Light absorbing thin films for electroluminescent displays

Abstract

The thesis studied ways of fabricating a black, opaque thin film to be used in small, static patterns in thin film electroluminescent displays. Different metal oxides were combined with chromium and aluminum and then annealed to induce an oxidizing reaction in the metal film. The oxides were deposited by using atomic layer deposition (ALD) and the metals with sputter deposition.

The best combination that resulted in a light absorbing, non-reflective film was indium tin oxide (ITO) and Cr. A photolithography process for the ITO-Cr combination, “black chromium”, was studied with different thicknesses of Cr and placements of ITO, to determine their effect on the end product. All Cr thicknesses yielded a black film that had a reflectance of near 0%, and thicknesses above 100 nm yielded a film that was entirely opaque. The placement of ITO on top and underneath Cr resulted in a completely black film on one side, and a gradient color change on the other.

Tämä diplomityö käsitteli tapoja valmistaa valoa läpäisemättömiä ja heijastamattomia ohutkalvoja käytettäväksi pienten staattisten kuvioiden tuottamiseen ohutkalvoelektroluminesenssinäytöissä. Eri metallioksideja yhdistettiin kromin ja alumiinin kanssa, joita lämpökäsittelemällä pyrittiin aiheuttamaan hapettava reaktio metallikalvolle. Oksidit kasvatettiin käyttämällä atomikerroskasvatusta (ALD) ja metallit sputteroimalla.

Yhdistelmä, joka tuotti parhaan mustan, ei-heijastavan kalvon oli indiumtinaoksidin (ITO) ja kromin yhdistelmä. Tämän yhdistelmän, ”mustakromin”, fotolitografiaprosessia tutkittiin eri kromin paksuuksilla ja ITO:n sijainneilla, jotta niiden vaikutus lopputuotteeseen olisi voitu määrittää. Kaikki kromin paksuudet tuottivat 0 % heijastavan, ja paksuudet 100 nm eteenpäin täysin valoa läpäisemättömän kalvon. ITO:n ollessa sekä kromin alla että päällä, lopputuote oli täysin musta toiselta puolelta, ja toisella puolella oli nähtävissä selkeä värigradientti.