DE102004010000B4

DE102004010000B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102004010000B4
Application number: DE102004010000.4A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Yanagawa
Original assignee: Unified Innovative Technology LLC
Current assignee: Global OLED Technology LLC
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2015-11-26
Anticipated expiration: 2024-03-02
Also published as: GB2400981B; JP3865245B2; GB0404639D0; GB2400981A; JP2004281088A; DE102004010000A1; US7182664B2; US20040242115A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung, welches folgende Verfahrensschritte aufweist: – eine organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und ein Farbkonversionsfilter werden in eine Umgebung gebracht, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; – es wird ein Umfangsversiegelungsmittel ringförmig rund um das Farbkonversionsfilter aufgebracht, während sich das Farbkonversionsfilter in der Umgebung befindet, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; – es wird ein Füllstoffmaterial über dem Farbkonversionsfilter und innerhalb des Umfangsversiegelungsmittels aufgebracht, während sich das Farbkonversionsfilter in der Umgebung befindet, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; – die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und das mit dem Umfangsversiegelungsmittel und dem Füllstoffmaterial versehene Farbkonversionsfilter werden in eine Vakuumkammer transferiert und die Vakuumkammer wird evakuiert; – nach der Evakuierung wird eine vorläufige Ausrichtung der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters vorgenommen und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und das Farbkonversionsfilter werden verbunden, um ein Aggregat zu erhalten; – das Aggregat wird ausgebracht in eine Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist; – in der Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist, wird eine zweite Ausrichtung des Aggregats durchgeführt; und – das Aggregat wird mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt, um das Umfangsversiegelungsmittel in der Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist, zu härten, um eine organische EL-Anzeigevorrichtung zu erhalten, ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von organischen EL-Anzeigevorrichtungen, die hohe Präzision und ausgezeichnete Sichtbarkeit zeigen. Die organischen EL-Anzeigevorrichtungen können bei Display-Vorrichtungen in einem weiten Bereich von Ausrüstungen eingesetzt werden, einschließlich tragbare Terminals und industrielle Instrumente.
In den letzten Jahren schreiten die Beschleunigung der Informationskommunikation und die Ausweitung des Anwendungsgebietes rasch voran. Unter diesen Umständen wurde eine große Anzahl verschiedener Anzeigevorrichtungen vorgeschlagen, welche die Anforderungen für Tragfähigkeit und bewegte Anzeigen erfüllen und niedrigen Energieverbrauch, Hochgeschwindigkeitsresponse und hohe Präzision zeigen.
In Farbanzeigesystemen wurde ein Typ von Farbanzeigevorrichtungen geschaffen, welcher ein Treibersystem unter Verwendung von Dünnfilmtransistoren (TFTs) verwendet. In diesem System kann ein Typ der Vorrichtungen, bei denen Licht von einer Substratseite, an der die TFTs gebildet sind, wegen der Abfangwirkung der Verdrahtungsteile keine hohe Apertur erreichen. Daher wurde neuerdings ein sogenannter Topemissionstyp geschaffen, bei dem Licht von einer Kehrseite des Substrats emittiert wird, auf dem die TFTs gebildet sind.
Es wird die Möglichkeit aufgezeigt, eine organische EL-Anzeigevorrichtung mit hoher Präzision und hoher Leuchtstärke zu schaffen mit einer Kombination des Topemissionssystems und eines Farbkonversionssystems, worin mehrfarbiges Fluoreszenzlicht von jedem von fluoreszierenden Körpern emittiert wird, die getrennt verteilt sind und angeregtes Licht absorbieren (Patentdokumente 1 und 2).
5 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Struktur einer organischen EL-Anzeige des Standes der Technik. Auf einem Substrat 602 sind TFTs 604, Bodenelektrode 606, organische EL-Schicht 608, und Kopfelektrode 610 gebildet. Dann ist auf dem Umfangsbereich des Substrats 616 eine Umfangsabdichtungsschicht 618 unter Verwendung von beispielsweise zwei flüssigen Epoxy-Klebstoffen, die bei Raumtemperatur härten, gebildet. Die Umfangsdichtungsschicht ist mit dem transparenten Substrat 616 verbunden (bonded). Zwischen den zwei Substraten ist ein Innenraum 620 gebildet.
Diese Struktur hat jedoch ein Problem der Verschlechterung des Lichtemissionswirkungsgrades der Anzeigevorrichtung, da ein Teil des von der organischen EL-Schicht 608 emittierten Lichts an der Grenzfläche zwischen dem Innenraum 620 und der Kopfelektrode 610 und/oder an der Grenzfläche zwischen dem Innenraum 620 und der Farbkonversionsfilterschicht 612 reflektiert wird.
Es wurde untersucht, die Reflexion an den Grenzflächen durch Ausfüllen des Innenraums mit Klebstoff zu unterdrücken, wenn das Decksubstrat an die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung vom Kopfemissionstyp gebunden wird (Patentdokument 3). Jedoch ist das Deckelsubstrat im Patentdokument 3 nur dazu bestimmt, eine organische EL-lichtemittierende Vorrichtung zu versiegeln. Dieses Dokument offenbart nicht die Anordnung einer Farbkonversionsfilterschicht auf dem Deckelsubstrat und erwähnt keine Ausrichtung zwischen einer Farbkonversionsfilterschicht und einer organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung.
Andererseits wird ein Verfahren des Verbindens (bonding) und der gleichzeitigen Ausrichtung in einer Vakuumkammer im Herstellungsverfahren von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen durchgeführt (Patentdokument 4).
Patentdokument 15 beschreibt eine organische EL-Anzeige mit einer organischen EL-Vorrichtung mit unteren Elektroden, oberen Elektroden und einer dazwischen liegenden organischen EL-Schicht und Farbkonversionsfilterschichten, welche von der organischen EL-Vorrichtung emittiertes Licht absorbieren und eine Farbkonversion durchführen, wobei eine Schicht mit einer Farbfilterfunktion, die nur die Farbe des von der organischen EL-Vorrichtung emittierten Lichts durchlässt, zwischen den Farbkonversionsfilterschichten und der organischen EL-Vorrichtung vorgesehen ist.
Patentdokument 16 beschreibt organische lichtemittierende Diodenanzeigevorrichtungen mit Barrierenstrukturen zwischen Subpixeln. In einem Herstellungsverfahren werden ein oberes Substrat und ein unteres Substrat zueinander ausgerichtet.
Patentdokument 17 beschreibt eine Technik zum Versiegeln eines EL-Panels einer lichtemittierenden Vorrichtung.
Patentdokument 18 beschreibt eine Aktivmatrix-EL-Anzeigevorrichtung. In einem Herstellungsverfahren wird ein Abdeckelement unter Verwendung eines Füllmaterials gebondet.
Die erwähnten, mit Nummer bezeichneten und weitere Patentdokumente sind im folgenden aufgeführt (JP...-A = ungeprüfte japanische Patentanmeldung):

[Patentdokument 1] JP H11-251059-A
[Patentdokument 2] JP 2000-77191-A
[Patentdokument 3] JP H11-283739-A
[Patentdokument 4] JP 2002-229042-A
[Patentdokument 5] JP H5-134112-A
[Patentdokument 6] JP H7-218717-A
[Patentdokument 7] JP H7-306311-A
[Patentdokument 8] JP H5-119306-A
[Patentdokument 9] JP H7-104114-A
[Patentdokument 10] JP H6-300910-A
[Patentdokument 11] JP H7-128519-A
[Patentdokument 12] JP H8-279394-A
[Patentdokument 13] JP H9-330793-A
[Patentdokument 14] JP H5-36475-A
[Patentdokument 15] DE 103 92 604 T5
[Patentdokument 16] WO 02/15292 A2
[Patentdokument 17] US 2002/0070663 A1
[Patentdokument 18] US 2001/0043168 A1

In einer Anzeigevorrichtung, die durch Verbinden (Verkleben, bonding) einer organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und eines Farbkonversionsfilters hergestellt wird, besteht auch ein Bedürfnis, Reflexion innerhalb der Anzeigevorrichtung zu unterdrücken, um die Lichtemissionsleistung zu verbessern. Wichtige Punkte in einem Verfahren zum Füllen eines Innenraums mit einem Füllmaterial sind, die Erzeugung von Hohlräumen an der Kontaktebene des Füllstoffs mit der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und/oder mit dem Farbkonversionsfilter zu vermeiden und die Parallelität zwischen dem Substrat der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und dem Substrat des Farbkonversionsfilters aufrechtzuerhalten durch Verformung des Füllmaterials beim Bindungsverfahren. Reflexion und Brechung von Licht von der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung treten nämlich an den Leerräumen auf, was zu einer Herabsetzung der Emissionsleistung und der Anzeigequalität führt.
Ein mögliches Verfahren wäre, eine Öffnung zum Einspritzen von Füllmaterial in einer Bindungsschicht vorzusehen, die an der Peripherie des einen oder anderen Substrats der zwei zu verbindenden Substrate ausgebildet ist. Danach wird ein Füllstoff durch die Öffnung eingespritzt und dann die Öffnung versiegelt (Endsiegel). Dieses Verfahren erfordert jedoch zusätzliche Schritte des Bohrens der Öffnung in der Bindungsschicht und eine Endversiegelung und entsprechende Kostensteigerung.
Ein anderes Verfahren wäre eines, bei dem nach dem Aufbringen eines Füllstoffs auf das eine oder andere Substrat die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und des Farbkonversionsfilter unter Druck verbunden werden, während die beiden ausgerichtet werden. Jedoch kann Luft eintreten und Einschluss von Blasen bewirken, wenn das Pressverbinden unter Atmosphärendruck durchgeführt wird. Statt dessen könnte des Pressverbinden in einem Vakuum durchgeführt werden. Obgleich so der Einschluss von blasenerzeugender Luft bei dieser Methode wegfiele, erfordert die Ausrichtung in einem Vakuum komplizierte Ausrüstung und erhöht die Herstellungskosten.
