DE19501229A1

DE19501229A1 - Dünnschicht-Lichtemissions-Element

Info

Publication number: DE19501229A1
Application number: DE1995101229
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Maruta
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1994-01-17
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1995-07-20
Also published as: GB9500767D0; JPH07211458A; GB2286081A; FR2715262A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Dünnschicht-Lichtemissions element, das hiernach auch kurz als DLE-Element bezeichnet wird. Bekannt ist ein Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Schaubild (Dünn schicht-EL-Anordnung) vom Typ mit doppelter Isolation, bei dem eine Licht-Emissionsschicht einer fluoreszierenden Substanz mit Mn als Lichtemissionszentrum unter Zwischenschaltung von Isola tionsschichten zwischen einer transparenten Elektrode und einer Rückelektrode angeordnet ist. Ein solches Schirmbild- oder An zeigefeld hat große Beachtung gefunden, da es eine hellere Lichtemission, höhere Auflösung und größere Schirmbildkapazität liefern kann. Es ist in einer schematischen Ansicht in Fig. 8 gezeigt.

Ein solches DLE-Element weist auf: ein Glassubstrat 1, eine Isolationszwischenschicht 7, eine Mehrzahl von transparenten Elektroden 2, eine erste Isolationsschicht 3 aus Aluminiumoxid Al₂O₃, Siliciumdioxid SiO₂ oder Siliciumnitrid Si₃N₄ als Licht emissionsschicht 4, eine zweite Isolationsschicht 5 aus dem gleichen Material wie die erste Isolationsschicht und eine Mehrzahl von Rückelektroden 6 aus Al, die parallel und im rechten Winkel zu den transparenten Elektroden 2 angeordnet sind. Die Dicke jeder Schicht wird im Bereich von 20-1000 nm festgelegt. Die transparenten Elektroden 2, die erste Isola tionsschicht 3 und die zweite Isolationsschicht 5 werden im allgemeinen durch das Sputter-Verfahren gebildet. Die Licht emissionsschicht 4 wird durch das Sputter-Verfahren oder durch Elektronenstrahl-Dampfabscheidung gebildet.

Die Lichtemissionsschicht 4 eines solchen DLE-Elements enthält Zinksulfid ZnS als Basismaterial, dem eine kleine Menge Mn oder TbOF als Lichtemissionszentrum zugesetzt ist. Die Licht emissionsschicht wird so abgeschieden, daß die Konzentration ihrer Lichtemissionszentren bei einem optimalen Wert gehalten wird (Mangan Mn: 0,4 bis 0,6 Gewichtsprozent des Zinksulfids ZnS). Danach wird sie bei einer hohen Temperatur von ungefähr 550°C wärmebehandelt, um die Kristallinität der Lichtemissions schicht zu verbessern und die Verteilung (Dispersion) der Licht emissionszentren zu erhöhen.

In einem solchen DLE-Element wird das in der Lichtemis sionsschicht 4 induzierte und auf das Glassubstrat 1 gerichtete Licht teilweise durch die erste Isolationsschicht 3, die trans parente Elektrode 2 und die Isolationszwischenschicht 7 dem Glassubstrat 1 zugeleitet und teilweise an den jeweiligen Grenz flächen der transparenten Elektrode 2, Isolationszwischenschicht und des Glassubstrats 1 reflektiert. Um die Sichtbarkeit des DLE-Elements zu verbessern, müssen die Reflexionsgrade (Reflek tanzen) minimiert und die Durchlässigkeit für verschiedene Einfallwinkel an den erwähnten Grenzflächen erhöht werden.

Der Reflexionsgrad wird, wie weiter unten beschrieben, als Funktion des Brechungsindex angegeben.

Fig. 9 zeigt als Graph den Brechungsindex der aufeinander folgende Schichten Glassubstrat, Isolationszwischenschicht und transparente Elektrode beim bekannten DLE-Element.

