FI105643B - A thin-film electroluminescent device and a method for its preparation - Google Patents

A thin-film electroluminescent device and a method for its preparation Download PDF

Info

Publication number
FI105643B
FI105643B FI981802A FI981802A FI105643B FI 105643 B FI105643 B FI 105643B FI 981802 A FI981802 A FI 981802A FI 981802 A FI981802 A FI 981802A FI 105643 B FI105643 B FI 105643B
Authority
FI
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
layer
characterized
zns
grown
formed
Prior art date
Application number
FI981802A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI981802A (en )
FI981802A0 (en )
Inventor
Arto Pakkala
Gitte Haerkoenen
Kari Haerkoenen
Tuomas Pitkaenen
Original Assignee
Planar Systems Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H05B33/145Arrangements of the electroluminescent material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/22Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers

Description

105643 105643

OHUTKALVO-ELEKTROLUMINENSSILAITE JA MENETELMÄ SEN VALMISTAMISEKSI A thin-film electroluminescent device and method for making

' 5 Esillä oleva keksintö koskee AC ohutkalvo-elektroluminenssilaitteita. '5 The present invention relates to an AC thin film electroluminescent devices. Etenkin keksintö koskee ohuista kalvoista koostuvia kerrosrakenteita, joilla on jyrkkä jännite-luminanssi-ominaiskäyrä, parannettu valosymmetria ja vanhenemiselle stabiilimpi luminenssi, sekä menetelmiä näiden rakenteiden tuottamiseksi. In particular the invention relates composed of thin films of layered structures with steep voltage-luminance characteristic, and an improved valosymmetria aging stable luminescence, as well as methods for producing these structures.

10 Ohutkalvo-elektroluminenssikomponentteja (TFEL) käytetään tiedon, esim. sanojen tai numeroiden, näyttämiseksi katodiputkien, plasmanäyttöjen, nestekidelaitteiden ja valo-diodien (LED) sijasta. 10 Thin-film elektroluminenssikomponentteja (TFEL) is used for communication, e.g. words or numbers, to display on cathode ray tubes, plasma displays, liquid crystal devices and the light-diodes (LEDs) in place. Niitä käytetään erityisesti sovelluksissa, joissa laaja kuvakulma, laaja lämpötila-alue ja vankka rakenne ovat tärkeitä tekijöitä. They are used in applications where a wide viewing angle, wide temperature range and robust construction are important factors. Nykytekniikan elektrolumi-nenssinäyttö on helposti luettava eri valo-olosuhteissa. Prior-art electro-nenssinäyttö snow is easily readable in different light conditions. Tämä ominaisuus saavutetaan edul-15 lisesti käyttämällä säädettävää luminanssia hyvän kontrastin ja optimaalisen kuvan laadun takaamiseksi. This feature is achieved Pref-15 accomplished by using a variable luminance in order to ensure good contrast and optimum image quality.

Luminanssitason säätö voidaan toteuttaa monella tavalla. A luminance control can be implemented in many ways. Jotta saavutettaisiin laaja dynaaminen alue valon emissiolle, TFEL-komponentin luminanssi-jännite-riippuvuutta (LV-20 käyrää) on hyödynnettävä tehokkaasti käyttämällä jännitteelle eri amplitudeja. To achieve wide dynamic range of light emission, TFEL component of the luminance-voltage-dependence (curve 20-LV) is utilized effectively by using different voltage amplitudes. TFEL-komponentin koko LV-käyrän on oltava käytettävissä ja sillä pitää olla tarpeeksi hyvät ominaisuudet läpi näytön koko elinajan. TFEL component size PV curve must be available and it must have a sufficiently good properties throughout the lifetime of the display.

* *

Korkeita jännitteitä ja taajuuksia käytetään korkean yleisen luminanssin varmistamiseksi 25 päivänvalo-olosuhteissa. High voltages and high frequencies are used to ensure the overall luminance of 25-day-light conditions. Tällainen maksimaalinen kuormitus asettaa LV-käyrän koetuk selle. Such a maximum load of the LV curve koetuk selle. Toisaalta tämä tavallisesti lisää sähkönkulutusta, mikä rajoittaa korkeampien jännitteiden käyttöä. On the other hand, this tends to increase power consumption, which limits the use of higher voltages. Sähkönkulutukseen vaikuttaa erityisesti rivi-ja sarakejännitteet. Electricity consumption, particularly affecting the bottom line and sarakejännitteet. Jännitetasoja rajoittaa ajurien elektroninen teknologia, mikä johtaa pienempien jännitteiden käyt- • f .· töön. Voltage Levels restrict drivers electronic technology, which results in lower operating voltages • f. · Use.

30 30

Kehittynyt ajuriohjelma matalammille luminanssitasoille käyttää myös mahdollisuutta säätää ajavaa taajuutta tai kehysten siirtämistä. Advanced driver software to lower luminance levels can also use the possibility to adjust the frequency of the vehicle in front or the transfer of frames. Nämä menetelmät ovat asettaneet uusia vaatimuksia valoemission symmetrisyydelle eri napaisuuksille, jotta vältyttäisiin tiedon : värähtelystä näytöllä. These methods have placed new demands on the symmetry of the light emission of different polarities, in order to avoid information: the vibration of the screen.

35 2 105643 35 2 105643

Ottaen huomioon kaikki nämä vaatimukset, hyvin suoriutuvilta EL-komponenteilta toivotaan korkeaa luminanssia, hyvää näytön tehokkuutta, jyrkkää ja hyvin stabiilia LV-käyrää ja tarpeeksi hyvää valoemission symmetriaa eri napaisuuksilla. Taking into account all these requirements, well-performing components of the EL hoped for a high luminance, good efficiency of the screen, steep and very stable LV-curve and good enough for light emission from the symmetry of different polarities. Kasvatusmenetelmästä riippumatta mikään kaupallinen elektroluminenssikomponentti, jossa käytetään ohuita kal-5 vokerroksia, ei pysty vastaamaan näihin vaatimuksiin. regardless of the method, none of Education a commercial elektroluminenssikomponentti, which uses thin-kal 5 vokerroksia, is unable to meet these demands.

EL-näyttölaitteet käsittävät yleisesti läpikuultavan substraatin, kuten lasipinnan, substraatin päällä olevan läpikuultavan elektrodikerroksen sekä toisen elektrodikerroksen, joka on sijoitettu välimatkan päähän ensimmäisestä elektrodikerroksesta, loisteainekerroksen elekt-10 rodien välillä sekä ainakin yhden dielektrisen loisteainekerroksen molemmin puolin loisteainekerroksen ja elektrodien välissä. EL display devices generally comprise a transparent substrate such as a glass surface of the substrate on top of the transparent electrode layer and a second electrode which is spaced from the first electrode layer, a phosphor layer between the elec-10 rodien and at least one dielectric phosphor layer on both sides between the phosphor layer and the electrodes. Eräs yleisimpiä EL-laitteissa nykypäivänä kaupallisissa TFEL tuotteissa käytettäviä Ioisteainekerroksia on ALE-kasvatettu ZnS.Mn. One of the most common Ioisteainekerroksia used TFEL EL devices today in commercial products has grown ALE ZnS.Mn. ALE-kasvatetun ZnS .Mn kerroksen vahvoja puolia on ollut korkea valovoimakkuus ja tehokkuus. ALE-ZnS grown on the strong points .mn layer has high light intensity and efficiency. Samalla stabiiliudesta ja valosymmetriasta on hieman tingitty. At the same time is a little compromise the stability and valosymmetriasta.

15 15

ZnS:Mn loisteaineen stabiiliutta on laajalti tutkittu. ZnS: Mn phosphor stability has been widely studied. Yleisesti ajatellaan, että vanheneminen tapahtuu useiden eri mekanismien kautta ja että eri kasvatustekniikoiden mukaisesti kasvatetut ohutkalvot vanhenevat hyvin eri tavalla. In general, it is contemplated that the aging takes place via several different mechanisms, and that thin films grown under the different culture techniques obsolete very different ways. Ei ole kuitenkaan selvää, mitkä mekanismit määräävät eri laitteiden vanhenemisen. However it is not clear what the mechanism of aging is determined by the different devices. Jopa saman kasvatustekniikan tuloksena voi-20 daan saada erilaisia määrääviä vanhenemisominaisuuksia [Mikami, A. ym. J.Appl.Phys. Even the result of the same culture technique can 20 be obtained by a variety of dominant vanhenemisominaisuuksia [Mikami, A. et al. J.Appl.Phys. 72 (2), 773-782 (1992)]. 72 (2), 773-782 (1992)].

