(57)【要約】  オプトエレクトロニクスデバイス（１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５）の表面領域（２）上に少なくとも一つの層（１）を製造する方法であって、当該オプトエレクトロニクスデバイスは、活性領域を備えた機能的な層列（４１）を有しており、当該活性領域は、前記オプトエレクトロニクスデバイスの動作中に光を生成する、または、光を検出するのに適しており、当該方法は、前記表面領域（２）を積層チャンバ（１０）内に準備するステップと、閃光援用型原子層堆積方法を用いて前記少なくとも一つの層（１）を被着するステップとを有しており、当該閃光援用型原子層堆積方法では、前記少なくとも一つの層（１）のために、前記表面領域（２）が少なくとも一種類の第一の気体前駆体（２１）に晒され、または、少なくとも一種類の第一の気体前駆体（２１）に続いて第二の気体前駆体（２２）に晒され、前記表面領域上に溶出した、前記第一の前駆体（２１）および／または前記第二の前駆体（２２）の分子に少なくとも一つの閃光が照射され、これによって前記表面領域上に溶出した分子が分解される。
2016506013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクスデバイス（１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５）の表面領域（２）上に少なくとも一つの層（１）を製造する方法であって、
当該オプトエレクトロニクスデバイスは、活性領域を備えた機能的な層列（４１）を有しており、当該活性領域は、前記オプトエレクトロニクスデバイスの動作中に光を生成する、または、光を検出するのに適しており、
当該方法は、
・前記表面領域（２）を積層チャンバ（１０）内に準備するステップと、
・閃光援用型原子層堆積方法を用いて前記少なくとも一つの層（１）を被着するステップとを有しており、
当該閃光援用型原子層堆積方法では、前記少なくとも一つの層（１）のために、前記表面領域（２）が、
少なくとも一種類の第一の気体前駆体（２１）に晒され、
または、
少なくとも一種類の第一の気体前駆体（２１）に続いて第二の気体前駆体（２２）に晒され、
前記表面領域上に溶出した、前記第一の前駆体（２１）および／または前記第二の前駆体（２２）の分子に少なくとも一つの閃光が照射され、これによって前記表面領域上に溶出した分子が分解される、
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクスデバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造するための方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つの閃光を光源（１４）によって供給し、当該光源（１４）は、ガス放電ランプ、ハロゲンランプ、レーザー、発光ダイオードのうちの少なくとも一つを有している、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記表面領域（２）に、連続して閃光を照射する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つの層（１）をパターニングして被着する、請求項１から３までのいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも一つの閃光を、マスク（１６）を通して、前記表面領域（２）上に放射する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つの閃光を、前記表面領域（２）の一つの部分領域に焦点を合わせて放射する、請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
複数の閃光を順次、前記表面領域（２）の異なる部分領域に放射する、請求項４から６までのいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記表面領域（２）を、前記第一の気体前駆体（２１）と少なくとも一種類の第二の気体前駆体（２２）とに交互に晒す、請求項１から７までのいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記第一の前駆体（２１）が存在している場合にのみ、または、前記第二の前駆体（２２）が存在している場合にのみ、前記表面領域（２）上に閃光を放射する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも前記第一の前駆体（２１）と前記第二の前駆体（２２）とを前記積層チャンバ（１０）の異なる領域に供給し、前記オプトエレクトロニクスデバイス（１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５）を当該異なる領域間で動かす、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記異なる領域を、不活性ガス（２３）を用いたガスカーテンによって分ける、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの閃光を照射する間、前記オプトエレクトロニクスデバイス（１００）を冷却する、請求項１から１１までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
前記機能的な層列（４１）は有機発光ダイオードを形成し、かつ、基板（４０）上に被着されている、請求項１から１２までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの層（１）を、基板（４０）上の前記機能的な層列（４１）の電極（４２、４４）用の少なくとも一つの給電部（４７）として形成する、請求項１から１３までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの層（１）を、前記機能的な層列（４１）の電極（４４）として形成する、請求項１から１４までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの層（１）を、前記機能的な層列（４１）上のカプセル封入部（４５）として被着する、請求項１から１５までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
前記機能的な層列（４１）と前記カプセル封入部（４５）との間に、緩衝層（４６）を被着する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記カプセル封入部（４５）を、前記機能的な層列（４１）上にのみ被着する、請求項１６または１７記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも二つの異なる層を、前記閃光援用型原子層堆積方法を用いて、カプセル封入部（４５）として被着する、請求項１６から１８までのいずれか一項記載の方法。
【請求項２０】
前記閃光援用型原子層堆積方法を用いて、水平方向に隣接して配置されている少なくとも２つの異なる領域（３、４）を備えたカプセル封入部（４５）を形成する、請求項１６から１９までのいずれか一項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電子デバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造する方法を提供する。
【０００２】
本特許出願は、独国特許出願公開第１０２０１２２２１０８０.６号明細書の優先権を主張する。この文献の開示内容は、本願に参照として取り入れられている。
【０００３】
オプトエレクトロニクスデバイス、例えば有機発光ダイオード（organic light-emitting diode, OLED）、また、無機発光ダイオードチップは湿気、酸素および／または他の、損傷を与える周辺気体に対して相対的に敏感であり得る。
【０００４】
殊に、ＯＬＥＤの場合には、敏感な有機層を、キャビティガラスおよびその中に取り付けられているゲッター材料によって保護することが公知である。さらに、敏感なデバイスは、例えば、バリア層またはナノラミネートの形態の薄膜カプセル封入部によって、すなわち、異なる材料の層が交互になっている層列によっても保護され得る。このような薄膜カプセル封入部は、有利には、透明な、および／または、柔軟なデバイスにおいても使用可能である。原子層堆積方法（atomic layer deposition, ALD）を用いて、再現可能な、極めて薄い、例えば単一層（モノレイヤー）まで薄いバリア層およびナノラミネート層が製造される。
【０００５】
概念「原子層堆積」のうちで、殊に、次のような方法が既知である。すなわち、層を製造するために、このために必要な、複数の前駆体（プレカーサ）が一般的に、同時にではなく、交互に、順次、積層されるべきデバイスが配置されている積層チャンバに供給される、という方法が既知である。前駆体は、交互に入れられることによって、積層されるべきデバイスの表面上、ないしは、その前に堆積された前駆体上に交互に重なって堆積し、そこで結合される。これによって、周期繰り返し毎に、すなわち、必要な全ての前駆体を順次連続する複数の部分ステップにおいて一度、供給する毎に、最大で、被着されるべき層の一つの単一層を成長させることができる。従って、周期の数によって、層の厚さを良好にコントロールすることができる。
【０００６】
