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技術 1つまたは複数のゲッター材料の付着層及びH2O移送のための材料の層を備えるゲッターシステム

出願人 サエスゲッターズソチエタペルアツィオニ
発明者 ロベルトジャナントーニオジョルジオロンゴニキアーラベスコヴィロレナカッタネオ
出願日 2006年7月19日 (14年4ヶ月経過) 出願番号 2008-523548
公開日 2009年1月29日 (11年10ヶ月経過) 公開番号 2009-503780
状態 拒絶査定
技術分野 エレクトロルミネッセンス光源 要素組合せによる可変情報用表示装置2
主要キーワード 移送材料 格子孔 前部基板 移送要素 幾何構成 移送特性 熱的活性化 移送能力
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題・解決手段

本発明のゲッターシステムは1つまたは複数のゲッター材料付着層を備え、前記付着層の少なくとも1つはH2O移送特性を有する材料の層と接触している。

概要

背景

ゲッター材料及びシステム産業において、望まれない微量なガスの吸収を介して真空の維持が必要な、またはガス雰囲気組成物の制御が必要な全ての用途に使用されている。製造業で広く使用されているゲッター材料は水素酸素、水、酸化炭素、及び(場合に応じて)窒素等の小分子の吸収に対して便利なチタニウムジルコニウムニオブバナジウムハフニウム、またはそれらの合金(及び、特に、ジルコニウムとチタニウムを基材にした合金)等の金属である。しかしながら、これらの材料はゲッター機能活性化のために比較的高い温度(一般に、300℃より高い温度)を必要とするという制限を有するため、これらの材料は例えば、有機材料を含む装置における使用に対しては適していない。

熱的な活性化を利用することが不可能な用途は、例えば、特許文献1〜3等に記載されているポリマーフォーム(または、高分子発泡体)で充填されている断熱材、または特許文献4に記載されているOLED(Organic Light Emitting Diode)スクリーン(または、有機発光ダイオードスクリーン)である。

ゲッター材料に対するもう1つの重要な用途はこの分野でMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)として知られている微小電気機械システムにおける用途であり、特に、例えばDMDデジタル微小ミラーデバイス)等の、透明な要素から作製された外部環境との界面部を備えるMEMSを含む。

(この分野でOLEDとして知られているエレクトロルミネッセンス有機材料の複数の層を使用するスクリーンの能動素子を形成するエレクトロルミネッセンス有機材料と両立できる)比較的低温でのみの熱的活性化を必要とするゲッター材料は特に有機物質の吸収に便利な活性炭等の多孔性材料、または小型のガス状の分子の吸収に便利なゼオライトシリカ、またはアルミナを含む。熱的活性化を必要としない材料は水分の吸収に特化した無水化学的乾燥剤、例えばアルカリ土類金属、または、塩化物(例えば、塩化カルシウム、CaCl2)、過塩素酸塩(例えば、過塩素酸マグネシウム、Mg(ClO4)2)、または硫酸塩(例えば、硫酸カルシウム、CaSO4)等のいくつかの吸湿性塩である。

OLEDの用途は特に重要であるので、本発明のゲッターシステムの使用は特に、OLEDへの使用を例として説明されるが、本発明のゲッターシステムは汎用的な用途に対するものであり、上述したような、通常は金属または合金が使用される用途に対して使用することもできる。

OLEDスクリーンの内部に配置される有機多層素子は微量なガスの存在、特に湿気に対して非常に敏感である。湿気または湿度は次の2つの異なった種類の劣化現象を引き起こす可能性がある。
・長期の使用による輝度の低下によるスクリーンの寿命の短縮:この現象は有機材料多層近接して存在する、劣化の原因となるガス状の不純物の量に関係がある。この種の現象はそのようなガス状不純物の濃度によって生じ、有機材料の不可逆性の劣化現象を引き起こす可能性がある。
・空間的に非均一な輝度の傾向:この現象は不純物の濃度の非均一性によるものであり、特に、主にOLEDの空洞の封止に使用される接着剤を介して浸透するH2Oの濃度分布の非均一性によるものである。この現象は比較的短い時間で発生し、この現象の発生を防止するための唯一の方法は空洞内のH2Oの濃度を可能な限り均一にすることであるので非常に厄介である。

したがって、OLEDスクリーン内のガス状不純物の存在に関連する問題を解決することができる技術的な解決法は、エレクトロルミネッセンス有機材料多層との関連で、H2Oのレベルを最小にし、それの濃度を可能な限り均一にすることである。
現在のところ、OLEDスクリーンに対する十分な技術的な解決法は見つかっていない。例えば、特許文献5はOLEDの空洞を封止するために使用される、ゲッター材料を含む樹脂の使用を開示している。しかしながら、この解決法はH2O濃度均一性保証することができない。

