(57)【要約】      （修正有）【課題】  ディスプレーデバイス、より具体的には劣化を防ぐためにバリヤースタックに封入された環境感受性ディスプレーデバイスを提供すること。【解決手段】  第一の基体；第二の基体；前記第一の基体に隣接する環境感受性ディスプレーデバイス、ここで、該環境感受性ディスプレーデバイスは、液晶ディスプレー及び電気泳動インキから選ばれる；および少なくとも１つの第一バリヤー層および少なくとも１つの第一ポリマー層を含む少なくとも１つの第一バリヤースタック、ここで、前記少なくとも１つの第一バリヤースタックは前記環境感受性ディスプレーデバイスに隣接し、前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを通る酸素透過度が２３℃かつ０％相対湿度で０．００５［ｃｃ／ｍ２／日］未満である；を含む封入ディスプレーデバイス。【選択図】  図１
2006317958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基体；
第二の基体；
前記第一の基体に隣接する環境感受性ディスプレーデバイス、ここで、該環境感受性ディスプレーデバイスは、液晶ディスプレー及び電気泳動インキから選ばれる；および
少なくとも１つの第一バリヤー層および少なくとも１つの第一ポリマー層を含む少なくとも１つの第一バリヤースタック、ここで、前記少なくとも１つの第一バリヤースタックは前記環境感受性ディスプレーデバイスに隣接し、前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを通る酸素透過度が２３℃かつ０％相対湿度で０．００５［ｃｃ／ｍ２／日］未満である；
を含む封入ディスプレーデバイス。
【請求項２】
さらに前記第二の基体と前記環境感受性ディスプレーデバイスとの間に位置する少なくとも１つの第二バリヤースタックを含み、前記少なくとも１つの第二バリヤースタックが少なくとも１つの第二バリヤー層および少なくとも１つの第二ポリマー層を含む、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第一バリヤー層の少なくとも１つが、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属オキシ窒化物、金属オキシ硼化物およびこれらの組合せから選ばれる材料を含む、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第一バリヤー層の少なくとも１つが、不透明金属、不透明ポリマー、不透明セラミックおよび不透明サーメットから選ばれる、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項５】
少なくとも１つの第一ポリマー層がアクリレート含有ポリマーを含む、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項６】
少なくとも１つの第一又は第二ポリマー層の少なくとも１つがアクリレート含有ポリマーを含む、請求項２に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項７】
さらに基体に隣接する機能層を含み、該機能層は、ポリマー平滑層、引掻抵抗層、電極層又は反射防止コーティングから選ばれる、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第一バリヤー層が２つのバリヤー層を含む、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを通る透湿度が３８℃かつ１００％相対湿度で０．００５［ｇｍ／ｍ２／日］未満である、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項１０】
さらに前記少なくとも１つの第一バリヤースタックに隣接する蓋を含む、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを通る酸素透過度が３８℃かつ９０％相対湿度で０．００５［ｃｃ／ｍ２／日］未満である、請求項１に記載の封入ディスプレーデバイス。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、１９９８年１２月１６日に出願された「有機発光デバイス用環境バリヤー材および製造方法」と題する米国特許出願シリアル番号０９／２１２，７７９の一部継続出願である１９９９年１０月２５日に出願された「有機発光デバイス用環境バリヤー材および製造方法」と題する米国特許出願シリアル番号０９／４２７，１３８の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は一般にディスプレーデバイスに関し、より具体的には劣化を防ぐためにバリヤースタックに封入された環境感受性ディスプレーデバイスに関する。
多くの異なる型の電子製品用多角的視覚ディスプレーデバイスに対する需要がある。液晶ディスプレー（LCDs）、発光ダイオード（LEDs）、発光ポリマー(LEPs)、電気泳動インキを用いる電子シグナージ、エレクトロルミネセントデバイス(EDs)およびホスホレセントデバイスを含む多くの異なるディスプレーデバイスが、現在用いられている。これらのディスプレーデバイスの多くは、環境感受性である。本明細書に用いられるときは、環境感受性ディスプレーデバイスという語は、大気中の酸素および水蒸気などの環境気体もしくは液体の透過、あるいは電子製品の加工で用いられる化学薬品により生じる劣化を受けやすいディスプレーデバイスを意味する。
