(57)【要約】  基板（１１）と、少なくとも１つの酸化物層（１３１、１３３）および少なくとも１つの金属層（１３２）を含む導電層（１３）とを備えることを特徴とするオプトエレクトロニクス箔であって、上記導電層（１３）と上記箔（１０）の上記基板（１１）との間には、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ）、有機ケイ素化合物（ＳｉＣｘＨｙ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＣｒＯ５）およびパリレンからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むバリア層（１２）がある、オプトエレクトロニクス箔。
2020505736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、少なくとも１つの金属層を有する導電層とを備えるオプトエレクトロニクス箔であって、
前記導電層と前記基板との間に、前記オプトエレクトロニクス箔は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ）、有機ケイ素化合物（ＳｉＣｘＨｙ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＣｒＯ５）、およびパリレンからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むバリア層を有し、
前記導電層はさらに、少なくとも２つの隣接する酸化物層を有し、前記少なくとも１つの金属層は、２つの隣接する酸化物層の間に配置された単層の金属であり、
各酸化物層は、ＺｎＯ、ＡＺＯ（酸化アルミニウム亜鉛）、ＳｎＯ２、ＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）、ＺＴＯ（酸化亜鉛錫）、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＧＺＯ（酸化ガリウム亜鉛）、ＧＩＯ（酸化ガリウムインジウム）、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｂ：ＳｎＯ２、ＩＯ：Ｈ（水素ドープ酸化インジウム）、ＣｄＯ、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＺｎＳｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、ＮｉＯｘ、ＮｉＯｘ：Ｌｉ、ＴｉＯｘ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、Ｔｅ２Ｏ３、ＭｏＯｘ、Ｖ２Ｏ５、およびＷＯ３からなる群から選択される少なくとも１つの酸化物で作られ、
前記２つの隣接する酸化物層のうちの少なくとも１つは、
・単層構造、または、
・前記酸化物層内で互いに重ねて積層された少なくとも２つの副層からなる多層構造
のいずれかであり、前記少なくとも２つの副層のうちの１つは、別の副層とは異なる材料で作られる、オプトエレクトロニクス箔。
【請求項２】
前記バリア層は単層構造である、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス箔。
【請求項３】
前記バリア層は、前記バリア層内に互いに重ねて積層された少なくとも２つの副層からなる多層構造であり、前記少なくとも２つの副層のうちの１つは別の副層とは異なる材料で作られる、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス箔。
【請求項４】
前記基板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレン（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチレン／テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）およびパリレンからなる群から選択される少なくとも１つのプラスチックで作られる、請求項１から３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス箔。
【請求項５】
前記基板は無機ナノ複合材料でドープされている、請求項４に記載のオプトエレクトロニクス箔。
【請求項６】
前記金属層は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｐｔ、およびＷからなる群から選択される１つの材料で作られる、請求項１から５のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス箔。
【請求項７】
前記導電層は、隣接する酸化物層の間に交互に配置されたｎ個の酸化物層と（ｎ−１）個の金属層とを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス箔。