前駆体は通常、化合物、例えば有機金属化合物またはハイブリッドで提供される。これは、熱エネルギーを供給することによって分解される。このために、積層されるべきデバイスが加熱され、ＡＬＤ方法に応じて付加的に、プラズマに晒される。例えば有機デバイスの場合に、積層されるべきデバイスの損傷を回避するために、ＡＬＤ方法は、比較的低い温度で実施されなければならない。この温度はしばしば、１５０℃を下回り、殊に、１００℃までの室温の範囲にあり得る。さらに、所望の前駆体の多くの既知の化合物は、上述した温度では分解されない、または、分解困難であるので、既知のＡＬＤ方法での材料選択は、相応に制限されている。
【０００７】
さらに、既知のＡＬＤ方法ではマスキングは可能ではないので、既知のＡＬＤ方法は、層を大きい面積で、パターニングせずに堆積させるのにしか適さない。積層防止層を用いたアプローチの作用は産業的に明らかでないので、ＡＬＤによって被着された層は、パターニングのためには典型的に、レーザーアブレーションによって部分的に除去されなければならない。しかし殊に、デバイス、例えばＯＬＥＤの活性領域において、レーザーアブレーションはほぼ不可能である。
【０００８】
特定の実施形態の少なくとも一つの課題は、電子デバイスの表面領域上に層を製造する方法を提供することである。
【０００９】
この課題は、独立請求項に記載された構成要件によって解決される。有利な実施形態および構成要件の発展形態は、従属請求項に記載されており、さらに、後続の明細書および図面から明らかである。
【００１０】
少なくとも一つの実施形態では、電子デバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造する方法は、少なくとも一つの層を、閃光援用型原子層堆積方法によって被着するステップを有している。このような方法を以降で、閃光(Lichtblitz)ＡＬＤ（ＡＬＤ：atomic layer deposition）とも称する。閃光ＡＬＤ方法の場合には、その上に少なくとも一つの層が被着されるべき表面領域が有利には積層チャンバ内に準備される。積層チャンバは、殊に、その中で閃光ＡＬＤが実行可能であるように構成される。
【００１１】
従来のＡＬＤ方法では、上述したような前駆体が順次連続して、積層チャンバに供給される。この積層チャンバ内には積層されるべきデバイスが存在している。従来のＡＬＤ方法において、例えば密度、結晶性および純度に関して質が高い層を得るために、使用されている前駆体に応じて、高い温度が必要になり、この温度まで、積層されるべきデバイスが加熱されなければならない。これによって、上方で述べたように、積層されるべきデバイスの耐熱性に応じて、使用可能な前駆体の選択が格段に制限されてしまう。ここで使用されている閃光ＡＬＤ方法では、層製造に必要なエネルギーが、全体的にまたは大部分、少なくとも一つの閃光によって提供される。このために、表面領域は少なくとも一つの層用の少なくとも一種類の第一の気体前駆体にさらされ、少なくとも一つの閃光によって照射される。第一の気体前駆体は、有利には、分子を有する気体のことである。この分子は、層内に組み込むべき材料を別の原子および／または分子群、例えば水素および／または有機分子群と結合させることによって形成される。第一の前駆体が存在している状態で電子デバイスの積層されるべき表面領域上に照射される少なくとも一つの閃光によって、有利には、第一の気体前駆体を分解させることができる。従って、少なくとも一つの層内に組み込まれるべき、分解によって自由になる材料が、電子デバイスの表面領域上に堆積する。
【００１２】
少なくとも一つの閃光によって、表面領域上に照射される光は、例えば、第一の気体前駆体を分解させるのに適したスペクトル成分を含み得る。換言すれば、第一の気体前駆体の分子は吸収バンドを有している。これは、少なくとも一つの閃光内に含まれている光の一つまたは複数のスペクトル成分に相当する。さらに、少なくとも一つの閃光によって表面領域上に放射された光が、電子デバイスの表面領域において吸収され、これによってこの表面領域を加熱することも可能である。このために、少なくとも一つの閃光の光は、有利には、少なくとも一つの層が積層されるべき表面領域の吸収スペクトルにあり、従って、電子デバイスの表面領域によって吸収されるスペクトル成分を有している。これによって、熱伝導のために、積層されるべき表面領域の下方の、電子デバイスの一部も加熱され得る。しかしスペクトル成分、閃光の持続時間およびエネルギーを適切に選択することによって、積層されるべき表面領域の下方の薄い層のみが閃光によって加熱される。例えば可視光は、僅か数マイクロメートルの層厚のケイ素によって吸収される。少なくとも一つの閃光によって、次のことが実現される。すなわち、閃光が照射された表面領域のみが、例えば僅か数マイクロメートルの深さで加熱され、残りの電子デバイスは加熱されない、または、表面領域よりも格段に低い少なくとも一つの温度を有する、ということが実現される。
【００１３】
別の実施形態では、少なくとも一つの閃光は、１０ｍｓ、有利には５ｍｓ特に有利には２ｍｓを下回る持続時間を有している。例えば、少なくとも一つの閃光は、約１ｍｓの持続時間を有している。表面領域を十分に加熱するために、閃光は有利には、１Ｊ／ｃｍ２以上、または、１０Ｊ／ｃｍ２以上、または、２０Ｊ／ｃｍ２以上、または４０Ｊ／ｃｍ２以上のエネルギー密度を有し得る。使用されている前駆体および／または積層されるべき表面領域の吸収特性に応じて、閃光内に含まれている光は、例えば実質的に可視光を有しており、殊に、１０％よりも低い紫外光および赤外光の割合を有している。さらに、次のことも有利であり得る。すなわち、少なくとも一つの閃光内に含まれている光が大部分で、紫外および／または赤外の波長領域のスペクトル成分を含んでいる、または、むしろ、このようなスペクトル成分からのみ成ることも有利であり得る。
【００１４】
別の実施形態では、少なくとも一つの閃光は、光源によって供給される。この光源は、少なくとも一つのガス放電ランプ、少なくとも一つのハロゲンランプ、少なくとも一つのレーザー、殊に少なくとも一つのレーザダイオード、少なくとも一つの発光ダイオード（ＬＥＤ）またはこれらのうちの複数を有している。光源が、上述した光源の組み合わせを有する、または、上述した光源の組み合わせから成ることも可能である。例えば光源は、一つまたは複数のキセノン−ガス放電ランプを有し得る。ここでこのキセノン−ガス放電ランプは典型的に主に可視光および近赤外光を放射し、紫外光はほぼ放射しない。少なくとも一つの閃光において十分なエネルギー密度を得るために、上述した光源を複数個使用するのは、さらに有利であり得る。ここでこの光は例えば、付加的に、適切な反射器によって、積層されるべき表面領域上に集光され得る。少なくとも一つの閃光における十分に高いエネルギー密度によって、殊に、次のことが実現される。すなわち、積層されるべき表面領域の温度が極めて迅速に、例えば約１０６Ｋ／ｓのオーダーで上昇する、ということが実現される。
【００１５】
上述したように、少なくとも一つの閃光によって、次のことが実現される。すなわち、第一の気体前駆体が、殊に照射および積層されるべき電子デバイス表面領域の近傍で分裂し、この結果、被着されるべき層内に組み込まれるべき材料が解放される、ということが実現される。特に有利には、第一の気体前駆体は、少なくとも一つの閃光の放射前に、積層されるべき表面領域上に堆積する。すなわち、積層されるべき表面領域上に溶出する。少なくとも一つの閃光および例えば殊に上述した迅速かつ局部的に制限された、表面領域の強い加熱によって、第一の気体前駆体の溶出した分子の、熱による分解が実現される。これによって、化学的な反応がアクティブになる。従って、例えば、表面領域上に被着されるべき層の単一層または少なくとも一つの準単一層が形成されつつ、第一の前駆体の解除反応が生じる。さらに、少なくとも一つの閃光によって被着されるべき層の既に析出された材料が焼戻しされ、これによっていわゆるアニーリングが施される。これによって、層の質が改善される。従って、ここに記載された閃光ＡＬＤ方法において、例えば、一つの気体前駆体だけを供給することによって、および、少なくとも一つの閃光を放射することによって、表面領域上に層を製造することも可能である。ここで、少なくとも一つの閃光によって、層が形成されつつ前駆体が表面領域上で解除反応することができるほど多くのエネルギーが供給される。
【００１６】
特に有利には、表面領域には、連続した閃光が照射される。各閃光の間に、一方では溶出した前駆体が解除反応をし、他方では、別の前駆体が準単一層で、または、有利には単一層で、既に溶出し、有利には解除反応した前駆体上に堆積する。従って、一連の閃光によって次のことが実現される。すなわち一閃光毎に、有利には、表面領域上に被着されるべき層のために、前駆体内に含まれている材料の一つの単一層または少なくとも一つの準単一層が析出されることが実現される。これによって、析出されるべき層の層厚の良好な制御が、表面領域上に照射される閃光の数を調整することによって実現される。
【００１７】
