DE3228565A1

DE3228565A1 - Verfahren zum altern eines duennschicht-elektrolumineszenz-anzeigeelementes

Info

Publication number: DE3228565A1
Application number: DE19823228565
Authority: DE
Inventors: Kinishi Yamatokoriyama Nara Isaka; Masashi Nara Kawaguchi; Hisashi Yamatokoriyama Nara Uede
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1983-02-24
Also published as: DE3228565C2; US4818913A; GB2105108B; GB2105108A

Description

Verfahren zum Altern eines Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes

Die Erfindung betrifft ein Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigepaneelund insbesondere ein Verfahren zum Altern eines solchen Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigepaneels. im folgenden wird der Begriff Elektrolumineszenz durch "EL" abgekürzt.

Zunächst wird anhand von Fig. 1 ein herkömmliches EL-Anzeigepaneel erläutert, das ein erstes transparentes Glassubstrat 1, eine hierauf gebildete transparente Elektrode 2 aus In₂O₃, SnOj usw., eine erste dielektrische Schicht 3 aus Y₂O₃/ ^^2' Si₃N₄, SiO₂ usw., eine EL-Dünnschicht 4 aus ZnS:Mn und eine zweite dielektrische Schicht 5 aus einem ähnlichen Material wie die erste dielektrische Schicht 3 aufweist. Eine Gegenelektrode 6 besteht aus Al und ist auf der zweiten dielektrischen Schicht 5 durch Aufdampfmethoden gebildet. Die erste dielektrische Schicht 3 wird mittels Zerstäubungs-oder Elektronenstrahlverdampfungsmethoden geschaffen. Die EL-Dünnschicht 4 besteht aus einer ZnS-Dünnschicht, die in gewünschter Menge mit Mangan dotiert ist. Ein elektrisches Wechselfeld von einer Wechselstromquelle 7 wird zur Aktivierung der EL-Dünnschicht 4 an die transparente Elektrode 2 und die Gegenelektrode 6 angelegt.

Die EL-Dünnschicht 4 wird erzeugt durch Elektronenstrahlverdampfung eines gesinterten znS-Pellets bzw. einer ZnS-Tablette, das bzw. die in bevorzugter Menge mit Mn dotiert ist, und danach durch Wärmebehandlung im Vakuum oder in einer Edelgasatmosphäre. Mn dient als Luraineszenzzentrum in der EL-Dünnschicht 4.

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Man muß das Dünnschicht-EL-Anzeigepaneelunter Anlegung einer Spannung einem Alterungsprozeß unterziehen, um dessen optische Eigenschaften, wie die Helligkeit des emittierten Lichtes, und dessen physikalische Eigenschaften, wie die dielektrischen Durchbruchseigenschaften, zu stabilisieren.

Man hat angenommen, daß man die für einen vollständigen Alterungsprozeß benötigte Zeit einfach dadurch abkürzen kann, daß man die Amplitude, die Impulsbreite und/oder die Frequenz usw. der Spannung, die an die Elektrodeneinrichtung des Dünnschicht-EL-Anzeigepaneels angelegt wird, größer macht.

Als man dies tatsächlich durchführte, trat der Nachteil auf, daß ein beträchtlicher dielektrischer Durchbruch auftrat.

Im Hinblick auf das Vorausgehende war es üblich, daß der Alterungsprozeß mit einer konstanten Viechseispannung durchgeführt wurde, die niedriger war als eine zur Erzeugung von Elektrolumineszenz angelegte Spannung. Als Ergebnis war herkömmlicherweise zur vollständigen Durchführung des Alterungsprozesses eine lange Zeit von etwa 5o bis 6o Stunden erforderlich.

Ferner ändern sich gemäß dem herkömmlichen Alterungsverfahren Eigenschaften zur Darstellung der Beziehung zwischen der Emissionshelligkeit der Elektrolumineszenz und der an das Dünnschicht-EL-Anzeigepaneel angelegten Spannung (nachfolgend als "B-V"-Eigenschaften bezeichnet) während des Alterungsprozesses. Dies verändert den Alterungswirkungs' grad mit dem Zeitablauf, während eine konstante Spannung zwischen der transparenten Elektrode 2 und der Gegenelektrode 6 für Alterungszwecke angelegt ist.