【０００３】
多くの現在のディスプレーがガラス基体を用いているが、プラスチック基体の使用に向かう傾向がある。プラスチック基体は、軽量で、耐衝撃性であり、かつ原価効率が良いので、電子製品および関連技術の後世には決定的である。しかし、プラスチックの気体および液体透過抵抗は乏しく、ときには長期デバイス性能に要求されるものより数オーダ低い。その気体および液体透過度を低下させるためにバリヤーコーティングが基体に塗布される。バリヤーコーティングは、典型的には高分子基体に真空堆積されたAl、SiO2、Al2O3およびSi3N4などの単層薄フィルム無機材料からなる。最良の単層コーティングは酸素および水蒸気透過度を、それぞれ約０．１〜１．０ｃｃ／ｍ２／日および約０．１〜１．０ｇ／ｍ２／日レベルに低下する。（条件は報告されなかった。テストは２３℃でのものと思われる。）しかし、多くのディスプレーは、約１０−６〜１０−５ｃｃ／ｍ２／日レベルの酸素透過度および約１０−４〜１０−２ｇ／ｍ２／日レベルの透湿度を要求する。ディスプレーデバイスの環境感受性は、プラスチック上に構成されたデバイスの寿命、信頼度および性能を限定し、そのことがプラスチック基体でできたディスプレーデバイスの発展を遅らせた。
【０００４】
したがって、環境感受性ディスプレーデバイスを封入し、かつ気体および液体透過により生じる劣化を防ぐために使用できる改善された軽量なバリヤー構成、ならびにそのような封入環境感受性ディスプレーデバイスを製造する方法に対する需要がある。
【０００５】
本発明は、封入ディスプレーデバイスおよびそのようなデバイスを製造する方法を提供することによりこれらの需要を満たす。デバイスには、基体、前記基体に隣接する環境感受性ディスプレーデバイスおよび前記環境感受性ディスプレーデバイスに隣接する少なくとも１つの第一バリヤースタックが含まれる。隣接するという語で、隣を意味するが、必ずしもすぐ隣でなくてもよい。隣接する層間に介在する追加層が存在し得る。バリヤースタックは環境感受性ディスプレーデバイスを封入する。それは少なくとも１つの第一バリヤー層および少なくとも１つの第一ポリマー層を含む。封入ディスプレーデバイスには、任意に基体と環境感受性ディスプレーデバイスとの間に位置する少なくとも１つの第二バリヤースタックが含まれる。第二バリヤースタックは、少なくとも１つの第二バリヤー層および少なくとも１つの第二ポリマー層を含む。
【０００６】
好ましくは、第一および第二バリヤースタックの第一および第二バリヤー層のいずれか一方もしくは両方は、実質的に透明である。第一バリヤー層の少なくとも１つは、好ましくは金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属オキシ窒化物、金属オキシ硼化物およびこれらの組合せから選ばれる材料を含む。
【０００７】
第一および第二バリヤー層のいずれか一方は、所望なら実質的に不透明であり得る。不透明バイヤー層は、好ましくは不透明金属、不透明ポリマー、不透明セラミックおよび不透明サーメットから選ばれる。
【０００８】
基体は軟質でも硬質でもあり得る。それは、好ましくはポリマー、金属、紙、ファブリックおよびこれらの組合せなどの軟質基体材料でできている。
硬質基体が用いられる場合、それは、好ましくはセラミック（ガラスを含む）、金属もしくは半導体である。
【０００９】
第一および第二バリヤースタックのポリマー層は、好ましくはアクリレート含有ポリマーである。本明細書に用いられるときは、アクリレート含有ポリマーという語には、アクリレート含有ポリマー、メタクリレート含有ポリマーおよびこれらの組合せが含まれる。第一および／または第二バリヤースタックにおけるポリマー層は、同一もしくは異なり得る。
【００１０】
環境感受性ディスプレーデバイスは、好ましくは液晶ディスプレー、電気泳動インキを用いるディスプレー、発光ダイオード、エレクトロルミネセントデバイスおよびホスホレセントデバイスから選ばれる。
【００１１】
封入ディスプレーデバイスは、所望ならポリマー平滑層、引掻抵抗層もしくは他の機能層などの追加層を含み得る。封入ディスプレーデバイスは、また少なくとも１つの第一バリヤースタックに隣接する蓋を含み得る。
【００１２】
本発明は、また封入ディスプレーデバイスを製造する方法も含む。方法には、環境感受性ディスプレーデバイスを有する基体を用意し、前記環境感受性ディスプレーデバイスに少なくとも１つの第一バリヤースタックを置いて前記環境感受性ディスプレーデバイスを封入することを含む。バリヤースタックは、少なくとも１つの第一バリヤー層および少なくとも１つの第一ポリマー層を含む。
【００１３】
環境感受性ディスプレーデバイスを、堆積もしくは積層により基体の上に置くことができる。少なくとも１つの第一バリヤースタックを、堆積、好ましくは真空堆積により、もしくは環境感受性ディスプレーデバイスにバリヤースタックを積層することにより、環境感受性ディスプレーデバイスに置くことができる。積層は、接着剤、はんだ、超音波溶接、圧力もしくは熱を用いて実施できる。
【００１４】
基体に環境感受性ディスプレーデバイスを置く前に、基体に第二バリヤースタックを置くことができる。第二バリヤースタックには、少なくとも１つの第二バリヤー層および少なくとも１つの第二ポリマー層が含まれる。第二バリヤースタックを、好ましくは真空堆積により基体に堆積できる。