Erilaisia ratkaisuja on ehdotettu stabiiliuden parantamiseksi, mukaan lukien kuormituksen, prosessoinnin ja ohutkalvorakenteen muutokset [Mikami, A. ym. J. Appi. Various solutions have been proposed to improve the stability, including loading, processing and thin-film structure changes [Mikami, A. et al., J. Appl. Phys. Phys. 72 (2), 25 773-782 (1992); 72 (2), 25 773-782 (1992); Muller, G. ym. SID 88 Digest, 23-26 (1988); Muller, G., et al SID 88 Digest, 23-26, (1988).; US-patenttijulkaisu 4.869.973; U.S. Patent No. 4,869,973; Nishikawa, M. ym. SID 88 Digest, 19-22; . Nishikawa, M., et al SID 88 Digest, 19-22; ja Khormaei, R. ym. SID 89 Digest, 65-67 (1989)]. and Khormaei, R. et al. SID 89 Digest, 65-67 (1989)]. Useimmissa näissä on muita epäkohtia, ne ovat vaikeasti toteutettavissa tai ne eivät paranna stabiiliutta riittävästi. Most of these have other drawbacks, they are difficult to implement, or they do not improve the stability sufficiently.

• 30 Mitä tulee ohutkalvorakenteen muutoksiin, US-patenttijulkaisussa 4,869,973 sekä Nishikawa, M. et al.:n artikkelissa on ehdotettu TFEL-näyttölaitteen varustamista puskuriker-roksella, joka muodostuu ohuesta kalsiumsulfidikalvosta, joka saadaan aikaan kasvattamalla elektronisädehöyrystyksellä ZnS loisteainekerroksen molemmille puolille, pitkän : ajan stabiilin toiminnan varmistamiseksi. • 30 of the modification of the thin film structure, U.S. Patent No. 4,869,973 and Nishikawa, M., et al article suggests a TFEL display device equipping puskuriker-layer, which consists of a thin kalsiumsulfidikalvosta, which is obtained by increasing the elektronisädehöyrystyksellä ZnS phosphor layer on both sides of the long-: time In order to ensure stable operation. Nishikawan EL-näyttölaite koostuu strontium- 35 titaani tai barium-tantalum-binäärioksidien dielektrisistä kerroksista. Nishikawa EL display device consists of a strontium-35 titanium or barium-tantalum-binäärioksidien dielectric layers. Khormaei R. ym. Khormaei R. et al.

3 105643 tutkivat ACTFEL-laitteita, joiden dielektriset kerrokset koostuivat piioksinitrideistä, ja he totesivat, että puskurikerroksen sijainti oli merkityksetön. 3 105643 examine ACTFEL devices having dielectric layers comprised of silicon oxynitride, and they found that the location of the buffer layer was negligible. Khormaein ym. mukaan tulokset viittaavat siihen, että Nishikawan ym. aikaisemmin ehdottamat epästabiiliusmekanismit (so ionimigraatio) eivät olisi toiminnassa heidän laitteissaan vaikkakin molemmissa tapa-5 uksissa ZnS kerros oli saatu aikaan fyysisen höyryn kerrostamistekniikalla. Khormaein et al., The results suggest that epästabiiliusmekanismit previously proposed by Nishikawa et al. (I.e. ionimigraatio) would not be operational on their devices even though each way-5 uksissa the ZnS layer was obtained by physical vapor deposition. Tämä johtopäätös on sopusoinnussa yllämainitun Mikamin ym. havainnon kanssa, siitä, että eri rakenteilla on eri vanhenemisominaisuudet. This conclusion is consistent with the above-mentioned Mikami et al.'s finding that the different structures have different aging properties. Nishikawa tai Khormaei eivät tutkineet eristävien kerrosten tai loisteainekasvatustekniikan vaikutusta. Nishikawa or Khormaei did not examine the effect of insulating layers or loisteainekasvatustekniikan.

10 Atomikerrosepitaksia (josta jatkossa käytetään lyhennettä ”ALE”) on menetelmä, jonka avulla tuotetaan homogeenisia kaivorakenteita saattamalla substraatti kosketuksiin höyrystyneiden lähdeaineiden kanssa pintasidosselektiivisissa olosuhteissa. 10 atomic layer epitaxy (which will hereinafter be abbreviated as "SALE") is a method to produce homogeneous film structure by bringing the substrate into contact with the vaporized source material pintasidosselektiivisissa conditions. ZnS-kalvojen tuottamiseksi ALE-menetelmässä yleisimmin käytetty kemikaali on ZnCh. Chemicals for producing the ZnS films most commonly used in the ALE method is ZnCl. Näiden laitteiden vanhenemista koskevan, yleisesti hyväksytyn teorian mukaan ZnS-kalvojen Cl-15 jäänteillä on keskeinen merkitys ALE kasvatettujen ZnS laitteiden vanhenemisessa [Neyts, K. ja Viljanen, J., Proc. Int. Generally accepted theory of the aging of these devices by the ZnS films of C 15 overs a key role in EFA ZnS grown in the aging devices [Neyts, K., and Viljanen, J., Proc. Int. EL Workshop, Beijing, 359-366 (1992); EL Workshop, Beijing, 359-366 (1992); Muller, G. ym. SID 88 Digest, 23-26 (1988)]. Muller, G. et al. SID 88 Digest, 23-26, (1988)]. Yleensä tällaisia Cl-jäänteitä ei ole useimmilla muilla, lähinnä fyysisillä höyrystymistekniikoilla, kasvatetuilla ZnS-kalvoilla. Typically, such a C remnants is not most other, mainly physical höyrystymistekniikoilla, grown on the ZnS films. Eräs ratkaisu tähän ongelmaan on käyttää kloorittomia kemikaaleja ZnS kerrostamiseen (FI-patenttijulkaisu 20 100758). One solution to this problem is the use of chlorine chemicals ZnS deposition (FI patent 20 100 758).

Klooripitoisten sinkkilähdeaineiden käyttämisellä ZnS-pohjaisten ohutkalvoloisteaineiden kasvatuksessa on kuitenkin omat hyötynsä. Chlorine-containing substances in the exercise of zinc source of education ZnS-based ohutkalvoloisteaineiden is, however, own benefits. Erityisesti sinkkikloridi yleensä tuottaa kirkkaita tehokkaita kalvoja ja käytössä olevat tuotantomenetelmät ovat hyvät. In particular, zinc chloride generally produces brighter, more efficient membranes and existing production methods are good. Käyttämällä 25 sinkkikloridia voidaan myös välttää ne turvallisuusriskit, jotka liittyvät joidenkin vaihtoehtoisten pyroforisten kemikaalien käyttöön ZnS:n ALE-kasvatuksessa. 25 Using zinc chloride can also avoid the security risks associated with the use of some alternative pyrophoric chemicals ZnS ALE growth.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on poistaa nykytekniikan ongelmat ja saada aikaan • t .: uusi ohutkalvorakenne, jolla on parempi stabiilius ja symmetria TFEL komponenttien va- 30 loemissiolle. The aim of the present invention is to eliminate the prior art problems and to provide a • t. the new thin film structure having improved stability and symmetry of the TFEL VA 30 loemissiolle components. Erityisesti esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa Cl-jäänteitä sisältävien, ZnS loisteainekerroksilla varustettujen EL-näyttölaitteiden stabiiliutta. In particular, the present invention is to improve Cl-containing residues of the phosphor layer of ZnS with an EL display device stability. Näitä ovat esimerkiksi sinkkikloridista ja höyrystyvästä sulfidilähdeaineesta ALE-menetelmällä kasvatetut ZnS-loisteaineet. These are grown in, for example, zinc chloride and vaporizes sulfidilähdeaineesta ALE method of ZnS phosphors.

35 Toisena keksinnön tavoitteena on saada aikaan ohutkalvorakenne, joka koostuu Mn- 4 105643 doopatusta ZnS-loisteainekerroksesta ja alumiinin ja titaanin binäärioksidien eristekerrok-sista. 35 Another object of the invention is to provide a thin film structure, which consists of 4 105 643 Mn doped ZnS phosphor layer, and aluminum and titanium binäärioksidien eristekerrok lashing.

Kolmantena keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä uusien, paremman stabii-5 liuden omaavien ohutkalvorakenteiden tuottamiseksi. A third object of the invention is to provide a method for producing the novel, improved stabii-5 liuden of their thin-film structures.

Nämä ja muut tavoitteet, sekä seuraavasta kuvauksesta ilmenevät edut suhteessa tunnettuihin ohutkalvorakenteisiin, saavutetaan tässä selityksessä ja oheen liitetyissä vaatimuksissa määriteltävällä keksinnöllä. These and other objects, as well as apparent from the following description of advantages with respect to known thin film structure is achieved in this specification and the appended claims, the invention identifiable.

