DD158305A5

DD158305A5 - Elektrolumineszenzanordnung

Info

Publication number: DD158305A5
Application number: DD81229450A
Authority: DD
Inventors: Sven G Lindfors; Jorma O Antson; Ralf Graeffe; Arto J Pakkala; Tuomo S Suntola
Original assignee: Lohja Ab Oy
Priority date: 1980-04-24
Filing date: 1981-04-23
Publication date: 1983-01-05
Also published as: GB2074787B; FI60332C; FR2481495A1; SU1301327A3; US4488084A; DE3114199A1; FR2481495B1; JPH03757B2; GB2074787A; FI60332B; JPS56168389A; DE3114199C2

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, eine neuartige Elektrolumineszenzanordnung anzugeben. Diese Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrodenschicht transparent ist und dass die schwarze Schicht die zweite Elektrodenschicht bedeckt u. mit der Lumineszenzschicht ausserhalb der zweiten Elektrodenschicht in Beruehrung ist. Die schwarze Schicht besteht aus einer Isolierschicht und einer Verdrahtung, die auf der Isolierschicht angeordnet ist. Oeffnungen oder dergleichen, die die zweite Elektrodenschicht erreichen, sind in der Isolierschicht den zweiten Elektrodenschichten gegenueberliegend angeordnet, derart, dass die Verdrahtung elektrischen Kontakt mit den zweiten Elektrodenschichten ueber die Oeffnungen erreichen kann.

Description

Elektrolumineszenzanordnung Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Elektrolumineszenzanordnung mit mindestens einem transparenten oder lichtdurchlässigen Substrat aus z. B. Glas, mindestens einer ersten transparenten Elektrodenschicht, die auf dem Substrat angeordnet ist, einer Lumineszenzschicht, die auf der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, mindestens einer zweiten Elektrodenschicht, die mindestens teilweise auf der Lumineszenzschicht angeordnet ist, und mindestens einer schwarzen Schicht, die in Berührung mit der Lumineszenzschicht und der zweiten Elektrodenschicht angeordnet ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Elektrolumineszenzfilme bekannt, die durch Verwendung der sogenannten Dünnfilmtechnik hergestellt sind. Da ein mittels Dünnfilmtechnik hergestellter Lumineszenzfilm transparent ist, kann die Anordnung mit einem schwarzen Hintergrund zur Verbesserung des Kontrastes versehen werden. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der US-PS 3 560 784 erläutert. Bei der bekannten Anordnung ist die schwarze Schicht zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der Lumineszenzschicht angeordnet. Auf diese V/eise wird ein schwarzer Hintergrund unabhängig von der Art der rückwärtigen Elektrode erreicht. Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß die schwarze Schicht unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes zu stehen hat, was Stabilitätsprobleme verursacht·

Andererseits muß die schwarze Schicht isolierend sein, um Ströme zwischen benachbarten Elektroden bei unterschiedlichen Potentialen zu verhindern.

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Ein weiteres Problem ist die Schwierigkeit, stabile schwarze Dünnfilm-Isolierstoffe zu finden.

Bei einer weiteren Anordnung (IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 20, (Sept. 1977) Nr. .4), ist die Elektrode selbst schwarz.

Dies wird dadurch erreicht, daß schwarze Leiterstoffe verwendet werden, die von der sogenannten Dickfilmtechnik bekannt sind. Eine Charakteristik dieses Werkstoffs ist es, daß in diesem Leitfähigkeit durch Verwendung leitender Teilchen erreicht wird, wodurch der Lumineszenzfilm Licht nur an solchen Punkten emittiert, an denen ein leitendes Teilchen die Oberfläche des Films berührt. Die fraglichen Teilchen können mit dem Elektrodenmaterial gemischt sein.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neuartige Elektrolumineszenzanordnung anzugeben.

Die Erfindung beruht auf der Idee, daß die elektrische Verdrahtung zu den transparenten zweiten Elektroden über Öffnungen oder Randbereiche in der Dickfilmschicht erfolgt, die den schwarzen Hintergrund bilden.

Genauer ausgedrückt, zeichnet sich die Elektrolumineszenzanordnung gemäß der Erfindung dadurch aus, daß die zweite

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Elektrodenschicht transparent ist und daß die schwarze Schicht die zweite Eiektrodenschicht überdeckt und in Berührung mit der Lumineszenzschicht außerhalb der zweiten Elektrodenschicht ist.

Die schwarze Schicht besteht aus einem elektrisch leitenden Werkstoff. Die schwarze Schicht weist eine Isolierschicht, die die zweite Elektrodenschicht bedeckt und mit der Lumineszenzschicht außerhalb der Elektrodenschicht in Berührung ist, und eine Verdrahtung, die auf der Isolierschicht angeordnet ist, und mindestens eine Öffnung oder dgl· zum Erreichen der zweiten Elektrodenschicht auf, die in der Isolierschicht der zweiten Elektrodenschicht gegenüberliegend angeordnet ist, derart, daß die Verdrahtung elektrischen Kontakt mit der zweiten Elektrodenschicht durch die Öffnungen erreichen kann. Die Verdrahtung besteht in mindestens dem den öffnungen gegenüberliegenden Bereich oder auch vollständig aus einem schwarzen Werkstoff.

