DE60210478T2

DE60210478T2 - Verfahren zur spendung von caesium und ihre verwendung zur herstellung von bildschirmen von typ "oled"

Info

Publication number: DE60210478T2
Application number: DE60210478T
Authority: DE
Inventors: Claudio Boffito; Luca Toia; Lorena Cattaneo
Original assignee: SAES Getters SpA
Current assignee: SAES Getters SpA
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: US6753648B2; WO2002093664A3; MY132034A; EP1419542B1; ITMI20010995A0; JP4087715B2; KR100742424B1; AU2002309256A1; CN100459219C; JP2004532932A; WO2002093664A8; HK1068495A1; ITMI20010995A1; EP1419542A2; CA2430941C; DE60210478D1; ATE322744T1; CN1531839A; US20040206205A1; US20040001916A1

Description

Die Erfindung betrifft Cäsiumspender und ein Verfahren zu ihrer Verwendung.
Cäsium wird seit langem auf dem Gebiet der Elektronik verwendet. Insbesondere wurde dieses Metall in der Vergangenheit zur Herstellung von lichtempfindlichen Oberflächen, beispielsweise von Bildverstärker- oder Photomultiplierröhren, verwendet.
Ein neues Verwendungsgebiet für Cäsium findet sich in OLED-(Organic Light Emitting Display)Bildschirmen.
Kurz gesagt wird ein OLED von einem transparenten planaren ersten Träger (aus Glas oder Kunststoff), einem nicht notwendigerweise transparenten zweiten Träger, der aus Glas, Metall oder Kunststoff hergestellt sein kann, im Wesentlichen planar und parallel zu dem ersten Träger und entlang seines Umfangs derart befestigt ist, dass ein geschlossener Innenraum entsteht, und einer Struktur in diesem Innenraum, die bei der Bilderzeugung aktiv ist, gebildet. Die aktive Struktur wird ihrerseits von einem ersten Satz aus linearen, zueinander parallelen transparenten Elektroden, die auf dem ersten Träger aufgebracht worden sind, einer Mehrfachschicht aus verschiedenen elektrolumineszierenden organischen Materialien, die mindestens eine Schicht aus einem elektronenleitfähigen Material und eine Schicht aus einem Elektronenleerstellen (auf diesem Gebiet auch als "Elektronenlöcher" bezeichnet) leitenden Material, die auf dem ersten Elektrodensatz aufgebracht ist, umfasst, und einem zweiten Satz aus linearen, zueinander paralle len Elektroden, die in Bezug auf diejenigen des ersten Satzes orthogonal ausgerichtet sind und sich mit der anderen Seite der Mehrfachschicht aus organischen Materialien derart in Berührung befinden, dass diese von den zwei Elektrodensätzen eingeschlossen wird, gebildet. Wegen näheren Einzelheiten zu Struktur und Betrieb von OLED-Bildschirmen kann man sich beispielsweise aus den Patentanmeldungen EP-A-845 924, EP-A-949 696 und JP-A-9-078058 und dem Patent US 6 013 384 unterrichten. Erst jüngst ist festgestellt worden, dass es das Dotieren von einer oder mehreren Schichten der organischen Mehrfachschicht mit kleinen Mengen von elektronenabgebenden Metallen, insbesondere Cäsium, ermöglicht, die Potentialdifferenz, die an die Elektrodensätze für den Betrieb eines Bildschirms anzulegen ist, und somit dessen Energieverbrauch zu verringern.
Aufgrund seiner hohen Reaktivität gegenüber Atmosphärengasen und Feuchtigkeit wird Cäsium im Industriezweig üblicherweise nicht als reines Metall, sondern in Form seiner gegenüber Luft bei Raumtemperatur stabilen Verbindungen verwendet.
Einige Cäsiumverbindungen setzen das Metall durch einfaches Erwärmen frei. Von diesen Verbindungen können Legierungen mit Silicium oder Germanium, wie sie beispielsweise in der Patentanmeldung EP-A-360 317 und im US-Patent 5 066 888 beschrieben sind, sowie die Sandwichverbindung des Cäsiums mit Graphit mit der Formel CsC₈, die in der Patentanmeldung EP A-130 803 erwähnt wird, genannt werden. Diese Verbindungen haben jedoch im Industriemaßstab keine praktische Verwendung.
