DE3010164A1 - Duennschicht-elektrolumineszenzanzeige und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Duennschicht-elektrolumineszenzanzeige und verfahren zu ihrer herstellung

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DE3010164A1
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    • H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Dünnschicht-Elektrolumineszenzanzeige (im folgenden mit "EL-Anzeige" bezeichnet) und Verfahren zu ihrer Herstellung.
In der DE-OS 28 32 652.5-33 ist eine EL-Anzeige mit zwei umschließenden Glassubstraten beschrieben, zwischen denen eine Schutzflüssigkeit, beispielsweise Siliconöl, Schmieröl oder Schmierfett, eingebracht ist, wodurch verhindert werden soll, daß Feuchtigkeit in den durch die beiden Glassubstrate festgelegten Innenraum von außen eindringt und die Funktionszuverlässigkeit und Lebensdauer der EL-Anzeige allmählich verschlechtert.
Die Schutzflüssigkeit enthält jedoch unvermeidlich eine geringe Menge an Feuchtigkeit, und zwar auch dann noch, wenn sie einer Vorbehandlung unterzogen wurde, um den Wasseranteil auszutreiben. Diese kleine, immer noch verbleibende Menge an Feuchtigkeit in der Schutzflüssigkeit kann dann in die EL-Anzeige eindringen und diese zerstören.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dünnschicht-EL(Elektrolumineszenz)-Anzeigeeinrichtung mit einer Schutzanordnung zu schaffen, mit der Feuchtigkeit aus der Umgebung der EL-Anzeige vollständig entfernt werden kann.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-Elektrolumineszenz-Anzeigeeinrichtungen anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem in Anspruch 1 angegebenen Dünnschicht-El-Element bzw. mit dem Verfahren gemäß Anspruch 23 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung sind zwei Substrate, von denen wenigstens eines ein lichtdurchlässiges Glassubstrat ist, zum Ver- bzw. Abschliessen einer herkömmlichen EL-Anzeigeeinheit vorgesehen, wobei eine Schutzflüssigkeit für die EL-Anzeigeeinheit verwendet wird. Um die beiden Substrate in ihrer Lage festzulegen bzw. den Abstand der beiden Substrate zu definieren, wird ein Abstandshalter verwendet. In einem der Substrate ist wenigstens ein Einfülloch vorgesehen, um die Schutzflüssigkeit in den durch die beiden Substrate gebildeten Innenraum einfüllen zu können. Um die beiden Substrate und den Abstandshalter miteinander zu verbinden, wird ein Klebemittel verwendet. Die Schutzflüssigkeit kann in die kleinen Löcher in den dielektrischen Schichten der EL-Anzeigeeinheit hineinfliessen und ist weiterhin resistent gegen Hochspannung, hohe Feuchtigkeit und hohe Temperaturen. Darüberhinaus ist sie gegenüber den die EL-Anzeigeeinheit bildenden Schichten neutral und weist einen geringen Dampfdruck und einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten auf.
Die Schutzflüssigkeit ist vorzugsweise Siliconöl, ein Schmiermittel, Fett oder dgl. Der Abstandshalter besteht beispielsweise aus einem Polyacetylharz oder einem PoIyamidharz oder aus einem anderen isolierenden Kunststoff. Als Abstandshalter können Siliconkautschuk oder Glas verwendet werden. Das Klebemittel ist ein Epoxyharz oder dgl. Die elektrischen Anschlüsse für die EL-Anzeigeeinheit erstrecken sich in den Innenraum, der durch die beiden Substrate definiert ist. Die Anschlüsse stehen mit einer Steuer- bzw. Treiberschaltung in Verbindung, mit der ein elektrisches Vechselfeld an die EL-Anzeigeeinheit angelegt wird.
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In die Schutzflüssigkeit wird ein Feuchtigkeit absorbierendes Element bzw. Mittel eingebracht. Das Element ist eine Platte, die mit Silicagel oder Silicagelteilchen beschichtet ist. Die Silicagelteilchen können erforderlichenfalls in einem Rohr untergebracht sein, oder sie sind im Abstandshalter verteilt bzw. dispergiert. Sie können aber auch in der Schutzflüssigkeit dispergiert sein. Die Platte wird an eines der Substrate angebracht. Das Absorptionselement dient dazu, die in der Schutzflüssigkeit enthaltene leuchtigkeit zu absorbieren. Die Schutzflüssigkeit kann mit einem Farbstoff gefärbt sein, so dass sie der Hintergrund für die EL-Anzeigeeinrichtung bildet.