【請求項８】
オプトエレクトロニクス箔の製造方法であって、
バリア層が堆積される基板の選択表面を洗浄して活性化する段階と、
洗浄され活性化された前記基板上に前記バリア層を形成する段階と、
前記バリア層を形成した後に、少なくとも１つの金属層の堆積を含む導電層を形成する段階とを備え、
前記バリア層を形成する前記段階は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ）、有機ケイ素化合物（ＳｉＣｘＨｙ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＣｒＯ５）、およびパリレンからなる群から選択される少なくとも１つの材料を堆積する段階を有し、
前記導電層を形成する前記段階はさらに、少なくとも２つの隣接する金属酸化物層を堆積する段階を有し、前記少なくとも２つの隣接する金属酸化物層はそれぞれ、ＺｎＯ、ＡＺＯ（酸化アルミニウム亜鉛）、ＳｎＯ２、ＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）、ＺＴＯ（酸化亜鉛錫）、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＧＺＯ（酸化ガリウム亜鉛）、ＧＩＯ（酸化ガリウムインジウム）、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｂ：ＳｎＯ２、ＩＯ：Ｈ（水素ドープ酸化インジウム）、ＣｄＯ、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＺｎＳｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、ＮｉＯｘ、ＮｉＯｘ：Ｌｉ、ＴｉＯｘ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、Ｔｅ２Ｏ３、ＭｏＯｘ、Ｖ２Ｏ５、およびＷＯ３からなる群から選択される少なくとも１つの酸化物を含み、前記少なくとも１つの金属層を堆積する段階は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｐｔ、およびＷからなる群から選択される金属の単層を堆積する段階を有し、
前記導電層を形成する段階は、第１の酸化物層、金属層、および第２の酸化物層を連続的に前記バリア層上に形成する段階を有する、方法。
【請求項９】
前記バリア層は、単層構造を有するバリア層を形成するために、前記基板上に１つの層の材料を堆積することによって形成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記バリア層は、多層構造を有する前記バリア層を形成するために、前記基板上に異なる材料の少なくとも２つの副層を堆積することによって形成される、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記バリア層上に、酸化物層と金属層との交互配置で、ｎ個の酸化物層と（ｎ−１）個の金属層とが互いに重ねて個別に形成されるように前記導電層が形成され、ｎは自然数である、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの酸化物層が、単層構造を有する酸化物層を形成するために、１つの層の酸化物材料を堆積することによって形成される、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの酸化物層が、多層構造を有する酸化物層を形成するために、異なる材料の少なくとも２つの酸化物副層を堆積することによって形成される、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板は、プラズマ処理、コロナ放電処理、二酸化炭素処理、紫外線照射およびオゾン処理、ならびにアセトン、イソプロパノール、水、アセトンと水の混合液、およびイソプロパノールと水の混合液からなる群から選択される溶媒を用いた洗浄、からなる群から選択される少なくとも１つの技術を用いて洗浄され活性化される、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記バリア層および前記導電層は、原子層堆積（ＡＬＤ）、マグネトロンスパッタリング、電子ビームスパッタリング法、および熱蒸着法からなる群から選択される少なくとも１つの技術を用いて、前記基板上に別個に堆積される、請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オプトエレクトロニクス箔およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