さらに、少なくとも一種類の第二の気体前駆体を使用することも可能である。積層されるべき表面領域は、第一の気体前駆体の後に、この第二の気体前駆体に晒される。このため、第二の気体前駆体は、第一の気体前駆体の後に、第一の気体前駆体が存在しない状態で表面領域に供給される。少なくとも一種類の第二の気体前駆体が供給されることによって、例えば、コンポジション層（例えば窒化物または酸化物）を、電子デバイスの少なくとも一つの表面領域上に析出することが可能になる。第一の気体前駆体と第二の気体前駆体とは、このために、有利には、表面領域に交互に供給される。従って、これは交互に、２つの前駆体に晒される。使用されている前駆体に応じて、閃光を、表面領域上に、２つの前駆体のうちの一つまたは両方が存在している状態で、照射することが可能である。従って殊に、ここに記載されている方法は一つのステップを有しており、このステップでは、閃光援用型原子層堆積方法を用いて少なくとも一つの層を被着する際に、表面領域を、少なくとも一つの層のために、少なくとも一種類の第一の気体前駆体に晒し、または、表面領域を少なくとも一種類の第一の気体前駆体に晒し、続いて、少なくとも一種類の第二の気体前駆体に晒し、第一の前駆体および／または第二の前駆体の、表面領域上に溶出した分子に、少なくとも一つの閃光を照射する。これによって、表面領域上に溶出した分子が分解する。従って少なくとも一つの閃光は、第一の前駆体が存在している場合にのみ、または、第二の前駆体が存在している場合にのみ、表面領域上に照射される。さらに、各前駆体が存在している場合に、それぞれ少なくとも一つの閃光を、積層されるべき表面領域上に照射することも可能である。
【００１８】
さらに、ここに記載した方法において、２つよりも多くの前駆体が使用され得ることに留意されたい。
【００１９】
前駆体、すなわち、例えば第一の気体前駆体、および／または、第二の気体前駆体は、積層されるべき表面領域に、ガス流として供給される。これは次のことを意味し得る。すなわち、前駆体が積層チャンバ内に連続的なガス流として供給され、残った気体が積層チャンバから継続的に除去されることを意味している。これに対して択一的に、前駆体を、少なくとも一つの閃光による照射の前に積層チャンバに供給し、ひいては積層されるべき表面領域に供給し、その後に、ガスの流入を停止することも可能である。この結果、少なくとも一つの閃光の間は、前駆体の供給および排出は行われない。
【００２０】
前駆体の供給と閃光による照射との間に、パージステップを実施することもできる。このパージステップでは、不必要な前駆体と反応生成物とが排出される。ここに記載された方法では、閃光照射は、上述したように、前駆体の供給の間または供給の後に、殊にこのようなパージステップの前に、このようなパージステップの間または直後にではなく、例えば、積層チャンバを清掃するために実施される。
【００２１】
第一の気体前駆体および少なくとも一種類の第二の気体前駆体を、交互の供給によって、時間的に変えて供給する他に、例えば、積層チャンバの異なる領域も設定可能である。ここで、少なくとも第一の前駆体と第二の前駆体とは相互に別個に、積層チャンバの異なる領域内に供給される。積層されるべきデバイスは、殊に、これらの領域の間で動かされる。異なる領域は、例えば、ガスカーテン、例えば不活性ガス（例えばＮ２）によって分けられる。デバイスは、ここで連続してまたは連続しないで（すなわち複数のステップにおいて）、異なる領域を通って移動することができる。少なくとも一つの閃光の照射が、第一の前駆体および／または第二の前駆体が存在している状態で行われるべきか否かに応じて、これらの異なる領域に光源を設けることができる。
【００２２】
別の実施形態では、少なくとも一つの層が、パターニングされて被着される。これは殊に次のことを意味し得る。すなわち、少なくとも一つの層が閃光ＡＬＤによって積層される表面領域が、電子デバイスのつながっている表面領域の部分領域のみを形成する、ということを意味する。従ってパターニングされた層を被着した後、さらなるステップを用いずに、デバイスの表面の第一の部分がこの層で覆われる。また、第一の領域に隣接している、他の第二の領域には層が設けられていない。積層されるべき表面領域は、殊に、例えば、表面の、つながっていない領域も含み得る。
【００２３】
少なくとも一つの層をパターニングして被着するために、少なくとも一つの閃光は、殊に、積層されるべき表面領域上にのみ放射される。また、積層されるべきでない表面領域には、閃光は照射されない。このために、少なくとも一つの閃光を例えばマスクを通して、電子デバイス上に照射させることができる。ここでこのマスクは、積層されるべき表面領域上で、一つまたは複数の空白部分を有している。これは殊に次のことを意味し得る。すなわち、表面領域と光源との間にマスクが配置されていることを意味し得る。ここでこれらのマスクは例えば、電子デバイスに接触していても、電子デバイスに対して間隔を有していてもよい。これに相応して、気体前駆体は電子デバイスから見て、マスクの上、および／または、マスクの下に位置し得る。
【００２４】
例えば表面領域を順次連続して異なる前駆体にさらすために、積層されるべき表面領域が積層チャンバの異なる領域間で動かされる場合、表面領域とともにマスクを動かすことができる。これに対して択一的に、マスクが、積層チャンバの固定領域内に留まることも可能である。例えば、マスクは、積層チャンバの、少なくとも一つの閃光が積層されるべき表面領域上に照射される領域内にのみ設けられ、固定される。
【００２５】
付加的に、または、択一的に、少なくとも一つの閃光を、積層されるべき表面領域上に焦点合わせすること、または、積層されるべき表面領域の部分領域上に照射することも可能である。このためには、殊に、少なくとも一つの閃光を生成する光源が例えばレーザーを有しているのが有利である。殊に、複数の閃光を順々に、積層されるべき表面領域の異なる部分領域上に照射することも可能であり得る。従って、表面領域上の少なくとも一つの層の形成は、シーケンシャルに、単一層または準単一層による積層化によって、表面領域の部分領域内で行われる。従って少なくとも一つの層は、例えば、少なくとも一つの閃光に対する光源としてレーザーを使用する場合に、レーザー描画プロセスの様式において被着される。
【００２６】
積層されるべき表面領域に、表面領域上に放射される少なくとも一つの閃光に対して付加的に、その上に積層されるべき電子デバイスが位置している加熱部によって、熱を供給することができる。このようにして、積層されるべき表面領域を付加的に加熱することができる。例えば、１５０℃を下回る温度、有利には９０℃を下回る温度が有利であり得る。このような温度では、電子デバイスの通常の材料、例えば有機材料は、まだ損傷を受けない。これに対して択一的に、積層されるべき電子デバイスを、少なくとも一つの閃光を照射する間、冷却することもできる。従って、積層されるべき表面領域のできるだけ薄い範囲を少なくとも一つの閃光によって加熱し、積層されるべき表面領域の下方に位置する、電子デバイスの材料を、過度に大きい熱入力から保護することができる。
【００２７】
別の実施形態では、その表面領域上に少なくとも一つの層が閃光ＡＬＤ方法によって被着される電子デバイスは、無機発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、無機フォトダイオード（ＰＤ）、有機フォトダイオード（ＯＰＤ）、無機太陽電池（ＳＣ）、有機太陽電池（ＯＳＣ）、無機トランジスタ、殊に無機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、有機トランジスタ、殊に有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）、集積回路（ＩＣ）またはこれらからの複数またはこれらからの組み合わせ、または、上述したデバイスの少なくとも一つまたは複数を有する。
【００２８】
電子デバイスは、さらに、基板を有し得る、または、基板であり得る。この基板はここで例えば、電子素子、殊に一つまたは複数のオプトエレクトロニクス層列用の支持部材とまたはとして適している。例えば、この基板はガラス、石英および／または半導体材料を有し得る、または、これから成り得る。さらにこの基板は、プラスチックフィルムまたは一つまたは複数のプラスチックフィルムを有する積層体またはガラスおよびプラスチックを有する積層体を有し得る、または、これから成り得る。プラスチックは例えば高密度または低密度ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、および／または、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を有し得る、または、これらであり得る。さらにこの基板は金属、例えば金属フィルムの形態の金属を有し得る。これは例えばアルミニウムフィルム、銅フィルム、特殊鋼フィルム、または、これらの組み合わせ、または、これらの積層体である。
【００２９】
電子デバイスはさらに、機能的な層列を有し得る。これは、少なくとも一つの第一の電極と第二の電極とを有している。これらの電極の間に、一つまたは複数の無機および／または有機の機能的な層が配置されている。殊にこれらの機能的な層列は、基板上に配置され得る。
【００３０】
電子デバイスがオプトエレクトロニクスデバイスとして形成されており、例えばＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＰＤ、ＯＰＤ、ＳＣおよび／またはＯＳＣを有している、または、これから成る場合には、機能的な層列は活性領域を有し得る。この活性領域は、デバイスの動作時に光を生成するまたは検出するのに適している。殊に、オプトエレクトロニクスデバイスは、光入力または光取り出しが基板を通して行われるべき場合には、透明な基板も有し得る。
【００３１】
電子デバイスがＬＥＤ、ＰＤ、ＳＣおよび／またはＴＦＴを有する場合またはこれらから成る場合には、機能的な層列は、エピタキシャル層列、すなわちエピタキシャル成長した半導体層列を有し得る、または、エピタキシャル層列として構成され得る。殊に、半導体層列は、例えば、ＩｎＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＡｌＰおよび／またはＡｌＧａＡｓをベースにしたＩＩＩ−Ｖ−化合物半導体材料および／またはＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料を有することができる。
