(57)【要約】      （修正有）【課題】密封性が高いデバイスの封止方法を提供する。【解決手段】電子デバイスの封止方法であって、デバイス形成のためのキャビティと、キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁と、縁（の一部）に電極取り出し用の溝とを有するデバイス基板２１０を用意することと、カバー基板２２０を用意することと、デバイス基板のキャビティ内に電子デバイスを形成することと、電子デバイスからの引き出し配線を溝内に形成することと、デバイス基板とカバーガラスの表面に、少なくともデバイス基板の縁の表面と、カバー基板の表面のデバイス基板の縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することと、無機材料薄膜を介して、デバイス基板とカバー基板とを接合することと、を備える、電子デバイスの封止方法が提供される。【選択図】図４
2020091962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスの封止方法であって、
デバイス形成のためのキャビティと、
前記キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁と、
前記縁（の一部）に電極取り出し用の溝とを有する
デバイス基板を用意することと、
カバー基板を用意することと、
前記デバイス基板のキャビティ内に電子デバイスを形成することと、
前記電子デバイスからの引き出し配線を前記溝内に形成することと、
前記デバイス基板と前記カバー基板の表面に、少なくとも前記デバイス基板の縁の表面と、前記カバー基板の表面の前記デバイス基板の前記縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することと、
前記無機材料薄膜を介して、前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することと、
を備える、電子デバイスの封止方法。
【請求項２】
前記デバイスは、発光デバイスを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発光デバイスは、有機ＥＬデバイスを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記デバイス基板のと、前記カバー基板のとの少なくとも一方が、実質的に透明である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記無機材料薄膜は、実質的に透明である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することの前に、前記無機材料薄膜の表面を活性化させることを更に備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することの後に、接合体の少なくとも一部を加熱する
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することの後に、前記溝の部分に接合体の外部から封止材料を塗布することを更に備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
電子デバイスの封止方法であって、
デバイス形成のためのキャビティと、
前記キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁とを有する
デバイス基板を用意することと、
カバー基板を用意することと、
前記デバイス基板のキャビティ内に電子デバイスと電極パッドとを形成することと、
前記デバイス基板と前記カバー基板との表面に、少なくとも前記デバイス基板の縁の表面と、前記カバー基板の表面の前記デバイス基板の前記縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することと、
前記電子デバイスと前記電極パッドとを密封するように、前記無機材料薄膜を介して、前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することと、
を備える、電子デバイスの封止方法。
【請求項１０】
前記デバイス基板の一部を裏面からエッチングして、前記電極パッドを開口させることを更に備える、
請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、デバイスを封止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光デバイスやコミュニケーションデバイスなどの発達において、発光素子からの光を、透明基板を介して効率良く外部への取り出す基板接合構造において、内部のデバイスを密閉度高く封止することが重要になってきている。
【０００３】
例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）デバイスは、ガラス基板上又はガラス基板に挟まれて形成されるが、水分に敏感であるため封止することが重要である。
【０００４】
そのような封止に、フリットガラスを用いて、接合されるガラス基板の端面からの水分の侵入を防ぐ方法が一般的に用いられている。フリット材料は、一般にカバーガラス表面にスクリーンプリンターによる印刷で形成され、加熱により焼成される。フリット材料の厚さは、印刷時に例えば２０から２５μｍであるが、ガラス基板を貼り合わせた後に、加熱されて６〜８μｍに縮む。この収縮により、空隙ができ、あるいはガラス基板との熱膨張係数の相違により、微小亀裂が生じる。これらの欠陥により、密閉性が下がる。
【０００５】
また、フリットガラスは、恐らく結合力が弱いため、接合後に端部を外周から接着剤を塗布する場合がある。また、ディプレイなどの縁部（額縁）は小さくする要望が強い。しかし、フリット材料の印刷の幅は、本出願時では約６００から８００μｍである。今後更なる額縁を狭めることが求められている。より具体的には５００μｍ以下に、更には１００μｍ程度が望まれている。
【０００６】