設計の点では、オプトエレクトロニクス箔は、フレキシブルなポリマ箔基板と透明電極とで構成される。それは、様々な技術を使用して上記箔上に製造される広範なオプトエレクトロニクスデバイスの構築の基礎である。オプトエレクトロニクス箔が使用される構成のオプトエレクトロニクスデバイスには、フレキシブルな発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ、ＱＤ  ＬＣＤ）、フレキシブルな光起電力デバイス、タッチスクリーンセンサ、フレキシブルなランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ガスセンサが含まれる。
【０００３】
オプトエレクトロニクスのフレキシブルな箔の欠点は、酸素および水の透過係数が高いポリマ箔によって構成されるフレキシブル基板の気密性が低いことにあり、結果としてオプトエレクトロニクスデバイスの耐用年数を短くする。特に、活性層内に有機物質を含むデバイス、例えば、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）は気象条件に敏感である。空気からの水分および酸素の浸透は、活性物質の劣化を引き起こし、結果として、オプトエレクトロニクスデバイスの動作を妨げる。
【０００４】
「ダムアンドフィル」カプセル化技術を含めて、オプトエレクトロニクスデバイスの耐用年数を延ばすように設計されたオプトエレクトロニクス箔の構造内に保護層を製造するための様々な技術が知られている。このプロセスで、高粘度の流体が塗布されて、デバイス（例えば、ＯＬＥＤ）の周囲に矩形のバリアが形成される。上記流体は、液滴塗布プロセス中に、バリア内の基板とバリア膜との間の空間を満たすように塗布される。この方法は、薄い多層箔を使用して封止する技術、すなわち「薄膜封止」（ＴＦＥ）であり、単純さと高い安定性を特徴としている。最も一般的なＴＦＥ技術は、プラズマ励起化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）および原子層堆積法（ＡＬＤ）を含む。
−プラズマ励起化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）は、無機および無機のバリアまたは有機および有機のバリアを、通常、窒化ケイ素または二酸化ケイ素を用いるプロセスで処理することを含む。この技術の利点は、低温プロセス（６００℃未満）、および非平衡相の堆積の可能性、ならびに得られるコーティングの純度が比較的高いことにある。
−原子層堆積技術（ＡＬＤ）、これはバリア膜を堆積することを含む。この技術は、堆積用に酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムを使用している。この方法の利点は、比較的良好な気密性を特徴とするコーティングを得ることが可能になることである。
【０００５】
さらに、ＦＯＬＥＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：フレキシブルな有機発光ダイオード）ディスプレイのバリア特性および一般的な封止を向上させるためのいくつかの既知の技術は、極薄の金属またはガラス箔を使用することを含む。この種の解決策の利点は良好なガス透過特性を有する箔を実現することであるが、得られる箔が無光沢で不透明であること、および損傷を受け易いことが欠点である。
【０００６】
さらに、特許文献はオプトエレクトロニクスデバイスの構築に使用される導電材料の構造を開示している。
【０００７】
国際出願第２０１５／１７９８３４Ａ１号は、導電膜の全原子含有量の８０％以上の量の銀（Ａｇ）からなる導電膜の構造、および導電膜の全原子含有量の２０％以下の量のＡｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｇｅからなる群から選択される導電性金属の構造を開示している。導電層の製造プロセスには、基板上に金、銅、および導電性金属を共堆積して、連続した導電膜を形成することが含まれる。しかしながら、国際出願第２０１５／１７９８３４Ａ１号には、導電膜への水分または酸素の浸透を制限するバリア層の処理方法に関する情報は提供されていない。
【０００８】
したがって、箔材料全体の透明度を低下させずに耐用年数を延長したオプトエレクトロニクスデバイスの製造を可能にして、ガスおよび水蒸気の粒子に対するバリア特性を改善したフレキシブルなオプトエレクトロニクス箔構造を提供することが望ましい。バリア解決策を組み込んだ受動デバイスと、フレキシブルな透明電極を含む能動オプトエレクトロニクスデバイスとの両方に有用であると考えられるオプトエレクトロニクス箔を提供することも望ましい。
【０００９】
本発明は、基板と、少なくとも１つの酸化物層および少なくとも１つの金属層を含む導電層とを備え、導電層と箔の基板との間に、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ）、有機ケイ素化合物（ＳｉＣｘＨｙ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＣｒＯ５）およびパリレンからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むバリア層があることを特徴とするオプトエレクトロニクス箔に関する。