Die Schutzanordnung für die EL-Anzeigeeinheit wird mit den nachfolgend angegebenen Herstellungsschrxtten gebildet. Zunächst wird die EL-Anzeigeeinheit zwischen die beiden Substrate und die Abstandshalter gebracht, die dann mit einem Klebemittel verklebt werden. Diese Anordnung wird dann in eine geeignete Schutzflüssigkeit gebracht, wobei eine Aufheizung auf eine geeignete Temperatur von 100 bis 200° G durchgeführt wird. Gleichzeitig befindet sich die ganze
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Anordnung in einem Unterdruck von weniger als 10 Torr, oder in einem Vakuum, und der Innenraum wird mit Schutzflüssigkeit gefüllt. Nachdem die Anordnung wieder auf Baumtemperatur und auf Atmosphärendruck gebracht wird, wird das Einfülloch mit einem Klebemittel verschlossen.
Die Erfindung schafft also eine EL-Anzeigeeinrichtung, die mit zwei Glassubstraten nach aussen abgeschlossen ist und dadurch gegenüber dem Aussenraum geschützt ist. Zwischen ein Gegengiassubstrat und ein Substrat, auf dem die EL-Anzeigeeinheit angeordnet ist, wird eine Schutzflüssigkeit eingefüllt. Die Schutzflüssigkeit besteht beispielsweise aus Siliconöl, einem Fett ο. dgl., so dass die EL-Dünnschicht-Anzeige geschützt ist. Das Gegengiassubstrat wird mit dem Substrat mittels eines Klebemittels, beispielsweise eines
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durch Licht aushärtendem Kunststoff verklebt. Im Substrat ist ein Kapillarröhrchen oder ein kleines Loch vorgesehen, durch das im Vakuum Flüssigkeit eingefüllt wird. Die Flüssigkeit verteilt sich in die kleinen Löcher, die in den dielektrischen Schichten entstehen und sie ist gegen Hochspannung, hohe Feuchtigkeit und hohe Temperaturen widerstandsfähig. Darüberhinaus ist diese Flüssigkeit gegenüber den die EL-Anzeigeeinrichtung bildenden Schichten neutral und sie weist einen geringen Dampfdruck und einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Ein Feuchtigkeit absorbierendes Mittel bzw. Element wird in die Schutzflüssigkeit gebracht. Das Element ist eine mit Silicagel oder Silicagelteilchen beschichtete Al-Folie. Die Silicageldteilchen können erforderlichenfalls auch in einem Behältnis, beispielsweise einem Röhrchen oder dgl., untergebracht oder im Abstandshalter dispergiert sein. Die Silicagelteilchen können aber auch in der Schutzflüssigkeit dispergiert sein. Die Al-Folie wird an eines der Substrate angebracht. Das Feuchtigkeit absorbierende Mittel bzw. Element dient dazu, die in der Schutzflüssigkeit enthaltene· Feuchtigkeit zu absorbieren. Die Schutzflüssigkeit kann mit einem Farbstoff gefärbt sein und bildet dann einen Hintergrund für die EL-Anzeige.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutei£ Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemasse EL-Dünnschicht-Anzeige,
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die Vergleichsdaten hinsichtlich der über die Zeit eintretenden Versohlechterung bei einer herkömmlichen EL-Anzeige und der in Fig. 1 dargestellten EL-Anzeige wiedergibt, und
Fig. 3 bis 7 Querschnitte anderer Ausführungsformen der erfindungsgemässen EL-Anzeige.
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Pig. 1 zeigt eine erfindungsgemasse Dünnschicht-Elektrolumineszenz (EL)-Anzeigeeinrichtung mit einem lichtdurchlässigen Glassubstrat 1, mehreren lichtdurchlässigen Elektroden 2 aus In2O-, oder SnO2 oder dgl., einer ersten dielektrischen Schicht 3, einer EL-Dünn schicht 4-, einer zweiten dielektrischen Schicht 5, mehreren Gegenelektroden 6 aus beispielsweise Al, Abstandshaltern 10, sowie einem Gegensubstrat 11 aus Glas. Die lichtdurchlässigen Elektroden 2 sind parallel zueinander auf dem Glassubstrat 1 angeordnet. Die Gegenelektroden 6 sind so angeordnet, dass sie - in Aufsicht gesehen - unter einem rechten Winkel zu den lichtdurchlässigen Elektroden 2 liegen. Kreuzungspunkte der lichtdurchlässigen Elektroden 2 mit den Gegenelektroden 6 bilden jeweils ein Element für die EL-Anzeigeeinrichtung. An die lichtdurchlässigen Elektroden 2 und die Gegenelektroden 6 wird ein Wechselfeld angelegt.