Cäsiumdichromat, Cs₂Cr₂O₇, oder, gebräuchlicher, Cäsiumchromat, Cs₂CrO₄, werden normalerweise in der Industrie gemischt mit einem Reduktionsmittel verwendet. Durch Erwärmen dieser Gemische auf eine Temperatur von im Allgemeinen über 500 °C und üblicherweise zwischen 550 und 650 °C findet eine Reaktion statt, bei welcher Chrom auf eine niedrigere Wertigkeit reduziert wird, als Folge davon Cäsium dampfförmig freigesetzt wird. Als Reduktionsmittel werden im Allgemeinen Aluminium, Silicium oder Getterlegierungen, d.h. Legierungen auf der Basis von Titan oder Zirconium mit Aluminium oder einem oder mehreren Übergangselementen, verwendet. Die Verwendung dieser Gemische ist beispielsweise in dem Patent US 2 117 735 beschrieben.
Diese Verbindungen werden im Allgemeinen in geeignete Spender eingebaut, die in der Lage sind, feste Teilchen aus diesen Verbindungen festzuhalten, wobei aber mindestens ein Teil ihrer Oberfläche für Cäsiumdampf durchlässig ist. Verschiedene Formen von Spendern sind Gegenstand beispielsweise der Patente US 3 578 834 , US 3 579 459 , US 3 598 384 , US 3 636 302 , US 3 663 121 und US 4 233 936 . Eine weitere für Cäsiumspender erforderliche Eigenschaft besteht darin, dass sie keine Gase abgeben, die für den Betrieb der Vorrichtungen, in welchen Cäsium während ihrer Herstellung verwendet wird, nachteilig sind.
Cäsiumchromat und Cäsiumdichromat haben jedoch den Nachteil, dass sie sechswertiges Chrom enthalten, das bei Kontakt, Aufnahme oder Einatmung Reizungen hervorrufen und bei längerer Exposition Krebs erregend sein kann.
Bei der Herstellung von üblichen Vorrichtungen, in welchen Cäsium verwendet wird (Bildverstärker oder Photomultiplier) werden hohe Temperaturen erreicht, wobei nur durch die Verwendung von Chromat und Dichromat die Freisetzung von Cäsium in einer frühen Verfahrensstufe vermieden werden kann. Zusätzlich werden in diesen Fällen begrenzte Produktivitäten erreicht und sind demzufolge die Chromatmengen, die verwendet werden, ebenfalls begrenzt.
Die Temperaturen bei der Herstellung von OLEDs sind demgegenüber niedriger, und es sind für diese Bildschirme sehr hohe Produktionsstückzahlen in der Größenordnung von einigen zehn Millionen Stück pro Jahr vorgesehen. Bei diesen Produktionsvolumina werden die Sicherheitsprobleme, die mit dem Transport und der Verwendung von Chromaten verbunden sind, übermäßig. Bei der Produktion von OLEDs sollte es somit möglich sein und ist sehr erwünscht, für die Verdampfung von Cäsium Cs₂CrO₄ oder Cs₂Cr₂O₇ nicht verwenden zu müssen.
Der Erfindung liegt deshalb als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abgabe von Cäsium, wie in Patentanspruch 1 definiert, bereitzustellen. Dieses Verfahren ist für die Herstellung von OLED-Bildschirmen besonders geeignet. In diesem Verfahren liegt Cäsium nicht in Form eines Chromsalzes vor.
Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Verwendung von Cäsiumspendern in der Produktion von OLED-Bildschirmen, wie in Patentanspruch 17 definiert, bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden von der Erfindung gelöst, die in ihrem ersten Merkmal ein Verfahren zur Verwendung von Cäsiumspendern betrifft, die aus einem Behälter gebildet werden, der in der Lage ist, feste Teilchen aufzunehmen, von welchem mindestens ein Teil der Oberfläche für Cäsiumdampf durchlässig ist und welcher ein Gemisch aus mindestens einer Cäsiumverbindung und mindestens einem Reduktionsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Cäsiumverbindung aus Molybdat, Wolframat, Niobat, Tantalat, Silicat und Zirconat ausgewählt ist.