【００１０】
好ましくは、バリア層は単層構造である。
【００１１】
好ましくは、バリア層はバリア層内で互いに重ねて積層され、かつ異なる材料で作られた少なくとも２つの副層からなる多層構造である。
【００１２】
好ましくは、基板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレン（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチレン／テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）およびパリレンからなる群から選択される少なくとも１つのプラスチックで作られる。
【００１３】
好ましくは、無機ナノ複合材料を基板に混合する。
【００１４】
好ましくは、酸化物層は、ＺｎＯ、ＡＺＯ（酸化アルミニウム亜鉛）、ＳｎＯ２、ＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）、ＺＴＯ（酸化亜鉛錫）、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＧＺＯ（酸化ガリウム亜鉛）、ＧＩＯ（酸化ガリウムインジウム）、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｂ：ＳｎＯ２、ＩＯ：Ｈ（水素ドープ酸化インジウム）、ＣｄＯ、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＺｎＳｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、ＮｉＯｘ、ＮｉＯｘ：Ｌｉ、ＴｉＯｘ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、Ｔｅ２Ｏ３、ＭｏＯｘ、Ｖ２Ｏ５およびＷＯ３からなる群から選択される少なくとも１つの酸化物で作られる。
【００１５】
好ましくは、酸化物層は単層構造である。
【００１６】
好ましくは、酸化物層は、酸化物層内で互いに重ねて積層された異なる材料で作られた少なくとも２つの副層からなる多層構造である。
【００１７】
好ましくは、箔は１つの酸化物層を備える。
【００１８】
好ましくは、箔は少なくとも２つの酸化物層を備える。
【００１９】
好ましくは、金属層は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｒ、ＰｔおよびＷからなる群から選択される少なくとも１つの材料で作られる。
【００２０】
好ましくは、箔は、隣接する酸化物層の間に金属層を有する。
【００２１】
好ましくは、導電層内で、箔は、隣接する酸化物層の間に交互に配置されたｎ個の酸化物層および（ｎ−１）個の金属層を有する。
【００２２】
本発明はさらに、基板の選択された表面が洗浄されて活性化され、その表面上にバリア層が堆積され、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ）、有機ケイ素化合物（ＳｉＣｘＨｙ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＣｒＯ５）およびパリレンからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むバリア層を、洗浄されて活性化された上記基板上に形成し、次いで、少なくとも１つの酸化物層と少なくとも１つの金属層とを含む導電層がバリア層上に堆積されることを特徴とする、オプトエレクトロニクス箔の製造方法に関する。
【００２３】
好ましくは、バリア層は、単層構造を有するバリア層を形成するために、１つの層の材料を基板上に堆積することによって形成される。
【００２４】
好ましくは、バリア層は、多層構造を有するバリア層を形成するために、異なる材料の少なくとも２つの副層を基板上に堆積することによって形成される。
【００２５】
好ましくは、ＺｎＯ、ＡＺＯ（酸化アルミニウム亜鉛）、ＳｎＯ２、ＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）、ＺＴＯ（酸化亜鉛錫）、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＧＺＯ（酸化ガリウム亜鉛）、ＧＩＯ（酸化ガリウムインジウム）、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｂ：ＳｎＯ２、ＩＯ：Ｈ（水素ドープ酸化インジウム）、ＣｄＯ、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＺｎＳｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、ＮｉＯｘ、ＮｉＯｘ：Ｌｉ、ＴｉＯｘ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、Ｔｅ２Ｏ３、ＭｏＯｘ、Ｖ２Ｏ５およびＷＯ３からなる群から選択される少なくとも１つの酸化物を含む酸化物材料で作られる少なくとも１つの酸化物層と、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｒ、ＰｔおよびＷからなる群から選択される少なくとも１つの金属を含む材料の少なくとも１つの金属層とが、バリア層上で互いに重ねて個別に形成されるように、導電層が形成される。
