JP2005528250A - バリアコーティング及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、バリアコーティングに関し、より詳細には、改善されたバリア特性を有するバリアコーティングに関する。
電子デバイス、医療用具及び医薬品のような多くの異なるタイプの製品は、気体及び液体に対して敏感であり、気体及び液体は長期にわたって製品の劣化を引き起こす。特に、種々の電子デバイスは、絶縁性を低下させ、腐食を生じさせる水分によって悪影響を受ける。
1.温度サイクル(例えば、-40〜80℃の温度で500サイクル)
2.60℃で相対湿度95%への曝露
3.繰り返し曲げ試験(例えば半径1/2”又は1”で1000サイクル)
4.カルシウム試験(60℃で相対湿度95%への曝露の場合、光透過の7%未満の変化(300〜800nm))
カルシウム試験は透明ガラス基板上に低仕事関数金属(典型的にはカルシウム)の層を真空蒸着し、次いでカルシウム層上にバリアサンプルを被覆することによって行われる。次いで、サンプルは蒸し暑い環境(60℃で相対湿度95%)で曝露され、試験される。不透明度のロスは水と反応するカルシウムによって生じ、水分の浸透を十分に防止することができないバリアであることを示す。
R1は式R1(OH)mの化合物から誘導される脂肪族、脂環式又は混合脂肪族-脂環式基であり、
R2は水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル又はペンチルであり、
nは2〜4であり、
mは2以上である。)
R2、r及びmは上で定義されたとおりであり、
X1はH又は下記基であり、
ほとんどの場合、X3はCN又はCOOCH3である。
Claims (55)
- 以下を含む多層環境バリアコーティング:
フレキシブル基板;
以下を含む基礎スタック:
フレキシブル基板上に堆積された少なくとも1つの第1無機材料層を含む基礎バリア層、及び
基礎バリア層上に堆積された少なくとも1つの有機材料層を含む有機層;
以下を含む、基礎スタック上に堆積された少なくとも1つのバリアスタック:
少なくとも1つの第2無機材料層を含むバリアスタックバリア層、及び
バリアスタックバリア層上に堆積された少なくとも1つの有機材料層を含む有機層;及び
バリアスタック上に堆積された第3無機材料を含む最上分離層、ここで、少なくとも1つの無機層はプラズマ処理される。 - バリアスタックバリア層がさらに少なくとも1つのプラズマ処理された第4無機材料層を含む、請求項1記載のコーティング。
- フレキシブル基板がポリノルボルネン、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエテレンナフタレート、ポリエステル、及びナイロンからなる群より選ばれる、請求項1記載のコーティング。
- フレキシブル基板が実質的に透明である、請求項1記載のコーティング。
- フレキシブル基板がプラズマ処理されている、請求項1記載のコーティング。
- フレキシブル基板がポリエステルフィルムを含む、請求項5記載のコーティング。
- フレキシブル基板の少なくとも片側が付着力強化コーティング、引っ掻き抵抗性コーティング、指紋付着防止コーティング、静電防止コーティング、スリップ制御コーティング、反射防止コーティング、視野角制御コーティング、及び導電性コーティングからなる群より選ばれる機能性コーティングを含む、請求項6記載のコーティング。
- 基礎有機層及びバリアスタック有機層がプラズマ処理されていない、請求項1記載のコーティング。
- 基礎有機層及びバリアスタック有機層が重合できる不飽和有機材料を含む、請求項8記載のコーティング。
- 基礎有機層及びバリアスタック有機層が少なくとも1つのモノマーの重合生成物を含む、請求項9記載のコーティング。
- 少なくとも1つの有機層が架橋アクリレート層を含む、請求項10記載のコーティング。
- 基礎有機層及びバリアスタック有機層が共に低分子量付加重合体、天然油、シリコーン、及び縮合重合体からなる群より選ばれる、請求項8記載のコーティング。
- 基礎有機層の厚さが0.25〜0.75μmである、請求項9記載のコーティング。
- 基礎有機層の厚さが約0.5μmである、請求項13記載のコーティング。
- バリアスタック有機層の厚さが0.15〜0.35μmである、請求項9記載のコーティング。
