CN1469688A - El器件密封板和多个密封板-制造母玻璃基板 - Google Patents
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Abstract
一种抑制透明度下降的EL器件密封板，有机EL器件200由基板10、形成在基板10上的有机EL层状体20、以及已经形成为凹槽形状以便覆盖有机EL层状体20的密封板30构成。密封板30呈现不小于91.5％的平行透射率以及不大于0.5％混浊度。
Description
发明领域
本发明涉及EL(电致发光)器件密封板和用于制造多个EL器件密封板的多个密封板-制造母玻璃基板，特别涉及已经被处理成凹槽形状以便覆盖形成在基板上的EL层状体的EL器件密封板，以及用于制造多个EL器件密封板的多个密封板-制造母玻璃基板。
现有技术
存在无源和有源EL器件。
无源EL器件具有简单的矩阵结构。在这个简单的矩阵结构中，第一电极设置在基板上，含有发光层的EL层状体以及作为第二电极的背电极按照顺序形成在第一电极的上表面上，然后采用已经被处理成凹槽形状的密封板进行密封，覆盖EL层状体，以便不让潮气和氧进入。利用这种无源EL器件，通过控制第一电极、发光层和背电极的形状，可根据发光层的形状使发光层发光；例如，通过使第一电极和背电极为互相垂直的条，可进行矩阵显示。
而且，有源EL器件具有有源矩阵结构。在这种有源矩阵结构中，与利用TFT液晶器件的结构相同，薄膜晶体管电路或二极管形成在用于每个像素的基板上，含有发光层的EL层状体形成在薄膜晶体管电路或二极管的上表面上，然后用已经被处理成凹槽形状的密封板进行密封以便覆盖EL层状体，由此不让潮气和氧进入。利用这种有源EL器件，由于一个像素一个像素形成的薄膜晶体管或二极管具有高速开关能力，因此可进行高速改变显示，并且这种有源EL器件适于显示运动图像；因此人们认为将来EL显示装置将主要采用有源EL器件。
此外，存在采用底部发射结构的EL器件以及采用顶部发射结构的EL器件。
利用采用底部发射结构的EL器件，从发光层一直朝向基板都采用透明部分，由此从发光层发射的光从基板一侧射出。利用采用顶部发射结构的EL器件，从发光层一直朝向密封板都采用透明部分，由此从发光层发射的光从密封板一侧射出。
然而，利用有源EL器件，薄膜晶体管电路或二极管不是透明的，如果采用底部发射结构，则将存在从发光层发射的光被非透明薄膜晶体管电路或二极管阻挡的部分；因此大小比很低，并且相对于输入电功率的亮度很低。
而且，利用采用顶部发射结构的EL器件，为使孔径比很高，并因此使相对于输入电功率的亮度很高，要求密封板具有高透明度。
因此具有高透明度的玻璃材料优选用于密封板。然而，将板形玻璃材料处理成凹槽形状以获得密封板是很困难的，并且在这个处理期间容易使透明度下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制了透明度下降的EL器件密封板，和用于制造多个EL器件密封板的多个密封板-制造母玻璃基板。
为实现上述目的，在本发明的第一方面中，提供一种EL器件密封板，其已经被处理成凹槽形状以便覆盖含有发光层并形成在基板上的EL层状体，其中EL器件密封板呈现对于从发光层发射的光的不小于91.5％的平行透射率和不大于0.5％的混浊度(haze)。
根据这种结构，用于从发光层发射的光的平行透射率不小于91.5％，混浊度不大于0.5％，因此可提供抑制了透明度下降的EL器件密封板。
优选地，EL器件密封板可用于具有顶部发射结构的EL器件。结果是，从发光层发射的光可从EL器件密封板一侧射出。
还优选，EL器件密封板已经采用湿刻蚀法处理成凹槽形状。结果是，凹槽形状可制成为具有平坦表面，因此可以更可靠地实现抑制透明度下降的效果。
为实现上述目的，在本发明的第二方面中，提供一种EL器件密封板，它已经被处理成凹槽形状以便覆盖含有发光层并形成在基板上的EL层状体，其中EL器件密封板呈现对于从发光层发射的光的大于120°的视角。
