(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
封入型電子装置の製造方法であって、
−  無機材料から成るパターン付き基板を設けるステップと、
−  封入型電子装置を前記基板の上に設けるステップと、
を含み、前記封入型電子装置を設けるステップは、
−    パターン付き基板に対して補完するパターンを得る、有機剥離層を施すサブステップと、
−    少なくとも１つの無機層と少なくとも１つの有機層とを有する第１のバリア構造を設けるサブステップと、
−    電子装置を設けるサブステップと、
−    少なくとも１つの無機層と少なくとも１つの有機層とを有する第２のバリア構造を設けるサブステップであって、前記第２のバリア構造の前記少なくとも１つの無機層は前記第１のバリア構造の前記少なくとも１つの無機層に接触する、サブステップと、
を続けて含む方法において、
前記有機剥離層を含む封入型電子装置は、その完成後に前記基板から剥離されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のバリア構造は第１の無機層と、前記少なくとも１つの有機層を形成する第１の有機層と、前記少なくとも１つの無機層を形成する第２の無機層とを備え、前記第１の有機層は前記第１および前記第２の無機層の間に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のバリア構造は前記少なくとも１つの無機層を形成する第３の無機層と、前記少なくとも１つの有機層を形成する第２の有機層と、第４の無機層とを備え、前記第２の有機層は前記第３および前記第４の無機層の間に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のバリア構造と前記第２のバリア構造とはほぼ等しい厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの有機層が光学的に活性な粒子を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記光学的に活性な粒子はマイクロレンズである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの有機層は散乱粒子を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの有機層が水分ゲッターを備えることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封入型電子装置に関する。本発明は、さらには封入型電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明および表示装置用の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、薄膜電池、薄膜有機太陽電池、エレクトロクロミック箔、電気泳動表示装置などの新世代の薄膜装置は、電子システムにおける次の革命となる可能性を有する。これらの薄膜装置は、湿気による汚染に対する保護が必要である。この目的のために、過去１０年間にいくつかの薄膜バリア被膜が開発されたが、これらの被膜は有機層と無機層とから成る積層体によるものが多かった。
【０００３】
その一例が米国特許出願公開第２００１／００１５６２０号明細書に記載されている。この明細書に記載されている湿気から保護された薄膜装置は、第１のポリマー層と、第１のポリマー層の上の第１のセラミック層と、第１のセラミック層の上の第２のポリマー層とから成る上部を有する下地を備えている。下地の上部の第２のポリマー層の上に有機発光装置が構築されている。この有機発光装置の上にカバーが蒸着されている。カバーは、第３のポリマー層と、その上の第２のセラミック層と、この第２のセラミック層の上の第４のポリマー層とを連続して備えている。下地とカバーとは、可撓性の環境バリアとして有機発光装置を封入している。
【０００４】
引用した米国特許出願公開第２００１／００１５６２０号明細書に記載されている構成はＯＬＥＤの寿命を明らかに向上させるが、この公知の装置は依然として湿気により徐々に劣化することが発明者らによって観察されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、改良された封入型電子装置を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、改良された封入型電子装置の製造方法を提供することである。
【０００７】
本発明の一側面によると、
−  少なくとも１つの無機層と少なくとも１つの有機層とを備えた第１のバリア構造と、
−  少なくとも１つの無機層と少なくとも１つの有機層とを備えた第２のバリア構造と、
