DE2832652A1

DE2832652A1 - Duennschicht-elektrolumineszenz-anzeigetafel und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2832652A1
Application number: DE19782832652
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Kanatani; Masashi Kawaguchi; Hiroshi Kishishita; Etsuo Mizukami; Nara Tenri
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1978-03-16
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2832652C2; JPS5747559B2; JPS54122990A; GB2020684A; US4213074A; GB2020684B

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Sharp 1042-GER

BESCHREIB U Ii G

Die Erfindung betrifft eine Dünnschient-Elektrolumineszenz— Anzeigetafel (nachstehend kurz "EL—Dünnschient— anzeige genannt) mit einer sandwichartig zwischen zwei dielektrischen Schichten angeordneten EL-Dünnschicht und einem Substrat-Paar, und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Eine konventionell geschützte EL-Dünnschichtanzeige ist beispielsweise aus der demselben Anmelder erteilten US-PS 3 967 112 bekannt und in Fig. 1 der anliegenden Zeichnung dargestellt. Vorhanden sind ein erstes transparentes Glassubstrat 1, eine transparente Elektrode 2 aus InpO,5 SnO₂ o. dgl. auf dem Substrat 1, eine erste dielektrische Schicht 3 aus Y₂°3» ^^2 °* ^dgl'' ^eine EL-Dünnschicht 4 aus ZnS:Mn, und eine aus einem ähnlichen Material wie Schicht 3 hergestellte zweite dielektrische Schicht 5. Eine oder mehrere Gegenelektroden 6 aus At sind in Verdampfungstechnik auf der zweiten dielektrischen Schicht 5, und die erste dielektrische Schicht 3 selbst durch Aufsprüh- oder Elektronenstrahl-Verdampfungstechnik gebildet. Die EL-Dünnschicht 4 ist eine in gewünschter Menge mit Mangan dotierte ZnS-Dünnschicht, und sie wird mittels eines an die transparente Elektrode 2 und die Gegenelektrode 6 angelegten elektrischen Wechselfeldes aktiviert.

Die erste und die zweite dielektrische Schicht 3 und 5 enthalten aus Fabrikationsgründen unvermeidbar eine Anzahl von kleinen Löchern und Mikrorissen, durch die Feuchtigkeit hindurchwandert und die EL-Dünnschicht schädigt. Aufgrund von Elektrolumineszenz-Verlusten erzeugt die EL-Dünnschicht 4 Wärme und wird in ihren elektrooptischen Eigenschaften geschädigt.

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TER meer · möller · STEiNMEiSTEK Sharp 1042-GEH

Zu einem in ?ig. 1 dargestellten bekannten Schutzgebilde für die EL-Dünnschichtanzeige gehört eine über diese geschichtete Isolierschicht 8 und eine die Isolierschicht schützende Schicht 9 aus Epoxy-Harz. Die als Isolierfilm aus S 1,I¹L oder A-6₂°3 ausgebildete Isolierschicht 8 ist über die auf dem Substrat 1 positionierte EL-Dünnschichtanzeige gezogen.

Das vorstehend beschriebene Schutzgebilde kann zwar zur Ausschaltung der davor genannten Mangel beitragen, hat aber den kritischen Nachteil, daß auf Grund von Peinstaub und jTremdsubstanzen in der Isolierschicht 8 und der Epoxy-Harζschicht 9 zahlreiche kleine Löcher entstehen. Bei der großen Oberfläche der EL-Anzeigetafel ist es sehr schwierig, gleichförmige und fehlerfreie Schichten ein-

T5 schließlich der Isolierschicht 8 und Harzschicht 9 herzustellen. Selbst wenn es gelingen sollte, die Isolierschicht 8 und die Epoxy-Harzschicht 9 beide vollkommen auszubilden, wird die EL-Dünnschicht beim Anlegen eines elektrischen Feldes durch Expansion von wärmegeschädigten Zonen in der EL-Dünnschicht 4 gestört. Anschließend werden die Isolierschicht 8 und die Harzschicht 9 durch Wärme geschädigt, es:dringt durch diese geschädigten Bereiche Feuchtigkeit aus der Umgebung in die EL-Anzeigetafel, deren elektrooptische Eigenschaften werden schlechter, und eventuell wird die EL-Anzeigetafel sogar zerstört.

Die Anwesenheit von Feuchtigkeit führt hauptsächlich zu einer Verminderung der von der EL-Dünnschichtanzeige abgegebenen Elektrolumineszenz-Lichtintensität. Mit herkömmlichen Fabrikationatechniken ist ea sehr schwierig für eine EL-Anzeige geeignete vollkommene und gleichförmige Schichten sowie die Schutzschichten 8 und 9 herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 9098 38/0 553

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verbesserte, insbesondere besser geschützte EL-l)ünnschichtanzeige, und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bezüglich der EL-Dünns chi clit anze ige durch die im Patentanspruch 1 , und bezüglich des Herstellverfahrens durch die im Patentanspruch 7 enthaltenen Merkmale gelöst.

