(57)【要約】水を還元性基体に転化させることができる系を提供する。この系は、還元性ガスとの接触によっては性能的な影響を受けない水分感受性の電子及びマイクロ電子デバイスにおいて使用できる。本発明の系は特に、エレクトロルミネッセンス有機材料を備えたＯＬＥＤとして知られるスクリーンで使用できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と反応して還元性気体を生成できる物質を含む、水分転化系。
【請求項２】
前記物質がアルミニウムカーバイドである、請求項１に記載の系。
【請求項３】
前記物質が、化合物Ａｌ３Ｍｇ２である、請求項１に記載の系。
【請求項４】
前記物質が、窒化バリウムである、請求項１に記載の系。
【請求項５】
前記物質が、蒸発、カソード蒸着及び化学蒸着から選択される技術によって基体に堆積された薄層の形態である、請求項１に記載の系。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の水分転化系を含む、水分感受性電子デバイス。
【請求項７】
第１の透明支持体、及び必ずしも透明でない第２の支持体で形成されるスクリーンを有する電子デバイスであって、前記第２の支持体は、その周囲に沿って前記第１の支持体に固定されており、これらの支持体間に、２組の互いに垂直な一連の電極群が存在し、且つ前記一連の電極群の間に、エレクトロルミネセンス有機物質の二重層が存在する、請求項６記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記スクリーンが、請求項１に記載の系を、カソード蒸着によってスクリーンの第２の支持体の内側部分に堆積された０．２ｍｍより薄い水分転化物質の層の形態で含む、請求項７記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、水を非酸化性気体に転化させるための系及びそれを備えた電子デバイス、特にエレクトロルミネセンス有機物質を備えたスクリーンに関する。
【０００２】
ある種の電子デバイスの機能性は、たとえ痕跡量の存在であったとしても、水との接触によって損傷を受け得ることが知られている。これは例えば、水が電気接点を酸化するか又は化学的に幾つかの部品を変え得る半導体装置の場合；又は欧州特許出願公開７２０２６０号明細書に記載されているような光ファイバー通信において使用されるレーザー増幅器の場合である。
【０００３】
水の存在を避けなければならない産業的に非常に興味深い電子的な用途は、ＯＬＥＤ（有機発光デバイス）として当分野で知られている有機物質の使用に基づくエレクトロルミネセンススクリーンである。
【０００４】
簡単には、ＯＬＥＤの構造は、下記の構成からできている：通常ガラス又はプラスチックポリマーでできている本質的に平らな第１の透明支持体；第１の支持体上に堆積された第１の一連の透明電極群（通常アノードとしての機能を有する）、ここでこれらの電極群は線状で互いに平行である；第１の一連の電極群上に堆積された二重層の異なるエレクトロルミネセンス有機物質、ここでその第１の層は電子の伝導体であり、第２の層は電子空位（「正孔」とも呼ばれる）の伝導体である；線状で互いに平行であり、第１の一連の電極群に関して直交配位の第２の一連の電極群（通常カソードとしての機能を有する）、ここでこの第２の一連の電極群は二重層の有機物質の上部分と接触しており、それによってこの二重層の有機物質は２組の一連の電極群間に配置されている；及びガラス、金属又はプラスチックからできていてよい本質的に平らな第２の支持体、ここでこの第２の支持体は第１の支持体に対して平行であり、また必ずしも透明ではない。２つの支持体は、その周囲に沿って、通常は接着剤により互いに固定されており、それによって構造の活性部分（電極及びエレクトロルミネセンス有機物質）が閉鎖空間中にあるようにしている。第１の透明支持体は、画像が視覚化される部分であり、第２の支持体は、十分な機械的強度を有するものを提供するために、一般に装置を閉じ且つ支持するだけの機能を有する。アノードは、一般にインジウム及びスズの半導体混合酸化物（当分野で略語ＩＴＯを用いて公知）である透明な伝導物質で形成され、またカソードは、アルカリ土類金属、例えばＢａ、Ｃａ並びに合金Ｍｇ−Ａｇ及びＡｌ−Ｌｉで形成される。電位差が電極に適用されると、電子及び正孔が二重層の有機物質に運ばれ、結合し、光子の生成をもたらす。その波長は、使用される有機物質の性質に依存する。
