поглощающие системы, содержащие одно или несколько отложений поглощающего материала и слой материала для переноса h2o

Формула изобретения

1. Поглощающая система, содержащая одно или несколько отложений поглощающего материала, по меньшей мере, одно из которых содержит поглотитель, способный поглощать Н₂О, отличающаяся тем, что упомянутая поглощающая система дополнительно содержит слой прозрачного материала для переноса Н₂О, причем упомянутый прозрачный материал расположен в контакте с, по меньшей мере, одним из упомянутых отложений, содержащих поглотитель, способный поглощать H₂O.

2. Поглощающая система по п.1, где упомянутый поглотитель, способный поглощать Н ₂О, выбирают среди цеолитов, оксида кремния, оксида алюминия, оксидов щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, оксидов никеля, цинка и кадмия, хлоридов, перхлоратов, сульфатов, эпоксидов, органических молекул с двойными или тройными связями в присутствии льюисовских или бренстедовских кислотных или основных катализаторов, соединений, образующих карбокатионы, ангидриды, алкоксиды и ацилгалогениды.

3. Поглощающая система по п.1, где, по меньшей мере, одно из упомянутых поглощающих отложений содержит поглотитель для кислорода.

4. Поглощающая система по п.3, где упомянутый поглотитель для кислорода выбирают среди щелочных металлов, щелочноземельных металлов или других металлов, таких как железо, олово и медь, оксидов марганца и меди, солей с фосфитным или фосфонитным анионом, фенолов, вторичных ароматических аминов, тиоэфиров и альдегидов.

5. Поглощающая система по п.1, где, по меньшей мере, одно из упомянутых поглощающих отложений содержит поглотитель для углеводородов.

6. Поглощающая система по п.5, где упомянутый поглотитель для углеводородов выбирают среди цеолитов или активированных углей.

7. Поглощающая система по п.1, где, по меньшей мере, одно из упомянутых поглощающих отложений содержит поглотитель для СО.

8. Поглощающая система по п.7, где упомянутый поглотитель для СО выбирают среди никеля, железа, алкенов, аминов и кетонов в присутствии металлоорганических соединений на основе лития.

9. Поглощающая система по п.1, где, по меньшей мере, одно из упомянутых поглощающих отложений содержит поглотитель для СО₂.

10. Поглощающая система по п.9, где упомянутый поглотитель для СО₂ выбирают среди гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов.

11. Поглощающая система по п.1, где, по меньшей мере, одно из упомянутых поглощающих отложений содержит поглотитель для H₂.

12. Поглощающая система по п.11, где упомянутый поглотитель для Н₂ выбирают среди палладия, оксида палладия, иттрия, титана, циркония и сплавов титана или циркония с ванадием, железом, молибденом, алюминием, хромом, вольфрамом, ниобием, никелем и марганцем.

13. Поглощающая система по п.1, где, по меньшей мере, одно из упомянутых поглощающих отложений содержит поглотитель для N₂.

14. Поглощающая система по п.13, где упомянутый поглотитель для N₂ выбирают среди лития, бария, соединения BaLi₄ и порфиринов.

15. Поглощающая система по п.1, где упомянутый слой прозрачного материала для переноса Н₂О переносит Н₂ О согласно механизму поверхностного переноса.

16. Поглощающая система по п.15, где упомянутый слой имеет толщину меньше, чем приблизительно 10 нм и изготовлен из материала, выбранного среди полиакрилатов и полиметакрилатов, полиэфиримидов (ПЭИ), полиамидов (ПА), ацетата целлюлозы (АЦ), триацетата целлюлозы (ТАЦ), полисилоксанов (силиконов), поливинилового спирта (ПВС), полиэтиленоксида (ПЭО), полиэтиленгликоля (ПЭГ), полипропиленгликоля (ППГ), поливинилацетата (ПВА), полиоксиметилена (ПОМ), сополимеров поли(этилен-виниловый спирт) (ЭВС, ЭВОН), сополимеров поли(амид-оксид этилена) (ПА-ПЭО), сополимеров поли(уретан-оксид этилена) (ПУ-ПЭО), сополимеров поли(этилен-винилацетат) (ЭВА).

17. Поглощающая система по п.15, где упомянутый прозрачный материал выбирают среди гидрофобных полимеров, которые подвергают поверхностным обработкам, выбранным среди окислительной обработки в пламени, окислительной обработки в коронном разряде, окислительной обработки в плазме в присутствии кислорода или паров воды и обработки травлением с помощью ионной бомбардировки.