また更には、フリットガラスによる封止は、居所的（フリット材料での接合部）にレーザ走査などで局所的に熱を書けるため、薄いガラス基板を使用できない。薄いガラス基板は局所加熱によりゆがむ恐れがある。すなわち現在、多くの場合で、０．３ｍｍから０．５ｍ程度の厚さのガラス基板が使用される。このような厚いガラス基板を貼り合わせた後、接合体に対してフッ酸処理をしてスリミングされている。それでも、全体の厚さを０．１ｍｍにすることは技術的にハードルが高く、歩留まりが低くなる。技術にまた歩留まり上、ガラス基板の厚さは、０．１５ｍｍ程度である場合が多い。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一実施形態によれば、デバイスの封止方法が提供される。デバイスは二つの接合される基板の間に封止される。一つの基板（デバイス基板）上にデバイスが形成される。カバー基板は、デバイス基板のデバイスの高さ以上の掘り込みを形成のためのキャビティを有していてもよい。カバー基板は、前記キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁を有していてもよい。カバー基板は、前記縁（の一部）にデバイス基板の電極取り出し用部を内包するような溝を有していてもよい。もう一方の基板は、電極取り出し部を有していてもよい。いくつかの実施形態では、封止方法は、デバイス基板にデバイスを形成することと、前記デバイスからの引き出し配線をカバー基板の溝に埋め込める位置に形成することと、を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、封止方法は、前記デバイス基板と前記カバーガラスの表面に、少なくとも前記デバイス基板の縁の表面と、前記カバー基板の表面の前記デバイス基板の前記縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することと、を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、封止方法は、前記無機材料薄膜を介して、前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することを備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る封止方法の工程を示す断面図である。
【図２】一実施形態に係る封止方法により形成された接合体の斜視図である。
【図３】一実施形態に係る封止方法の工程を示す断面図である。
【図４】一実施形態に係る封止方法により形成された接合体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
いくつかの実施形態では、電子デバイスの封止方法が提供されてよい。いくつかのかの実施形態では、電子デバイスを含む基板積層体の製造方法が提供されてもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、デバイス基板は、ガラス（基板）であってもよい。カバー基板は、ガラス（基板）であってもよい。いくつかの実施形態では、基板は透明であってもよい。いくつかの基板は非透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス基板はＳｉ,ＳｉＣ,ＧａＮ等の基板であてもよい。いくつかの実施形態では、カバー基板はＳｉ,ＳｉＣ,ＧａＮ等の基板であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス基板は高分子フィルムであってもよい。いくつかの実施形態では、カバー基板は高分子フィルムであってもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、デバイス基板は、透明基板であってもよい。いくつかの実施形態では、カバー基板は、透明基板であってもよい。「透明基板」とは、可視光を含む光の透過率が高い基板をいう。例えば可視光線透過率が９０％以上であってもよい。「透明基板」は、ＳｉＯ２を含むガラス、強化ガラス、高分子などを基材とし又は含む基板であってもよい。
【００１２】
接合される基板は、円形であっても長方形であってもよく、あるいは帯（テープ）状であってもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態では、キャビティは、縁などのその周りの構造に対して深く構成されていてもよい。キャビティの深さは、キャビティ内に形成されるデバイスの高さ又は最大高さ以上であってもよい。キャビティの深さは、例えば１μｍから８００μｍの間であってもよく、１μｍから６００μｍの間であってもよく、１μｍ〜５００μｍの間であってもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、デバイス基板はキャビティを有していなくてもよい。いくつかの実施形態では、デバイ基板は縁を有していなくてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス基板は平坦であってもよい。いくつかの実施形態では、カバー基板はキャビティを有していてもよい。いくつかの実施形態では、カバー基板はキャビティを有していなくてもおい。いくつかの実施形態では、カバー基板は平坦であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス基板及びカバー基板の双方がキャビティ構造を有していなくてもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態では、キャビティを囲む縁は、キャビティのデバイスが形成される面より高く形成されていてもよい。縁のキャビティ底面に対する高さは、キャビティ内に形成されるデバイスの高さ又は最大高さ以上であってもよい。
【００１６】