10 10

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että on mahdollista parantaa atomikerrosepitaksialla substraatille kasvatetun ZnS-kerroksen sisältämän AC ohutkalvo-elektroluminenssi laitteen valosymmetriaa ja lisätä sen luminanssistabiiliutta vanhenemista vastaan kasvattamalla ainakin yksi kerros, joka sisältää toisen metallisulfiidin, ZnS kerroksen viereen, edellyttä-15 en, että kerros tai kerrokset muodostetaan, suhteessa substraattiin, vain ZnS-kerroksen vastakkaiselle puolelle. The invention is based on the idea that it is possible to improve contained atomikerrosepitaksialla grown on a substrate of the ZnS layer of an AC thin film electroluminescent valosymmetriaa the device and increase its luminanssistabiiliutta against aging by growing at least one layer which includes a second metallisulfiidin, the ZnS layer of adjacent, requires 15 I that the layer or layers are formed relative to the substrate, on the opposite side of a ZnS layer.

Yllättäen, ja päinvastoin mitä sekä Nishikawa että Khormaei yllä mainituissa artikkeleissa toteavat, tuloksemme viittaavat siihen, että nykyisten ALE-EL näyttölaitteiden kohdalla, 20 ylimääräisen metalli- (esim. maa-alkalimetalli-) sulfidin sisällyttäminen valoa emittoivan loisteainekerroksen ja viimeksi kasvatetun eristeen väliin parantaa luminanssistabiiliutta selvästi, kun taas vastaavan kerroksen sovittaminen alemman dielektrin ja loisteainekerroksen välille joko yksinään tai yhdessä loisteainekerroksen ja ylemmän dielektrisen välille sovitettavan toisen maa-alkalimetallisulfidikerroksen kanssa heikentää laitteen suoritusky-25 kyä. Surprisingly, and contrary to what both Nishikawa Khormaei the above-mentioned articles note, our results suggest that the current ALE EL display device into an additional metal 20 (e.g. an alkaline earth metal) of the sulfide inclusion of light-emitting phosphor layer and between the last grown insulation improve luminanssistabiiliutta clearly, while the corresponding fitting of the lower dielectric layer between the phosphor layer and either alone or in combination with the phosphor layer and the upper dielectric with an adjustable second ground alkalimetallisulfidikerroksen degrade the ability Performance-25.

Niinpä esillä olevan keksinnön mukaan saadaan aikaan uusi EL-näyttölaite, joka käsittää yhdessä - ensimmäiset elektrodit, jotka on sovitettu substraatille, joka edullisesti on läpi- 30 kuultava, - ensimmäisten elektrodien päälle sovitetun ensimmäisen dielektrisen kerroksen, - ZnS-kerros, joka on doopattu sopivalla aktivaattorilla, joka on kasvatettu ALE-menetelmällä ensimmäisen dielektrisen kerroksen päälle, : - välikerroksen, joka sisältää lisämetallisulfidin ZnS-kerroksen päällä; Thus, the present invention provides a novel EL display device, which comprises in combination - the first electrodes, which are arranged on a substrate, which is preferably a through 30 translucent, - a first dielectric disposed over the first electrode layer, - the ZnS layer which is doped with a suitable activator, which is grown ALE process on the first dielectric layer, - an intermediate layer comprising lisämetallisulfidin the ZnS layer on top; 35 - toinen dielektrinen kerros välikerroksen päällä; 35 - a second dielectric layer on the intermediate layer; ja 105643 - toiset elektrodit toisen dielektrisen kerroksen päällä. 105 643 and - a second electrode over the second dielectric layer.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle ratkaisulle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. More specifically, the solution according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

5 EL-näyttölaitteelle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa. 5 EL display device is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 12.

Esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. The present invention provides considerable advantages. Niinpä rikkiä sisältävä lisäker-10 ros, joka on kasvatettu doopatun, atomikerrosepitaksialla tuotetun ZnS-loisteainekerroksen ja viimeksi kasvatetun eristekerroksen välille, poistaa suurelta osin AC-ohutkalvo-elektroluminenssikomponentin latenttikuvaongelman erityisesti LV-käyrän matalajännite-alueella, joka ongelma johtuu luminanssi-jänniteominaiskäyrän muuttumisesta pitkässä käytössä. Thus, the sulfur-containing lisäker-10 layer is grown on the doped, the produced atomikerrosepitaksialla ZnS phosphor layer and the last grown insulation layer removed to a large extent the AC thin film elektroluminenssikomponentin latenttikuvaongelman particular PV curve in the low voltage range that the problem is due to a change in the luminance-voltage characteristic after a long period .

15 15

Esillä olevat uudet ohutkalvorakenteet parantavat huomattavasti sekä stabiiliutta vanhenemista vastaan että valosymmetriaa, kuitenkaan uhraamatta nykyisten ALE ZnS prosessien etuja (erityisesti hyvä kirkkaus ja korkea tehokkuus). The new thin film structures present a significant stability against aging and improving the valosymmetriaa, without sacrificing the advantages of the present ZnS ALE processes (in particular, good brightness and high efficiency). Näitä ohutkalvorakenteita voidaan käyttää sovelluksissa, joissa yhdistyvät sekä huippukuormitus että eri luminanssitasot. Such thin film structures can be used in applications that combine both high load that the different luminance.

20 20

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selityksen avulla oheisiin sovellutusesimerkkeihin viitaten. The invention is next examined in detail with help of a detailed explanation, with reference to the accompanying embodiment examples.

Kuviossa 1 on esitetty ohutkalvorakenteisen elektroluminenssilaitteen läpileikkaus, jossa 25 näkyy keksinnön yhden sovellutusmuodon mukainen kerrosrakenne, jossa on ylimääräinen metallisulfidia sisältävä välikerros, kuvioissa 2a ja 2b on esitetty luminanssi-jännite käyrät esi vanhennetulle ja edelleen vanhennetulle ALE-kasvatetulle ZnS:Mn-laitteelle sekä ALE-kasvatetulle ZnS:Mn laitteelle, ·' joka sisältää esimerkin 1 mukaisen välikerroksen, 30 kuviossa 3 on esitetty latenttikuvaa luminanssin funktiona konventionaaliselle ALE-kasvatetulle ZnS:Mn-laitteelle sekä uudelle ZnS:Mn-laitteelle, joka sisältää esimerkin 1 mukaisen välikerroksen, kuviosta 4 käy ilmi valoemissiosymmetrian erot nopeutetun vanhenemisen tapauksessa konventionaaliselle ZnS:Mn-laitteelle sekä esillä olevalle, välikerroksen sisältävälle 35 ZnS:Mn-laitteelle, 6 105643 kuvioissa 5A ja 5B on esitetty luminanssi-jännitekäyrät hyvin ohuen SrS-välikerroksen (lnm, kuva 5A) ja hyvin vahvan v Figure 1 shows a ohutkalvorakenteisen electroluminescent cross section, in which 25 is shown the layer structure according to one embodiment of the invention, wherein there is an additional intermediate layer containing the metal sulphide, in Figures 2a and 2b show the luminance-voltage curves ancestor in the aged and further aged in a EFA-grown ZnS: Mn device and ALE grown ZnS: Mn device, · 'which includes an intermediate layer of Example 1, 30 shown in Figure 3 the latent image luminance function for a conventional ALE grown ZnS: Mn device as well as the new ZnS: Mn device that includes an intermediate layer of Example 1, Figure 4 shows shown in the case valoemissiosymmetrian differences in the accelerated aging for a conventional ZnS: Mn device as well as the present, the intermediate layer containing 35 of ZnS: Mn device 6 105 643 in Figures 5A and 5B shows a luminance-voltage curves of a very thin SrS intermediate layer (LNM, figure 5A) and a very strong v likerroksen (100 nm, kuva 5B) omaaville laitteille, ja kuviossa 6 on esitetty esi vanhennettujen SrS-välikerrosten omaavien laitteiden luminanssi-jännitekäyrät eri tapauksille: välikerros on joko ensimmäiseksi tai viimeiseksi kasvatetussa 5 loisteaine-eristekerroksessa, tai molemmissa tai ei kummassakaan. a layer of (100 nm, 5B) of its own devices, and illustrated in Figure 6 the pre aged for SrS intermediate layers apparatus to the luminance-voltage curves for the different cases: the intermediate layer is either the first or the last grown in 5 phosphor-dielectric layer, or in both or in neither.

