DE3712004A1 - Phosphoreszenzmaterial fuer elektrolumineszenzanzeigen - Google Patents
Phosphoreszenzmaterial fuer elektrolumineszenzanzeigenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Phosphoreszenzmaterial für
Elektrolumineszenzanzeigen, ein Verfahren zur Herstel
lung des Materials und damit hergestellte Elektrolumi
neszenzanzeigen. Im einzelnen betrifft die Erfindung
Verbesserungen der Phosphoreszenzschicht eines Elektro
lumineszenzanzeigefeldes mit einem Phosphor aus Zink
sulfidpulver, beispielsweise ein Matrixanzeigefeld oder
ein segmentiertes Anzeigefeld, wobei ein derartiges Feld
insbesondere für den Gleichstrombetriebsmodus vorgesehen
ist; eine Anwendung in Anzeigefeldern mit Wechselstrombe
triebsmodus ist jedoch auch möglich.
Unter Elektrolumineszenz versteht man die Aussendung von
Licht durch einen kristallinen Phosphor, an den ein elek
trisches Feld angelegt wird. Ein häufig verwendetes Phos
phormaterial ist Zinksulfid, das durch die Zugabe von
weniger als einem Molprozent verschiedener Elemente in
seine Gitterstruktur aktiviert wird, beispielsweise durch
Mangan. Wenn ein derartiges Material dem Einfluß eines
elektrischen Feldes ausreichender Stärke ausgesetzt
wird, sendet es Licht mit einer Farbe aus, die charakte
ristisch ist für die Zusammensetzung des Phosphors. Zink
sulfid, das mit Mangan aktiviert wurde (und als Zinksul
fid:Mangan- oder ZnS:Mn-Phosphor bezeichnet wird), erzeugt
ein angenehmes gelbliches Orange mit einem Schwerpunkt
bei Wellenlängen von 585 Nanometer.
ZnS:Mn-Phosphore zeichnen sich aus durch hohe Leuchtdichte,
hohe Lichtausbeute und hohes Diskriminationsverhältnis
sowie durch eine lange Benutzungslebensdauer. Die Leucht
dichte ist die Helligkeit oder die Lichtintensität bei
Aktivierung durch ein elektrisches Feld und wird im all
gemeinen in Lambert ausgedrückt, d. h. in Kandela pro
pi Quadratzentimeter oder in Fuß-Lambert, d. h. Kandela
pro pi Quadratfuß. Die Lichtausbeute ist das erzeugte
Licht im Vergleich zu der von dem Gerät verbrauchten
Leistung und wird im allgemeinen als Lumen pro Watt
ausgedrückt. Das Diskriminationsverhältnis ist das Ver
hältnis der Leuchtdichte bei einer "Ein"-Spannung zur
Leuchtdichte bei einer "Aus"-Spannung.
Ein weiter Farbbereich läßt sich erzielen, wenn Mangan
durch andere Stoffe ersetzt oder ergänzt wird, beispiels
weise durch Kupfer- oder Erdalkaliaktivatoren, oder wenn
Zinksulfid durch andere ähnliche Phosphoreszenzmateria
lien ersetzt oder ergänzt wird, beispielsweise durch
Zinkselenid.
Phosphormaterialien können in eine breite Vielfalt von
Elektroluminszenzkonfigurationen geformt werden, um zahl
reiche Funktionen zu erfüllen. Bei vielen Elektrolumines
zenzgeräten ist die Elektrolumineszenzanzeige ein Feld,
das in eine Matrix von individuell aktivierten Pixeln
(Bildelementen) aufgeteilt ist.
Zwei hauptsächliche Untergruppen von Elektrolumineszenz
geräten sind die mit Wechselstrom- und die mit Gleich
strombetriebsmodus. Bei Gleichstromkonfigurationen
fließen Elektronen aus einem äußeren Schaltkreis durch
die Pixel im Anzeigefeld. Bei Wechselstromkonfigurationen
sind die Pixel kapazitiv mit einem externen Schaltkreis
gekoppelt.