【００３２】
電子デバイスが有機電子デバイスとして構成されており、ＯＬＥＤ、ＯＰＤ、ＯＳＣおよび／またはＯＴＦＴを有するまたはこれから成る場合、機能的な層列は、一つまたは複数の有機機能層を有することがある、これは、有機ポリマー、有機オリゴマー、有機モノマー、非重合体の有機小分子（small molecules）またはこれらの組み合わせを有することができる。殊に、有機電子デバイスとして構成されている電子デバイスが機能層を有しているのは有利であり得る。この機能層は、ホール輸送層として構成されている。これによって、例えば、ＯＬＥＤの場合には、エレクトロルミネセンス層内またはエレクトロルミネセンス領域内への効果的なホール注入が可能になる。ホール輸送層の材料としては、例えば、第３級アミン、カルバゾール誘導体、導電性ポリアニリンまたはポリエチレンジオキシチオフェンが有利であることが判明している。さらに、有機オプトエレクトロニクスデバイスの場合には有利には、機能的な層列の機能的な層が、光を生成する、エレクトロルミネセンス層として、または、光を検出する層として構成されている。このための材料としては、蛍光またはりん光に基づく発光を有している、または、光を電荷に変えることができる材料が適している。これは例えば、ポリフルオレン、ポリチオフェンまたはポリフェニレンまたはこれらの誘導体、化合物、混合物またはコポリマーである。さらに、機能的な層列は、電子輸送層として形成されている機能的な層を有し得る。さらに、この層列は、電子および／またはホールブロック層も有し得る。
【００３３】
特に有利には電子デバイスは、ＯＬＥＤとして構成され得る、または、ＯＬＥＤを有し得る。ＯＬＥＤの基本的な構造に関して、例えば機能層列の構造、層組成および材料に関しては、文献、国際公開第２０１０／０６６２４５号を参照されたい。この文献は、殊に、有機オプトエレクトロニクスデバイスの構造、層組成および材料に関して、明確に本願に参考として取り入れられる。
【００３４】
閃光ＡＬＤ方法を実施する際に、電子デバイスを、デバイスの機能を提供する自身の機能層を顧慮して製造することができる。ここで、少なくとも一つの、閃光ＡＬＤ方法によって被着された層は、この場合には例えばカプセル封入部またはカプセル封入部の一部を、デバイスの機能層に対して形成することができる。
【００３５】
さらに、付加的または択一的に、閃光ＡＬＤ方法を用いて、電子デバイスの機能的な部分を製造することも可能である。これは例えば、電気的な給電部、例えば一つまたは複数の電気的な接続部分である。これは、電子デバイスの、既に製造されている、または、今後製造されるべき電極を電気的に接触接続するためのものである。付加的または択一的に、閃光ＡＬＤによって例えば、電子デバイスの機能的な層列の電極が製造され得る。この場合には、閃光ＡＬＤ方法はそれぞれ、電子デバイスの機能層がまだ完成されていない方法段階において実施される。換言すれば、「電子デバイスの表面領域上の少なくとも一つの層の製造」とは、次のことを意味している。すなわち、閃光ＡＬＤの実行時に既に電子デバイスが完成されている、または、閃光ＡＬＤが電子デバイス製造ステップの間、ひいては、まだ完成されていない電子デバイスにおいて実行されることを意味している。殊にこの場合には、閃光ＡＬＤ方法によって、電子デバイスの機能層が製造される。
【００３６】
別の実施形態では、少なくとも一つの層として、電子デバイスの表面領域上に、電子デバイスの電極用の少なくとも一つの電気的な給電部が、基板上に構成されている。このために、殊に、金属製の層が、閃光ＡＬＤを用いて製造される。ここでは、適切な前駆体が供給される。この前駆体は、少なくとも一つの閃光を照射することによって、金属層を形成して、消散反応（abreagieren）し得る。通常、基板上の給電部ないしは導体路の製造に使用されるリソグラフィプロセスと比べて、ここで記載されている閃光ＡＬＤ方法は、容易な製造方法を実現し得る。給電部として形成された、閃光ＡＬＤによって被着された層は有利には、１００ｎｍ以上の厚さ、または、１μｍ以下の厚さ、特に有利には数百ｎｍの厚さを有し得る。殊に給電部は、金属のうちの一つまたは複数または層列またはこれからの組み合わせを有し得る、または、これから成る。
【００３７】
別の実施形態では、少なくとも一つの層として、閃光ＡＬＤによって、電子デバイスの表面領域上に、電子デバイスの機能的な層列の少なくとも一つの電極が形成される。このために、例えば、純粋な金属、金属の組み合わせ、酸化物、窒化物またはこれらからの組み合わせまたはこれらからの層列を、電極として被着することが可能である。例えば、アルミニウムおよび／または銀は、不透明な電極の形態で被着され得る。さらに、例えば銀または銀混合物、例えばマグネシウムを含有する銀は、透明な電極として被着され得る。特に有利には、電極はカソードを形成する。電極が例えば金属層としてまたは金属層列として被着される場合には、殊に、適切な一つの前駆体のみが供給可能である。この前駆体は、金属層に少なくとも一つの閃光を照射することによって消散反応し得る。
【００３８】
さらに、閃光ＡＬＤによって被着された電極は、多層構造および／または合金を原子層サイズで有し得る。さらに、閃光ＡＬＤによって被着された電極に対しては、原子層サイズで、材料グラデーションおよび／またはドーピングを有する多層構造が可能である。「原子層サイズで」とはここで次のことを意味している。すなわち、電極が、上述した特徴を備えた層を有していることを意味する。これはすなわち、一つまたは数個の原子層の厚さを有している、例えば、多層構造、合金、材料グラデーション、および／または、ドーピングでの種々の層である。
【００３９】
通常、従来技術では、金属製の電極は、熱蒸着によって、または、スパッタリングによって被着される。そのため、このような電極、典型的に陰極に対する材料の選択並びに変性方法は制限される。この原因は次のことにある。すなわち、熱を用いた方法の際に、電極材料が通常、高真空で蒸着ないしはスパッタリングされなければならない、ということにある。なぜなら、例えば、有機電子デバイスの場合には、その上に電極が形成される有機層は、損傷を与えるガスおよび湿気に対して極めて敏感に反応するからである。しかし通常の、熱を用いた析出方法では、ソースの高い温度入力が問題となり、スパッタリングプロセスでは、使用されているプラズマ、ひいては衝突する材料の高いエネルギーによる損傷が問題となる。
【００４０】
これとは異なり、ここに記載されている閃光ＡＬＤ方法によっては、例えば、熱による蒸着方法と比べて、生じる温度負荷は僅かである。従って、純粋な金属、金属の組み合わせ、酸化物および窒化物での大きい材料選択および変性方法が可能である。さらに、電極層構造に関して上述した新たな種類の構造、新たな種類の材料グラデーション、新たな種類の合金および／または新たな種類のドーピングが可能であり得る。これによってさらに、通常の、熱による析出方法またはスパッタリング方法によって可能であるものよりも密度の高い、インジェクションに最適な電極、例えばカソード並びに透明電極を製造することが可能になる。
【００４１】
殊に有機電子デバイスの製造に関してはさらに、閃光ＡＬＤを用いて、有機材料上に直接的に電極材料を設けることが可能であり得る。なぜなら、閃光ＡＬＤ方法は、被着されるべき材料に応じて、殊に、例えば通常のＡＬＤ方法では必要となる、少なくとも上述した有機材料を損傷させ得るさらなる前駆体（例えばオゾンまたは水）を用いずに、一つの前駆体のみを用いて実行可能だからである。スパッタリングプロセスと比較して、例えば有機層上のカソード析出のための通常のスパッタリングプロセスと比較して、閃光ＡＬＤ方法では、有機材料上への析出時にプラズマに損傷が与えられない。
【００４２】
別の実施形態では、機能層列、殊に有機機能層列上への電極の形態での少なくとも一つの層の被着前に、閃光ＡＬＤ方法によって中間層が被着される。この中間層は、機能的な層列を電極用の前駆体、並びに、不所望な光入力および／または熱入力から保護する。
【００４３】
有利な実施形態では、電子デバイスは機能的な層列を有しており、少なくとも一つの層は閃光ＡＬＤによって、カプセル封入部として機能的な層列上に被着される。例えば、機能的な層列は、光を放射する、または、光を検出する少なくとも一つの層を有し得る。ここでは機能的な層列は特に有利には、有機発光ダイオードを形成することができ、基板上に上述のように被着され得る。
【００４４】
別の実施形態では、カプセル封入部として形成されている少なくとも一つの層は、主に、機能的な層列上にのみ被着されている。これによって、次のような利点が得られる。すなわち、電子デバイスの、湿気に対して敏感なアクティブ領域のみが少なくとも一つの層によって積層され、例えばコンタクトと、その上に機能的な層列が被着されていない、基板の他の領域とには、少なくとも一つの層が設けられない、という利点が得られる。
【００４５】
別の実施形態では、閃光ＡＬＤによって、電子デバイスの少なくとも一つの表面領域上に被着される少なくとも一つの層は、少なくとも２つの異なる層を有している。すなわち殊に、異なる材料を有する少なくとも２つの層を有している。これらはカプセル封入部として被着される。殊に、少なくとも一つの層は、異なる材料を有する交互の層を備えた層列を有し得る。
【００４６】
従って、カプセル封入部として被着されるべき層は、バリア層または多数のバリア層を有する層列として、閃光ＡＬＤを用いて薄膜カプセル封入部を製造するために被着される。少なくとも一つの層または多数の層は、カプセル封入部の形態で、例えばそれぞれ一原子層から数百ｎｍの間、有利には１０ｎｍから１００ｎｍの間、特に有利には５０ｎｍから６０ｎｍの間の厚さを有し得る。ここでは、接している範囲の境界は含まれている。
