(57)【要約】【課題】本発明は、電子デバイス用のバリアコーティングに関する。【解決手段】有機デバイス本体を含む電子デバイスを保護するための方法。この方法は化学気相成長法によって蒸着されたハイブリッド層の使用を伴う。ハイブリッド層はポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比は９５：５〜５：９５の範囲であり、ポリマー材料及び非ポリマー材料は同一の前駆体物質原料から形成される。また、環境汚染物の横方拡散を防ぐための技術が開示される。【選択図】図１
2015007292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機デバイス本体の基礎部として機能する表面に配置された前記有機デバイス本体を有する電子デバイスを保護するための方法であって、
前駆体物質の原料を提供する工程と、
前記電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用する化学気相成長法によって前記有機デバイス本体上に第１のハイブリッド層を堆積する工程であり、前記第１のハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲であり、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される、工程と、
前記有機デバイス本体の周囲に近接する１つ又は複数の領域にエッジバリアを配置する工程と、を含む方法。
【請求項２】
前記エッジバリアが乾燥剤材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機デバイス本体の周囲に近接する１つ又は複数の領域において、前記基礎部表面内に１つ又は複数の不連続部を形成し、前記乾燥剤材料を前記不連続部に堆積することにより、前記エッジバリアが形成される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記エッジバリアは前記第１のハイブリッド層上に堆積されるバリアコーティングであり、前記バリアコーティングは前記第１のハイブリッド層のエッジ上に延在する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記バリアコーティングで前記有機デバイス本体を覆わない請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記バリアコーティングが透明ではない請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記バリアコーティングが、ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を備える第２のハイブリッド層であり、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲にある請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のハイブリッド層が真空下で堆積され、前記真空が破られた後前記第２のハイブリッド層が堆積される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のハイブリッド層と前記バリアコーティングとの間にポリマー層を配置する工程を更に含む請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
基板上に配置された有機デバイス本体を有する電子デバイスを保護するための方法であって、
前駆体物質の原料を提供する工程と、
前記電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用する化学気相成長法によって前記有機デバイス本体上にハイブリッド層を堆積する工程であり、前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲であり、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される工程と、を含み、
前記電子デバイスが相互接続リードを含み、前記ハイブリッド層が前記相互接続リードの側方エッジを覆う方法。
【請求項１１】
前記相互接続リードが前記基板のエッジまで延在しない請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記相互接続リードが、前記ハイブリッド層を通って突き出す突起部を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
基板上に配置された有機デバイス本体を有する電子デバイスを保護するための方法であって、
前駆体物質の原料を提供する工程と、
前記電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用する化学気相成長法によって前記有機デバイス本体上にハイブリッド層を堆積する工程であり、前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲であり、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される工程と、を含み、
介在層が前記ハイブリッド層と前記基板との間に配置され、前記介在層が前記ハイブリッド層を前記基板に接着するように働く方法。
【請求項１４】
基板上に配置された有機デバイス本体を有する電子デバイスを保護するための方法であって、
前駆体物質の原料を提供する工程と、
前記電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用する化学気相成長法によって前記有機デバイス本体上にハイブリッド層を堆積する工程であり、前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲であり、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される工程と、を含み、
介在層が前記ハイブリッド層と前記有機デバイス本体の上部表面との間に配置され、前記介在層が前記ハイブリッド層を前記有機デバイス本体の前記上部表面に接着するように働く方法。
【請求項１５】
ポリマー基板上に配置された有機デバイス本体を有する電子デバイスを保護するための方法であって、
前駆体物質の原料を提供する工程と、
前記電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用する化学気相成長法によって前記有機デバイス本体上に第１のハイブリッド層を堆積する工程であり、前記第１のハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲であり、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される工程と、を含み、
第２のハイブリッド層が、前記ポリマー基板の上部表面に配置され、前記第２のハイブリッド層上に前記有機デバイス本体が配置され、前記第２のハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲である方法。
【請求項１６】
前記第２のハイブリッド層が、前記ポリマー基板の不活性化層として働く請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ポリマー基板が乾燥剤として働く請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ポリマー基板が、乾燥剤材料を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポリマー基板が脱気される請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のハイブリッド層が、前記ポリマー基板の底面も覆う請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のハイブリッド層が、前記ポリマー基板の側部も含む前記ポリマー基板を完全に封入する請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
金属基板上に配置された有機デバイス本体を有する電子デバイスを保護するための方法であって、
前駆体物質の原料を提供する工程と、
前記電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用する化学気相成長法によって前記有機デバイス本体上にハイブリッド層を堆積する工程であり、前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲であり、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される工程と、を含み、
前記電子デバイスが、前記金属基板の上部表面にポリマー平坦化層を含み、前記ポリマー平坦化層が前記金属基板のエッジまで延在しない方法。
【請求項２３】
複数の有機デバイス本体を区切るための格子上に配置された前記複数の有機デバイス本体を有する電子デバイスを保護するための方法であって、
前駆体物質の原料を提供する工程と、
前記電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用する化学気相成長法によって前記有機デバイス本体上にハイブリッド層を堆積する工程であり、前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する重量比が９５：５〜５：９５の範囲であり、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される工程と、を含む方法。
【請求項２４】
前記格子が、水分又は酸素の流れを妨げる材料を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記材料が無機材料である請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記格子が、前記ハイブリッド層の一部が貫通する不連続部を備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
有機電子デバイスであって、
基板と、
前記基板上に配置される機能的な有機体と、
前記機能的な有機体に接続される相互接続リードと、
前記機能的な有機体上に配置され、前記相互接続リードの側方エッジを覆うハイブリッド層であり、ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含むハイブリッド層と、を含む有機電子デバイス。
【請求項２８】
前記相互接続リードが前記基板のエッジまで延在しない請求項２７に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記相互接続リードが、前記ハイブリッド層を通って突き出す突起部を備える請求項２７に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記突起部が、前記ハイブリッド層の外側に出ている前記突起部の一部分にノブを更に備え、前記ノブが前記ハイブリッド層の表面上を側方に延びる請求項２９に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記相互接続リードがステップ部を備える請求項２７に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記ハイブリッド層と前記基板との間に配置される乾燥剤を更に備える請求項２７に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記ハイブリッド層が、少なくとも厚さ８００Åにわたる均質な組成を有する請求項２７に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項２７に記載のデバイス。
【請求項３５】
有機電子デバイスであって、
金属基板と、
前記基板上に配置される機能的な有機体と、
前記金属基板と前記機能的な有機体との間に配置されるポリマー平坦化層であり、前記金属基板のエッジまで延在しないポリマー平坦化層と、
前記ポリマー平坦化層のエッジを覆うハイブリッド層であり、ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含むハイブリッド層と、を含む有機電子デバイス。
【請求項３６】
前記ハイブリッド層が前記機能的な有機体を更に覆い、前記デバイスが、
前記機能的な有機体に接続された相互接続リードを更に含み、前記相互接続リードが、前記ポリマー平坦化層のエッジを越え、前記ポリマー平坦化層の前記エッジを前記相互接続リードが越えるステップ部を備える請求項３５に記載のデバイス。
【請求項３７】
前記ハイブリッド層が、前記相互接続リードの前記ステップ部を覆う請求項３６に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記相互接続リードが、前記基板のエッジまで延在しない請求項３７に記載のデバイス。
【請求項３９】
前記相互接続リードが、前記ハイブリッド層を通って突き出す突起部を備える請求項３８に記載のデバイス。
【請求項４０】
前記ハイブリッド層が、ポリマー材料と非ポリマー材料の第１の混合物を含む第１のハイブリッド層であり、前記デバイスが、
前記機能的な有機体に接続された相互接続リードであり、前記第１のハイブリッド層を越え、前記第１のハイブリッド層を前記相互接続リードが越えるステップ部を備える相互接続リードと、
ポリマー材料と非ポリマー材料の第２の混合物を含み、前記機能的な有機体を覆う第２のハイブリッド層と、を更に含む請求項３５に記載のデバイス。
【請求項４１】
前記ハイブリッド層が、少なくとも厚さ８００Åにわたる均質な組成を有する請求項３５に記載のデバイス。
【請求項４２】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項３５に記載のデバイス。
