DD253538A1

DD253538A1 - LIGHT ABSORBENT LAYER OF INSULATOR LAYER AND METAL LAYER

Info

Publication number: DD253538A1
Application number: DD29548786A
Authority: DD
Inventors: Roland Reetz; Teja Reetz; Gert O Mueller
Original assignee: Werk Fernsehelektronik Veb
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1988-01-20

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine lichtabsorbierende Schichtfolge aus Isolator- und Metallschicht, die bei Wechselspannungs-Duennfilmelektrolumineszenzanzeigen eingesetzt wird. Ziel ist es, eine in Richtung des Betrachters lichtabsorbierende Schichtfolge aus Isolator- und Metallschicht, die den Kontrast von Wechselspannungs-Duennfilmelektrolumineszenzanzeigen erhoeht und deren Herstellung oekonomisch attraktiv ist. Die erfindungsgemaesse Schichtfolge aus Isolator- und Metallschicht enthaelt an der Grenze zwischen beiden Schichten Chrom auf der Metallseite und einen oxidischen Isolator, der von Chrom reduziert werden kann auf der Isolatorseite. Vorteilhaft ist es, dass die Metallschicht in mehreren Teilschichten ausgebildet ist, von denen nur die an den Isolator grenzende Schicht Chrom enthaelt und/oder dass der Isolator in mehreren Teilschichten ausgebildet ist, wobei nur die an das Chrom grenzende ein Material enthaelt, das von Chrom partiell reduziert wird. Vorteilhafterweise wird als oxidisches Isolatormaterial kalziumstabilisiertes Zirkondioxid eingesetzt.The invention relates to a light-absorbing layer sequence of insulator and metal layer, which is used in AC duplex film electroluminescent displays. The aim is to provide a layer sequence of insulator and metal layer which absorbs the light in the direction of the viewer and which increases the contrast of AC duplex film electroluminescent displays and whose production is economically attractive. The layer sequence of insulator and metal layer according to the invention contains chromium on the metal side at the boundary between the two layers and an oxidic insulator which can be reduced by chromium on the insulator side. It is advantageous that the metal layer is formed in several partial layers, of which only the layer adjacent to the insulator contains chromium and / or that the insulator is formed in several partial layers, wherein only the bordering on the chromium contains a material that of chromium partially reduced. Advantageously, calcium-stabilized zirconia is used as the oxidic insulator material.

Description

Field of application of the invention

Die erfindungsgemäße Schichtfolge aus Isolator- und Metallschicht ist vorteilhaft bei Wechselspannungs-Dünnfilmelektrolumineszenzanzeigen zur Erhöhung des Kontrastes der Anzeige einsetzbar, wenn die Herstellung der Anzeige auf die Elektronenstrahlbedampfung als Beschichtungsverfahren beschränkt ist und relativ große Schichtdickenschwankungen berücksichtigt werden müssen.The layer sequence of insulator and metal layer according to the invention is advantageously used in AC thin-film electroluminescent displays to increase the contrast of the display when the production of the display is limited to the Elektronenstrahlbedampfung as coating method and relatively large layer thickness variations must be considered.

Characteristic of the known state of the art

Wechselspannungs-Dünnfilmelektrolumineszenzanzeigen bestehen prinzipiell aus einem transparenten Substrat, darauf einer transparenten Grundelektrode, für die meist ein Gemisch aus Indium- und Zinnoxid (ITO) Verwendung findet, einem lsolator,einem Halbleiter mit den Lumineszenzzentren, dem Deckisolator und der Deckelektrode, die alle als dünne Schichten ausgebildet sind, deren Gesamtdicke 2μηι selten übersteigt. Der Betrachter blickt durch das transparente Substrat, bei dem es sich vorzugsweise um eine Glasscheibe handelt, auf die Anzeige.AC thin-film electroluminescent displays consist in principle of a transparent substrate, thereon a transparent base electrode, for which a mixture of indium oxide and tin oxide (ITO) is mostly used, an insulator, a semiconductor with the luminescence centers, the cover insulator and the cover electrode, all of which are thin Layers are formed whose total thickness rarely exceeds 2μηι. The viewer looks through the transparent substrate, which is preferably a glass pane, on the display.

Die Erkennbarkeit solcher Bauelemente kann wesentlich durch Umgebungslicht eingeschränkt werden, das von den Deckelektroden reflektiert wird, die aus Leitfähigkeitsgründen häufig metallisch sein müssen.The visibility of such devices can be significantly limited by ambient light reflected from the cap electrodes, which often must be metallic for conductivity reasons.

Um den Kontrast der Anzeigen zu erhöhen, geht man unterschiedliche Wege, um die Reflexion von Umgebungslicht an den Deckelektroden zu vermindern.In order to increase the contrast of the displays, one goes different ways to reduce the reflection of ambient light at the top electrode.

In „Hewlett Packard-Journal" vom Oktober 1985, S. 21 ,wird eine Lösung beschrieben, bei der das reflektierte Licht mit Hilfe einer Polarisatorfolie unterdrückt wird.In "Hewlett Packard-Journal" of October 1985, page 21, a solution is described in which the reflected light is suppressed by means of a polarizer film.