Elektrolumineszenzgeräte werden außerdem mit Phosphorkon
figurationen hergestellt, die entweder ein Pulver sein
können oder eine Dünnschicht. Pulverförmige Phosphore wer
den hergestellt, indem Pulverphosphorkristalle mit geeig
neter Korngröße ausgefällt werden, das Pulver in einem
lackähnlichen Träger gelöst wird und dann die Lösung auf
ein Substrat aufgebracht wird, beispielsweise durch Sprü
hen, Drucken oder durch Aufstreichen. Dünnschichtphosphore
läßt man durch Kondensation von Verdampfungsstoffen auf
wachsen, beispielsweise mit Vakuumverdampfung, Kathoden
zerstäubung oder chemischen Dampfniederschlagsverfahren
(CVD).
Zwei Konfigurationen, bei denen die vorliegende Erfin
dung besonders gut angewandt werden kann, sind Elektro
lumineszenzmatrixanzeigefelder und segmentierte Anzeige
felder mit Pulverphosphor, die im Gleichstrommodus be
trieben werden sollen. Matrixanzeigefelder kommen für
eine Vielzahl von Anwendungen in Frage und können im all
gemeinen Kathodenstrahlröhren (CRT) in allen deren Anwen
dungsgebieten ersetzen. Beispielsweise können Matrixan
zeigefelder für Anwendungen wie Oszilloskope, Fernseh
empfänger und Rechnermonitore herangezogen werden. Eine
besonders vorteilhafte Anwendung für das Matrixanzeige
feld ist der Einsatz als Monitor bei einem Mikrocomputer
oder einem Personal Computer. Durch den Wegfall einer
Kathodenstrahlröhre kann ein Elektroluminszenzmatrixan
zeigefeld einen Personal Computer kompakter und damit
leichter tragbar machen.
Segmentierte Anzeigefelder können beispielsweise als
alphanumerische Anzeigen in Geräten verwendet werden
wie beispielsweise Digitaluhren, Taschenrechnern und
Benzinzapfsäulen, um Preis, abgegebene Menge und Rech
nungsbetrag anzuzeigen.
Die Verwendung von Elektrolumineszenzmatrixanzeigefel
dern als Monitor für Personal Computer und für verschie
dene andere Anwendungsgebiete ist bekannt. Doch zeigen
Elektrolumineszenzanzeigefelder nach einer gewissen Ein
satzdauer verschiedene Ermüdungserscheinungen und müssen
rechtzeitig ersetzt werden.
In der US-Patentanmeldung, Serial No. 7 52 317 vom
3. Juli 1985 ist ein "Phosphoreszenzmaterial für Elektro
lumineszenzanzeige" beschrieben, das verglichen mit vor
her bekannten Materialien eine höhere Benutzungslebens
dauer aufweist. Aber selbst bei dem Material dieser Er
findung wurde festgestellt, das es in gewissem Maß einer
"weiteren Formierung" unterworfen ist, d. h. der Formier
prozeß setzt sich über den Punkt hinaus fort, der ge
wünscht wird, um Lumineszenz hervorzurufen, und führt zu
verringerter Kapazität der Phosphorelemente, die mit dem
Phosphoreszenzmaterial hergestellt wurden. Es ist daher
wünschenswert, diese Tendenz zur "weiteren Formierung"
weiter herabzusetzen.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe,
ein Elektrolumineszenzmaterial der eingangs genannten
Art anzugeben, das in Elektrolumineszenzanzeigefeldern
eingesetzt werden kann, die eine längere Benutzungslebens
dauer aufweisen und insbesondere eine geringere Tendenz
zur "weiteren Formierung" zeigen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeich
nete Erfindung gelöst; ein Herstellungsverfahren für
einen derartigen Phosphoreszenzstoff ist in Anspruch 12
gekennzeichnet und Anspruch 6 gibt eine Elektrolumines
zenzanzeige an, die mit einem derartigen Stoff aufgebaut
ist. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen gekennzeichnet.