特許文献6はゲッター組成物電子デバイス内面に付着させる手段を開示しており、そこにおいて、ゲッターは適当なバインダー及び液体媒体に分散された粒子の状態で存在する。
特許文献7はスクリーンの有効面の周囲の縁全体に沿って使用されるゲッター材料の分配された付着を開示している。すなわち、ゲッター材料は不純物に対するバリヤーとして作用するフレームを生成する。しかしながら、この解決法も有機多層との関係における均一なH2O濃度を保証することが不可能である。そのような構成において、濃度は装置の縁に比べて中央部で高くなってしまう。

特許文献8は、特に図1にもう1つの解決法を開示している。OLEDスクリーン10は下部基板11、基板11の表面上に形成されたエレクトロルミネッセンス活性多層12、及びスペーサー15、15'の手段によって下部基板に結合された透明な前面パネル13を備え;下部基板11、前面パネル13、及びスペーサー15、15'は内部空洞14を画定している。前面パネル13は内部空洞14内に拡散した不純物を排除するためにそれの内面上にH2O吸収体16から生成された皮膜を有する。前記吸収体16は、エレクトロルミネッセンス有機多層12によって発生する光の放射が前面パネル13を通って外部に伝達されることを可能にするために透明である。

エレクトロルミネッセンス有機多層12は順番に積層された電極の第1の組、有機多層、及び電極の第2の組を含む組立品から構成されるが、図面上に無用複雑性を加えないように単純な長方形として図示されている。この技術的解決法は有機多層に近接して配置された不純物の吸収体を有し、吸収材料の前記層は有機多層の付着12より大きな拡張を有するので、H2O及びO2の浸透に関連した上述の問題を解決することができると思われる。

米国特許第4444821号明細書
米国特許第5505810号明細書
米国特許第5885682号明細書
米国特許第5882761号明細書
米国特許第6833668号明細書
国際公開第2005/050736号パンフレット
特開2004−186043号公報
米国特許出願公開第2004/0201347号明細書

概要

本発明のゲッターシステムは1つまたは複数のゲッター材料の付着層を備え、前記付着層の少なくとも1つはH2O移送特性を有する材料の層と接触している。

目的

したがって、本発明の目的は従来技術に未だに存在する問題を解決することができるゲッターシステムを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

1つまたは複数のゲッター材料付着層であって、それの少なくとも1つがH2Oを吸収することができるゲッターを含むゲッター材料の付着層を備えるゲッターシステムであって、H2Oの移送のための透明材料の層であって、前記H2Oを吸収することができるゲッターを含むゲッターの付着層の少なくとも1つと接触して配置されている透明材料の層をさらに備えるゲッターシステム。

請求項2

前記H2Oを吸収可能なゲッターがゼオライトシリカアルミナアルカリ金属酸化物アルカリ土類金属の酸化物、ニッケル亜鉛及びカドミウムの酸化物、塩化物過塩素酸塩硫酸塩、エポキシドルイス酸またはブレンステッド酸または塩基性触媒の存在下で二重または三重結合を有する有機分子カルボカチオン無水物、アルコキシド及び酸性ハロゲン化物を形成する化合物から選択される、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項3

前記ゲッター付着層の少なくとも1つが酸素のためのゲッターを含む、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項4

前記酸素のためのゲッターがアルカリ金属、アルカリ土類金属、または鉄、錫及び銅等の他の金属、マンガン及び酸化銅亜燐酸塩またはホスホナイトアニオンを有する塩、フェノール、第2芳香族アミンチオエーテル及びアルデヒドから選択される、請求項3に記載のゲッターシステム。

請求項5

前記ゲッター付着層の少なくとも1つが炭化水素のためのゲッターを含む、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項6

前記炭化水素のためのゲッターがゼオライトまたは活性炭から選択される、請求項5に記載のゲッターシステム。

請求項7

前記ゲッター付着層の少なくとも1つがCOのためのゲッターを含む、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項8

前記COのためのゲッターがリチウム基材にした有機金属化合物の存在下でのニッケル、鉄、アルケンアミン及びケトンから選択される、請求項7に記載のゲッターシステム。

請求項9

前記ゲッター付着層の少なくとも1つがCO2のためのゲッターを含む、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項10

前記CO2のためのゲッターがアルカリまたはアルカリ土類金属の水酸化物から選択される、請求項9に記載のゲッターシステム。

請求項11

前記ゲッター付着層の少なくとも1つがH2のためのゲッターを含む、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項12

前記H2のためのゲッターがパラジウム酸化パラジウムイットリウムチタニウムジルコニウム、及びチタニウムまたはジルコニウムとバナジウム、鉄、モリブデンアルミニウムクロムタングステンニオブ、ニッケル及びマンガンの合金から選択される、請求項11に記載のゲッターシステム。

請求項13

前記ゲッター付着層の少なくとも1つがN2のためのゲッターを含む、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項14

