(57)【要約】少なくともトップエミッションデバイスの一部の上に低液相線温度（ＬＬＴ）の無機材料を堆積して堆積された低液相線温度の無機材料を形成するステップと、実質的に酸素及び水分が無い雰囲気下において、堆積された低液相線温度の無機材料に任意の熱処理を施してＬＬＴバリア層を形成するステップと、任意的にＬＬＴバリア層を覆うようにカバーガラスを配置するステップと、を含むトップエミッション表示デバイスの酸素及び水分の浸透の抑制の方法が開示されている。また、基板と、少なくとも１つの有機電子層又は光電子層と、低液相線温度の無機バリア層と、ＬＬＴバリア層を覆う任意のカバーガラスと、を有し、有機電子層又は光電子層は、低液相線温度の無機バリア層と基板との間に気密封止されているトップエミッション表示デバイスも開示されている。
2010528422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トップエミッション表示デバイスの酸素及び水分の抑制の方法であって、
基板の上に少なくとも１つの有機電子層又は光電子層が形成された前記基板を準備するステップと、
十分に酸素及び水分が無い環境下で、前記少なくとも１つの有機電子層又は光電子層の少なくとも一部を覆うように低液相線温度の無機材料を堆積し、前記表示デバイスを覆うように低液相線温度の無機バリア層（ＬＬＴ無機バリア層）を形成するステップと、
前記ＬＬＴ無機バリア層を覆うようにガラスカバーシートを配置するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記低液相線温度の無機材料は、スズリン酸塩、スズフルオロリン酸塩又はこれらの化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記低ＬＬＴ無機材料は、６００℃未満の液相線温度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＬＬＴ無機材料は、実質的に透明であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＬＬＴ無機材料は、ドーパントを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＬＬＴ無機材料は、前記ガラスカバーシートと実質的に同一の反射率を有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ＬＬＴ無機材料と前記表示デバイスの表示領域を覆う前記ガラスカバーシートとの間に実質的に空隙が無いように、前記低液相線温度の無機材料の堆積及び前記ガラスカバーシートの配置を実施することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記低液相線温度の無機材料の堆積は、スパッタリングプロセス、蒸着プロセス、噴霧プロセス、ポアニングプロセス、フリット堆積プロセス、気相堆積プロセス、浸漬被覆プロセス、ペインティングプロセス、レーザアブレーションプロセス、同時蒸着プロセス、圧延プロセス、スピンコーティングプロセス、照射プロセス、又はこれらの組合せのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記熱処理は、真空下又は不活性環境下及び前記表示デバイスの要素に損傷を与えない温度で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の前記方法によって形成されたことを特徴とするデバイス。
【請求項１１】
基板と、
少なくとも１つの有機電子層又は光電子層と、
低液相線温度の無機バリア層と、を有し、
前記有機電子層又は光電子層は、前記低液相線温度の無機バリア層と前記基板との間に気密封止され、
前記少なくとも１つの有機電子層又は光電子層及び前記低液相線温度の無機バリア層は、トップエミッション構造で配置されることを特徴とするトップエミッション表示デバイス。
【請求項１２】
前記低液相線温度の無機バリア層は、スズリン酸塩、スズフルオロリン酸塩又はこれらの化合物を含むことを特徴とする請求項１１に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項１３】
前記低液相線温度の無機バリア層は、６００℃未満の液相線温度を有することを特徴とする請求項１１に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項１４】
前記低液相線温度の無機バリア層は、実質的に透明であることを特徴とする請求項１１に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項１５】
前記低液相線温度の無機バリア層は、ドーパントを含むことを特徴とする請求項１１に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項１６】
前記トップエミッション表示デバイスの少なくとも一部の上に配置されたガラスカバーシートを更に有すことを特徴とする請求項１１に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項１７】
前記低液相線温度の無機バリア層は、前記ガラスカバーシートと実質的に同一の反射率を有することを特徴とする請求項１６に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項１８】