【請求項４３】
有機電子デバイスであって、
ポリマー基板と、
前記基板の上部表面に配置され、ポリマー材料と非ポリマー材料との第１の混合物を含む第１のハイブリッド層と、
前記基板の下面に配置され、ポリマー材料と非ポリマー材料との第２の混合物を含む第２のハイブリッド層と、
前記第１のハイブリッド層上に配置される機能的な有機体と、
前記機能的な有機体上に配置され、ポリマー材料と非ポリマー材料との第３の混合物を含む第３のハイブリッド層と、を含む有機電子デバイス。
【請求項４４】
前記第１のハイブリッド層、前記第２のハイブリッド層、又は前記第３のハイブリッド層のうちの少なくとも１つが、少なくとも厚さ８００Åにわたる均質な組成を有する請求項４３に記載のデバイス。
【請求項４５】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項４３に記載のデバイス。
【請求項４６】
有機電子デバイスであって、
基板と、
前記基板上に配置される機能的な有機体と、
前記機能的な有機体上に配置され、側方に延びて前記基板の側部エッジを覆い、ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含むハイブリッド層と、を含む有機電子デバイス。
【請求項４７】
前記ハイブリッド層が、前記基板の下面の少なくとも一部を更に覆う請求項４６に記載のデバイス。
【請求項４８】
前記ハイブリッド層が、前記基板の下面全体を覆う請求項４６に記載のデバイス。
【請求項４９】
前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との第１の混合物を含む第１のハイブリッド層であり、前記デバイスが、前記基板の下面及び前記第１のハイブリッド層の少なくとも一部を覆う第２のハイブリッド層を更に含む請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５０】
第１及び第２のハイブリッド層が、前記機能的な有機体及び前記基板を完全に封入する請求項４９に記載のデバイス。
【請求項５１】
前記機能的な有機体と接触する電極と、
前記電極に接続され、前記基板のエッジ上に外へ広がる接続リードと、を更に含み、
前記ハイブリッド層が前記接続リードの少なくとも一部分をコーティングする請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５２】
前記電極が、前記機能的な有機体と前記基板との間に位置する請求項５１に記載のデバイス。
【請求項５３】
前記ハイブリッド層が、少なくとも厚さ８００Åにわたる均質な組成を有する請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５４】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５５】
基板を有する有機電子デバイスを保護するための方法であって、
前記基板によってホルダー上に保持される有機電子デバイスを堆積チャンバ内に配置する工程と、
前駆体物質の原料を提供する工程と、
前記有機電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用するプラズマ化学気相成長法によって前記有機電子デバイス上にハイブリッド層を堆積する工程であり、前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含み、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される工程と、
前記ハイブリッド層が前記基板の側部エッジを覆うまで前記堆積プロセスを継続する工程と、を含む方法。
【請求項５６】
前記ホルダーが前記基板の一部分だけをマスクし、前記ハイブリッド層が前記基板の下面の少なくとも一部分を覆うまで前記堆積プロセスが継続される請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との第１の混合物を含む第１のハイブリッド層であり、前記第１のハイブリッド層を堆積した後で、
前記ホルダー上で前記有機電子デバイスを反転させる工程と、
前記有機電子デバイスに近接する反応位置に前記前駆体物質を移動する工程と、
前記前駆体物質の原料を使用するプラズマ化学気相成長法によって前記有機電子デバイス上に第２のハイブリッド層を堆積する工程であり、前記第２のハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との第２の混合物を含み、ポリマー材料及び非ポリマー材料が同一の前駆体物質原料から形成される工程と、
前記第２のハイブリッド層が前記第１のハイブリッド層の少なくとも一部分を覆うまで前記堆積プロセスを継続する工程と、を更に含む請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
少なくとも厚さ８００Åの前記ハイブリッド層が同じ反応条件で堆積される請求項５５に記載の方法。
【請求項５９】
前記前駆体物質が有機シリコン化合物である請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
有機電子デバイスであって、
基板と、
前記基板上に配置される複数の機能的な有機体と、
前記機能的な有機体を独立した画素領域に区切る格子であり、不連続部を備える格子と、
前記機能的な有機体と前記格子上に配置されるハイブリッド層であり、前記不連続部を貫通し、ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含むハイブリッド層と、を含む有機電子デバイス。
【請求項６１】
前記ハイブリッド層が、少なくとも厚さ８００Åにわたる均質な組成を有する請求項６０に記載のデバイス。
【請求項６２】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項６０に記載のデバイス。
【請求項６３】
有機電子デバイスであって、
基板と、
前記基板上に配置される機能的な有機体と、
前記機能的な有機体上に配置されるハイブリッド層であり、ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含むハイブリッド層と、
前記ハイブリッド層上に配置され、前記ハイブリッド層のエッジ上に延びるバリアコーティングと、を含む有機電子デバイス。
【請求項６４】
前記ハイブリッド層が、ポリマー材料と非ポリマー材料の第１の混合物を含む第１のハイブリッド層であり、前記バリアコーティングが、ポリマー材料と非ポリマー材料の第２の混合物を含む第２のハイブリッド層である請求項６３に記載のデバイス。
【請求項６５】
前記バリアコーティングが、前記機能的な有機体の少なくとも一部分を覆わない請求項６３に記載のデバイス。
【請求項６６】
前記バリアコーティングが透明ではない請求項６５に記載のデバイス。
【請求項６７】
前記基板の表面と前記バリアコーティングとの間に配置された介在層を更に有し、前記介在層が前記基板表面と前記バリアコーティングとの間の界面結合を増大させるように働く材料を含む請求項６３に記載のデバイス。
【請求項６８】
前記バリアコーティングと前記ハイブリッド層との間に配置された乾燥剤材料を更に含む請求項６３に記載のデバイス。
【請求項６９】
前記ハイブリッド層が、少なくとも厚さ８００Åにわたる均質な組成を有する請求項６３に記載のデバイス。
【請求項７０】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項６３に記載のデバイス。
【請求項７１】
基板と金属電極を備える有機電子デバイスを保護するための方法であって、
前記金属電極をヒートシンクに連結する工程と、
ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含むハイブリッド層を、前記有機電子デバイス上に堆積する工程と、を含む方法。
【請求項７２】
前記ハイブリッド層がプラズマ化学気相成長法によって堆積される請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
少なくとも厚さ８００Åの前記ハイブリッド層が同じ反応条件で堆積される請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
有機電子デバイスを形成する方法であって、
基板上に配置される複数の機能的な有機体を提供する工程と、
前記機能的な有機体上にバリアコーティングを塗布する工程と、
前記基板を切断して複数の個別の有機電子デバイスに分割する工程と、
ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含むハイブリッド層を、個々の有機電子デバイスのカットエッジ上に堆積する工程と、を含む方法。
【請求項７６】
前記基板がフレキシブル基板であり、前記方法がロール・ツー・ロールプロセスを使用して前記基板上に複数の機能的な有機体を形成する工程を更に含む請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
少なくとも厚さ８００Åの前記ハイブリッド層が同じ反応条件で堆積される請求項７５に記載の方法。
【請求項７８】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項７５に記載の方法。
【請求項７９】
有機電子デバイスを保護するための方法であって、
（ａ）基板と、
（ｂ）機能的な有機体と接触する電極と、
（ｃ）前記電極に接続され、前記基板のエッジ上に外へ延びる接続リードと、を有する有機電子デバイスを提供する工程と、
前記有機電子デバイスを堆積チャンバ内に配置する工程であり、前記有機電子デバイスが前記接続リードによって前記堆積チャンバ内に保持される工程と、
前記機能的な有機体上に、及び前記接続リード上にハイブリッド層を堆積する工程であり、前記ハイブリッド層がポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を備える工程と、を含む方法。
【請求項８０】
前記ハイブリッド層が前記基板の下面の少なくとも一部分を覆うまで前記堆積プロセスを継続する工程を更に含む請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
前記ハイブリッド層が前記基板の下面全体を覆うまで前記堆積プロセスを継続する工程を更に含む請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
少なくとも厚さ８００Åの前記ハイブリッド層が同じ反応条件で堆積される請求項７９に記載の方法。
【請求項８３】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項７９に記載の方法。
【請求項８４】
前記ハイブリッド層がプラズマ化学気相成長法によって堆積され、前記有機電子デバイスが、前記堆積プロセス中に、１つのプラズマ内に浸漬されるか又は２つ以上のプラズマ間に配置される請求項７９に記載の方法。
【請求項８５】
有機電子デバイスを形成する方法であって、
基板上に配置される複数の機能的な有機体を提供する工程であり、前記基板が、前記機能的な有機体の間に位置する複数のスルーホールを有する工程と、
ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を含むハイブリッド層を、前記機能的な有機体上に堆積する工程と、
前記スルーホールの内部エッジが前記ハイブリッド層で覆われるまで前記堆積プロセスを継続する工程と、
前記スルーホールに沿って前記基板を分割して、複数の個々の有機電子デバイスを提供する工程と、を含む方法。
【請求項８６】
前記基板がフレキシブル基板であり、前記方法がロール・ツー・ロールプロセスを使用して前記基板上に前記複数の機能的な有機体を形成する工程を更に含む請求項８５に記載の方法。
【請求項８７】
前記基板の下面の少なくとも一部が前記ハイブリッド層で覆われるまで前記堆積プロセスを継続する工程を更に含む、請求項８５に記載の方法。
【請求項８８】
前記スルーホールの幅が、前記基板の厚さと同じかそれより大きい請求項８５に記載の方法。
【請求項８９】
少なくとも厚さ８００Åの前記ハイブリッド層が同じ反応条件で堆積される請求項８５に記載の方法。
【請求項９０】
前記ポリマー材料がポリマーシリコンであり、前記非ポリマー材料が無機シリコンである請求項８５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００８年５月７日に出願された米国仮特許出願第６１／０５１，２６５号明細書の利益を主張するものであり、その内容は参照により本明細書に援用される。
【０００２】
政府の権利
３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§４０１．１４（ｆ）（４）で求められた特定の言語の使用：本発明は、米国陸軍研究所によって与えられた認可番号Ｗ９１１ＱＸ−０６−Ｃ−００１７による政府助成によってなされた。政府は、本発明においてある種の権利を有する。
【０００３】
共同研究契約
権利請求されている発明は、産学共同研究契約の当事者であるプリンストン大学、南カリフォルニア大学、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのうちの１つまたは複数を代表して、及び／又は該当事者の１つまたは複数と関わってなされた。本契約は、権利請求されている発明がなされた日及びそれ以前に効力が発生しており、権利請求されている発明は本契約の範囲内で取り組んだ活動の結果として行われた。
【０００４】
本発明は、電子デバイス用のバリアコーティングに関する。
【背景技術】
【０００５】