【００２６】
好ましくは、バリア層上に、酸化物層と金属層、ｎ個の酸化物層と（ｎ−１）個の金属層（ｎは自然数）の交互配置で、互いに重ねて個別に形成されるように、導電層が形成される。
【００２７】
好ましくは、バリア層上に、個別に第１の酸化物層が形成され、次いで第１の酸化物層上に金属層が形成され、次いで金属層上に第２の酸化物層が形成されるように、導電層が形成される。
【００２８】
好ましくは、少なくとも１つの酸化物層は、単層構造を有する酸化物層を形成するために、１つの層の酸化物材料を堆積することによって形成される。
【００２９】
好ましくは、少なくとも１つの酸化物層は、多層構造を有する酸化物層を形成するために、異なる材料の少なくとも２つの酸化物副層を堆積することによって形成される。
【００３０】
好ましくは、基板は、プラズマ処理、コロナ放電処理、二酸化炭素処理、紫外線照射およびオゾン処理、ならびにアセトン、イソプロパノール、水、アセトンと水との混合液、およびイソプロパノールと水との混合液からなる群から選択される溶媒による洗浄からなる群から選択される少なくとも１つの技術を用いて洗浄され活性化される。
【００３１】
好ましくは、バリア層は、原子層堆積（ＡＬＤ）、マグネトロンスパッタリング、電子ビームスパッタリング法および熱蒸着法からなる群から選択される少なくとも１つの技術を用いて基板上に堆積される。
【００３２】
好ましくは、導電層は、原子層堆積（ＡＬＤ）、マグネトロンスパッタリング、電子ビームスパッタリング法および熱蒸着法からなる群から選択される少なくとも１つの技術を用いて基板上に堆積される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を例として説明する。
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態によるオプトエレクトロニクス箔の構造の断面図を概略的に示す。
【００３５】
【図２】オプトエレクトロニクス箔の製造プロセスのフローチャートを示す。
【００３６】
【図３】本発明の別の実施形態によるオプトエレクトロニクス箔の構造の断面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明によるオプトエレクトロニクス箔は、５０％以上の透明度を有し、オプトエレクトロニクス箔１０の１日当り水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）が１０−３〜１０−６ｇ／ｍ２であるため、低い水蒸気透過性を特徴とする。オプトエレクトロニクス特性および高い透明度のために、箔は、イメージングオプトエレクトロニクスおよび光起電オプトエレクトロニクスの分野からのデバイスを含むがこれらに限定されない様々なデバイスの製造に使用することができる。例えば、窓ガラス、コンピュータスクリーン、携帯電話、衣服の一部、および他の日用品に配置することができる極薄で透明な光電池を含むがこれらに限定されない光起電力システムにおいて、箔はフレキシブルなＯＬＥＤまたはＱＤ  ＬＣＤディスプレイの製造に使用することができる。バリア特性の向上と耐用年数の延長により、箔は自動車業界または建設業界でも使用できる。
【００３８】
図１は、層状の箔構成を示すオプトエレクトロニクス箔を断面図で概略的に示す。
【００３９】
オプトエレクトロニクス箔は、バリア層１２を有する基板１１を有し、バリア層１２の上には、少なくとも１つの酸化物層１３１および少なくとも１つの金属層１３２を含む導電層１３が堆積されている。
【００４０】
オプトエレクトロニクス箔１０の基板１１は、プラスチックおよび／または無機材料のナノ複合材料を含むプラスチックからなる群から選択される様々な透明基板材料で作られてもよい。例えば、基板１１用のプラスチックは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレン（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチレン／テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、およびパリレンとまとめて呼ばれるポリ−ｐ−キシレンの群から表面上に蒸着させたポリマからなる群から選択される少なくとも１つの種類の材料の形態で提供されてもよい。
【００４１】
箔１０のバリア層１２は、バリア機能を有し、基板１１から導電層１３への水分および酸素の浸透を防止するので、箔１０のオプトエレクトロニクス素子を構成する導電層、およびオプトエレクトロニクス箔１０上に堆積させることができるデバイス活性層の劣化プロセスが確実に、著しく低減される。