Daher wird eine Methode benötigt, welche den Innenraum zwischen der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und dem Farbkonversionsfilter mit einem Füllstoff ohne Einschluss von Blasen ausfüllt und gleichzeitig eine Ausrichtung der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters erleichtert.
Ein weiteres zu lösendes Problem ist, dass Einschluss von Wasser in dem Innenraum zwischen der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und dem Farbkonversionsfilter und im Füllmaterial zum Ausfüllen des Innenraums vermieden werden sollte. Das im Innenraum und/oder dem Füllmaterial eingeschlossene Wasser diffundiert in eine organische lichtemittierende Schicht der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und erzeugt Flecken, die kein Licht emittieren können (sogenannte Dark Spots).
Es wird also auch am Verfahren benötigt, welches dieses Problem vermeidet und den Einschluss von Wasser im Innenraum und Füllmaterial beim Verfahren des Verbindens der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters vermeidet.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung bereit mit den Merkmalen gemäß dem Hauptanspruch. Eine beispielhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist in dem Unteranspruch beschrieben. Die Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung bereit, welche eingerichtet ist, das Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung durchzuführen, mit den Merkmalen gemäß dem Nebenanspruch.
Um die obigen Probleme zu lösen, weist ein Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung folgende Schritte auf: es wird eine organische EL-lichtemittierende Vorrichtung hergestellt, die wenigstens eine erste Elektrode, eine organische EL-Schicht und eine über einem ersten Substrat angeordnete zweite Elektrode aufweist; es wird ein Farbkonversionsfilter hergestellt, das wenigstens eine Farbkonversionsfilterschicht aufweist, die über einem zweiten Substrat angeordnet ist; die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und das Farbkonversionsfilter werden in eine Umgebung gebracht, in der die Konzentration von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; es wird ringförmig ringsum das Farbkonversionsfilter ein Umfangsversiegelungsmittel angebracht; über der Farbkonversionsfilterschicht und innerhalb des Umfangsversiegelungsmittels wird ein Füllmaterial aufgebracht; die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und das Farbkonversionsfilter werden in eine Vakuumkammer gebracht und die Vakuumkammer wird evakuiert; es wird eine Vor-Ausrichtung der organischen EL-lichtemittierende Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters durchgeführt und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und das Farbkonversionsfilter werden miteinander verbunden, um eine Aggregat zu erhalten; das Aggregat wird herausgenommen und in eine Umgebung gebracht, in der die Konzentration von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und Atmosphärendruck herrscht; und das Aggregat wird mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt, um das Umfangsversiegelungsmittel in der Umgebung, in der die Konzentration von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist, zu härten, um eine organische EL-Anzeigevorrichtung zu erhalten.
Das Verfahren der Erfindung weist weiterhin einen Schritt auf, in welchem eine zweite Ausrichtung des Aggregats vor dem Schritt der Bestrahlung des Aggregats mit Ultraviolettstrahlung durchgeführt wird. Vorteilhafterweise hat das Füllmaterial eine größere Oberflächenspannung als eine Oberflächenspannung einer Oberfläche des Farbkonversionsfilters.
Die Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, und die Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist, enthalten nicht mehr als 50 ppm Wasser und nicht mehr als 50 ppm Sauerstoff.
Eine Vorrichtung zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Ausführung der vorliegenden Erfindung weist folgende Elements auf: eine Vorrichtung zum Transportieren einer organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung, die wenigstens eine erste Elektrode, eine organische EL-Schicht und eine zweite Elektrode, die auf einem ersten Substrat angeordnet ist, aufweist, in eine Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; ein Mittel zum Transportieren eines Farbkonversionsfilters, das wenigstens eine Farbkonversionsfilterschicht auf einem zweiten Substrat angeordnet enthält, in die Umgebung, in der die Gehalte an Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; ein Mittel zum Aufbringen eines Umfangsversiegelungsmittels ringsum das Farbkonversionsfilter; ein Mittel zum Aufbringen eines Füllmaterials über der Farbkonversionsfilterschicht und innerhalb des Umfangsversiegelungsmittels; ein erstes Mittel zum Transferieren der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters in eine Vakuumkammer; ein Verbindungsmittel, zum Durchführen einer Vor-Ausrichtung der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters und zum Verbinden der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters, um ein Aggregat zu erhalten; eine zweite Vorrichtung zum Transferieren des Aggregats von der Vakuumkammer in eine Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist; und ein Mittel zur Bestrahlung des Aggregats mit Ultraviolettbestrahlung zum Härten des Umfangsversiegelungsmittels in der Umgebung, in der die Konzentrationen an Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und Atmosphärendruck herrscht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiterhin ein Mittel zur Durchführung einer zweiten Ausrichtung des Aggregats in der Umgebung, in welcher die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und Atmosphärendruck herrscht, auf.
Der Aufbau und ein Herstellungsverfahren einer organischen EL-Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung werden mit Bezug auf 1 beschrieben. 1(a) zeigt einen Querschnitt einer organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung 160. 1(b) zeigt einen Querschnitt eines Farbkonversionsfilters 150, das mit einem Umfangsversiegelungsmittel 130' und einem Füllmaterial 128 versehen ist. 1(c) zeigt einen Querschnitt einer organischen EL-Anzeigevorrichtung 140, die durch Kombination des Farbkonversionsfilters 150 und der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung 160 hergestellt ist.
Ein erstes Substrat 102 kann ein isolierendes Substrat aus Glas oder Kunststoff sein oder ein Substrat mit einem dünnen Isolationsfilm, der auf einem halbleitenden oder leitenden Substrat gebildet ist. Statt dessen kann das erste Substrat 102 ein biegsamer Film sein, der aus Polyolefin, Acrylharz, Polyesterharz oder Polyimidharz geformt ist.
Ein TFT 104 ist eine Schaltvorrichtung für Aktiv-Matrix-Antrieb. Die TFTs 104 sind in einer Matrixanordnung auf dem ersten Substrat 102 angeordnet. Eine Source-Elektrode oder eine Drain-Elektrode ist mit einer ersten Elektrode 108 verbunden, die jedem Pixel entspricht. Ein TFT 104 ist vorzugsweise ein Bottom-Gate-Typ mit einer Gate-Elektrode unter einem Gate-Isolatorfilm und verwendet einen Polykristallin-Silizium-Film als eine aktive Schicht.
Ein Verdrahtungsteil für eine Drain-Elektrode und eine Gate-Elektrode eines TFT 104 und die Struktur des TFT selbst können nach einem im Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden, um die geforderte Stehspannung, Sperrstrom- und Durchlassstromleistungen zu erreichen. In der erfindungsgemäßen organischen EL-Anzeigevorrichtung, welche ein Kopfemissionssystem verwendet, tritt Licht nicht durch eine TFT-Region. Demgemäß braucht ein TFT nicht auf eine kleine Größe begrenzt zu sein, um die Apertur zu erhöhen, wodurch man größere Freiheit im TFT-Design erhält, was vorteilhaft ist, um die oben erwähnten Leistungen zu erreichen.
Vorzugsweise ist ein planierender Isolationsfilm 106 auf den TFTs 104 vorgesehen, jedoch nicht unbedingt erforderlich. Der planierende Isolationsfilm 106 wird in einem Bereich, ausgenommen Stellen, die zur Verbindung der ersten Elektrode 108 und der Source-Elektrode oder der Drain-Elektrode des TFT 104 oder zur Verbindung mit anderen Stromkreisen benötigt werden, gebildet. Der planierende Isolationsfilm macht die Substratoberfläche flach und erleichtert ein folgendes Verfahren der Ausbildung eines genauen Musters (pattern). Der planierende Isolationsfilm 106 kann aus irgendeinem im Stand der Technik bekannten Material gebildet werden; er wird vorzugsweise aus anorganischem Oxid oder Nitrid oder Polyimid oder Acrylharz gebildet.
Die erste Elektrode 108 kann entweder eine Anode oder eine Kathode sein. Wenn die erste Elektrode eine Anode ist, wird ein Material mit großer Arbeitsfunktion verwendet, um wirksam Löcher zu injizieren. Eine übliche organische EL-Vorrichtung, in der Licht gewöhnlich durch eine Anode emittiert wird, benötigt eine transparente Anode, die beispielsweise aus leitendem Metalloxid ITO hergestellt ist. Obgleich eine erste Elektrode einer organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung eines Kopfemissionssystems nicht notwendigerweise transparent sein muss, kann die erste Elektrode 108 dennoch aus einem leitenden Metalloxid, beispielsweise ITO oder IZO gebildet sein. Eine erste Elektrode eines Zeitenden Metalloxids, z. B. ITO, wird vorzugsweise begleitet von einer metallischen Elektrode aus beispielsweise Al, Ag, Mo, oder W, die eine hohe Reflexion unter der ersten Elektrode zeigt. Die Metallelektrode, die einen geringeren spezifischen Widerstand als ein leitendes Metalloxid hat, dient als eine Hilfselektrode. Zusätzlich ermöglicht die Metallelektrode den wirksamen Gebrauch des in einer organischen EL-Schicht 114 erzeugten Lichts, indem das Licht zu einem Farbkonversionsfilter 150 reflektiert wird.
Die erste Elektrode, im vorliegenden Fall eine Kathode, besteht aus einem Material mit kleiner Arbeitsfunktion, wozu gehören Alkali-Metalle, wie Lithium, Natrium und Kalium, Erd-Alkali-Metalle, wie Calcium, Magnesium und Strontium, Elektronen-injizierende Metallfluoride dieser Alkali- oder Erd-Alkali-Metalle und Legierungen oder Verbindungen der Alkali- oder Erd-Alkali-Metalle. Eine Metallelektrode von Al, Mg, Mo oder W mit hohem Reflexionsvermögen kann auch unter der ersten Elektrode als eine Kathode wie im Fall einer Anode vorgesehen sein, um niedrigen Leitungswiderstand und wirksame Nutzung des von der organischen EL-Schicht 110 emittierten Lichts durch Reflexion zu erhalten.