Esillä oleva keksintö saa aikaan ZnS:Mn EL-ohutkalvojen kasvatusmenetelmän. The present invention provides a ZnS: Mn EL thin film growth process. ZnS:Mn ohutkalvojen kasvatukseen käytetään atomikerrosepitaksiaa (ALE-menetelmää), tarkoittaen, että anioni-ja kationi-lähtöaineet syötetään pulssimaisesti vaihtelevassa järjestyksessä 10 niin, ettei reaktiokammiossa olevan substraatin pinta samanaikaisesti altistu molemmille lähdeaineille. ZnS: Mn thin films farming used atomikerrosepitaksiaa (ALE) method, meaning that the anion and cation of the starting materials are fed in a pulsating alternating sequence 10 so that the surface of the substrate in the reaction chamber simultaneously exposed to both source materials. Ohutkalvojen kasvatusmenetelmä käsittää sinkkisulfidikerrosten kasvatusvaiheet sekä näitä seuraavat mangaanin doopausvaiheet, siten, että kaikki vaiheet toistetaan vuorotellen, kunnes haluttu kalvon vahvuus on saavutettu. The thin films are grown sinkkisulfidikerrosten method comprises the steps of growing, and following these manganese doopausvaiheet, so that all steps are repeated, alternately, until the desired film thickness is achieved. Dielektriset kerrokset ja sulfidi-välikerros muodostetaan edullisesti myös atomikerroseptiaksialla (ALE). The dielectric layers and the sulfide intermediate layer is preferably also formed atomikerroseptiaksialla (EFA). ALE-15 menetelmän yksityiskohdat on esitetty US-patenttijulkaisuissa 4.058.430 ja 4.389.973, joiden sisältö sisällytetään tähän viitteen omaisesti. ALE 15 is shown in detail the method of U.S. Patent 4.05843 million and 4,389,973, which is incorporated herein by reference.

Kuviossa 1, jossa on esitetty keksinnön mukaisen ohutkalvo EL-laitteen läpileikkaus, käytetään seuraavaa numerointia: 20 1 Substraatti 2 Ionidiffuusioeste (valinnanvarainen) 3 Ensimmäiset elektrodit 4 Ensimmäinen eristekerros 25 5 Sopivaa/sopivia aktivaatoria/aktivaattoreita sisältävä ZnS-loisteainekalvo 6 Välikerros, joka sisältää lisämetallisulfidia 7 Toinen eristekerros 8 Toiset elektrodit 9 Jännitelähde 30 In Figure 1, there is shown a sectional view of a thin film EL device according to the invention, the following numbering:, containing 20 1 of the substrate 2 Ionidiffuusioeste (optional position), three first electrodes 4 of the first insulating layer May 25 suitable / appropriate activator / activators of the ZnS phosphor six intermediate layer which contains lisämetallisulfidia The second insulating layer 7 8 9 The second electrodes voltage source 30

Substraattina 1 käytetään edullisesti lasia, AI2O3, piitä tai sopivaa keraamista yhdistettä. The substrate 1 is preferably glass, Al2O3, silicon or a suitable ceramic compound. Monelle sovellukselle on edullista, että substraatti on läpinäkyvää. For many applications it is preferred that the substrate is transparent. Ionidiffuusioestokerros 2 on edullisesti metallioksidia tai nitridiä, esim. AI2O3. Ionidiffuusioestokerros 2 is preferably a metal oxide or nitride, e.g. Al2O3. Ensimmäiset elektrodit 3 voivat : olla joko läpinäkyvää materiaalia, esim. indiumtinaoksidia tai ZnO:a, tai sopivaa metallia, 35 kuten alumiinia tai molybdeenia, tai metalliseosta, kuten TiW:a. The first electrodes 3 can: either be of transparent material, e.g., indium tin oxide, or ZnO: a., Or a suitable metal 35 such as aluminum or molybdenum, or an alloy such as TiW: a. Ensimmäinen eristysker- 7 105643 ros 4 voi olla metallioksidia tai nitridiä tai näiden sekoitusta, kuten AlxTiyOz tai SiON, erityisen edulliset ovat alumiinin ja titaanin oksidit. The first 7 105643 eristysker- layer 4 may be a metal oxide or nitride or a mixture thereof, such as AlxTiyOz or SiON, especially preferred are aluminum and titanium oxides.

Loisteainekerros 5 koostuu ALE-kasvatetusta ZnS-kerroksesta, johon on edullisesti käy-5 tetty ZnCl2:a, sinkkiasetaattia tai dietyleenisinkkiä (DEZ), mutta muitakin haihtuvia sink-kihydisteitä voidaan käyttää. The phosphor layer 5 is composed of ALE grown on the ZnS layer, which is preferably a five-go been ZnCl 2, or dietyleenisinkkiä zinc (DEZ), but other volatile sink kihydisteitä can be used. Kuten yllä mainittiin, ALE-menetelmässä kalvo kasvatetaan altistamalla substraatti kahden lähdeaineen vuorotteleville pulsseille. As mentioned above, the ALE method, the film is grown by exposing the substrate to two source material of alternating pulses. Esimerkiksi ZnS voidaan kasvattaa siten, että pinta ensin altistetaan höyrystyneelle ZnCh :lle, minkä jälkeen ylimääräinen aine poistetaan inertillä kaasuvirralla. For example, ZnS can be increased so that the surface is first exposed to the vaporized ZnCl for, after which the excess material removed from the inert gas stream. Tämän jälkeen substraatti altistetaan 10 H^Sdle, joka reagoi substraatille adsorboituneen ZnC^m kanssa muodostaen ZnS:a ja HCl:a. Thereafter, the substrate 10 is exposed to H ^ Sdle, which reacts with the adsorbed onto the substrate ZnCl microns to form ZnS and HCl. Prosessin lämpötila ja paine valitaan lähdeaineen mukaan, mutta tyypilliset arvot ovat 200 ja 550 °C:n sekä 0.1 ja 10 Torr:n välillä. The process temperature and pressure is selected according to the source material, but typical values ​​are between 200 and 550 ° C and 0.1 Torr and 10 between.

ZnS doopataan sopivalla aktivaatorilla käyttämällä sopivaa lähdeainetta. ZnS doped with a suitable activator agent with a suitable source. Esimerkkeinä 15 aktivaatoreista tai dooppausaineista voidaan mainita Mn, Tb ja Eu. Examples of the activator 15 or the doping agent can be mentioned Mn, Tb, and Eu. Jos kyseessä on Mn, voidaan käyttää MnCl2:a tai mangaanin β-diketonaattiyhdistettä tai muuta. If it is Mn, MnCl 2 can be used as a manganese or β-diketonaattiyhdistettä or more. Muilla akti-vaattoreilla voidaan käyttää sopivia lähdeaineita, kuten metalliorgaanisia yhdisteitä. Other activator-activating agents suitable source, such as organometallic compounds may be used.

Kun ZnS-kerros on valmis, puskurikerros 6 kasvatetaan ZnS-loisteainekerrokselle. When the ZnS layer is complete, the buffer layer 6 is increased ZnS phosphor. Tämä 20 väliainekerros sisältää toisen rikkipitoisen metalliyhdisteen. This medium layer 20 contains a second sulfur-containing metal compound. Tyypillisesti tähän kerrokseen käytetään maa-alkalisulfidia, kuten SrS:a, MgS:a, CaS:a, tai BaS:a, tai kahden tai useam-man maa-alkalisulfidin sekoitusta. Typically, this layer is used for earth alkali sulfide such as SrS, MgS: ​​a, CaS, and BaS: a, or two or more man-Alkaline earth stirring. Edullisin sulfidi on strontiumsulfidi. The most preferred sulfide is strontium sulphide. Kuten esimerkissä 3 alla tarkemmin selostetaan, kolme viimeksi mainittua sulfidia, joita esimerkissä havain- nollistetaan CaS:lla, tuottavat välikerroksia, joiden vaikutukset ovat hyvin samankaltaiset 25 SrS-välikerroksen vaikutusten kanssa, mutta matalajännitteellä valoemissiosymmetria ei ole yhtä hyvä kuin SrS-kerroksella, eikä luminanssi-jännitekäyrä ole yhtä hyvä kuin SrS-kerrosta sisältävillä laitteilla. Such as 3 below in more detail in Example, the latter three of the sulfide, for example as illustrated in CaS respectively, to produce the intermediate layers, the effects of which are very similar, with 25 SrS intermediate layer effects, but the low voltage valoemissiosymmetria is not as good as the SrS layer, and the luminance of -jännitekäyrä not as good as SrS layer containing devices.

f «« « ·' Rikkiä sisältävän kerroksen paksuus on edullisesti 1-100 nm, kuten esimerkissä 2 alla on 30 esitetty, vaikkakin laajempi väli noin 0.1 - 200 nm on mahdollinen. f «« «·" Sulfur-containing layer preferably has a thickness of 1-100 nm, such as in Example 2 below is shown in 30, although a broader range of about 0.1 - 200 nm is possible.