【００４２】
バリア層１２は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ）、有機ケイ素化合物（ＳｉＣｘＨｙ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＣｒＯ５）およびパリレンからなる群から選択される少なくとも１つの材料で構成される。より好ましくは、バリア層は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ）、有機ケイ素化合物（ＳｉＣｘＨｙ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、ＣｒＯ３、ＣｒＯ５）およびパリレンからなる群から選択される少なくとも２つの異なる材料で構成されてもよい。
【００４３】
一実施形態では、バリア層は、例えば、Ａｌ２Ｏ３などの１つの材料のみで構成される単層の形態をとってもよい。別の実施形態では、バリア層は少なくとも２つの異なる材料を含む単層の形態をとってもよく、例えば、ＴｉＯ２をドープしたＡｌ２Ｏ３で作られてもよい。さらに別の実施形態では、バリア層１２は少なくとも２つの異なる材料で構成されてもよく、バリア層１２内に、互いに重ねて積層された少なくとも２つの副層を含む多層の形態をとってもよく、各副層は異なる材料または異なる複数の材料で作られてもよい。例えば、バリア層は２つの副層を有してもよく、一方の副層はＡｌ２Ｏ３で作られ、他方の副層はＴｉＯ２で作られてもよい。バリア層１２内の各副層は、同じ厚さでも異なる厚さでもよく、好ましくは、他の副層の厚さに関係なく、５〜５００ｎｍの範囲内の厚さであってもよい。
【００４４】
好ましくは、バリア層１２は、それぞれが上に列挙した材料の群から選択される異なる材料で作られた２つの副層を含んでもよい。バリア層１２は、好ましくは５〜１０００ｎｍの範囲の全厚を有してもよい。
【００４５】
導電層１３は、導電特性を有する箔のオプトエレクトロニクス活性層である。導電層１３は、互いに重ねて積層された少なくとも１つの酸化物層１３１、１３３および少なくとも１つの金属層１３２を含む。
【００４６】
さらに、図１に示すように、導電層は、金属層１３２によって分離されてサンドイッチ構造を形成する少なくとも２つの酸化物層１３１および１３３、または３つ以上の酸化物層を含んでよい。全ての層１３１、１３２、１３３は、実質的に平行で、導電層１３内に互いに重ねて積層される。
【００４７】
例えば、１つの酸化物層を含む、または２つ以上の酸化物層、例えば、２つの酸化物層１３１、１３３を含む導電層１３の各実施形態では、酸化物層１３１、１３３は、ＺｎＯ、ＡＺＯ（酸化アルミニウム亜鉛）、ＳｎＯ２、ＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）、ＺＴＯ（酸化亜鉛錫）、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＧＺＯ（酸化ガリウム亜鉛）、ＧＩＯ（酸化ガリウムインジウム）、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｂ：ＳｎＯ２、ＩＯ：Ｈ（水素ドープ酸化インジウム）、ＣｄＯ、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＺｎＳｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、ＮｉＯｘ、ＮｉＯｘ：Ｌｉ、ＴｉＯｘ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、Ｔｅ２Ｏ３、ＭｏＯｘ、Ｖ２Ｏ５およびＷＯ３からなる群から選択される少なくとも１つの酸化物で作られる。オプトエレクトロニクス箔１０の導電層１３の各実施形態において、酸化物層１３１、１３３は、好ましくは、１５〜１５０ｎｍの範囲の厚さを有してよい。
【００４８】
一実施形態では、酸化物層１３１、１３３は、単層の形態をとり、上に挙げた酸化物の群からの１種類の酸化物、例えば、ＺｎＯで構成されてもよい。別の実施形態では、酸化物層は単層の形態をとり、２つ以上の材料で構成されてもよく、例えば、単層の形態の酸化物層１３１、１３３が、ＡｌをドープしたＺｎＯで作られてもよい。さらに別の実施形態では、酸化物層１３１、１３３は少なくとも２つの異なる酸化物で構成されてもよく、１つの酸化物層１３１、１３３内に少なくとも２つの副層を含む多層の形態をとってもよく、各副層は少なくとも１つの酸化物を含む異なる酸化物材料で作られる。例えば、酸化物層１３１、１３３は、１つの酸化物層１３１、１３３内に互いに重ねて積層された２つの副層で構成されてもよく、一方の副層はＺｎＯで作られ、他方の副層はＡｌをドープしたＡＺＯまたはＩＺＴＯで作られる。
【００４９】