前記N2のためのゲッターがリチウム、バリウム、BaLi4化合物、及びポルフィリンから選択される、請求項13に記載のゲッターシステム。

請求項15

H2Oの移送のための前記透明材料の層が表面移送メカニズムに従ってH2Oを移送する、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項16

前記層が約10nmより小さい厚さを有し、ポリアクリレート及びポリメタクリレートポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミド(PA)、酢酸セルロース(CA)、トリアセチルセルロース(TCA)、ポリシロキサンポリビニルアルコールPVAL)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリ酢酸ビニル(PVAC)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリエチレンビニルアルコール)のコポリマーEVAL、EVOH)、ポリ(アミドエチレンオキシド)のコポリマー(PA−PEO)、ポリ(ウレタン−エチレンオキシド)のコポリマー(PUR−PEO)、ポリ(エチレン酢酸ビニル)のコポリマー(EVA、EVAC)から選択される材料から作製される、請求項15に記載のゲッターシステム。

請求項17

前記透明材料が酸素または水蒸気の存在下における炎による酸化処理コロナ放電による酸化処理、プラズマによる酸化処理、及びイオン衝撃の手段によるエッチング処理をから選択される表面処理を施された疎水性ポリマーから選択される、請求項15に記載のゲッターシステム。

請求項18

前記疎水性ポリマーがポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチルPMMA)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリテトラフルオロエチレンPTFE)及びポリイミド(PI)から選択される請求項17に記載のゲッターシステム。

請求項19

前記透明材料がナノサイズの酸化物から選択される、請求項15に記載のゲッターシステム。

請求項20

前記ナノサイズの酸化物がIn2O3、ZnO、SnO2、TiO2、WO3、及びそれらの混合物から選択される、請求項19に記載のゲッターシステム。

請求項21

前記ナノサイズの酸化物がUV放射線またはイオン衝撃によって処理されている、請求項19に記載のゲッターシステム。

請求項22

H2Oの移送のための前記透明材料の層が容積移送メカニズムに従ってH2Oを移送する、請求項1に記載のゲッターシステム。

請求項23

前記透明材料がポリアクリレート及びポリメタクリレート、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミド(PA)、酢酸セルロース(CA)、トリアセチルセルロース(TCA)、ポリシロキサン、ポリビニルアルコール(PVAL)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリ酢酸ビニル(PVAC)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリ(エチレンビニルアルコール)のコポリマー(EVAL、EVOH)、ポリ(アミド−エチレンオキシド)のコポリマー(PA−PEO)、ポリ(ウレタン−エチレンオキシド)のコポリマー(PUR−PEO)、ポリ(エチレン−酢酸ビニル)のコポリマー(EVA、EVAC)から選択される材料から作製される、請求項22に記載のゲッターシステム。

請求項24

1つまたは複数のゲッター材料の付着層(26,26';36,36';46,46';56,56';66,66';86,86')の少なくとも1つがH2Oを吸収可能なゲッターを含み、エレクトロルミネッセンス有機多層12に対して横方向に配置されており、そして、H2Oの移送のための透明材料の層(27;37;47;57;67;87)が前記エレクトロルミネッセンス有機多層の前に配置されており、前記透明材料の層が前記エレクトロルミネッセンス有機多層の領域より小さくない領域を有し、前記H2Oを吸収することができるゲッターを含む前記ゲッターの付着層の少なくとも1つと接触している、請求項1に記載のゲッターシステムを備えるOLEスクリーン(20;30;40;50;60;80)。

請求項25

1つまたは複数のゲッター材料の付着層(76,76')の少なくとも1つがH2Oを吸収可能なゲッターを含み、能動素子(72)に対して横方向に配置されており、そして、H2Oの移送のための透明材料の層(77)が前記能動素子の前に配置されており、前記透明材料の層が前記能動素子の領域より小さくない領域を有し、前記H2Oを吸収することができるゲッターを含む前記ゲッターの付着層の少なくとも1つと接触している、請求項1に記載のゲッターシステムを備えるMEMS(70)。

技術分野

0001

本発明は1つまたは複数のゲッター材料付着層を備え、前記付着層の少なくとも1つがH2O移送特性を有する材料の層と接触しているゲッターシステムに関する。

背景技術

0002

ゲッター材料及びシステム産業において、望まれない微量なガスの吸収を介して真空の維持が必要な、またはガス雰囲気組成物の制御が必要な全ての用途に使用されている。製造業で広く使用されているゲッター材料は水素酸素、水、酸化炭素、及び(場合に応じて)窒素等の小分子の吸収に対して便利なチタニウムジルコニウムニオブバナジウムハフニウム、またはそれらの合金(及び、特に、ジルコニウムとチタニウムを基材にした合金)等の金属である。しかしながら、これらの材料はゲッター機能活性化のために比較的高い温度(一般に、300℃より高い温度)を必要とするという制限を有するため、これらの材料は例えば、有機材料を含む装置における使用に対しては適していない。

