DE3942699A1 - Elektrolumineszenz-flachdisplay und verfahren zur herstellung derartiger flachdisplays - Google Patents
Elektrolumineszenz-flachdisplay und verfahren zur herstellung derartiger flachdisplaysInfo
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Description
1. Titel der Erfindung:
Elektrolumineszenz-Flachdisplay und Verfahren zur Herstellung derartiger Flachdisplays.
Elektrolumineszenz-Flachdisplay und Verfahren zur Herstellung derartiger Flachdisplays.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrolumineszenz-Flach
display und auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger
Flachdisplays.
Die Anwendungsgebiete von Flachdisplays liegen insbesondere
dort, wo ein Einsatz von Kathodenstrahl-Bildröhren nicht
zweckmäßig oder nicht möglich ist, also z. B. bei sehr
klein- oder sehr großformatigen optischen Anzeigemitteln.
Deren Bildpunktrastermaß liegt im Bereich zwischen µm und
einigen mm. Bei kleinformatigen Displays, z. B. bei Hand-
oder Tischgeräten, werden im allgemeinen keine extremen An
forderungen an den Farbbereich, die Intensitätsstufung etc.
gestellt. Für solche Einsatzzwecke wären Kathodenstrahl-
Farbbildröhren also viel zu aufwendig. Eine groß- und
größtformatige Wiedergabe bewegter farbiger Bilder ist hin
gegen z. B. im Standard des Hochauflösungsfernsehens (HDTV)
und für einen Betrachtungsabstand, der etwa der doppelten
Bildhöhe entspricht, mit Kathodenstrahl-Bildröhren aus
Gewichts- und anderen, insbesondere konstruktionsbedingten
Gründen nicht mehr und deshalb bislang nur mit Projek
tionseinrichtungen realisierbar.
Flachdisplays bieten mit einem Bildpunktrastermaß im mm-Be
reich bei großen Betrachtungsabständen die für HDTV erfor
derliche hohe Auflösung und sind dann gegenüber Projektions
einrichtungen konkurrenzfähig oder solchen z. B. für Heiman
wendungen überlegen, wenn damit eine auch ansonsten ver
gleichbare Bildqualität erreicht wird. Die wesentlichen
Zielparameter können prinzipiell sowohl mit Plasma- als
auch mit Flüssigkristall- und mit Elektrolumineszenz-Flach
displays erfüllt werden. Die nachfolgend dargelegten Ge
sichtspunkte sprechen dafür, Elektrolumineszenz-Dünnfilm-
Displays gute Aussichten für die Anwendung in großen Stück
zahlen einzuräumen.
Die hervorragende Strukturierfähigkeit des erfindungsgemäßen
Elektrolumineszenz-Displays bis zu Farb-Tripel- bzw. -Qua
drupel-Abmessungen im Bereich einiger µm ermöglicht die An
wendung für Brillen-Displays z. B. für zukünftige dreidimen
sionale oder Stereoskopie-HDTV-Anwendungen, bei den dem lin
ken Brillenglas-Display das linksäugige Bild, dem rechten
Brillenglas-Display das rechtsäugige aufgeprägt wird.
Die Erfindung geht bezüglich des Aufbaus von Elektrolumines
zenz-Displays von einem Stand der Technik aus, wie er auf
diesem Gebiet durch Veröffentlichungen von S. Tanaka et al
von der Tottori Universität in Japan repräsentiert wird.
In einer ersten Arbeit (S. Tanaka, H. Yoshiyama, J. Ni
shiura, I. Ohshio, H. Kawakami, H. Kobayashi, Digest des
1988 SID Inter. Symp., p. 293) wurden Ergebnisse von Unter
suchungen für ein vollfarbiges Elektrolumineszenz-Display
auf der Basis einer Weiß-Emission vorgestellt, wobei die
Farbigkeit durch wahlweise Ansteuerung von solchen Bildpunkt
elementen erzielbar ist, bei denen die drei Grundfarben aus
einer Weiß-Emission durch Farbfilter auszuwählen sind. Der
Aufbau dieses Elektrolumineszenz-Versuchsmusters glich inso
weit dem Regelfall, als auf einem Glassubstrat ein Filmpa
ket aus einer transparenten Elektrode, einem ersten ein-
oder mehrlagigen Isolatorfilm, einem ein- oder mehrlagigen
aktiven Halbleiterfilm und einem zweiten ein- oder mehr
lagigen Isolatorfilm sowie aus einer zweiten Elektrode aus
Metall bestand. Eine für diese Untersuchungen einfache und
zweckmäßige Aufbringung organischer Filter auf der Vorder
front des Glassubstrats ist bei einer großtechnischen Reali
sierung nicht akzeptabel, weil dabei die Farbfilter um die
Glasdicke von mindestens 1 mm von der Emissionsschicht ge
trennt sind und ein guter Farbeindruck nur bei nahezu senk
rechter Betrachtung entsteht, da bei schrägem Winkel eine
Parallaxe zwischen Filter und Lichtquelle auftritt.
Gemäß einer weiteren Arbeit (S. Tanaka, H. Kawakami, K. Na
kamura, H. Kobayashi, Digest des 1989 SID Int. Symp., p. 321)
wurden zur Beseitigung dieses Mangels die Farbfilter zwi
schen Substratglas und transparenter Elektrode angeordnet
und aus anorganischen Vielschicht-Interferenzfiltern gebil
det. Diese Lösung vermeidet Parallaxe, ergibt jedoch bei
größeren Betrachtungswinkeln Farbverzerrungen durch die Win
kelabhängigkeit der Transmission der Interferenzfilter.
Besondere technologische Maßnahmen für die Herstellung von
großformatigen Flachdisplays sind z. B. für Plasma-Displays
mit einer Diagonale von etwa 50 cm (20 in.) bzw. 84 cm
(33 in.) durch Arbeiten von H. Murakami et al bekannt. In
Digest des 1988 SID Intern. Symp., p. 142 bis 145 und in
Proc. of the 9 th Intern. Display Res.Conf., 16. bis 18. Ok
tober 1989 (Japan Display ′89) Kyoto (Japan), p. 214 bis
217 werden das Dickfilm-Drucken und die Ablagerung von akti
vem Leuchtstoffmaterial hervorgehoben. Elektroden und Stege
mit jeweils gleichmäßigen Höhen- und Breitenabmessungen
lassen sich danach in sich mehrfach wiederholenden Zyklen
von Dickfilmdruckvorgängen und Trocknungsprozessen aufbau
en. Für die Ausbildung einer gleichmäßig ebenen Oberfläche
einer Schicht aus Leuchtstoffmaterial diente eine Appara
tur, bei der eine Ziehklinge über diese Schicht hinweg be
wegt wird.
Ziel der Erfindung sind klein-, vor allem aber großformati
ge Elektrolumineszenz-Fachdisplays, die Zwei-, Mehr- oder
Vollfarbigkeit ermöglichen und sich durch hohe Bildqualität,
geringe Leistungsaufnahme und geringes Gewicht auszeichnen
sowie eine kostengünstige Herstellung mittels Fließferti
gung und Automatisierbarkeit der Herstellungsprozesse bei
guter Verträglichkeit wenig aufwendiger technologischer Ope
rationen ermöglichen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anord
nung für ein Elektrolumineszenz-Flachdisplay anzugeben, wo
bei von einer Dünnfilmstruktur mit Weiß-Emitter und mit
Farbfiltern ausgegangen werden soll, und bei der der Be
trachtungswinkel nicht durch Parallaxe oder Interferenzef
fekte eingeschränkt wird. Die Ansteuerung der Bildpunkte
der Anordnung soll wie in an sich bei Flachdisplays von an
derem Typ, aber ebenfalls mit im mm-Bereich liegendem Bild
punktrastermaß schon bekannter und bewährter Weise erfolgen.