Die erste dielektrische Schicht 3 besteht aus ^2^3' TiOp, AIoO^, Si7N4 und SiOp oder dgl. und wird mit einem Be dampf längsverfahren oder durch Elektronenstrahl-Bedampfung bzw. -Yer dämpfung aufgebracht. Die EL-Dünn schicht 4- besteht aus einer ZnS-Dünnschicht, die in einem gewünschte Masse mit Mangan dotiert ist. Die zweite dielektrische Schicht besteht aus einem ähnlichen oder demselben Material wie die erste dielektrische Schicht 3-
Die EL-Anzeige weist eine Abdichtung für die EL-Einheit,-nämlich für die erste und zweite dielektrische Schicht 3 bzw. 5 und die EL-Dünn schicht 4· auf. Das Gegensubstrat 11 ist zusammen mit dem lichtdurchlässigen Glassubstrat 1 zum Abdichten bzw. zum Abschliessen der EL-Einheit vorgesehen. Das Gegensubstrat 11 muss nicht lichtdurchlässig sein, weil auf das Substrat 1 geschaut wird. Die Abstandshalter 10 legen das Gegensubstrat 11 in seiner Lage fest. Es wird ein Klebemittel 12 aufgebracht, mit dem das lichtdurchlässige Glassubstrat 1, der Abstandshalter 10 und das
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Gegensubstrat 11 verklebt werden. In einem Hohlraum, der durch die beiden Substrate 1 und 11 gebildet wird, befindet sich eine Schutzflüssigkeit 13, die - wie der Name sagt die EL-Einheit schützt. Die Schutzflüssigkeit 13 ist beispielsweise Siliconöl oder ein Schmiermittel bzw. Fett, das für eine Vakuumabdichtung geeignet ist.
Vorzugsweise sollte die Schutzflüssigkeit 13 folgende Eigenschaften aufweisen:
(1) Sie sollte in kleine Löcher oder Risse eindringen, die in den dielektrischen Schichten 3 und 5 vorhanden sind oder entstehen,
(2) sie sollte hochspannungsfest sein,
(3) sie sollte widerstandsfähig gegenüber Wärme und Feuchtigkeit sein,
(2I-) sie sollte hinsichtlich des Materials, aus dem die EL-Einheit besteht, inert sein, und
(5) sie sollte· einen niedrigen Dampfdruck und einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
Die Punkte (1), (2) und (4) sind sehr wichtige Eigenschaften für die Schutzflüssigkeit 13-
Der Abstandshalter 10 ist eine isolierende plastische Platte oder Folie aus einem Polyacetylharz oder einem Polyamidharz oder einem Siliconkautschuk, oder er ist eine Glasplatte. Im Gegensubstrat 11 befindet sich wenigstens eine Einführöffnung 14, um die Schutzflüssigkeit einzubringen-. Das Klebemittel 12 ist ein Epoxyharz oder dgl. Auf dem lichtdurchlässigen Glassubstrat 1 sind Anschlüsse 15 für die lichtdurchlässigen Elektroden 2 und die Gegenelektroden 6 ausgebildet und erstrecken sich in den Innenraum der Einheit hinein. Die Anschlüsse 15 stehen mit einer (nicht dargestellten) Steuerschaltung in Verbindung, die der EL-Einheit eine Wechselspannung bereitstellt.
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Die meiste Feuchtigkeit bzw. das meiste Wasser, die bzw. das in der Schutzflüssigkeit 13 üblicherweise enthalten ist, wird vor dem Einfüllen durch einen Entgasungsvorgang entfernt. Dennoch bleibt auch dann noch eine geringe Menge an Feuchtigkeit bzw. Wasser in der Schutzflüssigkeit 13 zurück. Diese geringe Feuchtigkeits- bzw. Wassermenge kann jedoch die EL-Einheit zerstören bzw. beschädigen, wenn diese Feuchtigkeit bzw. auch kleine Mengen an Wasser in sie eindringt. Eine solche kleine Feuchtigkeitsmenge kann durch Absorptionsmittel gemäss der vorliegenden Erfindung absorbiert werden, so dass die EL-Einheit vollständig gegen Feuchtigkeit geschützt ist und eine sichere und gute Funktionsweise gewährleistet bleibt.
Auf der Innenseite des GegenSubstrats 11 ist ein absorbierendes Element 16 aus einer Aluminiumfolie ausgebildet, die mit Silicagel beschichtet ist. Da die Schutzflüssigkeit 13 nicht-ionische Eigenschaften aufweist, kann das Silicagel-Material die in der Schutzflüssigkeit 13 enthaltene ionische Feuchtigkeit absorbieren, ohne dass das Silicagel mit der Schutzflüssigkeit 13 in Wechselwirkung tritt.