根据这种结构，从发光层发射的光的视角大于120°，因此可提供抑制了透明度下降的EL器件密封板。
优选地，EL器件密封板可用于具有顶部发射结构的EL器件。结果是，从发光层发射的光可从EL器件密封板一侧射出。
更优选，EL器件密封板已经采用湿刻蚀法处理成凹槽形状。结果是，凹槽形状可制成为具有平坦表面，因此可以更可靠地实现抑制透明度下降的效果。
为实现上述目的，在本发明的第三方面中，提供一种多个密封板-制造母玻璃基板，其包括根据本发明第一或第二方面的多个玻璃EL器件密封板，该玻璃EL器件密封板基本上形成为矩阵形状。
根据这种结构，根据本发明第一方面或第二方面的多个玻璃EL器件密封板基本上形成为矩阵形状，因此可提供抑制了透明度下降的玻璃EL器件密封板。
通过下面结合附图的详细说明使本发明的上述和其它目的、特征和优点更明了。
附图说明
图1是表示根据本发明实施例的其中EL器件密封板基本上形成为矩阵形状的多个密封板-制造母玻璃基板的顶视平面图；
图2是具有根据本实施例的EL器件密封板的EL器件的剖视图；
图3是图2中所示的有机EL层状体20的部分的放大剖视图；
图4是对比例2的密封板31的剖视图；和
图5是对比例3的密封板32的剖视图。
具体实施方式
本发明人进行了刻苦的研究以实现上述目的，结果发现如果EL器件密封板呈现对于从发光层发射的光的不小于91.5％的平行透射率和不大于0.5％的混浊度，其中该EL器件密封板已经被处理成凹槽形状以便覆盖含有发光层并形成在基板上的EL层状体，则可提供抑制了透明度下降的EL器件密封板。
而且，本发明人发现如果EL器件密封板对于从发光层发射的光呈现大于120°的视角，则可提供抑制了透明度下降的EL器件密封板，其中该EL器件密封板已经被处理成凹槽形状以便覆盖含有发光层并形成在基板上的EL层状体。
此外，本发明人发现如果在制造上述EL器件密封板时采用湿刻蚀法，则可抑制在制造期间透明度下降。
在上述发现基础上完成了本发明。
下面参照附图详细介绍本发明的实施例。
图1是根据本发明实施例的多个密封板-制造母玻璃基板的顶视平面图，其中EL器件密封板基本上形成为矩阵形状。
在图1中，长度为30cm和宽度为40cm的多个密封板-制造母玻璃基板100具有在其中形成的5×6矩阵形状的玻璃EL器件密封板。
在原始(starting)材料玻璃板中形成这种5×6矩阵形状的EL器件密封板的方法是采用喷砂法、刻蚀法如湿刻蚀等方法除去原始材料玻璃板的预定部分以形成凹槽。
例如，在湿刻蚀的情况下，首先，采用宽度为2.0mm的带状抗蚀剂给无碱玻璃原始材料玻璃板做掩模(mask)，以便保持露出的部分原始材料玻璃板形成5×6矩阵形状。然后将被掩蔽的原始材料玻璃板浸在刻蚀液中约10-180分钟，其中刻蚀液由含有适量的至少一种无机酸的5-50％质量比的氢氟酸构成，所述无机酸选自：硫酸、盐酸、硝酸和磷酸，由此从原始材料玻璃板除去玻璃，以便在露出部分形成凹槽部分102，在掩蔽部分留下凸出的部分101。然后用纯水彻底清洗原始材料玻璃板，并剥离抗蚀剂。注意表面活性剂可适当地添加到刻蚀液中。此外，优选刻蚀液含有适量的一种或多种有机酸和/或碱，它们选自羧酸、二羧酸、胺类、氨基酸等。
由于采用上述湿刻蚀法除去了原始材料玻璃板的预定部分以形成凹槽部分，因此每个EL器件密封板的凹槽部分102的基底部分的表面可靠地制成为平坦状，因此可提高EL器件密封板抵抗外部压力的强度。
接着，沿着使凹槽部分102互相隔离的突起部分101切割其中凹槽部分102已经形成为5×6矩阵形状的上述多个密封板-制造母玻璃基板100。结果是，可获得30(5×6)个EL器件密封板。
在上述多个密封板-制造母玻璃基板100中，EL器件密封板设置成矩阵形状；然而，不限于这种形状，可采用适合于用单一母玻璃基板制造多个EL器件密封板的任何设置。
而且，抗蚀剂的宽度不限于2.0mm，可以制成为任何宽度，只要得到的每个EL器件密封板的周边突起部分的宽度不小于在这些周边突起部分处的宽度即可，并且可采用约1cm的高值，以便确保切割EL器件密封板的余量。