Die hier vorgeschlagenen Phosphoreszenzstoffe weisen einen
geringen Wassergehalt von 6 Mikrogramm oder weniger pro
Gramm der Mischung aus Phosphor und Binder auf. Der Ent
zug von Wasser bis zu diesem Wert und darunter erfolgt
vorzugsweise durch Gefriertrocknen, doch ist auch die
gleichzeitige Anwendung von Wärme und einem partiellen
Vakuum möglich. Gefriertrocknen hat jedoch den Vorteil,
daß Wasser ohne Erhitzen entzogen werden kann. Eine Tempe
raturerhöhung kann zu einer Qualitätseinbuße der Phospho
reszenzelemente führen, beispielsweise, wenn unerwünschte
chemische Reaktionen einsetzen. Man hat auch festgestellt,
daß durch Gefriertrocknen Wasser entzogen werden kann,
das durch alleiniges Erhitzen nicht ausgetrieben wird,
ohne daß dabei die Qualität der Phosphoreszenzelemente
leidet.
Die Dehydration bis zu den angegebenen Werten liefert
ein Phosphoreszenzmaterial, das geringere Neigung zur
"weiteren Formierung" zeigt. Entsprechend positive
Eigenschaften zeigen auch die mit diesem Material her
gestellten Elektrolumineszenzanzeigefelder.
Bei der Herstellung von Elektrolumineszenzanzeigen mit
derartigen Phosphoreszenzstoffen werden dielektrische
Bindestoffe verwendet, die entweder organischer Natur
sein können, beispielsweise Nitrozellulose, oder anor
ganischer Natur, beispielsweise Zinnsulfid oder ein
Keramikmaterial.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand von
Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung eines
Elektrolumineszenzmatrixanzeigefeldes gemäß
der Erfindung, bevor eine rückwärtige Abdeckung
aufgebracht ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Endansicht längs der Linie 2-2
in Fig. 1 des dort dargestellten Elektrolumines
zenzmatrixanzeigefeldes mit Einzelheiten seines
Aufbaus; und
Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 1, nach
dem jedoch die rückwärtige Abdeckung aufgebracht
wurde.
Die Stellung des in Fig. 1 dargestellten Elektrolumines
zenzmatrixanzeigefeldes ist entgegengesetzt zur tatsäch
lichen Gebrauchsstellung, wie sie ein Betrachter wahrneh
men würde. Ein Teil des Feldes ist in Fig. 2 in einer
Stellung dargestellt, die senkrecht ist zu der, wie sie
ein Betrachter beim tatsächlichen Einsatz des Gerätes
sehen würde.
Feld 10 besteht aus einem Substrat 11, auf dessen einer
Seite verschiedene, im folgenden noch zu beschreibende
Komponenten aufgebracht sind. Diese Komponenten erzeugen
an den Schnittstellen zwischen den Komponenten und dem
Substrat 11 Elektrolumineszenzeffekte. Das Elektrolumi
neszenzmatrixanzeigefeld ist so aufgebaut, daß es von
einem Beobachter 12 durch das Substrat 11 längs der
Sichtlinie 13 betrachtet wird.
Die allgemeine Struktur und die Betriebsweise von Elek
trolumineszenzmatrixanzeigefeldern sind im Stand der
Technik bekannt; Beispiele hierfür sind beschrieben in
E. L. Tannas, "Electroluminescent Displays", Kapitel 8
in E. L. Tannas, Hrsg., "Flat-Panel Displays and CRTs"
(1984); Vecht, US-Patent 37 31 353; Kirton et al., US
Patent 38 69 646; und Vecht et al., US-Patent 41 40 937.
Eine weitere Beschreibung ist in den US-Patentanmeldung
Serial No. 7 52 317 vom 3. Juli 1985 enthalten. Die fol
gende Erläuterung ist jedoch so aufgebaut, daß sie ein
Verständnis der Erfindung auch ohne Bezugnahme auf den
Stand der Technik erlaubt.
