FI109172B - Väriohutkalvoelektroluminesenssipaneeli - Google Patents

Description

109172 Väriohutkalvoelektroluminesenssipaneeli

Keksintö kohdistuu väriohutkalvoelektroluminesenssipaneeli (EL) paneeleihin, ja tarkemmin väriohutkalvo EL-paneeliin monivärivalon emittoimiseksi orgaa-5 nisistä aineista tehdyn värisuotimen läpi.

Perinteisesti on yllämainittua tyyppiä oleva väriohutlevykalvo EL-paneeli rakennettu järjestämällä lasialustalle 11 muodostettu EL-laite 20 ja peitelasin 19 sisään muodostettu värisuodin vastapäätä toisiaan ja saattamalla lasialus-10 ta 11 tarttumaan peitelasiin 19 niiden reunoilla tartunta-aineen avulla. EL-laitteeseen 20 kuuluu taustaelektrodi 12, ensimmäinen eristekerros 13, johon kuuluu S1O2 kerros 13a ja Si3N4 kerros 13b, fosforikerros 14, joka on tehty ZnS:Mn, toinen eristekerros 15, johon kuuluu Si3N4 kerros 15a ja AI203 kerros 15b, ja läpinäkyvä elektrodi 16. Toisaalta värisuodin 18 on muodostettu 15 yhdistämällä mosaiikkikuvioon vihreäsuodinosa 18a ja punasuodinosa 18b, joista kumpikin suodinosa 18a ja 18b on tehty orgaanisesta aineesta. EL-laitteen 20 j värisuotimen 18 välinen rako on tehty niin kapeaksi kuin mahdollista jotta ei aiheuteta värisiirrosta (dislokaatiota) tai katselukulman pienenemistä sen takia, että valo vuotaa viereisistä pikseleistä.

. . 20 • *

Kuitenkin vastapäätä toisiaan olevien lasialustan 11 ja peitelasin 19 pinnoilla * * · * ♦ # on vääristymää ja aaltoisuutta. Lisäksi lasialustan 11 ja peitelasin 19 välises- * ♦ .···. sä kiinnityksessä käytettävän tartunta-aineen paksuudessa on epätasaisuut- ; v. ta. Edellä mainittujen seikkojen johdosta on rako EL-laitteen 20 ja värisuoti- * « 25 men 18 välillä perinteisesti lisääntynyt niin, että seurauksena on ollut ongel-mia värisiirroksesta tai katselukulman pienentymisestä, johtuen valon vuota-’·“·* misesta viereisistä pikseleistä. Lisäksi EL-laite ja värisuodin 18 ovat joutuneet mekaaniseen kosketukseen keskenään kiinnitysvaiheessa, mikä on saattanut ”··: vahingoittaa osia. Tämän lisäksi on toinen ongelma siinä että EL-laite 20 ja 30 värisuodin 18 ovat joutuneet mekaaniseen kosketukseen keskenään paneelin 2 109172 valmistuksen jälkeen (käytön yhteydessä), mikä usein aiheuttaa dielektrisen läpilyönnin, jonka seurauksena pikseli häviää tai tulee juovavika.

Esillä oleva keksintö on kehitetty tarkoituksena pääasiallisesti ratkaista edellä 5 kuvatut epäkohdat ja keksinnön erityisenä tarkoituksena on saada aikaan parannettu värikalvo EL-paneeli, jolla voidaan estää värisiirrokset ja katselukulman pieneneminen johtuen raosta EL-laitteen ja värisuotimen välissä, samoin kuin pienentää mahdollista vioittumista, dielektristä läpipyöntiä, pikselin häviämistä ja juovavikaa johtuen EL-laitteen ja värisuotimen välisestä kon-10 taktista.

Edellä mainitun tarkoituksen saavuttamiseksi keksintö tarjoaa värikalvo EL-paneelin, joka on tunnettu siitä, että siihen kuuluu: elektroluminesenssilaite, elektroluminesenssilaitteen päälle asetettu hartsikerros, joka sisältää pääai-15 neena silikonihartsia, ja värisuodin, joka on laminoitu hartsikerroksen välityksellä elektroluminesenssilaitteen päälle hartsikerroksen sisältäessä pääaineena silikonihartsia eristeen läpilyönnin vähentämiseksi muodostamalla puskuri elektroluminesenssilaitteen ja värisuotimen väliin.

20 On myös edullista, että hartsikerrokseen kuuluu laminaattikalvo, joka on muodostettu asettamalla silikoni-modifioitu epoksihartsikerros silikonihartsi-kerrokselle.