Das absorbierende Element 16 ist durch einen Kleber, beispielsweise ein Epoxyharz oder dgl. an die Gegensubstrat angeklebt. Anstelle des mit Silicagel beschichteten AIurainiumelements 16 kann auch eine Glasplatte oder eine Kunststoffplatte verwendet werden, die jeweils mit Silicageld beschichtet sind. Es kann auch eine Platte, die aus Silicagel besteht, verwendet werden, und die auch an dem Gegensubstrat 11 angebracht ist. Anstelle von Silicagel kann auch jedes andere dazu geeignete Material verwendet werden.
Die in Fig. 1 dargestellte EL-Anzeigeeinrichtung wird mit dem nachfolgend beschriebenen Herstellungsverfahren gefertigt. Die EL-Einheit wird auf die lichtdurchlässige Elektrode 2 aufgebracht, die ihrerseits auf dem licht-
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durchlässigen Glassubstrat 1 liegt. Das Gegensubstrat 11 ist derart über dem lichtdurchlässigen Glassubstrat 1 angebracht, dass die EL-Einheit unter Verwendung der Abstandshalter 10 umschlossen ist. Die beiden Substrate 1 und 11, sowie die Abstandshalter 10 werden mit einem Klebemittel beschichtet. Die zusammengesetzte EL·-Anzeigeeinrichtung wird in einem die Schutzflüssigkeit 13 enthaltenen Behälter aufgenommen. Der Behälter wird mit einer Temperatur von 100 bis 200° C aufgeheizt und in ihm wird mit einer Vakuumpumpe ein Unterdruck von kleiner als 10 Torr erzeugt. Luft und Gas, die bzw. das sich im Innenraum der EL-Anzeige befinden, werden dadurch abgesaugt, und die Schutzflüssigkeit 13 kann in die Einfüllöffnung 14- eingefüllt werden. Die EL-Anzeigeeinrichtung wird bei Eaumtemperatur und Atmosphärendruck wieder aus dem Behälter entnommen. Die Einfüllöffnung 14- wird mit einem Kleber, beispielsweise mit Epoxyharz oder dgl., geschlossen, so dass die Schutzflüssigkeit 13 nicht ausströmen kann.
Auf diese Weise wird Luft und Gas mit einer Vakuumpumpe entfernt. Durch Aufheizen des Behälters wird das Entfernen von Luft und Gas aus der Flüssigkeit 13 unterstützt bzw. verbessert. Darüberhinaus wird auch durch das Erwärmen die Fliessfähigkeit der Schutzflüssigkeit 13 verbessert.
Die Schutzflüssigkeit 13 kann daher vollständig in die kleinen Löcher eindringen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel muss Gas aus der Silicagel-Schicht entfernt werden, bevor das Absorberelement 16, das mit der Silicagelschicht beschichtet ist, in den Innenraum gebracht wird, der durch die beiden Substrate 1 und 11 gebildet wird. Venn das Gas aus der Silicagelschicht nämlich erst nach dem Anbringen des Absorberelements 16 im Innenraum entfernt wird, muss das Absaugen des Gases durch die kleine Einfüllöffnung 14 vorgenommen werden, so dass das Absaugen des Gases lange dauert
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bzw. nur unvollkommen geschieht. Darüberhinaus besteht die Gefahr, dass das zum Anbringen des Absorberelements in der EL-Anzeigeeinrichtung verwendete Klebemittel gegen hohe Temperaturen von etwa 120 bis 150° C nicht widerstandsfähig genug ist, denn solche Temperaturen sind erforderlich, um das Klebemittel, mit dem die Silicagelschicht am Absorberelement 16 angeklebt wird, auszuhärten und das Gas aus der Silicagelschicht auszutreiben.
Die in Fig. 2 gezeigte graphische Darstellung zeigt einen Vergleich von Daten, die die Funktionsverschlechterung wiedergeben, und zwar im Vergleich zu einer herkömmlichen Dünnschicht-EL-Anzeige ohne das Absorberelement 16 und der Dünnschicht-EL-Anzeige mit dem erfindungsgemassen Absorberelement 16. Es wurden jeweils zehn Einheiten beider Dünnschicht-EL-Anzeigen zusammengesetzt und hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt. Mit der in Fig. 1 dargestellten Linie a sind die Daten der herkömmlichen Anzeigen und mit der Linie b sind die Daten der erfindungsgemassen Anzeigen angegeben. Die Linie c gibt die unterste Begrenzungslinie wieder, oberhalb der die Anzeigen schlecht bzw. funktionsunfähig werden. Auf der Ordinate ist der Grad der Verschlechterung und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die Lebensdauer der erfindungsgemassen Anzeigen mit dem Absorberelement 16 etwa vier- bis fünfmal langer als bei herkömmlichen Anzeigen ohne Absorberelement. Bei diesen Untersuchungen betrug die Dicke der Silicagelschicht, mit der das Element 16 beschichtet war, bis zu 100 ,um. Eine dickere Silicagelschicht als 100/um ergibt eine längere Lebensdauer der Dünnschicht-EL-Anzeige.