Im Fall der aktiven Matrix, die von den TFTs getrieben wird, wie in 1(a) gezeigt, werden die ersten Elektroden auf dem planierenden Isolationsfilm 106 in einer voneinander isolierten Form gebildet, welche jedem der TFTs 104 entspricht. Jede erste Elektrode ist mit der Source-Elektrode oder der Drain-Elektrode jedes TFT 104 verbunden. Eine erste, mit der Source-Elektrode verbundene Elektrode arbeitet als eine Anode, und eine erste mit der Drain-Elektrode verbundene Elektrode arbeitet als eine Kathode. Die erste Elektrode 108 wird mit dem TFT 104 mit einem leitenden Stopfen verbunden, der ein im planierenden Isolationsfilm vorgesehenes Kontaktloch füllt. Der leitende Stopfen kann integral mit der ersten Elektrode 108 ausgebildet oder mit einem gut leitenden Metall wie Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Molybdän oder Wolfram gebildet sein.
Eine organische EL-Schicht 110 in einer organischen EL-Anzeigevorrichtung eines Farbkonversionssystems gemäß der Erfindung emittiert Licht im Bereich von nahem Ultraviolett bis sichtbarem Licht, vorzugsweise im blauen bis blau-grünen Farbbereich. Das Licht in diesem Bereich tritt in die Farbkonversionsfilterschicht ein, welche sichtbares Licht mit einer gewünschten Farbe emittiert.
Die organische EL-Schicht 110 weist wenigstens eine organische EL-lichtemittierende Schicht auf. Die organische EL-Schicht kann auch falls notwendig eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht und/oder Elektroneninjektionsschicht aufweisen. Spezifisch kann die organische EL-Schicht eine der folgenden Strukturen haben:

(1) eine organische EL-lichtemittierende Schicht,
(2) eine Lochinjektionsschicht/eine organische EL-lichtemittierende Schicht,
(3) eine organischen EL-lichtemittierende Schicht/eine Elektroneninjektionsschicht,
(4) eine Lochinjektionsschicht/eine organische EL-lichtemittierende Schicht/eine Elektroneninjektionsschicht,
(5) eine Lochinjektionsschicht/eine Lochtransportschicht/eine organische EL-lichtemittierende Schicht/eine Elektroneninjektionsschicht, und
(6) eine Lochinjektionsschicht/eine Lochtransportschicht/eine organische EL-lichtemittierende Schicht/eine Elektronentransportschicht/eine Elektroneninjektionsschicht.

In den obigen Strukturen ist eine Anode mit einer organischen EL-lichtemittierenden Schicht oder einer Lochinjektionsschicht verbunden und eine Kathode ist mit einer organischen EL-lichtemittierenden Schicht oder einer Elektroneninjektionsschicht verbunden.
Ein Material für jede der obigen Schichten kann ausgewählt werden aus bekannten Materialien. Um eine blaue bis blau-grüne Farbe zu erhalten, enthält die organische EL-lichtemittierende Schicht vorzugsweise ein fluoreszierendes Weißmittel (Whitening Agent), wie Benzothiazol, Benzimidazol, oder Benzoxazol, eine Metall-Chelat-Oxoniumverbindung, eine Styrylbenzolverbindung, oder eine aromatische Dimethylidinverbindung.
Die zweite Elektrode 112 muss wirksam Elektronen oder Löcher in die organische EL-Schicht 110 injizieren und für den Wellenlängenbereich des von der organischen EL-Schicht 110 emittierten Lichts transparent sein. Die zweite Elektrode 112 zeigt vorzugsweise eine Durchlässigkeit von mehr als 50% für das Licht im Bereich von 400 bis 800 nm.
Wenn die zweite Elektrode eine Kathode ist, muss das Elektrodenmaterial eine kleine Austrittsarbeit haben, um wirksam Elektronen zu injizieren. Außerdem muss die zweite Elektrode transparent für den Wellenlängenbereich des von der organischen EL-Schicht emittierten Lichts sein. Um diese zwei geforderten Eigenschaften miteinander zu vereinen, hat die zweite Elektrode 112 vorzugsweise eine aus einer Mehrzahl von Schichten bestehende Schichtstruktur, da ein Material mit einer kleinen Austrittsarbeit gewöhnlich schlechte Transparenz zeigt. Eine in Berührung mit der organischen EL-Schicht 110 stehende Schicht ist ein sehr dünner Film von weniger als 10 nm eines Alkali-Metalls, wie Lithium oder Natrium, eines Erd-Alkali-Metalls, wie Calcium, Magnesium oder Strontium, eines elektroneninjizierenden Fluorids dieser Metalle oder eine Legierung oder Verbindung eines dieser Metalle und eines anderen Metalls. Die Verwendung dieser Materialien mit einer kleinen Austrittsarbeit ermöglicht eine wirksame Elektroneninjektion, und die außerordentlich geringe Dicke unterdrückt die auf das Elektrodenmaterial zurückzuführende Verschlechterung der Transparenz auf ein Minimum. Ein transparenter leitender Film von ITO oder IZO wird auf dem außerordentlich dünnen Film gebildet. Der leitende Film arbeitet als eine Hilfselektrode und verringert den Gesamtwiderstand der zweiten Elektrode 112, wodurch genügend Strom zur organischen EL-Schicht 110 geliefert werden kann.
Falls die zweite Elektrode eine Anode ist, hat das Material dieser Elektrode zwangsläufig eine große Austrittsarbeit, um den Wirkungsgrad der Lochinjektion zu erhöhen. Das Material muss hohe Transparenz zeigen, da das von der organischen EL-Schicht 110 emittierte Licht durch die zweite Elektrode geht. Daher ist das Material in diesem Fall vorzugsweise ein transparentes leitendes Material, wie ITO oder IZO.
In einer durch eine aktive Matrix getriebenen organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung, wie in 1(a) gezeigt, kann die zweite Elektrode 112 als ein Blatt einer homogenen Elektrode ohne Musterung ausgebildet sein.
Eine Passivierungsschicht 114 wird als Abdeckung der so gebildeten zweiten Elektrode 112 und der Schichten unter der zweiten Elektrode gebildet. Die Passivierungsschicht 114 ist wirksam zur Verhinderung des Durchtritts von Sauerstoff, Komponenten mit niedrigem Molekulargewicht und Feuchtigkeit und verhindert eine Verschlechterung der organischen EL-Schicht 110. Die Passivierungsschicht 114 wird vorzugsweise für den erwähnten Zweck vorgesehen, ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Die Passivierungsschicht 114 ist vorzugsweise transparent für den Wellenlängenbereich des von der organischen EL-Schicht 110 emittierten Lichts, da das Licht durch die Passivierungsschicht zu einer Farbkonversionsfilterschicht hindurchtritt.
Um diese Bedingungen zu erfüllen, besteht die Passivierungsschicht 114 aus einem Material, das im sichtbaren Lichtbereich hoch transparent ist, d. h. eine Lichtdurchlässigkeit von mehr als 50% im Bereich von 400 bis 800 nm hat und elektrisch isoliert, als eine Schranke gegen Feuchtigkeit, Sauerstoff und niedermolekulare Verbindungen wirkt und vorzugsweise eine Filmhärte von Bleistifthärte 2H oder höher hat. Zu den günstigen Materialien gehören anorganische Oxide und anorganische Nitride, wie SiOx, SiNx, SiNxOy, AlOx, TiOx, TaOx, und ZnOx. Die Passivierungsschicht kann durch irgendein im Stand der Technik bekanntes Verfahren gebildet werden, einschließlich einer Sputter-Methode, einer CVD-Methode, einer Vakuum-Abscheidungsmethode, einer Tauchmethode und einer Sol-Gel-Methode.
Die Passivierungsschicht kann auch aus verschiedenen Polymermaterialien gebildet sein, einschließlich Imid-modifiziertem Silikonharz (Patentdokumente 5 bis 7), Materialen mit anorganischem Metalloxid wie TiO, Al₂O₃, oder SiO₂ dispergiert in Acryl-, Polyimid- oder Silikonharz (Patentdokumente 8 und 9), Acryl-Monomer-/Oligomer-/Polymerharz mit einer reaktiven Vinylgruppe, Resistharze (Patentdokumente 10 bis 13), Fluorharze (Patentdokumente 13 und 14), und photo-härtende Harze und/oder wärme-härtende Harze, wie Epoxyharz mit einer Mesogen-Struktur mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Es gibt keine besondere Einschränkung bei der Anwendung dieser Polymermaterialien. Eine Bildungsmethode kann ausgewählt werden aus üblicherweise angewandten trockenen Methoden einschließlich Sputtering, Aufdampfen und CVD, und nassen Methoden, einschließlich Schleuderbeschichtung, Walzenbeschichtung und Guss.
Die Passivierungsschicht 114 kann einschichtig sein oder einen Schichtenaufbau haben. Die Dicke der Passivierungsschicht 114 liegt vorzugsweise im Bereich von 0.1 bis 10 μm. (Die Dicke ist eine Gesamtdicke im Fall von laminierten Schichten.)
Ein zweites Substrat 116 muss für das von einer Farbkonversionsfilterschicht konvertierte Licht transparent sein. Das zweite Substrat 116 muss gegen Umgebungsbedingungen wie Lösungsmittel und Temperatur im Verfahren zur Bildung einer Farbkonversionsfilterschicht und einer schwarzen Maske beständig sein. Des zweite Substrat zeigt vorzugsweise gute Dimensionsstabilität Des zweite Substrat 116 hat vorzugsweise einen Durchlassgrad von mehr als 50% für das Licht im Wellenlängenbereich von 400 bis 800 nm.