Die Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf die im Anhang befindlichen Zeichnungen näher erläutert, wobei
1 eine perspektivische Ansicht eines möglichen ersten erfindungsgemäßen Cäsiumspenders,
2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II' in 1 dieses Spenders,
3 eine perspektivische Ansicht mit Teilquerschnitt eines weiteren möglichen erfindungsgemäßen Spenders,
4 eine Draufsicht auf einen anderen möglichen erfindungsgemäßen Spender und
5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V' des Spenders von 4 zeigt.
Von den Erfindern ist festgestellt worden, dass Gemische aus einem oder mehreren Reduktionsmitteln mit einer oder mehreren Verbindungen, die aus Cäsiummolybdat, Cs₂MoO₄, Cäsiumwolframat, Cs₂WO₄, Cäsiumniobat, CsNbO₃, Cäsiumtantalat, CsTaO₃, Cäsiumsilicat, Cs₂SiO₃, und Cäsiumzirconat, Cs₂ZrO₃, ausgewählt sind, sich mit dem Verfahren zur Herstellung von OLEDs insofern vertragen, als sie in der Lage sind, Cäsium bei niedrigeren Temperaturen als denjenigen der entsprechenden Chromate zu verdampfen, wobei sie Gase, die hauptsächlich Wasserdampf enthalten, und praktisch keine solchen freisetzen, die für die OLEDs potenziell schädlich sind. Insbesondere betragen die Temperaturen der Verdampfung des Cäsiums aus diesen Gemischen im Allgemeinen weniger als 450 °C, wobei diese Temperaturen in den Reinigungskammern für OLEDs an den Cäsiumspendern leicht lokal erreicht werden können.
Die in den erfindungsgemäßen Spendern verwendeten Gemische können mehr als eine Cäsiumverbindung und mehr als ein reduzierendes Element oder eine reduzierende Verbindung enthalten, wobei aber im Allgemeinen nur eine Komponente pro Art verwendet wird.
Es ist möglich, als Reduktionsmittel eine der bereits bekannten und in auf Chromaten basierenden Spendern eingesetzten Komponenten wie Aluminium, Silicium, Zirconium bzw. Titan oder Zirconium bzw. Titan enthaltende Legierungen zu verwenden, beispielsweise die Legierung mit der prozentualen Gewichtszusammensetzung Zr 84 %-Al 16 %, die von der Anmelderin unter dem Warenzeichen St 101^® hergestellt und vertrieben wird, oder die Legierung mit der prozentualen Gewichtszusammensetzung Zr 76,5 %-Fe 23,5 %, die von der Anmelderin unter dem Warenzeichen St 198^® hergestellt und vertrieben wird.
Um den Kontakt zwischen Cäsiumverbindung und Reduktionsmittel zu verstärken, werden diese vorzugsweise pulverförmig verwendet. Beide Komponenten des Gemischs haben im Allgemeinen eine Teilchengröße von unter 1 mm, vorzugsweise unter 500 μm, und besonders bevorzugt von zwischen etwa 10 und 125 μm. Mit einem Pulver mit einer Korngröße von kleiner als 10 μm ist im Allgemeinen in der Produktion schwierig umzugehen und im Spender festzuhalten; außerdem können im Falle des Reduktionsmittels zu feine Pulver pyrophor werden, was in der Produktionsanlage Sicherheitsprobleme verursacht. Andererseits wird bei einem Pulver mit einer Korngröße von über den zuvor genannten der Kontakt zwischen den Mischungskomponenten schlechter und verlangsamt sich die die Freisetzung des Cäsiums verursachende Reaktion.
Das Gewichtsverhältnis von Cäsiumverbindung zu Reduktionsmittel kann innerhalb weiter Grenzen variieren. Dieses Verhältnis beträgt vorzugsweise 10 : 1 bis 1 : 10. Eine Verwendung der Cäsiumverbindung im großen Überschuss gegenüber dem Reduktionsmittel bietet keine praktischen Vorteile; andererseits, hauptsächlich, wenn das Reduktionsmittel eine Getterlegierung wie die weiter oben genannte Legierung St 101^® ist, kann sein Überschuss im Gemisch nützlich sein, da der Anteil, der nicht an der Umsetzung mit der Cäsiumverbindung beteiligt ist, eine absorbierende Wirkung auf die Gase ausüben kann, die bei der Reaktion freigesetzt werden können.