−  第１および第２のバリア構造の間に配置された電子装置と、
を備えた封入型電子装置が提供される。
【０００８】
第１のバリア構造の少なくとも１つの無機層と第２のバリア構造の少なくとも１つの無機層とは、電子装置が占める領域の外側で互いに接触する。これにより、電子装置への側方からの湿気の浸透が防止される。これらの無機層同士が電子装置の周囲の一部にわたって互いに接触している場合は湿気の浸透のさらなる低減が既に得られているものの、これらの無機層は電子装置の周囲全体において互いに実質的に接触することが好ましい。これにより、第１のバリア構造の少なくとも１つの無機層と第２のバリア構造の少なくとも１つの無機層とは、電子装置を側面に沿って封入するために連係する。それでもなお、これらの無機層間の接触は、電子装置に結合された導電体によって中断されうる。
【０００９】
これとは対照的に、公知の装置においては、無機層同士は有機層によって分離されている。このため、これらの無機層は、装置の環境の湿気が装置の側面から進入することを防止できない。
【００１０】
一実施形態において、第１のバリア構造は、第１の無機層と、少なくとも１つの有機層を形成する第１の有機層と、少なくとも１つの無機層を形成する第２の無機層とを備え、第１の有機層は第１および第２の無機層の間に配置される。なお、有機層が微細孔を有する場合があり、これらの微細孔は湿気の経路を形成しうる。この実施形態においては、第１および第２の無機層に微細孔があったとしても、これらの層の微細孔同士が互いに向かい合わせに配置される可能性は小さい。したがって、湿気が漏入する可能性は実質的に減る。
【００１１】
同様の理由により、第２のバリア構造は、少なくとも１つの無機層を形成する第３の無機層と、少なくとも１つの有機層を形成する第２の有機層と、第４の無機層とを備え、第２の有機層は第３および第４の無機層の間に配置されることが好ましい。
【００１２】
少なくとも１つの有機層が水分ゲッターを備える場合は、さらに良好な湿気防止が得られる。
【００１３】
封入型電子装置の一実施形態は、第１のバリア構造と第２のバリア構造とがほぼ等しい厚さと構成とを有することを特徴とする。この実施形態においては、封入型電子装置が曲げられた場合でも、バリア構造間の電子装置の変形量は可及的に小さい。
【００１４】
封入型電子装置の一実施形態は、電子装置がＯＬＥＤ装置であり、少なくとも一方のバリア構造の電子装置から遠い方の側に追加のパターン付き有機層が施されることを特徴とする。このような追加のパターン付き有機層は、ＯＬＥＤから発生する可視光線または非可視光線の出力効率を向上させる。さらに、このパターンは、封入型電子装置から発せられる光線の方向を制御するために用いることもできる。あるいは、またはさらに、封入型電子装置は、少なくとも１つの有機層が光学的に活性な粒子を備えることを特徴としうる。これにより、光の外部結合も改良されうる。例えば、一実施形態において、光学的に活性な粒子はマイクロレンズである。別の実施形態において、光学的に活性な粒子は散乱粒子である。
【００１５】
本発明による封入型電子装置は、本発明の方法によって製造可能であり、本発明の方法は、
−  基板を設けるステップと、
−  封入型電子装置を上記基板の上に設けるステップと、
を含み、封入型電子装置を設けるステップは、
−  少なくとも１つの無機層と少なくとも１つの有機層とを有する第１のバリア構造を設けるサブステップと、
−  電子装置を設けるサブステップと、
−  少なくとも１つの無機層と少なくとも１つの有機層とを有する第２のバリア構造を設けるサブステップと、
を続けて含み、
第２のバリア構造の少なくとも１つの無機層が第１のバリア構造の少なくとも１つの無機層に接触することを特徴とする。これにより、電子封入型装置が得られる。
【００１６】
基板は、構築中の薄膜装置に剛性をもたらすので、構築中の薄膜装置の取り扱いを容易にする。ただし、最終製品は可撓性がより高いことが多くの場合好まれるので、基板を最後に取り除くことが望ましい。ただし、基板の除去は製品の早期故障を招きがちであり、結果として製造工程の歩留まりの低下に至ることが観察されている。本方法の好適な一実施形態によると、封入型電子装置は完成後に基板から剥離され、基板は無機材料から成る。本方法のこの実施形態は、有機材料の基板が封入型電子製品から除去される方法に比べ、歩留まりを向上させることを発明者らは発見した。この歩留まりの向上は、有機材料の場合に比べ、無機材料は塵粒子を大気から引き寄せ難いことによると考えられる。基板上の塵粒子は無機層のピンホールの原因となりやすく、結果として電子装置への湿気の漏入をもたらしやすい。
【００１７】