【０００５】
ＯＬＥＤの機能の原理の説明及びその構造のより詳細については、当分野の広範囲の文献が参照される。
【０００６】
ＯＬＥＤの機能において見出された問題は、水分に暴露すると劣化することであり、水分は、有機物質（一般に多不飽和であり、従って幾分反応性の種である）並びに、特に反応性金属で形成されるカソードと反応し得る。これらの反応に関与する領域は、発光の機能性を失い、かくしてスクリーンに黒点のようなものが出現する。
【０００７】
この問題を克服するために、国際特許出願公開ＷＯ９９／０３１２２号明細書は、水に対して反応性の気体、例えばシラン、トリメチルアルミニウム又はトリエチルアルミニウムから選択される気体を、ＯＬＥＤの内部空間に導入することを記載している。これらの気体は、すばやく水分子と反応することによって、ＯＬＥＤの内部空間の水を減じ、装置の作動に有害でない反応生成物を生じる。しかしながら、ＯＬＥＤの製造中に気体をＯＬＥＤへ導入することは困難である。
【０００８】
他の特許公報は、ＯＬＥＤ内部で水分吸収物質を使用することを記載する。
【０００９】
国際特許出願公開ＷＯ９８／５９３５６号明細書は、ＯＬＥＤ内部に配置され、第２の支持体に固定されたゲッター物質の使用を記載する。この文献は一般に、Ｂａ、Ｌｉ、Ｃａ、ＢａＯ等の物質を使用することの可能性を示している。これらの中では、金属Ｂａ、Ｌｉ及びＣａは、水のだけでなく、他の大気中の気体とも特に反応性であり、従って工業的プロセスにおけるその取り扱いは特に難しい。引用した文献は、これらの物質の導入をＯＬＥＤの製造プロセスといかに統合するかについて説明していない。酸化バリウムＢａＯは、より簡単な方法で工業的に使用できるが、毒性化合物であり、その使用は産業的に認められない。
【００１０】
また米国特許第５，８０４，９１７号及び国際特許出願公開ＷＯ９９／３５６８１号明細書は、水分吸収物質を使用する可能性を示すが、国際特許出願公開ＷＯ９８／５９３５６号明細書について上記した欠点を解決せず、吸収物質の性質を特定することもなく、この物質を備えたＯＬＥＤスクリーンの可能な製造方法について詳細を与えもしないで、非常に漠然とした方法でこれらの物質の使用を記載している。
【００１１】
米国特許第５，８８２，７６１号明細書は、水を固体状態のままにして化学的に固定する固体物質、例えば酸化カルシウム（ＣａＯ）の使用を記載する。この種の吸収剤の可能な問題は、これらの物質が通常粉末の形態であり、従って透水性であるが粉末粒子を保持することができるシート（例えば不織組織）により保持される必要があるという事実である。粉末物質の使用及び透水性シートの使用は、水吸収を意図する部品の最小の厚みを、約０．３〜０．４ｍｍのしきい値より薄くすることを妨げ、他方ではＯＬＥＤ製造は、これらの平らで薄いスクリーンの可能性を最大に利用するために、先に示した値より薄い水分吸収系を必要とする。ＣａＯ又は類似物の使用に基づく吸収系の厚みを減らすことを妨げる別の問題は、水吸収容量の減少である。
【００１２】
本発明の目的は、水感受性の電子デバイス、特にエレクトロルミネセンス有機物質を備えたスクリーンにおいて使用されるべき水除去のための系を提供することである。特に、本発明の目的は、その製造及び最終的な電子デバイス内部への導入を電子デバイスの製造プロセスに容易に組み込むことができ、且つ高容量の水除去によって特徴づけられ、それによって現在のものと比較してより薄い水除去系を得ることを可能にする、水分除去系を提供することである。
【００１３】
この目的は、本発明に従い、水と反応して、この系が使用される電子デバイスに有害でない気体を形成することができる物質の使用に基づく水分転化系によって達成される。
【００１４】
本発明の系において使用することが可能な物質の例は、アルミニウムカーバイドＡｌ４Ｃ３、アルミニウム−マグネシウム化合物Ａｌ３Ｍｇ２及び窒化バリウムＢａ３Ｎ２である。これらの化合物は、それぞれ以下の反応に従って水と反応する。：
【００１５】
2004517722.tif 000002