前記ＬＬＴ無機材料と前記ガラスカバーシートとの間に実質的に空隙がないことを特徴とする請求項１６に記載のトップエミッション表示デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願に関するクロスリファレンス＞
この出願は、同時係属中の同一出願人による２００７年５月２２日に出願されたトップエミッション表示デバイスのＬＬＴバリア層に係る米国特許出願第60/931,272号に関し、且つ、その利益を主張する。
【０００２】
本発明は、酸素及び水分の浸透及びその後に生じるデバイス又は装置の劣化を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
積層又は封入した材料を通した酸素及び水分の輸送、その後に生じる内部の材料への攻撃は、例えば、有機発光ダイオードの表示デバイス（ＯＬＥＤデバイス）等の多くの発光表示デバイスに関連する、より一般的な劣化メカニズムのうちの２つを示す。酸素及び／又は水分の浸透を最小化するためのステップを行えば、そのようなデバイスの動作寿命を大きく増加させることができる。
【０００４】
そのようなデバイスの寿命を延ばすための従来の取り組みには、ゲッタリング、封入及び広範なデバイス封止技術がある。ＯＬＥＤ等の封止デバイスの一般的技術は、熱又は紫外線の照射により硬化して気密封止を形成するエポキシ、及び、無機及び／又は有機材料の使用を含む。そのような封止はある程度の気密性を提供するが、そのような封止は高価であり、且つ長期動作を通して維持される気密封止を保証し得ない。
【０００５】
従来のＯＬＥＤデバイスは、デバイスの底部から光を放射し、当該放射光は種々の屈折率を有しうる複数の材料層を透過することが要求される。そのようなデザインは、ライト・トラップ現象を引き起こし、その結果としてデバイス効率及び輝度の低下、及び消費電力の増大を生じさせうる。従って、酸素及び水分の浸透を抑制し、表示デバイスの動作効率、輝度及び消費電力を改善する要求がある。この要求及び他の要求は、本発明により満足される。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、表示デバイス、及び、特に、低液相線温度の無機バリア層を含むトップエミッション有機発光表示デバイスに関する。本発明は、新規な構成及び製造方法の使用により、上述した問題の少なくとも一部に対処する。
【０００７】
第１の態様において、本発明は、トップエミッション表示デバイスの酸素及び水分の浸透を抑制する方法であって、トップエミッションデバイスの少なくとも一部の上に低液相線温度の無機材料を堆積し、堆積された低液相線温度の無機材料を形成するステップと、実質的に酸素及び水分が無い環境下において、堆積された低液相線温度の無機材料に任意で熱処理をし、低液相線温度（ＬＬＴ）のバリア層を形成するステップと、を含む方法を提供する。
【０００８】
第２の態様において、本発明は、本発明の方法によって製造されるデバイスを提供する。
【０００９】
第３の態様において、本発明は、基板と、基板上に形成された少なくとも１つの有機電子層又は光電子層と、当該少なくとも１つの有機電子層又は光電子層を覆うように形成された低液相線温度の無機バリア層と、バリア層を覆うように設置されたカバーガラスと、を含み、電子層又は光電子層は低液相線温度の無機バリア層と基板との間に気密封止されているトップエミッション表示デバイスを提供する。
【００１０】
本発明の他の態様は、１つには下記の詳細な説明、図、及びいずれかの請求項によって説明され、１つには詳細な説明から導出され、又は本発明の実施によって知ることができる。上述の概要及び以下の詳細な説明は例示且つ説明に過ぎず、開示されたように本発明を限定するものと解されてはならない。
【００１１】
本明細書の一部に組み込まれ、且つ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明のいくつかの態様を図示し、詳細な説明とともに本発明の原理を限定することなく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１つの態様による、デバイスの少なくとも一部の上にＬＬＴバリア層を形成する例示的なステップの略図である。
【図２】本発明の他の態様による、ＬＬＴバリア層を含む例示的なトップエミッションデバイスの略図である。
【図３】本発明の他の態様による、ＬＬＴバリア層及びカバーガラスを含む例示的なトップエミッションデバイスの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例えば、下記の詳細な説明、実施例、特許請求の範囲、及びこれらの前後の説明を参照することにより、本発明をより容易に理解することができる。しかしながら、本デバイス及び／又は方法が開示及び記載されるに先立って、別段の記載がなければ、本発明は特定のデバイス及び／又は方法に限定されず、もちろん変更することができるものと理解されなければならない。当然のことながら、本明細書において使用される専門用語は、特定の態様について説明することを目的としているに過ぎず、限定することを目的とするものではない。
【００１４】