0003

熱的な活性化を利用することが不可能な用途は、例えば、特許文献1〜3等に記載されているポリマーフォーム(または、高分子発泡体)で充填されている断熱材、または特許文献4に記載されているOLED(Organic Light Emitting Diode)スクリーン(または、有機発光ダイオードスクリーン)である。

0004

ゲッター材料に対するもう1つの重要な用途はこの分野でMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)として知られている微小電気機械システムにおける用途であり、特に、例えばDMDデジタル微小ミラーデバイス)等の、透明な要素から作製された外部環境との界面部を備えるMEMSを含む。

0005

(この分野でOLEDとして知られているエレクトロルミネッセンス有機材料の複数の層を使用するスクリーンの能動素子を形成するエレクトロルミネッセンス有機材料と両立できる)比較的低温でのみの熱的活性化を必要とするゲッター材料は特に有機物質の吸収に便利な活性炭等の多孔性材料、または小型のガス状の分子の吸収に便利なゼオライトシリカ、またはアルミナを含む。熱的活性化を必要としない材料は水分の吸収に特化した無水化学的乾燥剤、例えばアルカリ土類金属、または、塩化物(例えば、塩化カルシウム、CaCl2)、過塩素酸塩(例えば、過塩素酸マグネシウム、Mg(ClO4)2)、または硫酸塩(例えば、硫酸カルシウム、CaSO4)等のいくつかの吸湿性塩である。

0006

OLEDの用途は特に重要であるので、本発明のゲッターシステムの使用は特に、OLEDへの使用を例として説明されるが、本発明のゲッターシステムは汎用的な用途に対するものであり、上述したような、通常は金属または合金が使用される用途に対して使用することもできる。

0007

OLEDスクリーンの内部に配置される有機多層素子は微量なガスの存在、特に湿気に対して非常に敏感である。湿気または湿度は次の2つの異なった種類の劣化現象を引き起こす可能性がある。
・長期の使用による輝度の低下によるスクリーンの寿命の短縮:この現象は有機材料多層近接して存在する、劣化の原因となるガス状の不純物の量に関係がある。この種の現象はそのようなガス状不純物の濃度によって生じ、有機材料の不可逆性の劣化現象を引き起こす可能性がある。
・空間的に非均一な輝度の傾向:この現象は不純物の濃度の非均一性によるものであり、特に、主にOLEDの空洞の封止に使用される接着剤を介して浸透するH2Oの濃度分布の非均一性によるものである。この現象は比較的短い時間で発生し、この現象の発生を防止するための唯一の方法は空洞内のH2Oの濃度を可能な限り均一にすることであるので非常に厄介である。

0008

したがって、OLEDスクリーン内のガス状不純物の存在に関連する問題を解決することができる技術的な解決法は、エレクトロルミネッセンス有機材料多層との関連で、H2Oのレベルを最小にし、それの濃度を可能な限り均一にすることである。
現在のところ、OLEDスクリーンに対する十分な技術的な解決法は見つかっていない。例えば、特許文献5はOLEDの空洞を封止するために使用される、ゲッター材料を含む樹脂の使用を開示している。しかしながら、この解決法はH2O濃度均一性保証することができない。

0009

特許文献6はゲッター組成物電子デバイス内面に付着させる手段を開示しており、そこにおいて、ゲッターは適当なバインダー及び液体媒体に分散された粒子の状態で存在する。
特許文献7はスクリーンの有効面の周囲の縁全体に沿って使用されるゲッター材料の分配された付着を開示している。すなわち、ゲッター材料は不純物に対するバリヤーとして作用するフレームを生成する。しかしながら、この解決法も有機多層との関係における均一なH2O濃度を保証することが不可能である。そのような構成において、濃度は装置の縁に比べて中央部で高くなってしまう。

0010

特許文献8は、特に図1にもう1つの解決法を開示している。OLEDスクリーン10は下部基板11、基板11の表面上に形成されたエレクトロルミネッセンス活性多層12、及びスペーサー15、15'の手段によって下部基板に結合された透明な前面パネル13を備え;下部基板11、前面パネル13、及びスペーサー15、15'は内部空洞14を画定している。前面パネル13は内部空洞14内に拡散した不純物を排除するためにそれの内面上にH2O吸収体16から生成された皮膜を有する。前記吸収体16は、エレクトロルミネッセンス有機多層12によって発生する光の放射が前面パネル13を通って外部に伝達されることを可能にするために透明である。

0011

エレクトロルミネッセンス有機多層12は順番に積層された電極の第1の組、有機多層、及び電極の第2の組を含む組立品から構成されるが、図面上に無用複雑性を加えないように単純な長方形として図示されている。この技術的解決法は有機多層に近接して配置された不純物の吸収体を有し、吸収材料の前記層は有機多層の付着12より大きな拡張を有するので、H2O及びO2の浸透に関連した上述の問題を解決することができると思われる。