Die Fig. 3 bis 5 geben weitere Ausführungsformen der erfindungsgemassen Dünnschicht-EL-Anzeige wieder. Die Elemente, die denen von Fig. 1 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist rund um die Dünnschicht-EL-Einheit das Absorberelement 16 aus Silicagel-Teilchen, eine Abdeckplatte Ύ] und ein Abstandselement 18 angeordnet- Bei diesem Ausführungsbeispiel werden als Absorberelemente 16 Silicagel-Teilchen verwendet. Die Abdeckplatte 17 deckt die Dünnschicht-EL-Einheit ab, so dass die Silicagel-Teilchen von der Anzeigeseite her vor dem Glassubstrat 1 nicht gesehen werden können. Die Abdeckplatte 17 besteht aus Kunststoff oder dgl. Sie ist vorzugsweise so angeordnet, dass die Silicagel-Teilchen nicht gesehen werden können, weil sie sich zu sehr setzen bzw. niederschlagen und damit eine gute Anzeige der Anzeigeeinrichtung stören bzw. verhindern. Das Abstandselement 18 hält die Silicagel-Teilchen zusammen mit der Abdeckplatte 17 an ihrem Platz.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind die als Absorberelement 16 dienenden Silicagel-Teilchen in einem Rohr oder Schlauch untergebracht. Das Rohr weist viele kleine Löcher auf oder ist für Feuchtigkeit sehr gut durchlässig. Das Rohr ist am Rand der Dünnschicht-EL-Einheit angeordnet.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Silicagel-Teilchen, die als Absorberelement 16 dienen, in den Abstandshaltern 10 dispergiert. Zwar ist die Feuchtigkeitsabsorption bei dieser Ausführungsform vielleicht etwas geringer als bei den anderen Ausführungsformen, jedoch ist der Fertigungsvorgang wesentlich einfacher.
Bei weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemassen Dünnschi cht-EL- Anzeigeeinrichtungen ist weiterhin ein Hintergrund für die EL-Anzeige dadurch vorgesehen, dass irgendeine Farbe der Schutzflüssigkeit 13 zugesetzt wird, dass eine farbige Hintergrundplatte verwendet wird, oder dass das Absorberelement 16 farbig ist.
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Ein geeigneter Farbstoff bzw. eine geeignete Farbe wird für die Färbung der Schutzflüssigkeit 13 dieser zugesetzt. Vorzugsweise sollte ein solche Farbstoff folgende Eigenschaften aufweisen:
(1) Er sollte sich in der Schutzflüssigkeit 13 bei Zimmertemperatur oder einer Temperatur von etwa 60 bis 70° leicht auflösen bzw.zerteilen,
(2) er sollte verhindern, dass die Schutzflüssigkeit 13 lichtdurchlässig ist, wenn sie durch den Farbstoff gefärbt in den Innenraum der Dünnschicht-EL-Anzeigeeinrichtung in einer Dicke von etwa 1 mm gebracht wird,
(3) die elektrischen Isolxereigenschaften der Schutzflüssigkeit 13 sollten auch bei in ihr aufgelöstem Farbstoff erhalten bleiben,
(4) die Feuchtigkeits-Abscrptionsfähigkeit des Absorberelements 16 sollte auch aufrechterhalten bleiben, wenn der Farbstoff in der Schutzflüssigkeit 13 aufgelöst ist, und
(5) die elektrischen und optischen Eigenschaften der Dünnschicht-EL-Einheit sollten sich nicht ändern.
Soweit diese Erfordernisse eingehalten werden können, kann irgendein Farbstoff verwendet werden, mit dem die Schutzflüssigkeit 13,beispielsweise blau, schwarz oder dgl., gefärbt werden kann. Ein solcher Farbstoff ist in der Schutzflüssigkeit 13 mit einem Gewichts-Prozentsatz von etwa 0,01 bis 1,0 dispergiert.