Substrat 11 ist transparent, eben und elektrisch nicht
leitend. Die bevorzugten Materialien für Substrat 11
sind Glase, wie beispielsweise Natriumkalkglas und Boro
silikatglas.
Eine Vielzahl von zueinander parallelen transparenten
elektrisch leitfähigen Anoden 14 werden auf einer Seite
des transparenten elektrisch nichtleitenden Substrats 11
aufgebracht. Die Anoden 14 können aus Zinnoxid oder aus
Indiumzinnoxid bestehen.
Eine Phosphoreszenzschicht von ungefähr 15 bis 40 Mikro
meter Dicke und vorzugsweise ungefähr 25 Mikrometer
Dicke, in der eine Vielzahl von zueinander parallelen
Phosphorelementen 15 enthalten ist, wird auf einer
Seite des durchsichtigen elektrisch nichtleitenden Sub
strats über die transparenten elektrisch leitenden
Anoden 14 aufgebracht. Die Auftragsrichtung der zu
einander parallelen Phosphorelemente 15 ist schräg und
vorzugsweise rechtwinklig zu den transparenten elektrisch
leitfähigen Anoden 14.
Die Phosphorelemente 15 enthalten Phosphorpartikel 16
(s. Fig. 2) mit einer Größe von ungefähr 0,1 bis unge
fähr 2,5 Mikrometer sowie einen dielektrischen Bindestoff.
Die Phosphorpartikel 16 enthalten Zinksulfid mit einem
Gehalt von ungefähr 0,1 bis ungefähr 1% und vorzugsweise
ungefähr 0,4 Gew.% Mangan; vorzugsweise ebenfalls ungefähr
0,05 Gew.% Kupfer sowie einen Überzug aus Kupfersulfid
auf den Phosphorpartikeln. Der dielektrische Bindestoff
ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel organi
scher Natur und besteht beispielsweise aus Nitrozellu
lose. Wie oben erwähnt, kann auch ein anorganischer
Bindestoff, wie beispielsweise Zinnsulfid oder ein kera
misches Material verwendet werden.
Eine Vielzahl von untereinander parallelen elektrisch
leitenden Kathoden 17, vorzugsweise aus Aluminium, wird
über den Phosphorelementen 16 angeordnet, wobei jede
Kathode 17 auf ein Phosphorelement 16 aufgebracht wird.
Mit der Angabe, daß die Phosphorelemente 16 in Streifen
aufgebracht werden und daß die Kathoden 17 über den
Phosphorelementen 16 aufgebracht werden, soll die end
gültige Konfiguration der Phosphorelemente 16 und die
Position der Kathoden 17 beschrieben werden, nicht aber
die Reihenfolge, in der das Gerät aufgebaut wird.
Zweckmäßigerweise werden die Phosphorteilchen und der
Bindestoff als eine Schicht aufgetragen und das Alumi
nium für die Kathoden 17 als zweite Schicht, um dann
gleichzeitig sowohl die Phosphorelemente 16 als auch
die Kathoden 17 auszubilden. Im Stand der Technik sind
auch noch andere hier einsetzbare Verfahren bekannt,
mit denen gleichzeitig individuelle Phosphorelemente
und Elektroden ausgebildet werden können.
Bei Auftragen des Bindestoffes des Phosphors und der
Kathoden können auch noch weitere Schritte durchge
führt werden, wie beispielsweise das Abgrenzen von
Binder, Phosphor und Kathoden auf die gewünschte Größe,
wenn sie beim Auftragen eine größere Fläche bedeckt
haben, als für das fertige Anzeigefeld gewünscht, oder
das Anbringen von Überbrückungsgliedern zwischen den
Kathoden und den Außenanschlüssen, mit denen diese ver
bunden werden sollen.