有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）等の有機電子デバイスは、水蒸気又は酸素に触れたときに劣化しやすい。水蒸気又は酸素にＯＬＥＤが晒されるのを少なくするためにＯＬＥＤを覆うバリアコーティングは、デバイスの寿命及び性能を向上させるのに役立つ可能性がある。食品の包装での使用に成功を収めている酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸化アルミニウムの膜が、ＯＬＥＤに対するバリアコーティングとして使用されると考えられている。但し、こうした無機膜は、膜を通して水蒸気及び酸素を拡散させてしまう微視的欠陥を内包する傾向がある。場合によっては、この欠陥が脆性薄膜のクラックとして開裂する。このレベルの水蒸気及び酸素の拡散は食品にとっては許容し得るものであるが、ＯＬＥＤにとっては許容できない。こうした問題に対処するため、無機層とポリマー層を交互に使用する多層バリアコーティングがＯＬＥＤに対して試験され、水蒸気及び酸素の侵入に対して高い耐性を有することが判明している。しかし、このような多層コーティングは複雑さ及びコストの面で問題を有する。したがって、ＯＬＥＤの保護に使用するのに適したバリアコーティングを形成する他の方法が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／０５１，２６５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５９７，１１１号明細書
【特許文献３】米国特許第７，１８７，１１９号明細書
【特許文献４】米国特許第７，００２，２９４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、本発明は表面上にコーティングを形成する方法を提供する。この方法は、ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物を備えたハイブリッド層を、表面上に堆積する工程を含む。ハイブリッド層は単相又は多相を備えてよい。
【０００８】
本明細書において使用される「非ポリマー」という用語は、１つの明確な分子量で、明確な１つの化学式を有する分子から形成された材料を示す。「非ポリマー」分子は、著しく大きな分子量を有することが可能である。一部の状況では、非ポリマー分子は繰り返しユニットを含んでよい。本明細書において使用される「ポリマー」という用語は、共有結合している繰り返しサブユニットを有する分子から形成された材料であり、重合反応がそれぞれの分子に対して異なる数の繰り返しユニットをもたらすことにより分子毎に異なる分子量を有する分子から形成された材料を示す。ポリマーは、ホモポリマー、及びブロック、グラフト、ランダム又は交互コポリマー等のコポリマー、並びにそれらの混合物及び改質物を含むが、これに限定されるものではない。ポリマーは、炭素又はシリコンのポリマーを含むが、これらに限定されない。
【０００９】
本明細書で使用される「ポリマー材料と非ポリマー材料との混合物」は、当業者が、純ポリマーでも純非ポリマーでもないと理解する組成を示す。「混合物」という用語は、（例えば、もちろんポリマー材料の隙間に存在し得る）付随的な量の非ポリマー材料を含むポリマー材料であるが、当業者が、それでもなお、純ポリマーである考え得るいずれのポリマー材料も除外することを意図したものである。同様に、これは、付随的な量のポリマー材料を含む非ポリマー材料であるが、当業者が、それでもなお、純非ポリマーであると考え得るいずれの非ポリマー材料も除外することを意図したものである。場合によっては、ハイブリッド層におけるポリマー材料と非ポリマー材料との重量比が、９５：５〜５：９５の範囲であり、好ましくは、９０：１０〜１０：９０の範囲であり、さらに好ましくは、２５：７５〜１０：９０の範囲である。
【００１０】
層のポリマー／非ポリマー組成は、水滴のぬれ接触角度、ＩＲ吸収、硬度、及び柔軟性を含む、様々な手法を使用して決定され得る。場合によっては、ハイブリッド層は３０°〜８５°の範囲のぬれ接触角度を有し、好ましくは３０°〜６０°の範囲、更に好ましくは３６°〜６０°の範囲である。成膜されたままの膜の表面で決定された場合、ぬれ接触角は、組成の尺度であることに留意されたい。ぬれ接触角は成膜後の処理によって大きく変化する可能性があるので、このような処理の後の測定は、層の組成を正確に示さない場合もある。これらのぬれ接触角は、有機シリコン前駆体から形成される広範囲の層に適用できると考えられている。場合によっては、ハイブリッド層は、３〜２０ＧＰａの範囲の、好ましくは１０〜１８ＧＰａの範囲のナノインデンテーション硬度を有する。場合によっては、ハイブリッド層は０．１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲の、好ましくは０．２ｎｍ〜０．３５ｎｍの範囲の表面粗度（二乗平均平方根）を有する。場合によっては、ハイブリッド層が５０μｍの厚さのポリイミド箔基板上に４μｍの厚さの層として堆積された場合、ハイブリッド層は、０．２％の引っ張り歪み（ε）、或いは０．１％の引っ張り歪み（ε）における直径１インチのロールでの少なくとも５５，０００のローリングサイクルの後においても微細構造に関する変化が観察されないという十分な柔軟性を有する。場合によっては、ハイブリッド層は、少なくとも０．３５％の引っ張り歪み（ε）（当業者が、通常、４μｍの純酸化シリコン層にクラックが生じると考える引っ張り歪みレベル）においてもクラックが現われない十分な柔軟性を有する。
【００１１】
「混合物」という用語は、単相を有する組成物及び多相を有する組成物を含むことを意図する。したがって、「混合物」は、ポリマーと非ポリマー層が順次に交互に堆積したものを含まない。言い換えると、「混合物」とみなされるためには、同じ反応条件及び／又は同じ時間に層が蒸着されなければならない。
【００１２】
ハイブリッド層は、前駆体物質の単一の原料を使用した化学気相成長法によって形成される。本明細書において、「前駆体物質の単一原料」とは、反応ガスの有無に関係なく、前駆体物質がＣＶＤにより堆積されたときにポリマー材料と非ポリマー材料の両方を形成するために必要なあらゆる前駆体物質を提供する原料を指す。これは、ある前駆体物質を使用してポリマー材料が形成され、別の前駆体物質を使用して非ポリマー材料が形成される方法を除外するためのものである。前駆体物質の単一原料を使用することで、堆積プロセスが簡易化される。例えば、前駆体物質の単一原料は、前駆体物質の流れを分離する必要性、及び分離した流れを提供し制御するという付随する必要性をなくす。
【００１３】
前駆体物質は単一の化合物であっても、又は化合物の混合物であってもよい。前駆体物質が化合物の混合物である場合、場合によっては、その混合物の異なる化合物それぞれが単独で独立して前駆体物質としての役割を果たすことができる。例えば、前駆体物質はヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）とジメチルシロキサン（ＤＭＳＯ）の混合物であってよい。
【００１４】
場合によっては、プラズマＣＶＤ（ＰＥ−ＣＶＤ）をハイブリッド層の堆積に使用し得る。低温堆積、均一なコーティング形成、及び制御可能な工程パラメータ等、様々な理由によりＰＥ−ＣＶＤが好まれ得る。ＲＦエネルギーを使用してプラズマを生成するもの等、本発明での使用に適した様々なＰＥ−ＣＶＤ工程が当技術分野において知られている。
【００１５】
前駆体物質とは、化学気相成長法によって堆積された場合に、ポリマー材料と非ポリマー材料の両方を形成することが可能な材料である。こうした様々な前駆体物質が本発明での使用に適し、その様々な特性から選択される。例えば、前駆体物質は、化学元素のその含量、化学元素の化学量論比、及び／又はＣＶＤ下で形成されるポリマー材料と非ポリマー材料によって選択されてよい。例えば、シロキサン等の有機シリコン化合物が、前駆体物質としての使用に適した化合物の類である。シロキサン化合物の代表例として、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）及びジメチルシロキサン（ＤＭＳＯ）が挙げられる。ＣＶＤによって堆積されたときに、こうしたシロキサン化合物は、シリコーンポリマー等のポリマー材料と酸化シリコン等の非ポリマー材料を形成することができる。また、コスト、非毒性、取扱特性、室温において液相を維持する能力、揮発度、分子量等のその他の様々な特性により、前駆体物質を選択してもよい。
【００１６】
前駆体物質としての使用に適した他の有機シリコン化合物としては、メチルシラン、ジメチルシラン、ビニルトリメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、エチルシラン、ジシラノメタン、ビス（メチルシラノ）メタン、１，２−ジシラノエタン、１，２−ビス（メチルシラノ）エタン、２，２−ジシラノプロパン、１，３，５−トリシラノ−２，４，６−トリメチレン、及びこれらの化合物のフッ素化誘導体が挙げられる。前駆体物質としての使用に適したフェニル基含有の有機シリコン化合物としては、ジメチルフェニルシラン及びジフェニルメチルシランが挙げられる。前駆体物質としての使用に適した酸素含有の有機シリコン化合物としては、ジメチルジメトキシシラン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，３−ジメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ビス（シラノメチレン）ジシロキサン、ビス（１−メチルジシロキサニル）メタン、２，２−ビス（１−メチルジシロキサニル）プロパン、２，４，６，８−テトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、２，４，６，８，１０−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、１，３，５，７−テトラシラノ−２，６−ジオキシ−４，８−ジメチレン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、１，３，５，７，９−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、ヘキサメトキシジシロキサン、及びこれらの化合物のフッ素化誘導体が挙げられる。前駆体物質としての使用に適した窒素含有の有機シリコン化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルシラザン、ジビニルテトラメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン等のシラザン、ジメチルビス（Ｎ−メチルアセトアミド）シラン、ジメチルビス−（Ｎ−エチルアセトアミド）シラン、メチルビニルビス（Ｎ−メチルアセトアミド）シラン、メチルビニルビス（Ｎ−ブチルアセトアミド）シラン、メチルトリス（Ｎ−フェニルアセトアミド）シラン、ビニルトリス（Ｎ−エチルアセトアミド）シラン、テトラキス（Ｎ−メチルアセトアミド）シラン、ジフェニルビス（ジエチルアミノキシ）シラン、メチルトリス（ジエチルアミノキシ）シラン、及びビス（トリメチルシリル）カルボジイミドが挙げられる。
【００１７】
ＣＶＤによって堆積された場合、前駆体物質が、前駆体物質の種類、任意の反応ガスの存在、及び他の反応条件によって決まる様々な量の様々な種類のポリマー材料を形成し得る。ポリマー材料は、無機であっても有機であってもよい。例えば、前駆体物質として有機シリコン化合物が使用される場合、堆積されたハイブリッド層は、ポリシロキサン、ポリカルボシラン、及びポリシランを形成するためのＳｉ−Ｏ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、又はＳｉ−Ｏ−Ｃ結合のポリマー鎖、及び有機ポリマーを含み得る。
【００１８】
ＣＶＤによって堆積された場合、前駆体物質は、前駆体物質の種類、任意の反応ガスの存在、及び他の反応条件によって決まる様々な量の様々な種類の非ポリマー材料を形成し得る。非ポリマー材料は無機であっても有機であってもよい。例えば、酸素含有反応ガスと組み合わせて、前駆体物質として有機シリコン化合物が使用される場合、非ポリマー材料が、ＳｉＯ、ＳｉＯ２及び混合原子価酸化物ＳｉＯｘのような酸化シリコンを含んでよい。窒素含有反応ガスと共に堆積された場合、非ポリマー材料が、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を含んでよい。形成され得る他の非ポリマー材料は、シリコンオキシカーバイド及び酸窒化シリコンを含んでよい。
【００１９】
ＰＥ−ＣＶＤを使用する場合、前駆体物質は、ＰＥ−ＣＶＤプロセスで前駆体物質と反応する反応ガスとともに使用されてよい。ＰＥ−ＣＶＤでの反応ガスの使用は当技術分野では周知であり、酸素含有ガス（Ｏ２、オゾン、水等）及び窒素含有ガス（アンモニア等）等、様々な反応ガスが本発明での使用に適している。反応ガスを使用することで、反応混合物内に存在する化学元素の化学量論比を変化させることができる。例えば、シロキサン前駆体物質を酸素又は窒素含有の反応ガスと一緒に使用した場合、反応ガスは、反応混合物のケイ素及び炭素に対する酸素又は窒素の化学量論比を変化させる。反応混合物の様々な化学元素（ケイ素、炭素、酸素、窒素等）間のこの化学量論的関係は、いくつかの方法で変化し得る。１つの方法は、反応における前駆体物質又は反応ガスの濃度を変化させることである。他の方法は、反応における前駆体物質又は反応ガスの流量を変化させることである。他の方法は、反応で使用する前駆体物質又は反応ガスの種類を変えることである。
【００２０】
反応混合物内の元素の化学量論比を変化させることにより、堆積されたハイブリッド層のポリマー材料と非ポリマー材料の特性及び相対量に影響を及ぼすことができる。例えば、シロキサンガスを様々な量の酸素と結合させ、ハイブリッド層のポリマー材料に対する非ポリマー物質の相対量を調整することができる。ケイ素又は炭素に対する酸素の化学量論比を増加させることにより、酸化シリコン等の非ポリマー材料の量を増やし得る。同様に、酸素の化学量論比を減らすことで、ケイ素及び炭素含有のポリマー材料の量を増やし得る。その他の反応条件を調整することにより、ハイブリッド層の組成も変え得る。例えば、ＰＥ−ＣＶＤの場合、ＲＦ出力及び周波数、堆積力、堆積時間、並びにガス流量といったプロセスパラメータを変化させることが可能である。
【００２１】