: v. Edelleen on edullista, että hartsikerroksella on pinta, joka on muutettu omi- 25 naisuuksiltaan rasvahakuiseksi.

: ·· Lisäksi on edullista, että hartsikerroksen paksuus on 2 μ -100 pm.

·:·· Värisuodin laminoidaan hartsikerroksen välityksellä EL-laitteen päälle, ja sen • : 30 takia EL-laitteen ja värisuotimen välinen rako on tehty suunnilleen vakioksi •; ·: pitämällä hallinnassa hartsikerroksen kerrospaksuus ja siten estetään raon 3 109172 kasvamisesta johtuvat värissiirrokset ja katselukulman pieneneminen. Vä-risuodin laminoidaan hartsikerroksen välityksellä EL-laitteen päälle paneelin valmistusvaiheessa, ja sen takia EL-laite ei joudu mekaaniseen kosketukseen värisuotimen kanssa, jotta vältetään osien mahdollinen vahingoittuminen.

5 Paneelin valmistuksen jälkeen hartsikerros toimii puskurikerroksena EL-laitteen ja värisuotimen välillä. Siitä syystä mahdolliset pikselin häviämiset ja juovaviat dielektrisen läpilyönnin seurauksena (josta käytetään jatkossa nimitystä "dielektrinen läpilyönti tai vastaava"), jonka aiheuttaa EL-laitteen ja värisuotimen välinen kosketus, pienenevät.

10

Kun hartsikerrokseen kuulu piihartsi pääainesosana, voi hartsikerroksella olla erittäin suuri joustavuus. Hartsikerroksen kovuus voi olla esimerkiksi 0 JIS (Japanese Industrial Standards) standadin A mukaan. Yllämainitussa tapauksessa aikaansaadaan tehostettu puskurivaikutus, joka edelleen pienentää 15 dielektrisen läpilyönnin tai vastaavan mahdollista esiintymistä seurauksena EL-laitteen ja värisuotimen välisestä kontaktista.

Kun hartsikerros muodostuu laminaatista, joka on muodostettu laittamalla silikonimodifioitu epoksihartsi silikonihartsin päälle, varmistetaan parannettu 20 kastuvuus hartsikerrokseen kun värisuodinmateriaali (esim. materiaali, joka on muodostettu dispergoimalla pigmentti ja valoherkkä hartsi liuottimeen, joka sisältää 83 % polypropyleeniglykolimetyylieetteriasetaattia ja 17 % syk-.···. loheksaania) levitetään hartsikerroksen päälle. Tästä syystä värisuodin lami- : ·. ·. noituu hartsikerroksen päälle esteettömästi. Kun hartsikerroksen pinnalla on 1: ·. 25 hydrofiilinen ominaisuus (esim. silikonihartsipinnalla on hydrofiilinen ominai suus koska -OH ryhmä esiintyy pinnassa), pintajännitys hylkii värisuodinma-:··: teriaalia, ja siitä syystä värisuodinta ei voida kunnolla laminoida hartsikerrok- ...·' selle.

: 30 Kun hartsikerroksen pintaominaisuudet on muutettu niin että sillä on lipofiili- nen ominaisuus, voidaan varmistaa hyvä kastuvuus hartsikerrokseen kun 4 109172 värisuodinmateriaali levitetään hartsikerrokselle samalla tavalla kuin yllä on kuvattu. Siitä syystä värisuodin laminoituu hartsikerrokselle esteettömästi.

Jotta silikonihartsin pintaominaisuudet voidaan muuttaa lipofiiliseksi, tarvitaan käsittelyä ultraviolettisäteilytyksellä tai liuottimen kuten HMDS (heksa-5 metyyli-disilatsiini) levittämistä silikonihartsille.

Kun hartsikerroksen paksuus on 2 μ -100 pm, hartsikerros voi pienentää mahdollista dielektristä läpilyöntiä tai vastaavaa valmiissa paneelissa ja pienentää värisiirrosta ja katselukulman rajoittuneisuutta hyväksyttävälle tasolle.

10 Kun hartsikerroksen paksuus on pienempi kuin 2 pm, riittämätön puskurivai-kutus aiheuttaa vähäisen pienenemisen dielektriseen läpilyöntiin tai vastaavaan. Kun hartsikerroksen paksuus ylittää 100 pm värisiirtymää ja katselukulman pienenemistä ei voida välttää.