Dabei soll das Herstellungsverfahren in möglichst wenigen
Teilabschnitten mit solchen Operationen ausführbar sein,
für die jeweils ähnliche oder möglichst keine besonderen Be
dingungen bezüglich Vakuum, Temperatur, Reinraumverhält
nisse etc. herrschen müssen, und die es ermöglichen, die Po
sitionierung von Strukturen in unterschiedlichen Schichten
mit geringem Aufwand durchzuführen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Elektrolumi
neszenz-Flachdisplay, das ein von einer Substratplatte ge
tragenes Schichtenpaket aufweist, bei dem zwei Schichten
aus elektrisch gut leitenden Materialien zur Bildung der
Zeilen und Spalten einer Matrix von Elektrodenpaaren für
wahlweise ansteuerbare Bildpunktelemente strukturiert und
jeweils einer Schicht aus Isolatormaterial benachbart sind,
zwischen denen sich eine Schicht aus aktivem Leuchtstoff
bzw. Halbleitermaterial befindet, welches unter Einwirkung
eines elektrischen Feldes Weißlicht emittiert, und bei dem
sich Farbfilter für die Bildpunktelemente in einer weiteren
Schichtenlage befinden, erfindungsgemäß die das Schichtenpa
ket tragende Substratplatte als Rückfront des Displays aus
gebildet ist, im Schichtenpaket auf der Substratplatte eine
strukturierte Schicht aus einem Metall als reflektierende
Elektroden, die erste Schicht aus Isolatormaterial, die
Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial,
die zweite Schicht aus Isolatormaterial und die zweite
strukturierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material
als optisch transparente Elektroden in der genannten Rei
henfolge angeordnet sind, und die Farbfilter die transparen
ten Elektroden bedecken und die weitere Schichtenlage
bilden, die sich an der einem Betrachter zugewandten Front
des Displays befindet.
Diese Lösung beruht auf dem für die Erfindung wesentlichen
Gedanken, eine MISIM-Struktur (M = Metall; I = Isolator,
S = Halbleiter) hinsichtlich der Betrachtungsrichtung umzu
kehren und von reflektierenden Metall-Elektroden auf einer
die Rückfront des Flachdisplays bildenden Substratplatte
auszugehen, darauf die Isolator- und Halbleiterfilme anzu
ordnen und darüber den Film für die transparenten Elek
troden, z. B. aus ITO (Indium-Zinn-Oxid), abzuscheiden. Da
mit werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, die trans
parenten Elektroden mit den besten verfügbaren Absorptions
filtern bildpunktweise zu bedecken, ohne daß Parallaxe oder
Interferenzeffekte den Betrachtungswinkel einschränken.
Somit lassen sich bislang vorhandene Mängel umgehen, die
darin begründet sind, daß hinreichend gute Absorptionsfil
ter auf anorganischer Basis, die den Prozeßtemperaturen bei
der Herstellung darüber anzuordnender MISIM-Strukturlagen
widerstehen, nicht bekannt sind. Zumindest wird für derarti
ge Filter, die z. B. Blau durchlassen, aber Rot absorbieren
sollen, bei noch vertretbaren Dicken bis etwa 1 Mikrometer
keine hinreichende Farbsättigung erreicht. Die erfindungsge
mäße Anordnung relativ dicker, gut farbsättigender anorga
nischer oder organischer Absorptionsfilter auf einem be
reits im wesentlichen fertigen Filmpaket, das jedenfalls
keiner Behandlung bei hohen Temperaturen mehr bedarf, bie
tet hingegen Möglichkeiten von erheblicher Bedeutung.
Ausbildungsformen der Erfindung können sich nämlich sowohl
bezüglich der Farbigkeit als auch des Formats eines Flach
displays wesentlich unterscheiden und ansonsten eine Viel
zahl gleicher bzw. weitgehend ähnlicher konstruktiver Ein
zelheiten aufweisen. Beim Aufbau der MISIM-Struktur für den
Weiß-Emitter sind die Schichtdicken und die Materialien der
Festkörper unabhängig davon, ob es sich um die Ausführung
als Variante für z. B. kleinformatige, zweifarbige alphanume
rische Darstellungen oder als komfortabelste Variante für
großformatige, vollfarbige Bewegtbildwiedergabe im HDTV-
Standard handelt. Das im mm-Bereich liegende Bildpunktra
stermaß ist bestimmend für die Abmessungen der Elektroden.
Ein vollfarbiges Display benötigt Farbfilter-Tripel, hat
also einen Flächenbedarf von z. B. 1 mm2 für jeden Bildpunkt.
Werden bei einem Flachdisplay nur zwei Farben je Bildpunkt
benötigt und die Elektroden in denselben Abmessungen wie
für ein vollfarbiges Display ausgebildet, reduziert sich der
Flächenbedarf je Bildpunkt auf rund 0,44 mm2. In allen Fäl
len kann die Bildpunktmatrix zeilen- oder spaltenseriell an
gesteuert werden. Für ein vollfarbiges Display müssen die
Elemente der Farbtripel je Bildpunkt sehr gut mischbar
sein, ein zwei- oder mehrfarbiges Flachdisplay mit geringe
rer Anzahl der Helligkeitsstufen von einzelnen, innerhalb
eines Bildpunktes nicht zu mischenden Farben hingegen erfor
dert eine in dieser Hinsicht dann weniger aufwendige Steue
rung.
Bei einer vorteilhaften ersten Ausbildungsform erfindungsge
mäßer Flachdisplays können die erste, als reflektierende
Elektroden strukturierte Schicht aus elektrisch gut leiten
dem Material eine Chromschicht, die zweite, als transparen
te Elektroden strukturierte Schicht aus elektrisch gut lei
tendem Material eine Schicht aus mit Indium dotiertem Zinn
oxid, die der jeweiligen Schicht aus elektrisch gut leiten
dem Material benachbart angeordneten Schichten aus Isolator
material ein- oder mehrlagig ausgebildet und die Schicht
aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial ein- oder
mehrlagig ausgebildet und eine Schicht aus Sr(S,Se) : Ce
und/oder SrS : Eu enthalten.
Eine zweite Ausbildungsform, die auch als Weiterbildung der
zuvor genannten von Vorteil ist, bezieht sich darauf, die
reflektierenden Elektroden streifenförmig auszubilden und
längs einer Symmetrieachse der Substratplatte verlaufend
anzuordnen, die transparenten Elektroden ebenfalls streifen
förmig auszubilden, jedoch orthogonal zu den reflektie
renden Elektroden verlaufend anzuordnen und als Elemente in
zwei oder mehr unterschiedlichen Farben und in einem Wiede
rholmuster für Bildpunkte die Farbfilter streifenförmig aus
zubilden sowie die tränsparenten Elektroden bedeckend und
in deren Richtung verlaufend anzuordnen, womit jeder Kreu
zungspunkt einer der reflektierenden Elektroden und einer
der transparenten Elektroden ein frei wählbar anzusteu
erndes Elektrodenpaar in einem zwei-, mehr- oder vollfar
bigen Display bildet.