18. Поглощающая система по п.17, где упомянутые гидрофобные полимеры выбирают среди полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), поликарбоната (ПК), полиметилметакрилата (ПММА), полистирола (ПС), полиэтилентерефталата (ПЭТ), политетрафторэтилена (ПТФЭ) и полиимидов (ПИ).

19. Поглощающая система по п.15, где упомянутый прозрачный материал выбирают среди наноразмерных оксидов.

20. Поглощающая система по п.19, где упомянутые наноразмерные оксиды выбирают среди In₂O₃, ZnO, SnO ₂, TiO₂, WO₃ и их смесей.

21. Поглощающая система по п.19, где упомянутые наноразмерные оксиды обрабатывают УФ облучением или ионной бомбардировкой.

22. Поглощающая система по п.1, где упомянутый слой прозрачного материала для переноса Н₂О переносит Н₂О согласно механизму объемного переноса.

23. Поглощающая система по п.22, где упомянутый прозрачный материал выбирают среди полиакрилатов и полиметакрилатов, полиэфиримидов (ПЭИ), полиамидов (ПА), ацетата целлюлозы (АЦ), триацетата целлюлозы (ТАЦ), полисилоксанов, поливинилового спирта (ЛВС), полиэтиленоксида (ПЭО), полиэтиленгликоля (ПЭГ), полипропиленгликоля (ППГ), поливинилацетата (ПВА), полиоксиметилена (ПОМ), сополимеров поли(этилен-виниловый спирт) (ЭВС, ЭВОН), сополимеров поли(амид-оксид этилена) (ПА-ПЭО), сополимеров поли(уретан-оксид этилена) (ПУ-ПЭО), сополимеров поли(этилен-винилацетат) (ЭВА).

24. Экран OLED (20; 30; 40; 50; 60; 80), содержащий поглощающую систему по п.1, где одно или несколько отложений поглощающего материала (26, 26'; 36, 36'; 46, 46'; 56, 56'; 66, 66'; 86, 86'), по меньшей мере, одно из которых содержит поглотитель, способный поглощать H₂O, расположены сбоку по отношению к электролюминесцентному органическому полислою (12); и слой прозрачного материала для переноса H₂ O (27; 37; 47; 57; 67; 87) расположен впереди упомянутого электролюминесцентного органического полислоя, причем упомянутый слой прозрачного материала имеет площадь, которая не меньше, чем площадь упомянутого электролюминесцентного органического полислоя, и находится в контакте с, по меньшей мере, одним из упомянутых поглощающих отложений, содержащих поглотитель, способный поглощать Н₂О.

25. МЭМС (70), содержащий поглощающую систему по п.1, где одно или несколько отложений поглощающего материала (76, 76'), по меньшей мере, одно из которых содержит поглотитель, способный поглощать Н₂ О, расположены сбоку по отношению к активному элементу (72); и слой прозрачного материала для переноса Н₂О (77) расположен впереди упомянутого активного элемента, причем упомянутый слой прозрачного материала имеет площадь, которая не меньше, чем площадь упомянутого активного элемента, и находится в контакте с, по меньшей мере, одним из упомянутых поглощающих отложений, содержащих поглотитель, способный поглощать Н₂О.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается поглощающих систем, содержащих одно или несколько отложений поглощающего материала, где, по меньшей мере, одно из упомянутых отложений находится в контакте со слоем материала, способного к переносу Н₂ О.

Поглощающие материалы и системы широко применяются в промышленности во всех областях, где необходимо поддерживать вакуум или регулировать состав газовой атмосферы путем адсорбции следов нежелательных газов.

Поглощающие материалы, широко используемые в промышленных производствах, представляют собой некоторые металлы, такие как титан, цирконий, ниобий, ванадий или гафний, или их сплавы (и, в частности, сплавы на основе циркония и титана), которые пригодны для поглощения малых молекул, таких как водород, кислород, вода, оксиды углерода и, в некоторых случаях, азот. Однако эти материалы ограничены необходимостью относительно высоких температур (обычно выше, чем 300°С) для активации функции поглощения, что делает их непригодными для применения в некоторых устройствах, например, включающих в себя органические материалы.