【００１５】
所望なら、基体を封入環境感受性ディスプレーデバイスから取り出すことができる。
したがって、本発明の目的は、封入ディスプレーデバイスを提供すること、およびそのようなデバイスを製造する方法を提供することである。
【００１６】
本発明の封入ディスプレーデバイスの１つ実施態様が図１に示される。封入ディスプレーデバイス１００には、基体１０５、環境感受性ディスプレーデバイス１１０および第一バリヤースタック１１５が含まれる。第一バリヤースタック１１５には、バリヤー層１２０およびポリマー層１２５が含まれる。第一バリヤースタック１１５は環境感受性ディスプレーデバイス１１０を封入し、環境酸素および水蒸気が環境感受性ディスプレーデバイスを劣化させることを防ぐ。
【００１７】
基体１０５は、硬質でも軟質でもあり得る。軟質基体は、限定はされないが下記の材料を含むいずれの軟質材料でもあり得る：ポリマー、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、もしくはポリエーテルスルホン（PES）、ポリイミドあるいはTransphan（登録商標）（ドイツのLofo High Tech Film, GMBH of Weil am Rheinから入手可能な高ガラス転移温度環状オレフィンポリマー）などの高温ポリマー；金属；紙；ファブリック；およびこれらの組合せ。硬質基体は、好ましくはセラミック、金属もしくは半導体である。
【００１８】
環境感受性ディスプレーデバイス１１０は、環境感受性であるいかなるディスプレーデバイスでもあり得る。環境感受性ディスプレーデバイスの例には、それらに限定はされないが、液晶ディスプレー（LCDs）、発光ダイオード（LEDs）、発光ポリマー(LEPs)、電気泳動インキを用いる電子シグナージ、エレクトロルミネセントデバイス(EDs)およびホスホレセントデバイスが含まれる。これらのディスプレーデバイスは、その内容すべてが本明細書に取り込まれる米国特許第６，０２５，８９９号、第５，９９５，１９１号、第５，９９４，１７４号、第５，９５６，１１２号（LCDs）；米国特許第６，００５，６９２号、第５，８２１，６８８号、第５，７４７，９２８号（LEDs）；米国特許第５，９６９，７１１号、第５，９６１，８０４号、第４，０２６，７１３号（Eインキ）；米国特許第６，０２３，３７３号、第６，０２３，１２４号、第６，０２３，１２５号(LEPs)；および米国特許第６，０２３，０７３号、第６，０４０，８１２号、第６，０１９，６５４号、第６，０１８，２３７号、第６，０１４，１１９号、第６，０１０，７９６号(EDs)に記載されるものなど、既知の技術を用いて製造できる。
【００１９】
それぞれのバリヤースタック１１５において、１つ以上のバリヤー層１２０および１つ以上のポリマー層１２５が存在し得る。バリヤースタックにおけるバリヤー層およびポリマー層は、同一の材料もしくは異なる材料で製造できる。バリヤー層は、典型的には約１００〜４００Å厚さの範囲にあり、ポリマー層は、典型的には約１０００〜１０，０００Å厚さの範囲にある。
【００２０】
図１は単バリヤー層および単ポリマー層を有するバリヤースタックを示すが、バリヤースタックは１つ以上のポリマー層および１つ以上のバリヤー層を有し得る。１つのポリマー層と１つのバリヤー層でもあり得るし、１つ以上のバリヤー層の１つの側の１つ以上のポリマー層でもあり得るし、あるいは１つ以上のバリヤー層の両側の１つ以上のポリマー層でもあり得る。重要な特徴は、バリヤースタックが少なくとも１つのポリマー層と少なくとも１つのバリヤー層とを有することである。
【００２１】
バリヤースタックの上面に、所望なら、有機もしくは無機層、平坦化層、透明導体、反射防止コーティングもしくは他の機能層など、追加のオーバーコート層が存在し得る。
本発明の封入ディスプレーデバイスの第二の実施態様が図２に示される。封入ディスプレーデバイス２００は基体２０５を有する。基体２０５のいずれかの側には、それを保護するために引掻抵抗層２１０がある。引掻抵抗層が含まれる場合、基体の両側が引掻抵抗層を有することが好ましい。このことは軟質基体のカール防止を助ける。
【００２２】
引掻抵抗層２１０の上面にはポリマー平滑層２２０がある。ポリマー平滑層は表面荒さを低下し、かつピット、掻ききずおよび突ききずなどの表面欠陥を封入する。このことはその後の層の堆積に理想的な平坦化表面を生む。所望の用途に応じて、有機もしくは無機層、平坦化層、電極層、反射防止コーティングおよび他の機能層など、基体２０５に堆積される追加層が存在し得る。このようにして、基体は異なる用途に特別に合わせて作ることができる。
【００２３】
第一バリヤースタック２３０は、ポリマー平滑層２２０の上にある。第一バリヤースタック２３０は、第一バリヤー層２３５および第一ポリマー層２４０を含む。第一バリヤー層２３５は、バリヤー層２４５および２５０を含む。バリヤー層２４５および２５０は、同一のバリヤー材もしくは異なるバリヤー材で製造できる。
【００２４】
環境感受性ディスプレーデバイス２５５は、第一バリヤースタック２３０の上に置かれる。環境感受性ディスプレーデバイス２５５の上には、第二バリヤースタック２６０が置かれ、それを封入する。第二バリヤースタックはバリヤー層２６５およびポリマー層２７０を有するが、前述のように、１つ以上のバリヤー層および１つ以上のポリマー層を有し得る。第一および第二バリヤースタックにおけるバリヤー層およびポリマー層は、同一であり得るし、あるいは異なることもあり得る。