使用目的および必要なパラメータに応じて、オプトエレクトロニクス箔は少なくとも２つの酸化物層１３１、１３３を含んでもよく、一方の酸化物層は単層の形態をとり、もう一方の酸化物層は異なる酸化物材料で作られる少なくとも２つの副層を含む多層の形態をとる。さらに、１つまたは２つ以上の酸化物層を含む導電層１３の各実施形態では、金属層１３２は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｒ、ＰｔおよびＷからなる群から選択される少なくとも１つの金属で作られる。オプトエレクトロニクス箔１０の導電層１３の各実施形態では、金属層１３２は、好ましくは、２〜２０ｎｍの範囲の厚さを有してもよい。
【００５０】
オプトエレクトロニクス箔の目標とする実用性パラメータに応じて、箔１０は、多層または単層であるただ１つの酸化物層１３１、１３３と、導電層１３内にただ１つの金属層１３２とを有してもよい。さらに、別の実施形態では、導電層１３は、図１に概略的に示すように、それぞれが多層または単層であってもよい２つの酸化物層１３１、１３３と、２つの酸化物層を分離する１つの金属層１３２とを含んでもよい。別の実施形態では、導電層１３は、導電層内で交互に重ねて積層された３つの酸化物層と２つの金属層とを有してもよく、それにより各金属層は２つの隣接する酸化物層を分離する。さらに別の実施形態では、導電層は、互いに重ねて積層されたｎ個の酸化物層１３１、１３３（それぞれの酸化物層は多層でも単層でもよい）と（ｎ−１）個の金属層とを有してよく、これにより各金属層１３２は２つの隣接する酸化物層１３１、１３３を分離してサンドイッチ構造を形成する（ここで、ｎは自然数の集合から選択される任意の数である）。例えば、ｎは２、３、４、５、６または７であってもよい。例えば、ｎは最大３３であってもよく、またはｎは３３より大きくてもよい。
【００５１】
図２は、オプトエレクトロニクス箔の製造方法を概略的に示す。
【００５２】
段階２１で、オプトエレクトロニクス箔を製造するために基板材料１１が処理される。この処理プロセスは、選択された基板表面の十分な洗浄および活性化を含む。段階２１の洗浄および活性化のプロセスは、プラズマ処理、コロナ放電処理、二酸化炭素処理、アセトン、イソプロパノール、水、またはアセトンと水の混合液もしくはイソプロパノールと水の混合液などの溶媒による洗浄、ならびに紫外線（ＵＶ）とオゾンによる表面処理からなる群から選択される少なくとも１つの技術を用いて実施される。
【００５３】
次に、段階２２で、基板１１の洗浄され活性化された表面上にバリア層１２が堆積される。
【００５４】
バリア層１２の構造に応じて、段階２２は１つまたは複数の段階を含んでもよい。例えば、単層構造を有し、かつ少なくとも１つの種類の材料、例えば、Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２でドープされたＡｌ２Ｏ３で作られたバリア層を形成するために、段階２２でバリア層を１つの段階で堆積してもよい。しかしながら、異なる材料で作られた少なくとも２つの副層を含む多層構造を有するバリア層を形成するために、堆積段階２２はいくつかの副段階を含んでもよく、各副段階は１つの副層をバリア層１２上に堆積することを含んでもよい。例えば、２つの副層を含むバリア層を形成するために、段階２２における堆積は、１つの材料の副層が第１の段階で堆積され、次いで上に挙げたバリア層１２用の材料群から選択される別の材料の副層が堆積されるように実施される。多層構造と単層構造の両方を有するバリア層１２を堆積するプロセスは、原子層堆積（ＡＬＤ）技術、マグネトロンスパッタリング技術、電子ビームスパッタリング法および熱蒸着法からなる群から選択される少なくとも１つの既知の堆積技術を用いて実施できる。
【００５５】
次いで、段階２３で、多層構造または単層構造を有するバリア層上に導電層１３が堆積され、導電層１３の各副層、すなわち少なくとも１つの酸化物層１３１、１３３および少なくとも１つの金属層１３２がバリア層１２上に個別に堆積され、導電層１３の適切な機能性および構造、例えば、サンドイッチ構造が得られる。導電層の副層１３１、１３２、１３３のそれぞれは、原子層堆積（ＡＬＤ）技術、マグネトロンスパッタリング、電子ビームスパッタリング法、および熱蒸着法からなる群から選択される当技術分野で公知の様々な堆積方法を使用して堆積することができる。
【００５６】
例えば、図１に示されるように、段階２３で、２つの酸化物層１３１、１３３およびそれらの酸化物層の間の金属層１３２を含む構造を有する導電層１３が堆積され、その結果、第１の段階で第１の酸化物層１３１をバリア層１２の表面上に直接に堆積し、次いで金属層１３２を第１の酸化物層上に堆積し、次いで第２の酸化物層１３３を金属層１３２上に堆積する。副層１３１、１３２、１３３のそれぞれは、同じまたは異なる堆積技術を使用して堆積してもよい。
【００５７】