封入型電子装置の製造方法の好適な一実施形態は、基板またはその上の剥離層がパターン付きであることを特徴とする。パターン付き（波形）基板または剥離層は、次に基板上に設けられる第１の無機層のテンプレートとして機能する。装置−空気界面の波形化により、内部全反射による光の閉じ込めが減るため、装置からの光の取り出しが２０から４０％向上する。第１の無機層をこのように波形化することにより、追加の製造ステップなしに、封入型電子装置の出力効率の向上が実現される。さらに、別個の波形層が装置の表面に取り付けられた場合に比べ、活性層と外面との間の（反射）界面の数が減る。さまざまな形状およびサイズの波形が光出力を向上させるために適切であり、例えば、格子またはマイクロレンズ形状の波形はどちらも装置からの光出力をほぼ同程度に向上させる。波の深さは重要な要素であり、約０．５マイクロメータの深さが一般に白色発光装置に有効な深さであることが立証されている。
【００１８】
除去可能な基板を作製するための「型」の波形化は多くの従来手法によって実現可能であり、例えば、輪郭がはっきりした表面を得るにはエッチング手法を用いることができ、輪郭がそれほどはっきりしない表面を得るには（サンド）ブラスト法を用いることができる。基板からの装置の良好な剥離を容易にするために、必要であれば後で装置表面から洗い流すことができる剥離支持層を用いることができる。剥離支持層は、剥離層と略称されるが、波形パターンが著しく乱されないように、波形パターンの寸法に比べ相対的に薄くする必要がある。剥離層の厚さは、波形パターンの寸法の５倍未満であることが好ましい。剥離層は、装置を基板から除去した後に、装置から洗い流すこともできる。各無機層は、熱蒸着、ｅビーム蒸着、スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、反応スパッタリング、反応性蒸着などあらゆる種類の物理蒸着法によって、および熱化学気相成長法（ＣＶＤ）、光アシスト型化学気相成長法（ＰＡＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）などあらゆる種類の化学蒸着法によって、施されうる。
【００１９】
有機層は、スピンコーティング、スロットダイコーティング、キスコーティング、ホットメルトコーティング、スプレーコーティングなどあらゆる種類の塗膜手法によって、およびインクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、ロータリスクリーン印刷などあらゆる種類の印刷手法によって、施されうる。
【００２０】
上記および他の側面について、図面を参照しながらより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による封入型電子装置の第１の実施形態を示す。
【図１Ａ】基板上に複数存在する本発明による封入型電子装置を示す。
【図２Ａ】本発明による封入型電子装置の製造方法の一ステップを示す。
【図２Ｂ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｃ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｄ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｅ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｆ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｇ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｈ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｉ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｊ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図２Ｋ】本発明による封入型電子装置の製造方法の別のステップを示す。
【図３】本発明による封入型電子装置の第２の実施形態を示す。
【図４】本発明による封入型電子装置の第３の実施形態を示す。
【図５Ａ】本発明による封入型電子装置の第４の実施形態を示す。
【図５Ｂ】本発明による封入型電子装置の第４の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の詳細な説明においては、本発明の完全な理解をもたらすために、具体的な詳細が多数示されている。ただし、当業者は、これらの具体的な詳細なしでも本発明を実施しうることを理解されるであろう。また、本発明の諸側面が曖昧にならないように、周知の方法、手順、および構成要素は詳細に説明していない。
【００２３】