したがって、本発明の方法を使用することにより、ポリマー／非ポリマーのハイブリッド特性で、様々な用途での使用に適した特性を有するハイブリッド層を形成することができる。このような特性は、光透過性（例えば、場合によって、ハイブリッド層は光学的に透明である）、不浸透性、柔軟性、厚さ、接着性、及び他の機械的特性を含む。例えば、１つ又は複数のこれらの特性は、ハイブリッド層内のポリマー材料の重量％を、残りの非ポリマー材料と共に、変化させることによって調整され得る。例えば、所望のレベルの柔軟性及び不浸透性を実現するために、ｗｔ％のポリマー材料は好ましくは５〜９５％の範囲、更に好ましくは１０〜２５％の範囲であってよい。但し、用途によっては、他の範囲も可能である。
【００２２】
酸化シリコン等の純粋に非ポリマー材料から形成されるバリア層は、光透過性、良好な接着性、及び良好な膜応力に関して様々な利点を有することができる。但し、こうした非ポリマー層は、層を介して水蒸気及び酸素を拡散させてしまう微視的欠陥を内包する傾向がある。非ポリマー層に対してある種のポリマー特性を提供することで、純粋な非ポリマー層の有利な特性を著しく変更させることなく、層の浸透性を低下させることが可能である。理論に縛られることを意図するものではないが、ポリマー／非ポリマーのハイブリッド特性を有する層により、欠陥（特に微小クラック）の数及び／又は大きさを減らすことによって層の浸透性が低下すると、本発明者らは考えている。
【００２３】
場合によっては、本発明のコーティングは複数のハイブリッド層を有してよく、各ハイブリッド層の組成が独立して変化することが可能である。場合によっては、あるハイブリッド層の重量％比率が、コーティングにおける他のハイブリッド層と少なくとも１０重量％だけ異なる。各ハイブリッド層の厚さも、独立して変化することが可能である。ハイブリッド層の堆積に使用する反応条件を順に調整することにより、異なるハイブリッド層を形成することができる。例えば、ＰＥ−ＣＶＤプロセスでは、反応混合物に提供される反応ガスの量を順次に調整することにより、それぞれが分離し異なる組成を有する複数のハイブリッド層を形成することができる。
【００２４】
コーティングの組成がある高さから他の高さへ実質的に連続的に変化する領域をコーティングが有する場合、この領域内のハイブリッド層は、極めて薄く、それもコーティング内の最小の分子単位と同じ薄さになり得る。例えば、コーティングは、非ポリマー材料に対するポリマー材料のｗｔ％比率が連続して変動する領域を有してよい。連続的な変化は、線形（例えば、ポリマー材料の非ポリマー材料に対するｗｔ％比が、高さが高くなるにつれて増加し得る）又は非線形（例えば、循環的に増加及び減少する）であってよい。
【００２５】
この複数のハイブリッド層が真空下で堆積されている場合、ハイブリッド層の堆積間で真空が破られ得る。この工程は、層間の不連続部を最小にして形成する、別々に堆積される層の能力を高める場合に有用となり得る。例えば、堆積された層を、真空を破る間に大気中の酸素に触れさせることで、層を酸化させ、その接着性を上げ得る。
【００２６】
複数のハイブリッド層を使用する場合は、次に堆積されるハイブリッド層を、その基礎であるハイブリッド層のエッジ上に延在させることができる（即ち、次に堆積されるハイブリッド層の占有面積は基礎となるハイブリッド層より広くなる）。この構成は、環境汚染物（例えば、水分又は酸素）の側方侵入からハイブリッド層のエッジを保護する際に有用となり得る。更に、この複数のハイブリッド層の間に他のポリマー層を配置し得る。例えば、図２１に示した実施形態を参照すると、電子デバイス２４０は基板２４２上に実装されたＯＬＥＤ本体２４４（有機層の積層を含む）を備えている。第１のハイブリッド層２５０を、ＯＬＥＤ本体２４４のエッジを超えて延びるようにＯＬＥＤ本体２４４にコーティングする。第１のハイブリッド層２５０はポリマー層２５４でコーティングされる。ポリマー層２５４は第２のハイブリッド層２５２でコーティングされ、この第２のハイブリッド層は、ポリマー層２５４及びＯＬＥＤ本体２４４のエッジを超えて延びて、基板２４２の表面と接触する。第２のハイブリッド層２５２は、第１のハイブリッド層２５０のエッジを覆い隠すことにより、第１のハイブリッド層２５０からの環境汚染物の側方侵入を防止する。
【００２７】
ハイブリッド層は、様々なタイプの物品上に堆積されてよい。場合によっては、この部品はＯＬＥＤ等の有機電子デバイスであってよい。ＯＬＥＤでは、ハイブリッド層が水蒸気及び酸素の浸透を抑えるバリアコーティングとしての役割を果たし得る。例えば、１日あたり１０−６ｇ／ｍ２未満の水蒸気透過率及び／又は１日あたり１０−３ｃｍ３／ｍ２未満（或いは、場合によっては１日あたり１０−４ｃｍ３／ｍ２未満）の酸素透過率を有するハイブリッド層がＯＬＥＤを保護するのに適し得る。場合によっては、ハイブリッド層の厚さを、０．１〜１０μｍの範囲とすることが可能であるが、用途に応じて、それ以外の厚さも使用可能である。また、光透過性を与える厚さ及び材料組成を有するハイブリッド層が、ＯＬＥＤとの使用に適したものとなり得る。柔軟なＯＬＥＤで使用する場合、ハイブリッド層は、所望の柔軟性を有するように設計されてよい。場合によっては、調合薬、医療機器若しくはインプラント、生物学的作用物質、生物サンプル、バイオセンサー、又は精密測定装置等、環境への暴露によって劣化しやすい他の物品上にハイブリッド層を使用してもよい。
【００２８】
場合によっては、ハイブリッド層は、非混合ポリマー層又は非混合非ポリマー層等の、前駆体物質の同じ単一原料を使用することによって形成され得る非混合層と組み合わせて使用してもよい。非混合層は、ハイブリッド層が堆積される前又はハイブリッド層が堆積された後に堆積してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の特定の実施形態を使用するために使用可能なＰＥ−ＣＶＤ装置の概略図を示す。
【図２】一実施形態に係るハイブリッド層の光の透過スペクトルを示す。
【図３】膜上の水滴の接触角の測定方法を示す。
【図４】様々なＯ２／ＨＭＤＳＯガス流量比下で形成された数個のハイブリッド層の接触角のプロットを示す。
【図５】ＰＥ−ＣＶＤプロセス中に様々な出力レベルの適応下で形成された複数個のハイブリッド層の接触角のプロットを示す。
【図６】純ＳｉＯ２（熱酸化物）の膜又は純ポリマーの膜と比較した、相対的に高いＯ２流量及び相対的に低いＯ２流量を使用して形成されたハイブリッド層の赤外吸収スペクトルを示す。
【図７】純ＳｉＯ２膜の硬度と比較した、様々なＯ２／ＨＭＤＳＯガス流量比下で形成された様々なハイブリッド層のナノインデンテーション硬度のプロットを示す。
【図８】様々なＯ２／ＨＭＤＳＯガス流量比下で形成された数個のハイブリッド層の表面粗度のプロットを示す。
【図９】様々な出力レベル下で形成された数個のハイブリッド層の表面粗度のプロットを示す。
【図１０Ａ】５０μｍの厚さのＫａｐｔｏｎポリイミド箔に堆積された４μｍのハイブリッド層の表面の光学顕微鏡写真を示す。
【図１０Ｂ】５０μｍの厚さのＫａｐｔｏｎポリイミド箔に堆積された４μｍのハイブリッド層の表面の光学顕微鏡写真を示す。
【図１１】一実施形態に係る封入されたＯＬＥＤの一部の断面図を示す。
【図１２】バリアコーティングを備えた完成したＯＬＥＤの加速環境試験の結果を示す。
【図１３】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図１４】他の実施形態に係るハイブリッド層の断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図１５】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図１６Ａ】他の実施形態に係るハイブリッド層の断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図１６Ｂ】他の実施形態に係るハイブリッド層の断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図１７Ａ】一条件下で堆積されたハイブリッド層の断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図１７Ｂ】他の条件下で堆積されたハイブリッド層の断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図１８Ａ】ポリイミド基板とその上に堆積された様々なハイブリッド層との間の不整合歪みのプロットを示す。
【図１８Ｂ】ポリイミド基板とその上に堆積された様々なハイブリッド層との間の不整合歪みのプロットを示す。
【図１８Ｃ】ポリイミド基板とその上に堆積された様々なハイブリッド層との間の不整合歪みのプロットを示す。
【図１９】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２０】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２１】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２２】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２３】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２４】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２５】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２６】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２７】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２８】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図２９】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図３０】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図３１】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図３２】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図３３】他の実施形態に係る封入されたＯＬＥＤを示す。
【図３４】ハイブリッド層をコーティングする間、基板ホルダー上に保持されるＯＬＥＤを示す。
【図３５Ａ】ＯＬＥＤにハイブリッド層をコーティングする方法を示す。
【図３５Ｂ】ＯＬＥＤにハイブリッド層をコーティングする方法を示す。
【図３５Ｃ】ＯＬＥＤにハイブリッド層をコーティングする方法を示す。
【図３６】ＯＬＥＤにハイブリッド層をコーティングする他の方法を示す。
【図３７Ａ】単一の基板シート上に複数のＯＬＥＤを形成する方法を示す。
【図３７Ｂ】単一の基板シート上に複数のＯＬＥＤを形成する方法を示す。
【図３７Ｃ】単一の基板シート上に複数のＯＬＥＤを形成する方法を示す。
【図３８】ＯＬＥＤのカットエッジにコーティングする方法を示す。
【図３９】ＯＬＥＤのカットエッジにコーティングする他の方法を示す。
【図４０Ａ】単一の基板シート上に複数のＯＬＥＤを形成する他の方法を示す。
【図４０Ｂ】単一の基板シート上に複数のＯＬＥＤを形成する他の方法を示す。
【図４１】ハイブリッド層の堆積時にＯＬＥＤから熱を逃がす方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
様々なタイプのＣＶＤ炉のいずれかを使用して、本発明の方法を実現できる。一例として、図１は、本発明の特定の実施形態を実現するために使用できるＰＥ−ＣＶＤ装置１０を示す。ＰＥ−ＣＶＤ装置１０は、反応室２０を備え、ここでは電子デバイス３０がホルダー２４上に取付けられる。反応室２０は真空を含むように設計され、真空ポンプ７０が反応室２０に接続され、適切な圧力とする及び／又は適切な圧力を維持する。Ｎ２ガスタンク５０は、パージ装置１０にＮ２ガスを提供する。反応室２０は更に、反応によって生じる熱を減らすための冷却システムを含んでよい。
【００３１】
ガスの流れを操作するために、装置１０はまた、手動又は自動制御であり得る様々な流れ制御装置（質量流量制御装置８０、遮断弁８２、及び逆止め弁８４等）を含む。前駆体物質源４０は、蒸発されて反応室２０内に供給される前駆体物質（例えば、液状のＨＭＤＳＯ）を提供する。場合によっては、アルゴン等の搬送ガスを使用して、前駆体物質を反応室２０に搬送できる。反応ガスタンク６０は反応ガス（例えば、酸素）を提供し、これも反応室２０に送られる。前駆体物質と反応ガスが反応室２０に流れ込み、反応混合物４２を形成する。前駆体物質と反応ガスは別々に反応室２０に流れ込んでも、又は反応室２０に入る前に前もって混合されてもよい。反応室２０内の圧力を更に調整して、堆積圧を実現してもよい。反応室２０は、導体又は絶縁体であり得る電極スタンドオフ２６上に取付けられた一組の電極２２を含む。デバイス３０と電極２２の様々な配置が可能である。二極管若しくは三極管の電極、又は遠隔電極を使用し得る。図１に示すように、デバイス３０は、離れて位置してよく、又は、二極管構成の一方若しくは両方の電極上に取付けられてもよい。
【００３２】
反応混合物４２内にプラズマ条件を作り出すために、電極２２にＲＦ出力が供給される。プラズマによって形成された反応生成物が電子デバイス３０上に堆積される。電子デバイス３０上にハイブリッド層を堆積するために十分な時間の間、この反応が進行されてよい。反応時間は、電極２２に対するデバイス３０の位置、堆積させるハイブリッド層の種類、反応条件、ハイブリッド層の所望の厚さ、前駆体物質、及び反応ガス等、様々な要因に依存する。反応時間は５秒から５時間までの期間が可能であるが、用途に応じて、これよりも長い又は短い時間も使用可能である。
【００３３】
