无机薄膜电致发光显示器元件及制造制造技术

用于制造无机薄膜电致发光显示器元件的方法包括形成层结构，所述形成层结构包括：形成第一电介质层(11)；在第一电介质层上形成包括掺杂锰的硫化锌(ZnS:Mn)的发光层(12)；以及在发光层上形成第二电介质层(13)。第一电介质层和第二电介质层中的每一个形成为包括具有交替的氧化铝Al2O3子层和氧化锆ZrO2子层的纳米层叠件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无机薄膜电致发光显示器元件及制造
本专利技术涉及电致发光显示器，并且具体地涉及无机薄膜电致发光(thinfilmelectroluminescent，TFEL)显示器。
技术介绍
电致发光显示器(以下又称为“EL显示器”)具有诸如耐久性和在低温下工作的能力的特定性质，这使得EL显示器为对最具挑战性的操作环境和条件而言优越的显示技术。总的来说，EL显示器的操作基于当被暴露于外部电场时发射光的发光材料。在设置为薄膜结构的无机EL显示器中，发光材料被布置为薄发光层，该薄发光层总体上具有小于1000纳米、通常约500纳米-750纳米的厚度。对于低压应用，厚度也可以更小。发光层被设置在两个导电电极层之间，该导电电极层利用用于电绝缘的薄电介质层与发光层电绝缘。电极之间的电压差提供电场，通过电场的效应，电子在发光层中移动并且其中的一些电子在发光层中激发所谓的发光中心，所谓的发光中心由发光层的掺杂材料形成。光由于发光中心的激发被弛豫而发射。EL显示器的基本技术众所周知并且例如在YoshimasaA.Ono于1995年在世界科学出版社出版的“电致发光显示器(ElectroluminescentDisplays)”(书号：ISBN981-02-1920-0)的第3章、第5章和第8章中已被广泛描述。EL显示器元件通常通过在具有1mm范围内的厚度的玻璃基板上形成芯操作层(即电介质层、荧光层和电极层)来制造。对于许多应用，这是不实际的。例如，在EL显示器面板被层叠在用于汽车挡风玻璃的玻璃面板内的应用中，仅存在厚度可能为几百微米的较窄间隙，该间隙仅适用于包括玻璃基板的EL显示器的整体堆叠件。在完整的EL显示器元件被层叠在弯曲的(即，非平面的)外部基板上的应用中，以及在柔性显示器结构的其它应用中，也需要具有较小厚度的基板。因此，需要具有尽可能小的厚度的玻璃基板同时确保EL元件的足够刚性的EL显示器元件。遗憾的是，通用的EL显示器结构的当前制造工艺的高工艺温度接近于通用的玻璃基板材料的软化温度，从而阻碍了使用足够薄的玻璃基板来满足上述需要。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。公开了一种可以用于制造可以是透明的无机的、可能为AC(交流)可驱动的薄膜电致发光显示器元件的方法。该方法包括形成层结构，所述形成层结构包括：形成第一电介质层，在第一电介质层上形成包括掺杂锰的硫化锌(ZnS:Mn)的发光层，以及在发光层上形成第二电介质层。在该方法中，第一电介质层和第二电介质层中的每一个被形成为包括具有交替的氧化铝Al2O3子层和氧化锆ZrO2子层的纳米层叠件材料。发光层可以通过原子层沉积使用最高工艺温度形成，所述最高工艺温度小于或等于250℃。然后，二乙基锌、硫化氢、三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)锰(下文中称“Mn(thd)3”)可以被用作前体。许多附带特征将由于通过参考下面结合附图考虑的详细描述将得到更好地理解。附图说明通过以下根据附图阅读的详细描述将更好地理解本说明书，在附图中：图1示出了用于制造电致发光显示器元件的方法的流程图；图2示出了电致发光显示器元件；以及图3示出了电致发光显示器元件的测试结果。图2的图未按比例绘制。具体实施方式图1的方法可以被用于制造无机薄膜电致发光显示器元件。通常，利用上述方法制造的完整的无机薄膜电致发光/电致发光的(“EL”)显示器元件可以包括在第一导电电极层和第二导电电极层之间设置的电介质层-发光层-电介质层。整个层堆叠件被形成并且位于由玻璃或一些其它合适的材料形成的透明基板上。在操作中，利用通过在导电电极层之间提供电压差而在发光层中提供的合适的电场，电子被释放到发光层中，由于被电子激发的发光中心返回到电子的基态而产生光发射。“显示器元件”指的是用于显示器的结构，该元件可以是完整的、可操作的、独立的显示器装置。可选地，“元件”可以指作为较大的显示器装置或显示器单元的一部分的模块化的或不可分离地集成的元件。例如，在多像素显示器的情况下，显示器元件可以包括一个或多个像素。“无机”指的是显示器元件的无机类的材料。“薄膜”是指没有透明基板的EL显示器元件的可使用的薄膜层(即，层堆叠件)的总厚度，该厚度小于几十微米，例如在1μm至10μm的范围内。通常，该厚度小于或等于3μm。图1的方法包括：在操作11中，形成第一电介质层，该第一电介质层包括具有交替的氧化铝Al2O3子层和氧化锆ZrO2子层的纳米层叠件材料。“纳米层叠件”是指纳米级(即，在几纳米到几十纳米的范围内)的交替的子层的厚度。纳米层叠件可以包含任何适当数量的不同材料的两个相邻的子层对。一个或多个、可能大多数或所有的ZrO2子层的厚度可以例如在1纳米至9纳米的范围内、优选地在3纳米至7纳米的范围内或4纳米至6纳米的范围内。利用这样的厚度，ZrO2子层可以以致密的四方(111)相(即，锆晶体的“t-ZrO2”相)形成。小的晶体尺寸可能导致ZrO2子层上的高电阻，进而导致EL显示器元件中的低漏电流。