カバー基板は、デバイスからの電極取り出し用部を内包するような溝を備えていてもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、一つの基板が実質的に一つのキャビティを有していてもよい。いくつかの実施形態では、一つの基板が少なくとも一つのキャビティを有していてもよい。いくつかの実施形態では、一つの基板が複数個のキャビティを有していてもよい。各キャビティは、縁により規定されていてもよく、縁により囲まれていてもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、キャビティは、基板のある面に対してエッチングを行うことで形成してもよい。エッチングは、化学的、物理的、物理化学的その他の手法を用いて行ってもよく、ドライ又はウェット手法を用いて行ってもよく、複数の手法を組み合わせて行ってもよい。いくつかの実施形態では、キャビティは、ガラス基板のある面に対してフッ酸を用いてエッチングを行うことで形成してもよい。キャビティの形成は、その他の方法で行われてもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、溝は、ガラス基板の縁の部分に対してフッ酸を用いてエッチングを行うことで形成してもよい。溝の形成は、その他の方法で行われてもよい。キャビティの形成後に溝を形成してもよく、溝の形成後にキャビティを形成してもよく、キャビティと溝とを同じタイミングで形成してもよい。いくつかの実施形態では、「キャビティ」や電極引出し用の「溝」のエッチングの位置は、リスグラフィーで規定してもよい。例えば、ガラス基板に対して耐フッ酸性のレジストを塗布して、パターンを形成して、エッチングを行ってもよい。いくつかの実施形態では、「キャビティ」や電極引出し用の「溝」のエッチングの位置は、金属製その他の材質によるマスクを用いて行ってもよい。
【００２０】
基板の厚さは、１ｍｍ、７００μｍ、５００μ、３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、７５μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍなどの値以下であってもよい。基板の厚さは、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、２００μｍ３００μｍなどの値以上であってもよい。カバーガラスの厚さは、例えば３００μｍ〜５００μｍの間であってもよく、他の厚さであってもよい。デバイスガラスの厚さは、例えば３００μｍ〜５００μｍの間であってもよく、他の厚さであってもよい。
【００２１】
ハンドリングのために、接合する基板を別の基板に一時的に接合をしてもよい。例えば、接合基板の厚さが３０μｍである場合に、この基板のハンドリングは困難である。そこで、薄い基板（例えば３０μｍの厚さ）を比較的厚くハンドリングが可能な基板（例えば０．５ｍｍ，５００μｍの厚さ）（サポート基板、仮基板など）に貼り付け、接合などプロセスが終了した後に、このサポート基板を取り外してもよい。
【００２２】
デバイスガラスの縁の幅は、６００μｍ、５００μｍ、３００μｍ、１００μｍ以下であってもよい。
【００２３】
キャビティ内に形成されるデバイスは電子デバイス、光電子デバイス、光デバイス、化学デバイス、生化学デバイスなどであってもよく、それらを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、デバイスは発光デバイスであってもよく、それを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、デバイスは、デバイスはエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）デバイスであってもよく、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）デバイスであってもよく、それを含んでいてもよい。デバイスは、実質的に１つのデバイスからなっていてもよく、実質的に１つのデバイスを含んでいてもよい。デバイスは、複数個のデバイスを含んでいてもよい。複数個のデバイスは、実質的に１種類のデバイスを含んでいてもよく、複数種類のデバイスを含んでいてもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、無機材料薄膜は実質的に透明であってもよい。デバイスが発光デバイス又は素子でる場合に、同デバイスから発せられる光を効率よく接合体外部に放出することができる。いくつかの実施形態では、無機材料材薄膜は、光が十分に透過できるように薄く（厚さが小さく）てもよい。いくつかの実施形態では、無機材料薄膜は、実質的に無機材料からなっていてもよい。いくつかの実施形態では、無機材料薄膜は、無機材料からなる部材を含んでいてもよい。無機材料薄膜の無機材料は、Ｓｉ（シリコン），Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム），ＴｉＯ，ＴｉＯ２（酸化チタン）などであってもよい。化合物は、化学量論化合物であってもよく、化学量論からずれた組成の化合物であってもよく、非化学量論組成の化合物であってもよい。
【００２５】
無機材料薄膜を基板の接合表面に形成することは、スパッタ法（スパッタリング法）で行ってもよく、スパッタ法を含む手法又は工程で行われてもよい。スパッタ法は、イオンビームスパッタ法でもイオンビームアシストスパッタ法でもよい。イオンビームスパッタ法で形成された金属酸化物は、結晶性が比較的低く、結晶欠陥も比較的多く、また原子ベルで露出している表面が比較的多く、いわゆるダングリングボンドを多く有していると考えられる。したがって、比較的活性が高く、その表面が活性化されている状態にあり、接合しやすくなっていると考えられる。ただし、この物理的考察は推論であり、本開示はこのメカニズムはこれに限定されない。
【００２６】
いくつかの実施形態では、無機材料薄膜を酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）で形成してもよい。いくつかの実施形態では、無機材料薄膜は、酸化チタン（ＴｉＯ２）であってもよい。例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を例にとれば、金属アルミニウムをターゲットとし、実質的に不活性ガスと酸素とからなる混合ガスで行うスパッタ法により、酸化アルミニウムを対象基板上に形成することを含んでいてもよい。別の実施形態では、スパッタ法は、金属アルミニウムをターゲットとし、実質的に窒素ガスと酸素とからなる混合ガスで行ってもよい。混合ガスによって金属ターゲットを照射し、金属アルミニウムをスパッタすることで、アルミニウムと酸素の混合物又はアルミニウムの酸化物、酸化アルミニウムを接合面上に形成することができる。酸化チタン（ＴｉＯ２）についても、同様又は他の方法で形成することができる。