0012

米国特許第4444821号明細書
米国特許第5505810号明細書
米国特許第5885682号明細書
米国特許第5882761号明細書
米国特許第6833668号明細書
国際公開第2005/050736号パンフレット
特開2004−186043号公報
米国特許出願公開第2004/0201347号明細書

発明が解決しようとする課題

0013

上述の技術的解決法の主要な問題点は、ゲッター材料が吸収する気体との反応によって、例えば、乾燥剤等の場合に特に顕著になる膨張等の構造的及び形態学的な変化を受けることである。さらに、気体の吸収の結果、ゲッター材料またはそれを含むシステム全体は透明性等の他の望まれない変化を受ける可能性がある。

0014

したがって、本発明の目的は従来技術に未だに存在する問題を解決することができるゲッターシステムを提供することである。

課題を解決するための手段

0015

本発明は第1の側面において:
1つまたは複数のゲッター材料の付着層であって、それの少なくとも1つがH2Oを吸収することができるゲッターを含むゲッター材料の付着層;及び、
H2Oの移送のための透明材料の層であって、前記H2Oを吸収することができるゲッターを含むゲッターの付着層の少なくとも1つと接触して配置されている透明材料の層を備えるゲッターシステムである。

0016

本発明は第2の側面において、OLEDスクリーンのためのゲッターシステムであって:
1つまたは複数のゲッター材料の付着層であって、それの少なくとも1つがH2Oを吸収することができるゲッターを含み、エレクトロルミネッセンス有機多層の付着層に対して横方向に配置されるゲッター材料の付着層;及び、
前記エレクトロルミネッセンス有機多層の前に配置されたH2Oの移送のための透明材料の層であって、前記エレクトロルミネッセンス有機多層の前記付着層の領域より小さくない領域を有し、前記H2Oを吸収することができるゲッターを含むゲッターの付着層の少なくとも1つと接触して配置されている透明材料の層を備えるOLEDスクリーンのためのゲッターシステムである。

0017

OLEDスクリーン内の、H2O移送機能を有する透明材料の層の配置はゲッター材料の多様な選択を可能にする。実際、上述した配置はそれらの材料をスクリーンから放射される放射線光学的経路の外部に置くので、それらは必ずしも透明である必要はない。

発明を実施するための最良の形態

0018

本発明は以下に付随する図面とともに詳細に説明される。
図面に示されている多様な部材の寸法及び寸法の比は正確なものではない。特に、いくつかの部材の厚さは図面の解釈を容易にするためにかなり拡大された状態で図示されている。

0019

図1は従来技術に従ったゲッターシステムを含むOLEDの断面図を示しており、それに対する説明は上述した通りである。
本発明のゲッターシステムは、スクリーンの空洞内にH2Oに敏感な要素(エレクトロルミネッセンス有機多層)に近接してH2Oを捕捉し、捕捉したH2Oの吸収を可能にするためにゲッター材料まで移送するという特化した機能を有する材料が存在する点でこれらの従来技術のゲッターシステムと異なる。

0020

この構成は従来技術の解決法によって解決されない問題の解決を可能にする。すなわち、本発明は以下の2つの構成要素:ガス状不純物の吸収の手段によってガス状不純物の濃度を低下させる特定の役目を有するゲッター;及びエレクトロルミネッセンス有機多層の領域に等しいまたはそれより大きい領域を有する材料の層であって、有機多層の付近に存在する気相の水を捕捉し、それを該ゲッター材料まで移送する機能を有する材料の層を使用する。そのような層はスクリーン内のH2Oの均一な濃度の達成を可能にする。
すなわち、または詳細に述べると、ゲッター材料と移送材料の間の接触面はH2Oが移送材料からゲッター材料まで移送される領域である。

0021

本発明を実施するために適したゲッター材料はH2O、H2、O2、炭化水素、N2、CO、CO2等の全ての有害なガス状不純物の除去能力を有する材料であってもよいし、または1つまたは複数の有害なガス状組成物の吸収が可能な材料の混合体が使用されてもよい。いずれにしても、ゲッター材料の付着層の少なくとも一部はH2Oの除去が可能で、H2Oの移送層と接触している材料を含まなければならない。

0022

本発明のこの種の解決法はゲッター材料の付着層の組成を必要に応じて変更することができるという長所を有する。OLEDスクリーン及びMEMSは異なったガス種に対して敏感な多様な材料とともに製造することができるので、装置の種類に応じて、付着層に対して最良のゲッター組成物を選択することが可能である。