【００４７】
薄膜カプセル封入部とは殊に大気物質、殊に湿気、酸素に対するバリア、および／または、損傷を与える他の物質、例えば腐食性ガス（例えば硫化水素）に対するバリアを形成するのに適している装置のことである。薄膜カプセル封入部の層のための適切な材料は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ブロム、硫化カドミウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化白金、酸化ケイ素、酸化バナジウム、酸化すず、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムである。閃光ＡＬＤによって被着されたカプセル封入部は、例えば、異なる材料から成る少なくとも２つの層を有し得る。殊に、カプセル封入部は、異なる材料から成る少なくとも３つまたはそれよりも多くの層も有し得る。さらに、カプセル封入部は、相互に重なった複数の積層体を有し得る。これは、それぞれ、異なる材料から成る少なくとも２つ、３つまたはそれよりも多くの層を有し得る。
【００４８】
別の実施形態では、第一の気体前駆体は金属化合物である。これは例えば金属ハロゲン化合物または有機金属化合物である。例えば第一の気体前駆体は、以降の材料のうちの一つを有するまたは以降の材料のうちの一つから成る：トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチル亜鉛（ＴＭＺｎ）、トリメチルすず（ＴＭＳｎ）およびそれらのエチル含有誘導体、並びに、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、ジエチル亜鉛（ＤＥＺｎ）、および、テトラブロモメタン（ＣＢｒ４）、ＢＢｒ３、Ｃｄ（ＣＨ３）２、Ｈｆ［Ｎ（Ｍｅ２）］４、Ｐｄ（ｈｆａｃ）２、Ｐｄ（ｈｆａｃ）２、ＭｅＣｐＰｔＭｅ３、ＭｅＣｐＰｔＭｅ３、Ｓｉ（ＮＣＯ）４、ＳｉＣｌ４、テトラキス（ジメチルアミノ）すず、Ｃ１２Ｈ２６Ｎ２Ｓｎ、ＴａＣｌ５、Ｔａ［Ｎ（ＣＨ３）２］５、ＴｉＣｌ４、Ｔｉ［ＯＣＨ（ＣＨ３）］４、ＴｉＣｌ４、Ｚｎ（ＣＨ２ＣＨ３）２、（Ｚｒ（Ｎ（ＣＨ３）２）４）２。
【００４９】
酸化物、窒化物または硫化物を形成するために、第二の気体前駆体を設けることができる。この第二の気体前駆体は、以下の材料の一つまたは複数を有している、または、以下の材料の一つまたは複数である：Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２、Ｏ２、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３並びに有機化合物および分子。
【００５０】
閃光ＡＬＤを用いて少なくとも一つの層をパターニングして被着することによって、次のことも可能になる。すなわち、水平方向に並んで配置されている少なくとも２つの異なる領域を有するカプセル封入部を形成することも可能になる。殊に、このために、例えば、異なる光学的な特性を有する異なる材料を一つの層レベルに被着することができる。さらに、例えばカプセル封入部の第一の層をパターニングして第一の表面領域内に被着することも可能である。また、この上に、第二のより大きい表面領域において、別の層が閃光ＡＬＤを用いて被着される。これは、第一の層を覆っている。水平方向に隣接して配置され得る異なる材料を使用することによって、閃光ＡＬＤを用いて被着される、少なくとも一つの層に構造がもたらされる。これは例えば、発光デバイス、殊にＯＬＥＤの機能的な層列上に存在し得る。異なる材料を使用することによって、例えば、閃光ＡＬＤを用いて被着された少なくとも一つの層である透明なカプセル封入部の場合には、光の取り出しが影響される。従って例えば、発光面内にピクトグラム等の字体または画像を、例えば透明なＯＬＥＤの場合に、実現することができる。
【００５１】
別の実施形態では、殊にカプセル封入部の、積層されるべき表面領域、殊に機能的な層列と、閃光ＡＬＤを用いて被着されるべき層との間に、緩衝層が被着される。すなわち換言すれば、緩衝層は、閃光ＡＬＤ方法を実施する前に被着される。閃光ＡＬＤを用いて被着されるべき層は次に、特に有利には、緩衝層上に直接的に、直に接触して被着される。
【００５２】
緩衝層は、例えば、積層されるべき表面領域に対して、化学的および／または熱的作用からの保護層を形成し得る。閃光ＡＬＤによって積層されるべき表面領域が例えば機能的な層列を有する場合、殊に、有機機能層列を２つの電極の間に有する場合、機能的な層列の電極のうちの一つの電極は、機能的な層列の上面を形成する。直接的に（すなわち緩衝層を設けずに）、上方の電極とも称されるこの電極上に、層が閃光ＡＬＤ方法を用いて被着される場合には、これは、上面を形成する電極の熱伝導性が高い場合には、閃光放射時に、上面を形成する電極への不所望な高い熱入力を生じさせてしまう。これに対して緩衝層は、少なくともある程度、熱の絶縁を実現することができる。これによって、上方の電極の下方に位置している層への熱入力が低減され、これによって、上方の電極の下方に位置する層は、過度に大きい熱負荷から保護される。
【００５３】
緩衝層は、酸化物、窒化物または酸窒化物を有し得る、または、これらから成る。例えば酸化物、窒化物または酸窒化物は、アルミニウム、ケイ素、すず、亜鉛、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブまたはハフニウムを含み得る。特に有利には、緩衝層は、窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ）、例えばＳｉ２Ｎ３、および／または、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、例えばＳｉＯ２を有し得る。さらに、緩衝層は、多数の層も有し得る。これは例えば少なくとも一つまたは複数の窒化ケイ素層のシーケンスおよび一つまたは複数の酸化ケイ素層のシーケンスを有する。これらは有利には、相互に重なって交互に被着される。
【００５４】
緩衝層を製造するために、例えばプラズマ援用型化学気相成長（plasma enhanced chemical vapor deposition, ＰＥＣＶＤ）が行われる。さらに、別の被着方法も可能である。これは例えば蒸着である。緩衝層は１０ｎｍ以上、有利には、数十ｎｍ以上、殊に８０ｎｍ以上の厚さを有し得る。
【００５５】
さらに、緩衝層は、１００ｎｍ以下の厚さ、有利には４００ｎｍ以下の厚さを有し得る。電子デバイスが、発光デバイス、例えば、光が閃光ＡＬＤを用いて製造された層を通って、ひいては緩衝層も通って取り出される有機発光ダイオードである場合には、効果的な光の取り出しに関しては、８０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下の範囲、特に有利には８０ｎｍ以上かつ９０ｎｍ以下の範囲厚さが特に有利であり得る。
【００５６】
本願に記載した閃光援用型原子層堆積方法によって、次のことが可能になった。すなわち、上述した光作用を用いた（従来の加熱熱を用いない）材料デポジションに基づいて、従来の原子層堆積方法では高い温度が必要であった材料を用いることが可能になった。本願に記載した方法では、これらの材料は低い温度で、ひいては有利には、積層されるべき電子デバイスに悪影響を与えることなく被着される。このような、新たに選択可能な材料は、一方では、カプセル封入部として形成されている、閃光ＡＬＤによって被着された少なくとも一つの層のバリア作用を改善し得る。また、他方では、例えば、光学的な特性、例えば殊に透明な電子構成部品に対する透明性および明るさも改善し得る。
【００５７】
この自己制御式プロセスによって、層厚および均一性の優れたコントロールが実現される。一連の閃光によって、既に被着されている材料を、電子デバイスへの僅かな熱作用のみによって、既に他の材料の析出の間に焼き戻しすることができる、ないしは、アニーリングプロセスにさらすことができる。これによって、高い純度の薄い層の被着が可能になる。被着されるべき材料に応じて、必要な気体前駆体が一つだけの場合もあるので、従来のＡＬＤ方法を容易にすることができる。殊に、前駆体を一つだけ使用する場合には、例えば、積層されるべき表面領域との不所望な反応を回避することができる。殊に、本願に記載された閃光ＡＬＤ方法を用いて、金属層を、例えば給電部として被着することも可能である。
【００５８】
本願に記載した、閃光援用型原子層堆積方法は、殊に、マスキングの使用によって、パターニングされた析出を実現することも可能にする。ここでは、大面積に被着された層を除去する、コストのかかるプロセスステップを行う必要はない。
【００５９】
他の利点、有利な実施形態および発展形態は、以降で、図面に関連して記載された実施例から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】一つの実施例に従って、電子デバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造する方法を実行するための積層チャンバの概略図
【図２】他の実施例に従った、積層チャンバの概略図
【図３】他の実施例に従った、積層チャンバの概略図
【図４】他の実施例に従って、電子デバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造する方法によって積層された電子デバイスの概略図