【００２７】
別の実施形態では、酸化アルミニウムの薄膜を基板の接合表面に形成することは、金属アルミニウムをターゲットとし、実質的に不活性ガスにより接合表面方向にスパッタし、他の方向から接合表面に対して酸素ガスを送り込むことを含んでいてもよい。酸化チタン（ＴｉＯ２）についても、同様又は他の方法で形成することができる。
【００２８】
不活性ガスは、希ガスであってもよい。希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）のいずれか一つであってもよく、これらの内の複数の混合ガスであってもよい。不活性ガスは、特にアルゴン（Ａｒ）であってもよい。
【００２９】
金属（例えばアルミニウム）ターゲットに対して、アルゴンなどの希ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いてスパッタ成膜することにより、金属酸化物（例えばＡｌ２Ｏ３）の薄膜を形成することができる。
【００３０】
薄膜内のアルミニウムの酸化物は、化学量論的組成のＡｌ２Ｏ３であってもよく、非化学量論的組成であってもよく、あるいはこれらの混合物であってもよい。形成された金属酸化物において、アルミニウムと酸素の結合形態は、化学量論的組成のＡｌ２Ｏ３のそれと異なってもよく、異なっているものが含まれていてもよい。酸化チタン（ＴｉＯ２）についても、同様のことがいえる。
【００３１】
スパッタに用いる混合ガスは、実質的にアルゴンガスと酸素ガスからなっていてもよい。混合ガスに含まれる酸素ガスの流量は、混合ガスの流量又は総流量に対して、実質的に、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、若しくは１０％、又はいずれかの値以上かそれより大きい値であってもよい。
【００３２】
混合ガスは他のアルゴンガスを含んでいてもよく、アルゴンガス以外の希ガスを含んでいてもよい。混合ガスがアルゴンガスと異なるガスを含む場合、又は装置や環境の影響などにより、実質的にスパッタ特性が異なる場合は若しくは顕著に異なる場合には、適切な酸素ガスの流量が選択されてもよい。例えば、当該希ガスのスパッタ率がアルゴンガスのみを用いた場合より小さければ、酸素の流量比率が５％より小さくてもよく、例えば４％、３％以下であってもよい。逆に例えば、当該希ガスのスパッタ率がアルゴンガスのみを用いた場合より大きければ、酸素の流量比率が５％より大きくてもよく、例えば６％、７％以上であってもよい。
【００３３】
形成する無機材料薄膜の厚さは、０．１ｎｍから１０ｎｍ程度であってもよく、０．１ｎｍ、０．２ｎｍ、０．３ｎｍ、０．４ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍの値以上またはこれより大きい値であってもよい。形成する無機材料薄膜の厚さは、１０ｎｍ以下であってもよく、９ｎｍ、８ｎｍ、７ｎｍ、６ｎｍ、５ｎｍ、４ｎｍ、３ｎｍ、２ｎｍ、又は１ｎｍの値以下又は未満であってもよい。接合により形成された基板積層体での無機材料薄膜の層の厚さは、０．１ｎｍから２０ｎｍ程度であってもよい。
【００３４】
無機材料薄膜の特性や成膜条件は、例えば、オージェ電子分光法（ＡＥＳ，Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ，Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、捜査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）などの表面分析法を用いて確認又は分析してもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、無機材料薄膜は、デバイス基板の縁の表面と、カバー基板の表面のデバイス基板の前記縁が接合される部分との少なくとも一方に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、無機材料薄膜は、デバイス基板の縁の表面と、カバー基板の表面のデバイス基板の前記縁が接合される部分との両方に形成されてもよい。いつかの実施形態では、無機材料薄膜は、少なくとも、デバイス基板の縁の表面と、カバー基板の表面のデバイス基板の前記縁が接合される部分との両方に形成されてもよい。いつかの実施形態では、無機材料薄膜は、少なくともデバイス基板の縁の表面に形成されてもよい。無機材料薄膜は、デバイス基板の縁の表面のみに形成されそれ以外の部分には形成されなくてもよい。無機材料薄膜は、デバイス基板の縁の表面と、それ以外の部分の少なくとも一部とに形成されてもよい。いくつかの実施形態では、無機材料薄膜は、デバイス上に形成されてもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、成膜された無機材料薄膜又は接合面の表面に対して表面活性化処理を行ってもよい。いくつかの実施形態では、表面活性化処理の後に、無機材料薄膜又は接合面大気に暴露し、暴露後に接触させて貼り合わせてもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、酸化アルミニウム膜の成膜後に表面活性化処理を行わずに、基板同士を貼り合わせてもよい。
【００３８】
エネルギー粒子は、イオンビーム源又は高速原子ビーム（ＦＡＢ）源などの粒子ビーム源を用いて、使用されるガス粒子又は原子のイオン又は中性原子あるいはそれらの混合ガスを加速することで生成してもよい。エネルギー粒子の照射は、プラズマ源を用いて行ってもよい。
【００３９】
粒子ビーム源を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることができる。粒子ビーム源は、例えば圧力が１×１０−５Ｐａ（パスカル）以下などの真空中で作動する。
【００４０】