以下の表１は、３つの実施例によるハイブリッド層を形成するために使用された反応条件を示す。水滴のぬれ接触角から決定された際に、実施例１のハイブリッド層は、約７％のポリマー材料と９３％の非ポリマー材料を含むものであった。水滴のぬれ接触角から決定された際に、実施例２のハイブリッド層は、約９４％のポリマー材料及び６％の非ポリマー材料を含むものであった。水滴のぬれ接触角から決定された際に、実施例３のハイブリッド層は、約２５％のポリマー材料及び７５％の非ポリマー材料を含むものであった。実施例１〜３のそれぞれにおいては、堆積プロセスを通して反応条件は一定に維持され、ハイブリッド層は、全体を通して均質な組成を持つ単一相にある。また、実施例１〜３に示したように、ハイブリッド層は、厚さが少なくとも８００Åにわたって、場合によっては、厚さが８００Å〜６０，０００Åの範囲にわたって均質な組成を持つ単一相となり得る。しかし、他の実施形態では、前述のように反応条件を変化させることにより、ハイブリッド層は、それぞれが異なる組成を有する複数の異なる副層を用いて、複数の相を持つことができる。
【００３４】
【表１】
2015007292.tif 000003
【００３５】
図２は、実施例３のハイブリッド層の光透過率スペクトルを示す。近紫外線から近赤外線スペクトルにおいて、このハイブリッド層は９０％を超える透過率を有する。図３は、膜上における水滴の接触角の算出方法を示す。図４は、純ＳｉＯ２膜及び純ポリマー膜の接触角と比較した、様々なＯ２／ＨＭＤＳＯガス流量下において形成された複数のハイブリッド層の接触角のプロットである。ハイブリッド層の接触角は、堆積プロセスの酸素流量が増えるのに伴い、純ＳｉＯ２膜の接触角度に接近している。
【００３６】
図５は、ＰＥ−ＣＶＤプロセスの間において適用される様々な出力レベル下で形成された複数のハイブリッド層の接触角のプロットである。出力レベルが増加するにつれて、ハイブリッド層の接触角が、純ＳｉＯ２膜のそれに接近しているが、これは、高い出力レベルが、Ｏ２を強い酸化剤にするという事実によるものと考えられる。図６は、純ＳｉＯ２（熱酸化物）又は純ポリマーの膜と比較した、相対的に大きなＯ２流量及び相対的に小さなＯ２流量を使用して形成されたハイブリッド層の赤外線吸収スペクトルを示す。高Ｏ２ハイブリッド層は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合における強いピークを示す。熱酸化物（純ＳｉＯ２）膜に対するＳｉ−ＣＨ３結合でのわずかなピークは、Ｓｉ−Ｏ振動に関連すると考えられる。図７は、純ＳｉＯ２膜の硬度と比較した、様々なＯ２／ＨＭＤＳＯガス流量下において形成された様々なハイブリッド層のナノインデンテーション硬度のプロットである。堆積プロセスにおける酸素流量が増加するにつれてハイブリッド層の硬度が増加し、これらのハイブリッド層は、靭性を有し高い柔軟性があるにもかかわらず、硬い純ＳｉＯ２膜と同程度となることが可能である。
【００３７】
図８は、原子間力顕微鏡法によって測定された、様々なＯ２／ＨＭＤＳＯガス流量下で形成された複数のハイブリッド層の表面粗度（二乗平均平方根）のプロットであり、堆積プロセスで使用されるＯ２流量が増加するとともに、表面粗度が減少することを示す。図９は、原子間力顕微鏡法によって測定された、様々な出力レベル下で形成された複数のハイブリッド層の表面粗度（二乗平均平方根）のプロットであり、堆積プロセスで使用される出力レベルが増加するとともに、表面粗度が減少することを示す。
【００３８】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、厚さ５０μｍのＫａｐｔｏｎポリイミド箔上の４μｍのハイブリッド層（上記実施例３の同じ原料温度、ガス流量、圧力、及びＲＦ出力下で堆積された）の表面の光学顕微鏡写真を示す。図１０Ａに示す画像は、コーティングされた箔が直径１インチのロール（引っ張り歪みε＝０．２％）でのローリングサイクルにさらされる前後に得られたものである。５８，６００のローリングサイクルの後で、微細構造の変化は観察されなかった。図１０Ｂでは、コーティングされた箔が、増加する引っ張り歪みにさらされ、画像が、第１のクラッキングが現われた後（１４ｍｍのロール直径）及び大きなクラッキングの後（２ｍｍのロール直径）に得られた。これらの柔軟性の結果は、本発明の方法が、高い柔軟性を有するコーティングを提供することが可能であることを示す。
【００３９】
図１１は、封入されたＯＬＥＤ１００の一部の断面図を示し、このＯＬＥＤ１００は基板１５０上のＯＬＥＤプロパー１４０と、バリアコーティング１１０としての上記実施例３のハイブリッド層とを含む。図１２は、バリアコーティングを備えた完成したＯＬＥＤの加速環境試験の結果を示す。底部発光ＯＬＥＤ及び透明ＯＬＥＤは両方とも、実施例３の厚さ６μｍのハイブリッド層でコーティングされた。次に、温度６５℃及び相対湿度８５％の環境チャンバ内にデバイスが格納された。画像は、初めの時点及び指示された時間間隔の後でのＯＬＥＤの状態を示す。ＯＬＥＤは１０００時間をはるかに超えて機能し続けた。したがって、環境暴露の劣化の影響から効果的に保護するコーティングを本発明の方法により提供可能であることが示された。
【００４０】
電子デバイスの環境バリアとしてハイブリッド層が使用される場合、ハイブリッド層は、電子デバイスが配置される表面、電子デバイスのカバー、又はその両方としての役割を果たし得る。例えば、一つのハイブリッド層を電子デバイスの上に堆積することでこれを覆うことができ、他のハイブリッド層を電子デバイスの下の基板上に堆積することで電子デバイスが配置される表面を提供することができる。このようにして、２つのハイブリッド層の間に電子デバイスが密閉される。
【００４１】
例えば、図１３に示す実施形態を参照すると、封入されたＯＬＥＤ１６０は、基板１５０とそこに堆積されたハイブリッド層１６２とを含む。ＯＬＥＤ（電極を含む）の本体１４０が、ハイブリッド層１６２の表面に配置される。もう１つのハイブリッド層１６４（ハイブリッド層１６２と同じ組成を有していても、有していなくてもよい）が、コンフォーマルなコーティングとしてＯＬＥＤ本体１４０上に堆積される。したがって、ハイブリッド層１６４は、ＯＬＥＤ本体１４０の上面を覆うことに加え、ＯＬＥＤ本体１４０の側面を下方に延びて、ハイブリッド層１６２の表面と接する。このようにして、ＯＬＥＤ本体１４０がハイブリッド層１６２とハイブリッド層１６４との間に挟まれる。
【００４２】
特定の実施形態では、表面とハイブリッド層との間の界面結合を増加するために、ハイブリッド層を堆積する前に、ハイブリッド層が堆積される表面を前処理してよい。表面の前処理を行うことにより、表面の接着性の強化、表面の化学的性質の改善（例えば、表面の活性化）、表面粗度の変更、表面エネルギーの増大、表面の平坦化、及び／又は表面の洗浄等、様々な表面特性を改善することができる。表面とハイブリッド層との間の界面結合を増加させることにより、この機構は、ハイブリッド層のエッジからの環境汚染物（水分又は酸素等）の側方拡散を減らすのに有用となり得る。
【００４３】
表面とハイブリッド層との間の界面結合を増大することが可能な種々の表面処理が本発明での使用に適している。例として、機械的摩耗、化学的処理（例えば、酸化剤への暴露、官能基の導入による活性化）、又は物理化学的処理（例えば、プラズマへの露出、コロナ放電、又はＵＶ照射）等が挙げられる。プラズマ処理を使用する場合は、ハイブリッド層の堆積に使用されるのと同じチャンバ内で処理を行うことも、別個の装置内でプラズマ処理を行うこともできる。別個の装置内で処理を行う場合は、バレル型プラズマシステムや平行板型プラズマシステム等、当技術分野において周知である種々のプラズマ処理装置のいずれも使用できる。
【００４４】
プラズマ処理において従来から使用されている種々ガスのいずれも表面の前処理に適すると考えられ、例として、酸素、水素、窒素、アルゴン、アンモニア、又はこれらの混合物等が挙げられる。特に好ましいガスとしては、酸素やアルゴンがある。異なるガスを使用することで、表面を様々に修正し得る。例えば、アルゴンガスを用いたプラズマ処理では、表面をアルゴンイオンで照射する。アルゴンイオンは、表面を洗浄すること、又は表面を原子スケールで粗くすることが可能であり、これによりハイブリッド層へのその接着能力が改善される。酸素を用いたプラズマ処理では、ハイブリッド層との結合を形成し得る酸素含有官能基を使用して表面を化学的に活性化することが可能である。所望の表面特性を達成するために、プラズマ処理プロセスの他の各種パラメータを調整することが可能であり、例として、出力、周波数、継続時間、圧力、温度等のパラメータが挙げられる。
【００４５】
場合によっては、表面とハイブリッド層との間に介在層を配置させることで、表面を前処理し得る。介在層は、表面とハイブリッド層との間の界面結合を改善する役割を果たし得る種々の材料を含む。例えば、介在層での使用に適した材料には、窒化シリコン、クロム、チタン、ニッケルチタン合金、又は誘電体が挙げられる。この層は、化学気相成長法、プラズマ蒸着、又はスパッタリング等、薄膜の堆積に従来使用されている様々な手法のいずれかを使用して堆積され得る。介在層の厚さは、特定の用途に応じて変動する。場合によっては、介在層は単原子層であっても単分子層であってもよく、又は最大５０ｎｍの厚さを有し得るが、他の例ではこれ以外の厚さも可能である。介在層内の材料は、介在層の上または下にある層又は構造内の材料と化学反応を起こし得る。
【００４６】
図１４は、エッチングされたシリコンウエハに堆積されたハイブリッド層の断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を示す。シリコンウエハのエッチングされていない部分（ステップ高５μｍで隆起したエッジとして、図１４の左側に示される）が、シリコンウエハのエッチング中にエッチングマスクとしても機能する８０ｎｍのクロム膜でコーティングされている。シリコンウエハのエッチングされた部分（図１４の右側に示す）は、クロム膜で前処理されていない。ハイブリッド層は、以下の条件下で、シリコンウエハの両方の部分の上にＰＥ−ＣＶＤによって堆積されている。
【００４７】
【表２】
2015007292.tif 000004
【００４８】
断続的な堆積プロセスの加熱及び冷却サイクルを通しての、シリコンウエハ基板の平均温度は、８０℃より高かった（開始温度は約２２℃、終了温度は約１６０℃）。クロム処理表面上では、ハイブリッド層が緻密な微細構造を有した。しかしながら、処理されていない表面上では、バリア層は一様でない、円柱状の微細構造を有する。形態学的差異に基づくと、クロム処理表面上のハイブリッド層（緻密な微細構造を有する）は、処理されていない表面上に堆積されたハイブリッド層と比較して、水分及び酸素に対する浸透性が低いと予想される。
【００４９】
場合によっては、介在層は、１つ又は複数の平坦化副層と１つ又は複数の接着促進副層を含む多層構造であってよい。例えば、米国特許第６，５９７，１１１号明細書（Ｓｉｌｖｅｒｎａｉｌら）及び米国特許第７，１８７，１１９号明細書（Ｗｅａｖｅｒ）では、交互に連続するポリマー平坦化副層と高密度副層とから形成されるバリア層について説明している。ポリマー平坦化副層は、滑らかな表面を形成するポリマー平坦化材料を含む。環境汚染物の拡散が防止されるように、高密度副層は、原子の間隔が十分に近接した高密度材料（例えば、無機、セラミック、又は誘電材料）を含む。他の実施例では、介在層は、スピンコーティングされたポリマー層とハイブリッド層（上記の方法で堆積される）の多重交互層、ＳｉＮｘ層とハイブリッド層の多重交互層、又はスピンコーティングされたポリマー層とＳｉＮｘ層の多重交互層を備えてよい。
【００５０】
例えば、図１５に示された実施形態を参照すると、電子デバイス１７６は、ポリマー材料の平坦化副層１７０でコーティングされた基板１５０を備えている。平坦化副層１７０上には接着促進副層１７２が堆積される。接着促進副層１７２の表面上にはＯＬＥＤの本体１４０（電極を含む）が配置される。更に、ＯＬＥＤ本体１４０上には、コンフォーマルコーティングとしてハイブリッド層１７４が堆積される。したがって、ハイブリッド層１７４は、ＯＬＥＤ本体１４０の上面を覆うことに加え、ＯＬＥＤ本体１４０の側面の下方にも広がり接着促進副層１７２の表面と接する。このようにして、ハイブリッド層１７４と接着促進副層１７２との間の接着により、界面領域を介した環境汚染物の側方拡散を減らすことが可能である。
【００５１】
前述のように、堆積条件を変更することにより、構造、組成、及び／又は特性の異なるハイブリッド層を提供することができる。ここで言う特性には、環境汚染物に対するその浸透性やハイブリッド層が堆積される表面に対するその接着能力が含まれる。場合によっては、堆積温度を制御して（例えば、基板の加熱及び冷却によって）、ハイブリッド層の浸透性を低減することができる。図１６Ａ及び１６Ｂは、エッチングされたシリコンウエハ上に堆積されたハイブリッド層の断面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を示す。シリコンウエハのエッチングされていない部分（高くなったエッジとして図１６Ａ及び１６Ｂの右側に示される）は、シリコンウエハのエッチング中にエッチングマスクとしても機能するクロムの薄膜で覆われた。シリコンウエハのエッチング部（図１６Ａ及び１６Ｂの左側に示される）は、クロム薄膜で前処理されていない。シリコンウエハの両方の部分にＰＥ−ＣＶＤによって以下の条件でハイブリッド層が堆積された。
【００５２】
【表３】
2015007292.tif 000005
【００５３】
断続的な堆積プロセスの加熱及び冷却サイクルにおけるシリコンウエハ基板の平均温度は約３５℃であった。断続的な堆積プロセスにおいて、堆積温度を制御する方法の１つは、加熱及び／又はサイクルの回数又は継続時間を調整することである。したがって、加熱サイクルの継続時間を短縮し、冷却サイクルの回数を増やして、このハイブリッド層は堆積されたので、平均堆積温度は、図１４に示したハイブリッド層の堆積に使用される温度よりも低かった。結果として、シリコンウエハのクロム処理表面と非処理表面の両方の上のハイブリッド層は、一様でない、円柱状の構造を有する。また、ステップの側面上の被覆率が低い。したがって、ある特定の範囲内の高い堆積温度を使用して形成されたハイブリッド層は、低い堆積温度を使用して形成されたハイブリッド層よりも浸透性が低くなることが予想される。場合によっては、ハイブリッド層は４０℃〜９０℃の範囲の堆積温度で堆積される。