【図５】他の実施例に従って、デバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造する方法によって積層された電子デバイス
【図６】他の実施例に従って、デバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造する方法によって積層された電子デバイス
【図７】他の実施例に従って、デバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造する方法によって積層された電子デバイス
【図８】他の実施例に従って、デバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造する方法によって積層された電子デバイス
【００６１】
実施例および図面では、同一の、同じ様式のまたは同じ作用の部材に、それぞれ同じ参照符号が付けられている。図示された部材およびその相互の大きさの比は、縮尺通りではなく、むしろ、個々の部材、例えば層、構成部分、デバイスおよび領域が、より見やすくするために、および／または、より分かり易くするために、過度に大きく示されている場合がある。
【００６２】
図１に関連して、少なくとも一つの層１を電子デバイス１００の表面領域２上に製造する方法の実施例を記載する。このために、図１には、積層チャンバ１０が示されている。この積層チャンバ１０によって、閃光ＡＬＤ方法の形態の方法が実行可能である。
【００６３】
閃光ＡＬＤ方法の第一のステップでは、積層されるべき表面領域２が、積層チャンバ１０内に準備される。このために、積層されるべき電子デバイス１００が、積層チャンバ１０内の担体１３上に配置される。ここでこの電子デバイスは、例えば、図４〜７の実施例に関連して記載されているように構成され、さらに、これに加えて択一的または付加的な特徴を、上の一般的な部分で記載したように有することができる。ガス投入口１１を介して、積層チャンバ１０に第一の気体前駆体２１が供給される。ここでこの第一の気体前駆体は、気相で、被着されるべき層１の材料を、化合物の形態で含んでいる。これは例えば有機金属分子である。ガス排出口１２を通って、この方法で生じた排ガス（これは例えば気体の反応生成物を含んでいる）が積層チャンバ１０から排気される。殊に、図１に関連して記載された方法は、第一の気体前駆体２１の継続したガス流入によって実施される。
【００６４】
ガス投入口１１を通って供給された第一の気体前駆体２１は、積層チャンバ１０内で表面上に、吸着によって堆積する。これは殊に、電子デバイス１００の積層されるべき表面領域２上にも堆積する。積層チャンバ１０の外側に光源１４が配置されている。これは、窓１５、例えば石英ガラス窓を通して、光を積層チャンバ１０内に、積層されるべき電子デバイス１００の方向に放射することができる。光源１４は、図示の実施例では、多数のガス放電ランプ１４１を有している。これらのガス放電ランプの光は、反射器１４２を介して、積層されるべき表面領域２に向けられる。さらに光源は、少なくとも一つの閃光を表面領域２に放射することができる。一般的な部分で説明されたように、これによって、積層されるべき表面領域２が加熱され、前駆体２１の、表面領域２上に溶出する分子が解離する。これによって、前駆体２１内に含まれている、層１のための材料が、積層されるべき表面領域２上に堆積し、そこで結合する。少なくとも一つの閃光の持続時間並びに少なくとも一つの閃光のエネルギー密度は、それぞれ、一般的な部分で上述した値を有することができ、次のように選択される。すなわち、前駆体２１に含まれている、層１用の材料のできるだけ完全な層が、積層されるべき表面領域２上に堆積するように選択される。典型的に、閃光は、数マイクロ秒（殊に約１〜２ｍｓ）の持続時間と数Ｊ／ｃｍ２、殊に１０Ｊ／ｃｍ２以上のエネルギー密度を有し得る。
【００６５】
一般的な部分で上述したように、一回の閃光毎に、前駆体２１内に含まれている所望の材料の少なくとも一の準単一層、有利には一つの単一層が被着される。有利には、多数の閃光が一連で、積層されるべき表面領域２上に放射される。ここで、閃光の数によって、製造される層１の厚さを容易にコントロールすることができる。
【００６６】
例えば第一の前駆体２１は、トリメチルアルミニウムであり得る。従って、閃光作用によって、アルミニウムが層１として、電子デバイス１００の表面領域２上に堆積し得る。これに対して択一的に、一般的な部分で上述した他の前駆体も使用可能である。
【００６７】
図示の実施例では、その上に、少なくとも一つの層１が被着される表面領域２は、単に例として相互に分けられた、つながっていない部分領域を有する。点線の領域によって示されている、少なくとも一つの層１のこのようなパターニングされた被着を実現するために、積層されるべき表面領域２への光源１４の少なくとも一つの閃光の放射は、マスク１６を通して行われる。ここでこれらのマスクは、図示の実施例では、表面領域２に対して間隔を空けて配置されている。これに対して択一的に、マスクを、図２に示されているように、直接的に、積層されるべき表面領域２上も配置することもできる。
【００６８】
ガスが流入しつつ行われる記載した方法に対して択一的に、第一の気体前駆体２１を、積層チャンバ１０に、閃光放射前に供給することもできる。その後、ガス投入口１１とガス排出口１２とが閉鎖され、閉鎖されたガス体積内で、積層されるべき表面領域２上に閃光が放射される。
【００６９】
さらに、例えば酸化物層または窒化物層を製造するために、交互に、第一の気体前駆体２１と少なくとも一種類の第二の気体前駆体とを積層チャンバ１０内に導くことも可能である。第一の前駆体はこのために、上述した、一般的な部分で上述したように、例えば金属ハイブリッドまたは有機金属化合物を有し得る。また、第二の気体前駆体として例えば水またはアンモニアが供給され得る。これらの異なる前駆体の間に、積層チャンバ１０をパージするために、パージガス、例えば希ガス（Ａｒ）、または他の不活性ガス（Ｎ２）を供給することができる。前駆体およびその反応性に応じて、閃光を、第一の前駆体が存在する場合にのみ、または、第二の前駆体が存在する場合にのみ、または、両方の前駆体が存在する場合にも、表面領域２上に放射することができる。例えば、第一の前駆体は閃光によって解離する。また、第二の前駆体は、閃光無しに、表面領域２上に堆積している第一の前駆体の材料によって消散反応し得る。
【００７０】
一般的な部分において述べたように、閃光の放射によって有利には表面領域２のみが加熱され、その下に位置する層または電子デバイス１００の材料は加熱されない。必要な場合には、電子デバイス１００と積層されるべき表面領域２にも、例えば、担体１３を介して、加熱部によって付加的な熱エネルギーが供給される。例えば電子デバイス１００は、１５０℃以下の温度まで加熱され、有利には９０℃以下の温度まで加熱される。また表面領域２を、閃光放射によって、さらに高い温度にすることができる。従って、その前駆体が、電子デバイス１００の温度を上回る温度を必要とする材料を被着することができる。ここで、電子デバイスがこれによって損傷を受けることはない。これに対して択一的に、例えば担体１３内の冷却装置によって、電子デバイス１００を、少なくとも一つの閃光を放射する間、能動的に冷却することができる。これによって、閃光放射による電子デバイス１００の過度に高い加熱を回避することができる。
【００７１】
ガス放電ランプ１４１を備えた、図１に示された光源１４の代わりに、例えば、一つまたは複数のレーザー、殊にレーザダイオード、発光ダイオードおよび／またはハロゲンランプを有する光源を使用することもできる。殊に、レーザーまたはフォーカシングされたハロゲンランプ光またはガス放電ランプ光によっても、次のことが可能である。すなわち、閃光ＡＬＤによって被着されるべき層１を、マスク１６を用いずにパターニングして、被着することが可能である。
【００７２】
図２には、積層チャンバ１０に対する別の実施例が断面図で示されている。ここでは、図１の実施例とは異なり、第一の気体前駆体２１が、積層されるべき電子デバイス１００上に導かれる。また、これに隣接して、別のガス投入口１１’を介して、ガス２３（例えばＮ２）が、ガスカーテンの形態で供給される。これによって、積層チャンバ１０の異なる領域を、ガス分布に関して分けることが可能になる。従って、図示の領域に隣接している、積層チャンバ１０の領域において、第二の気体前駆体が供給され、異なる前駆体が、ガスカーテンによって相互に分けられる。積層されるべき表面領域２を有する電子デバイス１００を異なる領域間で、往復運動させることができる。これによって、異なる前駆体を時間的に連続して、積層チャンバ１０の同じ供給内に供給する必要がなくなる。
【００７３】
マスク１６はこの実施例では例えば、積層されるべき表面領域２、ひいては積層されるべき電子デバイス１００とともに動く。これに対して択一的に、マスク１６を固定的に、積層チャンバ１０の図示の領域に固定して設置することもでき、電子デバイス１００はマスク１６を用いずに、異なる領域間を往復運動することができる。電子デバイス１００の運動はこの場合には連続的に行われる、または、非連続的にステップで、すなわちストップアンドゴー運動の形で行われる。殊にマスク１６は、例えば、積層されるべき表面領域２上に閃光が放射される、積層チャンバ１０の一つまたは複数の領域内にのみ存在し得るまたは動かされ得る。
【００７４】