Später wird ein Strom durch die Kathoden 17 und die Anoden
14 geschickt, zuerst, um die Abschnitte der Streifen aus
organischen dielektrischem Bindestoff und der mit einem
Kupfersulfidüberzug versehenen Zinksulfid:Mangan-Partikel
in eine Matrix aus Elektrolumineszenzpixeln 18 zu formen
und später diese Pixel 18 zur Lumineszenz anzuregen. Der
Strom fließt in dem direktesten Pfad zwischen den Katho
den 17 und den Anoden 14, d. h. in den rechteckigen
Spaltenteilen der Phosphorelemente 15 innerhalb der
Quadrate, deren eines Ende durch die Breite der Anoden
14 definiert ist und deren anderes Ende durch die Breite
der Kathoden 17. Jeder derartige rechteckige, in einer
Spalte liegende Teil der Phosphorelemente 15 stellt ein
Pixel 18 dar. Jedes Pixel 18 kann unabhängig zur Lumines
zenz angeregt werden, und zwar durch Schaltungen, die im
Stand der Technik bekannt sind, um jede Kombination der
Kathoden 17 und der Anoden 14 nach dem Zeitmultiplexver
fahren zu adressieren.
Die Anoden 14 und die Kathoden 17 weisen vorzugsweise
einen ungefähren gegenseitigen Mittenabstand von
0,25 Millimeter auf, so daß sich eine Dichte von unge
fähr 16 Pixel pro Quadratmillimeter ergibt oder
1600 Pixel pro Quadratzentimeter.
Im folgenden werden die Schritte beschrieben, mit denen
ein Elektrolumineszenzmatrixanzeigefeld 10 hergestellt
werden kann:
- 1) Auftragen einer Vielzahl von untereinander paral lelen transparenten und elektrisch leitfähigen Anoden 14, vorzugsweise aus Zinnoxid oder Indiumzinnoxid auf eine Seite eines transparenten elektrisch nichtleiten den Substrats 11, das vorzugsweise aus Natriumkalk oder Borosilikatglas besteht;
- 2) Herstellen eines homogenen Pulvers aus Zinksulfid kristallen mit ungefähr 0,1 bis ungefähr 1,0 und vorzugs weise ungefähr 0,4 Gew.% Mangan und vorzugsweise eben falls ungefähr 0,05 Gew.% Kupfer, um Kristallkörner mit einer Größe zwischen 0,1 und 2,5 Mikrometer zu erhalten;
- 3) Aufschlämmen der Kristallkörner in einer wässrigen Salzlösung mit einem Salz, das aus der Gruppe Kupfer chlorid oder Kupfernitrat ausgewählt wurde, um dadurch an der Oberfläche Zink durch Kupfer zu ersetzen und Zinksulfid:Mangan-Partikel zu erhalten, die mit Kupfer sulfid überzogen sind;
- 4) Mischen eines dielektrischen Bindestoffs mit einer ausreichenden Menge eines Verdünners, um den dielektri schen Bindestoff mit einer Viskosität einzustellen, die es erlaubt, eine Mischung aus dielektrischem Bindestoff, Verdünner und Zinksulfid:Mangan-Partikel mit Kupfersul fidüberzug auf das transpartente elektrisch nichtleitende Substrat aufzubringen;
- 5) Mischen der Mischung des dielektrischen Bindestoffs und des Verdünners mit den kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln;
- 6) Auftragen der Mischung aus dielektrischem Binde stoffverdünner und kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid: Mangan-Partikeln auf das transparente elektrisch nicht leitende Substrat 11 über die parallelen transparenten elektrisch leitenden Anoden 14 und in Streifen 15, die zueinander parallel verlaufen, aber einen Winkel, und vorzugsweise einen rechten Winkel zu den parallelen transparenten elektrisch leitenden Anoden 14 bilden;
- 7) Verdampfen des Verdünners aus der Mischung aus dielektrischem Bindestoff, Verdünner und kupfersulfid überzogenenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln, um eine Reihe von Streifen 15 aus dielektrischem Bindestoff und kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln zurückzulassen;