Myös oksisulfidit ja sulfidien ja oksidien tai nitridien sekoitukset voivat tulla kyseeseen. Also, oxysulfide, and mixtures of sulphides and oxides or nitrides can be considered. Edullisen toteutuksen mukaan metallisulfidia sisältävän välikerroksen viimeinen (eli ylin) ·., osa tehdään metallioksidista. A preferred embodiment of the last intermediate layer comprising the metal sulfide (i.e., top) ·., A part made of a metal oxide. Ylimääräinen rikkipitoinen kerros voi myös koostua kerros- 35 rakenteesta, jossa on erilliset, vaihtoehtoisesti vuorottelevat metallisulfidien ja metallioksi- * 105643 dien kerrokset. Additional sulfur-containing layer may also consist of a sandwich structure 35 with a separate, optionally alternating with metal sulfides and metal oxide layers diene * 105 643. Etenkin metallioksidi käsittää ALC^in ja metal lisulfidi SrS:n. In particular, the metal oxide comprises ALC ^ and metal sulfides in the SRS. Välikerrokseen käytetään tyypillisesti samaa kasvatusmenetelmää kuin ZnS-kerrokseen, muttei välttämättä samoissa olosuhteissa. The intermediate layer typically use the same culture method as in the ZnS layer, but not necessarily, under the same conditions.

5 Seuraavaksi toinen eriste 7 kasvatetaan samalla tavalla kuin ensimmäinen eristekerros, mutta eristeiden ei tarvitse olla identtiset koostumuksensa tai kasvatusolosuhteidensa suhteen. 5 Next, the second insulator 7 is grown in the same manner as the first insulation layer, the insulation but does not have to be identical with respect to composition or kasvatusolosuhteidensa. Toiselle eristeelle muodostetaan toiset kuvioidut elektrodit 8. Toiset elektrodit voivat muodostua esim. indiumtinaoksidista, Moista tai Alista, ja ne voivat sisältää samaa materiaalia kuin ensimmäiset elektrodit, tai elektrodit voivat olla eri materiaalia. A second insulation is formed by the second patterned electrodes 8. The second electrodes may be formed e.g. indium tin oxide, plants or Al, and may include the same material as the first electrodes, or the electrodes may be of a different material. Elektrodit 3, 8 10 on liitetty jännitelähteeseen 9. The electrodes 3, 8, 10 is connected to a voltage source 9.

Seuraavat ei-rajoittavat esimerkit havainnollistavat keksintöä tarkemmin. The following non-limiting examples illustrate the invention in more detail.

Esimerkki 1 15 ZnS:Mn-laitteen ominaisuudet käyttäen SrS- ja AI2O3 -lisäkerrosta loisteaine- ja ylemmän eristekerroksen välillä verrattuina perinteisesti käytettyjen ZnS:Mn-laitteiden ominaisuuksiin Example January 15 ZnS: Mn characteristics of the device using the SRS and Al2O3 -lisäkerrosta phosphor and compared between the upper dielectric layer traditionally used for the ZnS: Mn characteristics of the devices

Kuviossa 1 esitetyn rakenteen omaavia ZnSiMn TFEL-laitteita valmistettiin kasvattamalla 20 AI2O3 ionidiffuusioeste natronkalkkisubstraatin päälle. having the structure shown in Figure 1 ZnSiMn TFEL devices were prepared by growing to 20 Al2O3 ionidiffuusioeste natronkalkkisubstraatin on. Läpinäkyvä ITO-johdin 3 kasvatettiin tämän kerroksen päälle ja se kuvioitiin litografisen prosessin avulla.. AIxTiyOz kom- ψ posiitti-dielektrinen kerros 4 kasvatettiin ALE-menetelmällä kuvioidun ITO-elektrodin päälle. Transparent ITO conductor 3 grown on top of this layer and the imaged lithographic process .. AIxTiyOz composite ψ, the composite dielectric layer 4 is grown ALE method patterned on the ITO electrode. Valoa emittoivan ZnSiMn loisteainekerros 5 kasvatettiin ALE-menetelmälla 500 °C issa käyttämällä klooripitoisia lähdeaineita, ZnCbia ja MnC^ia, sekä FLSia. The light-emitting phosphor layer 5 grown ZnSiMn ALE method, at 500 ° C in the use of chlorine-containing source materials, ZnCbia and MnO ^ ia, and FLSia. Tämän 25 kerroksen päälle kasvatettiin ALE-menetelmällä 400 °C:ssa SrS-pitoinen välikerros käyttämällä bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato) strontiumia (Sr(thd)2) ja FLSia. On top of this layer 25 grown ALE method at 400 ° C for SrS-containing intermediate layer by using bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato) strontium (Sr (thd) 2) and FLSia. Tämän jälkeen kasvatettiin ALE-menetelmällä AlxTiyOz dielektrinen kerros 7 alkaen AI2O3 -kerroksesta käyttämällä trimetyylialumiinia ja H20:a. Then for AlxTiyOz ALE method, the dielectric layer 7 from the layer on Al2O3 using trimethylaluminum and H20. Lopuksi, tämän kalvopinon päälle kas- * • ' vatettiin ja kuvioitiin Al-elektrodi 8. Finally, on top of the stack of film growth * • 'imaged and grown in the Al electrode 8.

30 30

ZnSiMn-loisteainekerros kasvatettiin perinteisesti ALE-menetelmällä (vrt. US-patenttijulkaisu 4.058.430). ZnSiMn-phosphor layer grown conventionally ALE-method (see. U.S. Patent No. 4.05843 million). ZnS.Mn-loisteainekerroksen päällä oleva SrS-kerros koostui 550 vuorottelevästä Sr(thd)2-ja H2S -pulssista, joilla saatiin aikaan noin 25 nm vahva kalvo. The ZnS.Mn-earth phosphor SrS layer consisted of 550 alternating with Sr (thd) 2 and H 2 S -pulssista to obtain an about 25 nm, a strong film. Välikerros kasvatettiin ALE-menetelmällä lämpötilassa 400 °C ja paineessa 0,7 torr. The intermediate layer is grown ALE method at 400 ° C and a pressure of 0.7 torr.

35 Ylimääräinen TMAista muodostettu AI2O3 kerros koostui 400 syklistä, mikä vastaa noin 105643 25 nm vahvuista kalvoa. Excess TMAista 35 formed of Al2O3 layer consisted of 400 cycles 105 643 which corresponds to about 25 nm thick film.

Kun perinteisellä menetelmällä tuotettu ALE-laite vanhenee sen luminanssi-jännitekäyrä muuttuu vähemmän jyrkäksi ja LV-käyrän pehmeneminen on nähtävissä erityisesti mata-- 5 lilla luminanssitasoilla (lähellä kynnysjännitettä) sekä samalla korkeilla luminanssitasoilla When produced by a conventional method EFA-aging device of the luminance-voltage curve becomes less steep and the LV-softening curve can be seen in particular mata-- 5 clad with the luminance level (close to the threshold voltage), while high levels of luminance

Iuminanssi laskee tietyllä jännitteellä (kun laite on kytketty päälle). Iuminanssi reduced by a certain voltage (when the device is turned on). Näin käy myös uudelle ZnS:Mn-laitteelle. This will also be the new ZnS: Mn-device. Perinteisen ZnS:Mn-laitteen tapauksessa kynnyksen madaltuminen ja luminanssin laskeminen jatkuu ajan myötä. The traditional ZnS: Mn in the case of flattening the threshold of the device and lowering of the luminance continues over time. Näin ei tapahdu uudelle ZnS:Mn-laitteelle, jossa on SrS-välikerros. This does not happen for the new ZnS: Mn device with an intermediate layer of SrS. Muutaman tunnin nopeutetun vanhenemisen jälkeen LV-käyrä 10 saavuttaa steady-state tilansa eikä luminanssi-jännite-käyrä merkittävästi muutu vanhenemisen myötä (kuvio 2). After a few hours of accelerated aging of the PV curve 10 reaches a steady-state condition or the luminance-voltage curve of change significantly with aging (Figure 2).

Edellä mainitun esivanhenemista seuraavan luminanssi-jännite-käyrän pehmenemisen ja siten vanhenemisen aiheuttaman luminanssin muutoksen seurauksena muodostuu latentti 15 kuva, joka on näytössä nähtävissä pitkän käytön jälkeen. As a result of the above, the following esivanhenemista luminance-voltage curve, and thus softening of the luminance change caused by the aging of the formed latent image 15 which is seen on the screen after a long use. Tämän latentin kuvan magnituudi voidaan määritellä esivanhennetun pisteen luminanssin ja pitkälle vanhennetun pisteen luminanssin erotuksena: ((LVanh-Lesivanh)/Lesivanh)* 100. Vaikka korkeat Iuminanssitasot pysyvät kohtuullisen vakioina, latenttikuva on selvästi nähtävissä perinteisen ZnS .Mn-rakenteen tapauksessa matalilla jännitteillä, so matalilla luminanssi-tasoilla ja erityisesti 20 lähellä kynnysjänitettä olevilla luminanssitasoilla, kuten kuviosta 3 näkyy. This latent image can be defined magnituudi esivanhennetun point luminance and the luminance of a point advanced aged between: ((LVanh-Lesivanh) / Lesivanh) * 100. Although the high Iuminanssitasot remain fairly constant, the latent image is clearly visible in case of the conventional ZnS .mn structure at low voltages, i.e. at low luminance levels, and in particular 20 adjacent to its kynnysjänitettä luminance levels, as shown in Figure 3. Tätä ilmiötä ei enää havaita ZnS:Mn-laitteissa, joissa on SrS-välikerros. This phenomenon is no longer detected by the ZnS: Mn devices with SrS as the intermediate layer. Keskitason jännitteillä ja lumi-nanssilla tapahtuu pieni muutos pitkän vanhenemisen seurauksena, mutta sekä kynnysjän-. Intermediate voltages and snow-nanssilla small change as a result of the long aging takes place, but both kynnysjän-. - nitealue että korkean jännitteen ja Iuminanssi alueet erittäin stabiilit. - nitealue the high-voltage and very stable Iuminanssi regions. Yllä mainittu suhde, (LVanh-Lesivanh)/T,eSivanh, on yleensä pienempi kuin 0.1 (eli latentti kuva on pienempi kuin 25 10%). The above-mentioned ratio (LVanh-Lesivanh) / T ancestors, is generally less than 0.1 (that is, the latent image is smaller than 25 to 10%).