Auf diese Weise wird eine konventionelle EL-Anzeigeeinheit zwischen zwei Substraten, von denen mindestens das eine aus transparentem Glas o. dgl. besteht, in Verbindung mit der Schutzflüssigkeit versiegelt.

Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die Schutzflüssigkeit durch ein Einführloch in dem einen Substrat in den durch das Substrat-Paar gebildeten Hohlraum eingeführt werden. Ferner kann das Substrat-Paar durch ein Klebemittel, vorzugsweise durch ein lichtaushärtendes Harz dauerhaft miteinander verbunden sein. Als Schutzflüssigkeit kann mit Vorteil ein Silikonöl oder ein Fett o. dgl. verwendet werden.

Nach einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, eine Anschlußelektrode für die EL-Anzeigeeinheit bis in den Hohlraum zwischen den beiden Substraten zu führen, die an eine die EL-Anzeigeeinheit mit einem elektrischen Wechselfeld verbindende Treiberschaltung anschließbar ist.

Beim Einfüllen der Schutzflüssigkeit in den durch das Subatrat-Paar umgrenzten Hohlraum wird eine Kapillarwirkung ausgenutzt. In dem Hohlraum kann eine Paser-Einrichtung wie beispielsweise Asbest angeordnet sein, die mit der Schutzflüssigkeit getränkt ist und die EL-Anzeigeeinheit bedeckt. Das Tränken kann vor dem Einbau erfogt sein.

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TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Sharp

Das erfindungsgemäße Schutzgebilde für die EL-Anzeigeeinheit ist gegenüber mechanischen Stoßen widerstandsfähig.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines "bevorzugten, die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränkenden Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die bereits eingangs beschriebene konventionell geschützte EL-Dünnschichtanzeige,

Jj¹Ig.-2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße

EL-Dünnschichtanzeigetafel,

E¹Xg. 3 einen Querschnitt durch ein plattenförmiges Glassubstrat für die EL-Dünnschichtanzeige von E¹Xg. 2, und

Fig. 4(A) und (B) sowie

Fig. 5(A), (B) und (C) verschiedene Fabrikations-

schritte bei der Herstellung der EL-Dünnschichtanzeigetafel von Fig. 2.

Bei dem in I¹Xg. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer EL-Dünnschichtanzeigetafel ist eine EL-Einheit 16 in einem Hohlraum aufgenommen, der durch ein transparentes Glassubstrat 1 sowie ein plattenförmiges Glassubstrat 17 gebildet und mit einer Schutzflüssigkeit 13 gefüllt ist. Zu der EL-Einheit 16 gehören eine erste und zweite dielektrische Schicht 3, 5> eine EL-Dünnschicht 4 und Gegenelektroden 6 (siehe Fig. 1).

Die beispielsweise durch ein Silikonöl gebildete Schutzflüssigkeit hat vorzugsweise folgende Eigenschaften:

a) Fähigkeit in kleine Löcher einzudringen; b) Widerstandsfähigkeit gegen angelegte Hochspannung;

c) Widerstandsfähigkeit gegen große Hitze und Feuchte;

d) neutral gegenüber dem Material der EL-Einheit; und

e) niedriger Dampfdruck sowie thermischer Ausdehnungs-Koeffizient.

Hiervon sind die Positionen a) , b) und d) von "besonderer Wichtigkeit für die Schutzflüssigkeit 13.

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Das in Fig. 3 separat dargestellte plattenförmige Glassubstrat 17 besteht aus 3 mm dickem Sodaglas, enthält eine 1 mm tiefe eingeätzte Aussparung zur Aufnahme der EL-Einheit und wird mit einem Klebemittel, beispielsweise einem lichtaushärtenden Harz dicht auf das transparente Glassubstrat 1 aufgeklebt. In einem Einführloch 18 im Glassubstrat 17 ist ein Rohr 19 aus Metall dicht befestigt, welches zum Einführen der Schutzflüssigkeit 13 in den durch die Glassubstrate 17 und 1 umgrenzten Hohlraum dient.

liachstehend wird der Füllvorgang dieses Hohlraumes mit der Schutzflüssigkeit 13 in Verbindung mit den Figuren 4(A),(B) und 5(A),(3),(G) beschrieben. In einer Vakuumkammer 21 befindet sich außer dem aus dem transparenten Glassubstrat 1, dem plattenförmigen Glassubstrat 17 und der EL-Sinheit bestehenden EL-Rohteil ein mit der Schutzflüssigkeit 13 gefüllter offener Behälter 20. Während gemäß Fig. 4(A) das Rohr 19 noch von der Schutzflüssigkeit 13 getrennt ist, wird mittels einer Vakuumpumpe das in der jvammer 21 enthaltene Gas abgesaugt.

Unter Vakuumbedingungen wird dann, siehe Fig. 4(B), das offene Ende des Rohres 19 in die Schutzflüssigkeit 13 eingetaucht. Anschließend wird in der Vakuumkammer wieder der atmosphärische Druck hergestellt und dadurch der Hohlraum mit der Schutzflüssigkeit 13 aus dem Behälter 20 gefüllt. Zur Verbesserung des FIießverhaltens der Schutzflüssigkeit kann die Vakuumkammer 21 dabei auf 100 bis 200 ⁰C aufgeheizt werden.