Durch den Zusatz von Farbstoff in die Schutzflüssigkeit 13 erhält man gegenüber der in der EL-Einheit erzeugten Elektrolumineszenz eine gleichmässige blau- oder schwarzgefärbte Hintergrundschicht, so dass das Absorberelement 16 und das Gegensubstrat 11 nicht sichtbar sind, wenn man von der Anzeigeseite her auf das Glassubstrat 1 schaut.
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Es kann jedoch, auch das Absorberelement 16, das mit Silicagel beschichtet ist, gefärbt werden, um den Hintergrund für die EL-Einheit zu schaffen.
In Fig. 6 sind die den Elementen von Fig. 1 entsprechende Elemente mit denselben Bezugszahlen versehen. Bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung ist zusätzlich noent eine Hintergrundsplatte 17 zwischen dem Absorberelement 16 und der Dünnschicht-EL-Einheit vorgesehen. Die Hintergrundsplatte 17 besteht aus Kunstfasern, die gefärbt sind. Vorzugsweise ist die Hintergrundsplatte 17 mit der Schutzflüssigkeit 13 imprägniert.
Der räumliche Ausdehnungskoeffizient von Siliconöl, aus der die Schutzflüssigkeit 13 besteht, ist etwa 10~"iVoC, also wesentlich höher als der räumliche Ausdehnungskoeffizient von Glas, das für die Glassubstrate 1 und/oder 11 verwendet wird und 10" /0C beträgt. Daher kann das Gehäuse der Dünnschicht-EL-Anzeige durch hohe Temperaturen leicht beschädigt oder zerstört werden, zumal die Haftung der Klebemittel bei solch hohen Temperaturen nicht mehr gut ist.
Um sicherzustellen, dass die Dünnschicht-EL-Anzeige auch bei hoher Temperatur ordnungsgemäss arbeitet und nicht zerstört wird, wird eine Blase durch Einbringen getrockneter Luft oder getrocknetem Stickstoffs in die Schutzflüssigkeit I3 gebildet. Die Blase nimmt Druck oder Spannungen auf, die im Innern des Gehäuses durch die unterschiedlichen räumlichen Ausdehnungskoeffizienten für die Materialien herrühren, aus denen das Gehäuse und die Schutzflüssigkeit 13 besteht.
Beispielsweise wurde getrocknete Luft oder getrockneter Stickstoff (Uo) Ύθη etwa 0,7 bis 0,5 cm , je nach dem Innenvolumen des Gehäuses und der Art des Klebemittels
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genommen. Die Dünnschicht-EL-Anzeigeeinrichtung mit der Blase widerstand honen Temperaturen bis zu 75° C und einer hohen Luftfeuchtigkeit bis zu 95 % und arbeitete dabei zufriedenstellend.
Fig. ? zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Dünnschicht-EL-Anzeigeeinrichtung. Auch in Fig. sind die Elemente, die denen in Pig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszahlen Tersehen.
Bei dem in Pig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Silicagel-Teilchen, die als Absorberelement dienen und Durchmesser in einem Bereich von etwa 3 bis 75 /um aufweisen, in der Schutzflüssigkeit 13 verteilt. Vorzugsweise sollte das Verhältnis von Silicagel zu Siliconöl, welches als Schutzflüssigkeit 13 verwendet wird, etwa 0,5 bis 5 g pro 10 cm betragen.
Die in Fig. 7 dargestellte EL-Anzeigeeinrichtung wird folgendermassen hergestellt. Vor dem Einfüllen der Schutzflüssigkeit 13 wird das EL-Gehäuse und ein die Schutzflüssigkeit 13 mit den Silicagel-Teilchen enthaltener Behälter in eine Vakuumkammer gebracht. Ein Rohr, durch das die Schutzflüssigkeit 13 fliesst, ist während des Einfüllens mit der Einfüllöffnung 14 verbunden. Das Ende des Röhrchens, welches nicht mit der Einfüllöffnung 14 in Verbindung steht, wird zunächst nicht mit der Schutzflüssigkeit 13 in Berührung gebracht.
Unter diesen Voraussetzungen wird das Gas mit einer Vakuumpumpe aus der Vakuumkammer gepumpt. Wenn die Kammer evakuiert ist, wird das besagte eine Ende des Röhrchens in die Schutzflüssigkeit 13 getaucht. Danach wird wieder Luft in die Vakuumkammer eingelassen. Die Schutzflüssigkeit 13 im Behälter gelangt durch das Röhrchen in den Innenraum der EL-Anzeigeeinrichtung. Die Vakuumkammer kann auf eine Temperatur von 100 bis 200° C aufgeheizt werden, um die
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Fliessfähigkeit der Schutzflüssigkeit 13 zu verbessern.
