“顶面发射”OLED板的封装 【技术领域】
本发明涉及一种包括两块板、即面向观察者的前板及后板的图像显示和/或发光板(lighting panel)，所述的这些板被密封，并且在这些板之间留有密封空间；单元阵列能够通过前板发光并且分布在这两个板之间；并且在该密封空间中存在活性吸收剂。
背景技术
文件EP1143539公开了一种此类型的显示板(panel)，这样的显示板的单元包括与密封空间的气体(atmosphere)平衡的有机电致发光层。由于此电致发光层是有机的，因此它对该空间中任何微量的氧气和/或水蒸气特别敏感。氧气和/或水蒸气干扰及恶化了有机电致发光层的构成材料，特别是其发光能力，从而降低了显示质量和/或板的使用寿命。
在该文件中，前板(文件的图4中的参考符号12)充当电致发光层地衬底，吸收剂(在文件的图4中的参考符号50)均匀地分布在后板上充当外壳(casing)外部的表面上，。由于发出的光通过该衬底，此类型的单元通常被称为“背面发射”(back emitting)。与此不同，现有技术公开了其单元变为“顶面发射”(top-emitting)的显示板，这表示发出的光不通过衬底，而是相反地通过与衬底相对一侧的面板。在这种情况下，如在文件EP1143539中所述的，在此相对板上的吸收剂的存在将会阻止发出的光通过，这将会极大地降低显示板的发光效率。
文件US 2002-060654公开了一种背面发射板，其中，吸收剂分布在此后板的整个表面上分布的沟槽中，而不是如在EP1143539中所描述的均匀地分布在后板的表面上；此方案也没有解决在顶面发射板中的吸收剂分布的问题。
最后，文件US 5 239 228和JP2002-050471公开了一种顶面发射电致发光板，其透明前板包括围绕周边(perimeter)的单一的沟槽，其中所述的沟槽设置在离激活或者发射表面较远处，并且其中包含有吸收剂。此解决方案的缺陷在于它不能确保吸收剂充分均匀地分布在显示板的整个表面上。该方案特别不利于诸如对角线超过20cm的大显示板的情况。
【发明内容】
本发明的目的是避免在顶面发射板的情况下的前述缺陷。
为了实现这一目的，本发明的目的是一种包括两块板、即面对观察者的前板及后板的图像显示和/或发光板，所述的这两块板被密封，并且在这两块板之间留有密封空间；单元阵列能够通过前板发光，并且分布在这两块板之间；以及，在该密封空间中存在活性吸收剂；其特征在于：所述的前板包括：位于与密封空间接触的面对应的内表面(internal face)上的空腔(cavity)阵列，所述的空腔阵列分布在所述的单元之间，并且包含所述的吸收剂。
因此，具有空腔的板是前板，该板不与电致发光层接触。至少在每一个单元处，该前板是透明的，因而该板是顶面发射板；由于吸收剂分布在单元之间，特别地分布在非发射区域，因此，此吸收剂不会与电致发光层相互作用，并且不会阻止光通过前板。如果存在分离栅栏，所述的吸收剂位于栅栏的顶部，并且由于两者的靠近(proximity)，吸收剂吸收诸如由于所述的分离栅栏的构成材料的任意除气作用(outgassing)产生的微量的氧气或者水蒸气。
本发明通过提出将吸收剂注入到发光单元之间、特别与非发射区域相对，弥补了诸如由于微量的氧气和/或者水蒸气造成的发光单元的恶化问题。因而，每一个空腔位于两个相邻的发光单元之间。
分离栅栏(也被称为“阴极分离器”(cathode seperator))通常位于每一个发光单元之间；对分离栅栏进行设置，从而使得为了产生光发射而在每一个单元中产生的电脉冲、以及光发射自身不会到达相邻的单元。因此，这些栅栏必须由电和光绝缘材料制成。
当在单元之间存在分离栅栏时，依据本发明，不使所述的吸收剂如文件JP11-054285中所述的那样包含在所述的栅栏中；因此，不存在吸收剂改变其构成和属性的危险，也不存在吸收剂与电致发光层相互作用，并且使其恶化的危险。
优选的是，每一个单元包括设置在后板上的有机电致发光层。“顶面发射”板的特别的优点在于光提取设备(light extraction device)的使用。
优选的是，吸收剂将适合于吸收氧气和/或水蒸气。
依据本发明的一个变化，空腔由沟槽(groove)组成；结果，有利的是，将沟槽设置在发光单元之间，并且可以对沟槽的尺寸进行调整，以便使沟槽在对微量氧气和/或水蒸气更为敏感的区域中，包含更大量或者更少量的吸收剂。
由于发光单元通常按照行和列分布，因此，最好将所述的沟槽的每一个设置在两个相邻行之间、及/或两个相邻的列之间。因此，优点在于，包含在所述的沟槽中的吸收剂设置在需要其作用的空间中，并且是活性的，而不会阻碍光通过前板。
由单元阵列定义的表面构成显示板的发光激活表面；依据本发明的一个变化，所述的沟槽在显示板的前板的内表面上的所述表面的垂直和/或水平方向的整个宽度上扩展。有利的是，通过垂直和水平沟槽的棋盘式排列、并且将每一个沟槽设置在两个相邻的单元列、或者两个相邻的单元行之间，包含在所述的沟槽中的吸收剂非常均匀地并且非常同质地被分布在前板的整个内表面上。
优选的是，前板由玻璃制成，其优点在于玻璃提供了对于氧气和/或水蒸气的充分的不渗透性；此外，可以在制造板的上游工艺，通过本来已知的标准光刻(lithography)方法、或者通过喷沙或者模制，切割空腔或者沟槽，并且在这些空腔或者沟槽中填充吸收剂，从而不会引起制造成本的显著增加，也不会对包括有机电致发光单元或者OLED(有机发光二极管)的矩阵的后板的制造工艺造成任何改变。
优选的是，通过将多孔透明粘合膜施加到前板的内表面的整个表面或者部分表面上，使包含在空腔或者沟槽中的吸收剂保持固定。其优点在于，所述的膜使吸收剂保持在、其在空腔或者沟槽中所占用的位置，而仍然使所述的吸收剂执行它在密封空间中的作用。
优选的是，密封空间充满惰性气体，以便避免除了在诸如有机电致发光单元中包含的材料之外的诸如有机材料的污染物(contaminant)的形成或者增加。
【附图说明】
参考附图，通过阅读由非限定性的实例所提供的以下描述，本发明将变得更加容易理解，
图1和2分别描述在使用前板之前，在具有分离栅栏和不具有分离栅栏的情况下，依据本发明的“顶面发射”有机电致发光显示板的后板的两个实施例；
图3描述依据本发明的有机电致发光显示板的前板的第一实施例；
图4和5分别描述在具有图3的前板和具有图1和2的后板的情况下，依据本发明的“顶面发射”有机电致发光显示板，以及
图6到10描述依据本发明的实施例的不同种类的前板。
【具体实施方式】
电致发光显示板由设置在衬底之上的、被称为像素或者像元的发光单元或者发光二极管的排列形成。像素的排列通常被组织在行和列的矩阵中，每一个像素位于行和列的交点。发光强度和持续时间可以由被动或者主动的方式来控制，这是本来已知的，在这里不将对其进行详细描述。
当前，存在由它们的发射表面的本性(nature)来区别的三种电致发光单元，即LED(发光二极管)、PLED(聚合物发光二极管)、以及OLED(有机发光二极管)。这些电致发光显示板基于相同的原理，即它们自身通过放射电荷载体重组现象来产生光；然后，以一定的发射频率发射光子，其中所述的发射频率取决于所用的材料。
LED单元由无机半导体材料制成，PLED由聚合物型的有机材料制成，而OLED由低分子物质的有机材料制成。
因此，电致发光显示板通常包括：衬底，用于支承(support)插入在两个电极阵列之间的薄电致发光多层(multilayer)，所述的两个电极阵列的其中之一为阳极阵列，另一个为阴极阵列，这些电极阵列用来给单元供电；每一个单元通常对应于阳极和阴极重叠的区域，对于多色的、特别是三色显示板，薄电致发光层通常被分为具有不同的发光颜色的交替条(stripe)。