Примеры приложений, где невозможно прибегать к термической активации, представляют собой панели для тепловой изоляции, наполненные полимерными пенами, как описано, например, в патентах США 4444821, 5505810 и 5885682; или экраны из органических светодиодов (OLED), описанные, например, в патенте США 5882761.

Другим особенно интересным приложением для поглощающих материалов является использование в микроэлектромеханических системах, более известных в данной области под сокращением МЭМС (MEMS), в частности в МЭМС, содержащих поверхность раздела с внешним окружением, изготовленную из прозрачного элемента; в качестве примера, можно упомянуть ЦЗУ (DMD) (от Цифровое микро Зеркальное Устройство).

Среди поглощающих материалов, которые требуют термической активации только при относительно низких температурах (совместимых с электролюминесцентными органическими материалами, которые образуют активный элемент экранов, использующих множественные слои электролюминесцентных органических материалов, известные в данной области как OLED), можно упомянуть некоторые пористые материалы, такие как активированные угли, пригодные, в частности, для поглощения органических веществ, или цеолиты, оксид кремния или оксид алюминия, которые пригодны для поглощения малых газообразных молекул; материалами, не требующими термической активации, являются безводные химические влагопоглотители, специфические для поглощения влаги, такие как, например, оксиды щелочноземельных металлов или некоторые гигроскопичные соли, такие как хлориды (например, хлорид кальция CaCl₂), перхлораты (например, перхлорат магния Mg(ClO₄)₂) или сульфаты (например, сульфат кальция CaSO₄).

Вследствие важности данных приложений, чтобы упростить применение поглощающих систем данного изобретения, будет сделана ссылка, в частности, на применение в OLED, но поглощающие системы данного изобретения даны для общего применения и могут быть использованы также в приложениях, где обычно используют металлы и сплавы металлов.

Органические многослойные элементы, расположенные внутри экранов OLED, очень чувствительны к присутствию следов газов, в частности к влажности, которые могут приводить к двум разным типам разложения:

- снижение срока службы экрана из-за ослабления яркости со временем, причем данное явление связано с количеством газообразных примесей, ответственных за разложение, которые присутствуют вблизи от множественных слоев органических материалов. Явление данного типа вызывается концентрацией газообразных примесей, способных инициировать необратимое явление разложения данных органических материалов;

- тенденция к пространственной неоднородности яркости: данное явление связано с неравномерностью концентрации примесей, в особенности неравномерностью распределения концентрации Н₂О, проникающей главным образом сквозь адгезив, который используют для уплотнения полости OLED. Данный эффект является особенно коварным, так как он может возникать за относительно короткое время, и единственным способом избежать его начала является обеспечить концентрацию Н₂ О внутри полости настолько равномерную, насколько это возможно.

Техническое решение, способное решать данные проблемы, касающиеся присутствия газообразных примесей внутри экранов OLED, должно обеспечивать, в соответствии с полислоем электролюминесцентных органических материалов, низкие уровни Н₂О и ее концентрацию настолько равномерную, насколько это возможно.

Удовлетворительное техническое решение для экранов OLED еще не найдено. Например, в патенте США 6833668 В1 описано применение смолы, содержащей поглощающий материал, используемой для уплотнения полости OLED. Однако данное решение не способно гарантировать равномерность концентрации Н₂О.

Другой подход описан в патентной заявке WO2005/050736, которая описывает устройство для адгезии поглощающей композиции на внутренней поверхности электронных устройств, где поглотитель находится в мелкозернистой форме, диспергированной в подходящем связующем и жидкой среде.

Другое решение показано в патентной заявке Японии 2004-186043, где используется распределенное отложение поглощающего материала вдоль всего периферийного края активной поверхности экрана, образуя вид рамки из поглощающего материала, действующей как барьер против проникновения примесей; в данном случае также невозможно гарантировать равномерную концентрацию Н₂ О относительно органического полислоя. Эта концентрация будет неизбежно выше в центре устройства относительно края.

Еще одно известное решение описано в патентной заявке США 2004/0201347 А1, наиболее общий вариант осуществления которого схематично показан на Фиг. 1. Экран OLED 10 состоит из нижней подложки 11, электролюминесцентного активного полислоя 12, образованного на поверхности подложки 11, и прозрачной передней панели 13, соединенной с помощью распорок 15, 15' с нижней подложкой; нижняя подложка 11, передняя панель 13 и распорки 15, 15' задают внутреннюю полость 14. Передняя панель 13 на своей внутренней поверхности имеет покрытие, сделанное из поглотителя Н₂О 16, чтобы удалять примеси, которым удается продиффундировать внутрь внутренней полости 14. Упомянутый поглотитель 16 является прозрачным, так как он должен пропускать наружу излучение света, создаваемое электролюминесцентным органическим полислоем 12, сквозь переднюю панель 13.