使用でき、結合して使用でき、準備のために使用でき、又は開示された方法及び組成の生産物である材料、化合物、組成及び要素が開示されている。これら及び他の材料は本明細書で開示され、そして、これらの要素の種々の個体、集合的な組合せ、及び置換の各々の特定言及が明示的に開示されていなくても、これらの材料の組合せ、サブセット、相互作用、グループ等が開示されている場合には、当該開示されていない各々の特定言及が本明細書に明確に意図及び開示されているものと理解される。例えば、要素Ａ、Ｂ及びＣの種類が要素Ｄ、Ｅ及びＦの種類と同様に開示され、且つ、Ａ−Ｄの結合分子の１例が開示されていれば、各々が個別に列挙されていなくても、各々が個別且つ集合的に意図されている。従って、この例において、Ａ、Ｂ及びＣ、及び、Ｄ、Ｅ及びＦ、更にＡ−Ｄの組合せ例の開示内容から、Ａ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−Ｅ及びＣ−Ｆが明確に意図され、且つ、開示されているとみなすべきである。同様に、これらのサブセット又は組合せも、明確に意図され、且つ開示されている。従って、Ａ、Ｂ及びＣ、及び、Ｄ、Ｅ及びＦ、更にＡ−Ｄの組合せ例の開示内容から、例えば、Ａ−Ｅ、Ｂ−Ｆ及びＣ−Ｅのサブグループが明確に意図され、且つ、開示されているとみなすべきである。この概念は、開示された組成の生成及び使用の方法におけるステップ、但しこれらに限られることはないが、を含むこの開示内容のすべての態様に適応される。従って、実施することができる種々の他のステップがあれば、これらの他のステップの各々が、いかなる具体的な態様又は開示された方法の態様の組合せとともに実施されること、及びそのような組合せの各々が明確に意図され、且つ、開示されているとみなすべきであることが理解される。
【００１５】
本発明の以下の詳細な説明は、本発明の現在知られた態様において、本発明の実施可能な教示として提供される。このために、当業者は、本発明の有利な結果を得ながら本明細書に記載された本発明に種々の改善をなしうることを認識及び理解するであろう。他の特徴を用いることなく、本発明の特徴のいくつかを選択することにより、本発明のいくつかの所望の利益が得られることは、明らかであろう。従って、当業者は、本発明の多くの改変及び適用が、可能であること、特定の状況において望ましいこと、及び本発明の一部でもあることを認識するであろう。従って、以下の詳細な説明は、本発明の原理の実例になるように提供されが、これに限定されるわけではない。
【００１６】
本明細書及び以下の特許請求の範囲においては、多くの用語は、以下の意味を有するように定義される。
【００１７】
本明細書で使用されるように、文脈が明らかに他の対象を指す場合を除いて、”ａ”、
ａｎ”及び”ｔｈｅ”の単数形は、複数の対象を含む。従って、例えば、文脈が明らかに他の対象を指す場合を除いて、「低液相線温度の無機材料」は２つ又はそれ以上の材料を有する態様を含んでいる。
【００１８】
「任意」又は「任意に」は、その後に記載された事象又は状況が生じる又は生じないこと、及び、説明が事象又は状況が生じる事実及び存在しない事実を含むことを意味している。例えば、「任意に置換された要素」という語句は、要素を置換できる又はできないこと、及び、詳細な説明が置換されていない及び置換された成分の両方を含むことを意味する。
【００１９】
本明細書で、範囲は、「約」１つの特定値から「約」他の特定値までのように表現されうる。そのように範囲が表現された場合に、他の態様は１つの特定値から別な特定値までの意味を含む。同様に、値が先行する「約」を用いて近似値で表現される場合に、特定値は他の態様を形成すると理解される。更に、範囲の各々の端点は、他の端点に関連する、及び他の端点と独立するという意味があることが理解される。
【００２０】
本明細書で使用されるように、反対の意味に明確に定まっていなければ、要素の「wt.%」、「重量パーセント」又は「重量百分率」は、要素を含む組成の総重量に対する当該要素の重さの比率であり、そして、百分率として表される。
【００２１】
本明細書で使用されるように、反対の意味に明確に定まっていなければ、「低液相線温度の無機材料」、「低液相線温度の材料」及び「ＬＬＴ材料」の語句は、１０００℃未満の材料の融点（Ｔｍ）又はガラス転位温度（Ｔｇ）を有していることを示す。
【００２２】
本明細書で使用されるように、「出発」材料は、デバイスの上に堆積されることになる材料を示す。
【００２３】
本明細書で使用されるように、「堆積された」材料は、デバイス又は装置の上に堆積された材料を示す。
【００２４】
本明細書で使用されるように、「バリア層」は、気密被覆のことを示し、本明細書では特に、効果的な温度で熱処理が施されて気密封止を形成する堆積された低液相線温度の無機材料を示す。
【００２５】
上記に簡単に説明したように、本発明は、トップエミッション表示デバイスの上にＬＬＴバリア層を形成する改善された方法を提供する。以下に詳細に記載された他の態様の中で、本発明の方法は、トップエミッション表示デバイスの少なくとも一部の上にＬＬＴ出発材料を堆積し、堆積されたＬＬＴ材料を形成すること、堆積したＬＬＴ材料に熱処理を施し、欠陥及び／又はポア（気孔）を除去し、ＬＬＴバリア層を形成することを含む。
【００２６】