中性原子ビーム源としては、高速原子ビーム源（ＦＡＢ，Ｆａｓｔ  Ａｔｏｍ  Ｂｅａｍ）を用いることができる。高速原子ビーム源（ＦＡＢ）は、典型的には、ガスのプラズマを発生させ、このプラズマに電界を掛けて、プラズマから電離した粒子の陽イオンを摘出し電子雲の中を通過させて中性化する構成を有している。この場合、例えば、希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）の場合、高速原子ビーム源（ＦＡＢ）への供給電力を、１．５ｋＶ（キロボルト）、１５ｍＡ（ミリアンペア）に設定してもよく、あるいは０．１から５００Ｗ（ワット）の間の値に設定してもよい。たとえば、高速原子ビーム源（ＦＡＢ）を１００Ｗ（ワット）から２００Ｗ（ワット）で稼動してアルゴン（Ａｒ）の高速原子ビームを２分ほど照射すると、接合される表面の上記酸化物、汚染物等（表面層）は除去され、新生表面を露出させることができる。
【００４１】
イオンビーム源としては、コールドカソード型イオン源を用いることができる。
【００４２】
イオンビーム源は、ライン型のコールドカソード型イオンビーム源であってもよい。ライン型粒子ビーム源とは、ライン型（線状）の又は細長い粒子ビーム放射口を有する粒子ビーム源であり、この放射口からライン型（線状）に粒子ビームを放射することができる。放射口の長さは、粒子ビームが照射される基板の直径より大きいことが好ましい。基板が円形でない場合には、放射口の長さは、粒子ビーム源に対して相対的に移動させられる基板に係る放射口が延びる方向の最大寸法より大きいことが好ましい。
【００４３】
ライン型粒子ビーム源から放射された粒子ビームは、表面活性化処理中のある時刻においては、基板上の線状の領域又は細長い領域を照射している。そして、ライン型粒子ビーム源から基板に向けて粒子ビームを放射させつつ、放射口が延びる方向と垂直方向に基板支持体を走査させる。その結果、線状の粒子ビームの照射領域が基板のすべての接合部上を通過する。ライン型の粒子ビーム源が、基板上を通過し終えると、基板全体が、粒子ビームにより実質的に均一に照射され、表面活性化される。
【００４４】
ライン型の粒子ビーム源は、比較的面積の大きい基板の表面を、比較的均一に粒子ビームで照射する際に適している。また、ライン型の粒子ビーム源は、基板の様々な形状に対応して、比較的均一に粒子ビームを照射することができる。
【００４５】
エネルギー粒子は、実質的に希ガスと酸素ガスとからなる混合ガスであってもよく、同混合ガスであってもよく、その他のガスを含んでいてもよい。酸素ガスを含まずに希ガスだけを用いたエネルギー粒子ビームを照射すると、金属酸化物の表面近傍で酸素が金属に対して欠乏する場合がある。この際に、金属の量が比較的に増加することにより、可視光などの光の透過率が低下する場合がある。これは、この金属を比較的多く含む領域で吸収されるためであろうと推測される。したがって、接合面に対して照射するエネルギー粒子ビームは、酸素を含むことで、この酸素が金属酸化物表面に結合し、酸素の欠乏を回避又は低減させることができると考えられる。これにより、十分な接合された透明基板の積層体の光透過率を得ることが可能になると考えられる。
【００４６】
エネルギー粒子は、希ガスであってもよく、希ガスを含んでいてもよい。当該希ガスは、アルゴンであってよく、他の希ガスであってもよい。エネルギー粒子は、中性原子又はイオンでもよく、さらには、ラジカル種でもよく、またさらには、これらが混合した粒子群でもよい。
【００４７】
「表面活性化」とは、これなしに接触をさせた場合に実質的な結合又は接合がなされない表面に対して行う処理又は工程であって、当該処理等の後の表面を互いに接触させると所望又は実質的に有効な結合が得られる処理等を意味する。基板が表面活性化処理後に接合されることで形成された積層体は、そのまま加熱や光処理などをされてもよく、またされなくてもよい。
【００４８】
各プラズマ又はビーム源の稼動条件、又は粒子の運動エネルギーに応じて、表面層の除去速度は変化しえる。そこで、表面活性化処理の処理時間を含む各条件を調節する必要がある。例えば、オージェ電子分光法（ＡＥＳ，Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）やＸ線光電子分光法（ＸＰＳ，Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などの表面分析法を用いて、表面層に含まれる酸素や炭素の存在が確認できなくなる時間又はそれより長い時間を、表面活性化処理の処理時間として採用してもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、無機材料薄膜の成膜前に基板の接合表面に対してエネルギー粒子を照射することを更に含んでいてもよい。エネルギー粒子の照射により、基板の接合表面を活性化することで、例えば、当該接合表面とその上に形成される薄膜との接合強度を上げることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、無機材料薄膜を介して、一対の基板（例えば、デバイス基板とカバー基板）を接合又は貼り合わせてもよい。接触させる際に基板の接合面と反対側又は接合面以外の面から、基板に対して力を加えてもよい。例えば、接合面に垂直方向の力を基板の外側から加えてもよい。いくつかの実施形態では、加圧は、接触した接合面全体に実質的に均等になるように力を加えてもよい。別の実施形態では、加圧は、接触した接合面の異なる面に対してそれぞれのタイミングで行われてもよい。加圧の際の、力の強さは時間的に一定であってもよく、可変であってもよい。加圧は、接合面の各部位に対して異なるタイミングで行ってもよい。接触した基板に対して、加圧装置をスライドさせて動かすことで、接合面に対して順次加圧してもよい。当該加圧装置は、ローラ状の加圧部を有していてもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、基板上に酸化アルミニウム層を接合表面に形成した後、一対の基板を接触させること又は貼り合わせることを、真空中又は低圧力下の雰囲気で行わずに、大気中で行ってもよい。大気中とは、大気と同じ圧力下であっても異なる圧力下であってもよい。大気中とは、雰囲気が大気と同じ成分であってもよく、異なる成分であってもよい。大気中とは、大気から粒子などの浮遊する粒子を部分的又は実質的にすべて取り除いた雰囲気下であってもよい。