Hierzu kann als weitere Ausbildungsform vorgesehen sein,
daß die Elemente der Bildpunkte in einem Wiederholmuster
von Farbquadrupeln angeordnet sind. Der Vorteil davon ist,
daß z. B. für schwächer transmittierende Farbfilter, insbe
sondere für Blau, bei funktionell als Farbtripel wirkenden
Bildpunkten eine größere Abstrahlfläche für solche Farben
zur Verfügung steht. Bei zweifarbigen Displays läßt sich
auf diese Weise die Helligkeit jeder der beiden Farben fei
ner abstufen.
Bei allen erfindungsgemäßen Flachdisplays und deren Ausbil
dungsformen kann besonders zweckmäßig auf der Schichtenlage
der Farbfilter eine die Vorderfront des Displays bildende
Verkappung angeordnet sein. Diese dient als Berührungs- und
Korrosionsschutz für das Flachdisplay und bei kleinfor
matigeren Flachdisplays auch zur Stabilisierung des MISIM-
Schichtenpakets und der Farbfilterschicht auf der Substrat
platte.
Eine weitere Ausbildungsform, die sich ebenfalls auf alle
erfindungsgemäßen Flachdisplays in den vorstehend genannten
Ausbildungsformen in vorteilhafter Weise anwenden läßt, be
zieht sich darauf, zur Ansteuerung des Displays jeweils nur
an einer Längs- und einer Querseite für die Zeilen bzw. die
Spalten der Matrix elektronische Schaltkreise anzuordnen.
Dies ist sowohl für einen hybriden als auch für einen inte
grierten Aufbau von Flachdisplays und ihren zugehörigen
elektronischen Schaltkreisen günstig.
Hiermit in engem Zusammenhang stehend und aufgrund der Tat
sache, daß Elektrolumineszenz-Flachdisplays als Festkörper
gebilde keine seitlichen Verschlußkanten benötigen, ergibt
sich schließlich noch eine besonders günstige Ausbildungs
form, bei der vier Displays zu einem Flachbildschirm anein
andergefügt sind. Flachbildschirme, die aus einer größeren
Anzahl von aneinandergereihten und/oder aneinandergefügten
Displays gebildet werden sollen, benötigen dann eine beson
dere Verbindungstechnik zwischen den Displays, wenn das
Bildpunktrastermaß unbedingt eingehalten werden soll.
Für die Herstellung eines Elektrolumineszenz-Flachdisplays
besteht die zu lösende Aufgabe darin, auf einer Substrat
platte ein Schichtenpaket auszubilden, das eine erste struk
turierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material,
eine erste Schicht aus Isolatormaterial, eine mittlere
Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial,
eine zweite Schicht aus einem Isolatormaterial und eine
zweite strukturierte Schicht aus elektrisch gut leitendem
Material sowie eine weitere strukturierte Schichtenlage auf
weist, in der Farbfilter für die Bildpunktelemente angeord
net sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die Substratplat
te, deren untere Fläche hernach die Rückfront des Displays
bildet, auf ihrer oberen Fläche mit reflektierenden Elektro
den aus Metall, als der ersten strukturierten Schicht aus
elektrisch gut leitendem Material, zu versehen, sodann über
und zwischen den reflektierenden Elektroden die erste
Schicht aus Isolatormaterial, darüber die mittlere Schicht
aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial und dar
über die zweite Schicht aus Isolatormaterial, jeweils ganz
flächig und ein- oder mehrlagig, abzuscheiden, über der
zweiten Schicht aus Isolatormaterial ein elektrisch gut lei
tendes sowie optisch transparentes Material als zunächst
ganzflächige, homogene Schicht abzulagern, nunmehr über der
zunächst noch ganzflächigen Schicht aus dem optisch trans
parenten und elektrisch gut leitenden Material die weitere
Schichtenlage mit den Farbfiltern an der Vorderfront des
Displays aufzubauen und anschließend, zur Ausbildung trans
parenter, von Farbfiltern bedeckter Elektroden die Struktur
der Farbfilter als Maske für eine selbstjustierende Struktu
rierung der Schicht aus dem optisch transparenten, elek
trisch gut leitenden Material zu verwenden.
Für die Herstellung monochromer Elektrolumineszenz-Displays
mit Palettenabmessungen von je 700 mm Länge und Breite sind
Apparaturen und herkömmliche Technologien bereits erprobt.
Diese Technologien sind für diejenigen Prozeßstufen ohne
weiteres übernehmbar, die sich auf die Ausbildung der
Schichten aus den Isolatormaterialien und dem aktiven
Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial beziehen. Solche Mate
rialschichten lassen sich alle in jeweils derselben Techno
logie erzeugen, z. B. durch reaktive Abscheidung aus den
Metallen, durch Sputtern, durch Deposition aus metallorgani
schen Verbindungen usw.
Auch die Abscheidung eines optisch transparenten, elektrisch
gut leitenden Materials gehört zu herkömmlichen, bereits er
probten Technologien für die Herstellung von Elektrolumines
zenz-Dünnfilm-Displays. Beim erfindungsgemäßen Verfahren
wird diese Schicht jedoch nicht als erste sondern als die
letzte der MISIM-Struktur gebildet.
Der zu Beginn des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
liegende technologische Teilabschnitt, in dem als erste
Schicht der MISIM-Struktur eine Metallschicht zu erzeugen
und zu strukturieren ist, weist weitgehende Ähnlichkeiten
mit Operationen auf, die auch zur Herstellung von Plasma-
Flachdisplays, und zwar für deren rückwärtigen Teil, durch
zuführen sind. In beiden Fällen genügt es, die Substratplat
ten von groben Unebenheiten, Partikeln und Schlieren zu be
freien, um sodann die Flächen der Substratplatten mit Elek
troden aus Metall versehen zu können.
Im letzten Teilabschnitt des erfindungsgemäßen Herstellungs
verfahrens werden sowohl die Farbfilter aufgebaut als auch
die Elektroden in der Schicht aus dem optisch transparenten,
elektrisch gut leitenden Material strukturiert. Die Opera
tionen, die in diesem Teilabschnitt erfolgen, führen dazu,
daß sich die Farbfilter einerseits sehr nah an der Weiß
lichtemitterschicht und andererseits unmittelbar an der Vor
derfront des Displays befinden, dort also bis zum Abschluß
der Herstellung leicht zugänglich sind und ohne weiteres
letzte Feinbearbeitungen ermöglichen. Von wesentlicher Be
deutung ist dabei, daß die Operationen zum Aufbau von Farb
filtern und zur Strukturierung transparenter Elektroden in
denkbar engster funktioneller Verbindung miteinander stehen
und eine Selbstjustierung der Strukturen der Farbfilter und
der von ihnen bedeckten transparenten Elektroden bewirken.
Dabei sind die Anforderungen an die Einhaltung von Toleran
zen dieser Strukturen gering; lediglich sicherzustellen
ist, daß Strukturierungskanten nicht unterbrochen sind.
Die Erzeugung von Elektrolumineszenz-Flachdisplays erfolgt
also nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in wenigen Teilab
schnitten mit jeweils sowie in ihrer Gesamtwirkung optimal
durchzuführenden Operationen. Nur am Anfang und am Ende des
Herstellungsprozesses müssen Strukturierungen vorgenommen
werden. Dazwischen sind ganzflächige Feststoffschichten auf
einander abzulagern.
Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Herstellungsver
fahrens betreffen vornehmlich solche Maßnahmen, die im Zu
sammenhang mit der Strukturierung von Schichten stehen. So
ist es bezüglich der Herstellung reflektierender Elektroden
aus Metall besonders günstig, hierfür ein vorgefertigtes Ab
ziehbild von einer Trägerfolie auf die Substratplatte zu
übertragen. Dieses Abziehbild läßt sich z. B. durch Anschmel
zen auf der Substratplatte ausreichend fixieren.
In entsprechender Art und Weise lassen sich bei Ausgestal
tungsformen der Erfindung auch die Farbfilter als ein vorge
fertigtes Abziehbild von einer Trägerfolie auf die noch un
strukturierte Schicht aus optisch transparentem, elektrisch
gut leitendem Material übertragen. Hierbei kann die Fixie
rung der Farbfilter z. B. mittels eines organischen Klebers
vorgenommen werden, der in ausgehärtetem Zustand resistent
gegen Mittel zur Abtragung des optisch transparenten, elek
trisch gut leitenden Materials sein muß, wenn die Struktu
rierung der transparenten Elektroden durchgeführt wird.
Nach einer anderen Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann die Erzeugung von Strukturen für Elektroden
und Farbfilter in geometrisch einfacher, regelmäßiger Ge
staltung auch durch Relativbewegung zwischen der Substrat
platte und einer Apparatur erfolgen, welche die Operationen
zur Strukturbildung ausführt. Zu derartigen Operationen ge
hören beispielsweise das Auftragen von Strukturen, bereits
in deren endgültiger Gestaltung, oder das Abtragen von Be
reichen zuvor ganzflächig aufgetragener Schichten.
Infolge der Selbstjustierung von Farbfiltern und von diesen
bedeckten transparenten Elektroden sowie der sich ohne be
sondere Maßnahmen von selbst ergebenden Kreuzungspunkte re
flektierender und transparenter Elektroden bei erfindungsge
mäßen Elektrolumineszenz-Flachdisplays lassen sich auf diese
Weise die erforderlichen Maßgenauigkeiten ohne besonderen
Aufwand erzielen.
Die oben genannten Ausgestaltungsformen des erfindungsgemä
ßen Herstellungsverfahrens sind offensichtlich nicht nur auf
Elektrolumineszenz-Flachdisplays anwendbar; diese Ausgestal
tungsformen bezeichnen damit Gegenstände, denen neben ihrer
selbständigen erfinderischen Bedeutung auch noch ein sach
lich weitergehender Schutzumfang zukommt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen befassen sich mit
dem Teilabschnitt für den Aufbau der Farbfilter und die
Strukturierung der transparenten Elektroden. Nach der Rei
henfolge der dazu durchzuführenden Operationen wird zunächst
der Aufbau der Schichtenlage mit den Farbfiltern eingehender
dargelegt.
Wie bereits weiter oben schon erwähnt ist, kann der Aufbau
der Farbfilter schon mit einem an anderer Stelle vorgefer
tigten Abziehbild beginnen oder auf der noch unstrukturier
ten Schicht des optisch transparenten, elektrisch gut lei
tenden Materials vorgenommen werden. In derartigen Fällen
bildet die fertige Struktur der Farbfilter die Maske, die
sodann für die selbstjustierende Strukturierung der transpa
renten Elektroden verwendet wird. Insbesondere bei Farbfil
tern aus anorganischen Materialien ist zu diesem Zeitpunkt
auch schon jede Farbe festgelegt. Den jeweiligen Möglichkei
ten und Erfordernissen entsprechend können dabei die struk
turierten Filter in den einzelnen Farben gleichzeitig oder
für jede Farbe getrennt aufgebaut werden.
Eine andere Ausgestaltungsform dieses Teilabschnittes des
erfindungsgemäßen Verfahrens bietet die vorteilhafte Mög
lichkeit, zum Aufbau der Schichtenlage mit den Farbfiltern
zunächst eine ganzflächige Schicht aus farbneutralem, orga
nischem Material über der zunächst noch ganzflächigen
Schicht aus optisch transparentem, elektrisch gut leitenden
Material aufzubringen, sodann die Strukturen der Farbfilter
und danach - oder in einem gemeinsamen Verfahrensschritt -
die Strukturen der transparenten Elektroden zu erzeugen und
schließlich die zuvor strukturierten und noch farbneutralen
Farbfilter mit Farbstoffen in den gewünschten Farbtönen ein
zufärben.
Für diese Einfärbung sieht eine besonders bevorzugte Ausge
staltungsform vor, die einzelnen Farbstoffe elektrochemisch
in die Farbfilter einzuführen und dazu selektiv die betref
fenden transparenten Elektroden zu verwenden.
Selbstverständlich haben auch herkömmliche Prozesse für den
Aufbau der Farbfilter neben den oben erwähnten Ausgestal
tungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ihre Bedeutung,
besonders dann, wenn komplizierter gestaltete Wiederholmu
ster für die Farbfilter verlangt werden. So läßt sich die
Schichtenlage mit den Farbfiltern dann z. B. im Siebdruckver
fahren oder auch in für jeden Farbton getrennten Lithogra
phieoperationen, insbesondere unter Verwendung eingefärbter
Fotolacke, aufbauen.
Schließlich ist es zweckmäßig, das Flachdisplay nach Fertig
stellung und Funktionsprüfung mit einer Verkappung zu verse
hen, die die Vorderfront des Displays bildet.
Ausführungsformen der Erfindung, die als besonders günstig
anzusehen sind und Einzelheiten der konstruktiven Ausbil
dung und/oder Maßnahmen für das Herstellungsverfahren der
erfindungsgemäßen Flachdisplays umfassen, werden nachfol
gend anhand der schematischen Darstellungen in den Zeichnun
gen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 den Schichtenaufbau eines Elektrolumineszenz-Flach
displays mit Farbfiltern, als Ausschnitt in per
spektivischer Darstellung;
Fig. 2 ähnlich Fig. 1 den Schichtenaufbau, jedoch in ab
schnittsweiser Darstellung jeweils erzeugter Lagen
des MISIM-Filmpakets und der Farbfilter;
Fig. 3 ein Elektrolumineszenz-Flachdisplay mit Ansteuer-
Elektronik;
Fig. 4 einen Flachbildschirm, der aus vier aneinandergefüg
ten Displays gebildet ist;
Fig. 5 einen Ausschnitt einer Bildpunkte-Matrix, bei der
die reflektierenden Elektroden, die transparenten
Elektroden und die Farbfilter streifenförmig ausge
bildet sind;
Fig. 6 einen Ausschnitt ähnlich Fig. 5, jedoch mit breite
ren Streifen für Blau-Farbfilter als für Rot- und
Grün-Farbfilter;
Fig. 7 eine Variante für die Ausbildung von Farbtripel-
Bildpunkten in Form von Farbquadrupeln;
Fig. 8 eine andere Variante mit der Wirkung wie gemäß
Fig. 6 oder Fig. 7;
Fig. 9 zwei Ausbildungsformen für Bildpunkte eines Zweifar
ben-Flachdisplays;
Fig. 10 eine Möglichkeit der Strukturierungen von Bildpunk
ten mit Zeilen-Farbfiltern, reflektierenden Elektro
den für die einzelnen Farben und transparenten Elek
troden für Bildpunkte;
Fig. 11 eine Möglichkeit der Strukturierungen von Bildpunk
ten mit Spalten-Farbfiltern, reflektierenden Elek
troden für Bildpunkte und transparenten Elektroden
für die einzelnen Farben und
Fig. 12 eine Darstellung für die Durchführung von Operatio
nen zur Erzeugung regelmäßiger Strukturen durch Re
lativbewegung zwischen Substratplatte, mit gegebe
nenfalls bereits darauf befindlichen Schichten, und
jeweiligen Apparaturen zur Strukturenbildung.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungabeispiel der Er
findung befindet sich auf einer Substratplatte 1 aus Glas
zunächst eine Streifenstruktur von reflektierenden Elektro
den 2 aus Chrom. Diese strukturierte Schicht aus Metall
sowie die darüber, in herkömmlicher Weise abgeschiedenen,
ein- oder mehrlagigen Filme, d. h. eine erste Schicht aus
Isolatormaterial 3, eine homogene, über die Gesamtfläche
ein- oder mehrlagige Schicht aus aktivem Leuchtstoff- oder
Halbleitermaterial 4 - zur Erreichung einer Weiß-Emission
z. B. ein Film aus Sr(S,Se) : Ce und ein Film aus SrS : Eu -,
eine zweite Schicht aus Isolatormaterial 5 und eine zu
nächst ganzflächige homogene Schicht 6 aus elektrisch lei
tendem und optisch transparentem Material, z. B. aus Indium-
Zinnoxid (ITO), stellen die MISIM-Struktur dar.