【００２５】
たった１つの第一バリヤースタックとたった１つの第二バリヤースタックが図２に示されるが、バリヤースタックの数は限定されない。バリヤースタックの必要数は、使用基体材料と特定の用途に必要とされる透過抵抗のレベルによる。１つもしくは２つのバリヤースタックがいくつかの用途に対しては十分なバリヤー性を与えるべきである。もっとも厳格な用途は、５つ以上のバリヤースタックを必要とするかもしれない。
【００２６】
第二バリヤースタック２６０の上に蓋２８０がある。蓋は硬質でも軟質でもあり得、基体２０５と同じ型の材料で作ることができる。
封入ディスプレーデバイスを製造する方法を、図２に示される実施態様を参照して記載する。引掻抵抗層、平坦化層、導電層など、所望の初期層を塗布、堆積、もしくは他の方法で基体に置くことができる。好ましくは、残りの層に平滑なベースを与えるためにポリマー平滑層が含まれる。それは、例えば、アクリレート含有ポリマーなどのポリマー層を基体もしくは前層に堆積することにより形成され得る。ポリマー層は、真空もしくはスピンコーティングおよび／または噴霧などの大気プロセスを用いることにより堆積できる。好ましくは、アクリレート含有モノマー、オリゴマーもしくは樹脂を堆積し、ついでインサイチューで重合してポリマー層を形成する。本明細書に用いられるときは、アクリレート含有モノマー、オリゴマーもしくは樹脂という語には、アクリレート含有モノマー、オリゴマーおよび樹脂、メタクリレート含有モノマー、オリゴマーおよび樹脂、ならびにこれらの組合せが含まれる。
【００２７】
ついで、第一バリヤースタックを基体の上に置く。第一および第二バリヤースタックは、少なくとも１つのバリヤー層および少なくとも１つのポリマー層を含む。バリヤースタックは、好ましくは真空堆積により作られる。バリヤー層を、ポリマー平滑層、基体もしくは前層の上に真空堆積できる。ついで、ポリマー層を、好ましくはアクリレート含有モノマー、オリゴマーもしくは樹脂をフラッシュ蒸発させ、バリヤー層の上に凝縮させ、真空室内でインサイチューで重合することによりバリヤー層の上に堆積する。その内容すべてが本明細書に取り込まれる米国特許第５，４４０，４４６号および第５，７２５，９０９号は、薄フィルム、バリヤースタックを堆積する方法を記載している。
【００２８】
真空堆積には、アクリレート含有モノマー、オリゴマーもしくは樹脂の真空下インサイチューでの重合を伴うフラッシュ蒸発、プラズマ堆積およびアクリレート含有モノマー、オリゴマーもしくは樹脂の重合、ならびにスパッターリング、化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、蒸発、昇華、電子サイクロトロン共鳴‐プラズマ強化蒸着（ECR‐PECVD）およびこれらの組合せによるバリヤー層の真空堆積が含まれる。
【００２９】
バリヤー層の保全性（integrity）を保護するために、堆積後および下流加工前の堆積層における欠陥および／または微小亀裂の形成を避けるべきである。封入ディスプレーデバイスは、好ましくはロールもしくはローラー上の摩耗により生じ得る欠陥を避けるためにバリヤー層がウェブ塗布装置におけるローラーなど、いずれの設備とも直接接触しないように製造される。このことは、バリヤー層がいずれかの取扱設備と接触する又は触れる前に常にポリマー層で覆われるように堆積装置を設計することにより成就できる。
【００３０】
ついで、環境感受性ディスプレーデバイスを第一バリヤー層の上に置く。環境感受性ディスプレーデバイスを、真空堆積などの堆積により基体上に置くことができる。代替的に、それを積層により基体上に置くことができる。積層は、環境感受性ディスプレーデバイスを基体にシールするために接着剤、グルーなど、あるいは熱を用いることができる。
【００３１】
ついで、第二バリヤースタックを環境感受性ディスプレーデバイス上に置いてそれを封入する。第二バリヤースタックを、堆積もしくは積層により環境感受性ディスプレーデバイス上に置くことができる。
【００３２】
第一および第二バリヤースタックにおけるバリヤー層はいかなるバリヤー材でもよい。第一および第二バリヤースタックにおけるバリヤー層を、同一の材料もしくは異なる材料で作ることができる。さらに、同一もしくは異なるバリヤー材の多バリヤー層をバリヤースタックに用いることができる。
【００３３】
液晶ディスプレーもしくは電気泳動インキなどの液体デバイスが用いられる場合、バリヤー層（および他の所望層）は基体に堆積される。ついで、基体の縁を、間に余地を残してシールし、開口部がシールに残される。液体がシール内の開口部に導入され、開口部がシールされ、デバイスを製造する。
【００３４】
バリヤー層は、ディスプレーデバイスの設計および用途により透明でも不透明でもあり得る。好ましい透明バリヤー材には、それらに限定はされないが、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属オキシ窒化物、金属オキシ硼化物およびこれらの組合せが含まれる。金属酸化物は、好ましくは酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブおよびこれらの組合せから選ばれる。金属炭化物は、好ましくは炭化硼素、炭化タングステン、炭化珪素およびこれらの組合せである。金属窒化物は、好ましくは窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化硼素およびこれらの組合せから選ばれる。金属オキシ窒化物は、好ましくはオキシ窒化アルミニウム、オキシ窒化珪素、オキシ窒化硼素およびこれらの組合せから選ばれる。金属オキシ硼化物は、好ましくはオキシ硼化ジルコニウム、オキシ硼化チタンおよびこれらの組合せである。