次に、本発明の実施形態が示されている添付図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。ただし、この発明は多くの異なる形態で具現化されうるものであり、本願明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示を詳細かつ完全にし、本発明の範囲が当業者に十分に伝えられるように提供されている。これらの図面においては、分かり易くするために、各層および各領域のサイズおよび相対サイズが誇張されている場合もある。本願明細書においては、本発明の理想的な実施形態（および過渡段階の構造）を模式的に示す断面図を参照しながら本発明の実施形態を説明する。したがって、これらの図の形状からの変形例も、例えば製造手法および／または公差の結果として、予想される。したがって、本発明の実施形態は、本願明細書に示されている特定の領域形状に限定されると解釈されるべきではなく、例えば製造の結果としての形状の逸脱も含むものとする。したがって、各図に示されている領域は本質的に模式的であり、それぞれの形状は装置の領域の実際の形状を示すものではなく、本発明の範囲を制限するものでもない。
【００２４】
ある要素または層が別の要素または層「の上に存在する」、「に接続される」、または「に結合される」と言われるときは、その要素はもう一方の要素の上に直接存在するか、直接接続されるか、直接結合されるか、あるいは介在する要素または層が存在しうることを理解されるであろう。対照的に、ある要素が別の要素または層「の上に直接存在する」、「に直接接続される」、または「に直接結合される」と言われるときは、介在する要素または層は存在しない。同様の参照番号は全体を通して同様の要素を指す。本願明細書で使用されている用語「および／または」は、対応する列挙項目のうちの１つ以上の何れかの、およびあらゆる、組み合わせを含む。
【００２５】
本願明細書においては、第１、第２、第３などの用語がさまざまな要素、成分、領域、層、および／または部分を説明するために用いられていることもあるが、これらの要素、成分、領域、層、および／または部分はこれらの用語によって制限されるべきものではないことを理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素、成分、領域、層、または部分を別の領域、層または部分から区別するためにのみ用いられている。したがって、以下に述べる第１の要素、成分、領域、層、または部分は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、成分、領域、層または部分と呼ぶこともできる。
【００２６】
本願明細書においては、各図に示されているような１つの要素または特徴と別の要素（単数または複数）または特徴（単数または複数）との関係を説明するために「の下に」、「の下方に」、「下側の」、「の上方に」、「上側の」などの空間的に相対的な用語が記述を容易にするために用いられることもある。これらの空間的に相対的な用語は、図に示されている向きに加え、使用中または動作中の装置のさまざまな向きを包含することを理解されるであろう。例えば、図中の装置を反転させた場合、他の要素または特徴「の下方に」または「の下に」にあると記載されている要素は、他の要素または特徴「の上方に」向けられるであろう。したがって、例えば「の下方に」という用語は、上方および下方の両方の向きを包含可能である。装置は他の向き（９０度の回転または他の向き）にすることも可能であり、本願明細書で用いられている空間的に相対的な記述子を相応に解釈することも可能である。
【００２７】
特に定義されていない限り、本願明細書で用いられている（技術および科学用語を含む）あらゆる用語は、この発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。さらに、一般に使用されている辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈においてその意味と矛盾しない意味を有するものと解釈されるべきであり、本願明細書に明示的に定義されていない限り、理想化した、または過度に形式張った、意味では解釈されないことを理解されるであろう。矛盾する場合は、定義を含め、本願明細書が優先する。また、材料、方法、および例は例示に過ぎず、限定を意図したものではない。
【００２８】
図１は、本発明による方法によって得られる封入型電子装置の一例を示す。
【００２９】
この封入型電子装置は、第１のバリア構造２０と第２のバリア構造３０との間に封入された電子装置１０を備える。
【００３０】