- 8) Auftragen von Kathoden 17, so daß eine Kathode über jeden Streifen 15 aus dielektrischem Bindestoff und kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln liegt;
- 9) Anlegen eines ausreichend starken Formierstroms durch die Kathoden 17, den dielektrischen Bindestoff und die kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan- Partikeln und die Anoden 14 in einer trockenen Luft atmosphäre und in einem trockenen Gefäß, um Abschnitte der Streifen aus dielektrischem Bindestoff und kupfer sulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln in eine Matrix aus Elektrolumineszenzpixeln 18 zu formieren;
- 10) Einbringen des Feldes 10 in eine (nicht darge stellte) Kammer, an die Vakuum angelegt und in die ein Inertgas eingeführt werden kann;
- 11) Absenken der Temperatur des Feldes 10 in der Kammer auf weniger als -10°C und vorzugsweise weniger als -30°C, um das Wasser im Feld 10 in Eis umzuwandeln;
- 12) Anlegen eines partiellen Vakuums an die Kammer durch eine (nicht dargestellte) Vakuumleitung mit einem Schließventil, um den Druck auf weniger als 25 Mikro meter Quecksilbersäule und vorzugsweise weniger als 12 Mikrometer Quecksilbersäule abzusenken, und das Eis im Anzeigefeld zu sublimieren, und das sublimierte Eis aus der Kammer zu entfernen und so Wasser aus dem Anzeigefeld zu entfernen;
- 13) Aufrechterhalten des partiellen Vakuums, bis kein Wasser mehr aus dem Anzeigefeld entfernt wird, typischer weise während ungefähr 20 bis 60 Minuten;
- 14) Schließen des Schließventils in der Vakuumleitung;
- 15) Einführen eines Inertgases in die Kammer, vorzugs weise trockenes Helium oder Argon;
- 16) Versiegeln einer rückwärtigen Abdeckung 20 (s. Fig. 3) über den Anoden 14, den Phosphorelementen 15 und den Kathoden 17 mit dem Substrat 11 unter Verwendung eines Zements geringer Durchdringung, um die Anoden 14, die Phosphorelemente 15 und die Kathoden 17 permanent im Inertgas einzuschließen;
- 17) Prüfen der Dichtung zwischen rückwärtiger Abdeckung 20 und Substrat 11 auf Lecks; und
- 18) Altern des Feldes 10 durch Anlegen eines Stroms durch die Kathoden 17, die Pixel 18 und die Anoden 14, um unter normalen Betriebsbedingungen solange Phosphoreszenz zu erzeugen, bis das Verhalten der Pixel (Erzeugung von Phosphorenszenz in den verschie denen Pixeln 18 bei Stromdurchgang) ausreichend gleich förmig ist, typischerweise während 1 bis 2 Stunden.
Weitere Einzelheiten zur Herstellung des Anzeigefeldes
sind in der US-Patentanmeldung Serial No. 7 52 317 ent
halten, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Das Aufbringen der rückwärtigen Abdeckungen und das Prüfen
auf Lecks ist als solches im Stand der Technik bekannt.
Die rückwärtige Abdeckung 20 besteht vorzugsweise aus
Aluminium und ist so aufgebracht, daß sie keinen elektri
schen Kontakt zwischen irgendwelchen Kathoden 17 und
Anoden 14 erzeugt. Die rückwärtige Abdeckung 20 kann auch
aus Glas bestehen. Die rückwärtige Abdeckung 20 wird über
die Anoden 14, die Phosphorelemente 15 und die Kathoden
17 gelegt und mit dem Substrat 11 abgedichtet, wobei ein
Zement mit geringer Durchdringung Verwendung findet, bei
spielsweise ein Epoxidharz mit geringer Ausgasung, d. h.
ein Harz, das während seiner Härtung nur unbedeutende Gas
mengen abgibt. Ein geeigneter Zement ist der Epoxidharz
klebstoff Bacon FA-1, der von Bacon Industries Inc. of
Watertown, Mass. und Irving, California verkauft wird.