15 Keksintö tulee täydellisemmin ymmärretyksi seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja piirustuksista, jotka on esitetty vain havainnollistamaan mutta ei rajoittamaan keksintöä. Piirustuksissa:

Kuva 1 esittää leikkauskuvana väriohutkalvo EL-paneelin rakennetta keksin-20 nön yhden suoritusesimerkin mukaisesti; ja • *

Kuvia 2 esittää leikkauskuvaa tavanomaisesta väriohutkalvon EL-paneelista.

: . ·. Seuraavassa esitetään yksityiskohtainen kuvaus keksinnön yhden suori- 25 tusesimerkin mukaisesta väriohutkalvo EL-paneelista.

:··! Kuvio 1 esittää väriohutkalvo EL-paneelin yhtä suoritusesimerkkiä. Väriohut- ,,,: kalvo EL-paneeli on rakennettu laminoimalla värisuodin 8 hartsikerroksen 7 välityksellä EL-laitteelle 10, joka on muodostettu lasialustalle 1 ja peittämällä : 30 tuloksena oleva laminaatti peitelasilla 9. EL-laitteeseen 10 kuuluu taustaelekt- : * rodi 2, ensimmäinen eristyskerros 3, fosforikerros 4, toinen eristyskerros 5 ja

I I

5 109172 läpinäkyvä elektrodi 6 sijoitettuina mainitussa järjestyksessä alustalle 1. Fosforikerros 4 muodostuu ZnS:Mn kalvosta, jonka paksuus on 1 μ ja on muodostettu seostamalla Mn:a, joka toimii ensisijaisena elektroluminenssiainee-na, perusmateriaaliin ZnS. Ensimmäinen eristyskerros 3 muodostuu S1O2 kal-5 vosta 3a, jonka paksuus on 300 - 800 Ä ja S13N4 kalvosta 3b, jonka paksuus on 2000 - 3000 Ä, kun taas toinen eristyskerros 5 muodostuu S13N4 kalvosta 5a, jonka paksuus on 1000 - 2000 Ä, ja AI2O3 kalvosta 5b, jonka paksuus on 300 - 500 Ä. Taustaelektrodi 2 ja läpinäkyvä elektrodi 6 muodostuvat metal-likalvosta Mo ja ΠΌ (indium tinaoksidi) kalvosta vastaavassa järjestyksessä.

10 Hartsikerroksella 7 on vakiopaksuus 5 - 10 pm ja siihen kuuluu silikonihartsi, joka toimii sen pääainesosana, jolla on erinomainen joustavuus (kovuus 0 JIS (Japanese Industrial Standards) standardin A mukaan). Värisuodin 8 on rakennettu yhdistämällä vihreä kalvo 8a punaiseen kalvoon 8b limittyvät päällekkäin niin, että muodostuu ns. mustamatriisi.

15 Väriohutkalvo EL-paneeli valmistetaan seuraavalla menetelmällä. Ensin me-tallikalvo Mo kerrostetaan alustalle 1 ruiskutus- tai höyrystysmenetelmällä (sputtering). Metallia Mo oleva kalvo käsitellään ennalta määrättyyn juovaku-vioon fotolitograafisella menetelmällä taustaelektrodin 2 muodostamiseksi.

