JP2004079467A

JP2004079467A - Ｅｌ素子用封止板、及び該封止板多面取り用マザーガラス基板

Info

Publication number: JP2004079467A
Application number: JP2002241766A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Yoshii; 吉井　哲朗; Hiroshi Nishikawa; 西川　宏
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】ＥＬ素子用封止板、及び該ＥＬ素子用封止板多面取り用マザーガラス基板を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子１００は、パッシブ構造をとり、板状の透明な無アルカリガラス製の基板１０と、基板１０の上に形成された有機ＥＬ積層体２０と、この有機ＥＬ積層体２０を覆うように形成された封止板３０とから成る。封止板３０は、例えばウェットエッチング法により板状の透明な無アルカリガラス製のガラス素板から加工され、周辺部に周辺突条部３１を規定すべく中央部が凹状に加工されている。周辺突条部３１の頂部は、基板１０に接着層４０を介して基板１０に接着される。封止板３０は、凹部３２の隅角部３４に曲率半径３００μｍの湾曲部位３５を有する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子用封止板、及び該封止板多面取り用マザーガラス基板に関し、特に、基板上に積層されたＥＬ積層体を覆うように中央部が凹状に規定されたＥＬ素子用封止板、及び該封止板多面取り用マザーガラス基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ素子は、携帯電話やカーナビゲーションシステム等の電子機器の表示部分として好適に用いられ、一般的には、表面にＥＬ積層膜が形成された基板と、基板上に形成されたＥＬ積層膜を覆うように、頂面が接着剤を介して基板に接着される周辺突条部を周辺部に規定すべく中央部が凹状に加工されたＥＬ素子用封止板とから構成される。基板と封止板とは、基板と周辺突条部の間の封止部分に配された接着剤から成る接着層を介して接着される。
【０００３】
この封止板の材料としては、金属、ガラス、又は樹脂等が用いられる。これらのうち封止板が金属から成る場合は、基板に形成された引出し電極部分の電気的絶縁性の保持を目的として、基板と周辺突条部の間の封止部分に配される接着剤に絶縁性のスペーサーを混ぜる必要があるため、基板と周辺突条部との隙間がスペーサーの分だけ大きくなってしまい、この部分から外部の水分が侵入する可能性が高くなる。また、発光層からの光を封止板側から取出すトップエミッション構造では、封止板に透明性が要求されるため、金属から成る封止板は使用できない。
【０００４】
従って、ＥＬ素子がトップエミッション構造をとる場合は、封止板は絶縁性と透明性を有するプラスチック又はガラスが用いられる。しかし、プラスチックは、それ自体がもつ吸水性のために封止板の材料として用いられることは少ないのに対して、ガラスは絶縁性、透明性、及び耐水性に優れているため封止板の材料としてよく用いられる。
【０００５】
ガラス製の封止板の加工方法としては、ガラス素板自体を曲げて加工するプレス法や、ガラス素板の中央部分を取り除くサンドブラスト法があり、これら以外にも、エッチング法がある。このようにして作製されたＥＬ素子用封止板を備えるトップエミッション型ＥＬ素子は、携帯電話や電子手帳などの情報表示機器における表示素子として用いられ、室内のみならず屋外でも使用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、情報表示機器のＥＬ素子用封止板は、使用状態により外部圧力を受けるため、この外部圧力の付加によって、封止板の内壁、特に、封止板の凹部の隅角部に引張応力がかかり、封止板の破損が起こり易いという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、破損を防止することができるＥＬ素子用封止板、及び該ＥＬ素子用封止板多面取り用マザーガラス基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１記載のＥＬ素子封止板は、基板上に積層されたＥＬ積層体を覆うように中央部が凹状に規定されたＥＬ素子用封止板において、前記凹部の隅角部に湾曲部位を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載のＥＬ素子封止板は、請求項１記載のＥＬ素子封止板において、前記湾曲部位の曲率半径が５０μｍ以上であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載のＥＬ素子封止板は、請求項１又は２記載のＥＬ素子封止板において、前記凹部はエッチング法により形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載のＥＬ素子封止板は、請求項３記載のＥＬ素子封止板において、前記エッチング法はウェットエッチング法であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載のＥＬ素子用封止板多面取り用マザーガラス基板は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＥＬ素子用封止板がほぼマトリックス状に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、基板上に積層されたＥＬ積層体を覆うように中央部が凹状に規定されたＥＬ素子用封止板において、凹部の隅角部に湾曲部位、好ましくは曲率半径が５０μｍ以上の湾曲部位、を有すると、封止板が破損するのを防止することができることを見出した。