【００５２】
大気中とは、水分又は蒸気の量が制御された雰囲気であってもよい。大気中には、水分が含まれていてもよく、実質的に含まれていなくてもよい。大気の湿度は、実質的に実質的０％より高くてもよく、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％などの値以上又はそれより高くてもよい。
【００５３】
無機材料薄膜から、基板の貼り合わせまでの間の大気への暴露量は、大気圧下で、１分、２分、５分、１０分、１５分、２０分、３０分などの時間以上であってもよく、１日、１２時間、１０時間、６時間、３時間、２時間、６０分、４５分、３０分などの時間以下であってもよい。
【００５４】
いくつかの実施形態では、接合を真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、無機材料薄膜の形成から接合までを真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス形成から接合までを真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス形成、無機材料薄膜形成、接合面の活性化、接合まで真空を破らずに行ってもよい。いくつかの実施形態では、窒素などの不活性雰囲気中で接合してもよい。
真空下又は不活性雰囲気中で接合を行うことで、例えば、デバイスの封止雰囲気を非酸化状態又はデバイスへの悪影響を防ぐ状態にすることができる。
【００５５】
本開示に含まれる封止方法は、接合又は貼り合わせの後に、積層体（接合体）に対して加熱することを更に含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、加熱は、接合体の少なくとも一部を加熱してもよい。いくつかの実施形態では、加熱は、接合体全体を加熱してもよい。加熱は、基板又は接合体全体に対して同時行ってもよく、基板又は接合体の部分ごとに行ってもよい。
【００５６】
加熱の温度は、実質的に又はおおよそ、８０℃（摂氏８０度、以下同様）、１００℃、２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃、４００℃などの温度以上又はそれより高くてもよい。加熱温度は、実質的にまたはおおよそ、５５０℃、５００℃、４５０℃、４００℃、３５０℃、３００℃、２５０℃、２００℃などの温度以下又はそれより低くてもよい。
【００５７】
加熱時間は、実質的に又はおおよそ、５分、１０分、１５分、３０分、４５分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、８時間、１０時間、１２時間、１５時間、１８時間、２０時間、２４時間、３６時間、４８時間、７２時間などの時間以上又はそれより長くてもよい。加熱時間は、実質的に又はおおよそ、９６時間、７２時間、４８時間、３６時間、２４時間、２０時間、１８時間、１５時間、１２時間、１０時間、８時間、６時間、５時間、４時間、３時間、２時間などの時間以下又はそれより短くてもよい。
【００５８】
加熱は、例えば３００℃で１時間行ってもよい。加熱は例えば２００℃で１時間行ってもよい。
【００５９】
加熱は、両基板が実質的に接触又は接合している個所（接合面）又はその近傍を局所的に加熱することを含んでいてもよい。加熱は、接合面又はその近傍をレーザで加熱することを含んでいてもよい。加熱は、その他の手法で、接合面又はその近傍に対して熱エネルギーを与えることを含んでいてもよい。
【００６０】
加熱処理の雰囲気は、大気であってもよく、窒素雰囲気であってもよく、希ガス雰囲気であってもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態では、溝の部分に接合体の外部か封止材料又は封止剤を塗布してもよい。いくつかの実施形態では、溝の部分に接合体の外部からシランカップリング剤を塗布してもよい。
【００６２】
＜実施例１＞
図１Ａから図１Ｄに、ある実施形態によるデバイスの封止方法又は基板の接合方法の工程を示す。各図では平らな基板に対して、平らな面に対して垂直で、互いに垂直な方向での断面を示している。左側の図は、右側の図のＡ−Ａ‘での断面図を示す。
【００６３】
図１Ａは、デバイス基板１０を示す。デバイス基板１０は、デバイスが形成されるデバイス面１１を有し、デバイス面１１は縁１２により囲まれている。縁１２は、デバイス面１１に高く形成されており、あるいはデバイス面１１は縁１２より深く形成されている。カバー基板２０（図１Ｃ，図１Ｄ）と縁１２の接合面で接合される。その際、デバイス１４（図１Ｂ）がカバー基板２０（図１Ｃ）に圧迫又は接触されないように、縁１２のデバイス面１１に対する高さは、デバイス１４（図１Ｂ）の厚さより大きく設定されている。
【００６４】
デバイス基板１０の縁１２の一部には、溝１３が刻みこまれている。溝１３は、デバイス１４（図１Ｂ）への外部からの配線を通すように構成されている。
【００６５】
いくつかの実施形態では、このような構造は、例えばある基板に対して、縁１２に対応する部分をマスクし、それ以外の部分をエッチングすることで、デバイス面１１と溝１３を形成してもよい。エッチングは、ウェットエッチングであってもよく、ドライエッチングであってもよい。例えばエッチングは、フッ酸溶液にパターンマスクされたガラス製の基板を含侵させることで行ってもよい。例えばエッチングは、マスクをした基板にマスクをして行うドライエッチングであってもよい。いくつかの実施形態では、ある基板に対して、縁１２に対応する凸部を接合し、縁１２のない箇所としてデバイス面１１と溝１３とを形成してもよい。
【００６６】
図１Ｂに示すように、デバイス基板１０のデバイス面１１にデバイス１４が形成される。デバイス１４はから溝１３を通って外部に繋がる配線（電極引出し線）１５が形成される。
【００６７】
デバイス面１２の接合面に、無機材料薄膜１６が塗布され又は形成される。カバー基板２０のデバイス面１２上の、デバイス基板デバイス基板１０の縁１２に接合で対応する表面部分に無機材料薄膜２６が塗布され又は形成される。
【００６８】