【００３５】
ほとんどのデバイスについて、デバイスの片側のみが透明でなければならない。したがって、ディスプレーデバイスの設計により、いくつかのバリヤースタックにおいては不透明バリヤー層を用いることができる。不透明バリヤー材には、それらに限定はされないが、金属、セラミック、ポリマーおよびサーメットが含まれる。不透明サーメットの例には、それらに限定はされないが、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、二珪化タングステン、二硼化チタンおよび二硼化ジルコニウムが含まれる。
【００３６】
第一および第二バリヤースタックのポリマー層は、好ましくはアクリレート含有モノマー、オリゴマーもしくは樹脂である。第一および第二バリヤースタックにおけるポリマー層は、同じもしくは異なり得る。さらに、各バリヤースタック内のポリマー層は、同じもしくは異なり得る。
【００３７】
好ましい実施態様において、バリヤースタックは１つのポリマー層および２つのバリヤー層を含む。２つのバリヤー層は、同一のバリヤー材もしくは異なるバリヤー材で製造できる。この実施態様における各バリヤー層の厚さは、単バリヤー層の厚さの約半分もしくは約５０〜２００Åである。しかし、厚さに制限はない。
【００３８】
バリヤー層が同一のバリヤー材でできている場合、２つの源を用いる逐次堆積もしくは２つのパスを用いる同一源により堆積できる。２つの堆積源を用いる場合、堆積条件はそれぞれの源について異なり得、微細構造および欠陥の寸法に相違をもたらす。どのような型の堆積源も使用できる。マグネトロンスパッターリングおよび電子ビーム蒸発など異なる型の堆積プロセスを用いて２つのバリヤー層を堆積できる。
【００３９】
２つのバリヤー層の微細構造は、異なる堆積源／パラメーターの結果不整合である。バリヤー層は、異なる結晶構造を有することすらできる。例えば、Al2O3は、異なる結晶配向を有して異なる相（α、γ）で存在し得る。不整合な微細構造は隣接するバリヤー層における欠陥をデカップリングする助けをし、気体および水蒸気の透過に曲がりくねった路を強化する。
【００４０】
バリヤー層が異なる材料でできている場合、２つ堆積源が必要である。このことは種々の技術により成就できる。例えば、材料をスパッターリングにより堆積する場合、異なる組成物のスパッターリングターゲットを用いて異なる組成物の薄フィルムを得ることができよう。代替的に、同一組成物の２つのスパッターリングターゲットを用いるが、異なる反応性気体を用いることもあり得よう。２つの異なる型の堆積源も用いることができよう。この配置において、２つの層の格子は、２つの材料の異なる微細構造および格子パラメーターによりさらに不整合である。
【００４１】
PET基体、すなわち、PET基体／ポリマー層／バリヤー層／ポリマー層上の３層組合せの単一パス、ロールツーロール、真空堆積は、PET単独上の単一酸化物層よりも酸素および水蒸気に５オーダ以上も不透過であり得る。J. D. Affinito, M. E. Gross, C. A. Coronado, G. L. Graff, E. N. GreenwellおよびP. M. MartinのPolymer-Oxide Transparent Barrier Layers Produced Using PML Process, 39th Annual Technical Conference Proceedings of the Society of Vacuum Coaters, Vacuum Web Coating Session, 1996, pp. 392-397; J. D. Affinito, S. Eufinger, M. E. Gross, G. L. Graff およびP. M. MartinのPML/Oxide/PML Barrier Layer Performance Differences Arising From Use of UV or Electron Beam Polymerization of the PML Layers, Thin Solid Films, Vol. 308, 1997, pp. 19-25を参照。このことは、バリヤー層（酸化物、金属、窒化物、オキシ窒化物層）なしでは、ポリマー多層（PML）層のみの透過度の効果はほとんど測定不可能であるという事実を物ともしない。バリヤー性向上は２つの要因によると信じられている。第一は、ロールツーロール塗布酸化物だけの層における透過度は、堆積中および塗布基体が装置のアイドラー／ローラーに巻きついたときに生じる酸化物層における欠陥によりコンダクタンス制限されることがわかった。下に置かれた基体中のでこぼこ（高点）は、堆積無機バリヤー層中で複製される。これらの特徴は、ウェブ取扱／引取中の機械的損傷を受けやすく、堆積フィルム中に欠陥形成を起こし得る。これらの欠陥は、フィルムの最終バリヤー性能をゆゆしく制限する。単一パス、ポリマー／バリヤー／ポリマープロセスにおいて、第一アクリル層は基体を平坦化し、無機バリヤー薄フィルムのその後の堆積のために理想的な表面を与える。第二ポリマー層は、バリヤー層に損傷を最小限にするがんじょうな「保護」フィルムを与え、かつその後のバリヤー層（もしくは環境感受性ディスプレーデバイス）堆積のために構造を平坦化する。中間ポリマー層も隣接する無機バリヤー層に存在する欠陥をデカップリングし、したがって気体拡散のために曲がりくねった路を造る。