Die Prüfung auf große Lecks kann beispielsweise erfolgen,
indem das Anzeigefeld mit aufgebrachter rückwärtiger Ab
deckung in warmes Wasser getaucht und das Auftreten von
Bläschen beobachtet wird. Kleine Lecks lassen sich fest
stellen, wenn das abgedichtete Anzeigefeld in eine
Vakuumkammer mit partiellem Vakuum gebracht wird, um
zu prüfen, ob in den Kammer das Inertgas auftritt, das
zur permanenten Einschließung der Anoden 14, der Phosphor
elemente 15 und der Kathoden 17 verwendet wurde.
Claims (20)
1. Phosphoreszenzmaterial für Elektrolumineszenzan
zeigen, in dem enthalten sind:
- a) Phosphorpartikel mit einer Größe von ungefähr 0,1 bis ungefähr 2,5 Mikrometer und einem Gehalt an Mangan von ungefähr 0,1 bis ungefähr 1,0 Gew.%;
- b) ein Überzug aus Kupfersulfid auf den Phosphorpar tikeln;
- c) ein dielektrischer Bindestoff;
dadurch gekennzeichnet,
daß weniger als 6 Mikrogramm Wasser pro Gramm Gesamt
menge Phosphor und Bindestoff enthalten sind.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß weniger als 3 Mikrogramm Wasser pro Gramm Gesamt
menge Phosphor und Bindestoff enthalten sind.
3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß weniger als 2 Mikrogramm Wasser pro Gramm
Gesamtmenge Phosphor und Bindestoff enthalten sind.
4. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Dehydratisierung durch Gefrier
trocknen erfolgt ist.
5. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Dehydratisierung durch gleich
zeitiges Anwenden von Wärme und einem partiellen Vakuum
erfolgt ist.
6. Elektrolumineszenzmatrixanzeigefeld, in dem enthal
ten sind:
- 1) ein transparentes flaches, elektrisch nichtleiten des Substrat (11);
- 2) eine Vielzahl von zueinander parallelen transpa renten elektrisch leitfähigen Anoden (14), die auf eine Seite des Substrats (11) aufgebracht sind;
- 3) eine Phosphoreszenzschicht (15) mit einer Dicke von ungefähr 15 bis ungefähr 40 Mikrometer und einer Vielzahl von zueinander parallelen Phosphorelementen, die auf eine Seite des Substrats (11) über den Anoden (14) und unter einem Winkel dazu aufgebracht sind;
- 4) eine Vielzahl von zueinander parallelen elektrisch leitfähigen Kathoden (17), die jeweils über einem Phosphorelement (15) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Phosphoreszenzschicht (15) ein Material nach
einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.
7. Anzeigefeld nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß eine rückwärtige Abdeckung (20) die Anoden (14),
die Phosphorelemente (15) und die Kathoden (17) über
deckt und mit dem Substrat (11) eine dichte Verbindung
bildet, um die Anoden, die Phosphorelemente und die
Kathoden in einem Inertgas permanent einzuschließen.
8. Anzeigefeld nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die dichte Verbindung zwischen rückwärtiger
Abdeckung (20) und Substrat (11) durch ein Epoxidharz
mit geringer Ausgasung erfolgt.
9. Anzeigefeld nach einem der Ansprüche 7 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß das Inertgas trockenes Helium
oder Argon ist.
10. Anzeigefeld nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die rückwärtige Abdeckung (20) aus Aluminium besteht
und keine der Kathoden oder Anoden berührt.