Das Gemisch kann in Form eines freien Pulvers verwendet werden, es ist jedoch auch möglich, es zu Tabletten zu formen, wobei die Verwendung von Tabletten den Vorteil hat, dass der Kontakt zwischen den Mischungskomponenten weiter verbessert wird und die Vorgänge zum Befüllen des Behälters erleichtert werden.
Der Behälter kann aus einem beliebigen Material und einer beliebigen Form hergestellt werden, das/die sich mit dem speziellen Verwendungszweck verträgt.
Insbesondere hinsichtlich des Materials, muss dieses chemisch inert gegenüber der Arbeitsatmosphäre und dem das Cäsium freisetzenden Gemisch innerhalb des gesamten Temperaturbereichs, der für seine Verwendung vorgesehen ist, im Allgemeinen zwischen Raumtemperatur und etwa 450 °C, sein, wobei in demselben Temperaturbereich das den Behälter bildende Material keine merklichen physikalischen Veränderungen erfahren darf, wie Modifizierungen seiner mechanischen Festigkeit oder Gestalt, und so niedrig wie mögliche Werte der Gasemission haben muss. Materialien mit diesen Eigenschaften sind beispielsweise Metalle oder Metalllegierungen, keramische Werkstoffe, Graphit und Bornitrid, BN. Die Verwendung von Metallen ist aufgrund ihrer leichten Bearbeitbarkeit und Formbarkeit bevorzugt. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Metallen, Graphit und BN besteht darin, dass der Spender bis zur verdampfungstemperatur des Cäsiums durch einfaches Leiten von Strom durch die Behälterwandung erhitzt werden kann. Bevorzugte Metalle und Legierungen für die Herstellung des Behälters sind Molybdän, Tantal, Wolfram, Nickel, Stahl und Nickel-Chrom-Legierungen.
Die Form des Behälters kann eine beliebige von den Formen sein, die aus den weiter oben genannten Patenten US 3 578 834 , US 3 579 459 , US 3 598 384 , US 3 636 302 , US 3 663 121 und US 4 233 936 bekannt sind. Behälter mit verschiedenen Formen und Materialien lassen sich auch käuflich erwerben, beispielsweise von der österreichischen Gesellschaft Plansee oder von dem US-Unternehmen Midwest Tungsten Service.
In den 1 und 2 ist perspektivisch bzw. im Querschnitt ein möglicher Spender gezeigt, in welchem erfindungsgemäße Gemische verwendet werden, insbesondere ist in 2 ein Querschnitt durch den Spender entlang der Linie II-II' von 1 gezeigt. Der Spender 10 wird von zwei Metallfolien 11 und 12 gebildet. Eine Vertiefung 13, die beispielsweise durch Kaltumformung der Folie erhalten worden ist, ist im mittigen Teil der Folie 12 angeordnet. Folie 11 hat in ihrem mittigen Bereich 14 (wird von der Strichellinie in 1 begrenzt) einen Satz aus kleinen Durchgangslöchern 15. In dem zusammengebauten Spender entspricht der Bereich 14 der Vertiefung 13; Letztere enthält ein Gemisch 16 aus mindestens einer erfindungsgemäßen Cäsiumverbindung und mindestens einem erfindungsgemäßen Reduktionsmittel. Die Folien 11 und 12 können aneinander befestigt werden, außerhalb der Vertiefung 13 auf eine beliebige Art und Weise, durch welche die Dichtheit des Pulvers sichergestellt wird; beispielsweise kann eine mechanische Befestigung in Form von "Laschen" in einer auf die andere gefalteten Folie oder eine Befestigung durch kontinuierliches bzw. Punktschweißen oder eine Kombination aus diesen Verfahren erhalten werden. Schließlich hat der Spender 10 zwei seitliche Vorsprünge 17 und 17', die für eine Handhabung mit mechanischen Mitteln in der Produktionslinie und für den Anschluss an eine Stromquelle, um ihn zu erhitzen, nützlich sind.