図３には、積層チャンバ１０に対する別の実施例が示されている。これは、先行する２つの実施例とは異なり、いわゆるロールツーロール方法を可能にする。ここでは、積層されるべき電子デバイス１００が、ロール状の担体１３上に載置される。この担体は、円形の矢印によって示されているように回転可能である。ガス投入口１１を介して、積層チャンバ１０の上方の領域と下方の領域とに、第一の気体前駆体２１と第二の気体前駆体２２とが供給される。これらの領域の間には、別のガス投入口１１’が設けられている。これらの別のガス投入口１１’を介してガス２３が供給される。これは先行する実施例と同様に、例えばＮ２である。これは、異なる前駆体２１、２２の間にガスカーテンを形成する。積層チャンバ１０内のガス流は、破線によって示されている。
【００７５】
第一の前駆体２１として、例えば有機金属化合物、例えばトリメチルアルミニウムまたは他の、一般的な部分で上述した材料が供給可能である。これは、電子デバイス１００上に堆積する。上方領域に配置された光源１４によって、窓１５を介して閃光が電子デバイス１００に照射される。従って、閃光毎に有利には、金属の一つの単一層が、積層されるべき表面領域２上に形成可能である。担体１３の回転運動によって、溶出された金属が設けられた表面領域２が、積層チャンバ１０の下方領域において動かされる。ここでは第二の前駆体２２として例えば水が供給される。この水と、堆積されたアルミニウムとが酸化して、酸化アルミニウムを形成する。積層されるべき電子デバイス１００の運動は連続して、または、ステップで行われる。必要な場合には、使用されている第二の前駆体２２に応じて、積層チャンバ１０の下方領域にも、閃光を放射する光源を設けることができる。これは点線で示されている。付加的に、必要な場合には、他のガス投入口を介して、他の前駆体を供給することができる。
【００７６】
閃光ＡＬＤを用いて被着される層の、パターニングされた形成が望まれる場合には、一つまたは複数のマスクを積層チャンバ１０内に設けることができる。このマスクを、電子デバイス１００とともに動かすことができる、または、積層チャンバの上方領域または下方領域内に定常的に配置することができる。
【００７７】
以降に記載される電子デバイスは、上述した方法の一つによって、少なくとも一つの層１が、閃光ＡＬＤ方法によって積層される。
【００７８】
図４には、電子デバイス１０１が示されている。これは、層１を有している。ここでこの層は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）として形成されている電子デバイス１０１のカプセル封入部４５を形成する。図４に関連して記載されたＯＬＥＤ、並びに、後続の図面によって記載されたＯＬＥＤに対して択一的に、電子デバイスを、例えば無機ＬＥＤとして、有機フォトダイオードまたは無機フォトダイオードとして、有機トランジスタまたは無機トランジスタとして（例えば有機または無機薄膜トランジスタとして）または他の、一般的な部分において記載した電子デバイスとして構成することもできる。
【００７９】
図４に示された電子デバイス１０１は、基板４０を有している。これは例えばガラスプレートまたはガラスフィルムであり得る。基板上に、電極４２、４４を備えた機能的な層列４１が配置されている。これらの電極の間に、少なくとも一つの有機発光層を有する有機機能層列４３が位置する。電子デバイス１０１は、例えばいわゆるボトムエミッタ型ＯＬＥＤである。これは、基板４０を通して光を放射する。これに対して択一的に、電子デバイスが、いわゆるトップエミッタ型ＯＬＥＤであってもよい。これは、カプセル封入部４５を通して光を放射する。または電子デバイスが透過型ＯＬＥＤであってもよい。これは光を、基板４０を介して放射し、基板４０とは反対の方向ではカプセル封入部４５を通して放射する。
【００８０】
層構造に関するＯＬＥＤの構造および機能的な層列４１の材料は、当業者に既知であるので、ここでは詳細に記載しない。
【００８１】
機能的な層列４１上には、上述した閃光ＡＬＤを用いて、少なくとも一つの層１がカプセル封入部４５として被着されている。機能的な層列４１は、このために表面領域２を形成する。この表面領域２上には、少なくとも一つの層がカプセル封入部４５の形態で、閃光ＡＬＤによって被着される。殊に、この少なくとも一つの層は、機能的な層列４１上にのみ被着されている。また、機能的な層列４１が設けられていない基板４０の領域には、カプセル封入部４５も設けられていない。従って、ここに示された電子デバイス１０１では、アクティブであり、湿気に対して敏感な領域のみが、機能的な層列４１の形状で積層されている。また、例えば、コンタクトおよび給電部にはカプセル封入部４５が設けられていない。
【００８２】
カプセル封入部４５は殊に、薄膜カプセル封入部として、一般的な部分で上述したように構成されている。これに加えて、少なくとも一つの層１として、上述した閃光ＡＬＤ方法によって、多数の層、例えば少なくとも２つの異なる層の交互の連続体が被着される。カプセル封入部４５の層はそれぞれ有利には、５０〜６０ｎｍの間の厚さを有する。ここには境界が含まれている。ここでは、少なくとも一つの層１の種々の層を、図１に示されているように、異なる前駆体を相応に順番に積層チャンバに供給することによって製造することができる。択一的に、積層チャンバ内に、図２および３に関連して説明したように、積層チャンバの異なる領域内に異なる前駆体を供給し、電子デバイス１０１をこれらの領域の間で、所望の層構造に相応して往復運動させることも可能である。
【００８３】
図５には、別の実施例が示されている。ここでは、図４の実施例とは異なり、機能的な層列４１と、カプセル封入部４５として形成されている少なくとも一つの、閃光ＡＬＤによって被着された層１との間に、緩衝層４６が配置されている。カプセル封入部４５は殊に直接的に、緩衝層４６上に被着される。ここでこの緩衝層４６は、例えば、熱的な絶縁層として用いられる。この絶縁層は、カプセル封入部４５を製造する閃光ＡＬＤ方法の間の機能的な層列４１内への過度に大きい熱入力を阻止する。従ってここで緩衝層４６は、表面領域２を形成する。この上には、少なくとも一つの層１が、カプセル封入部４５の形態で、閃光ＡＬＤによって被着される。
【００８４】
図示の実施例においてＰＥＣＶＤによって被着された緩衝層４６は、酸化物、窒化物または酸窒化物を有し得る、または、これから成り得る。これは殊に、酸化物、窒化物または酸窒化物を含み得り、これはアルミニウム、ケイ素、すず、亜鉛、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブまたはハフニウムを有している。特に有利には、緩衝層４６は、例えば個別層の形態でまたは層列として、窒化ケイ素および／または酸化ケイ素を有し得る。これは交互に重なって被着されている、少なくとも一つまたは複数の窒化ケイ素層と一つまた複数の酸化ケイ素層とを有している。緩衝層４６は、数十ｎｍ〜数百ｎｍの範囲の厚さを有しており、有利には電子デバイス１０２がボトムエミッタ型ＯＬＥＤの場合には約４００ｎｍの範囲の厚さを有しており、電子デバイス１０２がトップエミッタ型ＯＬＥＤまたは透過型ＯＬＥＤの場合には８０ｎｍ以上、９０ｎｍ以下の範囲の厚さを有している。
【００８５】
図６には、電子デバイス１０３の別の実施例が、平面図で示されている。この電子デバイスは、カプセル封入部４５として形成されている、閃光ＡＬＤによって被着された層１を有している。この層は、水平方向に隣接して配置されている２つの領域３、４を有している。これらの異なる領域３、４は異なる材料を有している。これらの異なる材料は異なる光学的な特性を有しており、これによって電子デバイス１０３からのパターニングされた光の取り出しを可能にする。電子デバイス１０３の発光面における、これによって得られたパターニングによって、例えば透過型ＯＬＥＤとして形成可能な電子デバイス１０３の出現像は、オン状態および／またはオフ状態において影響される。従って、例えば、図６に示されているように、発光面内に字体を実現することができる。
【００８６】
領域３、４を製造するために、閃光ＡＬＤによって、一つまたは複数の層が領域３、４のうちの一方の領域内に析出される。次に、領域３、４の他方の領域内に、一つまたは複数の別の層が閃光ＡＬＤによって析出される。ここでこれらの層全体が、領域３、４において、少なくとも一つの、閃光ＡＬＤによって製造される層１を形成する。択一的に、閃光ＡＬＤを用いて一つまたは複数の層を領域３、４のうちの一方の領域において析出し、これに続いて、２つの領域に一緒に、一つまたは複数の層を閃光ＡＬＤによって設けることも可能である。従って、領域３、４における層の数は異なる。
【００８７】
図７には、別の電子デバイス１０４が示されている。これは、少なくとも一つの給電部４７を電極４４に対して有している。これは、少なくとも一つの閃光ＡＬＤを用いて被着された層１によって、電子デバイス１０４の表面領域２上に形成される。
【００８８】
上方の電極４４用の電気的な接続層として形成されており、これと接触接続している給電部４７は、金属層として閃光ＡＬＤによって製造される。この場合には上述した前駆体、例えばＴＭＡが供給される。この前駆体は、少なくとも一つの閃光を放射することによって、金属層（例えばＡｌ含有層）を形成しつつ、消散反応する。択一的または付加的に、一般的な部分で上述したような他の材料も可能である。
【００８９】
給電部４７として形成された、閃光ＡＬＤによって被着された層１は、有利には、１００ｎｍ以上または１μｍ以下の厚さ、特に有利には数百ｎｍの厚さを有している。閃光ＡＬＤ方法によって、通常、基板上に給電部を製造するために使用される、コストのかかるリソグラフィプロセスを回避することができる。
【００９０】
さらに、カプセル封入部４５を、先行の実施例のように、閃光ＡＬＤによって析出することも可能である。
【００９１】