図１Ｃでは、無機材料層１６，２６は、デバイス基板１０の縁１２の接合面上と、カバー基板２０の、デバイス基板１０の縁１２に接合で対応する表面部分上とに、形成されているが、これに限られない。無機材料層１６は、例えばデバイス１４やデバイス１４のないデバイス面１１上に形成されてもよい（不図示）。無機材料層１６は実質的に光透過性を有していてもよい。
【００６９】
図１Ｄでは、デバイス基板１０とカバー基板２０とが縁１２で接合され、接合体又は基板積層体１００が形成される。このようにして、デバイス１４は、デバイス基板１０とカバー基板２０とに挟まれた封止空間１４０内に、デバイス１４０は封止される。
【００７０】
デバイス基板１０とカバー基板２０とが接合するために、溝１３内の引出し線の高さは縁１２より低い。そのため、引出し線１５の上部に封止空間４０と外部とをつなぐ開口５０が形成されうる。
【００７１】
図２Ａに、接合で形成した接合体１００の電極引出し線１５の近傍を模式的に拡大した斜視図を示す。デバイス基板１０は、カバー基板２０の端部より伸びている。カバー基板２０の端部に引出し線１５が引き出され、コンタクトなどのためにアクセス可能になっている。
【００７２】
図２Ｂに示すように、この段の部分に、シランカップリング剤などの封止剤３０を塗布する。これにより、開口５０を封止し、内部空間４０を外部に対して封止することができる。
【００７３】
本開示の一実施形態に係るデバイスの封止方法によれば、デバイス基板は、キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁とを有する。縁には溝などがなく、カバー基板と接合して、キャビティを実質的に完全に又は密閉的に封止することができる。いくつかの実施形態では、デバイス基板のキャビティ内に電子デバイスと電極パッドとを形成することを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス基板と前記カバーガラスの表面に、少なくともデバイス基板の縁の表面と、カバー基板の表面のデバイス基板の縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、電子デバイスと前記電極パッドとを密封するように、無機材料薄膜を介して、デバイス基板と前記カバー基板とを接合することを備えていてもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態では、デバイス基板の裏面（デバイス形成面と反対側の面、又は接合体の外側の面）から電極パッドを開口させてもよい。接合後でも、パッド開口後でも、封止空間は接合以降、外気に触れることはなく密閉されている。したがって、例示的に、内部のデバイスを外気の影響から保護することができる。デバイスの使用中も、デバイスは外気に触れない。したがって、例えば接合を、真空、窒素雰囲気、又は大気環境に対してデバイスへの影響が比較的小さいその他の環境下で行うことで、その雰囲気を密封することができる。これにより例えば、デバイスの長寿命化が期待される。
【００７５】
いくつかの実施形態では、パッドの開口は、デバイス基板をエッチングにより行ってもよい。エッチングは、ドライエッチングでもよく、ウェットエッチングでもよい。ウェットエッチングは、フッ酸を用いたエッチングでもよい。
【００７６】
＜実施例２＞
図３Ａから図３Ｄに、ある実施形態に係るデバイスの封止方法の工程を示す。
【００７７】
図３Ａにデバイス基板２１０を示す。デバイス基板２１０は、縁２１２に囲まれ、縁２１２の接合面より深いデバイス面２１１上に形成されたデバイス２１４とパッド電極２１５とを有している。デバイス基板２１０の縁２１２は閉じたループ構造であり、その接合面は、平坦又はカバー基板と密閉的に接合できるような面形状を有している。デバイス基板２１０とカバー基板２２０（図３Ｂから図３Ｄ）とは、接合して内部空間を実質的に密閉できる。
【００７８】
図３Ｂに示すように、デバイス基板２１０の縁２１２の接合面に無機材料薄膜２１６を形成し、カバー基板２２０の接合面に無機材料薄膜２２６を形成する。
【００７９】
図３Ｃに示すように、無機材料薄膜２１６，２２６を介して、デバイス基板２１０とカバー基板２２０とを接合する。接合体２００はデバイス２１４と電極パッド２１５とをその内部空間２４０に密閉している。
【００８０】
図３Ｄに示すように、電極パッド２１５を開口させる。デバイス基板２１０の外側からエッチングし、開口２５０を形成する。これにより、電極パッド２１５は接合体２００の外側からアクセス可能になる。開口２５０を通って、電極パッド２１５に引出し線を接合することができる。開口２５０形成後も、デバイス２１４と電極パッド２１５とは、接合体２００の内部空間２４０に密閉されたままである。
【００８１】
図４に示すように、図３Ａから図３Ｄに示す工程で形成された接合体（基板積層体）は、デバイス２１４と電極パッド２１５と（不図示）とを基板２１０，２５０の間に密閉した封止構造を有している。電極パッドの一面は、デバイス基板２１０の開口２５０を通して外部からアクセス可能であり、電線などの接続することができる。
【００８２】
本開示はまた、本出願で開示されたいずれかの基板接合方法を含む方法で製造された電子又は光電子又は光デバイスを含み、一般にデバイスを含む。いくつかの実施形態では、デバイスは、本開示のいずれかの基板接合方法を含む方法で製造された積層体を含んでいてもよい。更なる実施形態ではデバイスは、有機ＥＬ素子を含んでいても良い。また更なる実施形態ではデバイスは、スマートフォン、ディスプレイデバイス、太陽電池、ＳＡＷフィルターデバイスであってもよく、窓、耐圧ガラスなどの建築資材であってもよい。
【００８３】
本開示は以下の実施形態を含む：
Ａ０１
電子デバイスの封止方法であって、
デバイス形成のためのキャビティと、
前記キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁と、
前記縁（の一部）に電極取り出し用の溝とを有する
デバイス基板を用意することと、
カバー基板を用意することと、
前記デバイス基板のキャビティ内に電子デバイスを形成することと、
前記電子デバイスからの引き出し配線を前記溝内に形成することと、