Nach vollendeter Befüllung wird das Rohr 19 gemäß Fig. 5(a) zunächst mit Hilfe einer Preßschließtechnik abgedichtet, dann gemäß Fig. 5(B) an der Preßschließstelle abgeschnitten, und zum Schluß wird das Rohr 19 an der Preßschließstelle durch Auftragen eines Epoxy-Klebers 12 vollkommen abgedichtet.

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ErfindungsgemäJJ wird die Schutzflüssigkeit veranlaßt, in kleinste Löcher einzudringen und dadurch die EL-Anzeigetafel vor Schädigungen durch Vergrößerung von kleinen thermisch geschädigten Zonen zu schützen. [) Außerdem wird die SL-Anzeigetafel wirKsaia vor dem Eindringen jeglicher Feuchte geschützt. Hierzu trägt auch die Verwendung von riarz-kleber bei.

In dem durch die beiden Substrate 1 und 17 gebildeten Hohlraum kann eine mit der Schutzflüssigkeit 13

TU getränkte und die ZL-Einheit durchgehend bedeckende ji'asereinrichxung, die vorzugsweise aus Asbest besteht, angeordnet sein. In "diesem t'all kann die ^asereinrichtung vorher mit der Schutzflüssigkeit imprägniert sein, das Injizieren durch das Kohr 19 nach Herstellung der Umhüllung für die EL-Einheit entfällt dann. Die so versiegelte EL-Anzeigetafel ist besonders schockresistent.

Selbstverständlich sind innerhalb des beanspruchten Erfindungsrahmens diverse Abwandlungen gegenüber dem 'AU beschriebenen Beispiel möglich.

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Claims

HAItIMTAN WALTE

TER MEER - MÜLLER - STEINME4STER

P-80QO München 22 D-4800 Bielefeld 2832652 Triftstraße 4 Siekerwaü 7

1042-GER 25. Juli 1978

Mü/Gdt/vL

Sharp Kabushiki Kaisha 22-22, Nägaike-cho, Abeno-ku, Osaka, Japan

Dünnschieht-Elektrolumineszenz-Anzeigetafel und Verfahren zu

deren Herstellung

Priorität: 16. März 1978, Japan, Ser.Nr. 30819/1978

PATENTANSPRÜCHE

11J Dünnschicht-EL(Elektrolumineszenz)-Element mit einer sandwichartig zwischen zwei dielektrischen Schichten angeordneten EL-Dünnschicht und einem Substrat-Paar, dadurch gekennzeichnet , daß in einen durch die Substrate (1, 17) begrenzten Raum eine im Kontakt mit den dielektrischen Schichten befindliche Schutzflüssigkeit (13) eingefüllt ist, die in auf den dielektrischen Schichten vorhandene kleine Löcher hineinreicht, gegenüber der EL-Dünnschicht und beiden dielektrischen Schichten neutral sowie gegenüber Hochspannung, hoher Feuchte und großer Wärme resistent ist und einen niedrigen Dampfdruck und einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzflüssigkeit (13) ein SiIikonöl ist.

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ORIGINAL INSPECTED

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER üharp 1 U42-GEH
3. Element nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet * daß die Schutzflüssigkeit (13) ein Fett ist.
4· Element nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Schutzflüssigkeit (13) enthaltende und das Dünnschicht-EL-Element (16) bedeckende Paser-Einrichtung.
5. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

zu den Substraten ein transparentes planes Substrat (1) und ein plattenförmiges Substrat (17) gehören.
6. Element nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Substrate (z.B. 1?) mit einer Rohr-Einrichtung zur Übertragung der Schutzflüssigkeit versehen ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-EL(Elektrolumineszenz)-Elementes mit einer sandwichartig zwischen zwei aufgetragenen dielektrischen Schichten angeordneten und eine als Luminesζenzζentrum dienende Verunreinigung aufweisenden EL-Dünnschicht,

dadurch gekennzeichnet, daß das Dünnschicht-EL-Element auf ein transparentes planes Substrat positioniert,

ein Gegensubstrat unter Bildung eines durch das transparente plane Substrat und das Gegensubstrat begrenzten sowie das Dünnschient-EL-Element enthaltenden Hohlraumes angeordnet,

und eine Schutzflüssigkeit in der V/eise eingeführt wird, daß sie das Dünnschicht-EL-Element bedeckt und in auf den di-elektrischen Schichten vorhandene kleine Löcher eindringt.
8. Verfahren nach Anspruch-7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Loch zum Einführen der Schutzflüssigkeit in den Hohlraum gebildet wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Schutzflüssigkeit auf eine Temperatur von etwa einhundert bis zweihundert ⁰C aufgeheizt wird.
TO. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegensubstrat ein plattenförmiges Substrat verwendet v/ird»
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,. daiS in deci Hohlraum ferner eine die Schutzflüssigkeit enthaltende Faserezurichtung positioniert und so angeordnet wird, daß sie das Dunnschicht-EL-Element bedeckt.

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ORIGINAL INSPECTED

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