【００１４】
また、本発明者は、凹部がエッチング法により形成されていると、湾曲部位の曲率半径を所望の値にすることができることを見出した。
【００１５】
本発明は、上記研究の結果に基づいてなされたものである。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態にかかるＥＬ素子用封止板を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係るＥＬ素子用封止板を備えるＥＬ素子の断面図である。
【００１８】
図１において、トップエミッション型有機ＥＬ素子１００は、パッシブ構造をとり、大きさ７．０ｃｍ角、厚さ１．０ｍｍの板状の透明な無アルカリガラス製の基板１０と、基板１０の上に形成された有機ＥＬ積層体２０と、この有機ＥＬ積層体２０を覆うように形成された封止板３０とから成る。
【００１９】
封止板３０は、大きさ５．０ｃｍ角、厚さ０．７ｍｍの板状の透明な無アルカリガラス製のガラス素板から加工されると共に、表面に、中央部を凹状に規定すべく中央の凹部３２の周辺部に幅２．０ｍｍの周辺突条部３１が形成され、底部の厚さが０．４ｍｍである。また、封止板３０は、凹部３２の隅角部３４に曲率半径３００μｍの湾曲部位３５を有する。基板１０と周辺突条部３１とは、基板１０と周辺突条部３１の頂部との間に形成された封止部分に配された、例えば紫外線硬化型エポキシ樹脂製の接着剤から成る接着層４０を介して接着される。
【００２０】
封止板３０の基板１０への接着は、まず、周辺突条部３１に接着剤を一定量塗布した後、封止板３０を基板１０上に載置し、次に、封止板３０を基板１０に押圧しつつ接着剤に紫外線を照射することにより行う。
【００２１】
ガラス素板への凹部３２の形成は、上記ガラス素板の中央部を、後述するウェットエッチング法により凹状に形成することにより行われる。
【００２２】
封止板３０の凹部３２の底部の厚さは、０．３〜２．０ｍｍが好ましい。厚さが、０．３ｍｍ未満では封止板３０の強度が不十分であり、２．０ｍｍで封止板３０の強度は十分得られる。
【００２３】
有機ＥＬ積層体２０は、基板１０上に導電膜２１が形成され、該導電膜２１の上面には後述する発光層を含む有機ＥＬ積層膜２２が積層され、有機ＥＬ積層膜２２の上面には上部透明電極２３が形成され、さらに引出し電極２４が上部透明電極２３に接続されて構成されている。
【００２４】
有機ＥＬ積層膜２２は、導電膜２１側から順に、トリフェニルジアミンから成る高さ７０ｎｍの正孔輸送層、次いでキノリノールアルミ錯体から成る高さ７０ｎｍの発光層が配されて構成されている。さらには、上部透明電極２３と発光層との間に、さらにトリアゾールやオキサジアゾールから成る透明な電子輸送層が配されて構成されていてもよい。
【００２５】
上記エッチング形成に２０ｗｔ％フッ化水素酸、１ｗｔ％ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの混合液をエッチング液として用いたが、これに限定されるものではなく、エッチング力を大きくするためにフッ化水素酸５〜５０質量％に、硫酸、塩酸、硝酸、及びリン酸から成る無機酸の群から選択された少なくとも１つの酸を適量含有させたものであってもよい。なお、無機酸の群から選択される強酸は、単体でも２種類以上の混合物でもよい。
【００２６】
また、上記エッチング液は、カルボン酸類、ジカルボン酸類、アミン類、及びアミノ酸類からなる群から選択された１種又は２種以上の有機の酸や塩基の類を適量含有することが好ましい。
【００２７】
また、上記エッチング液に界面活性剤を適宜添加してもよく、添加される界面活性剤を適宜変更してもよい。
【００２８】
上述したようなエッチング液の成分とその濃度は、エッチング液の温度、並びにエッチングされるガラスの組成及び種類等によって適宜変更される。また、エッチング処理を施す際に、エッチングされるガラスを揺動させたり、弱い出力の超音波を付与したりすることも有効である。これにより、エッチング液を均一な溶液にすることができる。さらに、エッチング処理を施しているときに、エッチング液から取出して一旦水、又は、硫酸、塩酸、硝酸、及びリン酸から成る無機酸の群から選択された少なくとも１つの酸、又はカルボン酸類、ジカルボン酸類、アミン類、及びアミノ酸類から成る群が選択された１種又は２種以上の有機酸や塩基の類に浸漬することも有効である。これにより、エッチング処理を均一に施すことができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、凹部３２の隅角部３４に曲率半径が３００μｍの湾曲部位３５を有するので、封止板３０が破損するのを防止することができる。
