und zu einem höheren Blauanteil relativ zu dem Grünanteil führt.It has also been found that the installation of Silver atoms in the lattice of the host crystal material Green shift of the emitted light compared to the Counteracts spectrum of a powder phosphor and becomes one higher proportion of blue leads to the proportion of green.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 1 bis 10.Embodiments of the invention are the subject of Claims 1 to 10.
Die Erfindung gestattet es auch, ein Dünnschicht- Elektrolumineszenz-Display der eingangs genannten Art mit einem vergrößerten Blauanteil herzustellen.The invention also allows a thin film Electroluminescent display of the type mentioned to produce an increased proportion of blue.
Das ist Gegenstand der Patentansprüche 11 bis 19.This is the subject of claims 11 to 19.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is below Reference to the accompanying drawings explained in more detail.
Fig. 1 zeigt schematisch den - an sich bekannten - Aufbau eines Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Displays. Fig. 1 shows schematically the - known per se - structure of a thin-film electroluminescent display.
Fig. 2 ist ein Diagramm und zeigt die Intensität des von dem Blau/Grünstrahler aus mit Cer dotiertem Strontiumsulfid emittierten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge, und zwar einmal ohne zusätzliche Dotierung mit Silber (punktierte Linie) und einmal mit der zusätzlichen Dotierung mit Silber (ausgezogene Linie). Fig. 2 is a graph showing the intensity of the of the blue / green radiator doped with cerium strontium sulfide emitted light depending on the wavelength, namely once without additional doping with silver (dotted line) and once with the additional doping with silver ( solid line).
Fig. 3 ist ein Diagramm und zeigt die Abhängigkeit der Leuchtdichte eines mit Silber dotierten Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Displays in Abhängigkeit von der Spannung einmal ohne weitere Dotierung mit Mangan (gestrichelte Linie) und einmal mit einer weiteren Dotierung mit Mangan (ausgezogene Linie). Fig. 3 is a diagram and the dependence shows the luminance of a silver-doped thin-film electroluminescent displays in dependence on the voltage even without further doping with manganese (dashed line) and once with a further doping with manganese (solid line).
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Elements eines Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Displays. Dieser Aufbau ist an sich bekannt. Auf ein Glassubstrat 10 ist eine durchsichtige Elektrode 12 aufgebracht. Die Elektrode 12 besteht aus Indiumzinnoxid (ITO). Auf der Elektrode 12 ist eine erste Isolatorschicht 14 vorgesehen. Die Isolatorschicht 14 hat eine Dicke von etwa 300 nm. Auf die Isolatorschicht 14 ist eine Phosphorschicht 16 von etwa 800 nm Dicke aufgewachsen. Die Phosphorschicht 16 enthält eine aufgewachsenen Wirtskristallschicht (oder besteht aus einer Wirtskristallschicht) aus Strontiumsulfid, das mit Spuren von Cer, Chlor, Silber und Mangan dotiert ist. Die Dotierungsmenge liegt dabei in der Größenordnung von 0,1 Atomprozent für Cer, bis zu 0,7 Atomprozent für Mangan und etwa ebensoviel für Silber. Die Wirtskristallschicht wird durch stöchiometrisches Aufwachsen mittels reaktiven Aufdampfens erzeugt. Das ist in der oben diskutierten DE-A- 44 35 016 unter Bezugnahme auf Fig. 3 dieser Druckschrift näher beschrieben. Auf der Phosphorschicht 16 ist eine zweite Isolator-Schicht 18 von etwa 300 nm vorgesehen. Auf der Isolator-Schicht 18 sitzt eine zweite Elektrode 20. Die Elektrode 20 besteht aus Metall. Die Phosphorschicht 16 kann auch von mehreren übereinander angeordneten, unterschiedlichen Schichten gebildet sein, die als Rot-, Grün- und Blaustrahler wirken. Zwischen den Elektroden 12 und 20 ist, wie dargestellt, eine Wechselspannung von 100 bis 200 V angelegt. Fig. 1 is a schematic view of an element of a thin-film electroluminescent displays. This structure is known per se. A transparent electrode 12 is