Toinen etu, joka saavutetaan kun käytetään SrS-välikerrosta ZnS:Mn-loisteaineen päällä on, että valoemissio molemmista pulssipolariteeteista erittäin symmetrinen. Another advantage achieved by using SrS intermediate layer of ZnS: Mn phosphor has been turned on, the light emission from both pulssipolariteeteista highly symmetrical. Perin-teisenZnS:Mn tapauksessa valoemissiosymmetria on alussa hyvä, mutta kun laitetta käy-30 tetään pidemmän aikaa asymmetria kasvaa 40 prosenttiin. Perin-teisenZnS: the case of Mn valoemissiosymmetria is the beginning of good, but when the device is 30-VED longer period of time asymmetry is growing at 40 per cent. Kun käytetään SrS-välikerrosta valoemissoasymmetria pysyy alle tai lähellä 10 % riippumatta siitä ajasta, kuinka kauan laitetta on käytetty (kuvio 4). When SrS intermediate layer is used valoemissoasymmetria remains below or close to 10% of the time regardless of how long the device has been used (Figure 4). Yleisesti ottaen esillä olevan keksinnön mukaisen laitteen valoemission asymmetria on alle 20 % 20 tunnin jälkeen. In general, the light emission device according to the present invention, the asymmetry is less than 20% after 20 hours.

35 Tämä esimerkki osoittaa, miten paljon parempi toiminta saavutetaan uudella, SrS- 105643 välikerroksen sisältävällä, ZnS:Mn-laitteella verrattuna perinteiseen ZnS:Mn-laitteen toimintaan vanhennetun luminannsi-jännite-käyrän jyrkkyyden, vanhenemisen stabiliuden ja valoemissiosymmetrian suhteen. 35 This example shows how much better operation is achieved with a new SRS 105 643-containing intermediate layer, a ZnS: Mn device compared to the conventional ZnS: Mn with respect to the aged operation device Lumina-voltage-curve slope, and aging stabiliuden valoemissiosymmetrian. Nämä ominaisuudet voivat merkittävästi parantaa TFEL-näyttöjen suoriutumista erilaisissa vaativissa sovelluksia, kuten selityksen yleisessä osassa 5 on todettu. These properties may improve significantly the performance of TFEL displays a variety of demanding applications, such as in the general part of the specification have been found 5.

Esimerkki 2 Example 2

Uuden SrS-välikerroksen sisältävän ZnS:Mn-laitteen herkkyys välikerroksen vahvuudelle 10 containing new SrS intermediate layer of ZnS: Mn to the sensitivity of the strength of the intermediate layer 10

Useita laitteita valmistettiin esimerkissä 1 esitetyn menetelmän mukaisesti. Several devices were prepared in accordance with the method described in Example 1. Näiden laitteiden ainoa ero oli SrS-välikerroksen vahvuus. the only difference between these devices was the strength of SrS-intermediate layer. Testattu vahvuusalue oli 20 ja 2200 kierroksen välillä, vastaten kalvovahvuuksia välillä noin 1 -100 nm. Tested thickness range of between 20 and 2200 round, the corresponding film strengths of between about 1 -100 nm.

15 Jopa vain yhden nanometrin vahvuisen SrS-kerroksen vaikutus LV-ominaisuuksiin on selvä. Up to 15 to deploy only one nanometer layer of SrS effect on the properties of the LV is clear. Jännitekynnyksen aloitustason aleneminen esi vanhenemisen aikana vastaa perinteisten ZnS:Mn-laitteiden arvoja, mutta vanhenemisen edetessä kynnysjännite pysyy edelleen stabiilina. decrease the threshold voltage level of the initial pre during aging similar to traditional ZnS: Mn values ​​of the equipment, but aging proceeds, the threshold voltage remains stable. Vanhennettujen laitteiden luminanssi-jännite-käyrien pehmeneminen muistuttaa perinteisten ZnS:Mn-laitteiden tyypillistä pehmenemistä, muttei ole läheskään yhtä ko-20 rostunutta. The aged devices luminance-voltage curves for softening resembles traditional ZnS: Mn typical of softening equipment, but is not nearly as co-rostunutta 20. Vaikuttaa siltä, että SrS-välikerroksen olisi edullista olla 1 nm vahvempi (kuvio 5A), vaikkakin hyvin ohuet kerrokset vahvuudeltaan 0.1-1 nm jo hiukan parantavat vanhenemisen vastusta. It appears that the SRS of the intermediate layer should preferably be 1 nm stronger (Figure 5A), even though very thin layers of 0.1-1 nm in thickness slightly to improve aging resistance.

t t

Jos SrS-kerros on vahvuudeltaan 100 nm, luminanssi-jännite-käyrän jyrkkyys häviää ja 25 luminanssitaso alkaa vähentyä laitteen ollessa päälle kytkettynä. If the SRS-layer thickness of 100 nm, the luminance-voltage curve slope 25 disappears and the luminance starts to decrease when the device is switched on. Jos SrS-kerrosta edelleen kasvatetaan (esim. noin 200 nm vahvuuteen), tämä ei kuitenkaan merkittävästi huononna SrS-kerrosta sisältävän ZnS:Mn-laitten ominaista stabiliutta (kuvio 5B). If the SRS layer was further increased (., E.g., about 200 nm, strength), that does not significantly impair the ZnS-containing layer of SrS: Mn laitten characteristic and the stability (Figure 5B).

Kuten yllä olevasta käy ilmi, SrS-kerroksen vahvuus tulisi edullisesti olla 1 nm ja noin 100 30 nm välillä, jotta esimerkissä 1 esitetty parempi suoritus saavutettaisiin. As appears from the above, SrS layer thickness should preferably be 1 nm and about 100 nm to 30 nm, in order to achieve a better embodiment shown in Example 1. Tämä on hyvin laaja tuotantoalue, joka viittaa käytetyn menetelmän huomattavaan jämäkkyyteen. This is a very large production area, which refers to a considerable rigidity, the method used. Käytännön sovelluksissa, erityisen edullinen väli on kolmesta noin viiteenkymmeneen nm. In practical applications, a particularly preferred range of about three to fifty nm.

" 105643 "105643

Esimerkki 3 Example 3

SrS-välikerroksen korvaaminen CaS-väiikerroksella SrS, CaS replacement of the intermediate layer-väiikerroksella

CaS-välikerroksen sisältävä ZnS:Mn-laite on valmistettu kuten SrS-välikerroksen sisältävä • 5 ZnS:Mn-laite esimerkin 1 mukaisesti. ZnS, CaS-containing intermediate layer: Mn device is made of SrS as the intermediate layer containing • 5 ZnS: Mn device according to Example 1. Tässä tapauksessa CaS-välikerros kasvatetaan bis(2,2,6,6-tetrametyleeni-3,5-heptanedionato)kalsiumista ja h^S'Sta lämpötilassa 400 °C ja paineessa 0,7 Torr käyttämällä 600 sykliä vastaten kalvon vahvuutta 30 nm. In this case, CaS intermediate layer is grown bis (2,2,6,6-tetramethylene-3,5-heptanedionato) calcium and h ^ S'Sta at a temperature of 400 ° C and a pressure of 0.7 Torr using 600 cycles corresponding to the strength of the film to 30 nm.