20 Sitten S1O2 kalvo 3a ja S13N4 kalvo 3b kerrostetaan reaktiivisella ruiskutus- tai höyrystysmenetelmällä (sputtering) muodostamaan ensimmäinen eristyskerros 3. Sitten fosforikerros 4 muodostetaan kemiallisella höyrykerrostusmene-. · · ·. telmällä (CVD-menetelmä) tai elektronisuihkuhöyrystysmenetelmällä (EB- menetelmä). (On huomattava, että EB-menetelmää käytettäessä tapahtuu 25 lämpökäsittely). Sitten S13N4 kalvo 5a ja AI2O3 kalvo 5b kerrostetaan reaktiivisella ruiskutus- tai höyrystysmenetelmällä (sputtering) muodostamaan toinen : · · i eristekerros 5. Sitten ΓΓΟ kalvo kerrostetaan ruiskutus- tai höyrystysmene- ,..: telmällä (sputtering). ΠΌ-kalvolle muodostetaan juovakuvio, joka on suoras- • ·: sa kulmassa taustaelektrodin 3 juovakuvion kanssa, fotolitograafisella mene- ': ‘ ‘ i 30 telmällä, jolloin muodostuu läpinäkyvä elektrodi 6. Sitten silikonihartsi ja sili-: · · · koni-modifioitu epoksihartsi levitetään spin-pinnoitusmenetelmällä, jolloin 6 109172 muodostetaan hartsikerros 7. Sitten hartsikerroksen 7 pintaominaisuus muutetaan hydrofiilisestä lipofiiliseksi kohdistamalla pintaan ultraviolettisäteilytys, jolloin varmistetaan parempi kastuvuus kun suoritetaan pinnoitus värisuoti-men 8 aineella seuraavassa vaiheessa. Sitten suoritetaan pinnoitus vihreäkal-5 von aineella 8a, joka muodostaa osan värisuotimesta 8. Värisuotimen 8 aine muodostetaan dispergoimalla vihreää tai punaista väriä ilmentävä pigmentti ja valoherkkä hartsi liuottimeen, joka sisältää 83 % propyleeniglykolimetyyli-eetteriasetaattia ja 17 % sykloheksaania. Sen jälkeen vihreälle kalvolle 8a muodostetaan erityinen kuvio fotolitograafisella menetelmällä. Tämän jälkeen 10 punaisen kalvon 8b aine kerrostetaan muodostamaan punainen kalvo 8b ennalta määrättyyn kuvioon kuten edellä on kuvattu. Koska hartsikerroksen 7 pinta on muutettu ominaisuuksiltaan lipofiiliseksi, voidaan päällystys kummallakin kalvolla 8a ja 8b tehdä määrättyyn paksuuteen stabiilia kalvonmuodos-tusta varten. Lisäksi saavutetaan parantunut adheesio hartsikerroksen 7 ja 15 kummankin kalvon 8a ja 8b välille. Kuten edellä on kuvattu, koska värisuodin 8 on laminoitu hartsikerroksen 7 välityksellä EL-laitteelle 10 paneelin valmistusvaiheessa, ei ole mekaanisen kontaktin mahdollisuutta EL-laitteen 10 ja värisuotimen 8 välillä, mistä aiheutuisi osien vahingoittuminen. Lopuksi, kun värisuodin 8 on peitetty peitelasilla 9 ja peitelasi 9 saatettu reunoillaan tart-20 tumaan lasialustaan 1, näiden kahden väliseen tilaan tai rakoon imetään ali-paine/tyhjiö paneelin valmistuksen saattamiseksi loppuun.

. · · ·. Edellä kuvatun mukaisessa väriohutkalvo EL-paneelissa värisuodin 8 on lami- ; v. noitu EL-laitteelle 20 hartsikerroksen 7 välityksellä, jolla on vakio kerrospak- I : ’ f *: 25 suus 5-10 pm, ja siten EL-laitteen 10 ja värisuotimen 8 välinen rako voi daan tehdä vakioksi ja siten voidaan estää värisiirros ja katselukulman piene-:'·· neminen raon kasvamisen seurauksena. Lisäksi hartsikerros 7 toimii puskuri- ...: kerroksena EL-laitteen 10 ja värisuotimen 8 välillä käyttötilanteessa, minkä : avulla dielektristä läpilyöntiä tai vastaavaa, seurauksena kontaktista EL-lait- : 30 teen 10 ja värisuotimen 8 välillä, voidaan vähentää. Hartsikerros 7 sisältää : ·: silikonihartsia pääainesosana, ja siitä syystä aikaansaadaan parantunut pus- 7 109172 kurivaikutus, joka edelleen pienentää dielektristä läpilyöntiä tai vastaavaa seurauksena kontaktista EL-laitteen 10 värisuotimen 8 välillä.

Kun hartsikerroksen 7 kerrospaksuus on pienempi kuin 2 pm, hartsikerros 5 toimii riittämättömästi puskurikerroksena pienentääkseen jonkin verran dielektristä läpilyöntiä tai vastaavaa. Kun hartsikerroksen 7 paksuus ylittää 100 pm, ei voida välttää värisiirrosta katselukulman pienenemistä.

Vaikka hartsikerroksen 7 pintaan kohdistetaan ultraviolettisäteilytys hartsiker-10 roksen pintaominaisuuksien muuttamiseksi lipofiiliseksi edellä kuvatussa paneelin valmistusprosessissa, menetelmä ei ole keksintöä rajoittava. Esimerkiksi on hyväksyttävä levittää liuotinta kuten HMDS (heksametyylidisilatsaa-| nia) silikonihartsipinnalle muuttamaan silikonihartsikerroksen 7 pinnassa esiintyvien -OH ryhmien tilaa niin että pinta saadaan lipofiiliseksi.