Электролюминесцентный органический полислой 12, чтобы не вводить ненужное усложнение в чертеж, представлен простым прямоугольником, даже если состоит из набора элементов, среди которых первый ряд электродов, органический полислой и второй ряд электродов, которые упакованы последовательно. Данное техническое решение потенциально способно решить вышеуказанные проблемы, связанные с прониканием Н₂О и О₂ , обладая поглотителем примесей, расположенным вблизи органического полислоя, и упомянутый слой поглощающего материала имеет большую протяженность, чем отложение органического полислоя 12. Основная проблема показанного выше технического решения заключается в том, что, вследствие реакции с поглощаемым газом, поглощающий материал обычно претерпевает структурные и морфологические изменения, например, разбухание, которое, особенно в случае влагопоглотителей, может быть значительным; кроме того, в результате поглощения газа поглощающий материал или вся система, содержащая его, может претерпевать другие нежелательные изменения, такие как потеря прозрачности.

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить поглощающую систему, способную преодолеть проблему, которая все еще остается в предшествующем уровне техники, и в первом его объекте представляет собой поглощающую систему, содержащую:

- одно или несколько отложений поглощающего материала, по меньшей мере одно из которых содержит поглотитель, способный поглощать Н₂О; и

- слой прозрачного материала для переноса Н₂О, причем упомянутый слой прозрачного материала находится в контакте с, по меньшей мере, одним из упомянутых отложений поглотителя, содержащим поглотитель, который способен поглощать Н₂О.

Во втором своем объекте данное изобретение состоит из поглощающей системы для экранов OLED, содержащей:

- одно или несколько отложений поглощающего материала, по меньшей мере одно из которых содержит поглотитель, способный поглощать Н₂ О, которые расположены сбоку по отношению к отложению электролюминесцентного органического полислоя; и

- слой прозрачного материала для переноса Н₂О, расположенный перед упомянутым электролюминесцентным органическим полислоем, причем упомянутый слой прозрачного материала имеет площадь, которая не меньше, чем площадь упомянутого отложения электролюминесцентного органического полислоя, и находится в контакте с, по меньшей мере, одним из упомянутых отложений поглотителя, содержащим поглотитель, способный поглощать Н₂О.

Размещение слоя прозрачного материала с функцией переноса Н₂О, находящегося внутри экрана OLED, делает возможным более широкий выбор поглощающих материалов; действительно, для них нет необходимости быть прозрачными, так как вышеописанное расположение помещает такие материалы вне оптического пути света, излучаемого экраном.

Изобретение будет описано далее со ссылкой на следующие чертежи, где:

- Фиг.1 показывает вид в разрезе OLED, содержащего поглощающую систему согласно предшествующему уровню техники;

- Фиг. 2 показывает вид в разрезе OLED, содержащего поглощающую систему, изготовленную согласно данному изобретению;

- Фиг. 3 показывает вид в разрезе OLED, содержащего поглощающую систему с максимальной емкостью, изготовленную согласно данному изобретению;

- Фиг. 4 показывает вид в разрезе OLED, содержащего поглощающую систему, изготовленную согласно данному изобретению, с механизмом поверхностного переноса Н ₂О;

- Фиг. 5 показывает вид в разрезе OLED, содержащего поглощающую систему, изготовленную согласно данному изобретению, которая максимизирует обмен между поглощающим материалом и переносящим слоем;

- Фиг. 6 показывает вид в разрезе OLED, содержащего поглощающую систему, изготовленную согласно данному изобретению, с механизмом поверхностного переноса Н₂О, которая минимизирует ее объем и толщину;

- Фиг. 7 показывает вид в разрезе МЭМС, содержащей поглощающую систему, изготовленную согласно данному изобретению;

- Фиг. 8 показывает вид в разрезе OLED, содержащего поглощающую систему, изготовленную согласно данному изобретению, с механизмом поверхностного переноса Н₂О.