【００５４】
場合によっては、堆積出力を制御することにより、ハイブリッド層の浸透性を下げることができる。図１７Ａは、底部発光ＯＬＥＤスタック上に堆積されたハイブリッド層の断面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を示す。以下の条件下でＰＥ−ＣＶＤによってハイブリッド層が堆積された。
【００５５】
【表４】
2015007292.tif 000006
【００５６】
堆積出力が高くなると、モノマーフラグメンテーションが促進されると考えられる。したがって、出力を２４Ｗから５０Ｗに徐々に増加させていくと、ハイブリッド層内の連続する各階層は、より酸化物様である特性及びそれほどポリマー様でない特性を取ることが観察されている。図１７Ａにおいて、表面に最も近いハイブリッド層の階層（低出力下で堆積された）は、多孔質のポリマー様微細構造を有し、一方、表面からさらに遠い階層（高出力下で堆積された）は、より高密度の酸化物様構造を有する。
【００５７】
図１７Ｂは、発光ＯＬＥＤスタックの上面にＰＥ−ＣＶＤによって以下の条件下で堆積された他のハイブリッド層の断面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を示す。
【００５８】
【表５】
2015007292.tif 000007
【００５９】
図１７Ａに示したハイブリッド層と比較して、図１７Ｂに示したハイブリッド層を堆積する際には高い堆積出力が使用された。結果として、このハイブリッド層は、図１７Ａに示したハイブリッド層よりも、高い密度の微細構造を有する。したがって、高い堆積出力を使用して形成されたハイブリッド層は、低い堆積出力を使用して形成されたハイブリッド層よりも、低い浸透性を有することが予想される。
【００６０】
２つの異なる材料が、他と密接に接触して配置された場合、このような接触によって、特に２つの材料の間の界面に応力が生じ得る。したがって、特定の実施形態では、ハイブリッド層の残留内部応力を制御することにより、クラッキング、ボイド、バックリング、又は層間剥離等の、ハイブリッド層における応力誘起欠陥の発生を減らすことができる。ハイブリッド層内の内部応力を制御する方法の１つは、堆積条件を調整することである。
【００６１】
図１８Ａ〜図１８Ｃは、厚さ２５μｍのＫａｐｔｏｎ−Ｅポリイミド基板とその上に様々な条件下で堆積された種々のハイブリッド層（厚さ３２０〜６００ｎｍ）との間の不整合歪みを示す。正の不整合はハイブリッド層での引張応力に対応し、負の不整合はハイブリッド層での圧縮応力に対応する。図１８Ａを参照すると、堆積出力及びガス流量を一定に保ったままで、堆積圧を１００ｍＴｏｒｒから１５０ｍＴｏｒｒに増加させると、結果としてハイブリッド層内により大きな引張応力が生じる。図１８Ｂを参照すると、堆積圧及びガス流量を一定に保ったままで、堆積出力を５０Ｗから８０Ｗに増加させると、結果としてハイブリッド層内により大きな圧縮応力が生じる。図１８Ｃを参照すると、堆積圧及び出力を一定に保ったままで、ＨＭＤＳＯ／Ｏ２ガス流量を１．０／３４から２．０／６７に増加させると、結果としてハイブリッド層内により大きな引張応力が生じる。
【００６２】
これらの結果は、堆積パラメータを変えることによってハイブリッド層内の内部応力を調整可能であることを示す。また、これらの結果は、ハイブリッド層内での応力を最小化することが可能な堆積パラメータの最適な組み合わせが存在することを示す。例えば、１つの堆積パラメータを調整することによりハイブリッド層内に圧縮応力を生成することができ、一方、他の堆積パラメータを調整することにより、ハイブリッド層内に整合する引張応力を生成することができる。結果として、ゼロ又はゼロに近い残留正味応力を生じる。多層コーティングが複数のハイブリッド層を含む場合は、コーティング内における全応力を制御するように、各ハイブリッド層内の応力を個別に調整することも可能である。例えば、コーティング内の全応力が平衡するように、又は表面からの距離が増加するともにハイブリッド層内の応力の合計が徐々に増加するように、各ハイブリッド層を調整してもよい。
【００６３】
２つの異なる材料が他と密接に接触して配置された場合も、熱膨張係数（ＣＴＥ）の違いにより残留応力が生じ得る。したがって、ある実施形態では、ハイブリッド層の組成を調整することにより、隣接する構造体（例えば、ポリマー基板又は金属／無機酸化物相互接続）の熱膨張係数とより厳密に整合させることができる。例えば、基板のＣＴＥと厳密に整合させるために、ポリマー材料の非ポリマー材料に対する相対比を調整してハイブリッド層のＣＴＥを増大又は減少させることができる。
【００６４】
特定の実施形態では、基礎部として機能する表面（即ち、基礎部表面）上に電子デバイスが配置された場合、ハイブリッド層及び／又は表面は、エッジバリアを更に備えることにより、基礎部材料自体又は基礎部表面とハイブリッド層との間の界面のいずれかを介した側方拡散による環境汚染物（例えば、水分又は酸素）の浸入を減らすことができる。基礎部は、本明細書で説明したいずれの材料、又はそれ上に電子デバイスを配置するために使用される他の公知の材料から形成されてよい（例えば、金属箔基板又はバリアコーティングプラスチック基板上の平坦化及び／又は絶縁層に使用される材料）。当技術分野で公知の様々な種類のエッジバリアのいずれも本発明での使用に適している。場合によっては、エッジバリアは、電子デバイスの周囲に近接する領域において、ハイブリッド層を基礎部表面に結合させることによって構成される。結合を達成するには、それらの領域への熱融着又は接着（例えば、エポキシベース接着剤）を行う。
【００６５】
場合によっては、エッジバリアは、電子デバイスの上表面から、電子デバイスの側面の下方に沿って延びて、及び基礎部表面と接触するエンドキャップであってよい。本発明での使用に適し得るエンドキャップの１つのタイプが、米国特許第７，００２，２９４号明細書（Ｆｏｒｒｅｓｔら）に説明されている。エンドキャップは、環境汚染物の側方侵入から電子デバイスを保護することが可能ないずれの材料から形成されてよく、例として高密度セラミック材料（例えば、二酸化シリコン）又は金属材料が挙げられる。
【００６６】
例えば、図１９に示した実施形態を参照すると、封入されたＯＬＥＤ１８０は、基板１５０と、基板１５０上に配置されたＯＬＥＤの本体１４０（電極を含む）とを備える。ＯＬＥＤ本体１４０上にハイブリッド層１８２が堆積される。エンドキャップ１８４は、ハイブリッド層１８２の上部表面から、ＯＬＥＤ本体１４０の側面を下方に延びて、基板１５０の表面と接触するように、ハイブリッド層１８２及びＯＬＥＤ本体１４０の周囲に配置される。エンドキャップ１８４は、ＯＬＥＤ１８０の側面又はエッジを介した環境汚染物の側方侵入を減らすように機能する。
【００６７】
場合によっては、エッジバリアは、電子デバイスの周囲に近接する領域において、基礎部表面内に１つ又は複数の不連続部を作成することにより形成してもよい。これらの不連続部は、様々な機構によって環境汚染物の侵入に対するバリアとして機能し得る。例として、環境汚染物の側方侵入に対する経路長を増加させること、又はこの経路内に遮断部を形成すること（基礎部材料が環境汚染物の侵入に対する経路として機能する場合）が挙げられる。本明細書において使用される「不連続部」という用語は、ボイドの大きさ、形状、及び位置を制御する手法を使用して、材料の除去又は堆積を行うことによって、基礎部表面内に形成される分離したボイド（例えば、トレンチ、溝、スロット、クラック、破損部、ギャップ、ホール、貫通孔）を示す。例えば、このような手法には、エネルギービーム（例えば、レーザー、イオン、又は電子）を使用したダイレクトライトエッチング、マイクロマシニング、マイクロ掘削、リソグラフプロセス、又はボイドを形成すべき領域上で選択的なマスキングを使用した基礎部材料のマスク堆積等がある。
【００６８】
例えば、図２０に示した実施形態を参照すると、基板１５０が、ポリイミド膜１９４でコーティングされる。ポリイミド膜１９４は、ＯＬＥＤの本体１４０（電極を含む）が配置される基礎部表面として機能する。ポリイミド膜１９４には、ＯＬＥＤ本体１４０の周辺を囲むトレンチ１９６がエッチング形成される。或いは、トレンチ１９６は、ポリイミド膜１９４の堆積中にこの領域を選択的にマスキングすることによって形成されてもよい。トレンチ１９６は、ポリイミド膜１９４の全厚さを貫いて広がっている。ＯＬＥＤ本体１４０はハイブリッド層１９２で覆われている。このハイブリッド層１９２は、ＯＬＥＤ本体１９４の上面を覆い、ＯＬＥＤ本体１４０の側面を下方に延びて基礎部表面まで至る。基礎部表面では、ハイブリッド層１９２がトレンチ１９６に埋め込まれることにより、ポリイミド膜が、環境汚染物の側方侵入に対する経路として機能するのを防ぐ。
【００６９】
他にも様々なタイプのエッジバリアが可能である。特定の実施形態では、エッジバリアは、ハイブリッド層のエッジを超えて延びる他のバリアコーティングであってよい。例えば、図２２に示す実施形態を参照すると、電子デバイス２００は基板２０２に実装されたＯＬＥＤ本体２０４（有機層のスタックを備える）を含む。ＯＬＥＤ本体２０４は、ＯＬＥＤ本体２０４のエッジを超えて延びて基板２０２の表面と接触するに至るハイブリッド層２１０でコーティングされる。バリアコーティング２１２はハイブリッド層２１０上に堆積され、環境汚染物の側方侵入を防止するためにハイブリッド層２１０のエッジを超えて延びている。
【００７０】
ハイブリッド層を被覆するのに使用されるバリアコーティングは、それ自体が本発明のハイブリッド層であってよい。例えば、図２２に示す電子デバイス２００の代替実施形態では、バリアコーティング２１２は、ハイブリッド層２１０が堆積された後で堆積されるもう１つのハイブリッド層である。他の例では、バリアコーティングは、電子デバイスの保護に従来から使用されている任意のバリアコーティングであってよい。したがって、場合によっては、バリアコーティングは、ハイブリッド層と比べて比較的厚く又は硬度が高くてよい。場合によっては、バリアコーティングは、環境汚染物の侵入防止についてはハイブリッド層ほど効果的でないが、電子デバイスを機械的な損傷から保護できるような十分な厚さ及び／硬度を有する。
【００７１】
また、ハイブリッド層上のバリアコーティングは、ハイブリッド層を必ずしも完全に覆う必要はない。例えば、図２３に示す実施形態を参照すると、電子デバイス２２０は基板２２２に実装されたＯＬＥＤ本体２２４（有機層のスタックを備える）を含んでいる。ＯＬＥＤ本体２２４は、ＯＬＥＤ本体２２４のエッジを超えて延びて基板２２２の表面と接触するに至るハイブリッド層２３０でコーティングされている。バリアコーティング２３２は、ハイブリッド層２３０のエッジだけを被覆するように、ハイブリッド層２３０にマスク堆積されるか、又は堆積されてからパターン形成される。この実施形態では、バリアコーティング２３２は、ＯＬＥＤ本体２２４を覆い隠していないので透明である必要はない。例えば、バリアコーティング２３２は金属から製造することも、比較的厚くすることも可能である。
【００７２】
場合によっては、エッジバリアを前述した介在層と組み合わせることが可能である。この介在層は、ハイブリッド層を備える基板の表面とエッジバリアとの間の界面結合を改善する役割を果たす。例えば、図２４に示す実施形態を参照すると、電子デバイス２６０は、基板２６２に実装されたＯＬＥＤ本体２６４（有機層のスタックを備える）を含んでいる。ＯＬＥＤ本体２６４の周囲を取り囲んでいるのは介在層２７４である。ＯＬＥＤ本体２６４は、ＯＬＥＤ本体２６４のエッジを超えて延びて介在層２７４と接触するに至るハイブリッド層２７０によってコーティングされている。ハイブリッド層２７０上にはバリアコーティング２７２が堆積されており、バリアコーティング２７２は、ハイブリッド層２７０のエッジを超えて延びて介在層２７４と接触するに至る。この構成では、介在層２７４の役割は、ハイブリッド層２７０とバリアコーティング２７２を基板２６２に接着することである。
【００７３】
特定の実施形態では、介在層は、ＯＬＥＤ本体の上部電極（例えば、カソード）と上から覆いかぶさるハイブリッド層との間の界面結合を向上させるために使用される。例えば、図３１に示す実施形態を参照すると、電子デバイス４００は、基板４０２上に実装されたＯＬＥＤ本体４０４（有機層のスタックを備える）を含んでいる。ＯＬＥＤ本体４０４は、ＯＬＥＤ本体４０４のエッジを超えて延びて基板４０２の表面と接触するに至るハイブリッド層４１０によってコーティングされている。バリアコーティング４１２はハイブリッド層４１０上に堆積され、環境汚染物の側方侵入を防止するためにハイブリッド層４１０のエッジを超えて延びている。介在層４１４はマスクを使用してＯＬＥＤ本体４０４の上部電極に直接堆積されている。この場合、介在層４１４の役割は、ＯＬＥＤ本体４０４の上部表面を、上から覆いかぶさるハイブリッド層４１０に接着することである。
【００７４】
特定の実施形態では、エッジバリアは乾燥剤材料を含み、この乾燥剤材料は当技術分野で公知の種々の乾燥剤材料のいずれでもよい（例えば、塩化カルシウム、二酸化珪素、酸化バリウム、酸化カルシウム、二酸化チタン）。このようなエッジバリアは、ＯＬＥＤを含む有機電子デバイスで使用される乾燥剤材料について当技術分野で公知の種々の構造（例えば、層、ダム、リング）及び配置のいずれを有してもよい。エッジバリアで使用される乾燥剤材料は、ハイブリッド層のエッジから拡散する水分を吸収するのに有効であり得る。例えば、図２５に示す実施形態を参照すると、電子デバイス２８０は基板２８２に実装されたＯＬＥＤ本体２８４（有機層のスタックを備える）を含んでいる。ＯＬＥＤ本体２８４は、ＯＬＥＤ本体２８４のエッジを超えて延びて基板２８２の表面と接触するに至るハイブリッド層２９０によってコーティングされている。ハイブリッド層２９０のエッジの周囲には乾燥剤リング層２９４が配置されている。これらの構成要素上にはバリアコーティング２９２が堆積されており、バリアコーティング２９２は乾燥剤リング層２９４を超えて延びて基板２８２の表面と接触するに至る。