【００３０】
上記実施の形態において、湾曲部位３５の曲率半径が３００μｍに限定されるものではないが、５０μｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
本実施の形態では、ガラス素板に凹部３２を形成する方法として、ウェットエッチング法を用いているが、ドライエッチング法でもよく、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用してもよい。ウェットエッチング法では、エッチング液の成分とエッチング温度とを選択することによりバッチ処理を行うことができ、もって封止板３０の生産性を向上させることができる。これに対して、ドライエッチング法では、エッチング処理を精密に行うことができるものの、バッチ処理を行うことができず、枚葉処理を余儀なくされるので、封止板３０の生産性が低い。また、ウェットエッチング法とドライエッチング法を併用することにより、ウェットエッチング法の等方的なエッチングとドライエッチング法の異方的なエッチングを組み合わせることが可能となり、これにより湾曲部位３５の曲率半径を所望の値に容易に調整することができる。
【００３２】
本実施の形態では、封止板３０のガラス素板として無アルカリガラスを用いたが、有機ＥＬ素子１００の構成に応じて低アルカリガラス、又はエッチング後にアルカリ溶出防止処理を施したソーダライムガラス又は石英ガラスを用いることができる。
【００３３】
本実施の形態では、有機ＥＬ積層膜２２はパッシブ構造をとるものであったが、アクティブ構造をとるものであってもよい。また、本実施の形態では、有機ＥＬ素子１００はトップエミッション構造をとるものとしたが、ボトムエミッション構造をとるものであってもよい。また、ＥＬ積層膜は、有機ＥＬ積層膜２２に代えて、無機ＥＬ積層膜であってもよい。この場合、透明導電膜側から順に、絶縁層、発光層、絶縁層からなるものや、電子障壁層、発光層、電流制限層からなるものが用いられる。
【００３４】
図１のＥＬ素子１００に用いられる封止板３０は、上記のように枚葉処理による作製に加えて、下記図２の封止板多面取り用マザーガラス基板から切り出すことができる。
【００３５】
図２は、図１のＥＬ素子１００に用いられる封止板３０がほぼマトリックス状に形成された封止板多面取り用マザーガラス基板の平面図である。
【００３６】
図２において、縦３０ｃｍ、横４０ｃｍの封止板多面取り用マザーガラス基板２００は、５×６のマトリックス状に形成された封止板３０を有する。
【００３７】
ガラス素板に封止板３０を５×６のマトリックス状に形成する方法としては、ウェットエッチング法によりガラス素板の所定部分を凹状に取り除く方法がある。使用されるガラス素板は、その取り扱い上厚さ０．５ｍｍ以上、ＥＬ素子１００の薄型化の観点から１．１ｍｍ以下のものが好適に用いられる。
【００３８】
この方法では、まず、ガラス素板に、露出部を５×６のマトリックス状に形成すべく幅が２．５ｍｍのテープ状のレジストによりマスキング処理し、このマスキング処理されたガラス素板を、上述のエッチング液中に１０〜１８０分間程度浸漬して、ガラス素板から突条部１０１を残して凹状に取り除いて凹部１０２を形成するものである。このガラス素板を純水で十分洗浄した後にレジストを剥離する。
【００３９】
このようにガラス素板の所定部分をウェットエッチング法により凹状に取り除くので、封止板３０の凹部３２の底部表面を確実に平坦にすることができ、外部圧力に対して封止板３０の強度を増大させることができる。
【００４０】
次いで、上記のように５×６のマトリックス状に凹部１０２が形成された封止板多面取り用マザーガラス基板２００を、凹部１０２を規定する突条部１０１の部位で切断する。これにより、封止板３０を３０（５×６）個取得することができる。
【００４１】
封止板多面取り用マザーガラス基板２００は、封止板３０の配列をマトリックス状としたが、多面取りに適した配列であればマトリックス状以外のものであってもよい。
【００４２】
また、レジストの幅は、２．５ｍｍに限定されることはなく、取得された封止板３０の周辺突条部３１の幅が当該周辺突条部３１の厚さ以上であればよく、封止板３０の取りしろとして確保すべく１ｃｍ程度であってもよい。
【００４３】
また、封止板多面取りマザーガラス基板２００を切断した後の形状が上記封止板３０と同様の形状であることが望ましい。
【００４４】
図２の封止板多面取り用マザーガラス基板２００によれば、切断分離により各封止板３０を取得することができ、切断時に外部圧力に対して強度を増大させ、且つ枚葉処理を行うことをなくして封止板３０の生産性を向上させることができる。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００４６】
本発明者は、無アルカリガラス製のガラス素板からウェットエッチング法（実施例１〜３、比較例２）又はサンドブラスト法（比較例１）により中央部を凹状に規定すべく中央の凹部３２の周辺部に周辺突条部３１が形成された封止板３０の実験片を準備した。