- バリアスタック有機層の厚さが約0.25μmである、請求項15記載のコーティング。
- 少なくとも1つのバリア層が実質的に透明である、請求項1記載のコーティング。
- 少なくとも1つの有機層が実質的に透明である、請求項1記載のコーティング。
- 各無機材料が金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸窒化物、金属酸ホウ化物、及びその組み合わせからなる群より選ばれる、請求項1記載のコーティング。
- 各無機材料が酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、ITO、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、及びその組み合わせからなる群より選ばれる、請求項1記載のコーティング。
- 第1無機材料、第2無機材料及び第3無機材料が同じ無機材料である、請求項1記載のコーティング。
- 第1無機材料、第2無機材料及び第3無機材料が酸化アルミニウムを含む、請求項19記載のコーティング。
- 第1無機材料、第2無機材料及び第3無機材料が熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、反応性スパッタリング、化学蒸着、プラズマ化学蒸着、又は電子サイクロトロン共鳴源プラズマ化学蒸着によって堆積される、請求項1記載のコーティング。
- 第1無機材料、第2無機材料及び第3無機材料が反応性スパッタリングによって堆積される、請求項1記載のコーティング。
- 各バリア層の厚さが50〜500Åである、請求項1記載のコーティング。
- 各バリア層の厚さが約300Åである、請求項25記載のコーティング。
- バリアスタックバリア層が3つの第2無機材料層を含み、各第2無機材料層の厚さが約100Åである、請求項26記載のコーティング。
- 基礎バリア層の厚さが約100Åである、請求項25記載のコーティング。
- 最上分離層の厚さが50〜400Åである、請求項25記載のコーティング。
- 最上分離層の厚さが約100Åである、請求項29記載のコーティング。
- 以下を含む多層環境バリアコーティング:
フレキシブル基板;
フレキシブル基板上に堆積された少なくとも1つの第1無機材料層を含む基礎バリア層;及び
基礎バリア層上に堆積された少なくとも2つのバリアスタック、ここで各バリアスタックは順に以下を含む:
少なくとも1つの有機材料層を含む有機層;及び
その上に、少なくとも1つの第2無機材料層を含むバリアスタックバリア層。 - 第1無機材料及び第2無機材料が同じ無機材料である、請求項31記載のコーティング。
- フレキシブル基板、基礎バリア層、及び基礎バリア層上に堆積された少なくとも2つのバリアスタックが実質的に透明である、請求項31記載のコーティング。
- 以下の工程を含む多層環境バリアコーティングの製造方法:
(a)フレキシブル基板を用意する工程;
(b)以下の工程を含むフレキシブル基板上に基礎スタックを堆積する工程:
(i)少なくとも1つの第1無機材料層を含む基礎バリア層をフレキシブル基板上に堆積する工程、
(ii)少なくとも1つの有機材料層を含む基礎有機層を基礎バリア層上に堆積する工程、及び
(iii)基礎有機層を重合する工程;
(c)以下の工程を含む基礎スタック上に少なくとも1つのバリアスタックを堆積する工程:
(i)バリアスタックバリア層を堆積する工程、
(ii)バリアスタックバリア層上にバリアスタック有機層を堆積する工程、及び
(iii)バリアスタック有機層を重合する工程;及び
(d)少なくとも1つのバリアスタック上に最上分離層を堆積する工程、ここで、最上分離層は少なくとも1つの第3無機材料層を含む。 - さらに、工程(b)の前に、フレキシブル基板をプラズマ処理する工程を含む請求項34記載の方法。
- 工程(b)が、さらに、基礎有機層を基礎バリア層上に堆積する前に、基礎バリア層をプラズマ処理することを含む、請求項34記載の方法。
- バリアスタックバリア層を堆積する工程が、第2無機材料の第1層を基礎スタック上に堆積すること及び前記第1層をプラズマ処理することを含む、請求項34記載の方法。
- バリアスタックバリア層を堆積する工程が、さらに、第4無機材料の第2層を前記第1層上に堆積すること及び前記第2層をプラズマ処理することを含む、請求項34記載の方法。
- 第2無機材料及び第4無機材料が同じ無機材料である、請求項38記載の方法。