Zu günstigen Materialien für das zweite Substrat 116 gehören Glas, Polyethylen-Terephthalat-Harz, und Polymethyl-Methacrylat-Harz. Besonders günstig sind Polysilicat-Glas und Blauschicht-Glas. Des zweite Substrat 116 kann ein biegsamer Film aus Palyolefin, Acrylharz, Polyesterharz, oder Polyimidharz sein.
In dieser Beschreibung ist ”eine Farbkonversionsfilterschicht” ein allgemeiner Name für die Farbfilterschicht 118, Farbkonversionsschicht 120 und eine Schichtung einer Farbfilterschicht 118 und einer Farbkonversionsschicht 120.
Die Farbkonversionsschicht 120 absorbiert Licht im Bereich des nahen Ultraviolett bis sichtbares Licht, besonders blau bis blau-grünes Licht und konvertiert die Wellenlängenverteilung in sichtbares Licht mit einer anderen Wellenlänge. Die Farbkonversionsschicht 120 kann aus einem Material gebildet sein, das einen Farbkonversionsfarbstoff aus einem im Stand der Technik bekannten fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Farbstoff in einer Kunstharzmatrix dispergiert enthält. Das Matrixkunstharz kann irgendein im Stand der Technik bekanntes Kunstharz sein.
Eine Farbfilterschicht 118 kann aus einem Material gebildet sein, das einen im Stand der Technik bekannten Farbstoff dispergiert in einem Matrixkunstharz enthält. (Ein Beispiel eines solchen Materials ist ein Farbfiltermaterial für Flüssigkristallanzeigen.)
Um eine volle Farbanzeige zu erhalten, sollten wenigstens drei Farbkonversionsfilterschichten vorhanden sein: eine für blaue Farbe (B), eine für grüne Farbe (G), und eine für rote Farbe (R).
Die Rot-Konversionsfilterschicht hat vorzugsweise einen Schichtaufbau aus einer Rot-Konversionsschicht und einer Rot-Filterschicht. Ein Grund für die Schichtstruktur ist wie folgt. Wenn eine Lichtquelle eine organische EL-Schicht 110 ist, welche das Licht im blauen bis blau-grünen Farbbereich emittiert und das Licht von der organischen EL-Schicht 110 nur durch ein einfaches Rot-Filter geleitet wird, um Licht in einem roten Farbbereich zu erhalten, ist das austretende Licht sehr dunkel, da das Licht von der Quelle nur wenig Anteile im Wellenlängenbereich der roten Farbe enthält. Das Ausgangslicht wird zu genügend intensivem roten Licht durch eine Konversion der Wellenlängenverteilung in einer Rot-Konversionsschicht, die das Licht im Bereich von blau bis blau-grün in Licht im Bereich von rotem Licht konvertiert. Die Dicke der Rot-Konversionsschicht 120R beträgt vorzugsweise mehr als 5 μm, und liegt besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 15 μm. Die Dicke der Rot-Filterschicht 118R liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 1.5 μm.
Eine Grün-Konversionsfilterschicht hat vorzugsweise einen Schichtaufbau aus einer Grün-Konversionsschicht und einer Grün-Filterschicht. Wenn des von der organischen EL-Schicht 110 emittierte Licht genügend intensive Grün-Anteile enthält, kann auch nur ein Grün-Farbfilter verwendet werden. Die Dicke der Grün-Konversionsschicht 120 ist größer als 5 μm, vorzugsweise im Bereich von 8 bis 15 μm. Im Fall eines Schichtaufbaus aus einer Grün-Konversionsschicht und einer Grün-Filterschicht, liegt die Dicke der Grün-Filterschicht 118G vorzugsweise im Bereich von 1 bis 1.5 μm. Wenn nur eine Grün-Filterschicht 118G verwendet wird, liegt die Dicke der Schicht vorzugsweise im Bereich von 0.5 bis 10 μm.
Eine blaue Konversionsfilterschicht kann eine Blau-Filterschicht und eine Blau-Konversionsschicht einschließen, die die Wellenlängenverteilung von ultraviolettem oder blau-grünem Licht, die von einer organischen EL-Schicht 110 emittiert werden, konvertiert und blaues Licht abgibt. Wenn die organische EL-Schicht 110 blaues bis blau-grünes Licht emittiert, wird vorzugsweise nur eine Blau-Filterschicht verwendet. Wenn nur eine Blau-Filterschicht 118B verwendet wird, liegt die Dicke der Schicht vorzugsweise im Bereich von 0.5 bis 10 μm.
Wenn die organische EL-Schicht 110 weißes Licht emittiert, können gewünschte Farben bereits allein durch Farbfilter für die Farben erhalten werden. Dennoch kann die Verwendung von Farbkonversionsschichten für die Farben Licht der drei Primärfarben mit höherem Wirkungsgrad als die Verwendung von nur Farbfilterschichten liefern.
Farbkonversionsfarbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können zur Herstellung von Pigmenten geknetet werden mit Polymethacrylat, Polyvinylchlorid, Copolymerharz von Vinylchlorid-Vinylacetat, Alkydharz, aromatisches Sulfonamidharz, Harnstoffharz, Melaminharz, Benzoguanaminharz, oder einer Mischung einiger dieser Harze. Der Farbkonversionsfarbstoff oder das Farbkonversionspigment (”Farbkonversionsfarbstoff” in der Beschreibung bedeutet irgendeinen der zwei) kann allein oder in Kombination von zwei oder mehr Typen zum Zweck einer Einstellung des Farbtons verwendet werden.
Eine erfindungsgemäße Farbkonversionsschicht enthält einen organischen Fluoreszenzfarbstoff in einer Menge vorzugsweise im Bereich von 0.01 bis 5 Gew.-%, mehr bevorzugt im Bereich von 0.1 bis 2 Gew.-% bezogen auf die Masse der Konversionsschicht. Durch Verwendung des organischen Fluoreszenzfarbstoffs mit einem Gehalt in diesem Bereich kann eine befriedigende Wellenlängenkonversion durchgeführt werden ohne Verringerung des Farbkonversionswirkungsgrades durch den Effekt von Konzentrationslöschung.
Die Form der Farbkonversionsfilterschicht kann ein Streifenmuster sein, wobei wie bekannt jede Farbe getrennt ist, oder kann stattdessen eine Struktur mit Sub-Pixels haben, die für jedes Pixel voneinander getrennt sind.
Eine schwarze Maske 122 wird vorzugsweise in jedem Bereich zwischen den jeder Farbe entsprechenden Farbkonversionsfilterschichten vorgesehen. Die Anordnung der schwarzen Maske verhindert, dass Licht zur Farbkonversionsfilterschicht eines benachbarten Sub-Pixels leckt, und macht eine Fluoreszenzkonversionsfarbe verfügbar, die befriedigend und frei von Unschärfe ist. Die schwarze Maske kann auch rings um den Platz der Farbkonversionsfilterschicht auf dem zweiten Substrat 116 vorgesehen sein, solange die Haftung einer organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung nicht gestört ist. Die schwarze Maske 122 hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0.5 bis 2.0 μm.
Eine Überbeschichtung 124, welche die Farbkonversionsfilterschicht bedeckt, wird ohne Verschlechterung der Leistung der Farbkonversionsfilterschicht aus einem Material mit geeigneter Elastizität gebildet. Ein bevorzugtes Material für diese Überbeschichtung ist ein Polymer, das eine Bleistifthärte von 2H oder mehr hat. Ein Young-Modul von mehr als 0.3 MPa erlaubt die Bildung eines glatten Films auf der Farbkonversionsfilterschicht 120 und verschlechtert nicht deren Leistung. Bevorzugt wird weiterhin ein Polymermaterial, des eine hohe Transparenz in einem Bereich des sichtbaren Lichts (Durchlassgrad höher als 50% im Bereich von 400 bis 800 nm) hat, elektrisch isoliert und als eine Schranke gegen Feuchtigkeit, Sauerstoff und niedermolekulare Komponenten dient. Für die erwähnten Zwecke ist es vorteilhaft, eine Überbeschichtung 124 vorzusehen, obgleich nicht unbedingt erforderlich.
Zu Beispielen solcher Polymermaterialien gehören Imid-modifiziertes Silikonharz (Patentdokumente 5 bis 7), Materialien mit anorganischem Metalloxid, wie TiO, Al₂O₃, oder SiO₂ dispergiert in Acryl-, Polyimid- oder Silikonharz (Patentdokumente 8 und 9), Harze von Acrylat-Monomer/Oligomer/Polymer mit reaktiver Vinylgruppe, Resistharze (Patentdokumente 10 bis 13), Fluorharze (Patentdokumente 13 und 14), und photo-härtende Harze und/oder wärme-härtende Harze, wie Epoxyharz mit einer Mesogen-Struktur mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Es gibt keine spezielle Begrenzung bei der Anwendung dieser Polymermaterialien zur Bildung der Überbeschichtung 124. Ein Bildungsverfahren kann ausgewählt werden aus üblicherweise verwendeten Methoden, wie trockenen Methoden, einschließlich Sputtering, Verdampfen und CVD, und nassen Methoden, einschließlich Schleuderbeschichtung, Walzenbeschichtung und Giessen.
Die Überbeschichtung 124 kann eine Dicke im Bereich von 1 bis 10 μm haben. Wenn die Überbeschichtung 124 durch ein Gießverfahren oder Schleudergussverfahren gebildet wird, hat die Schicht vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 3 bis 5 μm.
Eine Umfangsversiegelungsschicht 130 klebt die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 und das Farbkonversionsfilter 150 zusammen. Die Umfangsversiegelungsschicht dient vorzugsweise zum Schutz der inneren, die Vorrichtung aufbauenden Elemente gegen Sauerstoff und Feuchtigkeit in der äußeren Umgebung. Des Umfangsversiegelungsmittel 130' soll seine Viskosität nicht verändern und nicht vor dem Härten gelieren. Diese Eigenschaft erlaubt eine Relativbewegung der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung 160 und des Farbkonversionsfilters 150, wodurch eine genaue Ausrichtung des Farbkonversionsfilters und des lichtemittierenden Teils der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung erleichtert wird.