Kostengünstigere Varianten nutzen sogenannte Schwarzschichten, die zwischen Halbleiterschicht und Deckelektrode angeordnet, das von außerhalb einfallende Licht absorbieren.More cost-effective variants use so-called black layers, which are arranged between the semiconductor layer and the cover electrode, which absorb light incident from outside.

In der DD-PS 158305 wird eine Schicht aus einer AI₂O3-AI-Legierung und/oder eine Schicht aus Arsensulfid bzw. Arsenselenid beschrieben. Steht allerdings nur die Elektronenstrahlbedampfung als Beschichtungsverfahren zur Verfügung, stößt diese Lösung auf Schwierigkeiten.DD-PS 158305 describes a layer of an Al ₂ O 3 -Al alloy and / or a layer of arsenic sulfide or arsenic selenide. However, if only electron beam vapor deposition is available as a coating process, this solution encounters difficulties.

Wird Al unter Sauerstoffeinlaß verdampft, so ist der bei Elektronenstrahlbedampfung maximal zulässige Druck von 5 χ 1 CT⁴Torr zu gering, um mit wirtschaftlichen Raten „schwarze" Schichten zu erzeugen. Die Verdampfung von AI₂OsOh ne Sauerstoffein laß führt erst bei großen Dicken, die Haftfestigkeitsprobleme aufwerfen und hohe Betriebsspannungen des Bauelementes zur Folge haben, zu befriedigend absorbierenden Schichten. Die gleichzeitige Verdampfung von AI2O3 und Al ist nur mit einer vergleichsweise aufwendigen Anlage und Prozeßkontrolle möglich.Is Al evaporated under oxygen inlet, the maximum allowable in e-beam evaporation pressure of 5 χ 1 CT ⁴ torr is too small to produce with economic rates "black" layers. The evaporation of Al ₂ OsOh ne Sauerstoffein let leads only at large thicknesses, cause the adhesive strength problems and result in high operating voltages of the device to satisfactorily absorbing layers.The simultaneous evaporation of Al2O3 and Al is possible only with a relatively complex system and process control.

Die Verdampfung von Arsenverbindungen erfordert beträchtlichen Aufwand zur Realisierung des Arbeitsschutzes.The evaporation of arsenic compounds requires considerable effort to achieve occupational safety.

Weitere Wege zur Kontrasterhöhung mittels Aufdampfschichten werden in der DE-OS 3231727 und DE-OS 2903866 beschrieben.Further ways to increase the contrast by means of vapor deposition layers are described in DE-OS 3231727 and DE-OS 2903866.

Sie bestehen in der Nutzung von Interferenzphänomenen zur Minimierung des reflektierten Umgebungslichtes.They consist in the use of interference phenomena to minimize the reflected ambient light.

Bekanntermaßen haftet derartigen Lösungen der Nachteil an, daß sie eine sehr präzise Schichtdickenkontrolle voraussetzen, die bei großflächigen Bauelementen wie Dünnfilmelektrolumineszenzanzeigen nur schwer zu verwirklichen ist.As is known, such solutions have the disadvantage that they require a very precise layer thickness control, which is difficult to realize in large-area components such as thin-film electroluminescent displays.

In DE-OS 3114199 A 1 wird eine Kombination aus einer transparenten Dünnschichtelektrode mit einer schwarzen, in Dickschichttechnik abgeschiedenen Elektrode aus einem leitenden Polymerfilm beschrieben. Eine solche Variante erfordert nicht nur zwei völlig unterschiedliche Beschichtungstechniken, sondern darüber hinaus bei Bauelementen mit geringem Rastermaß aufwendige Verfahren zur Strukturierung und Positionierung.DE-OS 3114199 A 1 describes a combination of a transparent thin-film electrode with a black, thick-film deposited electrode made of a conductive polymer film. Such a variant not only requires two completely different coating techniques, but moreover complex components for structuring and positioning in the case of components with a small pitch.

Der einfache Weg,transparente Deckelektroden vor einem schwarzen Hintergrund einzusetzen, scheitert insbesondere bei Matrixbauelementen mit einer „a line at a time"-Adressierung an der zu geringen Leitfähigkeit der Materialien, die bisher für transparente leitfähige Schichten zur Verfügung stehen.The simple way of using transparent cover electrodes against a black background fails, especially in the case of matrix components with an "a line at a time" addressing, due to the inadequate conductivity of the materials that have hitherto been available for transparent conductive layers.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist eine in Richtung des Betrachters lichtabsorbierende Schichtfolge aus Isolator- und Metallschicht, die den Kontrast von Wechselspan η ungs-Dü η nfilmelektrol um ineszenzanzeigen erhöht und deren Herstellung ökonomisch attraktiv ist. . The object of the invention is a layer sequence of insulator and metal layer which absorbs the light in the direction of the observer, which increases the contrast of alternating voltage η ungs Dü η nfilmelektrol to indescent displays and their production is economically attractive. ,