ＬＬＴ材料は、デバイスの少なくとも一部の上にＬＬＴ材料を堆積するのに適切ないかなる技術によって、トップエミッション表示デバイスの上に堆積されうる。当該堆積技術は、例えば、スパッタリングプロセス、蒸着プロセス、噴霧プロセス、ポアニングプロセス、フリット堆積プロセス、気相堆積プロセス、浸漬被覆プロセス、ペインティングプロセス、レーザアブレーションプロセス、同時蒸着プロセス、圧延プロセス、スピンコーティングプロセス、照射プロセス、又はこれらの組合せのうちの少なくとも１つを含みうる。種々の態様において、当該堆積技術は、熱蒸着プロセス、同時蒸着プロセス、レーザアブレーションプロセス、フラッシュ蒸着プロセス、気相堆積プロセス、又は電子ビーム照射プロセスである。ＬＬＴ材料における欠陥及び／又はポアは、圧密又は熱処理ステップによって除去され、ポアの無い又は実質的にポアの無く、酸素及び水分が浸透できない保護膜がデバイス上に形成されうる。一般的なガラス（すなわち、高い溶融温度を有したガラス）を用いた多くの堆積方法が可能であるが、圧密温度が十分に低いＬＬＴ材料による圧密ステップがデバイスの内部層に損傷を与えない、唯一の実用的な方法である。いくつかの態様において、堆積ステップ及び／又は熱処理ステップは、真空下、不活性雰囲気下、又はＬＬＴ材料の組成に応じた雰囲気条件下で施される。
【００２７】
図面を参照すると、図１のフローチャートは、トップエミッションデバイスの上にＬＬＴバリア層を形成する例示的な方法１００のステップを図示している。先ず、ステップ１１０及び１２０において、デバイスとＬＬＴ出発材料が供給され、デバイス上に所望のＬＬＴバリア層が形成されうる。ステップ１３０において、ＬＬＴ出発材料は、例えばスパッタ技術により、デバイスの少なくとも一部の上に堆積される。特定の材料及び堆積条件に応じて、堆積されたＬＬＴ材料には、ポアが含まれ、及び浸透性の酸素及び水分が残存しうる。任意のステップ１４０において、堆積されたＬＬＴ材料は、ポアを除去するために十分な温度、例えば、堆積されたＬＬＴ材料のガラス転位温度とほぼ等しい温度で熱処理が施され、デバイス内部への酸素及び水素の浸透を抑制することができる気密封止又はＬＬＴバリア層が形成されうる。
【００２８】
例示的な方法のこれらのステップは、限定することを意図せず、種々の順序で実施してもよい。例えば、ステップ１１０を、ステップ１２０の前、後又は同時に実施することができる。
【００２９】
（トップエミッション表示デバイス）
本発明のデバイスは、デバイスの少なくとも一部が酸素及び／又は水分に反応しやすい、いかなるトップエミッション表示デバイスであってもよく、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような有機電子デバイスであってもよい。
【００３０】
アクティブマトリックスＯＬＥＤを含むＯＬＥＤ技術は、例えばＬＣＤ等の他のディスプレイ技術に対する、色質及び輝度の改善、製造及び組立て費用の低減、及び、デバイスサイズの小型化等、種々の利点を提供しうる。
【００３１】
ＯＬＥＤデバイスは、電位が印加されたときに発光する有機ダイオードを含む。従来のＯＬＥＤデバイスは、発光材料の内部への正孔の注入に最適化されたインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）等の透明導電層を含む「ボトムエミッション」デバイスである。そのような構成において、内部励起子の再結合帯から生じる光は、種々の屈折率を有し、且つライト・トラップ現象を発生させうる、例えば電極、電子部品、トランジスタ及び基板材料等の材料の多層膜を透過できることが要求される。この発光経路は、ＯＬＥＤの効率を減少させ、デバイスを動作させるのに、より大きな電力が必要になりうる。
【００３２】
あるいは、トップエミッションデバイスは、主に下部基板の上に位置し且つ電子部品が埋め込まれたパターン層を用いる。従って、トップエミッション構造は、従来のボトムエミッションデバイスにおけるような底部基板を透過する代わりに、底部基板を透過することなく光を導くことにより、輝度の向上の提供をなしうる。従って、本発明による例示的な構成において、放射光は、輝度、透明度又は画質の大きな損失をもたらすことなく、透明導電層及びＬＬＴバリア層、及びＬＬＴバリア層を覆う光学カバーガラスを透過しうる。この構造は、高い動作効率、高い輝度、及び低い消費電力をもたらしうる。ＩＴＯのような材料は、カバーガラス及び／又は封止の応用に用いられるが、ＩＴＯは正孔の注入に適した仕事関数を有するため、デバイス効率及び輝度に悪影響を与えことがある。本発明のバリア層は、発光層への電子の注入により適した仕事関数を有し、且つ性能及び効率を改善することができる透明導電材料とともに使用されることが望ましい。
【００３３】
真空エポキシ封止等を用いた気密封止デバイスの他の従来技術は、トップエミッション構造をなしえない。フリットシールの方法では、一般的に発光層とカバーシートとの間にライト・トラップ現象を生じさせうる空隙が発生する。１つの態様において、本発明は、デバイスにおける空隙の最小化又は除去のために、発光層とガラスカバーシートとの間に配置されるＬＬＴバリア層を提供する。他の態様において、本発明は、ガラスカバーシートに代えて、発光層及び透明導電層を覆うように配置されることでデバイスにおけるいかなる潜在的な空隙を除去又は実質的な除去を行うＬＬＴバリア層を提供する。
【００３４】