applied to a glass substrate 10 . The electrode 12 is made of indium tin oxide (ITO). A first insulator layer 14 is provided on the electrode 12 . The insulator layer 14 has a thickness of approximately 300 nm. A phosphor layer 16 of approximately 800 nm thickness is grown on the insulator layer 14 . The phosphor layer 16 contains a grown host crystal layer (or consists of a host crystal layer) made of strontium sulfide doped with traces of cerium, chlorine, silver and manganese. The amount of doping is of the order of 0.1 atomic percent for cerium, up to 0.7 atomic percent for manganese and about as much for silver. The host crystal layer is produced by stoichiometric growth using reactive vapor deposition. This is described in more detail in DE-A-44 35 016 discussed above with reference to FIG. 3 of this document. A second insulator layer 18 of approximately 300 nm is provided on the phosphor layer 16 . A second electrode 20 sits on the insulator layer 18 . The electrode 20 is made of metal. The phosphor layer 16 can also be formed by a plurality of different layers arranged one above the other, which act as red, green and blue emitters. As shown, an alternating voltage of 100 to 200 V is applied between the electrodes 12 and 20 .
Fig. 2 zeigt die spektrale Verteilung des von dem mit Cerchlorid dotierten Strontiumsulfid emittierten Lichtes. Es handelt sich um zwei überlagerte, relativ breite Spektrallinien. Die punktierte Kurve 26 zeigt die spektrale Verteilung für das mit Cerchlorid dotierte Strontiumsulfid (SrS : CeCl3) ohne zusätzliche Dotierung mit Silber. Man erkennt, daß das Maximum oberhalb einer Wellenlänge von 500 nm liegt. Durch die weitere Dotierung mit Silber wird das Maximum bis unter eine Wellenlänge von 500 nm verschoben. Das ist durch die in ausgezogener Linie gezeichnete Kurve 28 dargestellt. Dadurch wird der Blauanteil relativ zu dem Grünanteil erheblich erhöht. Die beiden Kurven 26 und 28 sind mit ihren Maxima auf "1" normiert. Fig. 2 shows the spectral distribution of the light emitted from the doped with cerium chloride, strontium sulfide light. These are two superimposed, relatively broad spectral lines. The dotted curve 26 shows the spectral distribution for the strontium sulfide (SrS: CeCl 3 ) doped with cerium chloride without additional doping with silver. It can be seen that the maximum lies above a wavelength of 500 nm. The further doping with silver shifts the maximum to below a wavelength of 500 nm. This is shown by curve 28 drawn in a solid line. The proportion of blue relative to the proportion of green is thereby increased considerably. The two curves 26 and 28 are normalized to "1" with their maxima.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie sich die Leuchtdichte eines Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Displays in Abhängigkeit von der angelegten Spannung verändert. Dabei zeigt eine Kurve 30 die Leuchtdichte für das mit Cerchlorid und Silber dotierte Strontiumsulfid ohne weitere Dotierung mit Mangan. Eine Kurve 32 zeigt die Leuchtdichte für das mit Cerchlorid und Silber dotierte Strontiumsulfid mit weiterer Dotierung mit Mangan.In Fig. 3 illustrates how the luminance of a thin-film electroluminescent displays changes depending on the applied voltage. Curve 30 shows the luminance for the strontium sulfide doped with cerium chloride and silver without further doping with manganese. A curve 32 shows the luminance for the strontium sulfide doped with cerium chloride and silver with further doping with manganese.
Man erkennt, daß die Leuchtdichte, wie schon in der oben genannten DE-A-44 35 016 beschrieben ist, durch den Zusatz von Mangan (Zink oder Cadmium) erheblich erhöht werden kann. Dieser Effekt wirkt zusätzlich zu der durch das Silber erreichten spektralen Verschiebung zum Blau hin.It can be seen that the luminance, as in the above DE-A-44 35 016 described, by the addition of manganese (zinc or cadmium) can be increased significantly can. This effect is in addition to that of Silver achieved spectral shift towards blue.