【００４２】
本発明に用いられるバリヤースタックの透過度を表１に示す。
PETなどのポリマー基体上の本発明のバリヤースタックは、透過度測定（Mocon OxTran 2/20LおよびPermatran）に用いられる現行工業計測の検出限度よりかなり低い酸素透過度（OTR）および透湿度（WVTR）測定値を有する。表１は、７ミルPET上でいくつかのバリヤースタックについてMocon（ミネソタ州ミネアポリス）で測定されたOTRおよびWVTR値（それぞれASTM F 1927-98およびASTM F 1249-90により測定）を、他の材料についての報告値とともに示す。
【００４３】
【表１】
2006317958.tif 000003
【００４４】
(＊): 38℃、90％ RH、100％ O2
(＋): 38℃、100％ RH
1: P. F. Carcia, 46th International Symposium of the American Vacuum Society, 1999年10月
2: Langowski, H. C., 39th Annual Technical Conference Proceedings, SVC, pp. 398-401 (1996)
3: 技術データシート
表１のデータが示すように、本発明のバリヤースタックは、アルミニウム、酸化珪素もしくは酸化アルミニウムを塗布したPETよりも数オーダ良好な酸素および水蒸気透過度を与える。バリヤースタックは、下に置かれた成分への酸素および水の浸透を防ぐことにおいて極めて有効であり、実質的に市場にある他のバリヤーコーティングより性能が優れている。
【００４５】
好ましい堆積プロセスは、種々の基体に適合する。好ましいプロセスはモノマーのフラッシュ蒸発およびマグネトロンスパッターリングを含むので、堆積温度は１００℃よりもかなり低く、コーティングにおける応力は最小限にできる。多層コーティングを高堆積速度で堆積できる。不快な気体もしくは化学薬品は用いられず、プロセスを大きな基体および幅の広いウェブまでスケールアップできる。コーティングのバリヤー性は、層数、材料および層設計を制御することにより用途に合わせて作ることができる。したがって、本発明は環境感受性ディスプレーデバイスの気密シールに必要な格別なバリヤー性を有するバリヤースタックを与える。それは封入環境感受性ディスプレーデバイスの製造を可能とする。
【００４６】
いくつかの代表的な実施態様および詳細を本発明を説明するために示したが、本明細書に開示された組成物および方法における種々の変更が特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく、なされ得ることは、当業者には明らかであろう。
【００４７】
本発明は以下の態様を含む。
［１］
基体；
前記基体に隣接する環境感受性ディスプレーデバイス；および
少なくとも１つの第一バリヤー層および少なくとも１つの第一ポリマー層を含む少なくとも１つの第一バリヤースタック（前記少なくとも１つの第一バリヤースタックは前記環境感受性ディスプレーデバイスに隣接し、前記少なくとも１つの第一バリヤースタックは前記環境感受性ディスプレーデバイスを封入する）；
を含む封入ディスプレーデバイス。
【００４８】
［２］  さらに前記基体と前記環境感受性ディスプレーデバイスとの間に位置する少なくとも１つの第二バリヤースタックを含み、前記少なくとも１つの第二バリヤースタックが少なくとも１つの第二バリヤー層および少なくとも１つの第二ポリマー層を含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００４９】
［３］  前記少なくとも１つの第一バリヤー層が実質的に透明である、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［４］  前記少なくとも１つの第二バリヤー層が実質的に透明である、［２］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５０】
［５］  前記少なくとも１つの第一バリヤー層の少なくとも１つが、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属オキシ窒化物、金属オキシ硼化物およびこれらの組合せから選ばれる材料を含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５１】
［６］  前記金属酸化物が、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブおよびこれらの組合せから選ばれる、［５］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５２】