前記デバイス基板と前記カバーガラスの表面に、少なくとも前記デバイス基板の縁の表面と、前記カバー基板の表面の前記デバイス基板の前記縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することと、
前記無機材料薄膜を介して、前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することと、
を備える、電子デバイスの封止方法。
Ａ０１ｂ
電子デバイスの封止方法であって、
カバー基板にデバイス基板のデバイスの高さ以上の掘り込みを形成のためのキャビティと、  前記キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁と、前記縁（の一部）にデバイス基板の電極取り出し用部を内包するような溝を備えたカバー基板を用意すること、
電極取り出し部が存在するデバイス基板を用意することと、
前記デバイス基板に電子デバイスを形成することと、前記電子デバイスからの引き出し配線をカバー基板の溝に埋め込める位置に形成することと、
前記デバイス基板と前記カバーガラスの表面に、少なくとも前記デバイス基板の縁の表面と、前記カバー基板の表面の前記デバイス基板の前記縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することと、
前記無機材料薄膜を介して、前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することと、
を備える、電子デバイスの封止方法。
Ａ０２
前記デバイスは、発光デバイスを含む、
実施形態Ａ０１に記載の方法。
Ａ０３
前記発光デバイスは、有機ＥＬデバイスを含む、
実施形態Ａ０２に記載の方法。
Ａ０４
前記デバイスガラスと、前記カバーガラスとの少なくとも一方が、実質的に透明である、
実施形態Ａ０１からＡ０３のいずれか一項に記載の方法。
Ａ０４ｂ
前記デバイス基板は、デバイスガラスであり、前記カバー基板はカバーガラスである、
実施形態Ａ０１からＡ０３のいずれか一項に記載の方法。
Ａ０５
前記無機材料薄膜は、実質的に透明である、
実施形態Ａ０１からＡ０４のいずれか一項に記載の方法。
Ａ０６
前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することの前に、前記無機材料薄膜の表面を活性化させることを更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ０５のいずれか一項に記載の方法。
Ａ０７
前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することの後に、接合体の少なくとも一部を加熱する
実施形態Ａ０１からＡ０６のいずれか一項に記載の方法。
Ａ０８
前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することの後に、前記溝の部分に接合体の外部から封止材料を塗布することを更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ０７のいずれか一項に記載の方法。
Ｂ０１
電子デバイスの封止方法であって、
デバイス形成のためのキャビティと、
前記キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁とを有する
デバイス基板を用意することと、
カバー基板を用意することと、
前記デバイス基板のキャビティ内に電子デバイスと電極パッドとを形成することと、
前記デバイス基板と前記カバーガラスの表面に、少なくとも前記デバイス基板の縁の表面と、前記カバー基板の表面の前記デバイス基板の前記縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することと、
前記電子デバイスと前記電極パッドとを密封するように、前記無機材料薄膜を介して、前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することと、
を備える、電子デバイスの封止方法。
Ｂ０１ｂ
電子デバイスの封止方法であって、
カバー基板にデバイス基板のデバイスの高さ以上の掘り込みを形成のためのキャビティと、
前記キャビティを囲み、キャビティより高く形成された縁と、溝を備えたカバー基板を用意すること、
デバイス基板を用意することと
前記デバイス基板内に電子デバイスと電極パッドとを形成することと、
前記デバイス基板と前記カバーガラスの表面に、少なくとも前記デバイス基板の縁の表面と、前記カバー基板の表面の前記デバイス基板の前記縁が接合される部分とに、無機材料薄膜を形成することと、
前記電子デバイスと前記電極パッドとを密封するように、前記無機材料薄膜を介して、前記デバイス基板と前記カバー基板とを接合することと、
を備える、電子デバイスの封止方法。
Ｂ０２
前記デバイス基板の一部を裏面からエッチングして、前記電極パッドを開口させることを更に備える、
実施形態Ｂ０１に記載の方法。
【００８４】
以上、本願発明の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本願発明を例示的に説明するものである。特許請求の範囲は、本願発明の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施の形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本願発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。
【符号の説明】
【００８５】
１０，２１０  デバイス基板
１１  デバイス面
１２，２１２  縁
１３  溝
１４，２１４  デバイス
１５  配線（電極引出し線）
１６，２６，２１６，２２６  無機材料薄膜（無機材料層）
２０，２２０  カバー基板
３０  封止剤
４０，２４０  封止空間（内部空間）
５０，２５０  開口
１００，２００  基板積層体（接合体）
２１５  電極パッド
【図１】
2020091962.tif 000003
【図２】
2020091962.tif 000004
【図３】
2020091962.tif 000005
【図４】
2020091962.tif 000006