In 3 ist ein weiterer möglicher erfindungsgemäßer Spender 30 mit einem Teilquerschnitt gezeigt. In diesem Fall wird der Behälter des Gemischs 16 von einer (beispielsweise metallischen) Folie 31 gebildet, die ähnlich der Folie 12 der 1 und 2 ist, während der Oberflächenbereich des Behälters, der für den Cäsiumdampf durchlässig ist, von einem porösen Körper 32 gebildet wird, der ein Gettermaterial enthält oder aus diesem gebildet ist. Der Körper 32 kann durch ein beliebiges Verfahren an seiner Stelle festgehalten werden, beispielsweise ist in 3 ein Halteelement 33 gezeigt, das an der Folie 31 durch Schweißpunkte 34 befestigt ist, wobei der Körper 32 in der gewünschten Position durch ein beliebiges anderes Halteelement, das an der Folie 31 auf eine beliebige Weise befestigt ist, festgehalten werden kann. Der Körper 32 kann ausschließlich von einem gesinterten Gettermaterial gebildet werden, wobei ein solcher Getterkörper beispielsweise entsprechend dem im Patent EP-B-719 609 der Anmelderin beschriebenen Verfahren erhalten werden kann. Alternativ kann der Körper 32 aus einem Gettermaterial gebildet werden, das entsprechend verschiedener Verfahren auf einer offenen Tragstruktur aufgebracht wird, wie beispielsweise einem Drahtnetz mit Maschen mit geeigneten Abmessungen, wobei ähnliche offene Strukturen beispielsweise in dem Patent US 4 146 497 der Anmelderin beschrieben sind, oder er kann durch das Aufbringen von Getterteilchen auf ein Drahtnetz durch Elektrophorese, wie beispielsweise in dem Patent US 4 628 198 beschrieben, hergestellt werden. Durch diese Struktur erfüllt der Getterkörper 32 die doppelte Funktion Ermöglichung des Durchgangs des Cäsiumdampfes, wobei die Teilchen des Gemischs 16 zurückgehalten werden, und Verhinderung der Verschmutzung der Atmosphäre in der Produktionskammer, in welcher der Spender verwendet wird, durch Gase wie Wasserdampf und Kohlenoxid, die von den Komponenten des Gemischs abgegeben werden können.
Schließlich ist in den 4 und 5 eine weitere mögliche Ausführungsform des Spenders unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Gemischs gezeigt, die nützlich ist, wenn es erforderlich ist, geringe Cäsiummengen zu verdampfen, wobei dieser Spender die im Patent US 3 598 384 beschriebene Struktur hat. In 4 ist der Spender als Draufsicht und in 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V' von 4 gezeigt. Spender 40 wird von einem Behälter 41 mit einer länglichen Struktur, einem trapezförmigen Querschnitt und einem Längsschlitz 42 gebildet, der von einem Draht 43 verschlossen wird, der die Verdampfung des Cäsiums erlaubt, aber das Pulvergemisch 44 am Austreten hindert; der Behälter 41 läuft an den Enden zu zwei Anschlüssen 45, 45' verjüngt zu, welche die doppelte Funktion eines Verschlusses und von elektrischen Anschlüssen für das Erhitzen der Einheit erfüllen.
In einem zweiten Merkmal betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verwendung der zuvor beschriebenen Spender bei der Herstellung von OLED-Bildschirmen.
Die Struktur eines OLED (weiter oben kurz beschrieben) wird durch Verfahren, die für die Mikroelektronik typisch sind, durch Anordnen des transparenten ersten Trägers und aufeinander folgendes Aufbringen der verschiedenen Schichten hergestellt. Die Elektroden werden im Allgemeinen entsprechend Verfahren wie Siebdruck aufgebracht und die Schichten aus organischem Material im Allgemeinen durch Verdampfen oder "Spin Coating", das im Aufbringen eines Tropfens aus dem flüssigen Material auf den Träger und dessen Rotation besteht, erhalten.
Da die verwendeten organischen Materialien und insbesondere der zweite Satz aus Elektroden (die im Allgemeinen aus einem Metall wie Barium hergestellt werden) extrem empfindlich gegenüber atmosphärischen Agenzien und insbesondere gegenüber Wasserdampf sind, müssen wenigstens die Stufen der Anordnung dieser Schichten und die darauf folgenden in reinen Kammern im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre stattfinden. Dabei sind die erfindungsgemäßen Cäsiumspender besonders geeignet für die Einführung des Elements in die aktive Struktur während dieser Behandlungen in der Kammer.