［７］  前記金属窒化物が、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化硼素およびこれらの組合せから選ばれる、［５］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［８］  前記金属オキシ窒化物が、オキシ窒化アルミニウム、オキシ窒化珪素、オキシ窒化硼素およびこれらの組合せから選ばれる、［５］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５３】
［９］  前記少なくとも１つの第一バリヤー層が実質的に不透明である、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［１０］  前記少なくとも１つの第二バリヤー層が実質的に不透明である、［２］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５４】
［１１］  前記少なくとも１つの第一バリヤー層の少なくとも１つが、不透明金属、不透明ポリマー、不透明セラミックおよび不透明サーメットから選ばれる、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５５】
［１２］  前記少なくとも１つの第二バリヤー層の少なくとも１つが、不透明金属、不透明ポリマー、不透明セラミックおよび不透明サーメットから選ばれる、［２］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５６】
［１３］  前記基体が軟質基体材料を含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［１４］  前記軟質基体材料が、ポリマー、金属、紙、ファブリックおよびこれらの組合せから選ばれる、［１３］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５７】
［１５］  前記基体が硬質基体材料を含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［１６］  前記硬質基体材料が、セラミック、金属および半導体から選ばれる、［１５］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５８】
［１７］  前記少なくとも１つの第一ポリマー層の少なくとも１つがアクリレート含有ポリマーを含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［１８］  前記少なくとも１つの第二ポリマー層の少なくとも１つがアクリレート含有ポリマーを含む、［２］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００５９】
［１９］  前記環境感受性ディスプレーデバイスが、液晶ディスプレー、電気泳動インキ、発光ダイオード、エレクトロルミネセントデバイスおよびホスホレセントデバイスから選ばれる、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００６０】
［２０］  さらに基体に隣接するポリマー平滑層を含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［２１］  さらに基体に隣接する引掻抵抗層を含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００６１】
［２２］  前記少なくとも１つの第一バリヤー層が２つのバリヤー層を含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［２３］  前記２つのバリヤー層が同一のバリヤー材でできている、［２２］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００６２】
［２４］  前記２つのバリヤー層が異なるバリヤー材でできている、［２２］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［２５］  前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを通る酸素透過度が２３℃かつ０％相対湿度で０．００５［ｃｃ／ｍ２／日］未満であり、前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを通る酸素透過度が３８℃かつ９０％相対湿度で０．００５［ｃｃ／ｍ２／日］未満である、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００６３】
［２６］  前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを通る透湿度が３８℃かつ１００％相対湿度で０．００５［ｇｍ／ｍ２／日］未満である、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００６４】
［２７］  さらに前記少なくとも１つの第一バリヤースタックに隣接する蓋を含む、［１］に記載の封入ディスプレーデバイス。
［２８］
少なくとも１つの第一バリヤー層および少なくとも１つの第一ポリマー層を含む少なくとも１つの第一バリヤースタック；
前記少なくとも１つの第一バリヤースタックに隣接する環境感受性ディスプレーデバイス；および