CaS-välikerroksen sisältävät laitteet toimivat hyvin samankaltaisesti kuin SrS-väliker-10 roksen laitteet, mutta alhaisilla jännitteillä valoemissiosymmetria ei ole yhtä hyvä kuin CaS intermediate layer devices containing similarly work well as SrS spacer ring 10-layer devices, but at low voltages valoemissiosymmetria is not as good as

SrS-tapauksessa ja luminanssi-jännitekäyrä on monimutkaisempi, mikä vaikuttaa latentin kuvan käyttäytymiseen, joka on lievästi huonompi, varsinkin pidennetyn vanhenemisen jälkeen, kuin SrS-laitteella. SrS case, and the luminance-voltage curve is more complicated, which will affect the behavior of the latent image, which is slightly lower, especially after prolonged aging, as SrS device.

15 Tämä esimerkki osoittaa, että SrS.n sijasta voidaan välikerroksessa käyttää CaS:a, jolloin saavutetaan sama luminanssi-jännite-käyttäytyminen, mutta laitteen toiminta on tällöin jossain määrin heikompi kuin SrS-välikerroksen ZnS:Mn-laitteen. 15 This example shows that the intermediate layer can be used instead of SrS.n CaS: A, to achieve the same luminance-voltage behavior, but the operation of the device is thus somewhat lower than the SrS intermediate layer of ZnS: Mn device.

Esimerkki 4 20 SrS-välikerroksen sijainnin muuttaminen suhteessa ZnS:Mn-loisteainekerrokseen Tässä esimerkissä ZnS:Mn-kerroksen prosessointi tapahtui esimerkin 1 mukaisesti, paitsi, . Example To change April 20 SrS the intermediate layer relative to the location of the ZnS: Mn phosphor layer in this example, a ZnS: Mn layer processing took place as in Example 1, except. että A-tapauksessa SrS-kerros kasvatettiin ennen ZnS:Mn-loisteainetta, alemman dielektri- sen kerroksen 4 ja ZnS.Mn-loisteainekerroksen 5 väliin. A case that SrS layer grown before the ZnS: Mn phosphor, between the lower dielectric layer 4 and the phosphor layer ZnS.Mn-5. Kohdassa B SrS-kerros kasvatet-25 tiin molempiin liittymäpintoihin, ZnS:Mn-kerroksen alle ja sen yläpuolelle, muodostaen voileipämäisen rakenteen, jossa loisteainekerros on SrS-kerrosten välissä. In step B, SrS-25 layer is grown over the two interface surfaces, a ZnS: Mn layer below and above it, to form a sandwiched structure, wherein the phosphor layer is between the layers of SrS.

Kuten kuviota 6 käy ilmi, sekä A että B-kohdassa luminanssi-jännitekäyrän jyrkkyys pienenee jopa verrattuna perinteisiin ZnS:Mn-rakenteisiin. As Figure 6 shows, both A and B in the luminance-voltage curve slope is reduced, even compared to conventional ZnS: Mn structures. Myös korkeajänniteluminanssi on 30 merkittävästi matalampi. Also korkeajänniteluminanssi 30 is significantly lower.

Tämä esimerkki osoittaa, että yllä olevien toteutusten yhteydessä kuvatun laitteen toiminnan parantamiseksi ei pidä kasvattaa SrS-kerrosta ennen ZnS.Mn-loisteainekerrosta eikä " sen molemmin puolin. Jos SrS-välikerros ei ole ZnS.Mn-loisteainekerroksen päällä, lait- 35 teen toiminta huononee. This example shows that to improve the operation of the apparatus described above in connection with the implementations should not increase the SrS layer before the phosphor-ZnS.Mn not "on both sides. If the SRS intermediate layer is not ZnS.Mn-earth phosphor layer, the apparatus 35 do impair the operation of .

Claims (22)

    105643 105643
  1. 1. Menetelmä ALE-menetelmällä substraatille kasvatetun, sopivalla aktivaattorilla doopa-tun ZnS-kerroksen (5) sisältävän AC ohutkalvoelektroluminenssilaitteen luminanssin van-5 henemisstabiliuden parantamiseksi, tunnettu siitä, että kyseisen ZnS-kerroksen (5) viereen muodostetaan ainakin yksi kerros (6), joka sisältää toisen metallisulfidin, jolloin kerros/kerrokset muodostetaan ainoastaan ZnS-kerroksen vastakkaiselle puolelle substraattiin nähden. 1. Process for the ALE method, a substrate grown by a suitable activator DOOPA-tun ZnS layer (5) containing an AC ohutkalvoelektroluminenssilaitteen to improve the luminance of the van henemisstabiliuden 5, characterized in that the score of the ZnS layer (5) forming at least one layer (6); including a second metal sulfide, wherein the layer / layers are formed only on the opposite side of the ZnS layer to the substrate.
  2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen metallisulfi din käsittävä kerros muodostetaan ZnS-kerroksen (5) ja dielektrisen kerroksen (7) välille välikerrokseksi (6). 2. The method according to claim 1, characterized in that comprising the second metallisulfi oxide layer is formed on the ZnS layer (5) and a dielectric layer (7), an intermediate layer (6).
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen metallisulfi-15 din käsittävä kerros (6) kasvatetaan ZnS-kerroksen (5) päälle käyttämällä atomikerrosepi- taksiaa (ALE-menetelmää). 3. The method according to claim 1, characterized in that the second metallisulfi-15 comprising oxide layer (6) growing a ZnS layer (5) using a atomikerrosepi- taxi (ALE) method.
  4. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallisulfidi on MgS, CaS, SrS tai BaS tai näiden sekoitus. 4. The method according to claim 3, characterized in that the metal sulfide is MgS, CaS, SrS or BaS, or a mixture thereof. 20 20
  5. 5. Jonkin patenttivaatimusten 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen metallisulfidin käsittävä kerros (6) sisältää myös metallioksidin. 5. any one of claims 1 - A method according to claim 4, characterized in that the metal sulphide comprising a second layer (6) also contains a metal oxide.
  6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerros (6) muo-25 dostetaan kasvattamalla vuorotellen maa-alkalimetallisulfia ja metallioksidia ZnS- kerroksen päälle. 6. The method according to claim 5, characterized in that the layer (6) fas-25 dostetaan by growing alternately alkalimetallisulfia earth metal oxide and a ZnS layer.
  7. 7. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallioksidi on alumiinioksidia. 7. A method according to claim 4 or 5, characterized in that the metal oxide is alumina. 30 30
  8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alumiinioksidi kasvatetaan metallialkyyliprekursoreista. 8. A method according to claim 7, characterized in that the aluminum oxide is grown metallialkyyliprekursoreista.
  9. ';' ';' 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että *. 9. The method according to claim 1, characterized in that the *. 35 - läpinäkyvälle substraatille (1) muodostetaan ensimmäiset elektrodit (3), 13 105643 ensimmäisten elektrodien (3) päälle muodostetaan dielektrinen kerros (4), - dielektriselle kerrokselle (4) kasvatetaan atomikerrosepitaksialla (ALE-menetelmällä) aktivaattorilla doopattu ZnS-kerros (5), - ZnS-kerroksen (5) päälle kasvatetaan atomikerrosepitaksialala maa- 5 alkalimetallisulfidin käsittävä välikerros (6), - välikerroksen (6) päälle muodostetaan toinen dielektrinen kerros (7), ja - toiselle dielektriselle kerrokselle muodostetaan toiset elektrodit (8). 35 - a transparent substrate (1), the first electrodes (3) 13 105 643 first electrodes (3) formed on the dielectric layer (4), - a dielectric layer (4) is grown atomikerrosepitaksialla (ALE) method doped with activators of the ZnS layer (5) - on the ZnS layer (5) is grown comprising land 5 atomikerrosepitaksialala alkali metal intermediate layer (6), - an intermediate layer (6) formed on the second dielectric layer (7), and - a second dielectric layer formed in the second electrodes (8).
  10. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 10 ZnS-kerros (5) kasvatetaan höyrystyvästä kloridipitoisesta sinkkiyhdisteestä. 10. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ZnS layer 10 (5) growing vaporizes chloride-zinc compound.
  11. 11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ZnS-kerros (5) kasvatetaan sinkkikloridista ja doopataan Mn:lla tai Tb:llä. 11. A method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the ZnS layer (5) is grown and doped zinc chloride Mn and Tb, respectively.
  12. 12. AC-ohutkalvoelektroluminenssilaite, tunnettu siitä, että se käsittää - läpinäkyvälle substraatille (1) tuotetut ensimmäiset elektrodit (3), - elektrodien (3) päälle muodostetun ensimmäisen dielektrisen kerroksen (4), - ensimmäiselle dielektriselle kerrokselle (4) ALE-menetelmällä kasvatetun, aktivaattorilla doopatun ZnS-kerroksen (5), 12. AC ohutkalvoelektroluminenssilaite, characterized in that it comprises - produced on the transparent substrate (1) first electrodes (3), - a first dielectric layer formed on the electrodes (3) a layer (4), - the first dielectric layer (4) grown on ALE method , ZnS doped with an activator layer (5);
  13. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että ZnS-kerros on doopattu Mn:llä tai Tb:llä. 13. The apparatus of claim 12, characterized in that the layer is ZnS doped with Mn and Tb, respectively.
  14. 14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että ZnS-kerros sisältää Cl-jäänteitä. 14. The device according to claim 12, characterized in that the ZnS layer contains a C residue. 30 30
  15. 15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen välikerros (6) muodostuu maa-alkalimetallisulfidista, joka on MgS, CaS, SrS tai BaS. 15. The device according to claim 12, characterized in that the second intermediate layer (6) consists of earth alkali metal sulfide, which is MgS, CaS, SrS or BaS.
  16. . . 16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että välikerroksen (6) pak- 35 suus on 1 - 100 nm. 16. The device according to claim 12, characterized in that the intermediate layer (6) has a thickness of 35 content of 1 - 100 nm.
  17. 17. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että metallisulfidia sisältä västä välikerroksesta (6) ainakin osa muodostuu metallioksidista. 17. The device according to claim 12, characterized in that the metal sulfide containing only an intermediate layer (6) is formed at least in part a metal oxide. 105643 105643
  18. 18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että metallioksidikerros koostuu AbC^sta. 18. A device according to claim 16, characterized in that the metal oxide consists of ^ abc.
  19. 19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen sulfidia sisältävä kerros (6) on kerrosrakenne, joka muodostuu erillisistä metallisulfidi-ja metalli- 10 oksidikerroksista. 19. The device according to claim 17 or 18, characterized in that the second layer containing a sulfide (6) has a layer structure consisting of separate metal sulfide and metal oxide layers 10.
  20. 20. Jonkin patenttivaatimuksen 12-19 mukainen laite, tunnettu siitä, että sillä on ainakin toinen seuraavista ominaisuuksista : parannettu Iuminanssistabiilius vanhenemista vastaan tai parempi valoemissiosymmetria. 20. The apparatus of claims 12 to 19, characterized in that it has at least one of the following characteristics: improved Iuminanssistabiilius against aging or better valoemissiosymmetria. 15 15
  21. 21 .Patenttivaatimuksen 20 mukainen laite, tunnettu siitä, että valoemission asymmetria on pienempi kuin 20 % 20 tunnin jälkeen. Device according to claim 21 .Patenttivaatimuksen 20, characterized in that the asymmetry of the light emission is less than 20% after 20 hours.
    20. ZnS kerrokselle (5) muodostetun, lisämetallisulfidin sisältävän välikerroksen (6), - välikerrokselle (6) muodostetun toisen dielektrisen kerroksen (7), ja - toiselle dielektriselle kerrokselle (7) muodostetut toiset elektrodit, jolloin ZnS- kerros (5) ja välikerros (6) ovat mainitussa järjestyksessä. 20. The ZnS layer (5) formed, lisämetallisulfidin-containing intermediate layer (6), - formed onto the intermediate layer (6) of the second dielectric layer (7), and - a second dielectric layer formed on the layer (7), the second electrodes, wherein the ZnS layer (5) and the intermediate layer (6) are in said order.
  22. 22. Patenttivaatimusten 20 tai 21 mukainen laite, tunnettu siitä, että suhde (Lvanh-20 Lesivanhj/Lesivanh on pienempi kuin 0.1. is 105643 22. The device, characterized in that the ratio (Lvanh Lesivanhj-20 / Lesivanh is less than 0.1. 105 643 is according to claims 20 or 21,
FI981802A 1998-08-21 1998-08-21 A thin-film electroluminescent device and a method for its preparation FI105643B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981802A FI105643B (en) 1998-08-21 1998-08-21 A thin-film electroluminescent device and a method for its preparation
FI981802 1998-08-21