Fach Abschluss des Einfüllens der Schutzflüssigkeit 13 in den Innenraum der EL-Einheit wird das Röhrchen durch Zusammenpressen bzw. durch einen entsprechenden Yorgang verschlossen. Das Röhrchen wird dann an der dichten Stelle abgeschnitten. Über das Röhren bzw. die Einfüllöffnung wird dann ein Klebemittel, beispielsweise ein Epoxyharz, aufgebracht, um einen sicheren vollständigen Abschluss zu gewährleisten.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel kann das Gas aus den Silicagel-Teilchen, die in der Schutzflüssigkeit 13 verteilt sind, bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel zusammen mit dem Gas aus der Schutzflüssigkeit 13 entfernt werden. Die in der Schutzflüssigkeit 13 enthaltene Feuchtigkeit, die eine geringe Diffusionsgeschwindigkeit aufweist, wird dabei schnell entfernt.
Die Silicagel-Teilchen können sich nach dem Einfüllen in das Gehäuse der EL-Anzeigeeinrichtung absetzen, so dass dadurch die EL-Anzeige nicht gut sichtbar ist. TJm dies zu vermeiden, .kann ein Farbstoff in der Schutzflüssigkeit 13 gelöst sein, so dass die Silicagal-Teilchen selbst mit dem Farbstoff gefärbt werden. Die Farbe des Farbstoffs kann verwendet werden, um einen Hintergrund zu schaffen, wodurch die Darstellung bzw. Sichtbarkeit der EL-Anzeigeeinrichtung verbessert bzw. sichergestellt wird. Es ist auch folgendes möglich. Nachdem die Silicagel-Teilchen sich vor dem Einfüllen in das Gehäuse der EL-Anzeige in der Schutzflüssigkeit 13 genügend abgesetzt haben, brauchen die Silicagel-Teilchen nicht gefärbt zu werden, und die sich abgesetzte Silicagel-Schicht wird zusammen mit der Schutzflüssigkeit 13 in das Gehäuse gepumpt, so dass relativ viele SiIicage1-Teilchen ins Gehäuse gelangen. In diesem
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Falle dient die weisse Farbe der Silicagel-Teilcnen als Hintergrund für die EL-Anzeige.
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Claims (1)

  1. PAT E N TA N WA LTE
    TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER
    Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrees pres !'Office europoen des brevets
    Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister
    Dipl.-lng, F. E. Müller Siekerwall 7,
    Triftstrasse 4,
    D-8000 MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1
    1442-GER-A 17. März 1980
    Mü/Dr.G./vL
    Sharp Kabushiki Kaisha
    22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka, Japan
    Dünnschicht-Elektrolumineszenzanzeige und Verfahren zu ihrer Herstellung
    Prioritäten.: 16. März 1979, Japan, Ser.Nr. 32162/1979
    26. Sept.1979, Japan, Ser.Nr.124330/1975 29. Sept.1979, Japan, Ser.Nr.127111/1979
    27. Dez. 1979, Japan, Ser.Nr.170851/1979
    PATENTANSPRÜCHE
    Γ\ / )
    1/ Dünnschicht-EL(Elektrolumineszenz)-Anzeigeelement mit
    - zwei Substraten, die einen dazwischen liegenden Innenraum begrenzen,
    - einer zwischen zwei dielektrischen Schichten liegenden EL-Dünnschicht im Innenraum zwischen den beiden Substraten (1, 11), von denen eines für das von der EL-Dünnschicht bei Erregung abgegebene Licht durchlässig ist und mit
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    TER MEER · MÜLLER · STEINM^IS TER
    - zwei einander gegenüberliegende Elektroden auf der jeweiligen Außenseite der dielektrischen Schichten,
    gekennzeichnet durch
    - eine in dem durch die beiden Substrate (1, 11) festgelegten Innenraum befindliche Schutzflüssigkeit (13), die die dielektrischen Schichten (3, 5) benetzt, in die in den dielektrischen Schichten(3, 5) vorhandenen kleinen Löcher eindringt, gegenüber der EL-Dünnschicht (4) und den beiden dielektrischen Schichten (3, 5) neutral, gegenüber Hochspannung, Feuchte und höheren Temperaturen widerstandsfähig ist und einen niedrigen Dampfdruck sowie einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, und
    - ein Absorptionsmittel (16), das die in der Schutzflüssigkeit (13) enthaltene Feuchtigkeit absorbiert.
    2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzflüssigkeit (13) ein Silicon-Öl ist.
    3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzflüssigkeit (13) ein Fett ist,
    4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Substrate (1, 11) zwei ebene Substratplatten sind, von denen eine (1) lichtdurchlässig ist.