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Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der B-V-Eigenschaften eines Dünnschicht-EL-Anzeigepaneels, das dem herkömmlichen Alterungsprozeß unterzogen wird, bei dem eine konstante Spannung über den Elektroden angelegt wird.

In der graphischen Darstellung in Fig.2 sind die einzelnen Daten den folgenden Bedingungen zugeordnet:

Z₁ : vor dem Alterungsprozeß

/₂ : etwa eine Stunde nach dem Alterungsprozeß

£. : etwa drei Stunden nach dem Alterungsprozeß

^. : etwa fünf Stunden nach dem Alterungsprozeß

Dies zeigte, daß sich ein Arbeitspunkt auf den B-V-Kennlinien mit Ablauf der Zeit ändert. Um den Alterungsprozeß mit gutem Wirkungsgrad durchzuführen, ist es jedoch zu bevorzugen, daß irgendwelchenSpannungseigenschaften entsprechende Arbeitspunkte so konstant wie möglich sind.

Fig.3 zeigt eine graphische Darstellung von Änderungen der Elektrolumineszenzhelligkeit mit dem Ablauf der Zeit während des Alterungsprozesses, wenn der herkömmliche Alterungsprozeß unter Verwendung einer konstanten Spannung durchgeführt wird.

Fig.4 zeigt eine graphische Darstellung von Änderungen einer Spannung V_fch zum Starten der Emission einer Elektrolumineszenz von 1 foot-lambert (ft-L) (3,426 cd/m ) mit dem Ablauf der Zeit während des herkömmlichen Alterungsprozesses, und zwar gegenüber dem Ausgangswert bevor dem Alterungsprozeß. Normalerweise liegt die Spannung V , im Größenbereich von etwa 15oV bis 19oV.

Für den Zweck, die Alterungszeit bei zufriedenstellenden Ergebnissen zu verkürzen, haben die Erfinder das Konzept vor-

geschlagen, geeignete Wechselspannungsimpulse, beispielsweise von mehr als V.. + 3o Volt und weniger als V.^ + 6oV für Alterungsprozesse zu verwenden.

Jedoch werden gemäß des herkömmlichen Alterungsprozesses unter Verwendung der konstanten Spannung die B-V-Eigenschaften und der Wert von V_fc^ geändert, wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, so daß die Elektrolumineszenzintensität und die Spannungen ungenügend gemacht werden. Selbst wenn eine anfänglich eingestellte Spannung höher gemacht wird, um Verringerungen von Intensität und Spannung zu kompensieren, wird ein bemerkenswerter dielektrischer Durchbruch erzeugt, so daß viele schlechte, unzulängliche Dünnschicht-EL-Anzeigelernente übrig bleiben. Folglich bestand ein starker Wunsch, die Alterungszeit zu verkürzen und die Änderungen der B-V-Eigenschaften und des Wertes V.^ des Dünnschicht-EL-Anzeigeelementes zu kompensieren.

Ziel der Erfindung ist es, ein für ein Dünnschicht-EL-Anzeigeelement anwendbares verbessertes Alterungsverfahren verfügbar zu machen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein auf ein Dünnschicht-EL-Anzeigeelement anwendbares verbessertes Alterungsverfahren verfügbar zu machen zu dem Zweck, den Alterungsprozeß in einer verkürzten Zeit zu vollenden und Änderungen der B-V-Eigenschaften und des Wertes von V.. zu kompensieren.