より具体的には、第１のバリア構造２０は少なくとも１つの無機層２４と少なくとも１つの有機層２３とを備える。同様に、第２のバリア構造３０は、少なくとも１つの無機層３１と少なくとも１つの有機層３２とを備える。第１のバリア構造２０の少なくとも１つの無機層２４と第２のバリア構造３０の少なくとも１つの無機層３１とは、電子装置１０が占める領域Ａの外側で互いに接触する。有機層は、水分ゲッターを備えうる。この目的のために適切な有機材料として、以下が挙げられるが、これだけに限定されるものではない。
−  （ポリ）アルコキシシラン類（３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  （ポリ）イソシアネート類（ポリ［（フェニルイソシアネート）−ｃｏ−ホルムアルデヒド］が例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  （ポリ）オキサゾリジン類（３−エチル−２−メチル−２−（３−メチルブチル）−ｌ，３−オキサゾリジン（Ｚｏｌｄｉｎｅ（登録商標）ＭＳ−ＰＬＵＳ）が例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  （ポリ）無水物類、
−  （ポリ）シアノアクリレート類、
−  直鎖多糖類（多糖類、セルロース、ヒドロキシエチルセルロースが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  環状多糖類（シクロデキストリン類が例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）。
【００３１】
適切な無機水分ゲッターとして、以下が挙げられるが、これだけに限定されるものではない。
−  希土類金属類（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  希土類金属酸化物類（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  アルカリ土類金属類（Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  アルカリ土類金属酸化物類（ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  遷移金属類（Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  遷移金属酸化物類（ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  酸化ホウ素、
−  ＳｉＣｌ４、ＷＣｌ６、ＺｒＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＣｏＣｌ２などの高原子価の金属塩化物類、
−  Ｐ２Ｏ５、
−  水素添加された非晶質炭化ケイ素、
−  セシウム塩類（ＣｓＦが例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  ランタニド塩類（ＬａＦ３が例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  ケイ酸塩、
−  アルミナ、
−  配位数６の金属類の有機金属錯体類、
−  ゼオライト類（分子篩が例として挙げられるが、これだけに限定されるものではない）、
−  粘土乾燥剤類。
【００３２】
無機ゲッター材料は、粒子として有機層に設けられることが好ましい。特に、ＣａＯまたはＭｇＯ粒子がこの目的のために適切である。
【００３３】
図示の実施形態において、第１のバリア構造２０は、第１の無機層２２と、少なくとも１つの有機層を形成する第１の有機層２３と、少なくとも１つの無機層を形成する第２の無機層２４とを備える。第１の有機層２３は、第１および第２の無機層２２、２４の間に配置される。
【００３４】
同様に、第２のバリア構造３０は、少なくとも１つの無機層を形成する第３の無機層３１と、少なくとも１つの有機層を形成する第２の有機層３２と、第４の無機層３３とを備える。第２の有機層３２は、第３および第４の無機層３１、３３の間に配置される。
【００３５】
図示の実施形態においては、追加の有機層２１が少なくとも一方のバリア構造２０の電子装置１０から遠い方の側に施される。さらに、積層体１０、２０、３０を基板から剥離するための剥離層５１が設けられる。
【００３６】
この電子装置は、例えば、照明および表示装置用の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、薄膜電池、薄膜有機太陽電池、エレクトロクロミック箔、または電気泳動表示装置である。
【００３７】
無機層の透湿度は、多くて１０−４ｇ．ｍ−２．ｄａｙ−１である。
【００３８】