Orthogonal zu den Streifen der reflektierenden Elektroden
2 verlaufen auf der Schicht 6 jeweils drei, die Grundfarben
R (rot), G (grün), B (blau) transmittierende, aus anorgani
schen oder organischen Materialien gebildete Farbfilter 7R,
7G, 7B, die abwechselnd streifenweise aufgebracht wurden
und von sich aus oder mittels einer Schutzschicht der Abtra
gung von Material bei der Strukturierung transparenter Elek
troden 8 widerstehen. Je drei benachbarte, die Grundfar
benfilter 7R, 7G, 7B bildende Farbstreifen wiederholen sich
im Rastermaß von z. B. 1 Millimeter, das auch für je drei be
nachbarte reflektierende Elektroden 2 gilt. Infolge der so
dann durchgeführten ITO-Ätzung/Abtragung werden aus der
Schicht 6 die transparenten Elektroden 8 in Streifen gebil
det, wobei selbstjustierend jedem Streifen eines der Farb
filter 7 in den Grundfarben R, G, B zugeordnet ist. Eine an
schließend aufgebrachte Verkappung 11 (nicht dargestellt)
gibt dem Flachdisplay 10 einen ausreichenden Berührungs
schutz und bildet dessen Vorderfront, wie durch ein Auge 9
eines Betrachters angedeutet ist.
Die Art und Weise zur Ausbildung der Strukturen für reflek
tierende Elektroden 2 und Farbfilter 7, unter deren Verwen
dung auch der transparenten Elektroden 8, ist weiter vorste
hend bereits beschrieben. Beispielhaft und stellvertretend
für alle diese Möglichkeiten sei hier dafür nur das Sieb
druckverfahren genannt.
Mit den in Fig. 2 dargestellten Gebilden soll auch die Rei
henfolge der Verfahrensschritte für die Herstellung derarti
ger Flachdisplays verdeutlicht werden. Auf der Substratplat
te 1 befinden sich die reflektierenden Elektroden 2 aus
Chrom, hier als breite Streifen im Rastermaß von z. B. 1 mm
ausgebildet. Die Schicht aus Isolatormaterial 3 bedeckt die
reflektierenden Elektroden 2 und füllt auch die Trennfugen
zwischen diesen aus. Die darüber befindliche homogene
Schicht besteht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleiterma
terial 4 und bildet die Weißlichtemitterschicht. Darauf
folgt die zweite Schicht aus Isolatormaterial 5 und sodann
die zunächst ganzflächig aufgebrachte Schicht 6 aus optisch
transparentem, elektrisch gut leitenden Material. Orthogo
nal zu den reflektierenden Elektroden 2 verlaufend befinden
sich die streifenförmigen Farbfilter 7R, 7G, 7B im Raster
maß von 1 mm für dieses Wiederholmuster auf der zunächst
noch unstrukturierten Schicht 6.
Die Dicke des MISIM-Schichtenpakets auf der Substratplatte 1
beträgt insgesamt etwa 2 µm. Dabei entfallen auf die reflek
tierenden Elektroden 2 ca. 50 nm, auf die Schichten aus den
Isolatormaterialien 3, 4 jeweils ca. 200 nm bis 300 nm, auf
die Schicht aus dem aktiven Leuchtstoff- bzw. Halbleiterma
terial 4 etwa 1000 nm und auf die Schicht 6 aus optisch
transparentem, elektrisch gut leitenden Material knapp
200 nm.
Die Struktur der Farbfilter 7R, 7G, 7B dient als Maske zur
Strukturierung der transparenten Elektroden 8 in der
Schicht 6. Damit bedecken die Farbfilter 7 selbstjustierend
die transparenten Elektroden 8 und befinden sich auf der
dem Betrachter, symbolisiert durch ein Auge 9, zugewandten
Front des Flachdisplays 10.
Bezüglich der Ansteuerbarkeit einzelner Bildpunkte 12 ist
aus Fig. 2 bereits folgendes zu erkennen: Liegt an einer der
reflektierenden Elektroden 2 eine Vorspannung knapp unter
halb der Schwellspannung, z. B. UV = -150 V, und erhalten
zur selben Zeit drei transparente Elektroden 8, die jeweils
einem Streifen der Farbfilter 7R, 7G, 7B zugeordnet sind,
Spannungswerte von z. B. UR = +50 V, UG = +40 V und
UB = +60 V, oder Spannungsimpulse mit unterschiedlicher
Dauer, wird bei genau einem Bildpunkt 12, den drei
Kreuzungspunkten der an Spannung liegenden reflektierenden
Elektrode 2 und transparenten Elektroden 8, die Weißlicht
emission in der Schicht aus aktivem Leuchtstoff- oder Halb
leitermaterial 4 in drei Intensitätsstufen entsprechend den
sich betragsmäßig ergebenden Spannungspotentialen bzw. der
Dauer der betreffenden Steuerimpulse örtlich eng auf die Be
reiche der herrschenden elektrischen Felder begrenzt herbei
geführt. Die von den Farbfiltern 7R, 7G, 7B angesteuerter
Bildpunkte 12 transmittierten Farben mischen sich entspre
chend ihrer jeweiligen Intensitäten und ermöglichen damit
jeden gewünschten Farbton in der gewünschten Helligkeit.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Flachdisplay 10 sind zur
wahlweisen Ansteuerung der Bildpunkte 12, von denen einige
im Ausschnitt der Verkappung 11 angedeutet sind, an den
Längs- und den Querseiten des Flachdisplays 10 als Blöcke
gezeichnete elektronische Schaltungen 13, 14 vorgesehen.
Diese enthalten z. B. Spalten- und Zeilentreiber. Für eine
zeilen- oder spaltenserielle Ansteuerung werden in an sich
bekannter Weise in einer der beiden elektronischen Schaltun
gen 13, 14 je zwei Schaltungssätze vorgesehen, von denen
jeweils einer im Schreib-, der andere im Lesezyklus arbei
tet. Die Amplitudenwerte bzw. die Steuerimpulse aller Bild
punkt-Farbelemente einer Zeile bzw. einer Spalte der Matrix
gelangen somit gleichzeitig in die betreffende Zeile bzw.