Размеры и размерные отношения различных элементов, показанные на чертежах, не являются правильными, в частности, толщина некоторых элементов сильно увеличена, чтобы сделать чертежи легче для понимания.

Фиг. 1 показывает поглощающую систему для OLED согласно предшествующему уровню техники, и она уже была описана выше.

Поглощающие системы настоящего изобретения отличаются от систем предшествующего уровня техники тем, что внутри полости экрана присутствует материал, имеющий специфическую функцию захвата Н₂О вблизи чувствительного к ней элемента (электролюминесцентный органический полислой) и переноса Н₂О к поглощающему материалу для ее поглощения.

Это позволяет решить проблемы, все еще присутствующие в решениях предшествующего уровня техники, путем использования двух компонентов настоящего изобретения: поглотителя с конкретной задачей снижения концентрации газообразных примесей путем их поглощения и слоя материала, имеющего площадь, равную или большую, чем площадь упомянутого электролюминесцентного органического полислоя, функция которого заключается в захвате воды, присутствующей в газовой фазе вблизи органического полислоя, и перенос ее на поглощающий материал. Такой слой позволяет получать равномерную концентрацию Н₂О внутри экрана.

Точка или точнее поверхность контакта между поглощающим материалом и переносящим материалом представляет собой область, где Н ₂О переходит от переносящего материала к поглощающему материалу.

Поглощающие материалы, подходящие для выполнения данного изобретения, могут быть материалами, имеющими способность удалять все вредные газообразные примеси, такие как Н₂ О, Н₂, О₂, углеводороды, N₂, СО, СО₂, или можно использовать смеси материалов, каждый из которых способен поглощать одно или несколько вредных газообразных соединений. В любом случае, по меньшей мере, одна часть поглощающего отложения должна содержать материал, способный удалять Н₂О, и находиться в контакте с переносящим ее слоем.

Данный тип решения имеет преимущество регулирования композиции отложений поглощающего материала согласно требованиям. Экраны OLED и МЭМС могут быть изготовлены с различными материалами, чувствительными к разным газообразным частицам, посредством чего, в зависимости от типа устройства, можно выбирать лучшую поглощающую композицию для отложений.

Кроме того, тот факт, что поглощающий материал должен выполнять единственную функцию удаления примесей и не связан с равномерностью распределения Н₂О вблизи органического полислоя, позволяет размещать данный материал в боковом положении относительно органического полислоя и, таким образом, не препятствовать излучаемому свету. Это делает возможным более широкий выбор подходящих материалов, так как нет необходимости, чтобы поглощающий материал одновременно был прозрачным, даже при поглощении примесей.

Таким образом, поглотитель, находящийся в периферийном положении, может быть выбран среди поглотителей, которые специфически поглощают воду или кислород, или углеводороды, или моноксид углерода, или диоксид углерода, или азот, или водород и его изотопы, или другие вредные загрязнители.

Среди поглотителей, пригодных для поглощения воды, мы отметим цеолиты, оксид кремния или оксид алюминия, оксиды щелочных металлов, оксиды щелочноземельных металлов, оксиды никеля, цинка и кадмия, некоторые гигроскопичные соли, такие как хлориды (например, хлорид кальция), перхлораты (например, перхлорат магния Mg(ClO₄)₂) или сульфаты (например, сульфат кальция CaSO₄), различные органические соединения в присутствии льюисовских или бренстедовских кислотных или основных катализаторов, такие как эпоксиды, органические молекулы с двойными или тройными связями, соединения, образующие карбкатионы, ангидриды, алкоксиды и ацилгалогениды.

Среди поглотителей, пригодных для поглощения кислорода, мы отметим легко окисляемые металлы, такие как щелочные металлы, щелочноземельные металлы или другие металлы, такие как железо, олово или медь, оксиды металлов в низкокоординированном состоянии, такие как оксиды марганца и меди, соли с фосфитным или фосфонитным анионом и легко окисляемые органические соединения, такие как фенолы, вторичные ароматические амины, тиоэфиры и альдегиды.

Среди поглотителей, пригодных для поглощения углеводородов, мы отметим цеолиты и активированный уголь.

Среди поглотителей, пригодных для поглощения моноксида углерода, мы отметим некоторые металлы, такие как никель и железо, некоторые органические соединения, такие как алкены, амины и кетоны в присутствии металлоорганических соединений на основе лития.

Среди поглотителей, пригодных для поглощения диоксида углерода, мы отметим гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов.