Ein günstiges Umfangsversiegelungsmittel 130' ist in der vorliegenden Erfindung ein durch Ultraviolettbestrahlung härtender Klebstoff. Ein besonders günstiger Klebstoff dieser Art härtet in 10 bis 60 Sekunden durch Bestrahlung mit Ultraviolettbestrahlung mit einer Energiedichte von 100 mW/cm², um eine Umfangsversegelungsschicht 130 zu bilden.
Das Härten in der oben angegebenen Zeit vermeidet nachteilige Wirkung auf die anderen konstituierenden Elemente durch die Ultraviolettbestrahlung und härtet diesen Klebstoff genügend, um eine Umfangsversiegelungsschicht 130 mit der geeigneten Bonding-Stärke zu erhalten. Auch aus dem Gesichtspunkt der Leistung des Produktionsprozesses ist der oben angegebene Bereich der Härtungsdauer bevorzugt.
Das Umfangsversiegelungsmittel 130 kann Glaskugeln oder Siliziumdioxid-Kugeln mit einem Durchmesser im Bereich von 5 bis 50 μm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 μm enthalten. Die Kugeln regulieren den Abstand zwischen dem ersten Substrat 102 und dem zweiten Substrat 116 und die Dicke der Füllschicht 128 beim Verfahren des Bonding der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung 160 und des Farbkonversionsfilters 150. Die Kugeln nehmen den zum Bonding angewandten Druck auf. Die Kugeln nehmen auch Spannungen auf im Betrieb der Anzeigevorrichtung, besonders Spannungen im Umfangsabschnitt der Anzeige, und sind wirksam zur Vermeidung von Schädigung der Anzeige durch die Spannung.
Das Füllmaterial 128' in der vorliegenden Erfindung soll eine inaktive Substanz sein, welche die Leistungen der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters nicht nachteilig beeinflusst. Man härtet das Füllmaterial 128' oder erhöht seine Viskosität durch Einwirkungen wie UV, sichtbares Licht oder Wärme nach dem Kleben unter Druck. Des Härten oder der Viskositätsanstieg der Füllschicht 128, welche den Innenraum nach der Druckverklebung ausfüllt, stabilisiert die Struktur der erhaltenen Anzeigevorrichtung.
Das Füllmaterial 128' in der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine größere Oberflächenspannung als die des Materials an der Stelle, wo es aufgebracht wird, einer Überbeschichtung oder einer Farbkonversionsfilterschicht. Die Verwendung eines Füllmaterials mit einer solchen Oberflächenspannung verhindert, dass es sich über den ganzen Raum ausbreitet, wo es nach einem Aufbringverfahren beispielsweise unter Verwendung eines Dispensers aufgebracht wird. So kann die Handhabungsqualität verbessert werden. Das Füllmaterial hat in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Oberflächenspannung größer als 0,030 N/m.
Das Füllmaterial 128 muss eine geeignete Viskosität haben, um eine Füllschicht 128 zu bilden, indem das Füllmaterial sich bei Anwendung von Druck im Verfahrensschritt des vorläufigen Anklebens ohne Irgendeine Schädigung des Farbkonversionsfilters oder der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung über den gesamten zu füllenden Innenraum ausbreitet. Des Füllmaterial in der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Viskosität im Bereich von 0,05 bis 5 Pa-s. Des Füllmaterial hat auch günstigerweise einen Elastizitätswert im Bereich von 0,5 bis 5 MPa. Ein Füllmaterial mit einer solchen Elastizität verhindert, dass bei einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten organischen EL-Anzeigevorrichtung durch auf die Anzeigevorrichtung wirkende äußere Spannung die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung oder das Farbkonversionsfilter beschädigt werden. Wenn eine Substanz, deren Viskosität sich bei der Härtungsreaktion erhöht, für das Füllmaterial verwendet wird, soll die Elastizität erwünschterweise nach dem Härten oder der Viskositätssteigerung im oben angegebenen Bereich liegen.
Das in der Anzeigefläche der organischen EL-Anzeigevorrichtung angeordnete Füllmaterial muss einen Durchlassgrad für sichtbares Licht im Bereich von 20% bis 95%, vorzugsweise 60% bis 95% für des Licht mit der Wellenlänge von 400 bis 800 nm aufweisen. Ein Durchlassgrad für sichtbares Licht in einem solchen Bereich ermöglicht eine wirksame Transmission des Lichts von der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung durch die Füllstoffschicht 128 zum Farbkonversionsfilter. Weiterhin ist erwünscht, dass das erfindungsgemäße Füllstoffmaterial einen Brechungsindex im Bereich von 1,2 bis 2,5 hat. Ein Brechungsindex in einem solchen Bereich unterdrückt die Reflexion an der Grenzfläche zwischen der Füllstoffschicht 128 und der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung 160 und der Grenzfläche zwischen der Füllstoffschicht 128 und dem Farbkonversionsfilter 150. Wenn eine Substanz, deren Viskosität durch Reaktionshärtung ansteigt, für des Füllmaterial verwendet wird, müssen der Durchlassgrad für sichtbares Licht und der Brechungsindex nach dem Härten oder der Viskositätssteigerung in den oben angegebenen Bereichen liegen.
Zu Beispielen der in der Erfindung geeignet verwendbaren Füllstoffe gehören UV-härtende Harze, wärme-härtende Harze, fluor-haltige inaktive Flüssigkeit und Fluoröl. Zu den wärmehärtenden Härzen gehören Silikonharze, die durch Erhitzen gelieren. Zu günstigen Füllmaterialien in der vorliegenden Erfindung gehören die Silikonharze.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung, wobei die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und das Farbkonversionsfilter miteinander gebondet werden, wird mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 2 zeigt als Fließbild die Schritte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung.
Zuerst folgt eine Vorwärmbehandlung des Farbkonversionsfilters. Ein Zweck derselben ist es, an der Oberfläche des Farbkonversionsfilters adsorbiertes Wasser zu entfernen. Die Vorwärmbehandlung muss bei einer Temperatur durchgeführt werden, die keine Zersetzung der Farbkonversionsfarbstoffe in der Farbkonversionsschicht verursacht. Die Vorwärmtemperatur liegt unter 200°C, vorzugsweise im Bereich von 80°C bis 180°C, besonders bevorzugt im Bereich von 100°C bis 150°C. Durch Erwärmen bei einer Temperatur im angegebenen Bereich während 20 bis 60 Minuten kann des Wasser an der Oberfläche des Farbkonversionsfilters entfernt werden. Die Vorwärmbehandlung kann durchgeführt werden, indem man irgendein bekanntes Mittel verwendet, einschließlich eines Ofens entweder vom Strahlungstyp oder Ventilationstyp. Nach dem Erwärmen wird der Farbkonversionsfilter vorzugsweise sogleich in seinem Zustand wie erwärmt in eine Umgebung gebracht, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind. Der Transfer in eine solche Umgebung kann durch irgendein geeignetes im Stand der Technik bekanntes Mittel gesteuert werden, welches in der vorliegenden Erfindung ”eine Transfervorrichtung für ein Farbkonversionsfilter” darstellt, wie eine Fördervorrichtung oder ein Manipulator.
Eine Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, worauf sich die vorliegende Erfindung bezieht, bedeutet eine Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff auf niedrige Werte eingestellt sind. Eine solche Umgebung kann beispielsweise innerhalb eines Handschuhkastens (glove box) erhalten werden. Die in einer solchen erfindungsgemäßen Umgebung kontrollierte Wasserkonzentration liegt unter 50 ppm, besonders bevorzugt unter 10 ppm, und am meisten bevorzugt bei nicht mehr als 1 ppm. Die in der Umgebung kontrollierte Sauerstoffkonzentration liegt auch unter 50 ppm, mehr bevorzugt unter 10 ppm, und ist am meisten bevorzugt nicht höher als 1 ppm. Der sofortige Transfer des Farbkonversionsfilters noch im erwärmten Zustand in eine solche Umgebung verhindert die Readsorption von Wasser an der Farbkonversionsfilteroberfläche und verhindert, dass ein Umfangsversiegelungsmittel und ein Füllstoffmaterial durch Wasser oder Sauerstoff kontaminiert werden. Zum Umfangsversiegelungsmittel und dem Füllstoffmaterial folgen weitere Beschreibung.
Als nächstes wird das Umfangsversiegelungsmittel 130' auf den Umfangsteil des Farbkonversionsfilters in einem Handschuhkasten aufgebracht. Das Aufbringen des Umfangsversiegelungsmittels 130' kann unter Verwendung irgendeiner geeigneten, im Stand der Technik bekannten Vorrichtung, beispielsweise einer Dispenser-Vorrichtung, durchgeführt werden, die in der vorliegenden Erfindung ”eine Aufbringvorrichtung für das Umfangsversiegelungsmittel” darstellt. Das Umfangsversiegelungsmittel 130' wird in der Erfindung ohne irgendeine Öffnung aufgebracht, um die Anzeigefläche des Farbkonversionsfilters vollständig zu umgeben, welche die Fläche ist, auf der die Farbkonversionsschicht liegt, d. h. die Anzeigefläche der organischen EL-Anzeigevorrichtung, in der die lichtemittierende Fläche der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung ausgerichtet ist.
Dann wird das Füllstoffmaterial 128' auf der Anzeigefläche des Farbkonversionsfilters durch irgendeine geeignete, im Stand der Technik bekannte Vorrichtung, wie einen Dispenser, aufgebracht, die ”eine Aufbringvorrichtung für das Füllstoffmaterial” bildet. Eine geeignete Menge des Füllstoffmaterials entspricht günstigerweise dem von diesem zu füllenden Innenraum und kann vom Fachmann leicht bestimmt werden.