１つの態様において、デバイスは、基板の上に配置されるカソード及びエレクトロルミネッセンス材料を含む多層の内部層を有するトップエミッションＯＬＥＤデバイスである。基板は、デバイスを製造及び封止するのに適切ないかなる材料であってもよい。１つの態様において、基板はガラスである。他の態様において、基板は可撓性材料であってもよい。１つの態様において、ＬＬＴ材料は、有機エレクトロルミネッセンス材料の堆積よりも前に堆積される。
【００３５】
他の態様において、デバイスは、上述したような基板、少なくとも１つの有機電子層又は光電子層、及び透明導電層を含むトップエミッション表示デバイスである。他の態様において、デバイスはＬＬＴバリア層で被覆されており、有機電子層又は光電子層及び透明導電層が基板とＬＬＴバリア層との間に気密封止されている。他の態様において、気密封止は、ＬＬＴ材料の堆積及び熱処理によって形成される。他の態様において、デバイスの少なくとも一部は、ＬＬＴ材料で封止されている。更なる他の態様において、カバーガラスはＬＬＴ材料を覆うように設けられている。
【００３６】
図面を再び参照すると、図２は、ＬＬＴバリア層で被覆されたデバイスの側面断面図の例示を示す。図２の例示的な被覆デバイス１０は、基板４０、酸素及び／又は水分に反応しやすい光電子層及び／又は透明導伝層２０、及び、光電子層及び／又は透明導伝層２０と酸素及び水分の雰囲気との間の気密封止を提供するＬＬＴバリア層３０を含む。
【００３７】
さて、図３を参照すると、図３は、ＬＬＴバリア層によって被覆されたデバイスの側面断面図の例示を示す。図２の典型的な被覆デバイス１０は、基板４０、酸素及び／水分に反応しやすい光電子層及び／又は透明導伝層２０、光電子層及び／又は透明導伝層２０と酸素及び水分の雰囲気との間に気密封止を提供するＬＬＴバリア層３０、及び、ＬＬＴバリア層３０を覆うように位置するカバーガラス５０を含む。ＬＬＴバリア層３０は、基板４０とカバーガラス５０との間のスペースを完全に充填している。
【００３８】
（低液相線温度の無機出発材料）
本発明において、低液相線温度の無機材料の物理特性は、気密封止の形成を促進する。本発明の１つの態様において、低液相線温度の無機材料、すなわちＬＬＴ出発材料は、トップエミッションデバイスの少なくとも一部の上に堆積され、その後に、堆積された材料は、デバイス内部の層に熱的な損傷を与えることなく、比較的に低い温度で引き続き熱処理が施され、ポアの無い又は実質的にポアの無い状態が得られうる。
【００３９】
本発明のＬＬＴ出発材料は、トップエミッション表示デバイスの少なくとも一部の気密封止での使用に適したいかなる低液相線温度の無機材料を含みうる。種々の態様において、ＬＬＴ出発材料は、スズリン酸塩、スズフルオロリン酸塩、カルコゲニド、亜テルル酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、又はこれらの組み合わせを含む。具体的な態様において、ＬＬＴ出発材料は、スズフルオロリン酸塩からなる材料であり、例えば、約20wt.％〜約85wt.％のＳｎ、約2wt.％〜約20wt.％のＰ、約10wt.％〜約36wt.％のＯ、約10wt.％〜約36wt.％のＦ、及び任意で加えられる約0wt.％〜約5wt.％のＮｂを含むコード８７０ＣＨＭのガラス（アメリカ合衆国ニューヨーク州コーニングに所在地を有するコーニング社から入手可能）であり、ここで、Ｓｎ、Ｐ、Ｏ及びＦの合計は、少なくとも約75wt.％である。具体的なＬＬＴ出発材料は、種々の個別化合物及び／又は酸化状態を含みうる。例えば、スズリン酸塩は、スズメタリン酸塩、スズオルトリン酸水素、スズオルトリン酸二水素、スズピロリン酸塩、又はそれらの混合物を含みうる。
【００４０】
１つの態様において、ＬＬＴ出発材料は、約１０００℃未満、好ましくは約６００℃未満、より好ましくは約４００℃未満、更により好ましくは約１５０℃未満のガラス転位温度を有する。１つの具体的な態様において、ＬＬＴ出発材料は、約１８０℃のガラス転位温度を有している。他の具体的な態様において、ＬＬＴ出発材料は、約１００℃のガラス転位温度を有している。
【００４１】
堆積されたＬＬＴ材料のストイキオメトリは、ＬＬＴ出発材料のストイキオメトリから変化することは理解しうる。例えば、スズピロリン酸塩の堆積は、スズピロリン酸塩と比較してリンが劣化又は濃縮された堆積材料を形成しうる。
【００４２】
本発明のＬＬＴ出発材料は、結晶、アモルファス、グラッシ、又はこれらの混合であってもよい。１つの態様において、ＬＬＴ出発材料は、少なくとも１つの結晶要素を含みうる。他の態様において、ＬＬＴ出発材料は、少なくとも１つのアモルファス要素を含みうる。更なる他の態様において、ＬＬＴ出発材料は、少なくとも１つのグラッシ要素を含みうる。
【００４３】
１つの態様において、ＬＬＴ出発材料は、例えば、スズフルオロリン酸塩、スズメタリン酸塩、スズオルトリン酸水素、スズオルトリン酸二水素、スズピロリン酸塩のような単一のＬＬＴ材料である。他の態様において、ＬＬＴ出発材料は、構成要素の混合物を含みうる。他の態様において、ＬＬＴ出発材料は、少なくとも２つのＬＬＴ材料を混合し、加熱してこれらを溶解し、生じた混合物を冷却してガラスを形成する方法により形成されるガラスを含みうる。
【００４４】