Kurz beschrieben umfaßt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Altern eines Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes das Anlegen einer Alterungsspannung an die Elektroden des Elementes und die Änderung des Spitzenwertes der Alterungsspannung entsprechend der Charakteristik des während eines AlterungsZeitraums geänderten Elementes. Es ist eine Alte-

rungsschaltung zur Durchführung des obigen Verfahrens geschaffen worden. Bei einer speziellen Ausführungsform wird die Stärke bzw. Amplitude der Alterungsspannung in Abhängigkeit von der Charakteristik zwischen der Helligkeit der von dem Element erzeugten Elektrolumineszenz und einer an das Element angelegten Treibspannung geändert. Bei einer anderen speziellen Ausführungsform wird die Stärke der Xnderungsspannung so geändert, daß die Helligkeit der Elektrolumineszenz im wesentlichen konstant gehalten wird, wodurch Arbeitspunkte auf obiger Charakteristik bzw. Kennlinie konstant gemacht werden.

Die Erfindung erläuternde Ausführungsformen werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen.

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines grundsätzlichen Dünnschicht-EL-Anzeigepaneels:

Fig. 2 eine graphische Darstellung von B-V-Eigenschaften des Dünnschicht-EL-Anzeigepaneels entsprechend dem herkömmlichen Alterungsverfahren:

Fig. 3 eine graphische Darstellung von Änderungen der Elektrolumineszenzhelligkeit während des herkömmlichen Alterungsverfahrens:

Fig. 4 eine graphische Darstellung von Änderungen einer Spannung V.. zum Starten der Emission einer Elektrolumineszenz von 1 foot-lambert (ft-L) (3,426 cd/m ) während des herkömmlichen Alterungsverfahrens, und zwar gegenüber deren Anfangswert bevor dem Alterungsprozeß:

-B-

Fig. 5 eine graphische Darstellung von Änderungen der Spitzenwerte von Wechselspannungsrechteckimpulssignalen, die an das Dünnschicht-EL-Anzeigepaneel für erfindungsgemäße Alterungszwecke angelegt werden:

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Elektrolumineszenzhelligkeit in Abhängigkeit von der angelegten Spannung gemäß der Erfindung:
und "

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Alterung sschaltung.

Wie Fig. 4 zeigt, ändert sich die Spannung V., zum Auslösen der Emission einer Elektrolumineszenz von 1 foot-lambert (ft-L) (3,426 cd/m ) während des herkömmlichen Alterungsprozesses .

Zur Kompensation dieser Veränderung wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, eine Alterungsspannung an das Dünnschicht-EL-Anzeigepaneel angelegt, die sich in Übereinstimmung mit der Änderung der Spannung V .^ gemäß V.. + V ändert (V : konstant). Vorzugsweise wird die konstante Spannung V im Größenbereich von etwa 15V bis etwa 8oV gewählt. Besonders bevorzugt wird sie im Größenbereich von etwa 2oV bis etwa 5oV gewählt. Normalerweise liegt V_fch im Größenbereich von etwa 15oV bis 19oV.

Da sich erfindungsgemäß die Alterungsspannung gemäß der Änderung der Spannung V.^ ändert, kann während der Alterungszeitdauer eine ausreichende Spannung an das Dünnschicht-EL-Anzeigepaneel angelegt werden, die für das Altern ausreicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 6 eine graphische Darstellung der B-V-Eigen-

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Ύ -

schäften der Elektrolumineszenzhelligkeit in Abhängigkeit von der an das Dünnschicht-EL-Anzeigepaneel angelegten Spannung. In der graphischen Darstellung in Fig.6beziehen sich die einzelnen Daten auf folgende Bedingungen:

vor dem Alterungsprozeß

etwa eine Stunde nach dem Alterungsprozeß etwa drei Stunden nach dem Alterungsprozeß etwa fünf Stunden nach dem Alterungsprozeß genau nach dem Alterungsprozeß

Erfindungsgemäß wird die Elektrolumineszenzhelligkeit des Dünnschicht-EL-Anzeigepaneels während des Alterungsprozesses auf eine Helligkeit B , die vor dem Alterungsprozeß eingestellt worden ist, eingestellt und gesteuert. Die Alterungsspannung wird so geändert, daß die Helligkeit B des Elektrolumineszenz-Anzeigepaneels während des Alterungsprozesses im wesentlichen aufrecht erhalten wird. Daher sind die Arbeitspunkte auf der B-V-Kurve konstant gemacht, um die Wirksamkeit der Alterung zu verbessern.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer Alterungsschaltung zum Erzeugen von Wechselspannungs-Rechteckimpulssignalen gemäß Fig. 5.