根据图1所示的多个密封板-制造母玻璃基板100，通过切割分离可获得多个EL器件密封板。而且，可提高EL器件密封板对外部压力的强度。而且，可以消除每次处理一个EL器件密封板，因此可提高EL器件密封板的制造产率。
图2是具有根据本实施例的EL器件密封板的EL器件的剖视图。
在图2中，顶部发射型有机EL器件200具有顶部发射结构并包括：板形透明无碱玻璃基板10，其具有7.0cm的边缘(长度和宽度)和1.0mm的厚度；形成在基板10上的有机EL层状体20；以及无碱玻璃密封板30，其采用粘接剂40粘接到基板10上以覆盖有机EL层状体20。粘接剂40由紫外固化型环氧树脂等构成。密封板30是通过以下步骤制造的：对具有5.0cm的边缘和0.70mm的厚度的板形透明无碱玻璃原始材料玻璃板进行湿刻蚀，由此形成凹槽部分以便在基底部分的厚度为0.43mm，周边突起部分的宽度至少为0.70mm。
有机EL层状体20由形成在基板10上的薄膜晶体管(TFT)部分21、下电极22、使TFT部分21和下电极22互相电绝缘的层间绝缘膜23、有机EL膜24、以及上透明电极25构成。
图3是在图2中所示的有机EL层状体20的部分的放大剖视图。
如图3所示，图2中的有机EL层状体20的TFT部分21由控制TFT211和驱动TFT212构成。控制TFT211和驱动TFT212交替设置，并在其上建立层间绝缘膜23，以便层间绝缘膜23覆盖TFT211和212并还位于TFT211和212之间。
控制TFT211和驱动TFT212具有电容(未示出)、以及连接到电容器的信号线、扫描线和公共电极线，并且每个驱动TFT212具有连接到相应下电极22的连接线214。
每个控制TFT211由形成在基板10上的半导体层2111、设置在半导体层2111上的栅极绝缘膜2112、设置在半导体层2111上的栅极绝缘膜2112的上表面上的栅极2113、以分离成源极侧和漏极侧的方式设置在栅极绝缘膜2112的上表面上的绝缘层2114、以及设置在绝缘层2114的上表面上的源极2115和漏极2116构成。
每个驱动TFT212由半导体层2121、栅极绝缘膜2122、栅极2123、绝缘层2124、以及源极2125构成；这些部分的设置基本上与控制TFT211中的相应部分的设置相同，但是此外，半导体层2121和下电极22通过上述连接线214连接在一起。
无碱玻璃原始材料玻璃板用做本实施例中的密封板30的原始材料，但是密封板30可采用是绝缘体、具有低潮气渗透率和具有高透明度的任何玻璃。必然低于原始材料玻璃板的透明度的密封板30的透明度是优选的，以便从采用密封板30的EL器件的发光层发射的光的平行透射率不小于91.5％，并且混浊度不大于0.5％。而且，密封板30的透明度还优选成使得视角大于120°但小于原始材料玻璃板的视角。
由于在密封板30中形成凹槽部分，因此可防止密封板30与有机EL层状体20接触。密封板30中的凹槽部分的刻蚀深度可根据有机EL层状体20的类型和厚度以及透明度适当变化，这取决于在处理之后的密封板30的平坦部分的厚度。
在上述实施例中，无碱玻璃密封板30由原始材料玻璃板通过采用湿刻蚀法形成凹槽部分而制造的；将这种玻璃密封板处理成凹槽形状的可能方法不仅包括刻蚀法如湿刻蚀，而且包括弯曲原始材料玻璃板本身的压制法、以及喷砂法。
如图4所示，在已经采用压制法被处理成凹槽形状的密封板31的情况下，与其中使用密封板31的EL器件的基板接触的密封板31的部分，即粘接到基板上的部分具有低平面度，因此潮气和氧经过这些粘接部分很容易渗透到EL器件中，并且密封板31的透明度由于弯曲而降低。而且，如图5所示，在其中采用喷砂法形成凹槽部分的密封板32的情况下，在密封板32的基底部分的表面中出现在喷砂法中固有的大量微小裂纹60，因此密封板32的平坦部分的透明度下降。关于这些方面，在其中采用刻蚀法形成凹槽部分的密封板30的情况下，粘接部分的平面度很高，并且在平坦部分中不会出现微小裂纹，因此可以抑制在通过处理成凹槽形状而制造密封板30时透明度下降。