有機層は、架橋（熱硬化性）材料、エラストマー、線状ポリマー、または分岐または多分岐ポリマー系、あるいは上記の何れかの組み合わせから用意してもよく、場合によっては、光の透過を引き続き保証するに十分な程サイズが小さい無機粒子を充填してもよい。材料は、溶液から加工するか、または１００％固体材料として加工する。硬化または乾燥は、例えば、感光性または感熱性のラジカルまたは超酸開始剤を用いて適切に調製された、あるいは純粋な、湿潤材料にＵＶ光、可視光、赤外光または熱、Ｅビーム、ｇ線類、あるいは上記の何れかの組み合わせを照射することによって行いうる。有機層の材料は、比透湿度が低く、疎水性が高いことが好ましい。適切な架橋（熱硬化）系の例として、脂肪族または芳香族エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、飽和炭化水素アクリレート類、エポキシド類、エポキシド−アミン系、エポキシド−カルボン酸の組み合わせ、オキセタン類、ビニルエーテル類、ビニル誘導体類、およびチオレン系の何れか単一あるいは何れかの組み合わせが挙げられる。エラストマー材料の適切な例は、ポリシロキサン類である。適切な分岐ポリマー系または線状ポリマー系の例として、ポリアクリレート類、ポリエステル類、ポリエーテル類、ポリプロピレン類、ポリエチレン類、ポリブタジエン類、ポリノルボルネン、環状オレフィンコポリマー類、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレンの何れか単一あるいは何れかのコポリマーまたは物理的組み合わせが挙げられる。有機層は、０．１〜１００μｍの間の厚さ、好ましくは５と５０μｍの間の厚さ、を有しうる。
【００３９】
無機層（単数または複数）は、如何なるセラミックでもよく、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの金属酸化物、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの金属窒化物、炭化ケイ素などのカーバイド、オキシ窒化金属、例えば窒化酸化ケイ素、あるいは金属オキシカーバイド類、金属炭窒化物類、金属酸炭窒化物類など何れか他の組み合わせが挙げられるが、これだけに限定されるものではない。電子装置が光学機能を有する場合は、少なくとも一方の側（下地またはカバー）がほぼ透明なセラミックであると適切である。したがって、適切な材料は、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ、Ｉｎ２０３＋ＳｎＯ２）、（ＳｉＣ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、およびこれらの組み合わせである。
【００４０】
無機層（単数または複数）の厚さは、実際には有機層より大幅に薄い。無機層の厚さは、１０から１０００ｎｍの範囲内、好ましくは１００から３００ｎｍの範囲内、にする必要がある。
【００４１】
第１および第２のバリア層の合計厚さは少なくとも５０μｍであることが好ましい。５０μｍより大幅に薄いと、例えば２０μｍであると、得られた封入型電子装置が極めて壊れやすい。厚さの合計は５００μｍ未満であることが好ましい。厚さがこれより大幅に厚いと、例えば１ｍｍであると、製品の可撓性が損われる。
【００４２】
次に、本発明による封入型装置の製造方法を図２Ａ〜２Ｋを参照しながら説明する。図２Ａ〜２Ｋは、本方法のステップＳ１〜Ｓ１１をそれぞれ示す。
【００４３】
図２Ａに示されているステップＳ１において、基板５０が設けられる。本発明によると、基板は無機材料から成る。この無機材料は、例えば、セラミック材料、ガラス、または金属を含みうる。ステップ２Ｂにおいて、剥離層５１が基板に施される。有機層を施すための上記方法は、この目的のために適切である。
【００４４】
剥離層は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの有機シリカ系ポリマーを含んでもよいが、製造中に基板５０への被加工品の十分な付着をもたらし、完成後に被加工品の容易な剥離を可能にする別の成分を代わりに含んでもよい。驚くべきことに、ＯＬＥＤ装置のＰＥＤＯＴおよびＬＥＰのような活性層に用いられる材料もこの目的のために適切であることが分かった。完成した製品を基板５０から剥離するとき、剥離層５１は製品に付けたままでもよいが、基板５０に付けたままでもよい。剥離層を基板に付けたままにする場合、剥離層を再利用することも除去することもできる。
【００４５】
ステップＳ３からＳ５において、第１のバリア構造２０を剥離層に施す。図示の実施形態において、これらのステップは、
第１の無機層２２を施すステップＳ４と、
第１の有機層２３を第１の無機層２２に施すステップＳ５と、
第２の無機層２４を第１の有機層２３に施すステップＳ６と、
を含む。
【００４６】
この場合、追加の有機層２１を剥離層５１に施す追加のステップＳ３がステップＳ４に先行するため、第１の無機層２２は第１の有機層２１に施される。
【００４７】
ステップＳ７において有機薄膜電子装置が構築される。このような装置、例えばＯＬＥＤ、ＯＦＥＴ、有機太陽電池など、の構築自体は当業者に周知であるので、ここでは詳細に説明しない。
【００４８】
ステップＳ８からＳ９では、第２のバリア構造３０を有機薄膜電子装置の上に加える。
【００４９】
これらのステップは、
第３の無機層３１を施すステップＳ８と、
第２の有機層３２を第３の無機層３１に施すステップＳ９と、
第４の無機層３３を第１の有機層３２に施すステップＳ１０と、
を含む。
【００５０】
図２Ｋに示す次のステップＳ１１においては、これまでのステップで形成された製品を基板５０から剥離する。これにより、図１に示すような封入型電子装置が得られる。図１Ａに示すように、さらなる装置を単一の基板５０上に構築することもできる。
【００５１】
簡潔にするために、各図には電子装置１０を外部導体に電気的に接続する方法は示されていない。電子装置への導電体は、例えば連続する無機層２４、２１の間にモリブデン被膜付きのアルミニウム導体として設けられることが好ましい。モリブデン被膜はそこで付着層として機能する。上記の方法によると、この導電体を施すステップは、ステップＳ７およびＳ８の間に加えることができる。一代替実施形態においては、外部導体への電気的接続を後で、例えばステップ２Ｋの後で、設ける。これは、電子装置の複数の電気コネクタに向けて少なくとも１つのバリア層を貫通するそれぞれの孔を穿孔し、これらの孔に導電性材料を充填することによって可能である。
【００５２】
代表的な例として、ＵＶ硬化性ポリマー剥離層をガラス基板上に形成した。硬化後、窒化ケイ素層／有機層／窒化ケイ素層を連続して含むバリア構造を施した。バリア構造の上にＩＴＯ陽極と、ＰＥＤＯＴ層と、発光ポリマー層と、Ｃａ−Ａｌ陰極とを含むＯＬＥＤを堆積させた。ＯＬＥＤを別の窒化ケイ素／有機／窒化ケイ素バリア構造によって封入し、最後に第１の剥離層と厚さが等しい別のＵＶ硬化層を施し硬化した。これにより、得られた装置は完全に対称形である。また、上記別のＵＶ硬化層は引っ掻き傷防止層として役立つ。
【００５３】
次に、封入されたＯＬＥＤを含む積層体全体をガラス基板から剥ぎ取ると、基本的に応力のない高可撓性の装置が得られる。一例として、１５０ｎｍと３００ｎｍの間の範囲内の厚さを有するＳｉＮ無機層をＰＥＶＣＤ反応器内でシラン−アンモニアプロセスによって施した。２０ｕｍと５０ｕｍの範囲内の厚さを有するアクリレートから成る複数の有機層をスピンコーティングによって施した。さらに、ＩＴＯ陽極は１３０ｎｍの範囲内の厚さと２０オームスクエアのシート抵抗とを有した。ＰＥＤＯＴ層は、１００ｎｍの厚さを有し、１１０℃で乾燥させた。ＬＥＰ層は８０ｎｍの厚さを有し、陰極はＢａの厚さが５ｎｍのＢａ層とＡｌの厚さが１００ｎｍのＡｌ層とを備えた（後者は蒸着された）。
【００５４】
図３は、本発明による封入型電子装置の好適な一実施形態を示す。この図において、図１に対応する部分は図１の参照符号より１００大きい参照符号を有する。封入型電子装置、すなわちこの図に示すＯＬＥＤ、は、少なくとも一方のバリア構造の電子装置から遠い方の側に設けられた追加のパターン付き有機層１２１を備える。追加の有機層のパターンは、ＯＬＥＤの光外部結合を向上させるマイクロレンズの配列を形成する。この実施形態において、追加の有機層１２１は剥離層であり、この図のパターンは、図２Ａ〜２Ｋに示されている製造ステップ中に相補パターンを有する基板５０を用いて得られた。図３に破線で示されているように、第２のバリア構造１３０は追加の有機層１３４を含みうる。これにより、第１および第２のバリア構造１２０、１３０がほぼ等しい厚さになる。
【００５５】
図４は、第２の好適な実施形態を示す。この図において、図１に対応する部分は図１の参照符号より２００大きい参照符号を有する。図２においては、図２Ｂおよび図２Ｃにそれぞれ示されているようにステップＳ２およびＳ３の間に、パターン付きの面を基板５０から遠い方の側に向けて剥離層２５１が設けられる。第１の無機層２２２はこのパターンに追従する。これにより、マイクロレンズのパターンが２つの有機層２５１、２２３の間に得られる。
【００５６】
さらに別の実施形態が図５Ａおよび図５Ｂに示されている。これらの図において、図１に対応する部分は図１の参照符号より３００大きい参照符号を有する。この実施形態において、追加の有機層３５１は光学的に活性な粒子３５５、ここでは散乱粒子、を含む。散乱粒子３５１は、屈折率が低い（１．５〜１．６）有機母材に対して相対的に高い（例えば２を超える）屈折率を有する。散乱粒子は、例えばチタニア（ＴｉＯ２）またはジルコニア（ＺｒＯ２）粒子から成る。
【００５７】
粒子３５５の機能は図５Ｂに示されている。位置「ａ」においてＯＬＥＤの活性層からある角度分布で光が放出される。光線は「ｂ」において粒子散乱体に衝突し、後方散乱されて点「ｃ」に達する。「ｃ」はＯＬＥＤの活性層、例えば酸化インジウムスズ層（ＩＴＯ）、の表面である。光線は点「ｃ」において反射されるが、ＯＬＥＤの反射能が有限であることから減衰もする。次に、光線は点「ｄ」に移動し、再度散乱し、最上部の空気−ガラス界面の点「ｅ」に臨界角を超える入射角で到達し、内部全反射を受ける。光線は後方反射されて散乱粒子（「ｆ」）に到達し、空気基板界面（点「ｇ」）に向けて後方散乱される。このとき、入射角は臨界角より小さいため、光線は界面を横切って送出される。
【００５８】
あるいは、追加の層３５１内の光学的に活性な粒子３５５はマイクロレンズでもよい。光学的に活性な粒子の分布および形状を選択することによって、ＯＬＥＤから放出される光の分布を制御することもできる。マイクロレンズのために選択される材料は、マイクロレンズが装置内のどの位置に配置されるかにより異なる。例えば、最も外側の基板領域においては、マイクロレンズの屈折率をマイクロレンズ層に隣接する層の屈折率より小さくし、空気の屈折率に近づける必要がある。マイクロレンズを例えば層３２３または層３３２のポリマー母材に配置する場合は、マイクロレンズの屈折率をより大きくしてもよい。成形レンズの場合は、レンズを有機母材に埋め込むことも／またはソフトリソグラフィーなどによって成形することも、あるいは最上部に配置して次の無機層を追従させることもできる。この場合、レンズの屈折率は有機層と同じでも異なってもよい。
【００５９】
マイクロレンズは主に、空気−基板境界で入射する内部全反射光のための脱出円錐を広げる。マイクロレンズは、マイクロキャビティまたは他の望ましくない光学的寄生効果を導入せずに、単に光の方向を変える。基板の臨界角より大きい角度での光の取り出しが増大される。マイクロレンズの高さは１ｕｍから１００ｕｍまでの範囲でもよく、平面サイズはＯＬＥＤから出射される可視光の最大波長に匹敵するかこれより大きく、ＯＬＥＤ領域（例えば１ｕｍから５０ｕｍまでの範囲）より小さい。マイクロレンズの密度は、そのサイズに応じて、１平方ミリメートル当たり５０００個から約１，０００，０００個の間で変動させることができる。マイクロレンズの形状は、マイクロレンズが角度依存性または異方性を導入しないように加工される。マイクロレンズは半球形の形状を有してもよいが、代わりに胴体が錐体などの多面体の形状を有することもできる。
【００６０】
用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えた／含んだ（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は本願明細書で使用された場合、記載されている特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または成分の存在を示すものであるが、他の１つ以上の特徴、整数、ステップ、動作、要素、成分、および／またはこれらの群の存在または追加を排除するものではないことを理解されるであろう。特許請求の範囲においては、単語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、他の要素またはステップを排除せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数を排除しない。単一の構成要素または他のユニットは、特許請求の範囲に記載されているいくつかの項目の機能を満たしうる。特定の措置が互いに異なる複数の請求項に記載されているというだけでは、これらの措置の組み合わせを都合よく使用することができないということを示すものではない。請求項内の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００６１】
さらに、明示的に記載されていない限り、「または（ｏｒ）」は包括的論理和を示し、排他的論理和を示さない。例えば、ＡまたはＢ（Ａ  ｏｒ  Ｂ）という条件は、Ａが真であり（または存在し）かつＢが偽である（または存在しない）場合と、Ａが偽であり（または存在しない）かつＢが真である（または存在する）場合と、ＡおよびＢの両方が真である（または存在する）場合の何れにおいても満たされる。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図２Ｋ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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