Insbesondere umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Stufen:

– Einbringen eines Cäsiumspenders in eine Kammer, die eine kontrollierte Atmosphäre besitzt und mit Mitteln für sein Erhitzen versehen ist,
– Anordnen eines OLED-Bildschirm-Zwischenprodukts, das nach Bildung der mehrschichtigen organischen Beschichtung erhalten worden ist, in der Kammer,
– Verdampfen des Cäsiums aus dem Spender, indem dieser erhitzt wird, und
– Durchführen der anschließenden Produktionsstufen des OLED-Bildschirms, bis er mit dem zweiten Träger versiegelt wird.

Für die erfindungsgemäßen Aufgaben ist es nicht erforderlich, dass diese Stufen in dieser Reihenfolge durchgeführt werden; weiterhin kann das Verdampfen des Cäsiums zu verschiedenen Zeitpunkten der Produktion des OLED durchgeführt werden. Mögliche Veränderungen im erfindungsgemäßen Verfahren werden anschließend näher erläutert.
Die Kammer mit kontrollierter Atmosphäre kann eine von denjenigen sein, die bereits für die Durchführung der anderen Stufen zur Herstellung des OLED verwendet werden, oder kann eine Kammer sein, in welcher die Verdampfung des Cäsiums durchgeführt wird. Diese Kammer muss mit Mitteln zum Erhitzen des Spenders versehen sein, die strahlend (Infrarotlampen) oder bei einem Spender mit metallischem oder Graphitbehälter induktiv sein können, wobei das Erhitzen alternativ durch direkten Stromdurchgang, durch vorhergehendes Anordnen eines beheizbaren Trägers für den Spender oder auch im Fall von Behältern aus Graphit, Bornitrid und Metall (beispielsweise des weiter oben in Bezug auf die
1 und 2 beschriebenen Typs) durch Erhitzen des Spenders durch direkten Stromdurchgang durch die Behälterwände durchgeführt werden kann, wobei in letzterem Fall das Beheizungsmittel in der Kammer einfach ein durchgehendes elektrisches Mittel mit geeigneten Anschlüssen für den Behälter ist.
Wenn die Kammer zum Verdampfen des Cäsiums eine Kammer ist, in welcher auch andere Arbeitsgänge durchgeführt werden, wird der Spender vor der Verdampfungsstufe eingebaut und zum geeigneten Zeitpunkt thermisch aktiviert. Wird im Gegenteil die Kammer ausschließlich zum Verdampfen des Cäsiums verwendet, wird in die Kammer, in welcher der Spender bereits vorhanden ist, ein OLED-Zwischenprodukt geschickt. Danach wird Cäsium aus dem Spender durch Erhitzen auf eine Temperatur von zwischen etwa 250 und 450 °C je nach der darin verwendeten speziellen Cäsiumverbindung durch die zuvor genannten Mittel verdampft.
Die Verdampfung des Cäsiums kann in verschiedenen Produktionsstufen des OLED durchgeführt werden. So kann beispielsweise die Produktion von OLED folgende hauptsächliche Arbeitsgänge umfassen:

– Herstellung des ersten Elektrodensatzes auf dem transparenten ersten Träger,
– Herstellung der organischen Mehrfachschicht auf dem ersten Elektrodensatz,
– Verdampfung des Cäsiums auf der organischen Mehrfachschicht,
– Herstellung des zweiten Elektrodensatzes auf der organischen Mehrfachschicht und
– weitere mögliche Arbeitsgänge und Versiegelung entlang des Umfangs von erstem und zweitem Träger.

Alternativ kann das Verdampfen des Cäsiums nach der Herstellung des zweiten Elektrodensatzes durchgeführt werden.
Die Erfindung wird anschließend anhand der folgenden Beispiele, die einige erfindungsgemäße Cäsiumverbindungen betreffen, insbesondere Molybdat und Wolframat, und anhand eines Vergleichsbeispiels des Standes der Technik mit Chromat näher erläutert.
Beispiel 1
Es wurde ein Spender für Cäsium hergestellt, worin eine Verbindung des Elements, das Molybdat, Cs₂MoO₄, verwendet wurde.