Spalte, die von der zugeordneten elektronischen Schal
tung 14, 13 im Takt weitergeschaltet werden.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ei
nen Flachbildschirm mit vier spiegelsymmetrisch aufgebau
ten, ohne Unterbrechung des Rastermaßes aneinandergefügten
Flachdisplays 10. Diese Reih- und Fügbarkeit des Flachdis
plays 10 ist deshalb möglich, weil ein Elektrolumineszenz-
Display als ein Festkörper-Gebilde (all solid state) keine
Verschlußkanten benötigt. Ein Großformat-Flachbildschirm
für Hochauflösungsfernsehen, bei dem ein Verhältnis von
Höhe zu Breite von 1 : 1,7 angewendet wird, also z. B.
1250 mm hoch und 2125 mm breit ist, kann damit aus vier
Flachbildschirmen zu je 625 mm Höhe und 1065 mm Breite an
einandergefügt sein. Auf jedem der vier Flachdisplays 10
findet gleichzeitig die Ansteuerung der jeweiligen Bildpunk
te 12 statt, so daß sich für den Flachbildschirm gemäß
Fig. 4 die maximal zulässige Dauer einer Steuerspannung
bzw. eines Steuerimpulses für einen jeden Bildpunkt 12 im
Vergleich zu einem Flachdisplay 10 mit gleichgroßer Bild
punkteanzahl erhöht, gleichzeitig aber die kapazitive Last
der Treiber reduziert.
Die Ausführungsformen der Erfindung erfüllen somit die Vor
aussetzungen für vollfarbige Displays, also maximale Anfor
derungen der Wiedergabeeinrichtungen für Farbfernsehen,
insbesondere für das Hochauflösungsfernsehen - HDTV -.
Soweit z. B. für Computeranwendungen, Hand- oder Tischgeräte
keine volle Farbtauglichkeit oder für andere Arten optisch
anzeigender Informationsausgaben, wie bei solchen für Werbe
zwecke, Verkehrsleiteinrichtungen und Warntafeln an Straßen
oder Hinweistafeln auf Bahnhöfen und Flughäfen keine hoch
feine Abstufung der Helligkeitswerte und/oder Auflösung er
forderlich ist, können Einzelheiten ohne weiteres modifi
ziert werden.
Elektrolumineszenz-Flachdisplays lassen sich im Rahmen der
erfindungsgemäßen technischen Lehre auch bezüglich der
Realisierung von wahlweise ansteuerbaren Bildpunkten 12 in
vielerlei Weise ausgestalten. Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt
einer Matrix von Bildpunkten 12, die aus Elementen für die
drei Primärfarben R (rot) , G (grün) und B (blau) bestehen
und bei denen die Elektrodenpaare bei jedem Bildpunkt 12
von jeweils einer reflektierenden Elektrode 2 und jeweils
drei transparenten Elektroden 8 gebildet werden. Die Elek
troden 2, 8 und die Farbfilter 7 sind streifenförmig
ausgebildet. Die Farben der Farbfilter können im sich
wiederholenden Muster R, G, B, ..., R, G, B, oder z. B. auch
B, R, G, G, R, B, B, ..., angeordnet sein. Wie durch die
beiden Achsenkreuze (x, y) angedeutet, sind beide Anordnun
gen grundsätzlich gleichberechtigt. Hier nicht dargestellt
ist (vgl. jedoch Fig. 1) eine Ausbildung mit auch je drei
reflektierenden Elektroden 2 je Bildpunkt 12.
Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der im Hin
blick auf die vergleichsweise hohe Absorption von Blaufil
tern deren Fläche größer ausgelegt ist als die der Grün- und
Rotfilter. Da das menschliche Auge beim vorgesehenen - nor
malen - Betrachtungsabstand als kleinste auflösbare Einheit
einen Bildpunkt 12 wahrnimmt, verschmelzen dessen Farb
elemente, so daß deren Wiederholmuster beliebig, z. B. mit
dem breiten Streifen des Blaufilters B in der Mitte zwi
schen Grünfilter G und Rotfilter R oder seitlich vom Grün-/
Rotfilterpaar G/R, gewählt werden können.
Die Fig. 7 und 8 zeigen R-G-B-Bildpunkte 12, die funktionell
als Farbtripel, konstruktiv - vgl. Fig. 7 - jedoch als Qua
drupel ausgebildet sind. Auch hierbei wird die höhere Ab
sorption der Blaufilter durch eine für sie größer ausgelegte
Abstrahlfläche ausgeglichen. Die Wiederholmuster erstrecken
sich hierbei zweidimensional. Dadurch wird zwar die Anzahl
der Farbfilterstreifen pro Bildpunkt 12 bzw. das Bildpunkt-
Rastermaß in einer Richtung verringert. Dafür ist die Ein
färbung der Farbfilterstreifen, vergleiche insbesondere
Fig. 7, und auch die Ansteuerung sowie die Ausbildung der
Struktur für die reflektierenden Elektroden 2 aufwendiger.
Fig. 9 zeigt in allgemeiner Form zwei Möglichkeiten der Aus
bildung für Bildpunkte 12 eines zweifarbigen Flachdisplays
auf der Basis eines Weißlicht-Elektrolumineszenz-Emitters
mit Farbfiltern 7F1 und 7F2. Es sind je Bildpunkt 12 vor
zusehen: z. B.: zwei Streifen reflektierender Elektroden 2
und ein Streifen für die transparente Elektrode 8, bedeckt
von zwei unmittelbar benachbarten Streifen für die Farb
filter 7F1, 7F2; oder: ein Streifen für die reflektierende
Elektrode 2 und zwei, jeweils von Farbfilterstreifen 7F1,
7F2 überdeckte Streifen für transparente Elektroden 8;
oder: hiernach ohne weiteres ableitbare Zwischenformen.
Nach Fig. 10 verlaufen die streifenförmigen Farbfilter 7R,
7G, 7B z. B. in Richtung der Zeilen des Flachdisplays 10. Im
Gegensatz zu dem aus Fig. 2 zu entnehmenden Aufbau ist bei
der hier dargestellten Variante eine besondere Strukturie
rung reflektierender Elektroden 2R, 2B, 2G mit drei ineinan
der verschachtelten, durch Bahnen verbundenen Flächen dazu
vorgesehen. Die Gegenelektroden 8 lassen sich dann als
breite, dem Bildpunktrastermaß entsprechende Streifen aus
bilden.
Die in Fig. 11 gezeigt Variante entspricht dem aus Fig. 2 zu
entnehmenden Aufbau. Hier sollen die streifenförmigen Farb
filter 7R, 7G, 7B in Richtung der Spalten des Flachdisplays
liegen.
Wie weiter oben schon angedeutet, können die Flachdisplays
10 zumeist entweder mit in Zeilen- oder in Spaltenrichtung
verlaufenden Farbfilterstreifen aufgebaut und eingesetzt
werden. In diesem Zusammenhang ist noch zu erwähnen, daß
als streifenförmige Strukturen für Elektroden 2, 8 und Farb
filter 7 auch gekrümmt ausgebildete Gestaltungen in Be
tracht kommen, beispielsweise zum Zwecke strahlenoptischer
Korrekturen bei großen ebenen sowie konkav gekrümmten Elek
trolumineszenz-Flachdisplays 10.