15

Kuten edellä on kuvattu, keksinnön mukaisessa väriohutkalvo EL-paneelissa värisuodin on laminoitu EL-laitteelle hartsikerroksen välityksellä, ja siitä syystä värisiirrosta ja katselukulman pienenemistä voidaan estää hallitsemalla hartsikerroksen kerrospaksuutta. Lisäksi värisuodin on laminoitu EL-laitteelle 20 hartsikerroksen välityksellä paneelin valmistusvaiheessa, ja siitä syystä EL-laitteen ja värisuotimen mahdollinen vahingoittuminen seurauksena mahdollisesta mekaanisesta kontaktista niiden välillä voidaan eliminoida. Tämän li- t · ,···. säksi, kun paneeli on valmis, hartsikerros toimii puskurikerroksena EL-laitteen «· · ; v. ja värisuotimen välillä, jolloin mahdollisuutta dielektriseen läpilyöntiin tai vas- : 25 taavaan, seurauksena osien välisestä kontaktista käyttötilanteessa, voidaan pienentää.

j · »»1 · * 1

Kun edellä mainittu hartsikerros sisältää silikonihartsia pääaineosana, on : · ·: hartsikerroksella erinomainen joustavuus, joka tehostaa puskurivaikutusta.

: : 30 Siitä syystä mahdollista dielektristä läpilyöntiä tai vastaavaa, seurauksena t » / 8 109172 kosketuksesta EL-laitteen ja värisuotimen välillä, voidaan entisestään pienentää.

Tapauksessa, jossa hartsikerros koostuu laminaatista, joka on muodostettu 5 jäljestämällä silikoni-modifioitua epoksihartsia silikonihartsille, varmistetaan parannettu kastuvuus hartsikerrokseen, kun värisuodinaine (esim. aine, joka on muodostettu dispergoimalla pigmentti ja valoherkkä hartsi liuottimeen, joka sisältää 83 % propyleeniglykolimetyylieetteriasetaattia ja 17 % syklo-heksaania) levitetään hartsikerrokselle. Siitä syystä värisuodin voidaan lami-10 noida hartsikerrokselle esteettömästi.

j

Kun hartsikerroksen kerrospaksuus on 2 - 100 pm, hartsikerros voi pienentää valmiin paneelin dielektristä läpilyöntiä tai vastaavaa ja vähentää värisiirrosta ja katselukulman rajoittuneisuutta hyväksyttävälle tasolle.

15

On selvää, että edellä kuvattua keksintöä voidaan muunnella monin tavoin.

Sellaisia muutoksia ei tule pitää keksinnön ajatuksesta ja suoja-alasta poikkeavina ja kaikki sellaiset muunnosmuodot, jotka ovat ammattimiehelle ilmeisiä, ovat tarkoitetut sisällytettäviksi seuraavien patenttivaatimusten suoja-I , 20 alaan.

« I

i * · < * · » · * * · ♦ I * I · ! » * *

S I

Claims (5)

9 109172

1. Väriohutkalvoelektroluminesenssipaneeli, tunnettu siitä, että siihen kuuluu: elektroluminesenssilaite (10), elektroluminesenssilaitteen (10) päälle 5 asetettu hartsikerros (7), joka sisältää pääaineena silikonihartsia, ja värisuo-din (8), joka on laminoitu hartsikerroksen (7) välityksellä elektroluminesenssilaitteen (10) päälle hartsikerroksen sisältäessä pääaineena silikonihartsia eristeen läpilyönnin vähentämiseksi muodostamalla puskuri elektroluminesenssilaitteen (10) ja värisuotimen (8) väliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen väriohutkalvoelektroluminesenssipaneeli, tunnettu siitä, että hartsikerros (7) muodostuu laminaattikalvosta, joka on muodostettu asettamalla silikoni-modifioitu epoksihartsikerros silikonihart-sikerrokselle. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen väriohutkalvoelektroluminesenssi-paneeli, tunnettu siitä, että hartsikerros (7) saatetaan prosessiin sen pinta-ominaisuuksien muuttamiseksi hydrofiilisistä lipofiilisiksi, jotta näin mahdollis- . tettaisiin stabiili värisuotimen (8) muodostus. 20

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen väriohutkalvoelektrolumine-senssipaneeli, tunnettu siitä, että hartsikerroksen (7) paksuus on 2 pm - : ‘ 100 pm, jotta näin varmistettaisiin vakiosuuruisen raon olemassaolo elekt- 1. roluminesenssilaitteen (10) ja värisuotimen (8) välillä. 25 • 5 t I

| .···,' 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen väriohutkalvoelektroluminesens- , · , sipaneeli, tunnettu siitä, että hartsikerroksen (7) paksuus on 5 pm -10 pm, jotta näin varmistettaisiin vakiosuuruisen raon olemassaolo elektrolumine- » I I f t senssilaitteen (10) ja värisuotimen (8) välillä. 10 109172