ＬＬＴ出発材料は、添加物、ドーパント、及び／又は他の低液相線温度の材料を更に含みうる。添加物及び／又はドーパントは、例えば、ＬＬＴ出発材料、堆積されたＬＬＴ材料、ＬＬＴバリア層又はこれらの組合せの透明性、屈折率、熱膨張係数、溶解性、湿潤性、密度又は引っかき抵抗性のような性質を調整するために用いられうる。ＬＬＴドーパントは、ＬＬＴ材料の屈折率が調整するために、例えば、Ｐ２Ｏ５、ＢＰＯ４、ＰｂＦ２を含有しうる。ＬＬＴバリア層の透明性は、例えば、酸化スズからなるＬＬＴ材料に加えられるリン酸塩合成物等の添加物で調整されうる。
【００４５】
いかなる十分な量のドーパント及び／又は添加物の材料を加えても、バリア層のＬＬＴ特性の維持が提供される所望の結果が得られうる。ドーパント及び添加物の材料は周知であり、当業者であれば適切なドーパント及び／又は添加物の材料を容易に選択しうる。
【００４６】
１つの態様において、ＬＬＴ出発材料は、ニオブを含有する化合物を含んでいる。他の態様において、ＬＬＴ出発材料は、０より大きく約１０までの重量パーセント、好ましくは０より大きく約５までの重量パーセント、より好ましくは約１重量パーセントの酸化ニオブを含んでいる。
【００４７】
ＬＬＴ出発材料は市販されており、例えば、アメリカ合衆国マサチューセッツ州ワールドヒルに所在地を有するアルファ・エーサ（Alfa Aesar）社から販売されている。当業者は、適切なＬＬＴ出発材を容易に選択できるはずである。
【００４８】
（ＬＬＴ出発材料の堆積）
本発明において、ＬＬＴ出発材料は、ＬＬＴバリアフィルムを形成するいかなる適切な方法により、デバイスの少なくとも一部の上に堆積されうる。例示的な堆積プロセスには、スパッタリングプロセス、蒸着プロセス、噴霧プロセス、ポアニングプロセス、フリット堆積プロセス、気相堆積プロセス、浸漬被覆プロセス、ペインティングプロセス、レーザアブレーションプロセス、同時蒸着プロセス、圧延プロセス、スピンコーティングプロセス、照射プロセス、又はこれらの組合せがある。種々の態様において、堆積プロセスには、スパッタリングプロセス、熱蒸着プロセス、同時蒸着プロセス、レーザアブレーションプロセス、フラッシュ蒸着プロセス、気相堆積プロセス、又は電子ビーム照射プロセスである。本発明の堆積ステップは、いかなる特定の方法、機器、又は幾何学的な構成に限定されない。
【００４９】
ＬＬＴ出発材料の堆積は、不活性雰囲気中において実施され、堆積ステップ及び封止ステップ中に維持される酸素及び水分が無い状態が十分に確保されうる。被覆されるというトップエミッションデバイスの本質が要求されなければ、堆積及び／又は熱処理の雰囲気は酸素と水分が完全に無いこと、その雰囲気において酸素及び水分が無いすなわち十分に無いことは要求されない。
【００５０】
具体的な堆積条件（例えば、電力、堆積率等）は、堆積方法及び堆積される具体的なＬＬＴ出発材料に応じて変化しうる。堆積システムは市販されており、例えば、アメリカ合衆国ペンシルバニア州クレアートンに所在地を有するカート・Ｊ・レスカ（Kurt J. Lesker）社から販売されている。当業者は、堆積システム及び必要な動作条件を容易に選択し、ＬＬＴ出発材料を堆積させうる。
【００５１】
１つの態様において、ＬＬＴ材料の単一の層は、基板の少なくとも一部の上に堆積されうる。他の態様において、同一又は異種のＬＬＴ材料からなる多層膜は、基板の表面上に位置する１つ又はそれ以上の内部層を覆うように堆積されうる。
【００５２】
他の態様において、堆積されたＬＬＴ材料は他の材料を含み、浸透性に対する強度又は抵抗力の改善、又はデバイスの光学的及び／又は電気的な特性の改変を提供しうる。これらの材料は、ＬＬＴ出発材料とともに蒸着されうる。１つの態様において、堆積されたＬＬＴ材料は、例えば、酸化ニオブ等の種類のニオブを含みうる。他の態様において、堆積されたＬＬＴ材料は、Ｐ２Ｏ５ドーパントを含みうる。酸化ニオブのような添加物及びドーパントは、市販されており（例えば、アメリカ合衆国マサチューセッツ州ワールドヒルに所在地を有するアルファ・エーサ（Alfa Aesar）社）、当業者は酸化ニオブのような適正な添加材料を容易に選択しうる。
【００５３】
（熱処理とＬＬＴバリア層の形成）
任意の熱処理ステップ又はアニールステップを採用し、気密封止又はＬＬＴバリア層の形成を可能にするＬＬＴ材料が堆積された層における欠陥及びポアを最小化してもよい。１つの態様において、ＬＬＴバリア層は、ピンホール及びポアが無い状態又は実質的にピンホール及びポアが無い状態で堆積され、いかなるその後の熱処理を施さずに十分な気密封止を形成する。他の態様において、堆積されたＬＬＴバリアには十分な熱処理が施され、いかなるピンホール及びポアが除去され、これにより、熱処理が施されたＬＬＴバリア層は、ピンホール及びポアが無い状態又は実質的にピンホール及びポアが無い状態になる。熱処理が施されたＬＬＴバリア層に残存するポアの数及び／又は大きさは、十分に少量又は小さく、酸素及び水分の浸透を抑制すべきである。１つの態様において、熱処理は、真空下で施される。他の態様において、熱処理ステップは、不活性雰囲気下で施される。当然のことながら、熱処理ステップが堆積ステップと同一システム且つ堆積ステップの直後、又は一定の雰囲気条件を提供する個別の時間及び場所で実施され、デバイスへの酸素及び水分に浸透が抑制されうる。
【００５４】