Der Brechungsindex der Isolationszwischenschicht 7 wurde auf einen Zwischenwert zwischen denen des Glassubstrats und der transparenten Elektrode so festgelegt, daß der Brechungsindex sich zwischen diesen Schichten stufenweise ändert. Der Bre chungsindex der Isolationszwischenschicht war gleich der Quadratwurzel des Produkts der Brechungsindizes des Glas substrats und der transparenten Elektrode. Die optische Dicke der Isolationszwischenschicht, welche das Produkt des Brechungs index und der Filmdicke der Isolationszwischenschicht ist, wurde auf 1/4 einer zentralen Wellenlänge des emittierten Lichts fest gelegt. Die zentrale Wellenlänge λ₀ ist definiert als diejenige Wellenlange eines Emissionsspektrums bei der dieses die größte Intensität oder Stärke hat.

Wenn die Brechungsindizes wie oben angegeben festgelegt werden, erreicht der Reflexionsgrad den Wert Null als Minimum nur für das Licht, das aus der Lichtemissionsschicht senkrecht auf das Glassubstrat trifft (Einfallswinkel = 0). In diesem Fall ergibt sich jedoch fast kein Problem der Sichtbarkeit, da das DLE-Element im allgemeinen aus der Richtung fast senkrecht zur Lichtemissionsschicht beobachtet wird und für diese Richtung ein Reflexionsgrad für ein Licht von außerhalb klein wird.

Dagegen wird der Reflexionsgrad an den Grenzflächen größer für das Licht, das nicht senkrecht auf das Glassubstrat fällt (Einfallswinkel < 0). In diesem Fall steigt auch der Reflexions grad für das Licht von außerhalb, wenn das DLE-Element aus der Richtung des emittierten Lichts beobachtet wird. Damit ergibt sich das Problem einer stark verschlechterten Sichtbarkeit.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dünnschicht- Lichtemissions-Element mit einer ausgezeichneten Sichtbarkeit in einem weiten Bereich von Betrachtungswinkeln zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sollen der Brechungsindex und die optische Dicke der Isolationszwischenschicht so optimiert wer den, daß sie einen verringerten Reflexionsgrad selbst für das unter einem anderen Winkel als 0 einfallende Licht hat.

Erfindungsgemäß soll auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Dünnschicht-Lichtemissions-Elements geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Dünnschicht-Licht emissions-Element wie es in den Ansprüchen 1 und 2 angegeben ist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Dünnschicht-Lichtemissions-Element weist somit gemäß einer ersten Ausführungsform folgende, nach einander auf einem Glassubstrat 1 ausgebildete Schichten auf: eine Isolationszwischenschicht 7, eine transparente Elektrode 2, eine erste Isolationsschicht 3, eine Lichtemissionsschicht 4, eine zweite Isolationsschicht 5 und eine Rückelektrode 6, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat 1 Natronglas enthält und die Isolationszwischenschicht 7 einen Brechungsindex zwischen den Brechungsindizes des Glassubstrats und der transpa renten Elektrode und eine optische Dicke, nämlich das Produkt des Brechungsindex und der Schichtdicke der Isolationszwischen schicht entsprechend einem Wert zwischen dem 9,025 - und 0,5 fachen der zentralen Wellenlänge eines Emissionsspektrums hat, wenn eine Spannung zwischen der transparenten Elektrode und der Rückelektrode angelegt wird, wobei die erste Isolationsschicht 3 und zweite Isolationsschicht 5 anorganisches Isolationsmaterial aufweisen und die Lichtemissionsschicht ein anorganisches Licht emissionsmaterial aufweist und zur Lichtemission angeregt wird durch Elektronen, welche von den Grenzflächen zur ersten Isola tionsschicht und zur zweiten Isolationsschicht austreten.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung weist das Dünnschicht-Lichtemissions-Element als übereinander angeordnete Schichten ein Glassubstrat 1, eine Isolationszwischenschicht 7, eine transparente Elektrode 2, eine erste Isolationsschicht 3, eine Lichtemissionsschicht 4, eine zweite Isolationsschicht 5 und eine Rückelektrode 6 auf, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat 1 Natronglas enthält und der Brechungsindex der Isolationszwischenschicht von demjenigen des Glassubstrats 1, den sie an der Grenze zum Glassubstrat hat, zu dem der trans parenten Elektrode 2, den sie an der Grenze der transparenten Elektrode hat, sich kontinuierlich verändert und ihre mittlere optische Dicke, nämlich das Produkt des Brechungsindex mit der Schichtdicke der Isolationszwischenschicht 7 gleich mindestens dem 0,25 fachen der zentralen Wellenlänge eines Emissions spektrums ist, wenn eine Spannung zwischen der transparenten Elektrode und der Rückelektrode angelegt wird, und wobei die erste und zweite Isolationsschicht jeweils anorganische Isola tionsmaterialien enthalten und die Lichtemissionsschicht ein anorganisches lichtemittierendes Material enthält und durch Elektronen, die von den Grenzschichten zur ersten bzw. zweiten Isolationsschicht austreten, zur Lichtemission angeregt wird, wenn eine Spannung zwischen der transparenten Elektrode und der Rückelektrode angelegt wird.