0023

また、ゲッター材料は不純物を除去するという単一の機能を達成すればよく、有機多層の付近のH2Oの分布の均一性に対処しなくてもよいという事実は材料を有機多層に対して横方向に配置することを可能にし、放射される光の放射を妨害しない構成を可能にする。これはゲッター材料が長期間にわたって、または不純物の吸収の後に透明性を維持する必要性を排除するので、多様な範囲の材料の使用を可能にする。
したがって、周囲の部分に配置されたゲッターは特に水または酸素または炭化水素または一酸化炭素または二酸化炭素または窒素または水素及びその同位体または他の有害な汚染物を吸収するもののなかから選択することができる。

0024

水の吸収に使用可能なゲッターはゼオライト、シリカまたはアルミナ、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、ニッケル亜鉛及びカドミウムの酸化物、塩化物(例えば、塩化カルシウム、CaCl2)、過塩素酸塩(例えば、過塩素酸マグネシウム、Mg(ClO4)2)、または硫酸塩(例えば、硫酸カルシウム、CaSO4)等のいくつかの吸湿性塩、エポキシド、二重または三重結合を有する有機分子等のルイス酸またはブレンステッド酸または塩基性触媒の存在下での多様な有機組成物カルボカチオン、無水物、アルコキシド及び酸性ハロゲン化物を形成する化合物を含む。

0025

酸素の吸収に使用可能なゲッターはアルカリ金属、アルカリ土類金属、または鉄、錫及び銅等の他の金属等の容易に酸化される金属、マンガン及び酸化銅等の低酸化状態金属酸化物亜燐酸塩またはホスホナイトアニオンを有する塩、及びフェノール、第2芳香族アミンチオエーテル及びアルデヒド等の容易に酸化される有機化合物を含む。炭化水素の吸収使用可能なゲッターはゼオライト及び活性炭を含む。

0026

一酸化炭素の吸収使用可能なゲッターはリチウムを基材にした有機金属化合物の存在下でのニッケル及び鉄等のいくつかの金属、アルケンアミン及びケトン等の、いくつかの有機化合物を含む。
二酸化炭素の吸収使用可能なゲッターはアルカリまたはアルカリ土類金属の水酸化物を含む。

0027

窒素の吸収使用可能なゲッターはリチウム、バリウム、BaLi4化合物、及びポルフィリンを含む。
水素及びその同位体の吸収使用可能なゲッターはパラジウム酸化パラジウムイットリウム、チタニウム、ジルコニウム、及びチタニウムまたはジルコニウムとバナジウム、鉄、モリブデンアルミニウムクロムタングステン、ニオブ、ニッケル及びマンガンの合金を含む。

0028

H2Oの移送の課題を達成するための層に関しては、異なった移送メカニズムの2つの可能な種類が存在する:
・H2Oの表面移送を達成する層、
・H2Oの吸収及びH2Oの大量移送を達成する層。

0029

H2Oの表面移送の場合、それらは、気相で存在するH2O分子に結合し、それらのゲッターに向かう層の表面上の移動を可能にするという原理に基づいて作用する。これらの層の水の表面への結合の効率は層を構成している材料の付着確率、及び表面の親水性作用に依存する。材料の付着確率sは、気相に存在する水分子が該材料の表面に当たり、それがその表面に結合される場合;s>0.1は高い付着確率と見なされる。付着確率は一般に、表面の化学的性質に依存するが、表面構造、特に表面の粗度にも依存する。高い付着確率は高い粗度に対応する(0.05μm Raは高い粗度と見なされる)。付着確率が高いほど、そして材料の親水性が高いほど、H2Oの吸収率は高くなる。

0030

表面の親水性作用及び付着確率は一般に、表面と水の間に確立される分散力及び極性力が増大したときに増大する。表面の親水性作用はまた、とりわけ、表面が水との水素結合を形成可能なときに大きくなる。したがって、一般に、酸素及び/または窒素及び/または硫黄及び/または燐、特に、−OH、−SH、−SO、−PO基を備える表面極性基で露出している全ての材料は適した材料と見なされる。親水性作用は一般に、特定の界面エネルギーに変換される。水の界面エネルギーは72mN/mに等しい。材料の界面エネルギーが水の界面エネルギーに近いほど、この表面の親水性作用は強くなる。45mN/mより高い界面エネルギーを有する表面は強い親水性作用を有する表面と見なされる。

0031

表面移送要素として使用可能な材料は全ての親水性ポリマー材料スピンコーティングの手段等によって10nm未満の厚さを有する薄膜形状で置かれた材料;この場合、薄膜は実質的に容積を持たないので、水分子の移送は本質的に表面型である)、すなわち、ポリアクリレート及びポリメタクリレートポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミド(PA)、酢酸セルロース(CA)、トリアセチルセルロース(TCA)、ポリシロキサンシリコーンとして知られている)、ポリビニルアルコールPVAL)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリ酢酸ビニル(PVAC)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリエチレンビニルアルコール)のコポリマーEVAL、EVOH)、ポリ(アミドエチレンオキシド)のコポリマー(PA−PEO)、ポリ(ウレタン−エチレンオキシド)のコポリマー(PUR−PEO)、ポリ(エチレン酢酸ビニル)のコポリマー(EVA、EVAC)を含む。