Anhand der Fig. 12 sollen besonders bedeutsame produktions
technische Maßnahmen für die Erzeugung von regelmäßigen
Strukturen bei Flachdisplays unterschiedlicher Typen ver
deutlicht werden. Die Strukturen, wie sie bei der erfin
dungsgemäßen technischen Lehre für reflektierende Elektro
den 2, transparente Elektroden 8 und Farbfilter 7 benötigt
werden, sind im allgemeinen in ihrer Geometrie sehr einfach
gestaltbar. Weiterhin sollen Flachdisplays auch als großflä
chige Gebilde mit Abmessungen im Meter-Bereich Verwendung
finden, die mit derartigen Strukturen zu versehen sind.
Außerdem sind für diese Strukturen die Toleranzanfor
derungen nicht übermäßig streng. Alle diese Voraussetzungen
erlauben, geometrisch einfach auslegbare Strukturen in Ope
rationen auszubilden, die in einer Relativbewegung zwischen
dem Werkstück und der Apparatur für die Struktur-Abbildung
stattfinden. Das Werkstück ist im Falle der vorliegenden Er
findung die Substratplatte 1 mit der jeweils darauf zu
strukturierenden Schicht, die Apparaturen 15 für die Abbil
dung oder Ausbildung der Strukturen enthalten beispielswei
se eine Schablone, der Anzahl und der Größe paralleler
Streifen entsprechend geschlitzt oder das zu wiederholende
Muster (vgl. z. B. Fig. 10 für die reflektierenden Elektro
den 2) einmal als Positiv oder Negativ enthaltend ausge
stanzt.
Derzeit für die Strukturierung elektronischer Schaltkreise
gebräuchliche Apparaturen arbeiten hingegen nach dem
Prinzip "Step and Repeat", setzen also ein einmal vorhande
nes kleinformatiges Layout in x- und y-Richtung nebeneinan
der. Die Anwendung dieses Prinzips bei der Herstellung von
Flachdisplays gemäß der Erfindung und auch anderer Typen,
z. B. bei Plasma-Displays, würde in den betreffenden tech
nologischen Teilabschnitten einen bedeutend höheren Produk
tionsaufwand bedeuten und zudem besondere, bei der Herstel
lung elektronischer Schaltkreise auf Wafern nicht benötigte
bzw. nicht zulässige Maßnahmen erfordern, mit denen sicher
gestellt wird, daß sich die Abbilder des Layouts in ge
wünschter Weise berühren oder überlappen.
Claims (18)
1. Elektrolumineszenz-Flachdisplay, das ein von einer Sub
stratplatte getragenes Schichtenpaket aufweist, bei dem
zwei Schichten aus elektrisch gut leitenden Materialien zur
Bildung der Zeilen und Spalten einer Matrix von Elektroden
paaren für wahlweise ansteuerbare Bildpunktelemente struktu
riert und jeweils einer Schicht aus Isolatormaterial benach
bart sind, zwischen denen sich eine Schicht aus aktivem
Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial befindet, welches un
ter Einwirkung eines elektrischen Feldes Weißlicht emit
tiert, und bei dem sich Farbfilter für die Bildpunkt
elemente in einer weiteren Schichtenlage befinden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die das Schichtenpaket tragende Substratplatte (1) als
Rückfront des Displays (10) ausgebildet ist,
daß im Schichtenpaket auf der Substratplatte (1) die struk turierte Schicht aus einem Metall als reflektierende Elek troden (2), die erste Schicht aus Isolatormaterial (3), die Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial (4), die zweite Schicht aus Isolatormaterial (5) und die zweite strukturierte Schicht (6) aus elektrisch gut leiten dem Material als optisch transparente Elektroden (8) in der genannten Reihenfolge angeordnet sind,
und daß die Farbfilter (7) die transparenten Elektroden (8) bedecken und die weitere Schichtenlage bilden, die sich an der einem Betrachter (9) zugewandten Front des Displays (10) befindet.
daß im Schichtenpaket auf der Substratplatte (1) die struk turierte Schicht aus einem Metall als reflektierende Elek troden (2), die erste Schicht aus Isolatormaterial (3), die Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleitermaterial (4), die zweite Schicht aus Isolatormaterial (5) und die zweite strukturierte Schicht (6) aus elektrisch gut leiten dem Material als optisch transparente Elektroden (8) in der genannten Reihenfolge angeordnet sind,
und daß die Farbfilter (7) die transparenten Elektroden (8) bedecken und die weitere Schichtenlage bilden, die sich an der einem Betrachter (9) zugewandten Front des Displays (10) befindet.
2. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste, als reflektierende Elektroden (2) struktu rierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material eine Chromschicht ist,
daß die zweite, als transparente Elektroden (8) struktu rierte Schicht (6) aus elektrisch gut leitendem Material eine Schicht aus mit Indium dotiertem Zinnoxid ist,
daß die der jeweiligen Schicht aus elektrisch gut leitendem Material benachbart angeordneten Schichten aus Isolatormate rial (3, 5) ein- oder mehrlagig ausgebildet sind,
und daß die Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halblei termaterial (4) ein- oder mehrlagig ausgebildet und eine Schicht aus Sr(S,Se) : Ce und/oder SrS : Eu enthält.
daß die erste, als reflektierende Elektroden (2) struktu rierte Schicht aus elektrisch gut leitendem Material eine Chromschicht ist,
daß die zweite, als transparente Elektroden (8) struktu rierte Schicht (6) aus elektrisch gut leitendem Material eine Schicht aus mit Indium dotiertem Zinnoxid ist,
daß die der jeweiligen Schicht aus elektrisch gut leitendem Material benachbart angeordneten Schichten aus Isolatormate rial (3, 5) ein- oder mehrlagig ausgebildet sind,
und daß die Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halblei termaterial (4) ein- oder mehrlagig ausgebildet und eine Schicht aus Sr(S,Se) : Ce und/oder SrS : Eu enthält.
3. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die reflektierenden Elektroden (2) streifenförmig ausge bildet und längs einer Symmetrieachse der Substratplatte (1) verlaufend angeordnet sind,
daß die transparenten Elektroden (8) ebenfalls streifenför mig ausgebildet, jedoch orthogonal zu den reflektierenden Elektroden (2) verlaufend angeordnet sind,
daß als Elemente in zwei oder mehr unterschiedlichen Farben (F1, F2, ...Fn) und in einem Wiederholmuster für Bildpunkte (12) die Farbfilter (7F1, 7F2, ... 7Fn) streifenförmig aus gebildet, die transparenten Elektroden (8) bedeckend und in deren Richtung verlaufend angeordnet sind und
daß somit jeder Kreuzungspunkt einer der reflektierenden Elektroden (2) und einer der transparenten Elektroden (8) ein frei wählbar anzusteuerndes Elektrodenpaar in einem zwei-, mehr- oder vollfarbigen Display (10) bildet.
daß die reflektierenden Elektroden (2) streifenförmig ausge bildet und längs einer Symmetrieachse der Substratplatte (1) verlaufend angeordnet sind,
daß die transparenten Elektroden (8) ebenfalls streifenför mig ausgebildet, jedoch orthogonal zu den reflektierenden Elektroden (2) verlaufend angeordnet sind,
daß als Elemente in zwei oder mehr unterschiedlichen Farben (F1, F2, ...Fn) und in einem Wiederholmuster für Bildpunkte (12) die Farbfilter (7F1, 7F2, ... 7Fn) streifenförmig aus gebildet, die transparenten Elektroden (8) bedeckend und in deren Richtung verlaufend angeordnet sind und
daß somit jeder Kreuzungspunkt einer der reflektierenden Elektroden (2) und einer der transparenten Elektroden (8) ein frei wählbar anzusteuerndes Elektrodenpaar in einem zwei-, mehr- oder vollfarbigen Display (10) bildet.
4. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente der Bildpunkte (12) in einem Wiederholmu
ster von Farbquadrupeln angeordnet sind.
5. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Schichtenlage der Farbfilter (7) eine die Vor
derfront des Displays (10) bildende Verkappung (11) angeord
net ist.
6. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ansteuerung des Displays (10) jeweils nur an einer
Längs- und einer Querseite für die Zeilen bzw. die Spalten
der Matrix elektronische Schaltkreise (13, 14) angeordnet
sind.
7. Elektrolumineszenz-Flachdisplay nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß vier Displays (10) zu einem Flachbildschirm aneinander
gefügt sind.
8. Verfahren zur Herstellung eines Elektrolumineszenz-Flach
displays, wobei auf einer Substratplatte ein Schichtenpaket
ausgebildet wird, das eine erste strukturierte Schicht aus
elektrisch gut leitendem Material, eine erste Schicht aus
Isolatormaterial, eine mittlere Schicht aus aktivem Leucht
stoff- bzw. Halbleitermaterial, eine zweite Schicht aus
einem Isolatormaterial und eine zweite strukturierte Schicht
aus elektrisch gut leitendem Material sowie eine weitere
strukturierte Schichtenlage aufweist, in der Farbfilter
für die Bildpunktelemente angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Substratplatte (1), deren untere Fläche hernach die Rückfront des Displays (10) bildet, auf ihrer oberen Fläche mit reflektierenden Elektroden (2) aus Metall, als der er sten strukturierten Schicht aus elektrisch gut leitendem Ma terial, versehen wird,
daß sodann über und zwischen den reflektierenden Elektroden (2) die erste Schicht aus Isolatormaterial (3), darüber die mittlere Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleiterma terial (4) und darüber die zweite Schicht aus Isolatormate rial (5), jeweils ganzflächig und ein- oder mehrlagig, abge schieden werden,
daß über der zweiten Schicht aus Isolatormaterial (5) ein elektrisch gut leitendes sowie optisch transparentes Mate rial als zunächst ganzflächige, homogene Schicht (6) abgela gert wird,
daß nunmehr über der zunächst noch ganzflächigen Schicht (6) aus dem optisch transparenten und elektrisch gut leiten den Material die weitere Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) an der Vorderfront des Displays (10) aufgebaut wird,
und daß anschließend, zur Ausbildung transparenter, von Farbfiltern (7) bedeckter Elektroden (8) die Struktur der Farbfilter (7) als Maske für eine selbstjustierende Struk turierung der Schicht (6) aus dem optisch transparenten, elektrisch gut leitenden Material verwendet wird.
daß die Substratplatte (1), deren untere Fläche hernach die Rückfront des Displays (10) bildet, auf ihrer oberen Fläche mit reflektierenden Elektroden (2) aus Metall, als der er sten strukturierten Schicht aus elektrisch gut leitendem Ma terial, versehen wird,
daß sodann über und zwischen den reflektierenden Elektroden (2) die erste Schicht aus Isolatormaterial (3), darüber die mittlere Schicht aus aktivem Leuchtstoff- bzw. Halbleiterma terial (4) und darüber die zweite Schicht aus Isolatormate rial (5), jeweils ganzflächig und ein- oder mehrlagig, abge schieden werden,
daß über der zweiten Schicht aus Isolatormaterial (5) ein elektrisch gut leitendes sowie optisch transparentes Mate rial als zunächst ganzflächige, homogene Schicht (6) abgela gert wird,
daß nunmehr über der zunächst noch ganzflächigen Schicht (6) aus dem optisch transparenten und elektrisch gut leiten den Material die weitere Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) an der Vorderfront des Displays (10) aufgebaut wird,
und daß anschließend, zur Ausbildung transparenter, von Farbfiltern (7) bedeckter Elektroden (8) die Struktur der Farbfilter (7) als Maske für eine selbstjustierende Struk turierung der Schicht (6) aus dem optisch transparenten, elektrisch gut leitenden Material verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß reflektierende Elektroden (2) aus Metall als ein vorge
fertigtes Abziehbild von einer Trägerfolie auf die Substrat
platte (1) übertragen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß Farbfilter (7) als ein vorgefertigtes Abziehbild von
einer Trägerfolie auf die noch unstrukturierte Schicht (6)
aus optisch transparentem, elektrisch gut leitendem Material
übertragen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erzeugung von Strukturen für Elektroden (2) und
Farbfilter (7) in geometrisch einfacher regelmäßiger Gestal
tung durch Relativbewegung zwischen der Substratplatte (1)
und einer Apparatur erfolgt, welche die Operationen zur
Strukturbildung ausführt.
12. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Aufbau der Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) zunächst eine ganzflächige Schicht aus farbneutralem, orga nischem Material über der zunächst noch ganzflächigen Schicht (6) aus optisch transparentem, elektrisch gut lei tendem Material aufgebracht wird,
daß sodann die Strukturen der Farbfilter (7) erzeugt werden,
daß danach die Strukturen der transparenten Elektroden (8) erzeugt werden und
daß schließlich die zuvor strukturierten und noch farbneu tralen Farbfilter (7) mit Farbstoffen in den gewünschten Farbtönen eingefärbt werden.
daß zum Aufbau der Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) zunächst eine ganzflächige Schicht aus farbneutralem, orga nischem Material über der zunächst noch ganzflächigen Schicht (6) aus optisch transparentem, elektrisch gut lei tendem Material aufgebracht wird,
daß sodann die Strukturen der Farbfilter (7) erzeugt werden,
daß danach die Strukturen der transparenten Elektroden (8) erzeugt werden und
daß schließlich die zuvor strukturierten und noch farbneu tralen Farbfilter (7) mit Farbstoffen in den gewünschten Farbtönen eingefärbt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erzeugung der Strukturen der Farbfilter (7) und der
transparenten Elektroden (8) in einem gemeinsamen Verfah
rensschritt durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen Farbstoffe elektrochemisch in die Farbfil
ter (7) eingeführt und dazu selektiv die betreffenden trans
parenten Elektroden (8) verwendet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) im Siebdruck
verfahren aufgebaut wird.
16. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtenlage mit den Farbfiltern (7) in für jeden
Farbton getrennten Lithographieoperationen aufgebaut wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß für den Aufbau der Farbfilter (7) eingefärbte Fotolacke
verwendet werden.
18. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Flachdisplay nach Fertigstellung und Funktionsprü
fung mit einer Verkappung (11) versehen wird, die die Vor
derfront des Displays (10) bildet.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893942699 DE3942699A1 (de) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Elektrolumineszenz-flachdisplay und verfahren zur herstellung derartiger flachdisplays |
PCT/DE1990/000996 WO1991010340A1 (de) | 1989-12-21 | 1990-12-21 | Elektrolumineszenz-flachdisplay und verfahren zur herstellung derartiger flachdisplays |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893942699 DE3942699A1 (de) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Elektrolumineszenz-flachdisplay und verfahren zur herstellung derartiger flachdisplays |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3942699A1 true DE3942699A1 (de) | 1991-06-27 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893942699 Withdrawn DE3942699A1 (de) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Elektrolumineszenz-flachdisplay und verfahren zur herstellung derartiger flachdisplays |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3942699A1 (de) |
WO (1) | WO1991010340A1 (de) |
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1989
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1079668A3 (de) * | 1999-08-20 | 2002-01-09 | TDK Corporation | Elektrolumineszentes Anzeigegerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO1991010340A1 (de) | 1991-07-11 |
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