本発明の熱処理ステップは、ＬＬＴ材料が堆積されたデバイスの加熱を含んでいる。１つの態様において、デバイス及び堆積されたＬＬＴ材料を曝す温度は、堆積されたＬＬＴ材料のガラス転位温度（Ｔｇ）にほぼ等しい。他の態様において、デバイス及び堆積されたＬＬＴ材料を曝す温度は、堆積されたＬＬＴ材料のガラス転位温度（Ｔｇ）の約５０度の範囲内である。他の態様において、デバイス及び堆積されたＬＬＴ材料を曝す温度は約２００〜約３５０℃であり、例えば２００、２２５、２５０、２７５、３００、３２５又は３５０℃である。更なる他の態様において、デバイス及び堆積されたＬＬＴ材料を曝す温度は約２５０〜約２７０℃である。当然ことながら、デバイス及び堆積されたＬＬＴ材料を曝す理想的な時間及び温度は、堆積されるＬＬＴ材料の組成、封止される要素の作業温度幅、及び所望の気密封止の厚さ及び気密封止の浸透性のような要素に応じて変わりうる。熱処理ステップは、所望の温度を得ること、及び酸素及び水分の無い雰囲気を実質的に維持することができるいかなる加熱手段によって実施されうる。熱処理ステップの持続時間及び温度は、デバイスの寸法及び構成材料に応じるデバイスにおける劣化の発生に関連しうる。１つの態様において、熱処理ステップは、真空蒸着チャンバー内に配置された赤外線ランプとともにデバイスを加熱することを含む。他の態様において、熱処理ステップは、堆積チャンバー及び／又はデバイスが設置される堆積チャンバー内に配置された基板フォルダの温度の上昇を含んでいる。熱処理ステップは、堆積ステップから独立して実施され、実質的に酸素及び水分が無い雰囲気が維持された状態が提供されうる。熱処理条件は、製造されるデバイスが後述するカルシウム貼付試験のような所望の性能基準を満たすことができるほど十分であることが望ましい。当業者は、デバイスへの損傷がない気密封止の適切な熱処理条件を容易に選択しうる。
【００５５】
ＬＬＴバリア層の厚さは、所望の気密封止の提供が要求されるようないかなる厚さであってもよい。１つの態様において、ＬＬＴバリア層の厚さは約１マクロメートルである。他の態様において、ＬＬＴバリアの厚さは、約２．５マイクロメートルである。
【００５６】
１つの態様において、ＬＬＴバリア層は、デバイスによって放射又は吸収された放射線に対して少なくとも十分に透明である。他の態様において、ＬＬＴバリア層は少なくとも可視光に対して十分に透明である。更なる他の態様において、ＬＬＴバリア層は、透明であり且つトップエミッション表示デバイスからの発光を吸収しない。
【００５７】
ＬＬＴバリア層の屈折率は、添加物の使用により調整され、光路における他のデバイス要素の屈折率と実施的に同一になる。１つの態様において、ＬＬＴバリア層は、ガラスカバーシートと実質的に等しい屈折率を有している。種々の態様において、実質的に等しい屈折率とは、他のデバイス要素に対して、例えば約0.5、0.4、0.3、0.2又は0.05といった約０．５以内であってもよく、例えば0.2、0.1、0.08、0.05又は0.02といった約０．２以内であってもよく、例えば0.1、0.08、0.05、0.03、0.02又は0.01といった０．１以内であってもよい。他の態様において、ＬＬＴバリア層と他のデバイス要素との屈折率の相違は、約０．５より大きくてもよい。
【００５８】
本発明のＬＬＴバリア層は、他のデバイス要素と実質的に等しい熱膨張係数も有しうる。１つの態様において、ＬＬＴバリア層は、銅と等しい又は実質的に等しい熱膨張係数を有している。
【００５９】
（バリア層の評価）
ＬＬＴバリア層の気密性は、酸素及び／水分に対するＬＬＴバリア層の気密性を検査する種々の方法の使用により評価することができる。１つの態様において、ＬＬＴバリア層は、基板の上に堆積された薄いカルシウムフィルムを用いるカルシムパッチ試験の使用により評価することができる。ＬＬＴバリア層は、ＬＬＴバリア層と基板との間にカルシウムフィルムを封止するように形成される。次に、製造されたデバイスは、選択された温度及び湿度の環境エイジングにおかれる。例えば、当該温度及び湿度は、８５℃且つ８５％の相対湿度である。ＬＬＴバリア層に酸素及び水分が浸透すれば、高反射性カルシウムが反応をおこし、容易に識別できる不透明且つ白色のクラストが形成されるであろう。カルシウムパッチが８５℃且つ８５％の相対湿度の雰囲気で約１０００時間残存することが、気密層が少なくとも約５年間は酸素及び水の浸透を抑制することを示すことは、表示機器分野においては一般に認識されている。
【実施例】
【００６０】
本発明の原理を更に詳しく説明するために、以下の例が提案され、本明細書で製造且つ評価されるデバイス及び方法についてどのような要求がなされるかについての完全な開示及び説明が当業者に提供されうる。以下の例は、単に本発明の例示をしているに過ぎず、本発明者が考える発明の範囲を制限するわけではない。数（例えば、量、温度等）に関して正確さを保証する努力がなされているが、しかし、ある程度の誤差及び偏差は生じうる。特に示されない限り、パーセントは重量パーセント、温度は℃又は雰囲気温度である。例えば、要素濃度、温度、圧力、他の反応幅及び他の反応条件といった工程条件の多数の変更及び組合せがあり、これらが用いられて、記載された工程から得られる製品の純度及び性能が最適化されうる。そのような工程条件を最適化するには、合理的且つ一般的な実験のみが要求される。
【００６１】
（実施例１−カルシウムパッチ加速試験）
第１の実施例において、カルシウムパッチ試験デバイスを準備した。テストデバイスは、Corning1737ガラス基板（厚さが約１ミリメートル且つ２．５インチ角）、その上に堆積した１００ナノメートルの厚さを有するカルシウムフィルム（約１インチ×０．５インチ）、その上に堆積した２００ナノメートルの厚さを有するアルミニウム層（約１インチ×０．５インチ）から構成される。当該テストデバイスを、真空蒸着チャンバー内の可動基盤に取り付けた。