1(b) zeigt ein Farbkonversionsfilter 150 nach Durchführung der oben beschriebenen Schritte. Das Farbkonversionsfilter 150 wird dann in eine Vakuumkammer im Handschuhkasten transferiert. Der Transfer zur Vakuumkammer kann durch irgendeine geeignete Vorrichtung, wie einen im Stand der Technik bekannten Manipulator durchgeführt werden, die einen Teil einer ”ersten Transfervorrichtung” in der vorliegenden Erfindung darstellt. Auf der anderen Seite wird die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 in die Umgebung transportiert, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und anschließend in die Vakuumkammer transferiert. Die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 kann in die Umgebung, wo die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, durch eine Vorrichtung transportiert werden, welche ”eine Transportvorrichtung für die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung” ähnlich der Vorrichtung für das Farbkonversionsfilter darstellt. Der Transfer der organischen lichtemittierenden Vorrichtung in die Vakuumkammer kann auch durch eine Vorrichtung vorgenommen werden, die ein Teil einer erfindungsgemäßen ”ersten Transfervorrichtung” ähnlich der Vorrichtung für das Farbkonversionsfilter ist.
Die in der Erfindung verwendete Vakuumkammer kann von irgendeinem Typ sein, in der Verringerung und Erhöhung des gesamten Drucks zu jeder Zeit des Transfers durchgeführt werden. Jedoch ist die Vakuumkammer vorzugsweise mit einem Hauptraum für die Manipulation und einem oder mehreren Nebenräumen versehen, wo der Druck unabhängig vom Hauptraumdruck kontrolliert werden kann, zur Verwendung für Transfer, um die Umgebung in der Kammer höchstmöglich aufrechtzuerhalten und den Durchsatz des Herstellungsverfahrens zu erhöhen.
Die Evakuierung wird nach dem Transfer des Farbkonversionsfilters 150 und der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung 160 vorgenommen. Der Enddruck wird reguliert durch das Gleichgewicht zwischen dem Effekt der Herabsetzung des Gehalts an Wasser und Sauerstoff in dem zwischen den zwei Substraten verbliebenen Raum und der Verdampfungsrate von niedermolekularen Stoffen aus dem Füllstoffmaterial und dem Umfangsversiegelungsmittel. Die Vakuumkammer wird vorzugsweise bis hinab auf 1 Pa evakuiert. Im Fall, bei dem eine Vakuumkammer mit Nebenraum(-räumen) verwendet wird, werden das Farbkonversionsfilter 150 und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 in den Nebenraum (in die Nebenräume) bei einem Atmosphärendruck gebracht, und der Nebenraum (die Nebenräume) werden dann auf den gleichen Druck wie im Hauptraum evakuiert. Nachdem die Drücke im Nebenraum (in den Nebenräumen) und im Hauptraum ausgeglichen sind, werden der Farbkonversionsfilter 150 und die organischen EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 in den Hauptraum transferiert und die im folgenden beschriebenen Verfahrensschritte durchgeführt.
Da das Umfangsversiegelungsmittel und das Füllstoffmaterial in eine Umgebung gebracht wurden, wo die Konzentrationen an Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, besteht im wesentlichen keine Gefahr, dass sie Wasser oder Sauerstoff adsorbieren oder einschließen, im Vergleich mit der Handhabung in einer Umgebung von gewöhnlicher Luft. Zusätzlich werden Wasser oder Sauerstoff, die möglicherweise in Spurenmengen adsorbiert wurden, weiter entfernt, da das Umfangsversiegelungsmittel und das Füllstoffmaterial beim erfindungsgemäßen Verfahren in ein Vakuum gebracht werden. Daher vermeidet das erfindungsgemäße Verfahren sehr wirksam eine Adsorption und Einschluss von Wasser und Sauerstoff am peripheren Versiegelungsmittel und dem Füllstoffmaterial im Vergleich mit der Handhabung in einer Umgebung von gewöhnlicher Luft.
Nach der Evakuierung werden das Farbkonversionsfilter 150 und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 gleichzeitig mit der vorläufigen Ausrichtung zusammen gebondet. Das Verkleben in dieser Stufe ist ein vorläufiges Kleben vor dem Härten des Umfangsversiegelungsmittels, Die Vor-Ausrichtung kann durchgeführt werden, indem eine Haltevorrichtung des ersten Substrats 102 und eine Haltevorrichtung des zweiten Substrats 116 positioniert werden. Die Genauigkeit der Vor-Ausrichtung wird reguliert durch ein Gesichtsfeld des optischen Detektierelements, das in einer später beschriebenen zweiten oder Endausrichtung verwendet wird. Die Genauigkeit der Vor-Ausrichtung hegt vorzugsweise bei etwa 1,000 μm, weiter bevorzugt etwa 500 μm. Diese Genauigkeit der Ausrichtung kann mit einem einfacheren Mechanismus als ein Mechanismus für hochpräzise Ausrichtung erreicht werden, der in der Herstellung von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen verwendet wird, wodurch die Ausrüstungskosten und damit die Gesamtproduktionskosten verringert werden. Nach der Vor-Ausrichtung unter Verwendung eines Geräts zur Bewegung des einen oder anderen des Farbkonversionsfilters 150 oder der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung durch das in der vorliegenden Erfindung einen Teil einer ”Verbindungsvorrichtung” bildende Gerät werden das Farbkonversionsfilter 150 und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 ungefähr parallel zueinander in Berührung gebracht und durch irgendeine im Stand der Technik bekannte Vorrichtung wie eine Klammer fixiert. in der Stufe des vorläufigen Klebens muss wenigstens das Umfangsversiegelungsmittel 130 das erste Substrat 102 auf dem gesamten Umfang berühren, da sonst in der nächsten Stufe der Druckerhöhung auf einen Atmosphärendruck Gas in den Innenraum eintreten würde und Blasen dort verbleiben würden.
Das Aggregat, das vorläufig geklebt und mit einer Klammer fixiert ist, wird in einem Handschuhkasten in einer Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, auf einen Atmosphärendruck gebracht. Es kann die ganze Vakuumkammer unter Druck gesetzt werden oder das Aggregat wird in einen Nebenraum der Vakuumkammer transferiert, und nur der Nebenraum wird unter Druck gesetzt. Der Druck wird vorzugsweise im Verlauf von 5 bis 70 Minuten auf Atmosphärendruck erhöht, um eine Beschädigung des Aggregats besonders am Umfangsversiegelungsmittel zu vermeiden. Im Verfahren des Unterdrucksetzens werden das erste Substrat 102 und das zweite Substrat 116 in ihrer Dickenrichtung gepresst. Luftblasen bei verringertem Druck, die womöglich gefangen blieben, würden verschwinden, und der Innenraum völlig mit dem Füllstoffmaterial 128' gefüllt, um eine Füllstoffschicht 128 zu bilden. Da das Aggregat im erfindungsgemäßen Verfahren offen zu einer Umgebung ist, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, werden Wasser und Sauerstoff in dem Verfahren der Druckerhöhung nicht am ungehärteten Umfangsversiegelungsmittel 130' adsorbiert. Daher zeigt eine organische EL-Anzeigevorrichtung eine längere Lebensdauer als Anzeigevorrichtungen, die in einer Umgebung von gewöhnlicher Luft hergestellt wurden.
Nach dem Öffnen auf den Atmosphärendruck wird des Aggregat aus der Vakuumkammer oder dem Nebenraum der Vakuumkammer zu einem Platz eines Arbeitsraums einer Umgebung, wo die Konzentrationen an Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, transferiert, wobei die Umgebung in einem Handschuhkasten gebildet ist und ein Manipulator oder eine Fördervorrichtung verwendet werden, welche ”eine zweite Transfervorrichtung” darstellen. Die Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert werden und die für die Aufbringung des Umfangsversiegelungsmittels verwendet wird, und die Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert werden und die für die unten beschriebene zweite oder Endausrichtung verwendet wird, können in der Erfindung ein und dieselbe Umgebung, oder von zwei getrennten Umgebungen gebildet sein.
Dann wird die zweite oder Endausrichtung des Farbkonversionsfilters und der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung in einem Arbeitsraum in einer Umgebung durchgeführt, in der die Konzentration von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind (die Umgebung kann in einem Handschuhkasten eingerichtet sein), Die Genauigkeit der Ausrichtung wird vorzugsweise mit einem Fehler von nicht mehr als 3 μm, mehr bevorzugt nicht mehr als 1 μm vorgenommen, um eine hohe Anzeigequalität zu erreichen. Zu einer Vorrichtung für die zweite Ausrichtung gehört ein optisches Detektionselement, beispielsweise CCD, und eine Vorrichtung zur zweidimensionalen und Relativbewegung entweder des einen oder anderen des ersten und zweiten Substrats. Die Ausrichtung wird durchgeführt unter Verwendung von Ausrichtungsmarken, die am ersten und zweiten Substrat gebildet sind Danach wird die Druckverklebung unter Verwendung von beispielsweise einer Druckplatte durchgeführt und die Struktur des Aggregats wird stabilisiert. Die Stabilisierung der Aggregatstruktur bedeutet, dass eine Handhabung ohne Abweichung von der Ausrichtung möglich ist, selbst wenn ein Trag- und Haltewerkzeug, wie eine Klammer nicht verwendet wird. Druckverkleben wird beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise auf einem Arbeitsplatz durchgeführt, der für die Endausrüstung verwendet wird. Im Schritt des Druckverklebens wird vorzugsweise ein Druck von etwa 0,5 MPa entsprechend der Fläche des Aufbringens des Umfangsversiegelungsmittels ausgeübt.