【００４７】
具体的には、２０質量％フッ化水素酸、１質量％ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの混合液から成るエッチング液を調製し、無アルカリガラス製のガラス素板の外面、周辺面、及び周辺突条部３１を覆う耐酸性テープでマスキング処理を施し、これらの実験片を２５℃に保った上記エッチング液中に６０分間浸積した後、エッチング液中から取り出して、純水で充分洗浄した後に耐酸性テープを剥離することにより、隅角部３４に曲率半径が３００μｍ（実施例１）、１００μｍ（実施例２）、５０μｍ（実施例３）、３０μｍ（比較例２）の湾曲部位を有する深さ０．３ｍｍの凹部３２と、幅２．０ｍｍの周辺突条部３１と、をガラス素板に形成し、封止板３０の実験片を取得した。
【００４８】
なお、実施例２，３及び比較例２では、隅角部３４の曲率半径が夫々１００μｍ（実施例２）、５０μｍ（実施例３）、３０μｍ（比較例２）になるまでは等方的にエッチングされるウェットエッチング法を用い、それ以降の凹部３２の深さ調整には異方的なエッチングが可能なドライエッチング法を用いた。ドライエッチング法としては、ＣＨＦ_３ガス中でエッチング処理を施す反応性イオンエッチング法を用いた。
【００４９】
さらに、上記サンドブラスト法により作製した封止板３０の実験片（比較例１）は、凹部３２の底面にサンドブラスト法特有の微小なクラック３６が多く発生している。
【００５０】
次いで、実施例１〜３及び比較例１，２の封止板３０の実験片の周辺突条部３１に、夫々、紫外線硬化型のエポキシ樹脂製の接着剤を適量塗布し、基板１０と封止板３０の実験片との両側から基板１０と周辺突条部３１の間に形成された封止部分に対して９８０Ｎ／ｍ^２（１００ｋｇ／ｍ^２）程度の力を加えつつ接着剤に紫外線を照射することにより、基板１０と周辺突条部３１の間の封止部分に接着層４０を形成して、有機ＥＬ素子１００を作製した。
【００５１】
このようにして作製した有機ＥＬ素子１００に２４．５Ｎ／ｃｍ^２（２．５ｋｇ／ｃｍ^２）又は４９Ｎ／ｃｍ^２（５ｋｇ／ｃｍ^２）の外部圧力を、封止板３０のエッジコーナー４点のいずれか１点から縦横方向に各々１５ｍｍの地点、例えば、エッジコーナーＡ（図２）から縦横方向に各々１５ｍｍの地点Ｂ（図２）を中心とする直径約１０ｍｍの円の範囲に付加した場合における封止板３０の凹部３２の破損の有無を調べた。その結果を表１に示した。
【００５２】
【表１】

【００５３】
表１から、封止板３０が凹部３２の隅角部３４に湾曲部位３５を有すると、破損を防止することができることが分かった。
【００５４】
また、湾曲部位３５の曲率半径が５０μｍ以上であると、破損を確実に防止することができることが分かった。
【００５５】
さらに、凹部３２がエッチング法により形成されていると、破損を確実に防止することができることが分かった。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の封止板によれば、凹部の隅角部に湾曲部位を有するので、破損を防止することができる。
【００５７】
請求項２記載の封止板によれば、湾曲部位の曲率半径が５０μｍ以上であるので、請求項１記載の封止板の効果をさらに確実に奏することができる。
【００５８】
請求項３記載の封止板によれば、凹部がエッチング法により形成されているので、請求項１記載の封止板の効果をさらに確実に奏することができる。
【００５９】
請求項５記載のＥＬ素子用封止板多面取り用マザーガラス基板によれば、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の封止板がほぼマトリックス状に形成されたので、寿命が長い封止板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＥＬ素子用封止板を備えるＥＬ素子の断面図である。
【図２】図１のＥＬ素子１００に用いられる封止板３０がほぼマトリックス状に形成された封止板多面取り用マザーガラス基板の平面図である。
【図３】比較例のＥＬ素子用封止板を備えるＥＬ素子の断面図である。
【符号の説明】
１０　基板
２０　有機ＥＬ積層体
３０　封止板
３１　周辺突条部
３２　凹部
３４　隅角部
３５　湾曲部位
４０　接着層
１００　ＥＬ素子

Claims

基板上に積層されたＥＬ積層体を覆うように中央部が凹状に規定されたＥＬ素子用封止板において、前記凹部の隅角部に湾曲部位を有することを特徴とするＥＬ素子用封止板。
前記湾曲部位の曲率半径が５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のＥＬ素子封止板。
前記凹部はエッチング法により形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のＥＬ素子用封止板。
前記エッチング法はウェットエッチング法であることを特徴とする請求項３記載のＥＬ素子用封止板。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＥＬ素子用封止板がほぼマトリックス状に形成されたことを特徴とするＥＬ素子用封止板多面取り用マザーガラス基板。