Среди поглотителей, пригодных для поглощения азота, мы отметим литий, барий, BaLi₄ соединение и порфирины.

Среди поглотителей, пригодных для поглощения водорода и его изотопов, мы отметим палладий, оксид палладия, иттрий, титан, цирконий и сплавы титана или циркония с ванадием, железом, молибденом, алюминием, хромом, вольфрамом, ниобием, никелем и марганцем.

Что касается слоев, которые должны выполнять задачу переноса Н₂О, есть два возможных типа, отличающихся механизмами переноса:

- слои, выполняющие поверхностный перенос Н₂О;

- слои, поглощающие Н₂О и выполняющие объемный перенос Н₂О.

Что касается слоев для поверхностного переноса Н₂О, они работают по принципу связывания молекул Н₂О, присутствующих в газовой фазе, и обеспечения их движения по поверхности слоя в направлении поглотителя. Эффективность этих слоев в связывании воды на поверхности зависит от вероятности ее прилипания к материалу, составляющему данный слой, и гидрофильного поведения поверхности. Вероятность прилипания к материалу s представляет собой вероятность того, что в случае удара молекулы воды, присутствующей в газовой фазе, о поверхность упомянутого материала, она свяжется с этой поверхностью; s>0,1 рассматривают как высокую вероятность прилипания. Вероятность прилипания обычно зависит от химической природы поверхности, а также от структуры поверхности, в частности от ее шероховатости. Высокая вероятность прилипания соответствует высокой шероховатости (0,05 мкм Ra считают высокой шероховатостью). Чем выше вероятность прилипания и чем сильнее гидрофильность материала, тем выше поглощение Н₂О.

Гидрофильное поведение и вероятность прилипания к поверхности обычно увеличиваются, когда дисперсионные силы и полярные силы, возникающие между поверхностью и водой, увеличиваются. Гидрофильное поведение поверхности также высокое и выше всего, когда поверхность способна образовывать водородные связи с водой. Таким образом, обычно все материалы, имеющие поверхностные полярные группы, содержащие кислород и/или азот, и/или серу, и/или фосфор, в частности группы -ОН, -SH, -SO, -РО, нужно считать пригодными. Гидрофильное поведение обычно переводят в заданную поверхностную энергию. Поверхностная энергия воды равна 72 мН/м. Чем ближе поверхностная энергия материала к поверхностной энергии воды, тем сильнее гидрофильное поведение данной поверхности. Поверхности, имеющие поверхностные энергии выше, чем 45 мН/м, рассматривают как поверхности, имеющие сильное гидрофильное поведение.

Среди материалов, пригодных в качестве поверхностных транспортных элементов, находятся все гидрофильные полимерные материалы (положенные в форме тонкой пленки с толщиной меньше чем приблизительно 10 нм, например, путем покрытия центрифугированием; в этом случае перенос молекул воды является, по существу, поверхностного типа, так как такие тонкие пленки не имеют объема), а именно полиакрилаты и полиметакрилаты, полиэфиримиды (ПЭИ), полиамиды (ПА), ацетат целлюлозы (АЦ), триацетат целлюлозы (ТАЦ), полисилоксаны (также известные как силиконы), поливиниловый спирт (ПВС), полиэтиленоксид (ПЭО), полиэтиленгликоль (ПЭГ), полипропиленгликоль (ППГ), поливинилацетат (ПВА), полиоксиметилен (ПОМ), сополимеры поли(этилен-виниловый спирт) (ЭВС, ЭВОН), сополимеры поли(амид-оксид этилена) (ПА-ПЭО), сополимеры поли(уретан-оксид этилена) (ПУ-ПЭО), сополимеры поли(этилен-винилацетат) (ЭВА).

Другие гидрофильные материалы, пригодные для получения поверхностного транспортного элемента, представляют собой наноразмерные оксиды (средний размер частиц d=1-200 нм), приготовленные с помощью золь-гель технологий или с помощью распылительного пламенного пиролиза, и осажденные в виде тонкой пленки (толщина 1000нм), например, с помощью технологий трафаретной печати. Оксидами, пригодными для данной цели, являются In₂ O₃, ZnO, SnO₂, TiO₂, WO ₃ и их смеси.