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981802A FI105643B (en) 1998-08-21 1998-08-21 A thin-film electroluminescent device and a method for its preparation
DE1999139658 DE19939658A1 (en) 1998-08-21 1999-08-20 Brightness stabilizing method for electroluminescence device, includes intermediate layer containing added metal sulfide is provided adjoining zinc sulfide fluorescent material layer
JP23374999A JP2000068072A (en) 1998-08-21 1999-08-20 Thin-film electroluminescence device and manufacture of the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI981802A0 true FI981802A0 (en) 1998-08-21
FI981802A true FI981802A (en) 2000-02-22
FI105643B true true FI105643B (en) 2000-09-15

Family

ID=8552342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI981802A FI105643B (en) 1998-08-21 1998-08-21 A thin-film electroluminescent device and a method for its preparation

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2000068072A (en)
DE (1) DE19939658A1 (en)
FI (1) FI105643B (en)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620723B1 (en) 2000-06-27 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques
US7405158B2 (en) 2000-06-28 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques
US7964505B2 (en) 2005-01-19 2011-06-21 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of tungsten materials
US6551929B1 (en) 2000-06-28 2003-04-22 Applied Materials, Inc. Bifurcated deposition process for depositing refractory metal layers employing atomic layer deposition and chemical vapor deposition techniques
US7732327B2 (en) 2000-06-28 2010-06-08 Applied Materials, Inc. Vapor deposition of tungsten materials
US6765178B2 (en) 2000-12-29 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
US6825447B2 (en) 2000-12-29 2004-11-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for uniform substrate heating and contaminate collection
US6951804B2 (en) 2001-02-02 2005-10-04 Applied Materials, Inc. Formation of a tantalum-nitride layer
US6660126B2 (en) 2001-03-02 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6734020B2 (en) 2001-03-07 2004-05-11 Applied Materials, Inc. Valve control system for atomic layer deposition chamber
US6878206B2 (en) 2001-07-16 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques
US6916398B2 (en) 2001-10-26 2005-07-12 Applied Materials, Inc. Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition
US6729824B2 (en) 2001-12-14 2004-05-04 Applied Materials, Inc. Dual robot processing system
US6620670B2 (en) 2002-01-18 2003-09-16 Applied Materials, Inc. Process conditions and precursors for atomic layer deposition (ALD) of AL2O3
US6911391B2 (en) 2002-01-26 2005-06-28 Applied Materials, Inc. Integration of titanium and titanium nitride layers
US6827978B2 (en) 2002-02-11 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Deposition of tungsten films
US6833161B2 (en) 2002-02-26 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode
US6720027B2 (en) 2002-04-08 2004-04-13 Applied Materials, Inc. Cyclical deposition of a variable content titanium silicon nitride layer
US7279432B2 (en) 2002-04-16 2007-10-09 Applied Materials, Inc. System and method for forming an integrated barrier layer
CA2509402A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-08 Ifire Technology Corp. Barrier layer for thick film dielectric electroluminescent displays

Also Published As

Publication number Publication date Type
FI981802A (en) 2000-02-22 application
JP2000068072A (en) 2000-03-03 application
FI105643B1 (en) grant
FI981802A0 (en) 1998-08-21 application
FI981802D0 (en) grant
DE19939658A1 (en) 2000-03-23 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4315192A (en) Fluorescent lamp using high performance phosphor blend which is protected from color shifts by a very thin overcoat of stable phosphor of similar chromaticity
US5700591A (en) Light-emitting thin film and thin film EL device
US5309070A (en) AC TFEL device having blue light emitting thiogallate phosphor
US5619098A (en) Phosphor and fluorescent display device
Leskelä Rare earths in electroluminescent and field emission display phosphors
US4847533A (en) Low pressure mercury discharge fluorescent lamp utilizing multilayer phosphor combination for white color illumination
US6005342A (en) Luminescent device having phosphor particles about .5 micrometers or less and plasma discharge chamber for generating U.V. light
US5554449A (en) High luminance thin-film electroluminescent device
US6919683B1 (en) High-brightness phosphor screen and method for manufacturing the same
US6036823A (en) Dielectric thin film and thin-film EL device using same
Kitai Oxide phosphor and dielectric thin films for electroluminescent devices
US5702643A (en) ZnS:Cu electroluminescent phosphor and method of making same
US20020122895A1 (en) Magnesium barium thioaluminate and related phosphor materials
US5045752A (en) Minimizing mercury condensation in two layer fluorescent lamps
US4442377A (en) Phosphors
US5581150A (en) TFEL device with injection layer
US6090434A (en) Method for fabricating electroluminescent device
Bolchouchine et al. Designed, highly-efficient FED phosphors and screens
JPH05182766A (en) Thin film el element
US6447654B1 (en) Single source sputtering of thioaluminate phosphor films
US6617782B2 (en) Thioaluminate phosphor material with a gadolinium co-activator
JPH07122364A (en) Phosphor thin film and manufacture thereof and thin film el panel
US5711898A (en) Improved blue-green emitting ZnS:Cu,Cl electroluminescent phosphor and method of making same
US20060066209A1 (en) High CRI Electroluminescent Lamp
US5939825A (en) Alternating current thin film electroluminescent device having blue light emitting alkaline earth phosphor

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: BENEQ OY