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schichtfolge aus Isolator- und Metallschicht zu schaffen, die weitgehend unabhängig von der Schichtdicke der beteiligten Komponente, lichtabsorbierende Eigenschaften aufweist und die mittels Elektronenstrahlbedampfung hergestellt werden kann.The invention has for its object to provide a layer sequence of insulator and metal layer, which has largely independent of the thickness of the component involved, light-absorbing properties and which can be prepared by electron beam deposition.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Aufbau einer Schichtfolge aus Isolator- und Metallschicht gelöst, bei der sich an der Grenze zwischen diesen beiden Schichten Chrom auf der Metallseite und ein oxidischer Isolator, der von Chrom reduziert werden kann, auf der Isolatorseite befindet.According to the invention the object is achieved by the construction of a layer sequence of insulator and metal layer, in which at the boundary between these two layers chromium on the metal side and an oxidic insulator, which can be reduced by chromium, located on the insulator side.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß erfindungsgemäß die Metallschicht in mehreren Teilschichten ausgebildet ist, wobei nur die an den Isolator grenzende Schicht Chrom enthält.Advantageously, it is provided that, according to the invention, the metal layer is formed in several partial layers, wherein only the layer adjoining the insulator contains chromium.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung sieht vor, daß erfindungsgemäß der Isolator in mehreren Teilschichten ausgebildet ist, wobei nur die an das Chrom grenzende Schicht ein Material enthält, das von Chrom partiell reduziert wird. Erfindungsgemäß wird als oxidisches Isolatormaterial kalziumstabilisiertes Zirkondioxid eingesetzt.A further advantageous embodiment provides that according to the invention, the insulator is formed in several sub-layers, wherein only the layer adjacent to the chromium contains a material which is partially reduced by chromium. According to the invention, calcium-stabilized zirconium dioxide is used as oxidic insulator material.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Schichtfolge aus einer 3000Ä dicken Schicht aus kaliziumstabilisiertem Zirkondioxid und einer 2000Ä dicken Chromschicht.In a preferred embodiment, the layer sequence according to the invention consists of a 3000 Å thick layer of silicon-stabilized zirconia and a 2000Ä thick chromium layer.

In einer zweiten Ausführungsform wird die 2000Ä dicke Chromschicht durch eine 400Ä dicke Chromschicht und einer darauf befindlichen 2000Ä dicken Al-Schicht ersetzt.In a second embodiment, the 2000Å thick chrome layer is replaced by a 400Å thick chrome layer and a 2000Å thick Al layer thereon.

Es hat sich gezeigt, daß es in einer solchen Anordnung zu Festkörperreaktionen kommt, wobei sich eine Zwischenschicht ausbildet, die auch infolge des geringen Reflexionsvermögens von Chrom dem Betrachter als dunkel erscheint.It has been found that in such an arrangement comes to solid state reactions, forming an intermediate layer, which also appears due to the low reflectivity of chromium to the viewer as dark.

Bei Wechselspannungs-Elektrolumineszenzdünnfilmdisplays läßt sich mit der erfindungsgemäßen Schichtfolge ein Kontrastverhältnis von 1:25 bei normaler Arbeitsplatzbeleuchtung erreichen. Vorteilhaft ist es, daß alle beteiligten Materialien mittels Elektronenstrahlbedampfung abgeschieden werden können, was eine gute Anpassung an vorhandene Technologien zur Herstellung von Elektrolumineszenzdünnfilmdisplays gewährleistet. Die Dicke der Zwischenschicht hängt nur von den beteiligten Materialien ab und damit die Forderungen an die Reproduzierbarkeit der Dicke der Aufdampfschichten unvergleichlich geringer sind, als bei Interferenzsystemen und daß bei einer ausschließlich aus Chrom bestehenden Deckelektrode keine zusätzliche Aufdampfschicht zur Kontrasterhöhung erforderlich ist.In the case of alternating voltage electroluminescent thin-film displays, a contrast ratio of 1:25 in the case of normal workplace illumination can be achieved with the layer sequence according to the invention. It is advantageous that all materials involved can be deposited by electron beam deposition, which ensures a good adaptation to existing technologies for the production of electroluminescent thin-film displays. The thickness of the intermediate layer depends only on the materials involved and thus the demands on the reproducibility of the thickness of the vapor deposition layers are incomparably lower than in interference systems and that in an existing exclusively of chrome cover electrode no additional vapor deposition layer to increase the contrast is required.

Claims

1. Light-absorbing layer sequence of insulator layer and metal layer, characterized in that located on the boundary between the two layers of chromium on the metal side and an oxide insulator material on the insulator side, which is partially reduced by chromium.

2. Light-absorbing layer sequence according to claim 1, characterized in that the metal layer is formed in a plurality of sub-layers, and only the boundary adjacent to the insulator layer contains chromium.

3. Light-absorbing layer sequence according to claim 1, characterized in that the insulator is formed in a plurality of sub-layers, wherein only the layer adjacent to the chromium, a material which is partially reduced by chromium, contains.

4. Light-absorbing layer sequence according to claim 1, characterized in that the oxidic insulator material is calcium-stabilized zirconia.