而且，可能的刻蚀法不仅包括湿刻蚀，而且包括干刻蚀。通过干刻蚀，一次在一个密封板30上进行处理，虽然可以精确进行刻蚀，但是生产率很低。另一方面，通过湿刻蚀，如果适当选择刻蚀液的成分和刻蚀温度，则可以进行批量处理，其中同时刻蚀多个密封板30，因此生产率很高。
在湿刻蚀法中使用的刻蚀液优选是5-50％的质量比的氢氟酸，其中添加了适量的至少一种无机酸，该无机酸选自硫酸、盐酸、硝酸和磷酸。结果是，刻蚀能力提高。而且，表面活性剂可适当地添加到刻蚀液中。
此外，适量的一种或多种有机酸和/或碱可添加到刻蚀液中，这些有机酸和/或碱选自羧酸、二羧酸、胺和氨基酸。结果是，可提高密封板30的透明度，即从其中采用密封板30的EL器件的发光层发射的光的平行透射率不小于91.5％，并且混浊度不大于0.5％，而且，视角大于120°但小于原始材料玻璃板的视角。
刻蚀液的成分及其浓度可根据刻蚀液的温度、要刻蚀的玻璃的成分等适当改变。而且，当进行刻蚀时，摇动正在被刻蚀的玻璃基板和/或施加低功率超声波是有效的。结果是，刻蚀液可以制成为均匀的溶液。此外，当进行刻蚀时，将玻璃基板从刻蚀液中取出之后，将玻璃基板暂时浸在水中或选自硫酸、盐酸、硝酸和磷酸的至少一种无机酸或选自羧酸、二羧酸、胺和氨基酸的一种或多种有机酸和/或碱中是有效的。结果是，可以均匀地进行刻蚀。
根据本实施例的密封板30，必然低于原始材料玻璃板的透明度的其透明度使得从其中采用密封板30的EL器件的发光层发射的光的平行透射率不小于91.5％，并且混浊度不大于0.5％，因此，可提供抑制了透明度下降的密封板30。而且，如果密封板30的透明度使得视角大于120°但小于原始材料玻璃板的视角，则从采用密封板30的EL器件的发光层发射的光的平行透射率不小于91.5％，并且混浊度不大于0.5％，因此，可提供抑制了透明度下降的密封板30。
在上述实施例中，密封板30制成为无碱玻璃密封板，其具有形成在其中的凹槽部分，以便在基底部分的厚度为0.43mm，周边突起部分的宽度至少为0.70mm。然而，根据顶部发射型有机EL器件200的结构，除了无碱玻璃之外，密封板30可由低碱玻璃、石英玻璃、钠钙玻璃等制成。而且，在密封板的基底部分的厚度优选在0.3mm到1.1mm的范围内。这是因为如果这个厚度小于0.3mm，则密封板30的基底部分的强度太低，而厚度为1.1mm时密封板30的基底部分的强度足够高，因此将厚度增加到该厚度以上是不需要的，并且只会导致透明下降。密封板30的周边突起部分的宽度优选不小于在周边突起部分处的厚度，更优选不小于1.1mm。如果周边突起部分的宽度小于在周边突起部分处的厚度，则周边突起部分的强度太低，而如果周边突起部分的宽度不小于在周边突起部分处的厚度，则周边突起部分的强度将足够高到可以保持玻璃的原始强度的程度。而且，如果周边突起部分的宽度不小于0.7mm，则可保证用于粘接剂40的足够的粘接面积。
在本例中，EL膜制成为具有有源结构的有机EL层状体20。然而，也可采用无源结构。而且，EL膜可制成为无机EL膜。在这种情况下，无机EL膜是由透明导电膜、绝缘层、发光层、绝缘层或电子阻挡层、发光层、和透明电流限制层按照顺序从透明导电膜一侧叠制而构成的。
例子
下面介绍本发明的例子。
用无碱玻璃原始材料玻璃板制备例1-5和比较例1-3的密封板测试件，其中每个测试件都具有采用凹槽形状处理法形成在其中的凹槽部分，如表1所示。在凹槽形状处理法是湿刻蚀的情况下，刻蚀液中的成分及其浓度如表1所示那样变化(例1-5和比较例1)。作为无碱玻璃原始材料玻璃板，采用具有5.0cm的侧边和0.70mm的厚度的NA-35(商标名，由NHTechno-Glass有限公司制造的)玻璃基板。