Die Optimierung eines Brechungsindex und einer optischen Dicke führt zu einem verringerten Reflexionsgrad des Lichtes bei einem breiten Bereich von Einfallswinkeln, was auf einer Diffe renz in einer Interferenz der einfallenden und reflektierten Lichtstrahlen beruht.

Die Erfindung wird weiter erläutert durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschicht-Lichtemissions-Elements;

Fig. 2 ein Diagramm der Abhängigkeit des Reflexionskoeffi zienten von den Einfallswinkeln bei verschiedenen optischen Dicken und als Parameter;

Fig. 3 als Schaubild die Anordnung einer Hochfrequenz- Sputter-Vorrichtung, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen DLE-Elements verwendet wurde;

Fig. 4 ein Diagramm des Anstiegs des Brechungsindex der Isolationszwischenschicht 7 gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen DLE-Elements;

Fig. 5 ein Diagramm der Abhängigkeit des Reflexionsgrades von einer mittleren optischen Dicke (Produkt des mittleren Bre chungsindex und der Filmdicke) der Isolationszwischenschicht bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen DLE- Elements;

Fig. 6 ein Diagramm der Abhängigkeit des Brechungsindex der Isolationszwischenschicht vom Sauerstoffgasverhältnis im Sputter-Gas, das bei der Bildung der Isolationszwischenschicht gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen DLE- Elements verwendet wird;

Fig. 7 ein Diagramm der Abhängigkeit der spektralen Durch lässigkeit der Isolationszwischenschicht von der Wellenlänge bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines bekannten DLE- Elements vom Isolationstyp und

Fig. 9 ein Graph, der den Brechungsindex der Isolations zwischenschicht des DLE-Elements der Fig. 8 angibt.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines DLE-Elements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Diejenigen Bestandteile und Teile, welche die gleichen sind wie bei dem in Fig. 8 gezeigten bekannten Element, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Nur die Isolationszwischen schicht 7A ist verschieden von derjenigen beim bekannten DLE- Element.

Ein senkrechter Reflexionsgrad oder Reflektanz R₀ einer Glasoberfläche in Berührung mit Luft wird durch die folgende Formel wiedergegeben:

R₀ = (n₁ - 1)²/(n₁ + 1)²

worin n₁ der Brechungsindex des Glases ist. Bei einem Glas substrat aus NA40 (Hersteller: HOYA Co.) liefert sein Brechungs index von 1,573 eine Reflektanz R₀ von 4,97%.

Eine Reflektanz R₆₀ für einen Einfallswinkel von 60° beträgt 20,1%. Auf der anderen Seite ist bei einem Natronglas (n₁ = 1,51) R₀ 0,41% und die Reflektanz R₆₀ für einen Einfalls winkel von 60° beträgt 18%. Daher ist Natronglas etwas günstiger für ein DLE-Element mit einem breiten Winkelbereich der Sicht barkeit und Natronglas wird hier als Glassubstrat verwendet.