- 各バリア層及び最上分離層が熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、反応性スパッタリング、化学蒸着、プラズマ化学蒸着、又は電子サイクロトロン共鳴源プラズマ化学蒸着を用いて堆積される、請求項34記載の方法。
- 各バリア層及び最上分離層が反応性スパッタリングを用いて堆積される、請求項34記載の方法。
- 有機層が紫外線硬化を用いて重合される、請求項34記載の方法。
- 以下の工程を含むフレキシブルウェブ基板上に多層環境バリアコーティングを製造する方法:
(a)フレキシブルウェブ基板を取り扱うための第1及び第2双方向ローラーを用意する工程、ここで、移動パスはローラー間に広がり;
(b)移動パスにそって直列で、以下を含む一連のプロセスステーションを用意する工程:
(i)第1表面処理器、
(ii)少なくとも1つの第1無機堆積システム、
(iii)第2表面処理器、
(iv)第1硬化システム、
(v)モノマー堆積システム、
(vi)第2硬化システム、
(vii)第3表面処理器、
(viii)少なくとも1つの第2無機堆積システム、及び
(ix)第4表面処理器;
(c)ローラーを操作してフレキシブルウェブ基板をそれぞれ反対の方向に移動パス全体にわたって交互に引っ張る工程;及び
(d)プロセスステーションを操作して一連の有機及び無機層をフレキシブルウェブ基板に堆積する工程、ここで、堆積された層は、それぞれ少なくとも1層を含む一連の隣接した有機及び無機層として配置される。 - 第1堆積層が無機層である、請求項43記載の方法。
- 最終堆積層が無機層である、請求項44記載の方法。
- すべての工程を、1つの真空チャンバー内で、真空条件下で行う請求項43記載の方法。
- 無機層の堆積後、その上に有機層を堆積する前に、表面処理器を各無機層に作用させる請求項43記載の方法。
- プロセスステーションを操作する工程が、ローラー間のフレキシブルウェブ基板の第1移動の間に、無機層、有機層、及び別の無機層の連続した堆積を行い、続いてローラー間のフレキシブルウェブ基板の続く移動の間に有機層に続いて無機層の連続堆積を行う、請求項43記載の方法。
- プロセスステーションを操作する工程が以下の工程を含む、請求項48記載の方法:
(a)第1ローラーから第2ローラーへフレキシブルウェブ基板を前方に移動する間、少なくとも1つの第1無機堆積システム、第2表面処理器、モノマー堆積システム、第2硬化システム、少なくとも1つの第2無機堆積システム、及び第4表面処理器を連続して作動させて無機層、有機層、及び別の無機層を連続して堆積する;
(b)第2ローラーから第1ローラーへフレキシブルウェブ基板を逆方向に移動する間、第3及び第4表面処理器の少なくとも1つ、モノマー堆積システム、第1硬化システム、少なくとも1つの第1無機堆積システム、及び第1表面処理器を連続して作動させて有機層に続いて無機層を堆積する;
(c)第1ローラーから第2ローラーへフレキシブルウェブ基板を前方に移動する間、第1及び第2表面処理器の少なくとも1つ、モノマー堆積システム、第2硬化システム、少なくとも1つの第2無機堆積システム、及び第4表面処理器を連続して作動させて有機層に続いて無機層を堆積する;及び
(d)少なくとも1回、工程(b)及び(c)を繰り返す。 - プロセスステーションを操作する工程が、第1ローラーから第2ローラーへフレキシブルウェブ基板を前方に移動する間、少なくとも1つの第1無機堆積システムを作動させる前に第1表面処理器を作動させることを含む、請求項49記載の方法。
- 各表面処理器がプラズマ源である、請求項43記載の方法。
- 各硬化システムが紫外線発生装置である、請求項43記載の方法。
- 少なくとも1つの第1無機堆積システム及び少なくとも1つの第2無機堆積システムが、それぞれ無機層を堆積する一連の無機堆積システムを含む、請求項43記載の方法。
- フレキシブル基板がポリノルボルネン、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエテレンナフタレート、ポリエステル、及びナイロンからなる群より選ばれる、請求項43記載の方法。
- フレキシブル基板がポリエステルフィルムを含む、請求項54記載の方法。
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