Schließlich wird das Umfangsversiegelungsmittel gehärtet durch Ultraviolettbestrahlung, um eine Umfangsversiegelungsschicht 130 zu bilden. Die Ultraviolettbestrahlung kann unter Verwendung einer im Stand der Technik bekannten Vorrichtung, wie einer Ultraviolettlampe durchgeführt werden, welche in der vorliegenden Erfindung ”eine Vorrichtung zur Ultraviolettbestrahlung” darstellt, je nach dem Typ des verwendeten Umfangsversiegelungsmittels. Die Ultraviolettbestrahlung erfolgt vorzugsweise beispielsweise mit einer Beleuchtungsstärke von 100 mW/cm² während 30 Sekunden.
Nach oder gleichzeitig mit dem Härten des Umfangsversiegelungsmittels kann die Füllstoffschicht 128 zum Härten oder zur Viskositätssteigerung behandelt werden. Im Fall eines Füllstoffmaterials aus thermo-härtendem Harz oder Silikonharz kann Erhitzen des Härten, die Viskositätssteigerung oder Gelierung bewirken. Im Fall eines Füllstoffmaterials aus UV-härtendem Harz kann das Härten oder die Viskositätssteigerung durchgeführt werden, indem man es zusammen mit dem Umfangsversiegelungsmittel der Ultraviolettbestrahlung aussetzt.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung mit aktiv angetriebener Matrix, die ein TFT als ein Schaltelement verwendet. Das Schaltelement kann jedoch irgendein geeignetes Element sein, wie ein im Stand der Technik bekanntes MIM (Metall-Isolator-Metall-Vorrichtung). Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch angewandt werden auf eine Anzeigevorrichtung mit passiv angetriebener Matrix.
Im Fell der Anzeigevorrichtung mit passiv angetriebener Matrix wird eine erste Elektrode 108 bestehend aus einer Mehrzahl von in einem Linienmuster unterteilten Teilen auf dem ersten Substrat 102 gebildet, ohne dass TFTs 104 und ein planierender Isolatorfilm 106 gebildet werden. Die erste Elektrode kann auch in diesem Fell entweder als eine Anode oder eine Kathode verwendet werden. Die zweite Elektrode 112 wird auch in einer Mehrzahl von Teilen in einem Linienmuster unterteilt, des sich in einer Richtung senkrecht zum Linienmuster der ersten Elektrode 108 erstreckt. Ein Ausrichtungsschritt positioniert eine Farbkonversionsfilterschicht an der Stelle, wo sich das Linienmuster der ersten Elektrode und das Linienmuster der zweiten Elektrode kreuzen.
In der vorliegenden Erfindung kann ein Farbkonversionsfilter mit zwei oder mehr Anzeigeteilen verwendet werden und eine organische EL-lichtemittierende Vorrichtung wird an jeden Anzeigeteil gebondet. 3 zeigt einen Farbkonversionsfilter 210 mit vier Anzeigeteilen 215. In diesem Fall werden das Umfangsversiegelungsmittel 220 und das Füllstoffmaterial (in der Figur nicht gezeigt) an dem Umfang jedes Anzeigeteils aufgebracht. Anschließend wird jedes Anzeigeteil an eine organische EL-lichtemittierende Vorrichtung gebondet, ausgerichtet und mit UV bestrahlt, um das Umfangsversiegelungsmittel zu härten. Danach wird des Substrat längs der Schnittlinie 230 geschnitten, um eine Mehrzahl von organischen EL-Anzeigevorrichtungen zu erhalten.
Im oben beschriebenen Verfahren werden des Umfangsversiegelungsmittel und das Füllstoffmaterial in einer Umgebung aufgebracht, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind. Stattdessen kann der Aufbringungsschritt in einer Vakuumkammer durchgeführt werden, die in einer Umgebung bereitgestellt ist, in welcher die Konzentrationen an Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind. In diesem Fall wird das Ferbkonversionsfilter, das nach der Vorwärmbehandlung in eine Hadschuhkastenumgebung transportiert wird, wo die Konzentrationen an Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, unmittelbar in die Vakuumkammer transferiert, in der das Umfangsversiegelungsmittel und das Füllstoffmaterial unter Verwendung einer Abgabevorrichtung (Dispenser), die in der Vakuumkammer installiert ist, aufgebracht werden. Die Schritte nach dem Schritt des vorläufigen Bonding mit einer organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung, die getrennt eingetragen wird, können in ähnlicher Weise wie beim oben beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
4 zeigt schematisch den konstruktiven Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung. Jede oben beschriebene Vorrichtung ist mit einem Steuergerät verbunden. Jede Vorrichtung in der Konstruktion der Herstellungsvorrichtung wird gemäß der im Steuergerät gespeicherten Sequenz und entsprechend den von jeder Vorrichtung dem Steuergerät gelieferten Signalen gesteuert.
Als Beispiel 1 wurden auf einem transparenten Glassubstrat schichtweise eine schwarze Maske von 1,5 μm Dicke, Farbfilterschichten für rote, grüne und blaue Farbe, je mit einer Dicke von 1,5 μm, und Farbkonversionsschichten für rote und grüne Farbe je mit einer Dicke von 10 μm aufgebracht. Durch Schleuderbeschichtung (spin-coating) wurde ein Photoresist auf Novolak-Harz-Basis (ZPN1100, Hersteller: ZEON Corporation, Japan) als eine Überbeschichtung 124 mit einer Dicke von 5 μm unter Verwendung einer Photolithographie-Methode als eine Überschicht 124 aufgebracht, um ein Farbkonversionsfilter 150 zu erhalten. Jede Farbfilterschicht und jede Farbkonversionsschicht hat eine Abmessung von 85 μm × 295 μm. An vier Punkten auf dem Substrat wurden Ausrichtungsmarken angebracht.
Der Farbkonversionsfilter 150 wurde dann in einen Handschuhkasten transportiert, in welchem die Wasserkonzentration auf 1 ppm und die Sauerstoffkonzentration auf 1 ppm geregelt waren. Ein Umfangsversiegelungsmittel 130' aus einem Ultraviolett-härtenden Klebstoff (30Y-437, Hersteller: Three Bond Co., Ltd.) mit dispergierten Abstandskörpern mit einem Durchmesser von 20 μm wurde auf einem Umfang eines zweiten Substrats 116 des Farbkonversionsfilters unter Verwendung eines Auftragroboters aufgetragen. Füllstoffmaterial 128 aus transparentem Silikonharz (TSE3051 geliefert von GE Toshiba silicone Co. Ltd.) wurde unter Verwendung des Abgaberoboters in einer Menge von 100% des berechneten Volumens des Innenraums aufgetragen, der von der auf der Überbeschichtung 124 gebondeten Vorrichtung gebildet wird. Da des transparente Silikonharz eine Oberflächenspannung von 0,04 N/m und die Überbeschichtungsschicht eine Oberflächenspannung von 0,0250 N/m hatte, dehnte sich das transparente Silikonharz nicht über den Farbkonversionsfilter aus und nahm eine Tropfenform an, wie in 1(b) gezeigt.
Andererseits wurde eine organische EL-lichtemittierende Vorrichtung wie in 1(a) gezeigt erhalten, indem man der Reihe nach TFTs, eine Anode, eine organische EL-Schicht, eine Kathode, und eine Passivierungsschicht auf einem Glassubstrat ausbildete. Die Anode wurde in Abschnitte von je einer längeren Seite von 300 μm und einer kürzeren Seite von 90 μm unterteilt und in einer Matrixform angeordnet. Der Abstand zwischen den unterteilten Abschnitten wurde bestimmt durch eine Teilung von 330 μm in Richtung der längeren Seite und von 110 μm in Richtung der kürzeren Seite. Markierungen wurden auch auf der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung 160 vorgesehen entsprechend dem Farbkonversionsfilter. Die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 wurde in einen Handschuhkasten transportiert, in welchem die Wasserkonzentration auf 1 ppm und die Sauerstoffkonzentration auf 1 ppm geregelt waren.
Des Farbkonversionsfilter 150 und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 wurden in eine Vakuumkammer transferiert, die dann auf 1 Pa evakuiert wurde. Des Farbkonversionsfilter 150 und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160 wurden vorübergehend verbunden, um ein Aggregat zu bilden, während eine vorläufige Ausrichtung unter Verwendung der Ausrichtungsmarkierungen vorgenommen wurde. Das Aggregat wurde mit einer Klemme befestigt. Die Genauigkeit der Ausrichtung hatte einen Fehler von 500 μm.
Der Druck in der Vakuumkammer wurde in 5 Minuten unter Verwendung von N₂-Gas, das auf eine Wasserkonzentration von 1 ppm und Sauerstoffkonzentration von 1 ppm kontrolliert war, auf Atmosphärendruck erhöht. Des Aggregat wurde aus der Vakuumkammer in eine Umgebung transferiert, in der die Wasserkonzentration auf 1 ppm und die Sauerstoffkonzentration auf 1 ppm kontrolliert waren, und die zweite oder Endausrichtung wurde unter Verwendung eines CCD durchgeführt. Die Genauigkeit der Endausrichtung zeigte einen Fehler von 3 μm. Nach der Endausrichtung wurde des Aggregat mit einem Druck von 0,5 MPa druckverklebt und die Klammer wurde entfernt.
Anschließend wurde das Umfangsversiegelungsmittel unter Verwendung einer UV-Lampe durch Ultraviolettbestrahlung mit einer Intensität von 100 mW/cm² während 30 Sekunden gehärtet, um eine Umfangsversiegelungsschicht 130 zu bilden. Schließlich wurde eine Wärmebehandlung bei 80°C während 60 Minuten vorgenommen, um das transparente Silikonharz zu gelieren. Es wurde so eine organische EL-Anzeigevorrichtung erhalten.