Durch die Erfindung werden erhebliche Vorteile erreicht. Beispielsweise ist die Wahl des schwarzen Werkstoffs viel unabhängiger, weil dieser Werkstoff keinem elektrischen PeId-ausgesetzt wird. Daher kann dieser Werkstoff beispielsweise aus einem organischen Dickfilmwerkstoff bestehen. Dieser Werkstoff kann gleichzeitig auch als Schutzschicht wirken. Als Beispiel kann schwarzes Silizium erwähnt werden. Obwohl die transparente Elektrode unter einem inhomogenen Dickfilm angeordnet ist, beeinflußt die.-Inhomogenität des Dickfilms nicht die Homogenität der Lichtemission.

Darübeifhinaus erreicht die Transparenz der zweiten Elektrodenschicht (rückwärtige Elektrode) für die Anordnung die Möglichkeit allgemeinerer Verwendung als herkömmliche Anordnungen. Es können z. B. mehrere Anordnungen aufeinander

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zur Bildung eines Stapels gestapelt werden, wobei lediglich die rückwärtigste Anordnung mit einer schwarzen Schicht versehen ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigern

Fig. 1 im Schnitt und zum Teil schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 im Schnitt und zum Teil schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 im Schnitt und zum Teil schematisch mit vergrößertem Maßstab ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. .. -.-

Die Anordnung gemäß Fig. 1 weist ein transparentes Substrat 1 aus beispielsweise Glas und darauf eine erste Elektrodenschicht 2, die in gleicher Weise transparent ist, auf. Eine Elektrolumineszenzschicht 3, 3'j3'^f, die an sich bekannt ist, ist auf der ersten transparenten Elektrodenschicht 2 angeordnet. Verschiedene benachbarte Elektrodenschichten 4 sind auf der Elektrolumineszenzschicht 3» 3¹, 33* * in Übereinstimmung mit dem gewünschten Verlauf angeordnet. Die Schichten 2, 3^f, 3, 3^I! und 4 können alle durch Verwendung von Dünnfilmtechnologie gebildet werden, beispielsweise der sogenannten Atomschichtepitaxie (ALE: Atomic Layer Epitaxy). Die schwarze Schicht weist eine Isolierschicht 5 auf, die die zweiten Elektroden 5 überdeckt und die Lumineszenzschicht 3 außerhalb der Elektroden 4 berührt·

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Pas Ausführungsbeispiel gemäß Pig» 1 ist anwendbar, wenn alle notwendigen Leiter zu den Rändern der Komponente für Kontaktierungszwecke gebracht werden können. Das ist beispielsweise bei Matrizen mit relativ niedriger Auflösung der Fall.

fh Die Anordnung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 darin, daß die schwärze Schicht 5, 6 einerseits eine Isolierschicht 5, die die zweite Elektrodenschicht 4 überdeckt und die Elektrolumineszenzschicht 3, 3¹»' 3¹¹ außerhalb der zweiten Elektrodenschicht 4 berührt, und andererseits eine Verdrahtung 6 aufweist, die auf der Isolierschicht 5 angeordnet ist und durch Verwenden einer Dickfilm- oder einer Dünnfilmtechnik hergestellt ist. Jeder zweiten Elektrodenschicht 4 gegenüberliegend ist die schwarze Schicht 5 mit einer Öffnung versehen, die die zweite Elektrodenschicht 5 erreicht. Von der Verdrahtung 6 ragen "Vorsprünge" durch die Öffnungen 8, um die Verdrahtung 6 elektrisch mit den erwünschten zweiten Elektrodenschichten

\ ) zu verbinden. Ein derartiger Vorsprung 7 kann beispielsweise

durch Drucken eines schwarzen leitenden Bereiches gebildet werden, der die Öffnung 8 vollkommen abdeckt.

In V/erkstoffen mit hoher Auflösung wird die Leitfähigkeit der oberen Elektrode kritischer. In einem solchen Fall ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 anwendbar. Die Anordnung ermöglicht die Überkreuzung eines elektrisch getrennten Bildelements (z. B. 4^f in Fig. 2). Zusätzlich ermöglicht die Anordnung die Verwendung dünnerer leitender Streifen, beispielsweise für die Kontaktierung verschiedener Siebensegmentzeichen derart, daß entsprechende Segmente elektrisch miteinander verbunden sind.