【００７５】
環境汚染物の側方侵入の経路として他に考えられるのは、有機電子デバイス上の電極（例えば、アノード又はカソード）と接続する相互接続リード（例えば、電極ストリップ又は電極線）の周辺である。場合によっては、ハイブリッド層は、相互接続リードのエッジ上に延在する。例えば、図２６を参照すると、電子デバイス３００は基板３０２上に実装されたＯＬＥＤ本体３０４（有機層のスタックを備える）を含んでいる。ＯＬＥＤ本体３０４は電極３０５を備えており、相互接続リード３０６はこの電極３０５からＯＬＥＤ本体３０４の外方に延在している。但し、相互接続リード３０６は、基板３０２のエッジまで延在していない。ハイブリッド層３１０は、相互接続リード３０６のエッジを超えて延びて基板３０２の外周付近の表面と接触するに至るように、該当する構成要素上に堆積されている。
【００７６】
相互接続リード３０６は側方エッジの近くに柱３０８を備えている。この柱は非腐食性の導電金属（例えば、銅又は金）で製造される。柱３０８はハイブリッド層３１０の開口部を通って突き出しており、相互接続リード３０６と電気的に接続させるための導体パッドとしての役割を果たす。この柱３０８と、柱３０８が貫通するハイブリッド層３１０の開口部とを製造するには、集積回路の製造において公知の種々の技法のいずれを使用してもよい。例えば、ハイブリッド層３１０内の開口部は、ハイブリッド層３１０の形成中にシャドウマスキングによって形成可能であり、柱３０８は電気メッキ技法により形成可能である。
【００７７】
この場合、相互接続リード３０６のエッジはハイブリッド層３１０によって覆われるので、相互接続リード３０６の周囲での環境汚染物の側方拡散は防止される。また、柱３０８は、環境汚染物の侵入防止及び拡散経路の延長も担うダムとして機能する。電子デバイス３００の代替実施形態では、もう１つのハイブリッド層が基板とＯＬＥＤ本体３０４との間に配置され、結果としてＯＬＥＤ本体３０４が２つのハイブリッド層の間に挟まれる。電子デバイス３００の他の代替実施形態では、基板は金属箔であり、基板とＯＬＥＤ本体３０４との間に平坦化層が配置され、結果としてＯＬＥＤ本体３０４はハイブリッド層３１０と平坦化層との間に挟まれる。電子デバイス３００の更に他の代替実施形態では、基板はポリマー基板であり、基板とＯＬＥＤ本体３０４との間に不活性化層が配置され、結果としてＯＬＥＤ本体３０４はハイブリッド層３１０と不活性化層との間に挟まれる。図３３に示すように、電子デバイス３００の他の代替実施形態では、柱３０８の外側部分は、ハイブリッド層３１０の表面に沿って外方に延在して拡散経路を更に長くするノブ３１２を有する。
【００７８】
基板が金属基板（例えば、金属箔）である場合、基板の表面を平坦化するためにポリマー層がしばしば使用される。但し、このポリマー層は、環境汚染物の拡散の経路として機能する可能性がある。したがって、特定の実施形態では、ポリマー平坦化層が使用される場合、ポリマー平坦化層は基板のエッジまで延在されない。この構成の場合、ポリマー平坦化層を介した環境汚染物の拡散が防止される。ポリマー平坦化層は様々な技法でこのように形成することができる。例として、マスキングによるポリマー平坦化層の堆積、又はポリマー平坦化層の堆積後のエッジ部分の除去が挙げられる。
【００７９】
例えば、図２７に示す実施形態を参照すると、電子デバイス３２０は金属箔基板３２２を備え、この上に第１のハイブリッド層３３０が堆積される。第１のハイブリッド層３３０の上にはポリマー平坦化層３３２が堆積されている。ポリマー平坦化層３３２のエッジ部分は除去されており、このためポリマー平坦化層３３２は金属箔基板３２２のエッジまで延在していない。ポリマー平坦化層３３２の上には、電極３２５を備えるＯＬＥＤ本体３２４（有機層のスタックを備える）が形成されている。相互接続リード３２６は、電極３２５から金属箔基板３２２のエッジまで延びている。相互接続リード３２６はステップ部分３２７を備え、ここでは相互接続リード３２６はポリマー平坦化層３３２のエッジを越えて第１のハイブリッド層３３０の表面と接触する。このような構成要素（相互接続リード３２６等）上には第２のハイブリッド層３３４が堆積されている（しかし、導体パッド用にわずかな部分が未被覆のままである）。
【００８０】
別の例では、図２８に示す実施形態を参照すると、電子デバイス３４０は金属箔基板３４２を備え、金属箔基板３４２上にはポリマー平坦化層３５４が堆積されている。ポリマー平坦化層３５４のエッジ部分は除去され、ポリマー平坦化層３５４のエッジ上には第１のハイブリッド層３５０が堆積される。ポリマー平坦化層３５４上には、電極３４５を有するＯＬＥＤ本体３４４（有機層のスタックを備える）が形成されている。相互接続リード３４６は電極３４５から延びており、ステップ部３４７を備える。ステップ部３４７において相互接続リード３４６は第１のハイブリッド層３５０を越えている。このような構成要素（相互接続リード３４６等）上には第２のハイブリッド層３５２が堆積されている（しかし、導体パッド用にわずかな部分が未被覆のままである）。
【００８１】
また、図２７及び図２８の前述実施形態では、拡散経路が長くなるように、或いは環境汚染物の側方侵入が防止されるように、相互接続リードを構成可能であることを示している。このような構成には、表面が平坦ではない相互接続リード、非平面構成を備える相互接続リード、又は曲がりくねった経路を取る相互接続リードが含まれる。上記の例において、相互接続リードのステップ部は、環境汚染物の拡散経路を長くする役割を果たす。
【００８２】
場合によっては、環境汚染物の側方侵入を防止するための上記の種々の技法を組み合わせることが可能である。例えば、図２９に示す実施形態を参照すると、電子デバイス３６０は金属箔基板３６２を備え、金属箔基板３６２に第１のハイブリッド層３７０が堆積されている。次に、第１のハイブリッド層３７０にはポリマー平坦化層３７４が堆積され、ポリマー平坦化層３７４のエッジ部分は除去される。ポリマー平坦化層３７４には電極３６５を有するＯＬＥＤ本体３６４（有機層のスタックを備える）が形成されている。相互接続リード３６６は電極３６５から外側に向けて延びているが、金属箔基板３６２のエッジまで達していない。相互接続リード３６６はステップ部分３６７を備え、ここでは相互接続リード３６６はポリマー平坦化層３７４のエッジを越えている。このような構成要素（相互接続リード３６６のエッジ等）の上には第２のハイブリッド層３７２が堆積されている。相互接続リード３６６は側方エッジの近くに柱３６８を備えている。この柱は導電性の材料で製造され、柱３６８は第２のハイブリッド層３７２の開口部を通って突き出しており、導体パッドとしての役割を果たすことができる。
【００８３】
他の例では、図３０に示す実施形態を参照すると、電子デバイス３８０はガラス基板３８２に実装されたＯＬＥＤ本体３８４（有機層のスタックを備える）を含んでいる。ＯＬＥＤ本体３８４は電極３８５を備えており、相互接続リード３８６はこの電極３８５からＯＬＥＤ本体３８４の外方に延在している。但し、相互接続リード３８６は、基板３８２のエッジまで延びていない。基板３８２はその外周でパターン成形され、乾燥剤３９６が埋め込まれている。この乾燥剤は、蒸着、スピンオン、ゾルゲルプロセス、積層等、様々な方法で堆積可能である。乾燥剤３９６等のこれらの構成要素上にハイブリッド層３９０が堆積される。ハイブリッド層３９０は開口部を備え、相互接続リード３８６上の柱３８８はこの開口部を通って突き出している。この構成では、ハイブリッド層３９０のエッジを介して侵入する水分を乾燥剤３９６が吸収する。更に、相互接続リード３８６のエッジはハイブリッド層３９０で覆われているので、相互接続リード３８６の周囲での環境汚染物の側方拡散が防止される。また、柱３８８は、環境汚染物の侵入防止や拡散経路の延長も担うダムとして機能する。
【００８４】
電子デバイス３８０の代替実施形態では、基板は金属箔であり、ＯＬＥＤ本体と金属箔基板との間に平坦化層が配置されている。この場合、平坦化層はその外周でパターン成形され、乾燥剤が埋め込まれる。電子デバイス３８０の他の代替実施形態では、基板はポリマー基板であり、ＯＬＥＤ本体とこの基板との間に不活性化層が配置されている。この場合、不活性化層は、その外周でパターン成形され、乾燥剤が埋め込まれる。
【００８５】
ＯＬＥＤによっては下部電極に格子を使用してアクティブ画素領域を画定する。格子は有機材料（例えば、フォトレジスト）から形成されても、無機材料（例えば、窒化シリコン）から形成されてもよい。しかしながら、格子は水分及び／又は酸素の側方拡散の経路として働く場合もある。このような水分及び／又は酸素の侵入を防止するために、特定の実施形態では、水分又は酸素の流れを妨げるような格子材料を選択することも、格子を完全に除去することもできる。また、経路に遮断部を設けることにより環境汚染物の拡散を防止することができる不連続部分を有するように、格子を形成することも可能である。場合によっては、このような不連続部分にハイブリッド層が浸透することにより、環境汚染物の拡散を更に防止することができる。
【００８６】
特定の実施形態では、基板はポリマー基板である。そのような場合、基板内のポリマー材料は、環境汚染物の拡散経路となり得る。したがって、本発明のハイブリッド層を使用することにより、基板及び／又は有機デバイス本体への環境汚染物質の拡散を防止することができる。例えば、図３２に示す実施形態を参照すると、電子デバイス４２０はポリマー基板４２２を備えており、このポリマー基板は上面と底面が両方とも、不活性化層として働くハイブリッド層４３２及び４３３によって覆われている。不活性化層４３２上にはＯＬＥＤ本体４２４が実装されている。ＯＬＥＤ本体４２４と不活性化層４３２の上には更に別のハイブリッド層４３０が堆積されている。この実施形態において、ハイブリッド層４３２は、ポリマー基板４２２を介して移動し得る環境汚染物の拡散を防止する役割を果たす。更に、この実施形態は、上記の実施形態において説明した種々の特徴（図２６で説明した相互接続リード及び／又は図３０で説明した乾燥剤を含む）のいずれかと組み合わせることができる。
【００８７】
更に、場合によっては、基板の側面及び底部を含む基板全体をハイブリッド層内に封入することもできる。更に、場合によっては、基板が乾燥剤として機能し、電子デバイスに侵入する水分を吸収する。基板を様々な方法で乾燥剤として機能するように製造することができる。例として、封入前に基板の脱気を行う及び／又は乾燥剤を基板材料に混入させる等の方法が挙げられる。
【００８８】
堆積時に、ハイブリッド層は基板のエッジや基板の下等、プラズマと直接対向していない領域までが延在しているのが観察された。このようなハイブリッド層の周辺への広がりは、プラズマ内の長寿命の活性種の拡散又は表面に沿った拡散によるものである。したがって、特定の実施形態では、有機電子デバイス上のハイブリッド層は、横方向に延びて基板のエッジを覆い、場合によっては、基板の下面を少なくとも部分的に同様に覆う。このようにエッジバリアとしての役割を果たすハイブリッド層は、環境汚染物の側方拡散の低減に加えて、機能的な有機体が基板のエッジ方向に更に延びるのを可能にするので、アクティブデバイス領域を拡大することもできる。
【００８９】
例えば、図３４は、金属基板４０６と、金属基板４０６の表面を平坦化するポリマー平坦化層４０４とを備えるＯＬＥＤ４００を示す。平坦化層４０４上には機能的な有機体４０２（有機層のスタックを備える）が形成されている。ハイブリッド層を堆積するには、ＯＬＥＤ４００を、堆積反応室内に配置し、基板ホルダー４０８によって保持する。堆積プロセス時には、プラズマ４１６と対向するＯＬＥＤ４００上部表面がハイブリッド層４１０によってコーティングされる。堆積プロセスが継続すると、プラズマ４１６内の活性種の一部は、ＯＬＥＤ４００のエッジへ拡散してハイブリッド層４１０の側部４１２を形成するのに十分な長さ残留する。基板４０６及び平坦化層４０４の側方エッジを含むＯＬＥＤ４００の側方エッジは、側部４１２によって覆われる。活性種の一部はまた、基板４０６の下面へも拡散する。基板ホルダー４０８の領域は基板４０６に比べて狭いので、活性種は基板ホルダー４０８によってマスクされていない基板４０６の下面領域上にハイブリッド層４１０の下側部分４１４を形成する。代替実施形態において、基板ホルダー４０８が基板４０６の下部全体をマスクしている場合、ハイブリッド層４１０の側部４１２は存在するが、下部４１４は存在しない。
【００９０】
特定の実施形態では、堆積時のこのようなハイブリッド層の周辺への広がりを利用して、基板の下面を完全に覆うことが可能である。例えば、図３５Ａ〜図３５Ｃに、ＯＬＥＤの完全な封入を達成し得るプロセスを示す。図３５Ａは、ポリマー基板４２６とその上に形成された機能的な有機体４２２とを含むＯＬＥＤ４２０を示す。反応チャンバでは、ＯＬＥＤ４２０が基板ホルダー４２８で保持されている間、機能的な有機体４２２が第１のハイブリッド層４３０によってコーティングされる。上記したプロセスによって、プラズマ内の活性種の拡散が発生し、その結果、ハイブリッド層４３０の側部が形成されて基板４２６の側面を含むＯＬＥＤ４２０の側面が覆われる。基板４２６の下面の部分的な被覆も存在する（即ち、基板ホルダー４２８によってマスクされていない領域上の被覆）。
【００９１】
図３５Ｂを参照すると、ＯＬＥＤ４２０の上部表面が基板ホルダー４２８上に支持され堆積プロセスが繰り返されるように、基板ホルダー４２８上でＯＬＥＤ４２０が反転されている。この反転された位置では、基板４２６の下面４３２がプラズマと向き合うことになる。したがって、図３５Ｃに示すように、基板４２６の下面４３２の予め露出された部分が第２のハイブリッド層４４０によってコーティングされる。この第２のハイブリッド層４４０も側方に延びてＯＬＥＤ４２０の側面を覆う（側部４４２によって）と共にＯＬＥＤ４２０の上面の一部を覆う（上部４４４によって）。結果として、基板４２６を含むＯＬＥＤ４２０は、ハイブリッド層４４０及び４３０によって完全に封入される。ハイブリッド層４４０及び４３０の組成は、同じでも異なってもよい。
【００９２】