Als Beispiel 2 wurde eine organische EL-Anzeigevorrichtung in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine fluorhaltige inaktive Flüssigkeit, die keiner Härtungsreaktion durch Erwärmen unterliegt (Flourinat FC-43, geliefert von Sumitomo 3M Limited, Japan) anstelle des transparenten Silikonharzes (TSE3051, geliefert von GE Toshiba silicone Co. Ltd.) verwendet und die Wärmebehandlung bei 80°C für 60 Minuten nicht durchgeführt wurde. Die fluorhaltige inaktive Flüssigkeit hatte eine Oberflächenspannung von 0,033 N/m.
Als Vergleichsbeispiel 1 wurde eine organische EL-Anzeigevorrichtung in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Verfahrensschritte, die im Beispiel 1 in der Handschuhkammer vorgenommen wurden, wo die Wasserkonzentration auf 1 ppm und die Sauerstoffkonzentration auf 1 ppm geregelt waren, im Vergleichsbeispiel 1 in einer Umgebung von gewöhnlicher Luft durchgeführt wurde.
Als Vergleichsbeispiel 2 wurde eine organische EL-Anzeigevorrichtung in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass die vorläufige Ausrichtung und das vorläufige Bonding des Farbkonversionsfilters und der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung in einem Handschuhkasten bei Atmosphärendruck statt in der Vakuumkammer durchgeführt wurden.
Als Vergleichsbeispiel 3 wurde eine organische EL-Anzeigevorrichtung in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, außer dass die Verfahrensschritte, die im Handschuhkasten durchgeführt wurden, wo die Wasserkonzentration auf 1 ppm und die Sauerstoffkonzentration auf 1 ppm geregelt waren, im Vergleichsbeispiel 3 in einer gewöhnlichen Luftumgebung durchgeführt wurden.

Die organischen EL-Anzeigevorrichtungen des Beispiels 1 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden bewertet hinsichtlich Bildung von Blasen, Lichtstärke vor und nach kontinuierlichem 1,000 Stunden Betrieb und Auftreten von dunklen Flecken (Spots). Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die angegebenen Leuchtdichte(Luminanz)-Werte sind die Werte bezogen auf den als 100 angenommenen Anfangswert der organischen EL-Anzeigevorrichtung des Beispiels 1. Wie Tabelle 1 zeigt, sind die Ergebnisse für das Beispiel 1 besser als die Ergebnisse der Vergleichsbeispiele. [Tabelle 1] Bewertung der Ergebnisse der organischen EL-Anzeigevorrichtungen

	Blasen	Anfangszustand		nach 1,000 Betriebsstunden
	Blasen	Luminanz	dunkle Flecken	Luminanz	dunkle Flecken
Beispiel 1	Keine	100	Keine	98	Keine
Vergleichsbeispiel 1	Keine	95	Keine	80	Mittel
Vergleichsbeispiel 2	Vorhanden	100	Keine	95	Keine
Vergleichsbeispiel 3	Vorhanden	95	Wenige	nicht detektierbar	Große

Wie oben beschrieben kann eine organische EL-Anzeigevorrichtung mit wesentlich höherer Lebensdauer als eine nach einem üblichen Herstellungsverfahren hergestellte Vorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, wobei ein Umfangsversiegelungsmittel und ein Füllstoffmaterial in einer Umgebung aufgebracht werden, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff geregelt sind und das Farbkonversionsfilter und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung in einer Vakuumkammer verbunden werden, die in die Umgebung gebracht ist. Da der Klebverbindungsvorgang in einer evakuierten Umgebung ausgehend von einer N₂-Gasumgebung, worin die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, vorgenommen wurde, sind die Mengen an N₂-Gas, Wasser und Sauerstoff in der organischen EL-Anzeigevorrichtung erheblich verringert. Die Evakuierung auf 1 Pa verringert jede Menge auf 1/10⁶ der Menge bei Atmosphärendruck. Daher kann die Lebensdauer der Vorrichtung wesentlich gesteigert werden.
Außerdem, de die zweite oder Endausrichtung mit hoher Präzision bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Atmosphärendruck durchgeführt wird, sind teure und komplizierte Geräte zur genauen Ausrichtung in einer Vakuumkammer nicht erforderlich. Daher sind die Kosten für die Herstellungsanlage und die Gesamtherstellungskosten verringert.
Weiterhin, da das Füllstoffmaterial den Innenraum in der organischen EL-Anzeigevorrichtung ausfüllt, wird das Licht von der organischen EL-Schicht wirksam an die Farbkonversionsfilterschicht übertragen.
1 ist ein schematischer Querschnitt einer organischen EL-Anzeigevorrichtung, die nach einer Methode des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist in der Figur zeigen (a) eine organische EL-lichtemittierende Vorrichtung 160, (b) ein Farbkonversionsfilter 150, und (c) eine organische EL-Anzeigevorrichtung 140, die durch Bonding des Farbkonversionsfilters 150 und der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung 160 hergestellt ist.
2 zeigt im Fließbild Schritte in einem Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung.
3 erläutert ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung zur Verwendung eines Farbkonversionsfilters mit einer Mehrzahl von Anzeigeteilen.
4 zeigt im Blockbild die Konstruktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung.
5 ist ein schematischer Querschnitt einer organischen EL-Anzeigevorrichtung nach dem Stand der Technik.
Bezugszeichenliste

102, 602: erstes Substrat
104, 604: TFT
106: planierende Isolationsschicht
108: erste Elektrode
110, 608: organische EL-Schicht
112: zweite Elektrode
114: Passivierungsschicht
116, 616: zweites Substrat
118: Farbfilterschicht
120: Farbkonversionsschicht
122, 614: schwarze Maske
124: Überbeschichtungsschicht
128: Füllstoffschicht
128': Füllstoffmaterial
130: Umfangsversiegelungsschicht
130': Umfangsversiegelungsmaterial
140: organische EL-Anzeigevorrichtung, hergestellt mittels eines Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindung
150: Farbkonversionsfilter
160: organische EL-lichtemittierende Vorrichtung
210: Farbkonversionsfilter
215: Anzeigeteil
220: Umfangsversiegelungsmittel
230: Schnittlinie
600: organische EL-Anzeige aus dem Stand der Technik
606: Anode
610: Kathode
612: Farbkonversionsfilterschicht
618: Umfangsversiegelungsschicht
620: Innenraum

Claims

Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung, welches folgende Verfahrensschritte aufweist: – eine organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und ein Farbkonversionsfilter werden in eine Umgebung gebracht, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; – es wird ein Umfangsversiegelungsmittel ringförmig rund um das Farbkonversionsfilter aufgebracht, während sich das Farbkonversionsfilter in der Umgebung befindet, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; – es wird ein Füllstoffmaterial über dem Farbkonversionsfilter und innerhalb des Umfangsversiegelungsmittels aufgebracht, während sich das Farbkonversionsfilter in der Umgebung befindet, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; – die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und das mit dem Umfangsversiegelungsmittel und dem Füllstoffmaterial versehene Farbkonversionsfilter werden in eine Vakuumkammer transferiert und die Vakuumkammer wird evakuiert; – nach der Evakuierung wird eine vorläufige Ausrichtung der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters vorgenommen und die organische EL-lichtemittierende Vorrichtung und das Farbkonversionsfilter werden verbunden, um ein Aggregat zu erhalten; – das Aggregat wird ausgebracht in eine Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist; – in der Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist, wird eine zweite Ausrichtung des Aggregats durchgeführt; und – das Aggregat wird mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt, um das Umfangsversiegelungsmittel in der Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist, zu härten, um eine organische EL-Anzeigevorrichtung zu erhalten, wobei die Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, und die Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck liegt, nicht mehr als 50 ppm Wasser und nicht mehr als 50 ppm Sauerstoff enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Füllstoffmaterial eine größere Oberflächenspannung als die Oberflächenspannung einer Oberfläche des Farbkonversionsfilters hat.
Vorrichtung, welche eingerichtet ist, das Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 durchzuführen, wobei die Vorrichtung aufweist: – eine Vorrichtung zum Transportieren einer organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung, die wenigstens eine erste Elektrode, eine organische EL-Schicht und eine zweite Elektrode aufweist, die auf einem ersten Substrat angeordnet sind, in eine Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; – eine Vorrichtung zum Transportieren eines Farbkonversionsfilters, das wenigstens eine Farbkonversionsfilterschicht auf einem zweiten Substrat angeordnet aufweist, in eine Umgebung, in der die Konzentrationen an Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind; – eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Umfangsversiegelungsmittels rings um das Farbkonversionsfilter; – eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Füllstoffmaterials über der Farbkonversionsfilterschicht und innerhalb des Umfangsversiegelungsmittels; – eine erste Vorrichtung zum Transferieren der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters in eine Vakuumkammer; – eine Verbindungs-Vorrichtung zur Durchführung einer vorläufigen Ausrichtung der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters und zum Verbinden der organischen EL-lichtemittierenden Vorrichtung und des Farbkonversionsfilters, um ein Aggregat zu erhalten; – eine zweite Vorrichtung zum Transferieren des Aggregats aus der Vakuumkammer in eine Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck liegt; – eine Vorrichtung zur Durchführung einer zweiten Ausrichtung des Aggregats in der Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck ist; – eine Vorrichtung zur Ultraviolettbestrahlung des Aggregats zum Härten des Umfangsversiegelungsmittels in der Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck liegt; und – ein Steuergerät, das mit den vorstehend genannten Vorrichtungen verbunden ist, wobei jede Vorrichtung gemäß einer im Steuergerät gespeicherten Sequenz und entsprechend den von jeder Vorrichtung dem Steuergerät gelieferten Signalen gesteuert wird, so dass das Verfahren gemäß Anspruch durchgeführt wird, wobei die Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind, und die Umgebung, in der die Konzentrationen von Wasser und Sauerstoff kontrolliert sind und der Druck bei Atmosphärendruck liegt, nicht mehr als 50 ppm Wasser und nicht mehr als 50 ppm Sauerstoff enthalten.