Eine Reflektanz R wird durch die folgende Formel (1) wiedergegeben, wobei der Brechungsindex einer transparenten Elektrode n₀, der Brechungsindex einer Isolationszwischenschicht n, der Brechungsindex eines Glassubstrats n₁, die Filmdicke der Isolationszwischenschicht d, der Lichteinfallswinkel e und die zentrale Wellenlänge des intermittierenden Lichts λ₀ist:

R = | r₁ + r₂ exp(-2iδ)|² (1)

wobei r₁, r₂ und jeweils durch die folgenden Formeln ausgedrückt sind:

r₁ = (n₀ - n)/(n₀ + n) (2)

r₂= (n - n₁)/(n + n₁) (3)

δ = 2 x nd x cos θ/λ (4)

Tabelle 1 listet die Reflexionskoeffizienten für verschie dene Einfallswinkel und für verschiedene optische Dicken als Parameter auf. Die Reflexionskoeffizienten sind berechnet aus der Phasendifferenz des Lichts unter Verwendung der Formel (1) worin in den Formeln (2), (3) und (4) n₀ = 2,00; n₁ = 2,51 und n = 1,74 eingesetzt,sind.

Diese Reaktionskoeffizienten sind normalisiert mit einer Reflektanz-Einheit für das Licht mit einer Mittelwellenlänge von 580 nm, das ohne Isolationszwischenschicht emittiert wird.

Tabelle 1

Tabelle 1 zeigt, daß der Reflexionskoeffizient der Isola tionszwischenschicht über einen weiten Bereich von Einfalls winkeln für optische Dicken im Bereich von 145 nm bis 290 nm verringert wird. Diese Dicken entsprechen Werten zwischen dem 0,25 bis 0,5 fachen der zentralen Wellenlänge.

Die obigen Ergebnisse sind anwendbar für das emittierte Licht von ZnS:Tb, ZnS:Sm und ZnS:Tm mit jeweiligen zentralen Wellenlängen von 540 nm, 650 nm und 470 nm.

Fig. 2 zeigt als Diagramm die Abhängigkeit des Reflexions koeffizienten vom Einfallswinkel mit der optischen Dicke nd als Parameter.

Die ausgewählten optischen Dicken sind (1) 72,5 nm, (2) 100 nm, (3) 145 nm, (4) 205 nm und (5) 290 nm.

Man findet, daß die Reflexionsgrade (Reflektanz) gering wird über einen breiten Bereich von Einfallswinkeln bei einer optischen Dicke von 205 nm.

Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschicht- Lichtemissions-Elements wird nach der folgenden Methode hergestellt. Fig. 3 zeigt schematisch eine Anordnung einer Hochfrequenz-Sputter-Vorrichtung, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen DLE-Elements verwendet wird. Eine Hochfrequenz (RF)Quelle 13, ein Targey 12, ein Natronglassubstrat 11 und ein Gaseinlaßrohr 14 sind in und an einer Kammer 15 vorgesehen. Ein Sputter-Gas, das Argon, Sauerstoff und Stickstoff in bestimmten Verhältnissen enthält, wurde durch das Gaseinlaßrohr 14 einge leitet. Als Target wurde SIALON verwendet. SIALON ist irgendein Isolationsmaterial, das die Elemente Si, Al, O und N enthält.

Die strömende Gasmischung enthielt Argon, Sauerstoff und Stickstoff im Verhältnis 10 : 0,1 : 0,05 und die Hochfrequenz spannung wurde angelegt, um das SIALON-Target zu sputtern. Die Isolationszwischenschicht 7A aus SIALON mit einem Brechungsindex von 1,73 wurde auf dem Natronglassubstrat 11 gebildet. Es wurden sechs optische Dicken hergestellt, nämlich (1) 72,5 nm, (2) 100 nm, (3) 145 nm, (4) 205 nm, (5) 290 nm und (6) 400 nm.

Anschließend wurde die transparente Elektrode 2 bis zu ei ner Dicke von 200 nm auf der Isolationszwischenschicht 7A unter Verwendung eines ITO (Indiumoxid mit 10 Gew.-% Zinnoxid) Targets gebildet. Der Brechungsindex der transparenten Elektrode war ungefähr 2.

Auf der transparenten -Elektrode 2 wurde anschließend ein Film aus Aluminiumoxid Al₂O₃ und Tantaloxid Ta₂O₅ bis zu einer Gesamtdicke von 250 nm durch das Sputter-Verfahren als erste Isolationsschicht abgeschieden.

Bald danach wurde die Lichtemissionsschicht aus ZnS:Mn bis zu einer Dicke von 700 nm nach der MOCVD-Methode gebildet.