一般来说，通常由玻璃或者塑料制成的衬底具有处于300μm和1500μm之间的厚度，即比单元的厚度大100到500倍；单元或者像素的尺寸或者直径通常处于100μm和300μm之间，即比衬底的厚度小1到15倍；由于在传统的制造工艺中电极层在电致发光层之前施加，因此插入于衬底和电致发光层之间的电极层通常被称为“底层”；另一电极层在电致发光层之后施加，因此被称为“顶层”；电极顶层的条是平行的，并且以电致发光层的条为中心设置，即这些条至少部分地被覆盖。
在“顶面发射”显示板中，光通过电极的顶层发射。
因此，依据本发明的显示板包括：
两块板，即面对观察者的前板及后板，这两块板被密封，并且在两块板之间留有密封空间，电致发光单元的阵列能够通过前板发光，并且分布在这两块板之间；以及
在此密封空间中，这两块板中的至少一个包括：位于与密封空间接触的内表面上的空腔阵列，所述的空腔阵列分布在所述的单元之间，并且包含在此密封空间中的活性吸收剂。
下面将参考图1和2描述“顶面发射”显示板的后板上单元阵列的制造，其中，参考的图1不具有分离栅栏，参考的图2具有分离栅栏；稍后将描述本发明特有的位于前板的内表面上的空腔阵列、以及这些单元所包含的吸收剂。
参考图1，在没有分离栅栏的情况下，位于“顶面发射”显示板的后板上的第一单元阵列包括其上沉积有电极底层101的衬底100，所述的电极底层通常为不透明的，并且最好为反射型的，此后将对该电极底层进行蚀刻，以便形成构成平行阴极阵列的条。这些条可以被构造为几个子层，例如基于氟化锂(LiF)的子层和基于铝的子层，以便提供反射效果；接下来，诸如通过使用掩模或者一组掩模以便形成条，将有机电致发光层102沉积在阴极101上。有机电致发光层102通常被构造为几个子层，所述的子层特别地包括：与阴极接触的有机电子注入子层、真正的有机电致发光子层、以及与阳极接触的空穴注入子层。沉积在有机电致发光层的条的顶面的是基于ITO(氧化铟锡)的透明顶层103，对该透明顶层进行蚀刻，以便形成沉积的平行阳极阵列，从而穿过在每一个电致发光单元处的阴极。
参考图2，在具有分离栅栏的“顶面发射”显示板的情况下，充当阴极的电极101的条如前述的情况那样，沉积在衬底100上；然后，对在矩形形状的情况下，对电极条101的条或者阴极提供接触条件(access)的留有间隙(或者掩蔽掉的区域(masked-off areas))的电绝缘层104进行沉积；再然后，产生直接平行的分离栅栏105的阵列，这些直接平行的分离栅栏105在方向上垂直于所述的阴极，并且设置在绝缘层104的掩蔽掉的区域或者间隙之间；在文件US 5 701 055(PIONEER)中描述了制造分离的栅栏的可行方法；这些栅栏由绝缘材料制成。此后，将有机电致发光层102沉积在间隙或者掩蔽掉的区域中的阴极上，然后如同在制造没有分离栅栏的“顶面发射”显示板的后板的情况下所描述的，在有机电致发光层102上沉积基于ITO(氧化铟锡)的电极的顶层103。
分离栅栏105具有对位于所述栅栏的任一侧的电致发光单元不仅进行电隔离、而且进行光隔离的优点。
可以使用各种传统的方法来沉积以上提到的各层；例如，可以使用具有掩蔽的真空沉积、旋涂沉积、和/或喷墨印刷。
按照传统方法，发光单元的发射区域112由电极的行和列的交点来定义。
下面将参考图3，描述依据本发明的包括空腔的相同显示板的前板106的制造。前板106、以及用虚线表示的几个典型单元的发射区域112覆盖了显示板的发光激活表面，即包括所有电致发光单元的表面，其中所述的前板106是透明的，从而使电致发光单元发出的光通过该板。所述的板通常由玻璃制成，该材料满足对诸如氧气和/或水蒸气的元素的不透过性的要求，并且不会阻止光通过。然而，可以使用能够满足以上提到的要求的任何类型的透明材料。玻璃还具有其他的优点，即它易于工作、抗划伤并且成本低廉。前板106具有如上所提到的尺寸，以便覆盖显示板的发光表面，所述的显示板的发光表面具有被称为显示板的激活发射区域的最小区域，显示板106的区域通常大于显示板的激活发射区域。