11. Anzeigefeld nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die rückwärtige Abdeckung (20) aus Glas besteht.
12. Ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrolumines
zenzmatrixanzeigefeldes, in dem die Schritte enthalten
sind:
- 1) Auftragen einer Vielzahl von untereinander paral lelen durchsichtigen elektrisch leitfähigen Anoden (14) auf eine Seite eines transparenten elektrisch nicht leitenden Substrats (11);
- 2) Herstellen eines homogenen Pulvers aus Zinksulfid kristallen mit einem Mangangehalt von ungefähr 0,1 bis ungefähr 1,0 Gew.% und Kristallkörnern mit einer Größe zwischen 0,1 und 2,5 Mikrometer;
- 3) Aufschlämmen der Kristallkörner in einer wässrigen Lösung aus Kupfernitrat, um an der Oberfläche Zink durch Kupfer zu ersetzen und kupfersulfidüberzogene Partikel aus Zinksulfid:Mangan zu erzeugen;
- 4) Mischen eines dielektrischen Bindestoffes mit einer ausreichenden Menge eines Verdünners, bis der dielektri schen Bindestoff eine Viskosität aufweist, die es erlaubt, eine Mischung aus dem dielektrischem Bindestoff, dem Ver dünner und den kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan- Partikeln auf das Substrat (11) aufzutragen;
- 5) Mischen der Mischung aus dielektrischen Bindestoff und Verdünner mit den kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid : Mangan-Partikeln;
- 6) Auftragen der Mischung aus dielektrischem Binde stoffverdünner und kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid : Mangan-Partikeln auf das Substrat (11) über die zuein ander parallelen elektrisch leitfähigen Anoden (14) und in Streifen, die zueinander parallel verlaufen, aber einen Winkel zu den Anoden (14) bilden;
- 7) Verdampfen des Verdünners aus der Mischung aus dielektrischem Bindestoff, Verdünner und kupfersulfid überzogenenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln, um eine Reihe von Streifen aus dielektrischem Bindestoff und kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln zu erzeugen;
- 8) Auftragen von Kathoden (17), wobei jede Kathode über jedem Streifen aus dielektrischem Bindestoff und
- kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln liegt;
- 9) Anlegen eines ausreichenden Formierstroms durch die Kathoden, den dielektrischen Bindestoff und die kupfer sulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln und die Anoden in einer trockenen Luftatmosphäre eines trockenen Gehäuses, um Abschnitte der Streifen aus organischem dielektrischem Bindestoff und kupfersulfidüberzogenen Zinksulfid:Mangan-Partikeln in eine Matrix aus elektro lumineszenten Pixeln (18) zu formieren;
gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:
- 10) Einführen des Anzeigefeldes in eine Kammer, an die Vakuum angelegt und in die ein Inertgas eingeführt werden kann;
- 11) Absenken der Temperatur des Anzeigefeldes in der Kammer auf weniger als -10°C, um das Wasser in dem Anzeigefeld in Eis umzuwandeln;
- 12) Anlegen eines partiellen Vakuums an die Kammer durch eine mit einem Schließventil versehene Vakuum leitung, um den Druck auf weniger als 25 Mikrometer Quecksilber absolut abzusenken, das Eis in dem Anzeige feld zu sublimieren und das sublimierte Eis aus der Kammer zu entfernen, so daß Wasser aus dem Anzeigefeld entfernt wird;
- 13) Aufrechterhalten des partiellen Vakuums, bis kein Wasser mehr aus dem Anzeigefeld entfernt wird;
- 14) Schließen des Schließventils an der Vakuumleitung;
- 15) Einführen eines Inertgases in die Kammer;
- 16) Überdecken der Anoden (14), der Phosphorelemente (15) und der Kathoden (17) mit einer rückwärtigen Abdeckung (20), die mit einem Zement geringer Durchlässigkeit dicht mit dem Substrat (11) verbunden wird, um die Anoden, die Phosphorelemente und die Kathoden dauernd im Inertgas einzuschließen;
- 17) Prüfen der Abdichtung zwischen rückwärtiger Ab deckung (20) und Substrat (11) auf Lecks; und
- 18) Altern des Anzeigefeldes durch Anlegen eines Stroms durch die Kathoden, Pixel und Anoden zur Erzeugung von Phosphoreszenz unter normalen Betriebsbedingungen, bis das Verhalten der Pixel ausreichend gleichförmig ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur des Anzeigefeldes in der Kammer auf
weniger als -30°C abgesenkt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Druck auf weniger als 12 Mikrometer
Quecksilber abgesenkt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das partielle Vakuum während ungefähr
20 bis 60 Minuten aufrechterhalten wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das Inertgas trockenes Helium oder
trockenes Argon ist.
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