0032

表面移送要素を作製するために使用可能な他の親水性材料ゾルゲル技術またはスプレー炎熱分解によって準備され、スクリーン印刷技術の手段等によって薄膜(厚さ<=1000nm)の形状で付着されたナノサイズの酸化物(平均粒子径d=1/200nm)である。この目的で使用可能な他の酸化物はIn2O3、ZnO、SnO2、TiO2、WO3、及びそれらの混合物である。

0033

ナノサイズの粒子の付着は表面の粗さ、ダングリングボンド、及び格子孔の生成のためにUV放射線またはイオン衝撃によって処理されてもよい。UV放射線及びイオン衝撃(または、イオンボンバード)は酸素または水蒸気の存在下で実施されてもよいし、または事前に処理した表面が逐次的に酸素または水に露出されてもよい。

0034

上述した表面のH2O移送層は、発光現象において能動的な要素である、OLEDの空洞のポリマーの多層以外の表面に付着されてもよい。移送層は該多層の真正面に面し、ゲッター材料は多層に対して横方向に位置してもよいので、便宜上、これらの層は好まれるものとして、H2Oが運ばれるゲッター材料とともに、装置の透明な窓に付着されてもよい。

0035

本質的に親水性作用を有する上述した材料に加え、通常親水性と見なされない、または疎水性として知られている他の多くのポリマー材料に対して、それらの表面の性質を変化させて親水性にする適当な処理を施すことによって、それらのポリマー材料を移送材料として使用することができる。疎水性材料PTFE(界面エネルギー=18mN/m)等の、それの界面エネルギーが<30mN/mの材料である。疎水性の材料の表面を親水性に変化させるための処理は、例えば、酸素または水蒸気の存在下での炎、コロナ放電、またはプラズマによる酸化処理である。また、衝撃(または、ボンバード)の手段(例えば、アルゴン、0.5÷5keVエネルギー、1×l012÷1×l018イオン/cm2線量)によって実施されるエッチング処理も効果的である。これらの全ての処理は(粗度及び付着確率の増大とともに)ポリマー材料の表面の侵食、ダングリングボンド(表面の非飽和)の生成、及び処理中の酸素または水の存在による−O及び−OH基の形成を決定する。

0036

この場合に使用可能なポリマー材料は、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチルPMMA)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)及びポリイミド(PI)である。

0037

この場合、ポリマー層の全体の厚さは比較的厚く、例えば1000nmより大きいのに対し、親水性表面の厚さは概ね数単分子層程度、すなわち、数ナノメートルの範囲である。この種の表面のH2O移送材料は装置の透明な窓上に配置されてもよいが、親水性にされた移送層の表面が有機多層に接触しているものではない場合、発光において活性である有機多層に直接的に付着される。

0038

もう1つの実施例において、水をゲッターに向かって移送する層は、該移送が層を構成している材料の容積部で行われるように作製されてもよい。
(OLEDまたはMEMSの前部の基板上に付着された平行六面体の厚さ、長さ、及び幅によって決まる)層を形成している材料の特定の量に対して、材料の可溶性が高いほど、H2Oの吸収は高くなる。

0039

層の特定の幾何形状に対し、水の移送能力の速度はそれを構成している材料の拡散係数Dに比例する。
材料の浸透性PはP=S×Dとして定義されるので、大量移送要素の製造に対する好ましい材料は1×10-12(m(STP)3・m2/bar・m3・s)(m(STP)3は標準温度及び圧力で測定されたガスの立方メートル)より高い浸透性を有する材料として定義することができる。水に対して強い浸透性の材料はまた、強い親水性を有する。

0040

この層の製造に対して好ましい材料はポリマー型の材料である。使用可能なポリマー材料及びそれらの製造方法は、ポリマー媒体の最大の自由体積ポリマー鎖の最大の順序及び秩序、最小の架橋、最小の充填密度、浸透する種との最大の相互作用を達成することを可能にするものが好ましい。
容積水移送層の製造に対して好ましい材料は表面移送層の製造に対して上述した親水性ポリマー材料と同じである。しかしながら、この場合、層の特徴的な厚さは表面移送層の場合より大きく、数百または数千ナノメートルの範囲である。

0041

図2は本発明に従った、OLED(20)のためのゲッターシステムの第1の実施例を示している。(図2以下の図において、図1の参照番号と同一または同様な参照番号は同一または同様な要素を示している。)図1とともに上述した従来技術の要素に対する差異は、ゲッター材料26、26'が前部基板13の内面上で、下部基板11の表面上に配置されている有機多層12に対して横方向に位置付けられていることである。また、ゲッター付着層は不純物の吸収及び移送の特性を有し、透明材料の層27に接続されている。
透明層とゲッター材料の間の不純物の交換の表面は層27とゲッター材料26、26'の間の接触面によって表されている。この種の幾何形状はそれの内部でH2Oを移送する透明層(容積移送)に対して適している。