Der Spender war von der in der Beschreibung unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläuterten Art. Behälter, Draht und Anschlüsse waren aus einer Nickel-Chrom-Legierung hergestellt. Der mit dem Gemisch gefüllte Teil hatte einen Querschnitt von etwa 1 mm × 1,5 mm und eine Länge von 25 mm. Der Behälter war mit einem Gemisch aus einem Gewichtsteil Cäsiummolybdat in Pulverform und fünf Gewichtsteilen der Legierung ST 101^® gefüllt, die Pulver hatten eine Teilchengröße von zwischen 10 und 125 μm. Die lineare Beladung des Behälters betrug etwa 40 mg Gemisch pro Zentimeter.
Der so hergestellte Spender war die Probe 1.
Beispiel 2
Es wurde ein wie in Beispiel 1 beschriebener Cäsiumspender hergestellt, wobei jedoch als Cäsiumverbindung das Wolframat, Cs₂WO₄, verwendet wurde. Dieser Spender war Probe 2.
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
Zum Vergleich wurde wie in Beispiel 1 beschrieben ein Cäsiumspender unter Verwendung des Chromats, Cs₂CrO₄, als Cäsiumverbindung hergestellt. Dieser Spender war Probe 3.
Beispiel 4
Dieses Beispiel betrifft Versuche zur Verdampfung des Cäsiums aus den in den vorhergehenden Beispielen hergestellten Spendern.
Die Proben 1 bis 3 wurden in einer Kammer, die anschließend evakuiert wurde, zusammengebaut, an elektrische Leitungen angeschlossen und von einer Stromquelle mit Strom versorgt. Die Stromstärke wurde allmählich mit einem Anstieg von 0,1 A/min erhöht. Die Temperatur der Probe wurde mit einem Thermoelement gemessen, das an die Außenwand des Behälters angeschweißt worden war, und die Stromstärke, die die Cäsiumverdampfung auslöste, mittels eines in der Nähe des Verdampfungsschlitzes angebrachten Triodensensors aufgezeichnet. Die so erhaltenen Temperaturen für den Verdampfungsbeginn sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Den Versuchsergebnissen ist zu entnehmen, dass Gemische, in welchen erfindungsgemäße Verbindungen verwendet werden, in der Lage sind, Cäsiumdampf bei Stromdurchgang und somit bei Temperaturbedingungen, die niedriger als diejenigen für Cäsiumchromat sind, zu entwickeln.

Claims

Verfahren zur Abgabe von Cäsium bei der Herstellung elektronischer Geräte, indem ein Cäsiumspender (10; 30; 40), der ein Gemisch (16; 44) aus mindestens einer Cäsiumverbindung und mindestens einem Reduktionsmittel enthält, erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Cäsiumverbindung aus Molybdat, Wolframat, Niobat, Tantalat, Silicat und Zirconat ausgewählt wird, und dass der Cäsiumspender aus einem Behälter gebildet wird, der in der Lage ist, feste Teilchen aufzunehmen, und von welchem mindestens ein Teil (14; 32; 42) der Oberfläche für Cäsiumdampf durchlässig ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die elektronischen Geräte OLED-Bildschirme sind.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Gemisch eine einzige Cäsiumverbindung und ein einziges Reduktionsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Reduktionsmittel aus Aluminium, Silicium, Zirconium und Titan oder Zirconium bzw. Titan enthaltenden Legierungen ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, worin das Reduktionsmittel eine Legierung mit der prozentualen Gewichtszusammensetzung Zr 84 %-Al 16 % ist.
Verfahren nach Anspruch 4, worin das Reduktionsmittel eine Legierung mit der prozentualen Gewichtszusammensetzung Zr 76,5 %-Fe 23,5 % ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die das Gemisch bildenden Materialien pulverförmig vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 7, worin die Pulver eine Teilchengröße von unter 1 mm besitzen.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die Pulver eine Teilchengröße von unter 500 μm besitzen.