Weiterhin wurde die zweite Isolationsschicht durch das Sputter-Verfahren mit dem gleichen Material wie die erste Isola tionsschicht gebildet und schließlich die Rückelektrode aufge bracht. Die Helligkeit in einer Richtung senkrecht zu einem Pixel eines hergestellten DLE-Elements, das mit 60 Hz getrieben wurde, war 350 cd/m². Die Helligkeit war so hoch, daß geringe Unterschiede in den Sichtbarkeiten der DLE-Elemente (1) bis (6) nicht erkennbar waren, wenn man von der Vorderseite mit einem Einfallswinkel von 0 beobachtete.

Dagegen wurde eine Reflexion von Raumlicht am Glassubstrat für einen Einfallswinkel größer als 0 beobachtet. Die Reflexion von Raumlicht wurde besonders merklich bei einem Einfallswinkel größer als 30°.

Wenn die erwähnte optische Dicke innerhalb des Bereichs von 145 bis 290 nm lag, hatte das Element eine gute Sichtbarkeit selbst für das Licht mit einem weiten Bereich von Einfallswin keln. Besonders wurde für 205 nm optische Dicke ein gutes Ergebnis in Übereinstimmung mit der theoretischen Berechnung erhalten.

Für die erwähnte optische Dicke von 205 nm der Isolations zwischenschicht erreicht die Reflektanz- für das reflektierte Licht ein Minimum bei Einfallswinkel in der Nähe von 45°. Auch die Reflektanz für Raumlicht kann bei einem Einfallswinkel in der Nähe von 45° minimiert werden. Das ermöglicht es, auf der Glassubstrat-Oberfläche, die der Isolationszwischenschicht gegenüber liegt, eine Isolationsaußenschicht aufzubringen. Der Brechungsindex der Isolationsaußenschicht wird so gewählt, daß er zwischen denen des Glassubstrats und der Isolationszwischen schicht liegt, und die Filmdicke wird so bestimmt, daß ihre optische Dicke 205 nm ist.

Die optische Dicke der Isolationszwischenschicht wird festgelegt entsprechend dem geforderten Betrachtungswinkel bei der Verwendung des DLE-Elements. Beispielsweise kann eine ver hältnismäßig kleine optische Dicke gewählt werden, um einem engen Betrachtungswinkel zu entsprechen, wie er für Geräte wie ein PC erforderlich ist. Dagegen kann für Betrachtung in einem weiten Winkelbereich, wie für ein Betriebs-Steuerungs- und -Überwachungsgerät (FA apparatus = factory automation apparatus) erforderlich, die verhältnismäßig große optische Dichte gewählt werden.

SIALON wird für die erwähnte Isolationszwischenschicht verwendet, jedoch können Isolatoren wie Aluminiumoxid Al₂O₃, dessen Brechungsindex nahe bei 1,74 liegt, mit geringen Unter schieden in den zulässigen Brechungsindizes verwendet werden.

Ausführungsform 2

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird bei der Bildung der Isolationszwischenschicht während deren Abscheidung die Sauerstoffkonzentration von 0,3 auf 0 verringert, wobei die entsprechenden Anteile Argon und Stickstoff bei 10 und 0,05 gehalten werden (Ar:0₂:N₂: (10 : 0-:0,05) bis (10:0,3 : 0,05)).

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Brechungs index vom Sauerstoffverhältnis im Sputtergas zeigt, das zur Bildung der Isolationszwischenschicht bei dieser Ausführungsform verwendet wird. Man findet, daß der Brechungsindex sich kontinu ierlich von nahe 1,51 des Glassubstrats zu 2,00 des ITO verän dert.

Fig. 4 zeigt als Diagramm ein Beispiel, wie sich der Bre chungsindex der Isolationszwischenschicht bei dieser Ausfüh rungsform der Erfindung kontinuierlich von dem des ITO zu dem des Glassubstrats ändert. Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Abhän gigkeit der Reflektanz von einer mittleren optischen Dicke (Produkt des mittleren Brechungsindex und der Filmdicke) der Isolationszwischenschicht bei dieser Ausführungsform zeigt. Man findet, daß die sich kontinuierlich ändernde Reflektanz für eine mittlere optische Dicke entsprechend 1/4 oder mehr einer zentra len Wellenlänge erheblich reduziert ist. Je größer die optische Dicke, desto größer ist der Effekt. Der Brechungsindex sollte sich besonders bevorzugt linear ändern.