Die Erhöhung der Leuchtdichte und die Verbesserung der elektrischen Stabilität durch die zusätzliche Dotierung mit Silber ist natürlich nicht nur für SrS : CeCl3,Ag im Blau/Grünen denkbar sondern auch für alle anderen aus dem Stand der Technik bekannten Wirtsgitter und Dotierungen die Licht bei anderen Wellenlängen aussenden, wie sie z. B. in der oben angeführten Tabelle dargestellt sind. Zusätzlich zu den in der Tabelle angeführten Verbindungen könnte der Phosphor auch noch aus Verbindungen bestehen, die sich ergeben wenn man in der Tabelle für M zusätzlich M = Zn (Zink) und D zusätzlich D = Tb (Terbium) annimmt.The increase in luminance and the improvement in electrical stability due to the additional doping with silver is of course not only conceivable for SrS: CeCl 3 , Ag in the blue / green, but also for all other host gratings and doping known from the prior art that light in others Send out wavelengths such as z. B. are shown in the table above. In addition to the compounds listed in the table, the phosphorus could also consist of compounds which result if, in the table, M also assumes M = Zn (zinc) and D additionally D = Tb (terbium).
Einige in diesem Zusammenhang verwendete Phosphore sind dann z. B. CaS : EuCl2 (rot), ZnS : TbF3 (grün), SrS : Pr (weiß), CaS : Bi oder SrS : Bi (grün).Some phosphors used in this connection are then e.g. B. CaS: EuCl 2 (red), ZnS: TbF 3 (green), SrS: Pr (white), CaS: Bi or SrS: Bi (green).
Mit einem Blau/Grünstrahler, der in seinem Emissionsspektrum einen ausreichend starken Anteil an Blau hat und somit ein gesättigtes Blau zu liefern vermag, ist es möglich ein flaches Farbdisplay zu schaffen, der auch z. B. Videobilder farbtreu wiederzugeben vermag. Das geschieht zweckmäßig in der Weise, daß die Phosphorschicht von zwei oder drei Schichten gebildet ist, die übereinanderliegen und Rot, Grün und Blau emittieren. Es ergibt sich dann als Mischfarbe weiß. Vor der Phosphorschicht sitzt ein Farbfilter mit einem Raster von Farbpunkten, das praktisch ineinandergeschachtelte Raster von roten, grünen und blauen Flächenteilen bildet. Jeder Farbpunkt ist durch eine Elektrode 20 (Fig. 1) ansteuerbar. Jeweils drei benachbarte Farbpunkte liefern einen farbigen Bildpunkt. Ein solches Farbdisplay hat gegenüber bekannten LCD-Displays den Vorteil, daß es aus beliebigen Richtungen betrachtet werden kann. Die Strahlung wird unmittelbar in dem Display erzeugt.With a blue / green emitter, which has a sufficiently strong proportion of blue in its emission spectrum and is therefore able to deliver a saturated blue, it is possible to create a flat color display which can also display e.g. B. can reproduce video images true to color. This is expediently done in such a way that the phosphor layer is formed by two or three layers which lie one above the other and emit red, green and blue. The result is white as a mixed color. In front of the phosphor layer is a color filter with a grid of color dots, which practically forms a nested grid of red, green and blue parts of the surface. Each color point can be controlled by an electrode 20 ( FIG. 1). Three adjacent color dots each provide a colored pixel. Such a color display has the advantage over known LCD displays that it can be viewed from any direction. The radiation is generated directly in the display.
Der in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Phosphor für Elektrolumineszenz-Displays läßt sich aber auch für andere Arten von Dünnschicht-Displays verwenden, wie z. B. Feldemitterdisplays oder Plasmadisplays.The phosphor described in this embodiment for Electroluminescent displays can also be used for others Use types of thin film displays such as B. Field emitter displays or plasma displays.
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