少なくとも１つの第二バリヤー層および少なくとも１つの第二ポリマー層を含む少なくとも１つの第二バリヤースタック（前記少なくとも１つの第一バリヤースタックおよび前記少なくとも１つの第二バリヤースタックは、前記環境感受性ディスプレーデバイスを封入する）；
を含む封入ディスプレーデバイス。
【００６５】
［２９］  前記環境感受性ディスプレーデバイスの反対側に前記少なくとも１つの第一バリヤースタックに隣接する基体を含む、［２８］に記載の封入ディスプレーデバイス。
【００６６】
［３０］
環境感受性ディスプレーデバイスを有する基体を用意し；そして
前記環境感受性ディスプレーデバイスに少なくとも１つの第一バリヤー層および少なくとも１つの第一ポリマー層を含む少なくとも１つの第一バリヤースタックを置いて前記環境感受性ディスプレーデバイスを封入する；
ことを含む封入ディスプレーデバイスを製造する方法。
【００６７】
［３１］  前記環境感受性ディスプレーデバイスに前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを置く工程が、前記環境感受性ディスプレーデバイスに前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを堆積させることを含む、［３０］に記載の方法。
【００６８】
［３２］  前記少なくとも１つの第一バリヤースタックが真空堆積される、［３１］に記載の方法。
［３３］  前記少なくとも１つの第一バリヤー層が真空堆積され、前記少なくとも１つの第一ポリマー層が堆積される、［３０］に記載の方法。
【００６９】
［３４］  前記環境感受性ディスプレーデバイスに前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを置く工程が、前記環境感受性ディスプレーデバイスに前記少なくとも１つの第一バリヤースタックを積層することを含む、［３０］に記載の方法。
【００７０】
［３５］  前記少なくとも１つの第一バリヤースタックが接着剤を用いて積層される、［３４］に記載の方法。
［３６］  前記少なくとも１つの第一バリヤースタックが熱を用いて積層される、［３４］に記載の方法。
【００７１】
［３７］  前記少なくとも１つの第一バリヤースタックがはんだを用いて積層される、［３４］に記載の方法。
［３８］  前記少なくとも１つの第一バリヤースタックが圧力を用いて積層される、［３４］に記載の方法。
【００７２】
［３９］  前記少なくとも１つの第一バリヤースタックが超音波溶接を用いて積層される、［３４］に記載の方法。
［４０］  前記環境感受性ディスプレーデバイスを有する基体を用意する工程が、
基体を用意し；そして
前記基体に前記環境感受性ディスプレーデバイスを置く；
ことを含む、［３０］に記載の方法。
【００７３】
［４１］  前記基体に前記環境感受性ディスプレーデバイスを置く工程が、前記基体に前記環境感受性ディスプレーデバイスを堆積させることを含む、［４０］に記載の方法。
【００７４】
［４２］  前記環境感受性ディスプレーデバイスが真空堆積される、［４１］に記載の方法。
［４３］  前記基体に前記環境感受性ディスプレーデバイスを置く工程が、前記基体に前記環境感受性ディスプレーデバイスを積層することを含む、［４０］に記載の方法。
【００７５】
［４４］  前記基体に前記環境感受性ディスプレーデバイスを置く前に、前記基体に少なくとも１つの第二バリヤー層および少なくとも１つの第二ポリマー層を含む第二バリヤースタックを置くことをさらに含む、［４０］に記載の方法。
【００７６】
［４５］  前記基体に前記少なくとも１つの第二バリヤースタックを置く工程が、前記基体に前記少なくとも１つの第二バリヤースタックを堆積させることを含む、［４４］に記載の方法。
【００７７】
［４６］  前記少なくとも１つの第二バリヤースタックが真空堆積される、［４５］に記載の方法。
［４７］  前記少なくとも１つの第二バリヤー層が真空堆積され、前記少なくとも１つの第二ポリマー層が堆積される、［４５］に記載の方法。
【００７８】
［４８］  さらに前記封入環境感受性ディスプレーデバイスから前記基体を取り出すことを含む、［４４］に記載の方法。
［４９］  さらに前記少なくとも１つの第一バリヤースタックに蓋を置くことを含む、［３０］に記載の方法。
【００７９】
［５０］  前記少なくとも１つの第一バリヤー層が２つのバリヤー層を含む、［３０］に記載の方法。
［５１］  前記２つのバリヤー層が同一の堆積源を用いて堆積される、［５０］に記載の方法。
【００８０】
［５２］  前記２つのバリヤー層が異なる堆積源を用いて堆積される、［５０］に記載の方法。
［５３］  前記２つのバリヤー層が真空堆積される、［５０］に記載の方法。
【００８１】
［５４］  前記２つのバリヤー層が同一のバリヤー材でできている、［５０］に記載の方法。
［５５］  前記２つのバリヤー層が異なるバリヤー材でできている、［５０］に記載の方法。
【００８２】
［５６］  前記少なくとも１つの第二バリヤー層が２つのバリヤー層を含む、［４４］に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の封入ディスプレーデバイスの１つの実施態様の断面図である。
【図２】本発明の封入ディスプレーデバイスの別の実施態様の断面図である。
【図１】
2006317958.tif 000004
【図２】
2006317958.tif 000005