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Wenn die Verdrahtung 6 vollständig aus schwarzem Werkstoff (Pig· 3) besteht, sind keine getrennten leitenden Bereiche 7 erforderlich. Die Anordnung gemäß Fig. 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für Anzeigeeinrichtungen mit relativ niedriger Auflösung, bei denen die Anordnung der Elektroden Überkreuzungen erfordert. Beispielsweise'kann ein Siebensegmentζeichen durch Verwenden einer Anordnung gemäß Pig. 3 kontaktiert werden, derart,. daß das zentrale Segment über,beispielsweise eine obere Oder untere Elektrode kontaktiert wird·

Es sei erwähnt, daß die isolierende schwarze Dickfilmschicht 5 der Anordnung gemäß Pig. 1 im Prinzip aus irgendeinem lichtabsorbierenden Dickfilmwerkstoff gebildet werden kann oder, bei Ausführung mittels Dünnfilmtechnik, beispielsweise einer AlpCU/Al-Legierung, Arsensulfid oder Arsenselenid. Derartige Schichten können mittels an sich bekannter Dickfilm- oder Dünnfilmverfahren hergestellt v/erden.

Die Schicht 5 in den Pig. 1, 2 und 3 ist ein an sich bekannter isolierender Polymerfilm, der schwarze Pigmente enthält. Ein geeignetes Rohmaterial ist im Handel als aushärtbare Paste der Typenbezeichnung ESL 24O/SB bekannt.

Die Schicht 6 gemäß Pig. 7 ist ein an sich bekannter metallgefüllter leitender Polymerfilm. Ein geeigneter Rohstoff ist im Handel als siebdruckbares silbergefülltes Einkomponenten-Material mit der Typenbezeichnung ESL 1109/S bekannt.

Die leitenden Flächen oder Bereiche 7 in Pig. 2 und die Schicht 6 in Fig. 3 sind an sich bekannte kohlengefüllte Polymerfilme. Ein geeigneter Rohstoff ist als aushärtbare Paste der Typenbezeichnung RS-150-12 im Handel erhältlich.

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Die Verdrahtung 6 kann beispielsweise als Al-Metallisierung erreicht werden.

Es sei erwähnt, daß beide Elektrodenschichten 2 und 4 transparent sind. Sie können beispielsweise aufgesprühte ITO-Schichten (ITO: Indium-Zinn-Oxid) sein.

Die Lumineszenzschicht 3» 3¹, 3^fl ist eine Sandwich-Anordnung aus einer an sich bekannten lichtemittierenden Schicht 3> üblicherweise eine ZnS:Mn-Schicht, und aus strombegrenzenden Hilfsschichten 3' und 3^ff» die typisch aus einem Metalloxid gebildet sind.

Es sei erwähnt, daß unter der Bezeichnung "schwarze Schicht" im vorliegenden Fall ganz allgemein eine lichtabsorbierende Schicht zu verstehen ist, wobei die Schicht eine Färbung besitzen kann, die sich von schwarz unterscheidet»

Claims

β - 229450 3 29.7.1981 59 096/13 Erfindungsanspruch

1. Elektrolumineszenzanordnung mit mindestens einem transparenten Substrat aus beispielsweise Glas, mindestens einer ersten transparenten Elektrodenschicht, die auf dem Substrat angeordnet ist, einer Lumineszenzschicht, die auf der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, mindestens einer zweiten Elektrodenschicht, die zumindest teilweise auf der Lumineszenzschicht angeordnet ist,und mindestens einer schwarzen Schicht, die in Berührung mit der Lumineszenzschicht und der zweiten Elektrodenschicht angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Elektrodenschicht (4) transparent ist und daß die schwarze Schicht (5, 6) die zweite Elektrodenschicht (4) üedeckt und mit der Lumineszenzschicht (3) außerhalb der zweiten Elektrodenschicht (4) in Berührung ist.

2. Elektrolumineszenzanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die schwarze Schicht (5) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht (Pig· 1).

3. Elektrolumineszenzanordnung nach Punkt T, gekennzeichnet dadurch, daß die schwarze Schicht (5» 6) eine Isolierschicht, die die zweite Elektrodenschicht (4) bedeckt und mit der Lumineszenzschicht (3¹) außerhalb der Elektrodenschicht (4) in Berührung ist, und eine Verdrahtung (6), die auf der Isolierschicht (5) angeordnet ist, und mindestens eine Öffnung (8) od. dgl. zum Erreichen der zweiten Elektrodenschicht (4) aufweist, die in der Isolierschicht (5) der zweiten Elektrodenschicht (4) gegenüberliegend angeordnet ist, derart, daß die Verdrahtung (6) elektrischen Kontakt mit der zweiten

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Elektrodenschicht (4) durch die Öffnungen (8) erreichen kann.

4· Elektrolumineszenzanordnung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Verdrahtung (6, 7) in mindestens dem den Öffnungen gegenüberliegenden Bereich aus einem ( ") schwarzen Werkstoff besteht (Pig. 2).

5· Elektrolumineszenzanordnung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Verdrahtung (6) vollständig aus schwarzem Werkstoff besteht (Fig. 3)·

Hierzu 1 Soiie Zeichnungen