Отложения наноразмерных частиц также могут быть обработаны УФ-облучением или ионной бомбардировкой для создания поверхностной шероховатости, свободных связей и структурных дефектов. УФ-облучение и ионная бомбардировка могут выполняться в присутствии кислорода или паров воды или предварительно обработанные поверхности могут последовательно взаимодействовать с кислородом или водой.

Поверхностные слои переноса Н₂О, как и вышеописанные слои, могут отлагаться на поверхности полости OLED, иные, чем полимерный полислой, который является элементом, активным в явлении излучения света; для удобства, эти слои предпочтительно отлагаются вместе с поглощающим материалом, к которому они переносят Н₂О, на прозрачное окно устройства, причем переносящий слой может быть непосредственно обращен к упомянутому полислою, тогда как поглощающий материал располагается сбоку по отношению к нему.

В добавление к вышеуказанным материалам, имеющим присущее им гидрофильное поведение, можно также использовать многие другие полимерные материалы, обычно не считаемые гидрофильными или известные как гидрофобные, при условии, что они подвергаются подходящей обработке, которая изменяет свойства их поверхности, делая последнюю гидрофильной. Гидрофобными материалами являются материалы, поверхностная энергия которых <30 мН/м, такие как ПТФЭ (поверхностная энергия =18 мН/м). Обработки по изменению свойств поверхностей гидрофобных материалов на гидрофильные представляют собой, например, окислительные обработки в пламени, коронном разряде или в плазме в присутствии кислорода или паров воды; обработка травлением, выполняемая с помощью ионной бомбардировки (например, аргоном, энергии 0,5-5 кэВ, дозы 1×10 ¹²-1×10¹⁸ ион/см²), также является эффективной. Все эти обработки вызывают эрозию поверхности полимерного материала (с увеличением шероховатости и вероятности прилипания), образование свободных связей (поверхностная ненасыщенность) и образование -О и -ОН групп вследствие присутствия кислорода или воды во время обработки.

Полимерные материалы, которые могут быть использованы в данном случае, представляют собой, например, полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), поликарбонат (ПК), полиметилметакрилат (ПММА), полистирол (ПС), полиэтилентерефталат (ПЭТ), политетрафторэтилен (ПТФЭ) и полиимиды (ПИ).

В этом случае полная толщина полимерного слоя может быть относительно высокой, например, выше чем 1000 нм, тогда как толщина гидрофильной поверхности обычно составляет только несколько монослоев, т.е. в диапазоне нанометров.

Материалы поверхностного переноса Н₂О этого последнего рода могут располагаться поверх прозрачного окна устройства, а также приставать непосредственно к органическому полислою, активному в излучении света, при условии, что поверхность переносящего слоя, сделанная гидрофильной, не является поверхностью, контактирующей с органическим полислоем.

В альтернативном варианте осуществления слой, переносящий воду в направлении поглотителя, изготавливают таким образом, что упомянутый перенос происходит в объеме материала, составляющего данный слой.

Для заданного количества материала, образующего данный слой (определяемого толщиной, длиной и шириной параллелепипеда, отлагаемого на передней подложке OLED или МЭМС), чем выше растворимость материала S, тем выше поглощение Н ₂О.

Для заданной геометрии слоя скорость, с которой он способен переносить воду, пропорциональна коэффициенту диффузии D материала, из которого он изготовлен.

Так как проницаемость Р материала определяется как Р=S×D, можно определить предпочтительные материалы для изготовления массопереносящего элемента как материалы, имеющие проницаемость выше чем 1×10^-12 (м_(СТД) ³×м²/бар×м³×с) (м_(СТД) ³ устанавливают для кубических метров газа, измеряемого при стандартной температуре и давлении). Материалы, сильно проницаемые для воды, также являются сильно гидрофильными.

Предпочтительный материал для изготовления данного слоя является материалом полимерного типа. Среди возможных пригодных полимерных материалов и среди способов их изготовления предпочтительными должны быть те, которые позволяют получать максимальный свободный объем полимерной среды, максимальную упорядоченность и регулярность полимерных цепей, минимальную степень сшивания, минимальную плотность упаковки и максимальные взаимодействия с проникающими частицами.

Предпочтительными материалами для получения слоя с объемным переносом воды являются те же гидрофильные полимерные материалы, перечисленные выше для получения слоя с поверхностным переносом; в данном случае, однако, характерная толщина слоя выше, чем в случае слоев поверхностного переноса, обычно в диапазоне сотен или тысяч нанометров.