【００１６】
気体吸収物質の吸収容量Ｃは一般に、当技術分野で次のように示される：
Ｃ＝（Ｐ×Ｖ）／Ｑ
ここで、Ｐ＝吸収が起こる圧力（ミリバール（ｍｂａｒ））、Ｖ＝吸収された気体の体積（リットル（ｌ））、及びＱ＝使用した吸収物質の量（グラム（ｇ））である。
【００１７】
公知の技術の物質は、粉末で使用しなければならず、且つ適当な透水性シートによって保持しなければならないという問題を有することのほかに、理論的水吸収容量（Ｃｔ）が１５０〜６５０（ｍｂａｒ×ｌ／ｇ）であり、ＣａＯについてのＣｔの値は約４３５（ｍｂａｒ×ｌ／ｇ）である。これに対して本発明の物質は、Ａｌ４Ｃ３の場合には約２０６０（ｍｂａｒ×ｌ／ｇ）、Ａｌ３Ｍｇ２の場合には約２４８０（ｍｂａｒ×ｌ／ｇ）、Ｂａ３Ｎ２の場合には約１２６７（ｍｂａｒ×ｌ／ｇ）の理論的容量（この場合には水分転化の能力）を有する。
【００１８】
本発明の系の水除去性能の例として、装置の寿命期間中に約１０ミリバールの水が取り込まれる０．１ｃｍ３の体積の内部空間を有するＯＬＥＤスクリーンを考えることができる。この条件下では、（吸収又は有害でない種への転化によって）水がすべて除去されることを確実にするために、約２．３×１０−３ｍｇのＣａＯ、４．９×１０−４ｍｇのＡｌ４Ｃ３、４×１０−４ｍｇのＡｌ３Ｍｇ２及び７．９×１０−４ｍｇのＢａ３Ｎ２が必要であろう。従って、等しい量の水を、除去する場合には、本発明の場合に使用されるべき活性物質の量は、公知技術の物質と比較してほぼ１ケタ少ない。
【００１９】
そのうえ、当技術分野で公知の物質の幾つか（例えばＣａＯ及びＢａＯ）は、化学量論量より多い量で使用しなければならない。これは、水が吸収されると、これらの酸化物の表面に外皮が形成される傾向があり、この外皮は、次の水と吸収物質内部との接触を困難にし、それによって必要な吸収特性を確実にするためには、数十ミリグラム程度の酸化物量を使用することが必要となるからである。
【００２０】
本発明の転化物質の別の利点は、マイクロエレクトロニクス産業の典型的技術、例えば蒸発、カソード蒸着（「スパッタリング」という語でさらによく知られている）又は気相からの化学蒸着の技術（通常、ＣＶＤ（「化学蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）」から）として知られている）を用いて堆積された薄層の形態で使用できることである。これらの技術の１つに従って操作することにより、完全な装置の種々の製造工程の中に統合されたプロセス工程において、本発明の物質の薄層を、電子デバイスにすでに存在する表面に（例えばＯＬＥＤの場合、第２の支持体の内側部分に）直接堆積させることが可能である。
【００２１】
公知の技術の物質を、これらの技術で堆積させることは困難である。これは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、前記のように、種々の大気気体に対して著しく感受性であり、いかなる製造においてもそれらを使用すること（並びにその製造及び貯蔵）は困難であることによる。それに対して、本発明の物質は、水を除いて、製造プラントの大気中に存在し得るすべての気体に対してあまり反応性ではない。ＣａＯ及びＢａＯのような酸化物に関しては、先に挙げた技術の１つを用いて単一経路で堆積するのは適当ではない。
【００２２】
そのうえ、本発明の物質の水分転化の高能力はまた、それらを使用する系が非常に薄い厚み値、例えば０．１ｍｍ程度の厚み値を有することができるというさらなる利点を与える。この厚さは、現在使用されている透水性シートにより保持されたＣａＯ粉末に基づく吸収系を用いて得ることができない。このＣａＯ粉末に基づく系は、前記したように、約０．３〜０．４ｍｍより小さい厚み値で製造することができない。
【００２３】
本発明の系の記載はＯＬＥＤスクリーンでの使用を特に参照しているが、これらの系は、水分の作用に感受性である他のマイクロエレクトロニクスデバイスにおいても、同じ利点を提供する用途を見出せることは当業者に明らかであろう。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004517722.tif 000011
2004517722.tif 000012