図３６は、基板の下面の被覆を増やす、及び／又は有機電子デバイスと接続する接続リードにコーティングする、他のプロセスを例示したものである。図３６は、ポリマー基板４９６とその上に形成された機能的な有機体４９２とを含むＯＬＥＤ４９０を示す。ＯＬＥＤ４９０もまた、接続リード４９８（例えば、ワイヤ又はストリップ）に電気的に接続された電極４８６を備える。ＯＬＥＤ４９０は、付着点４８２に固定された接続リード４９８により堆積チャンバに保持される。ハイブリッド層４８０は、機能的な有機体４９２上に堆積される。活性種の拡散によって、ハイブリッド層４８０はまた、ＯＬＥＤ４９０の側面及び基板４９６の下面を覆う。或いは、ＯＬＥＤ４９０は堆積チャンバ内に吊るされているので、ＯＬＥＤ４９０をプラズマ内に直接置くか、２つ以上のプラズマ間に置くことにより、その上面と下面の両方を同時にコーティングすることが可能である。これにより、より均一な厚さのハイブリッド層４８０を形成することが可能である。
【００９３】
基板４９６の下面にはマスキングを施していないので、ハイブリッド層４８０で覆われる基板４９６の下面の範囲は広くなる（この場合は完全に覆われる）。また、接続リード４９８もハイブリッド層４６０によって少なくとも部分的にコーティングされるので、接続リード４９８周辺での環境汚染物の側方拡散が防止される。接続リード４９８の端部は裸のままで電気接点としての役割を果たす。
【００９４】
様々な製造プロセスが、本発明の有機電子デバイスの製造に適していると考えられる。場合によっては、処理性能の高い製造のために単一基板上に複数のデバイスを製造することができる。例えば、従来のバッチプロセスを使用することにより、又はフレキシブル基板でのロール・ツー・ロール処理等の連続プロセスによって複数のデバイスを製造することができる。したがって、本発明の特定の実施形態では、基板上に複数の機能的な有機体（有機電子デバイスの場合）が形成される。次に、バリアコーティング（本発明のハイブリッド層又は他の適切なタイプの透過バリアであり得る）が機能的な有機要素上に塗布される。ポリマー基板の場合、基板の下面もバリアコーティングで覆うことができる。このバリアコーティングは、本発明のハイブリッド層又は他の適切なタイプの透過バリアであってよい。基板は切断して個々の有機電子デバイスに分割される。このような場合、デバイスのカットエッジは露出され得る。デバイスの露出されたエッジを保護するために、本発明のハイブリッド層をエッジバリアとして使用することができる。
【００９５】
例えば、図３７Ａ〜図３７Ｃは、平坦化層４５４と、その上に形成された複数の機能的有機体４５２とを備えるフレキシブル金属シート４５６を示す。図３７Ｂに示すように、機能的な有機体４５２上にはバリアコーティング４６２が堆積されている。バリアコーティング４６２は、本発明のハイブリッド層とすることも、当技術分野で公知の他の適切なタイプの透過バリアのいずれかとすることもできる。図３７Ｃに示すように、個々の機能的な有機体は切断され、個々のＯＬＥＤ４６６が形成される。
【００９６】
環境汚染物の側方拡散を防止するために、ＯＬＥＤ４６６のカットエッジをハイブリッド層でコーティングすることができる。例えば、図３８を参照すると、ＯＬＥＤ４６６は堆積反応チャンバ内に配置され、基板ホルダー４６８で保持されている。ＯＬＥＤ４６６上にハイブリッド層４６０が堆積される。ハイブリッド層４６０は、バリアコーティング４６２の上部表面、並びに平坦化層４５４及び基板４５６の側部エッジを覆う。図３９は代替実施形態を示す。ここでは、ハイブリッド層４７０は平坦化層４５４及び基板４５６の側部エッジを覆っているがＯＬＥＤ４６６の上部表面は一部のみの被覆である。このアプローチは、エッジ部でカット又はトリミングされる領域が非常に広いデバイスにおいて有用である。このような場合、もしもデバイスの側部エッジをハイブリッド層で保護することのみが必要である場合には、ハイブリッド層でデバイス全体を覆う必要はない。
【００９７】
ハイブリッド層の堆積についても、有機電子デバイス製造のための処理能力の高い製造プロセスに組み込むことが可能である。例えば、図４０Ａに示すのは、フレキシブル基板シート５２０であり、このシート上には複数の機能的な有機体５２２が形成されている。フレキシブル基板シート５２０には、機能的な有機体５２２間にスルーホール５２４のパターンが位置している。スルーホール５２４は基板シート５２０の厚さを完全に貫通しており、機能的な有機体５２２間における基板シート５２０の分割を容易にするのに適切なパターン、形状、寸法、又は密度を有し得る。スルーホール５２４は、機能的な有機体５２２を基板シート５２０上に形成する前に又は後に形成することが可能である（例えば、レーザー切断又はスタンピング）。機能的な有機体５２２上にはハイブリッド層が堆積されている。スルーホール５２４へのプラズマ活性種の拡散により、ハイブリッド層によるスルーホール５２４のコーティングが生じる。ハイブリッド層はまた、スルーホール５２４を介して基板シート５２０の下面をコーティングし得る。スルーホール５２４は、プラズマ活性種がスルーホール５２４へ容易に拡散するような大きさに設定される。例えば、拡散を促進するようにスルーホール５２４の縦横比を選択することができる。場合によっては、スルーホール５２４の幅は、少なくとも基板シート５２０の厚さと同程度の値とする。図４０Ｂに示すように、スルーホール５２４に沿って基板シート５２０が分割されると（例えば、切断又は割ることにより）複数の独立したＯＬＥＤ５２６がもたらされる。各ＯＬＥＤ５２６では、その側面と基板５２０の下面がハイブリッド層５３０によって覆われている。
【００９８】
本発明で使用される堆積プロセスでは、有機電子デバイスが高温にさらされる場合がある。したがって、特定の実施形態では、本発明はまた、堆積プロセス中にデバイスから熱を移動させて逃がすことにより有機電子デバイスを冷却する方法も提供する。デバイスから熱を移動させるための一つのアプローチは、基板ホルダーを介した伝熱によるものである。このアプローチは、基板が金属基板の場合に特に有用である。かかる場合、例えば、基板から熱を逃がすために、基板ホルダーを冷却することもヒートシンクに連結することも可能である。
【００９９】
デバイスから熱を移動させるための他のアプローチは、デバイスの電極の１つによるものである。このアプローチは、基板が断熱材料（例えば、いくつかのポリマー基板）で製造されていて、デバイスから熱を効果的に伝導して逃がすために使用できない場合に有用となり得る。したがって、このアプローチの場合、デバイスから伝熱により逃がすことには効果的に使用されない。例えば、図４１を参照すると、ＯＬＥＤ５００では機能的な有機体５０２が基板５０４に実装されている。ＯＬＥＤ５００は上部金属電極５０６（例えばカソード）を備え、これは接続リード５１０を介して外側へ延びてヒートシンク５０８と連結されている。ヒートシンク５０８は、放熱に使用できる適切な構造体又はアセンブリであればどれでもよい（例えば、金属ストリップ、ラジエータ、冷却ファン）。ＯＬＥＤ５００へのハイブリッド層の堆積中に、熱は、ＯＬＥＤ５００から電極５０６及び接続リード５１０を介して伝熱して逃がされ、ヒートシンク５０８へ伝達される。
【０１００】
前述の記載及び実施例は、単に本発明を例示するために説明されたものであり、限定されることを意図するものではない。開示された本発明の態様及び実施形態のそれぞれは、個々に、又は本発明の他の態様、実施形態、及び変形形態と組み合わせて考えられてよい。当業者によって、本発明の趣旨及び内容を組み込んだ開示された実施形態の変更が行われてもよく、このような変更は本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  ＰＥ−ＣＶＤ装置
２０  反応室
２２  電極
２４  ホルダー
３０  電子デバイス
４０  前駆体物質源
５０  Ｎ２ガスタンク
６０  反応ガスタンク
７０  真空ポンプ
８０  質量流量制御装置
８２  遮断弁
８４  逆止め弁
【図１】
2015007292.tif 000008
【図２】
2015007292.tif 000009
【図３】
2015007292.tif 000010
【図４】
2015007292.tif 000011
【図５】
2015007292.tif 000012
【図６】
2015007292.tif 000013
【図７】
2015007292.tif 000014
【図８】
2015007292.tif 000015
【図９】
2015007292.tif 000016
【図１０Ａ】
2015007292.tif 000017
【図１０Ｂ】
2015007292.tif 000018
【図１１】
2015007292.tif 000019
【図１２】
2015007292.tif 000020
【図１３】
2015007292.tif 000021
【図１４】
2015007292.tif 000022
【図１５】
2015007292.tif 000023
【図１６Ａ】
2015007292.tif 000024
【図１６Ｂ】
2015007292.tif 000025
【図１７Ａ】
2015007292.tif 000026
【図１７Ｂ】
2015007292.tif 000027
【図１８Ａ】
2015007292.tif 000028
【図１８Ｂ】
2015007292.tif 000029
【図１８Ｃ】
2015007292.tif 000030
【図１９】
2015007292.tif 000031
【図２０】
2015007292.tif 000032
【図２１】
2015007292.tif 000033
【図２２】
2015007292.tif 000034
【図２３】
2015007292.tif 000035
【図２４】
2015007292.tif 000036
【図２５】
2015007292.tif 000037
【図２６】
2015007292.tif 000038
【図２７】
2015007292.tif 000039
【図２８】
2015007292.tif 000040
【図２９】
2015007292.tif 000041
【図３０】
2015007292.tif 000042
【図３１】
2015007292.tif 000043
【図３２】
2015007292.tif 000044
【図３３】
2015007292.tif 000045
【図３４】
2015007292.tif 000046
【図３５Ａ】
2015007292.tif 000047
【図３５Ｂ】
2015007292.tif 000048
【図３５Ｃ】
2015007292.tif 000049
【図３６】
2015007292.tif 000050
【図３７Ａ】
2015007292.tif 000051
【図３７Ｂ】
2015007292.tif 000052
【図３７Ｃ】
2015007292.tif 000053
【図３８】
2015007292.tif 000054
【図３９】
2015007292.tif 000055
【図４０Ａ】
2015007292.tif 000056
【図４０Ｂ】
2015007292.tif 000057
【図４１】
2015007292.tif 000058
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月20日(2014.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置される機能的な有機体と、
前記機能的な有機体上に配置されたハイブリッド層であって、ポリマーシリコンと酸化シリコンの混合物を有するハイブリッド層と、
前記ハイブリッド層と前記機能的な有機体の上面との間に配置された介在層であって、前記ハイブリッド層を前記機能的な有機体の上面に接着するように働く介在層と、
を含む電子デバイス。
【請求項２】
前記介在層は、窒化シリコン、クロム、チタン、またはニッケルチタン合金を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記介在層は、誘電材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ハイブリッド層上に配置され、前記ハイブリッド層のエッジ上に延在するバリアコーティングを更に含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記バリアコーティングが前記機能的な有機体の少なくとも一部分を覆わない、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記バリアコーティングが透明ではない、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記バリアコーティングと前記ハイブリッド層との間に配置された乾燥剤材料を更に含む、請求項４に記載のデバイス。
【請求項８】
前記有機デバイス本体の周囲に近接する１つ又は複数の領域に、エッジバリアを更に含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記エッジバリアが乾燥剤材料を含む、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
基板と、
前記基板上に配置される機能的な有機体と、
前記機能的な有機体に接続される相互接続リードと、
前記機能的な有機体上に配置され、前記相互接続リードの少なくとも一部を覆うハイブリッド層であって、ポリマーシリコンと酸化シリコンの混合物を有するハイブリッド層と、を含む有機電子デバイス。
【請求項１１】
前記ハイブリッド層が前記相互接続リードの側方エッジを覆う、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記相互接続リードが前記基板のエッジまで延在しない、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記相互接続リードが、前記ハイブリッド層を通って突き出す突起部を備える請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記相互接続リードがステップ部を備え、前記ハイブリッド層が前記相互接続リードの前記ステップ部を覆う、請求項１０に記載のデバイス。
【外国語明細書】
2015007292000001.pdf