如下进行湿刻蚀。首先，制备具有如表1所示的成分的刻蚀液。然后通过用宽度为5.0mm的抗酸带(抗蚀剂)覆盖其上表面的周边部分，用适当宽度的抗酸带(抗蚀剂)覆盖其所有的其它表面，由此遮蔽NA-35玻璃基板。然后将被遮蔽的NA-35玻璃基板浸在刻蚀液中60分钟，并保持在25℃，由此在NA-35玻璃基板中形成具有4.0cm的侧边和270μm的深度的凹槽部分。然后用纯水彻底清洗NA-35玻璃基板，之后剥离抗酸带，由此得到密封板30(图2)。
在凹槽形状处理法为压制法的情况下(比较例2)，如下进行压制。用碳模具压制厚度为0.50mm的NA-35玻璃基板，同时加热到接近于工作温度的温度，由此在玻璃基板中形成深度为200μm的凹槽部分(图4)。在得到的密封板31的压制部分处的玻璃的厚度为0.30mm，这比在密封板30中的被刻蚀基底部分处的玻璃的厚度(0.43mm＝(0.70mm-0.27mm))薄。使用的碳模具被制成为其上具有微小波纹，以便防止胶住(seizure)，因此比较例2的密封板31具有来自碳模具的相应微小波纹。
在凹槽形状处理法为喷砂法的情况下(比较例3)，如下进行喷砂法。通过喷砂法将厚度为0.70mm的NA-35玻璃基板处理成凹槽形状，以便在喷砂部分的玻璃的厚度为0.30mm，这比密封板30中的被刻蚀基底部分处的玻璃的厚度(0.43mm)薄，由此制备比较例3的密封板32(图5)。在喷砂法中固有的微小裂纹60将出现在比较例3的密封板32中。
已经研究了上述制备的每个密封板测试件的透明度。具体而言，采用浊度计(由Nippon Denshoku Industries有限公司制造的“NDH 2000”浊度计)测量平行透射率(％)和混浊度(％)。浊度计的光发射强度与从顶部发射型EL器件的发光层发射的光的强度基本上相同。未处理的NA-35玻璃基板的平行透射率为91.7％，混浊度为0.09％。
测量结果示于表1中。
表1
从表1看出，如果湿刻蚀用做凹槽形状处理法，并且向刻蚀液中加入适量的选自羧酸、二羧酸、胺和氨基酸中的一种或多种有机和/或碱，则采用浊度计测量的平行透射率可不小于91.5％，并且混浊度不大于0.5％。
而且，在湿刻蚀用做凹槽形状处理法的情况下，通过视觉观察设置在白背景板上的7-点大小的黑字符可进一步测量视角(°)。其中白背景板设置在密封板30的发光层一侧上。视角测量结果也示于表1中。视角定义为相对于设定为0°的头上(head-on)方向的视角在垂直或水平方向的最大角度(°)，在该角度可以正常地观察黑字符。对于未处理的NA-35玻璃基板，视角为160°。
从表1可看出，如果适量的选自羧酸、二羧酸、胺和氨基酸中的一种或多种有机酸和/或碱加到刻蚀液中，则视角可大于120°但小于160°。而且，可以看到如果视角大于120°但小于160°，则平行透射率不小于91.5％，并且混浊度不大于0.5％，如采用浊度计测量的。
在上述例子中，每个密封板30测试件是单独制造的。然而，在采用湿刻蚀法的情况下，可同时制造多个密封板30，如图1所示，由此可提高生产率。
Claims (7)
1、一种EL器件密封板，该密封板已经被处理成凹槽形状，以便覆盖含有发光层并形成在基板上的EL层状体；
其中EL器件密封板对于从该发光层发射的光呈现出不小于91.5％的平行透射率和不大于0.5％的混浊度。
2、根据权利要求1的EL器件密封板，其中EL器件密封板用在具有顶部发射结构的EL器件中。
3、根据权利要求1或2的EL器件密封板，其中EL器件密封板采用湿刻蚀法被处理成凹槽形状。
4、一种EL器件密封板，该密封板已经被处理成凹槽形状，以便覆盖含有发光层并形成在基板上的EL层状体；
其中EL器件密封板对于从发光层发射的光呈现出大于120°的视角。
5、根据权利要求4的EL器件密封板，其中EL器件密封板用在具有顶部发射结构的EL器件中。
6、根据权利要求4或5的EL器件密封板，其中EL器件密封板采用湿刻蚀法被处理成凹槽形状。
7、一种多个密封板-制造母玻璃基板，包括如权利要求1-6任一项权利要求所述的多个玻璃EL器件密封板，所述多个玻璃EL器件密封板基本上形成为矩阵形状。
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