0042

図3は特に興味深い変形を示している。この例において、OLED(30)のためのゲッターシステムは前部基板13の内部に部分的に拡張し、かつ透明層37に接続しているゲッター付着層36、36'を備える。この種の解決法は特に、空洞14内に含まれるゲッター動作を有する材料の量に明らかに関係する、システムのゲッター能力を増大させることが望まれる場合に便利である。この幾何構成もまた、特に容積移送層が使用されるときに適している。

0043

上述したように、図2及び3に対し、システムの目的または機能性を変えずに、いくつかの変更をすることができる。詳細に述べると、ゲッター付着層は1つだけであってもよいし、また、ゲッター付着層は同一の材料から作製されてもよいし、異なる材料から作製されてもよい。異なる材料から作製される場合、付着層は一方がH2Oだけを吸収でき、他方が他の全ての不純物を吸収できるように形成されてもよい。

0044

図4に図示されているOLED(40)のためのゲッターシステムに示されているように、移送層及びゲッター材料の高さは異なっていてもよい。詳細に述べると、この場合、移送層47の厚さはゲッター材料の付着層46、46'の厚さに比べて大幅に小さい。この種の解決法は、層47が表面移送メカニズムに従って作用する場合に好ましい。

0045

図5は接触面、すなわちH2O移送層57とゲッター材料56、56'の間の交換を最小にする、OLED(50)のためのゲッターシステムの断面を示している。この種の実施例は材料内のH2Oの容積移送の場合に好ましいものである。

0046

図6はもう1つのOLED(60)を示しており、そこにおいて、ゲッターシステムの構成は水が層67によって表面移送メカニズムに従ってゲッター材料66、66'の付着層まで運ばれる場合に有効である。図示された構成はゲッターシステムの体積及び厚さを最小にするためのものである。

0047

図7に示されているように、OLEDスクリーンに対して示された多様な構成はMEMS70に対しても使用することができる。この実施例の場合、空洞74は部材75、75'によって相互に封止された2つの基板71、73によって画定されており、ガス状不純物、特にH2Oの存在に対して敏感な能動素子72を含む。能動素子はDMDの場合、例えば、一連反射性微小ミラーであってもよい。

0048

OLEDの場合とは異なり、上部基板73の一部78のみが透明にされている。図2に示されている実施例と同様に、ゲッター材料の付着層76、76'は上部の基板上に、能動素子及び透明な窓に対して横方向に配置されており、H2Oの移送のために材料の層77に接続されている。図3〜6に示されている全ての事項及び構成はMEMSの場合にも適用することができる。

0049

最後に、図8はOLED(80)での使用に適した、本発明に従ったゲッターシステムのもう1つの可能な配置を示している。この実施例の場合、ゲッターシステムは移送層87と接触しているゲッター材料の付着層86、86'によって形成されている。移送層は疎水性材料から作製されており、それの空洞14に面している面はそれを親水性にするために処理されている。この実施例における水の移送は層87の表面に沿って、付着層86、86'に向かって行われ、層87の容積は空洞14に存在する水の有機多層12への浸透に対するバリヤーとして作用する。

図面の簡単な説明

0050

従来技術に従ったゲッターシステムを含むOLEDの断面図を示している。
本発明に従って作製されたゲッターシステムを含むOLEDの断面図を示している。
本発明に従って作製された、最大容量を有するゲッターシステムを含むOLEDの断面図を示している。
H2Oの表面移送のメカニズムとともに、本発明に従って作製されたゲッターシステムを含むOLEDの断面図を示している。
ゲッター材料と移送層の間の交換を最大にする、本発明に従って作製されたゲッターシステムを含むOLEDの断面図を示している。
ゲッターシステムの体積及び厚さを最小にするH2Oの表面移送のメカニズムとともに、本発明に従って作製されたゲッターシステムを含むOLEDの断面図を示している。
本発明に従って作製されたゲッターシステムを含むMEMSの断面図を示している。
H2Oの表面移送のメカニズムとともに、本発明に従って作製されたゲッターシステムを含むOLEDの断面図を示している。

符号の説明

0051

10 OLEDスクリーン
11 下部基板
12エレクトロルミネッセンス有機多層
13前部基板
14内部空洞
15スペーサー
16 H2O吸収体
26ゲッター材料付着層
27透明層(移送層)
36 ゲッター材料付着層
37 透明層(移送層)
46 ゲッター材料付着層
47 透明層(移送層)
56 ゲッター材料付着層
57 透明層(移送層)
66 ゲッター材料付着層
67 透明層(移送層)
72能動素子
73 上部基板
74 内部空洞
76 ゲッター材料付着層
77 透明層(移送層)
86 ゲッター材料付着層
87 透明層(移送層)

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