さらに、それぞれが単層または多層の形態をとり得る酸化物層１３１、１３３の目標構造に応じて、酸化物層１３１、１３３が段階２３において単一の段階またはいくつかの段階で堆積されてよく、これらの段階のそれぞれは１つの技術および異なる堆積技術を用いて実施されてよい。例えば、１種類の酸化物を含む酸化物材料、例えば、Ａｌ２Ｏ３、または２種類の酸化物を含む酸化物材料、例えば、ＴｉＯ２をドープしたＡｌ２Ｏ３で作られた単層構造を有する酸化物層１３１、１３３の場合、単一の段階２３で酸化物層１３１、１３３を堆積してもよい。ここで、互いに重ねて積層された少なくとも２つの副層からなる多層構造を有する酸化物層１３１、１３３を形成するために、段階２３で酸化物層をいくつかの段階で堆積してもよく、各段階は酸化物層１３１、１３３内に１つの副層を堆積することを含む。
【００５８】
得られたオプトエレクトロニクス箔は、それぞれ酸化物層および金属層１３１、１３２、１３３の材料として使用される材料に応じて、バリア特性と、好ましくは電極の構造を有することができる効率的な導電層１３とを組み合わせる。箔１０の各実施形態において、導電層１３は、バリア特性を有するフレキシブル基板１１、１２と一体化される。
【００５９】
オプトエレクトロニクス箔のバリア層は、１日当り１０−３〜１０−６ｇ／ｍ２の範囲の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）を有し、高い疎水性および紫外線耐性を含む安定したバリア特性を有し、それにより本発明による箔の導電層の耐用年数が改善される。
【００６０】
さらに、オプトエレクトロニクス箔はフレキシブルで比較的高い透明度を特徴とし、箔の導電層は良好な導電率を有し、従来技術で知られている脆く、導電率が限られていて、高価である、単一でより厚い導電性ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）層の代替である。
【００６１】
［実施例１］
【００６２】
本発明の一実施形態によるオプトエレクトロニクス箔は、図１に断面図として概略的に示されている。オプトエレクトロニクス箔は、この実施形態ではプラスチック、すなわちポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作られている基板１１を含む。基板１１の上面が酸素プラズマ処理を用いて洗浄され活性化された。次に、厚さ３００ｎｍのＡｌＯｘで作られたアモルファス層である単一のバリア層１２が基板１１の上面に堆積され、こうして反応性マグネトロンスパッタリングプロセスで処理された。次に、バリア層１２上に、厚さ２０ｎｍのＩＴＯで作られた第１の酸化物層１３１と、厚さ９ｎｍのＡｇで作られた金属層１３２と、厚さ２０ｎｍのＩＴＯで作られた第２の酸化物層１３３を含む導電層１３が、反応性マグネトロンスパッタリングプロセスで堆積された。このようにして得られたオプトエレクトロニクス箔については、４点プローブによる表面抵抗測定、カルシウム試験によるＷＶＴＲ透過率測定（測定条件ＲＨ＝４０％、Ｔ＝２５℃）および紫外可視分光光度計を用いた可視スペクトルの光透過率測定を含む試験が行われた。実施された試験により、導電層１３の表面抵抗１２Ω／□、１日当りのＷＶＴＲ透過率１０−３ｇ／ｍ２および可視スペクトルにおける光透過率範囲７０〜７８％が得られた。
【００６３】
上記の試験で実証されたように、２つの酸化物層１３１、１３３が薄い金属層１３２によって分離されている３層電極構造（導電層１３）を使用することにより、（金属層１２の存在のために）導電層１３に、結果的にはオプトエレクトロニクス箔全体に、確保されている高い導電率と共に、高いフレキシビリティが与えられる。
【００６４】
［実施例２］
【００６５】
本発明の別の実施形態によるオプトエレクトロニクス箔は、図３に断面図として概略的に示されている。オプトエレクトロニクス箔は、この実施形態ではプラスチック、すなわちポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作られた基板１１を含む。酸素プラズマ処理を用いて基板１１の上面を洗浄、活性化した。次に、反応性マグネトロンスパッタリングプロセスで、このようにして処理した基板１１の上面に、アモルファス層を構成している厚さ１００ｎｍのＡｌＯｘ層１２１および厚さ１５０ｎｍのＴｉＯｘ層１２２の形態のバリア層１２を堆積した。次に、反応性マグネトロンスパッタリングプロセスで、バリア層１２上に、厚さ２０ｎｍのＩＴＯで作られた第１の酸化物層１３１、９ｎｍの厚さのＡｇで作られた金属層１３２、厚さ２０ｎｍのＩＴＯで作られた第２の酸化物層１３３を含む導電層１３を堆積した。このようにして得られたオプトエレクトロニクス箔については、４点プローブによる表面抵抗測定、カルシウム試験によるＷＶＴＲ透過率測定（測定条件ＲＨ＝４０％、Ｔ＝２５℃）および紫外可視分光光度計を用いた可視スペクトルの光透過率測定を含む試験が行われた。行われた試験により、導電層１３の表面抵抗１２Ω／□、１日当りＷＶＴＲ透過率５×１０−４ｇ／ｍ２未満および可視スペクトルにおける光透過率範囲６７〜８０％が得られた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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