依据本发明，在板106的内表面上设置空腔107；这些空腔通过已知的蚀刻、光刻、或者模制方法来制造，并且充满着吸收剂108；依据本发明用于制造空腔玻璃板的工艺包括：从制造的开始，在工艺的上游，独立于制造显示板的其他部分，设置所述的空腔107、以及空腔中所包含的吸收剂108。将空腔107设置在此前板上，从而在将前板施加到显示板的后板上之后，使这些空腔与对应于有机电致发光单元102的发射区域112之间的非发射区域相对。由于本来是已知的，因此，在这里不将对测量和调整方式进行描述。
因此，由于空腔107决不会侵占发射区域112，因此，优点在于这避免了对由单元发出的光通过的任何阻碍。
将依据为了保护有机电致发光单元102免受微量氧气和/或水蒸气的影响所需要的吸收剂108的量，选择空腔107的尺寸，从而使图像显示板具有本发明想要改进的使用寿命。在前板106的内表面上的单元107的尺寸的最大限制由位于两个相邻的电致发光单元的发射区域112之间的非发射区域限定，其中，空腔107决不能阻碍光通过前板106。
依据本发明，空腔107的阵列包括选择的吸收剂108，以便吸收可能通过负责保持衬底和前板之间的密封的前板106或者侧面区域109的侧壁，即通过衬底100的来自外部的微量氧气和/或水蒸气，及/或由于密封空间的内部材料的恶化而发出的微量氧气和/或水蒸气、以及特别是由于分离栅栏105的除气造成的微量氧气和/或水蒸气。
可以使用诸如硅胶粉形式的吸收剂或者干燥剂，更为一般的是，使用碱金属氧化物族中的、或者金属硫酸物或者卤化物族中、或者高氯酸盐族中的粉末、固态、或者薄膜形式化合物。
必须使装入到空腔或者沟槽中的吸收剂108保持固定，从而使该吸收剂的任何部分在显示板的整个使用寿命期间，不能够沾污密封空间111。可以将多孔的透明粘合膜(adhesive film)110应用到前板的内表面的整个表面或者一部分表面，从而使薄膜110将包含于空腔或者沟槽107中的吸收剂108保持在固定位置。
依据所选择的实施例，透明多孔粘合膜110占用显示板的内表面的整个表面、或者在诸如第四实施例的情况下，由具有足够将粘合剂108保持在其所占用的空腔或者沟槽107中的位置上尺寸的多孔透明粘合膜110，将每一个空腔或者沟槽107的吸收剂108保持在位置上。
依据一个变化，在包括具有分离栅栏105的后板的顶面发射显示板的情况下，通过与面向空腔或者沟槽107的分离栅栏105的顶面接触，可以使以固体形式包含在空腔或者沟槽107中的吸收剂保留在空腔或者沟槽107中，而不需要借助于另外的固定装置。在图5示意地示出了这一变化。
下面将描述依据几个非限定性的实施例，在板上设置面对非发射区域的空腔或者单元107的情况。
第一实施例
参考图3，通过以上所述的方法，将每一个空腔107定位在同一个单元行、及/或同一个单元列的两个相邻的电致发光单元之间。图3较具体地示出了在两个相邻行的两个单元之间存在空腔、以及在两个相邻列的两个单元之间存在空腔的情况。
第二实施例
参考图6，每一个空腔107定位在两个横向相邻(transverselyadjacent)的电致发光单元102之间，换句话说，位于既不属于同一行、又不属于同一列的两个相邻的电致发光单元102之间。
第三实施例
参考图7，空腔107定位在依据第一和第二实施例的显示板的整个激活表面的前板的内表面上。这里，存在被定位的空腔107的阵列，从而使除了行或者列的最后一个单元之外的每一个电致发光单元102由八个空腔围住。
第四实施例
参考图8，该图示出依据前述的实施例中的任何一个对空腔107进行定位的前板106，除了以下情况之外，即由于前述的任一实施例是非限定性的实施例，因此，可以将空腔107定位在由两个或三个或四个、或者n个电致发光单元组成的两个组之间，而将其作为将空腔107定位在两个电致发光单元之间的替代。
第五实施例
参考图9，空腔107形成沟槽，并且与第一、第二或者第三实施例相似，定位在两个相邻单元行和/或两个相邻单元列之间。当每一个沟槽107具有如同激活发光表面的宽度时，可以在显示板的整个激活发光区域上获得电致发光单元的发射区域112的棋盘(chequer-board)图案。