In der Alterungsschaltung nach Fig. 7 ist eine Konstantstromquelle mit einem Treiber zum Treiben des Dünnschicht-EL-Anzeigepaneels verbunden. Ferner ist mit dem Treiber ein Wechselstrom-Rechteckwellengenerator verbunden. Der Generator dient der Erzeugung von Wechselstromrechtecksignalen.

Die Impedanz Z des Dünnschicht-EL-Anzeigepaneels ändert sich während der Emission der Elektrolumineszenz entsprechend der Änderung der B-V-Eigenschaften während des Alterungs-

Prozesses. Die Spannungsänderungen erhält man durch Umwandeln der Impedanzänderungen während des Alterungsprozesses, und zwar unter Verwendung einer Formel V = I ·|Ζ| (I: Konstantstrom, V: Alterungsspannung). Daher wird die Alterungsspannung in der Form V., + V geändert, um den Änderungen der Spannung V^ zu folgen.

Wenn die Alterungsspannung erst einmal anfänglich eingestellt ist, wird die Alterungsspannung somit erhöht, um den Änderungen der Spannung V . zu folgen.

Claims

Sharp Kabushiki Kaisha, Osaka, Japan "Verfahren zum Altern eines Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes" Beanspruchte Prioritäten: 31.Juli1981JapanNo.56-121OO131.Juli1981JapanNo.56-121oo2 Patentansprüche

1. Verfahren zum Altern eines Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes,
dadurch gekennzeichnet ,

daß eine Alterungsspannung an Elektrodeneinrichtungen des Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes angelegt
wird,

und daß der Spitzenwert der Alterungsspannung in Abhängigkeit von den während einer AlterungsZeitdauer geänderten
Eigenschaften des Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes geändert wird.

POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 501 75 - B09 · BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A.Q. MÖNCHEN, LEOPOLDSTRASSE 71. KONTO-NR. 60/35 794

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Alterungsspannung in Abhängigkeit von der Charakteristik zwischen der Elektrolumineszenzhelligkeit des Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes und einer an das Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelement angelegten Treibspannung geändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Stärke der Alterungsspannung entsprechend der Formel V., + V geändert wird, wobei V.. eine Spannung zum Starten des Aussendens einer Elektrolumineszenz von 1 foot-lambert

2
(ft - L) (3,426 cd/m ) und V eine konstante Spannung.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß V im Größenbereich von etwa 15V bis etwa 8oV gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß V

daß V im Größenbereich von etwa 2oV bis etwa 5oV gewählt

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Alterungsspannung derart verändert wird, daß die Helligkeit der vom Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelement stammenden Elektrolumineszenz im wesentlichen konstant gehalten wird, so daß Arbeitspunkte auf der Kennlinie zwischen der Helligkeit der vom Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelement stammenden Elektrolumineszenz und einer an das Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelement angelegten Treibspannung konstant gehalten werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alterungsspannung rechteckige Wechselspannungssignale verwendet werden.

8. Schaltung zum Altern eines Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes,
gekennzeichnet durch

eine Konstantstromquelle,
einen Rechteckwellengenerator

und eine Wandlereinrichtung zum Umwandeln von Impedanzänderungen des Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes während des Alterungsprozesses in Spannungsänderungen derart, daß eine Alterungsspannung so verändert wird, daß sie den Änderungen einer Spannung zum Starten der Aussendung einer Elektrolumineszenz von 1 foot-lambert (ft-L) (3,426 cd/m²) folgt.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung entsprechend einer Beziehung

V=I · |zi

aktivierbar ist,

V: Spannungswert der Alterungsspannung I: Konstantstrom der Konstantstromquelle Z: Impedanz des Dünnschicht^Elektrolumineszenz-Anzeigeelementes.

10. Schaltung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechtecksignale des Rechteckwellengenerators Wechselspannungssignale sind.