Fig. 7 zeigt als Diagramm die Abhängigkeit der spektralen Durchlässigkeit der Isolationszwischenschicht von der Wellen länge bei dieser Ausführungsform.

Die Mischungsverhältnisse des Sputter-Gases von Argon, Sauerstoff und Stickstoff wurden bei der Bildung der Isolations zwischenschicht verändert, nämlich (a) 10 : 0,005 : 0, (b) 10 : 0 : 0,02, (c) 10 : 0 : 0,1, (d) 10 : 0,2 : 0,05 und (e) 10 : 0 : 0,05.

Man findet, daß eine flache spektrale Durchlässigkeits charakteristik für das Sputtergas-Mischungsverhältnis (d) oder (e) erhalten wird. Diese Mischungsverhältnisse liegen in einem Bereich um die Reflektanz kontinuierlich von 2,00 des ITO zu 1,51 des Glassubstrats zu verändern. Die Lichtdurchlässigkeit wird schlecht in den Fällen (a) und (c) wegen schlechter spek traler Durchlässigkeit im Bereich kurzer Wellenlängen.

Die Analyse durch Sekundärion-Massenspektometrie zeigte, daß die erwähnte Isolationszwischenschicht, deren Brechungsindex durch Verwendung von SIALON kontinuierlich verändert wird, auch Alkalidiffusion von einem Natronglas als Glassubstrat verhindert und zwar besser als eine Schicht von Aluminiumoxid Al₂O₃ oder Siliciumdioxid SiO₂. Wie erwähnt, kann die Iso lationszwischenschicht mit kontinuierlich verändertem Brechungs index die Reflektanz bei der optischen Dicke äquivalent zu 1/4 oder mehr der zentralen Wellenlänge des Emissionsspektrums verringern. Daher hat eine solche Zwischenschicht mit größerer Dicke auch die Wirkung, die Reflektanz unabhängig von der zen tralen Wellenlänge zu verringern, wodurch die Schicht wirksam angewandt werden kann bei einem Farblicht emittierenden Dünn schicht-Element.

Wirkungen der Erfindung

Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Isolationszwischenschicht geschaffen, die einen spezifischen Wert des Brechungsindex zwischen denen des Glassubstrats und der transparenten Elektrode bei einer optischen Dicke (Produkt des Brechungsindex und der Schichtdicke) äquivalent zu einem Wert zwischen dem 0,25- und 0,5 fachen der zentralen Wellenlänge eines emittierten Lichts hat.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Isolationszwischenschicht mit einem Brechungsindex ausgebildet, der sich kontinuierlich von dem des Glassubstrats zu dem der transparenten Elektrode verändert mit einer mittleren optischen Dicke äquivalent zum 0,25 fachen oder mehr der zentralen Wellen länge des intermittierenden Lichts.

Diese Isolationszwischenschichten liefern wesentlich ver ringerte Reflektanzen für das einfallende Licht mit innerhalb eines weiten Bereichs liegenden Winkeln, wodurch Dünnschicht- Lichtemissions-Elemente geschaffen werden können, die ausge zeichnete Sichtbarkeit für einen weiten Bereich von Winkeln aufweisen.

Ferner wird bei dem Sputter-Verfahren in der zweiten Aus führungsform ein Hochfrequenz-Sputtern von SIALON unter Verwen dung von Argon, Sauerstoff und Stickstoff verwendet, wobei die Sauerstoffkonzentration kontinuierlich verändert, wird. Durch dieses Sputtern wird eine Isolationszwischenschicht mit einem kontinuierlich veränderten Brechungsindex gebildet, um in ein facher Weise ein Dünnschicht-Lichtemissions-Element mit ausge zeichneter Sichtbarkeit zu erhalten.

Ferner liefert ein Sputtern mit einem vorbestimmten Ver hältnis von Argon, Sauerstoff und Stickstoff eine Isolations zwischenschicht für ein DLE-Element mit ausgezeichneter Trans parenz und Beständigkeit gegen Natriumdiffusion von einem Glassubstrat.