【００６２】
カルシウムパッチ試験デバイスは、表１に列挙されるような堆積されるＬＬＴ材料によって、その後に封止された。次に、封止されたデバイスは、ＯＬＥＤのようなデバイスの長期間動作をまねて設定された条件にさらされた。加速エイジングの業界標準条件として、８５℃且つ８５％の相対湿度雰囲気中において１０００時間耐えるデバイスが要求される。ＬＬＴ層を介した浸透によって水分又は酸素にさらされ、カルシウムは反応して高反射フィルムから不透明且つ白色のクラストに変化する。一定時間の間隔で光学写真が取得され、試験デバイスの変化が定量化され、こうして、ＬＬＴ層の気密強度が確定される。以下の表１は、上述した例などで準備されたデバイスのカルシウムパッチ試験を列挙する。
【００６３】
【表１】
2010528422.tif 000003
【００６４】
表１の試験データは、低温度材料がトップエミッション表示デバイスを可能にする気密バリア層を形成できることを示している。
【００６５】
この出願を通して種々の刊行物が参照される。本明細書に記載された化合物、組成及び方法をより十分に記述するために、これらの刊行物の開示内容全体を本出願に援用するものする。
【００６６】
種々の改変及び変更は、本明細書に記載された化合物、組成及び方法によってなされうる。本明細書で記載された化合物、組成及び方法の他の態様は、明細書の考慮、及び本明細書で開示された合成物、構成及び方法の実施から明らかになるであろう。明細書及び実施例は例示としてみなされる。
【図１】
2010528422.tif 000004
【図２】
2010528422.tif 000005
【図３】
2010528422.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月14日(2010.1.14)
【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】
トップエミッション表示デバイスの酸素及び水分の抑制の方法であって、
基板の上に少なくとも１つの有機電子層又は光電子層が形成された前記基板を準備するステップと、
十分に酸素及び水分が無い環境下で、前記少なくとも１つの有機電子層又は光電子層の少なくとも一部の上に低液相線温度の無機材料を堆積し、前記表示デバイスの上に低液相線温度の無機バリア層（ＬＬＴ無機バリア層）を形成するステップと、
前記ＬＬＴ無機バリア層の上にガラスカバーシートを配置するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記低液相線温度の無機材料は、スズリン酸塩、スズフルオロリン酸塩又はこれらの化合物を含み、且つ６００℃未満の液相線温度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＬＬＴ無機材料は、実質的に透明であり、且つ前記ガラスカバーシートと実質的に同一の反射率を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記表示デバイスの表示領域上において、前記ＬＬＴ無機材料と前記ガラスカバーシートとの間に実質的に空隙が無いように、前記低液相線温度の無機材料の堆積及び前記ガラスカバーシートの配置を実施することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項５】
前記熱処理は、真空下又は不活性環境下及び前記表示デバイスの要素に損傷を与えることがない温度で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
請求項１に記載の前記方法によって形成されたことを特徴とするデバイス。
【請求項７】
トップエミッション表示デバイスであって、
基板と、
少なくとも１つの有機電子層又は光電子層と、
低液相線温度の無機バリア層と、
前記デバイスの上の前記低液相線温度の無機バリア層を覆うように配置されたガラスカバーシートと、を有し、
前記有機電子層又は光電子層は、前記低液相線温度の無機バリア層と前記基板との間に気密封止され、
前記少なくとも１つの有機電子層又は光電子層、前記低液相線温度の無機バリア層及びカバーガラスは、トップエミッション構造で配置されることを特徴とするトップエミッション表示デバイス。
【請求項８】
前記低液相線温度の無機バリア層は、スズリン酸塩、スズフルオロリン酸塩又はこれらの化合物を含むことを特徴とする請求項７に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項９】
前記低液相線温度の無機バリア層は、６００℃未満の液相線温度を有することを特徴とする請求項７に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項１０】
前記低液相線温度の無機バリア層は、実質的に透明であり、且つ前記ガラスカバーシートと実質的に同一の反射率を有することを特徴とする請求項９に記載のトップエミッション表示デバイス。
【請求項１１】
前記ＬＬＴ無機材料と前記ガラスカバーシートとの間に実質的に空隙がないことを特徴とする請求項９に記載のトップエミッション表示デバイス。
【国際調査報告】
2010528422.tif 000007