Фиг. 2 показывает первый вариант осуществления поглощающей системы для OLED 20 согласно настоящему изобретению. Отличие по отношению к элементам предшествующего уровня техники, уже описанное при обсуждении Фиг. 1 (одинаковые численные обозначения на Фиг.1, Фиг.2 и последующих фигурах указывают на одинаковые элементы), состоит в отложениях поглощающего материала 26, 26', расположенных на внутренней поверхности передней подложки 13, в боковом положении по отношении к органическому полислою 12, который расположен на поверхности нижней подложки 11. Кроме того, поглощающие отложения соединяются со слоем прозрачного материала 27 со свойствами поглощения и переноса примесей.

Поверхность обмена примесями между прозрачным слоем и поглощающим материалом представлена поверхностью контакта между слоем 27 и поглощающими отложениями 26, 26'. Данный тип геометрии пригоден для прозрачных слоев, переносящих Н₂О внутри них (объемный перенос).

Особенно интересный вариант показан на Фиг. 3; в этом случае поглощающая система для OLED 30 содержит поглощающие отложения 36, 36', частично распространяющиеся внутрь верхней подложки 13 и соединяющиеся с переносящим слоем 37. Данный тип решения особенно удобен, когда желательно увеличить поглощающую емкость системы, что очевидно связано с количеством материала с поглощающим действием, включенным в полость 14. Эта геометрия также особенно пригодна, когда используют слои объемного переноса.

Что касается изображенного на Фиг. 2 и 3 и описанного выше, существуют некоторые возможные вариации, которые не изменяют каким-либо образом цель или функциональность данной системы; в частности, может быть только одно из двух поглощающих отложений, или поглощающие отложения могут быть сделаны из одного материала или из разных материалов, в последнем случае одно отложение может быть образовано из материала, способного поглощать только Н ₂О, а другое отложение способно поглощать все другие примеси.

Как показано в поглощающей системе для OLED 40, изображенной на Фиг. 4, высота переносящего слоя и поглощающего материала также может быть различной, в частности, в данном случае толщина переносящего слоя 47 заметно меньше относительно толщины отложений поглощающих материалов 46, 46'. Этот тип решения предпочтителен при работе слоя 47 согласно механизму поверхностного переноса.

Фиг. 5 показывает сечение поглощающей системы для OLED 50, максимизирующее поверхность контакта и, таким образом, обмен между слоем 57 переноса Н₂О и отложениями поглощающего материала 56, 56'. Этот тип варианта осуществления является предпочтительным в случае объемного переноса Н₂О внутри материала.

Фиг. 6 показывает другой OLED 60, в котором конфигурация поглощающей системы интересна для случая, когда вода переносится с помощью слоя 67 к отложениям поглощающего материала 66, 66' согласно механизму поверхностного переноса; показанная конфигурация минимизирует объем и толщину поглощающей системы.

Различные конфигурации, показанные для экранов OLED, также пригодны в случае МЭМС 70, как показано на Фиг. 7. В этом случае также есть полость 74, определяемая двумя подложками 71, 73, взаимно уплотненными элементами 75, 75', включающая в себя активный элемент 72, который чувствителен к присутствию газообразных примесей и, в частности, чувствителен к присутствию Н₂О; например, это может быть ряд отражающих микрозеркал, как в случае ЦЗУ.

В отличие от случая OLED, только часть 78 верхней подложки 73 является прозрачной. Аналогично показанному на Фиг. 2, отложения поглощающего материала 76, 76' находятся на верхней подложке в боковом положении относительно активного элемента и относительно прозрачного окна, и упомянутые отложения соединяются слоем материала 77для переноса Н₂О.

Все рассуждения и конфигурации для OLED, показанные на Фиг. 3-6, могут быть применены к случаю МЭМС.

Наконец, Фиг. 8 показывает другую возможность расположения поглощающей системы согласно данному изобретению, пригодную для использования в OLED 80. В данном случае поглощающая система образована поглощающими отложениями 86, 86' в контакте с переносящим слоем 87; последний изготовлен из гидрофобного материала, поверхность которого, обращенная к полости 14, обработана так, чтобы сделать ее гидрофильной. Перенос воды в данном случае происходит вдоль поверхности слоя 87 и в направлении отложений 86, 86', тогда как объем слоя 87 действует как барьер против проникновения в органический полислой 12 молекул воды, присутствующих в полости 14.