Verfahren nach Anspruch 9, worin die Pulver eine Teilchengröße von zwischen 10 und 125 μm besitzen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Gewichtsverhältnis der das Gemisch bildenden Materialien 10 : 1 bis 1 : 10 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Behälter aus einem Material hergestellt ist, das aus Metallen, Metalllegierungen, Graphit, Bornitrid und keramischen Materialien ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 12, worin das Material aus Molybdän, Tantal, Wolfram, Stahl und Nickelchromlegierungen ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Spender (10) aus einem Behälter besteht, der durch Verbindung von zwei Metallfolien (11, 12) hergestellt worden ist, wobei die erste Folie (11) in ihrem mittigen Bereich (14) eine Vielzahl kleiner Löcher (15) und die zweite Folie (12) in ihrem entsprechenden mittigen Bereich eine Vertiefung (13) mit einem Gemisch (16) aus mindestens einer Cäsiumverbindung und mindestens einem Reduktionsmittel besitzt, die Verbindung zwischen den beiden Folien derart hergestellt ist, dass sie es festen Teilchen nicht erlaubt, auszutreten, und der Spender zwei seitliche Verlängerungen (17, 17') für die Handhabung mit mechanischen Mitteln und den Anschluss an eine elektrische Stromquelle besitzt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Spender (30) aus einem Behälter besteht, der aus einer Folie (31), wobei in einer Vertiefung davon ein Gemisch (16) aus mindestens einer Cäsiumverbindung und mindestens einem Reduktionsmittel enthalten ist, und einem porösen Körper (32) gebildet worden ist, der ein Gettermaterial umfasst oder daraus geformt ist und in der Vertiefung von einem Rückhalteelement (33) festgehalten wird, das auf der Folie durch Schweißpunkte (34) befestigt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Spender (40) aus einem Behälter (41) besteht, der eine längliche Struktur mit trapezoidem Querschnitt und einem Längsschlitz (42) besitzt, der von einem Draht (43) verschlossen ist, der die Verdampfung des Cäsiums erlaubt, aber das Pulvergemisch (44) daran hindert, den Behälter zu verlassen, der sich an den Enden um zwei Anschlüsse (45, 45') verjüngt, welche diese Enden verschließen und elektrische Kontakte zum Erhitzen des Spenders bilden.
Verfahren zur Verwendung eines Cäsiumspenders bei der Herstellung eines OLED-Bildschirms, der aus einem ersten transparenten Träger, einem ersten Elektrodensatz, einer mehrschichtigen organischen Beschichtung, einem zweiten Elektrodensatz und einem zweiten Träger gebildet ist, das die Stufen: – Einbringen des Cäsiumspenders in eine Kammer, die eine kontrollierte Atmosphäre besitzt und mit Mitteln für sein Erhitzen versehen ist, – Anordnen eines OLED-Bildschirm-Zwischenprodukts, das nach Bildung der mehrschichtigen organischen Beschichtung erhalten worden ist, in der Kammer, – Verdampfen des Cäsiums aus dem Spender, indem dieser erhitzt wird, und – Durchführen der anschließenden Produktionsstufen des OLED-Bildschirms, bis er mit dem zweiten Träger versiegelt wird, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Cäsiumspender (10; 30; 40) mindestens eine Cäsiumverbindung und mindestens ein Reduktionsmittel enthält und die Cäsiumverbindung aus Molybdat, Wolframat, Niobat, Tantalat, Silicat und Zirconat ausgewählt ist.
Verfahren zur Verwendung eines Cäsiumspenders nach Anspruch 17, das folgende Reihe von Vorgängen umfasst: – Herstellen des ersten Elektrodensatzes auf dem transparenten ersten Träger, – Herstellen der organischen mehrschichtigen Beschichtung auf dem ersten Elektrodensatz, – Aufdampfen des Cäsiums auf die organische mehrschichtige Beschichtung, – Herstellen des zweiten Elektrodensatzes auf der organischen mehrschichtigen Beschichtung und – weitere mögliche Vorgänge und Versiegeln von erstem und zweitem Träger entlang ihres Umfangs.
Verfahren zur Verwendung eines Cäsiumspenders nach Anspruch 17, das folgende Reihe von Vorgängen umfasst: – Herstellen des ersten Elektrodensatzes auf dem transparenten ersten Träger, – Herstellen der mehrschichtigen organischen Beschichtung auf dem ersten Elektrodensatz, – Herstellen des zweiten Elektrodensatzes auf der organischen mehrschichtigen Beschichtung, – Aufdampfen von Cäsium auf den zweiten Elektrodensatz und – weitere mögliche Vorgänge und Versiegeln. von erstem und zweitem Träger entlang ihres Umfangs.