第六实施例
在本实施例中，参考图10，前板具有诸如在文件US 6 091 384和US6 229 160中描述的、通过反射工作的光提取器(light extractor)，所述的前板由光提取器113的阵列形成，并且在光提取器之间留有空腔，以便充满吸收剂108；每一个提取器的入口(inlet)与单元的发射区域、特别是电致发光层单元103相一致；如图所示，具有匹配折射率(index)的粘合层114充当发射区域和提取器输入端之间的连接物，并且被延伸到空腔中。
最后，依据前述的实施例中的任何一个，空腔或者沟槽107均匀地(judicially)定位在其中需要吸收剂的作用的区域中的前板106的内表面上，而不会阻碍由每一个有机电致发光单元102的发射区域112产生的光通过前板106。
因此，通过准确地调整位于可能具有、也可能不具有分离栅栏的后板上的、具有均匀设置的充满吸收剂的空腔或者沟槽107的前板106，以使空腔或者沟槽107实际占用面向两个相邻的电致发光单元的发射区域112之间的非发射区域的区域，可以获得依据本发明的电致发光显示板，其中将具有空腔或者沟槽107的前板的面，转向包含有机电致发光单元102的后板的面。
当相对于具有以上提到的特征的后板，对前板106进行调整时，通过本来已知的方式，在诸如手套式操作箱(glove box)的受控环境下，对两块板的边缘进行密封或者粘合(bond)，并且将惰性气体注入密封空间111，从而产生所述的显示板。
作为非限定性的实例，由电极的行和列的交点限定的发光单元的面积或者发射面积112约为80μm(微米)乘以240μm，即19200平方微米。
任何一个电极列中的两个相邻单元的发射区域的边缘通常为20m，并且任何一个电极行的两个相邻列的发射区域的边缘之间的距离通常为60μm。因此，单元的发射区域周围的非发射区域的面积通常为：
(300×100)-(80×240)＝10800μm2。
因此，对于单元，在前板106的内表面上包含吸收剂108的空腔或者沟槽107可以占用的最大面积等于非发射面积，即10800μm2。
当存在分离栅栏105时，栅栏的边缘和单元的发射区域的边缘之间的距离通常为20μm。没有被掩蔽或者与单元的任一侧的分离栅栏接触的发射单元周围的非发射区域的面积通常为：
(280×100)-(80×240)＝8800μm2。
对于每一个单元，在前板106的内表面上包含吸收剂108的单元或者空腔107能够占用的最大区域保持与非发射区域即10800μm2相等，除了在存在分离栅栏105的情况下，大约2000μm2面对或者与分离栅栏接触的该区域的部分包括其中包含有吸收剂的空腔或者单元，理想的是，使所述的吸收剂局限于某位置(localize)，以便吸收由于分离栅栏105的构成材料的任何除气所造成的微量水蒸气和/或氧气。然后其余的大约8800μm2的非发射区域可以包括包含有吸收剂108的空腔或者沟槽107，以便吸收离有机电致发光层102较近的微量氧气或者水蒸气。
前板106的厚度通常在700μm和1000μm之间。
下面将对本发明的优点进行总结。
由于位于前板106的内表面上的单元的发射区域112之间的吸收剂108的存在，改善了有机电致发光单元或者OLED102的使用寿命；
吸收剂108设置在不会阻碍光通过并且需要该吸收剂的作用的区域内；
吸收剂108均匀并且同质地(homogenously)分布在显示板的整个激活表面上。
在制造工艺的上游(upstream)，将空腔或者沟槽107蚀刻在前板中，并且在空腔或者沟槽中充满了吸收剂108，从而不会引起成本的显著增加，并且不会改变包括电致发光单元的后板的制造工艺，而与所述的电致发光单元是OLED、PLED、还是更为通用的LED类型无关；以及
没有将吸收剂108加入(incorporate)到分离栅栏105中。