    5. Element nach einem der Ansprüche 1 his 4, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein Abstandselement (10) zwischen den beiden Substraten (1, 11) angeordnet ist und die Lage der beiden Substrate (1, 11) zueinander festlegt, und daß wenigstens eine Öffnung (14) in einem (11) der beiden Substrate (1, 11) zum Einfüllen der Schutzflüssigkeit (13) in den Innenraum vorgesehen ist.
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    6. Element nacli einem der Ansprüche 1 bis 5? dadurch, gekennzeichnet, dass ein Klebemittel zum Verbinden der Substrate (1, 11) und des Abstandshalters (10) miteinander vorgesehen ist.
    7· Element nach, einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmittel (16) Silicagel ist.
    8. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7i dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmittel (16) eine Platte, die mit einem Mittel zum Absorbieren der Feuchtigkeit beschichtet ist,oder aus Teilchen oder einer Schicht aus einem Mittel zum Absorbieten der Feuchtigkeit besteht.
    9· Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmittel (16) in dem von den beiden Substraten (1, 11) festgelegten Innenraum vorgesehen ist.
    10. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9i dadurch gekennzeichnet, dass die Platte oder die Schicht aus dem Absorptionsmittel an einem der Substrate (1, 11) angebracht ist.
    11. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte aus Aluminium, Glas oder Kunststoff besteht.
    12. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen des Absorptionsmittels in der Schutzflüssigkeit (I3) oder in wenigstens einem Abstandshalter (10) dispergiert sind (Fig. 7, 5)·
    13. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsmittelteilchen in
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    einem Behältnis untergebracht sind (Pig. 3, 4).
    14. Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis ein Rohr ist, durch das Feuchtigkeit dringen kann (Fig. 4).
    15· Element nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr wenigstens ein Loch hat oder gut feuchtigkeit sdurchlässig ist.
    16. Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis ein Wandelement (17) und ein Abstandselement (18) aufweist (Fig. 3).
    17. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schutzflüssigkeit (13) eine Blase aus trockener Luft oder trockenem Stickstoff (Ro) ausgebildet ist, die eine räumliche Ausdehnung bei ansteigender Temperatur kompensiert.
    18. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen Hintergrund (17) für das EL-Dünnschichtele ment.
    19- Element nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hintergrund die mit einem Farbstoff gefärbte Schutzflüssigkeit (13) ist (Fig. 7).
    20. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hintergrund eine Platte (17) ist, die nahe dem EL-Dünnschichtelement angeordnet ist (Fig. 6).
    21. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Schichten (3, 5) die EL-Dünnschicht (4) vollständig umschliessen.
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    22. Element nach einem der .Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (2, 6) jeweils auf den dielektrischen Schichten (3, 5) angeordnet sind.
    23. Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-EL (Elektrolumineszenz) -Elements mit einer EL-Dünnschicht, die als LumineszenzZentren wirkende Fremdatome aufweist, mit zwei dielektrischen Schichten, zwischen denen die EL-Dünnschicht liegt, und mit Elektroden, die auf den jeweiligen dielektrischen Schichten angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - Auflegen des EL-Dünnschichtelements auf eine lichtdurchlässige ebene Substratplatte,
    - Anbringen eines Gegensubstrate bezüglich des lichtdurchlässigen ebenen Substrats in der Weise, dass zwischen den beiden Substraten ein das EL-Dünnschichtelement enthaltender Innenraum festgelegt ist,
    - Vorsehen eines Absorptionsmittels im Innenraum zur Absorption der Feuchtigkeit, und
    - Einfüllen einer Schutzflüssigkeit, die das EL-Dünnschicht element im Innenraum bedeckt und in die in den dielektrischen Schichten vorhandenen kleinen Löcher eindringt.
    24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abstandshalter zur Lagefestiegung des lichtdurchlässigen ebenen Substrats bezüglich des Gegensubstrats verwendet wird und dass eine öffnung zum Einfüllen der Schutzflüssigkeit in den Innenraum gebildet wird.
    25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebemittel zum Verkleben des lichtdurchlässigen, ebenen Substrats, des Gegensubstrats und des Abstandshalters miteinander verwendet wird,dass die
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    Schutzflüssigkeit durch, die Öffnung in den Innenraum gefüllt wird, und dass dann die Öffnung verschlossen wird.
    26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzflüssigkeit auf eine Temperatur von 100 bis 200° C erwärmt wird.
    27· Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmittel Silicagel aufweist.
    28. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmittel zum Absorbieren von Feuchtigkeit der Schutzflüssigkeit zugesetzt wird.
    29· Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmittel in der Schutzflüssigkeit dispergiert ist.
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