进一步地，所述晶体结构还产生高介电常数，该高介电常数是电介质层中的有利特征。一个或多个、可能大多数或所有的Al2O3子层的厚度可以例如在1纳米至15纳米的范围内、优选地在3纳米至10纳米的范围内或5纳米至10纳米的范围内。具有这种厚度的Al2O3子层用于对ZrO2子层产生合适的应力，使得该ZrO2子层可以保持在它们的t-ZrO2相中。作为电介质层的第一子层和/或最后一子层，可以形成具有高于叠加在ZrO2子层之间的其它Al2O3子层的厚度的Al2O3子层。接下来，在操作12中，包括、可能完全由掺杂锰的硫化锌ZnS:Mn组成的发光层使用二乙基锌DEZ、硫化氢H2S和Mn(thd)3作为前体，通过原子层沉积ALD采用最高工艺温度在第一电介质层上形成，该最高工艺温度在150℃至270℃的范围内，优选地在200℃至270℃或225℃至260℃的范围内，例如250℃。其它可能的Mn前体是Mn(C5H5)2及其烷基-、芳基-或取代的羰基-的衍生物。如以上所讨论的，“发光层”用作完整的电致发光显示器元件的核心部分，当被暴露于合适的电场时，该发光层发射光。该层和/或该层的发光材料也可以被称为“荧光粉”。在前一层“上”沉积另一层仅是指在前一层之后沉积该层。该另一层不需要“直接地”沉积在前一层上，而是可以在前一层和另一层之间形成一个或多个中间层。对应地，位于另一层或元件“上”的层或层结构不一定“直接地”位于该另一层或元件上。例如，位于透明基板上的电介质层-发光层-电介质层的层结构不排除位于基板和所述层结构之间的导电电极层的可能性。“原子层沉积ALD”是指能够精确且良好地控制具有纳米级厚度的薄膜涂层的生产的薄膜技术。ALD也可以被称为原子层外延ALE。在ALD工艺中，基板被交替地暴露于至少两种前体，每次暴露于一种前体，以通过在基板的表面(在后面的阶段，自然地为在基板上已形成涂层的表面)和前体之间交替地重复基本上自限制的表面反应而在基板上形成涂层。结果，沉积的材料通过分子层在基板分子层上“生长”。在用于沉积ZnS:Mn的传统AL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机薄膜电致发光显示器元件(20)，包括层结构，所述层结构包括：第一电介质层(23)；发光层(26)，所述发光层位于所述第一电介质层上，包括掺杂锰的硫化锌ZnS:Mn；以及第二电介质层(27)，所述第二电介质层位于所述发光层上，其特征在于，所述第一电介质层和所述第二电介质层(23，27)中的每一个包括具有交替的氧化铝Al2O3子层和氧化锆ZrO2子层(24，25，28，29)的纳米层叠件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.02 FI 201656521.一种无机薄膜电致发光显示器元件(20)，包括层结构，所述层结构包括：第一电介质层(23)；发光层(26)，所述发光层位于所述第一电介质层上，包括掺杂锰的硫化锌ZnS:Mn；以及第二电介质层(27)，所述第二电介质层位于所述发光层上，其特征在于，所述第一电介质层和所述第二电介质层(23，27)中的每一个包括具有交替的氧化铝Al2O3子层和氧化锆ZrO2子层(24，25，28，29)的纳米层叠件。2.根据权利要求1所述的电致发光显示器元件(20)，其中，所述发光层(26)通过原子层沉积使用最高工艺温度来形成，所述最高工艺温度处于50℃至270℃的范围内，优选地处于200℃至270℃的范围内，最优选地225℃至260℃的范围内，例如250℃。3.根据权利要求2所述的电致发光显示器元件(20)，其中，所述发光层(26)使用二乙基锌、硫化氢和Mn(thd)3作为前体来形成。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电致发光显示器元件(20)，其中，所述层结构被形成在具有小于或等于250μm、优选地小于或等于100μm的厚度的玻璃基板(21)上。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电致发光显示器元件(20)，其中，ZrO2子层(25，29)具有在1nm至9nm的范围内、优选地在3nm至7nm的范围内、最优选地在4nm至6nm的范围内的厚度。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电致发光显示器元件(20)，其中，Al2O3子层(24，28)具有在1nm至15nm的范围内、优选地在3nm至10nm的范围内、最优选地在5nm至10nm的范围内的厚度。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电致发光显示器元件(20)，其中，所述第一电介质层和/或第二电介质层(23，27)的锆含量为至少10质量％。8.根据权利要求7所述的电致发光显示器元件(20)，其中，在锆含量为至少10％的所述第一电介质层和/或第二电介质层(23，27)中，铝含量为至少5质量％。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的电致发光显示器元件(20)，其中，所述显示器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫莉·塞佩宁，汤米·图尔库莱宁，卡利·海尔克宁，
申请(专利权)人：倍耐克有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI