(57)【要約】加熱処理ステップを実行することなく、装置を密封シーリングする方法、およびこの密封シールされた装置が開示される。この方法は、（１）未封入の装置を、堆積装置に対して所望の位置に設置するステップ、および（２）堆積装置を用いて、シーリング材料を未封入の装置の少なくとも１部の上に堆積させ、堆積後の加熱処理ステップを実行する必要なく、密封シールされた装置を形成するステップ、を含む。例えば、このシーリング材料は、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料、または低液相線温度無機材料とすることができる。
2011513916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置を密封シーリングする方法であって、該方法が、
未封入の装置を、堆積装置に対して所望の位置に設置するステップ、
前記堆積装置を用いて、Ｓｎ2+含有無機酸化物シーリング材料を前記未封入の装置の少なくとも１部の上に堆積させ、堆積後の加熱処理ステップを実行せずに、密封シールされた装置を形成するステップ、
を含み、かつ、
前記Ｓｎ2+含有無機酸化物シーリング材料が、
Ｓｎ（５９〜８９重量％）、
Ｐ（０〜１３重量％）、
Ｏ（６〜２５重量％）、および、
Ｆ（０〜１２重量％）、
の組成を有していることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記Ｓｎ2+含有無機酸化物シーリング材料を前記装置の上に堆積させる前に、前記装置を冷却するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記堆積されたＳｎ2+含有無機酸化物シーリング材料の厚さが２μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記密封シールされた装置を形成するステップが、ＲＦスパッタリングプロセスを利用して、前記Ｓｎ2+含有無機酸化物シーリング材料を前記装置上に約５Å／秒から７５Å／秒の範囲の堆積速度で堆積させるステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記密封シールされた装置の酸素透過度が０．０１ｃｃ／ｍ2／ａｔｍ／日未満であり、かつ該装置の水透過度が０．０１ｇ／ｍ2／日未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、
基板プレート、
少なくとも１つの有機発光ダイオード、および、
Ｓｎ（５９〜８９重量％）、
Ｐ（０〜１３重量％）、
Ｏ（６〜２５重量％）、
Ｆ（０〜１２重量％）、
の組成を有している、非加熱処理されたＳｎ2+含有無機酸化物シーリング材料、
を備え、かつ、
前記少なくとも１つの有機発光ダイオードが、前記非加熱処理されたＳｎ2+含有無機酸化物シーリング材料と前記基板プレートとの間で密封シールされていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２００８年２月２８日に出願された米国特許出願第１２／０７２７８４号の優先権の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、加熱処理ステップの実行を必要とすることなく、装置を密封シーリングする方法、およびその結果として得られる密封シールされた装置に関する。密封シールされる装置の例としては、発光装置（有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置など）、光起電装置、薄膜センサ、エバネッセント導波路センサ、食品容器、および薬品容器が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
酸素および／または水が被積層材料や被封入材料を通過して移動すること、そして続いてそれらが装置内部の材料を侵すことは、多くの装置に関連する、より一般的な劣化過程の２つを表すものである。この多くの装置としては、例えば、発光装置（ＯＬＥＤ装置）、薄膜センサ、エバネッセント導波路センサ、食品容器、および薬品容器が挙げられる。
【０００４】
酸素や水のＯＬＥＤ装置内への浸透が最小限に抑えられなければ、装置の動作寿命は大幅に制限されることになる。その結果、ＯＬＥＤ装置がＬＣＤディスプレイなどの従来の装置の技術に追い付くために一般に必要であると考えられているレベルである４００００時間に、ＯＬＥＤの動作寿命を向かわせるのを促進するよう、ＯＬＥＤ装置内への酸素や水の浸透を最小限に抑えるためのかなりの努力がなされてきた。
【０００５】
ＯＬＥＤ装置の耐用年数の延長を促進するためにこれまでに行われた、より顕著な努力としては、ゲッタリング、封入、および種々のシーリング技術の使用が挙げられる。実際、現在ＯＬＥＤ装置をシーリングする一般的なやり方の１つは、様々な種類のエポキシ、無機材料、および／または有機材料を適用かつ熱処理（または紫外線処理）して、ＯＬＥＤ装置にシールを形成するものである。例えば、バイテックス・システムズ（Vitex Systems）はBarix（登録商標）というブランド名のコーティングを製造および販売しているが、これは無機材料と有機材料が交互に並ぶ層を使用してＯＬＥＤ装置をシールする、複合材料ベースの手法である。こういった種類のシールはある程度の密封作用を提供するが、非常に高価である可能性があるし、ＯＬＥＤ装置内に酸素および水が拡散するのを防ぐことが徐々にできなくなってしまった事例が依然として多く存在している。
【０００６】
このシーリングの問題に対処するために、本発明の譲受人は、ＯＬＥＤ装置（または他の種類の装置）を密封シールするために用いることができる、いくつかの様々なシーリング技術およびシーリング材料を開発してきた（特許文献１、特許文献２、および特許文献３を参照されたい）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第１１／２０７，６９１号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１１／８０３，５１２号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１１／８２０，８５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらのシーリング技術およびシーリング材料は、ＯＬＥＤ装置（または他の種類の装置）を密封シールするのによく機能するが、より効果的にＯＬＥＤ装置（または他の種類の装置）を密封シールできるように、これらのシーリング技術やシーリング材料を改良したいという要望が依然として存在していた。この特定の要求および他の要求が、本発明によって満たされた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様において、本発明は装置を密封シーリングする方法を含み、この方法は、（１）未封入の装置を、堆積装置に対して所望の位置に設置するステップ、および（２）堆積装置を用いて、シーリング材料を未封入の装置の少なくとも１部の上に堆積させ、堆積後の加熱処理ステップを実行する必要なく、密封シールされた装置を形成するステップ、を含む。一実施の形態において、このシーリング材料は、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料、または低液相線温度無機材料である。
【００１０】
別の態様において、本発明は装置を含み、この装置は、基板プレート、少なくとも１つの部品、および非加熱処理されたシーリング材料を備え、この少なくとも１つの部品は、非加熱処理されたシーリング材料と基板プレートとの間で密封シールされている。一実施の形態において、このシーリング材料は、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料、または低液相線温度無機材料である。
【００１１】
さらに別の態様において、本発明は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置を含み、このＯＬＥＤ装置は、基板プレート、少なくとも１つの有機発光ダイオード、および非加熱処理されたシーリング材料を備え、この少なくとも１つの有機発光ダイオードは、非加熱処理されたシーリング材料と基板プレートとの間で密封シールされている。一実施の形態において、このシーリング材料は、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料、または低液相線温度無機材料である。
【００１２】
本発明のさらなる態様は、以下の詳細な説明、図面および任意の続く請求項の中である程度は明らかにされ、そしてある程度は詳細な説明から導かれるであろうし、あるいは本発明を実施することにより認識できるであろう。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単に例示的かつ説明的なものであり、開示される本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１３】
以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照すると、本発明のより完全な理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による、密封シールされた装置の断面側面図
【図２】本発明による、加熱処理を実行せずに装置を密封シーリングする方法のステップを示すフローチャート
【図３】本発明の非加熱処理シーリング方法により、カルシウムパッチを作製し、次いでカルシウムパッチ上にシーリング材料を堆積させる（実験用装置）ために用いられた、単一真空チャンバを示す図
【図４】非加熱処理でシールされたカルシウムパッチの密封性を試験するために用いられた、８５℃／８５％の加速劣化チャンバ／炉のブロック図
【図５】非加熱処理でシールされたカルシウムパッチの写真を、８５℃／８５％の加速劣化チャンバ／炉内に入れられていた時間の順に示したものであり、非加熱処理でシールされたカルシウムパッチが酸素や水分の浸透を抑制できた程度を示す一連の写真
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜２を参照すると、本発明により密封シールされた装置１００の断面側面図と、この密封シールされた装置１００を製造するために用いられる非加熱処理シーリング方法２００のフローチャートがそれぞれ示されている。図１に示すように、非加熱処理で密封シールされた装置１００は、支持体／基板１０６上に位置付けられた１以上の内部層／部品１０４を封入および密封シールするために堆積された、シーリング材料１０２（例えば、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２または低液相線温度（ＬＬＴ）無機材料１０２）を含む。
【００１６】
非加熱処理シーリング方法２００は、未封入の装置１０４および１０６を堆積装置（例えば、図３に関連して以下で論じられる堆積装置３００を参照）に対して所望の位置に置く設置ステップ２０２を含む。随意的に、大きな微粒子の存在によって未封入の装置１０４および１０６が汚染されるようなことができる限りないように清浄プロセスを実行する、清浄環境（またはクリーンルーム）内に、この堆積装置を位置付けてもよい。使用し得る清浄環境またはクリーンルームの具体的な種類は、装置１００の種類（およびその表面寸法）、および堆積されたシーリング材料１０２の最終的な厚さに依存する。例えば、清浄環境またはクリーンルームは、装置１００上シーリング材料１０２の最終的な厚さより大きい寸法を有し、その雰囲気中に確実に微粒子が存在しない（あるいはほとんど存在しない）ように設計し得る。使用できる様々な種類のクリーンルームについての詳細な論考は、業界標準、すなわち（１）「クリーンルームおよび作業場要件、制御環境（"Cleanroom and Work Station Requirements, Controlled Environments"）」と題された１９９２年の米国連邦規格２０９、および（２）国際標準化機構技術委員会２０９（International Standards Organization TC209）、の中で提供される。この２つの標準の内容は、ここで参照することにより本書に組み込まれる。
【００１７】
非加熱処理シーリング方法２００は随意的な冷却ステップ２０４を有し、このステップでは、未封入装置１０４および１０６の、支持体／基板１０６、および場合によっては内部層／部品１０４が、（例えば）好適には１５℃未満、より好適には１０℃未満、さらに好適には１℃未満の温度に冷却される。随意的な冷却ステップ２０４を実行する利点は、未封入装置１０４および１０６を冷却すると、シーリング材料１０２を未封入装置１０４および１０６上に堆積し得る速度を増加させることができ、そのため装置１００の密封シールに要する時間が削減されることである。これは、大量操業を望む場合や、密封シールされた装置１００を多数製造したいときに重要である。この随意的な冷却ステップ２０４についてのより詳細な論考に関しては、２００７年６月２１に出願された「装置の密封シールに要する時間を削減するシーリング技術、およびこの密封シールされた装置（Sealing Technique for Decreasing the Time it Takes to Hermetically Seal a Device and the Resulting Hermetically Sealed Device）」と題された、前述の特許文献３を参照されたい。
【００１８】
さらに、非加熱処理シーリング方法２００は、堆積装置を用いてシーリング材料１０２（Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２またはＬＬＴ材料１０２など）を、支持体／基板１０６の上に位置付けられた内部層／部品１０４上に堆積させて密封シールされた装置１００を形成する、堆積ステップ２０６を有する。一実施の形態において、シーリング材料１０２は、内部層／部品１０４および支持体／基板１０６の上に、（例えば）好適には〜５Å／秒、より好適には〜２５Å／秒、さらに好適には〜７５Å／秒の堆積速度で堆積させることができる。さらに、シーリング材料１０２は種々のプロセスの任意の１つを用いて堆積させることができ、例えば、スパッタリング、フラッシュ蒸発、吹付け、流し込み、フリット堆積、蒸着、浸漬被覆、塗装、圧延（例えばシーリング材料１０２の膜を用いる）、スピンコーティング、同時蒸着法、スートガンスプレー法（soot gun spraying process）、反応性スパッタリング法、マグネトロン高周波（ＲＦ）スパッタリング法、レーザアブレーション法、あるいは任意のこれらの組合せ、が挙げられる。
【００１９】
所望であれば、全シーリングプロセス２００を通じて確実に水および酸素のない状態を維持するのを助けるために、堆積ステップ２０６を不活性雰囲気または真空で実行することができる。このような処理環境は、密封シールされた装置１００内に位置付けられ得る（例えば）有機エレクトロニクス１０４を、確実に頑強で長寿命なものとするのを助けるであろう。非加熱処理シーリング方法２００の重要な態様は、密封シールされた装置１００を作るために、堆積後の加熱処理ステップが必要とされないものである。非加熱処理シーリング方法２００の使用に関する利点については、密封シールされたＯＬＥＤ装置１００と関連して以下で説明する。
【００２０】
非加熱処理されたシーリング材料１０２（Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２およびＬＬＴ材料１０２）により保護できる様々な装置１００の例としては、発光装置（ＯＬＥＤ装置など）、光起電装置、薄膜センサ、エバネッセント導波路センサ、食品容器、および薬品容器が挙げられる。装置１００がＯＬＥＤ装置１００である場合には、内部層１０４は陰極およびエレクトロルミネッセンス材料を含み、これが基板１０６上に有機発光ダイオード１０４を形成する。有機発光ダイオード１０４は、例えば１００〜１２５℃を超えて加熱されると損傷される可能性がある。したがって、シーリング方法２００において加熱処理ステップを使用する必要がないことは非常に望ましいことである。
【００２１】
非加熱処理シーリング方法２００の実施を助けるため、装置１００の封入および密封シールに使用されるシーリング材料１０２は、ＬＬＴ無機材料１０２またはＳｎ2+含有無機酸化物材料１０２であることが好ましい。これらのシーリング材料１０２については以下で説明するが、このシーリング材料についてのより詳細な論考に関しては、同一出願人による同時係属の特許文献１および特許文献２を参照されたい。
【００２２】
ＬＬＴ材料１０２は非加熱処理シーリング方法２００において有用であるが、これはこの種の材料を、気孔のない膜を装置１００上で形成するように適用することができるためである。一実施の形態において、ＬＬＴ材料１０２は１０００℃以下（より好適には６００℃以下、さらに好適には４００℃以下）の低い液相線温度を有する。ＬＬＴ材料１０２としては、例えば、スズ−フルオロリン酸塩ガラス、タングステン添加スズ−フルオロリン酸塩ガラス、カルコゲナイドガラス、テルライトガラス、ホウ酸塩ガラスおよびリン酸塩ガラス（例えば、アルカリＺｎまたはＳｎＺｎピロリン酸塩）などのガラスを含むことができる。例示的なスズ−フルオロリン酸塩ガラスは以下のような組成を有する。すなわち、Ｓｎ（２０〜８５重量％）、Ｐ（２〜２０重量％）、Ｏ（１０〜３６重量％）、Ｆ（１０〜３６重量％）、Ｎｂ（０〜５重量％）、およびＳｎ＋Ｐ＋Ｏ＋Ｆの合計が少なくとも７５％を占める（溶融された粉末ターゲットまたはスパッタされる圧縮粉末ターゲットでもよい）。これらのＬＬＴ材料１０２は、（例えば）以下に示すようないくつかの様々な理由により望ましい。
【００２３】
・ＬＬＴ材料１０２は、重金属や他の環境面で望ましくない材料を有さないものとすることができる。
【００２４】
・ＬＬＴ材料１０２は、耐久性があり、かつ８５℃の水に浸漬されたときに低溶出率を示すことができる。
【００２５】
・ＬＬＴ材料１０２は、色素分子を含有することができ、かつ８ｍＭ（４．８×１０18cm-3）のレベルまで添加させることができる。
【００２６】
・ＬＬＴリン酸塩ガラスのヘリウム透過係数は、溶融シリカのものよりも４〜５桁小さい。
【００２７】
代わりに、タングステン添加スズ−フルオロリン酸塩ガラスという名の別のＬＬＴ材料１０２をこの非加熱処理シーリング方法２００に使用し得る可能性がある。この材料については、同一出願人による米国特許出願第１１／５４４，２６２号明細書（その内容は参照することにより本書に組み込まれる）に開示されている。例示的なタングステン添加スズ−フルオロリン酸塩ガラスの組成は、Ｓｎ（５５〜７５重量％）、Ｐ（４〜１４重量％）、Ｏ（６〜２４重量％）、Ｆ（４〜２２重量％）、およびＷ（０．１５〜１５重量％）である。
【００２８】
Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２は非加熱処理シーリング方法２００において有用であるが、これはこの種の材料が、装置１００を保護する密封封入コーティングを形成する能力を有しているためである。一実施の形態において、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２の組成は、モル範囲でＳｎＯが３６〜１００％、ＳｎＦ2が０〜４５％、Ｐ2Ｏ5が０〜２８％であり、これは成分の重量パーセントにすると、Ｓｎが５９〜８９重量％、Ｐが０〜１３重量％、Ｏが６〜２５重量％、およびＦが０〜１２重量％におおよそ相当する。別の実施形態において、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２は、（１）ＳｎＯ、（２）ＳｎＯおよびホウ酸塩材料、（３）ＳｎＯおよびリン酸塩材料、および（４）ＳｎＯおよびホウリン酸塩材料、を含む。例えば、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２は、例えば、ＳｎＯ粉末、混合されたＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5含有粉末（例えば、８０％のＳｎＯ＋２０％のＰ2Ｏ5）、および混合されたＳｎＯ／ＢＰＯ4粉末（例えば、９０％のＳｎＯ＋１０％のＢＰＯ4）などの組成を含み得る。あるいは、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２は、溶融されて適切なスパッタリングターゲット（例えば、８０％のＳｎＯ＋２０％のＰ2Ｏ5）を形成した、混合された組成を含み得る。典型的には、Ｓｎ2+含有無機酸化物材料１０２は、５０％超の酸化第１スズ（および、より好適には７０％超の酸化第１スズ、さらに好適には８０％超の酸化第１スズ）を含む。
【００２９】
Ｓｎ（２２．４２重量％）、Ｐ（１１．４８重量％）、Ｏ（４２．４１重量％）、Ｆ（２２．６４重量％）、およびＮｂ（１．０５重量％）の組成を有し、未封入装置１０４および１０６上に堆積された、候補のスズ−フルオロリン酸塩ガラス１０２（ＬＬＴ材料１０２）のテスト結果について、図３〜５を参照して以下に論じる。この実験では、候補のスズ−フルオロリン酸塩ガラス１０２に対し、酸素および水分の浸透を抑制する程度を測定するために行われる「カルシウムパッチ」テストを行った。実験結果を論じる前に、カルシウムパッチテストをどのように設定するか、そしてどのようにして非加熱処理シーリング方法２００の実現可能性を検査するかについて説明する。
【００３０】
図３を参照すると、カルシウムパッチ１００´の調整および封入に用いられる単一真空チャンバ３００の基本的な構成要素を示す概略図が示されている。図示のように、単一真空チャンバ３００は、それぞれが個別のシャドウマスク３０４ａ、３０４ｂ、および３０４ｃと関連している、３つの蒸着ボート用電極３０２ａ、３０２ｂ、および３０２ｃを備えている。シャドウマスク３０４ａ、３０４ｂ、および３０４ｃは、プラットフォーム３０５´上に置かれた４つの基板１０６´のうちの３つの上に材料（カルシウム１０４´）を特有のパターンで蒸着させるために用いられる。単一真空チャンバ３００はさらにＲＦスパッタガン３０６を有し、このＲＦスパッタガン３０６は、候補のスズ−フルオロリン酸塩ガラス１０２´をカルシウム被覆された基板１０６´それぞれにマスク３０４ｄを通して堆積させ、この各基板１０６´を封入するために用いられる（プラットフォーム３０５´上には封入されたカルシウムパッチ１００´が１つのみ示されている）。
【００３１】
単一真空チャンバ３００はクライオポンプ（ＣＴＩ−８２００／Helix, Ma）として圧力（１０-6〜１０-5Ｔｏｒｒ；１．３３×１０-4〜１．３３×１０-3Ｐａ）で操作できるように設計された。この圧力は、蒸着プロセスに典型的な圧力であるが、ＲＦスパッタ堆積条件（〜１０-3Ｔｏｒｒ；１．３３×１０-1Ｐａ）も十分満足する。各蒸着ボート用電極３０２ａ、３０２ｂ、および３０２ｃには２つの導線３０８ａおよび３０８ｂ（この事例では銅導線３０８ａおよび３０８ｂであり、一対のみを図示した）が装備され、この導線は、８０〜１８０ワットの範囲のＤＣ電流を、カルシウムショット３１２を保持しているボート３１０へと真空３１４中で供給可能なものであった。典型的には、特定のタングステンボートの形状による実効抵抗が、カルシウム３１２（内部層１０４´を形成する）を基板１０６´上に堆積／蒸着させるために使用すべき正確なワット数を決定する。この事例では、３インチ（７．６２ｃｍ）×３／４インチ（１．９０５ｃｍ）のタングステンボート３１０を選択し、１５Å／秒の安定した堆積速度が得られた。さらに、水冷式の直径３インチ（７．６２ｃｍ）円筒状ＲＦスパッタガン３０６（Ｏｎｙｘ−３（登録商標）、Angstrom Sciences, Pa）を選択し、図３に示すように設置した。このＲＦスパッタガン３０６は、所望のＲＦ堆積条件を実現できるように、水連結部３１６、電気連結部３１８（電力供給装置３２０、フィードバック制御装置３２２、およびコンピュータ３２４と結合する）、およびアルゴン連結部３２６を有している。この所望のＲＦ堆積条件とは、３０ワットの順電力（〜１ワットの反射電力）、２０ｓｃｃｍ（３．３８×１０-2Ｐａ・ｍ3／秒）のアルゴン流漏出速度、および〜１ミリＴｏｒｒ（１．３３×１０-1Ｐａ）のアルゴン流でのチャンバ圧である。
【００３２】
カルシウム１０４を３つの基板１０６´上に堆積させるのに先立ち、カルシウムショット３１２のペレット（Alfa Aesarストック番号１０１２７、窒素パージボックス内で保管された）を３インチ（７．６２ｃｍ）×３／４インチ（１．９０５ｃｍ）のタングステンボート３１０上に置いた。各ボート３１０を２つの銅導線３０８ａおよび３０８ｂの間にしっかりと固定してジュール加熱および蒸着に必要とされるＤＣ回路を完成させた。Ｌ字状ステンシルパターンを含む３つのシャドウマスク３０４ａ、３０４ｂ、および３０４ｃを、３つの蒸着用ボート３０２ａ、３０２ｂ、および３０２ｃと、３つの基板１０６´（コーニング１７３７ガラス基板１０６´）との間に設置した。その後、単一真空チャンバ３００のカバー３２８を閉じ、１０-6〜１０-5Ｔｏｒｒ（１．３３×１０-4〜１．３３×１０-3Ｐａ）の範囲の真空が得られるまでポンピングを行った。初めに、２０ワット〜の範囲の電力を各タングステンボート３１０に約１０分間送出し、その後、電力を８０〜１２５ワットまで増加させて各４０ｎｍ厚のＬ字状カルシウムパターン１０４´を３つの基板１０６´上に堆積させ、「予備浸漬（pre-soak）」ステップを実行した。厚さ監視装置３３２および３つの蒸着用電力供給装置３３４ａ、３３４ｂ、および３３４ｃ（それぞれ蒸着ボート用電極３０２ａ、３０２ｂ、および３０２ｃと結合する）に取り付けられたコンピュータ３３０によって、カルシウムパターン１０４´の３つの基板１０６´上への堆積の制御を行った（注記：図示のプラットフォーム３０５´は、カルシウム１０４が３つの基板１０６´上に堆積された後に回転したものであり、そのため、すでに３つのカルシウム被覆基板１０６´は３つのマスク３０４ａ、３０４ｂ、および３０４ｃの真上に位置していない）。
【００３３】
カルシウムパターン１０４´を堆積させた後、ＤＣ電流を停止し、パターンが形成された基板１０６´の１つを、マスク３０４ｄ、および候補のスズ−フルオロリン酸塩ガラス１０２´を含むＲＦスパッタガン３０６、の上方の位置へと回転させた（プラットフォーム３０５´の図示の位置参照）。ＲＦスパッタガン３０６は、〜２μｍ厚の膜１０２´を１つの基板１０６´上のＬ字状カルシウムパターン１０４´上に堆積させて、封入されたカルシウムパッチ１００´を形成した。当然のことながら、このステップを繰り返すことにより全てのＬ字状カルシウムパターン１０４´を全ての基板１０６´上で封入することができた（注記：プラットフォーム３０５´上には、１つのみの封入されたカルシウムパッチ１００´、カルシウムパターン１０４´を備えた２つの基板１０６´、および１つの普通の基板１０６´が図示されている）。この実験では、３インチ（７．６２ｃｍ）のシーリングターゲットを、１Å／秒近くの範囲内となるように推定される堆積速度に調整した。ＲＦ電力、水、およびアルゴンを停止し、カバー３２８を取り除き、封入されたＬ字状カルシウムパッチ１００´をその後８５℃／８５％相対湿度テストのために移動させた。封入プロセス中、堆積後の熱処理は適用しなかった。
【００３４】
図４を参照すると、８５℃／８５％の加速劣化チャンバ／炉４００のブロック図が示されており、これを用いて、本発明の非加熱処理シーリング方法２００により作製された、１つのシールされたカルシウムパッチ１００´の密封性試験を行った。図示の封入されたカルシウムパッチ１００´は、単一真空チャンバ３００内に唯一の基板１０６´を置いて行われた実験で作製された。この得られた封入されたカルシウムパッチ１００´を次いで炉４００内に置き、固定温度８５℃および８５％の相対湿度で環境劣化に曝した（「８５／８５試験」）。封入されたカルシウムパッチ１００´内において、Ｃａ層１０４´は、最初は高反射金属鏡である。そして、水および酸素が候補のスズ−フルオロリン酸塩ガラス１０２´に浸透すると金属様のＣａ１０４´は反応して乳白色のフレーク状片（flaky crust）に変化し、これを光学的測定で定量化して、封入された装置１００´が周囲条件において理論的に動作可能であると思われる時間量を推定することができる。例えば、封入されたカルシウムパッチ１００´が炉４００の中で１０００時間耐えることができたら、その特定のシーリング材料１０２を用いてＯＬＥＤディスプレイ１００をシールすると、通常の周囲条件において少なくとも５年間動作可能であろうと考えられる。この事例では、密封シールされた装置１００の酸素透過度は０．０１ｃｃ／ｍ2／ａｔｍ／日未満、および水透過度は０．０１ｇ／ｍ2／日未満となった。封入されたカルシウム層とアルミニウム層を使用して、水蒸気や酸素が装置上の予想されるバリアを通って移動する相対速度を特徴づける旧型のカルシウムパッチテストについての詳細に関しては、同時係属の特許文献２を参照されたい。
【００３５】
図５を参照すると、非加熱処理でシールされたカルシウムパッチ１００´上の、封入されたＬ字状カルシウム層１０４´の１つを、８５℃／８５％の加速劣化チャンバ／炉４００内に入れられている様々な時間で、時系列に示した写真が示されている。図から分かるように、テスト対象のシールされたカルシウムパッチ１００´、および特に非加熱処理された候補のスズ−フルオロリン酸塩ガラス１０２´は、８５℃／８５％の加速劣化チャンバ／炉４００内に置かれていた間中、酸素および水分の浸透を抑制することができた。数字は、非加熱処理でシールされたカルシウムパッチ１００´が８５℃／８５％環境に耐えた時間を示している。同様のシステム３００を後にさらに変更し、これを使用して自社製のＯＬＥＤを作製し密封シールを成功させた。
【００３６】
非加熱処理シーリング方法２００の重要な態様は、密封シールされた装置１００を製造するために、堆積後の加熱処理ステップが必要とされないものであり、これは望ましいものである。というのも、これまでは堆積ステップ中に、堆積されたシーリング材料１０２内に欠陥（気孔など）が形成された場合、その欠陥を除去／低減するために加熱処理ステップが実行されていたが、この加熱処理を実行することによって、シールされた装置１００、特にその内部層／部品１０４が、熱によって損傷される可能性があると懸念されていたためである。このため、同時係属の特許文献１、特許文献２、および特許文献３では、特定の装置１００の熱損傷を防ぐため、この加熱処理ステップの温度を下げる試みがなされていた。実際、特許文献２では、ＳｎＯがシーリング材料１０２である場合には、加熱処理ステップを実行する必要がないと具体的に記述された。上述したように、前述のシーリング材料１０２を用いたときに熱処理ステップを行う必要がないことを示す実験を引続き行った。
【００３７】
上述したことから、本発明が密封シールされた装置１００の製造に用いられる非加熱処理シーリング方法２００に関するということは、当業者には容易に理解できるであろう。この非加熱処理シーリング方法２００は、（１）未封入装置１０４および１０６を堆積装置３００に対して所望の位置に設置するステップ、および（２）堆積装置３００を用いてシーリング材料１０２を未封入装置１０４および１０６の少なくとも１部の上に堆積させ、堆積後の加熱処理ステップを実行する必要なく、密封シールされた装置１００を形成するステップ、を含む。好適なシーリング材料１０２は、ＬＬＴ材料１０２、またはＳｎ2+含有無機酸化物材料１０２である。所望であれば、同一のまたは異なる種類のシーリング材料１０２の複数の層を、装置１００上に堆積させることができる。上述したように、この好適なシーリング材料１０２は、電子装置、食品容器、および薬品容器を含む幅広い様々な装置１００にとって共通の問題である、酸素または／および水分劣化を抑制するのに特に適している。さらに、この好適なシーリング材料１０２を用いて、化学的な能動透過に起因して装置１００に与えられる、例えば光化学的、加水分解的、および酸化的損傷を減少させることもできる。こういった特定のシーリング材料１０２を用いることによる、いくつかのさらなる利点および特徴は以下のとおりである。
【００３８】
シーリング材料１０２は、ＯＬＥＤの長寿命動作のための最も厳しい不透過性要求（水、＜１０-6ｇｍ／ｍ2／日）を満たす、密封薄膜（〜２μｍ）バリア層の調製に利用して差し支えなく、また、装置（または基板材料）上に非常に低い温度（＜４０℃）で迅速にスパッタ蒸着して差し支えない。装置１００としては、限定はしないが、以下のものが挙げられる。
【００３９】
ａ．有機電子装置
・有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）
・有機光起電装置（ＯＰＶ）
・触媒使用または不使用の有機センサ
・可撓性の（フレキシブル）フラット・パネル装置用のフレキシブル基板
・無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）
ｂ．半導体電子装置
・発光ダイオード（ＬＥＤ）
・光起電装置（ＰＶ）
・触媒使用または不使用のセンサ
・可撓性の（フレキシブル）フラット・パネル装置用のフレキシブル基板
・無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）
基板材料としては、限定はしないが、以下のものが挙げられる。
【００４０】
ａ．ポリマー材料
・可撓性の（フレキシブル）フラット・パネル装置用のフレキシブル基板
・食品包装
・医療包装
Ｂ．特定のシーリング材料１０２を用いた有機電子装置１００の堆積は、清浄環境／クリーンルーム内に、酸素または空気が取り込まれないことが必要とされる。酸化源が外部に存在しないことが、シーリングを可能にするために必要であるという事実により、このシーリング技術が有機電子装置の作製にとって魅力的な特性となっている。酸素および水分が、ＯＬＥＤなどの有機電子装置内に位置する有機層および／または陰極材料に悪影響を与える酸化還元反応および光退色分解反応に関連する、主たる劣化反応物質であることが周知であるので、特にそう言える。
【００４１】
Ｃ．スパッタ蒸着、蒸発蒸着、および他の薄膜蒸着法を、シーリング材料１０２の蒸着に用いて差し支えない。例えば、酸素を含む環境で、プラスチックなどのロール基材に超高速で金属スズを蒸着することによって、Ｓｎ2+含有無機酸化物被膜１０２の高速蒸着を生じさせてもよい。あるいは、酸素環境において金属スズの反応性ＤＣスパッタリングを利用して、装置１００上にＳｎ2+含有無機酸化物被膜の所望の高速蒸着を生じさせてもよい。実際、多くの様々な薄膜蒸着技術を利用して、装置１００上にＳｎ2+含有無機酸化物被膜１０２（およびＬＬＴ被膜１０２）を蒸着して構わない。
【００４２】
Ｄ．シーリング材料１０２を、別の種類の粉末／微量添加物と一緒にバッチ配合して、蒸着されたバリア層に特定の物理化学的性質を実現するように設計された組成物を作り出すことができる。以下は、シーリング材料１０２と混合し、蒸着されたバリア層に所望の物理化学的性質を実現することのできる様々な微量添加物の典型的なリストである。
【００４３】
ａ．不透明性−透明性：例えば、ＳｎＯは、可視波長では不透明だが、リン酸系などの成分を微量添加して透明な膜を生成して差し支えない。
【００４４】
ｂ．屈折率：Ｐ2Ｏ5、ＢＰＯ4およびＰｂＦ2などの微量添加物を用いて、シーリング材料１０２の屈折率を変化させ、例えば装置１００の光透過率および／または光抽出を最適化させるのに役立ててもよい。例えば、高輝度発光(top emission)のＯＬＥＤ装置１００は、屈折率を一致させた(index-matched)酸化物材料で空隙を置き換える際に、最適化させることができる。
【００４５】
ｃ．熱膨張係数（ＣＴＥ）：ＳｎＦ2、Ｐ2Ｏ5およびＰｂＦ2などの微量添加物を用いて、シーリング材料１０２のＣＴＥを変化させ、一般に「ＣＴＥの不一致」問題に関連する、様々な形態の層間剥離を最小限にするのに役立てることができる。
【００４６】
ｄ．増感：蛍光物質、量子ドット、無機／有機染料および分子を加えて、装置の最適化に有用な所望の電気光学特性を付与してもよい。例えば、カーボンブラックなどの微量添加物を用いて、シーリング材料１０２の電気光学特性（フェルミ準位／抵抗率）を変化させ、密封シールされた装置１００の効率を改善させることができる（注記：フェルミ準位が実質的にシフトさせられるならば、周知のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）系に似たような方法で、バリア膜の伝導率を変化させる可能性があるかもしれない）。
【００４７】
ｅ．付着性改善のための溶解性および接触面の湿潤性の改変：シーリング材料１０２にＳｎＦ2などの材料を微量添加し、蒸着されたバリア膜の混和性を変化させることが可能である。所望であれば、この構想をさらに活用して、付着の目的に応じて、シーリング材料１０２の表面湿潤能力を変化させてもよい。
【００４８】
ｆ．引っかき耐性：ＳｎＯ、ＳｎＦ2、およびＰｂＦ2などの微量添加物を用いて、様々な装置１００にとって望ましい硬さをシーリング材料１０２に付与しても構わない。
【００４９】
Ｅ．パターニング能力：スパッタ蒸着、もしくは他の薄膜蒸着法は、シャドーマスキングなど、様々なパターニング技術を利用して、特有の誘電特性を有する微細構造を生成し、装置１００の動作の最適化を助ける（例えば、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）装置１００はその上に形成される絶縁体ゲイトを備え、良好な電圧の閾値を実現することができるであろう）。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態を、添付の図面に示し、また上記発明を実施するための最良の形態で説明してきたが、本発明は開示される実施形態によって限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲に記載され、かつ画成される本発明の精神から離れることなく、様々な再配置、修正および置換が可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５１】
１００    密封シールされた装置
１０２    シーリング材料
１０４    内部層／部品
１０６    支持体／基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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