図８には、別の実施例に従った電子デバイス１０５が示されている。ここでは閃光ＡＬＤ方法によって、層１が、電極４４、例えばカソード、機能的な層列４１の形態で被着されている。このために有機機能層列４３の最上層は表面領域を形成する。この上に、少なくとも一つの層１が、電極４４の形態で被着される。
【００９２】
電極４４は例えば、純粋な金属、金属の組み合わせ、酸化物、窒化物またはこれらの組み合わせまたは層列を含むことができ、透明または非透明であり得る。例えば、アルミニウムおよび／または銀は、非透明電極４４の形態で被着可能である。さらに、例えば銀または銀混合物、例えばマグネシウムを含む銀は透明な電極４４として被着可能である。電極が、例えば、金属層または金属層列として被着される場合には、殊に、第一の気体前駆体のみが、例えばアルミニウム電極用のＴＭＡが供給される。これは、少なくとも一つの閃光を放射することによって消散反応し、金属層になる。
【００９３】
電極４４はさらに、原子層サイズで、多層構造体および／または合金も有することができる。さらに電極は、材料グラデーションおよび／またはドーピングを有する多層構造体を原子層サイズで有することができる。
【００９４】
電極４４を、大面積で、つなげて、すなわち殊にパターニングせずに被着することができる。さらに、閃光ＡＬＤ方法を用いてパターニングして電極４４を被着することも可能である。これによって電子デバイス１０５は例えば空間的および／または時間的に変化する照明印象を喚起させることができる。閃光ＡＬＤ方法を用いた、有機機能層列４３上への電極４４の被着前に、一般的な部分で上述したように、中間層を被着することもできる。これによって有機機能層列４３を、電極４４用の前駆体並びに不所望な光入力および／または熱入力から保護することができる。
【００９５】
さらに、カプセル封入部４５を、先行する実施例と同様に、閃光ＡＬＤを用いて析出することも可能である。さらに、少なくとも一つの給電部を、電極４４用の電気的な接続部材として設けることもできる。これは先行する実施例と同様に、閃光ＡＬＤによって被着可能である。
【００９６】
図示された実施例およびその個別の特徴に関連して、他の、詳細に示されていない実施例を相互に組み合わせることができる。さらに、図示された実施例が、一般的な部分における実施形態に従って、択一的または付加的な特徴を有することがあり得る。
【００９７】
本発明は、実施例に基づく説明に制限されるものではない。むしろ本発明は、新たな特徴並びに特徴の組み合わせを含む。これは殊に、特許請求の範囲における特徴の組み合わせを含む。これはこの特徴またはこの組み合わせ自体が、明確に請求項または実施例に記載されていない場合にも、当てはまる。
【図１】
2016506013.tif 000003
【図２】
2016506013.tif 000004
【図３】
2016506013.tif 000005
【図４】
2016506013.tif 000006
【図５】
2016506013.tif 000007
【図６】
2016506013.tif 000008
【図７】
2016506013.tif 000009
【図８】
2016506013.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月18日(2015.6.18)
【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】
オプトエレクトロニクスデバイス（１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５）の表面領域（２）上に少なくとも一つの層（１）を製造する方法であって、
当該オプトエレクトロニクスデバイスは、活性領域を備えた機能的な層列（４１）を有しており、当該活性領域は、前記オプトエレクトロニクスデバイスの動作中に光を生成する、または、光を検出するのに適しており、
当該方法は、
・前記表面領域（２）を積層チャンバ（１０）内に準備するステップと、
・閃光援用型原子層堆積方法を用いて前記少なくとも一つの層（１）を被着するステップとを有しており、
当該閃光援用型原子層堆積方法では、
前記少なくとも一つの層（１）のために、前記表面領域（２）が少なくとも一種類の第一の気体前駆体（２１）に晒され、
または、
少なくとも一種類の第一の気体前駆体（２１）に続いて第二の気体前駆体（２２）に晒され、
前記表面領域上に溶出した、前記第一の前駆体（２１）および／または前記第二の前駆体（２２）の分子に少なくとも一つの閃光が照射され、これによって前記表面領域上に溶出した、前記第一の前駆体（２１）および／または前記第二の前駆体（２２）の分子が分解される、
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクスデバイスの表面領域上に少なくとも一つの層を製造するための方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つの閃光を光源（１４）によって供給し、当該光源（１４）は、ガス放電ランプ、ハロゲンランプ、レーザー、発光ダイオードのうちの少なくとも一つを有している、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記表面領域（２）に、連続して閃光を照射する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つの層（１）をパターニングして被着する、請求項１から３までのいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも一つの閃光を、マスク（１６）を通して、前記表面領域（２）上に放射する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つの閃光を、前記表面領域（２）の一つの部分領域に焦点を合わせて放射する、請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
複数の閃光を順次、前記表面領域（２）の異なる部分領域に放射する、請求項４から６までのいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記表面領域（２）を、前記第一の気体前駆体（２１）と少なくとも一種類の第二の気体前駆体（２２）とに交互に晒す、請求項１から７までのいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記第一の前駆体（２１）が存在している場合にのみ、または、前記第二の前駆体（２２）が存在している場合にのみ、前記表面領域（２）上に閃光を放射する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも前記第一の前駆体（２１）と前記第二の前駆体（２２）とを前記積層チャンバ（１０）の異なる領域に供給し、前記オプトエレクトロニクスデバイス（１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５）を当該異なる領域間で動かす、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記異なる領域を、不活性ガス（２３）を用いたガスカーテンによって分ける、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの閃光を照射する間、前記オプトエレクトロニクスデバイス（１００）を冷却する、請求項１から１１までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
前記機能的な層列（４１）は有機発光ダイオードを形成し、かつ、基板（４０）上に被着されている、請求項１から１２までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの層（１）を、基板（４０）上の前記機能的な層列（４１）の電極（４２、４４）用の少なくとも一つの給電部（４７）として形成する、請求項１から１３までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの層（１）を、前記機能的な層列（４１）の電極（４４）として形成する、請求項１から１４までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの層（１）を、前記機能的な層列（４１）上のカプセル封入部（４５）として被着する、請求項１から１５までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
前記機能的な層列（４１）と前記カプセル封入部（４５）との間に、緩衝層（４６）を被着する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記カプセル封入部（４５）を、前記機能的な層列（４１）上にのみ被着する、請求項１６または１７記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも二つの異なる層を、前記閃光援用型原子層堆積方法を用いて、カプセル封入部（４５）として被着する、請求項１６から１８までのいずれか一項記載の方法。
【請求項２０】
前記閃光援用型原子層堆積方法を用いて、水平方向に隣接して配置されている少なくとも２つの異なる領域（３、４）を備えたカプセル封入部（４５）を形成する、請求項１６から１９までのいずれか一項記載の方法。
【国際調査報告】
2016506013.tif 000011
2016506013.tif 000012
2016506013.tif 000013
2016506013.tif 000014