Bezugszeichenliste

1 Glassubstrat
2 Transparente Elektrode
3 Erste Isolationsschicht
4 Lichtemissionsschicht
5 Zweite Isolationsschicht
6 Rückelektrode
7 Isolationszwischenschicht
7A Isolationszwischenschicht
11 Natronglassubstrat
12 Target
13 HF-Quelle
14 Gaseinlaßrohr
15 Kammer

Claims

1. Dünnschicht-Lichtemissions-Element, das als übereinander angeordnete Schichten aufweist: ein Glassubstrat (1), eine Isolationszwischenschicht (7, 7A), eine transparente Elektrode (2), eine erste Isolationsschicht (3), eine Lichtemissions schicht (4), eine zweite Isolationsschicht (5), eine Rückelek trode (6), dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat (1) Natronglas enthält, daß der Brechungsindex der Isolations zwischenschicht (7A) einen bestimmten Wert zwischen den Bre chungsindizes des Glassubstrats und der transparenten Elektrode hat und die optische Dicke (das Produkt des Brechungsindex und der Schichtdicke) äquivalent zu einem Wert zwischen dem 0,25- und 0,5 fachen der zentralen Wellenlänge eines Emissionsspek trums hat, wenn eine Spannung zwischen der transparenten Elek trode und der Rückelektrode angelegt wird, daß die erste Isola tionsschicht und zweite Isolationsschicht jeweils anorganische Isolationsmaterialien enthalten und daß die Lichtemissions schicht (4) ein anorganisches lichtemittierendes Material enthält und zur Lichtemission angeregt wird durch Elektronen, die sich von den Grenzflächen zwischen der ersten Isolations schicht und der Lichtemissionsschicht sowie zwischen der zweiten Isolationsschicht und der Lichtemissionsschicht fortbewegen.

2. Dünnschicht-Lichtemissions-Element, das als übereinander angeordnete Schichten aufweist: ein Glassubstrat (1), eine Isolationszwischenschicht (7, 7A), eine transparente Elektrode (2), eine erste Isolationsschicht (3), eine Lichtemissions schicht (4), eine zweite Isolationsschicht (5) und eine Rück elektrode (6), dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat (1) Natronglas enthält und daß der Brechungsindex der Isolations zwischenschicht (7A) sich kontinuierlich ändert von der Grenz fläche dieser Schicht mit dem Glassubstrat (1) zur Grenzfläche dieser Schicht mit der transparenten Elektrode (2) und eine mittlere optische Dicke derselben, das Produkt des Brechungs index und der Filmdicke der Isolationszwischenschicht äquivalent dem 0,25 fachen oder mehr der zentralen Wellenlänge des Emis sionsspektrums ist, wenn eine Spannung zwischen der transparen ten Elektrode und der Rückelektrode angelegt wird, daß die erste und zweite Isolationsschicht anorganische, Isolationsmaterialien enthalten und daß die Lichtemissionsschicht (4) ein anorgani sches lichtemittierendes Material enthält und zur Lichtemission durch Elektronen angeregt wird, die sich von Grenzflächen zwi schen der ersten Isolationsschicht und der Lichtemissionsschicht und zwischen der zweiten Isolationsschicht und der Lichtemis sionsschicht fortbewegen.

3. Dünnschicht-Lichtemissions-Element nach Anspruch 2, worin die Isolationszwischenschicht (7A) SIALON enthält.

4. Verfahren zur Herstellung des Dünnschicht-Lichtemissions- Elements nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationszwischenschicht (7A) durch ein Hochfrequenz-Sputter- Verfahren gebildet wird.

5. Verfahren zur Herstellung des Dünnschicht-Lichtemissions- Elements nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß die Isolationszwischenschicht (7A) durch Sputtern in einer Argon, Sauerstoff und Stickstoff enthaltenden Atmosphäre gebildet wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Lichtemissions- Elements nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung der Isolationszwischenschicht (7A) das Mischungs verhältnis von Argon, Sauerstoff und Stickstoff von 10 : 0,2 : 0,05 auf 10 : 0 : 0,05 verändert wird.