JP2017518204A - バリア層スタック、バリア層スタックを製造するための方法、並びに超高バリア層及び反射防止システム - Google Patents
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Abstract
バリア層スタックが提供される。バリア層スタック（１０、２０、３０、４０）は、この順で配置されている第１の層（１１）、第２の層（１２）、第３の層（１３）、及び第４の層（１４）を含む。第１の層（１１）及び第３の層（１３）は、少なくとも１．９の屈折率を有しており、第２の層（１２）及び第４の層（１４）は、１．７未満の屈折率を有している。層（１１−１４）の各々は、少なくとも７０ｎｍの厚さを有している。【選択図】 図１
Description
本開示の実施形態は、バリア層スタック、バリア層スタックを製造するための方法、超高バリア層及び反射防止システムに関する。
有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）は、水蒸気又は酸素にさらされると、出力が低下したり、早期に故障したりする可能性がある。幾つかのバリアシステムが、ＯＬＥＤデバイスを水蒸気又は酸素などから保護するために使用されてきた。例として、ＯＬＥＤをカプセル化するためにガラスが使用されると、ガラスには柔軟性がないため、ＯＬＥＤデバイスの構造的安定性が損なわれる。
例えば、フレキシブルポリマー基板などの基板上に、上記態様の少なくとも幾つかを克服する、バリアシステムが必要とされる。特に、従来の構造と比較して高度な光学性能を示すバリアシステムが必要とされる。
上記に鑑み、バリア層スタック、バリア層スタックを製造するための方法、超高バリア層及び反射防止システムが提供される。本開示の更なる態様、利点、及び特徴は、請求項、明細書、及び添付の図面から明らかとなる。
本開示の態様に従って、バリア層スタックが提供される。バリア層スタックは、この順で配置されている第１の層、第２の層、第３の層、及び第４の層を含む。第１の層及び第３の層は、少なくとも１．９の屈折率を有しており、第２の層及び第４の層は、１．７未満の屈折率を有している。層の各々は、少なくとも７０ｎｍの厚さを有している。
本開示の別の態様に従って、バリア層スタックを製造するための方法が提供される。方法は、少なくとも４つの層を形成するために、第１の層材料及び第２の層材料を基板の上に交互に堆積させることを含み、第１の層材料が少なくとも１．９の屈折率を有しており、第２の層材料が１．７未満の屈折率を有しており、層の各々が少なくとも７０ｎｍの厚さを有している。
本開示の更に別の態様によれば、超高バリア層及び反射防止システムが提供される。超高バリア層及び反射防止システムは、基板、及び基板の上に層スタックを含む。層スタックは、この順で配置されている第１の層、第２の層、第３の層、及び第４の層を含む。第１の層及び第３の層は、少なくとも１．９の屈折率を有しており、第２の層及び第４の層は、１．７未満の屈折率を有している。層の各々は、少なくとも７０ｎｍの厚さを有している。
実施形態はまた、開示された方法を実行する装置も対象とし、記載されたそれぞれの方法ステップを実行する装置部分も含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素、適当なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータを手段として、又はこれらの２つの任意の組合せによって、あるいは任意の他の方式で実行することができる。さらに、本開示による実施形態は、記載された装置が動作する方法も対象とする。方法は、装置のあらゆる機能を実行する方法ステップを含む。
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施形態に関し、以下において説明される。
ここで、本開示の種々の実施形態が詳細に参照されることになり、その一又は複数の例が図示される。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。概して、個々の実施形態に関する相違のみが説明される。本開示の説明として各例が与えられているが、本開示を限定するつもりはない。更に、１つの実施形態の一部として図示及び説明されている特徴は、更に別の実施形態をもたらすために、他の実施形態において用いてもよく、又は他の実施形態と併用されてもよい。本明細書は、かかる修正及び改変を含むことが意図されている。
層スタックは、光学的適用（例えば、ＯＬＥＤの保護）で使用することができるが、特に可視スペクトルにおける透過率を低減する可能性があり、不所望な色を作り出すことがある。本開示は、組み合わされたバリア特性と反射防止特性を有するバリア層スタックを提供することによって、この欠点を克服する。本明細書に記載の実施形態によるバリア層スタックは、色の中性を有することができ、色の中性により、バリア層スタックの改善した光学特性が提供される。
ＯＬＥＤ適用についてこれまで述べられてきたが、本開示のバリア層スタックはまた、異なる適用で使用することもできる。例として、本開示のバリア層スタックは、例えば、新鮮なパスタ、スライスされた肉、乾燥フルーツ、又はスナックなど高酸素防御が必要な食品の包装分野で使用することができる。バリア層スタックは、製品を可視化するためにガスバリア及び透明な特性を提供し得る。
本開示は、低い水蒸気及び酸素透過を伴うバリア層システムに関し、特に超高バリア層システム（ＵＨＢ）に関する。本開示のバリア層スタックは、交互の層（ダイアッド（ｄｉａｄｅｓ））を含み、特に少なくとも４つの層を含む。個々の層の厚さは、少なくとも７０ｎｍであり、特に７０ｎｍから３００ｎｍの範囲、より具体的には１００ｎｍから１５０ｎｍの範囲にある。個々の層の厚さ及び／又は光学特性は、異なる可能性がある。バリア層スタックは、低屈折率及び高屈折率を有する少なくとも２つの材料を含むことができる。バリア層スタックの層の少なくとも幾つかは、誘電体層とすることができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、第１の層、第２の層、第３の層及び更なる層が、誘電体層である。幾つかの実施態様では、バリア層スタックの層のすべてが、誘電体層である。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、最上層、即ち、第４の層などの基板の上に配置される最後の層は、低屈折率を有している。低屈折率を有する最上層を含むバリア層スタックは、改善された光学特性を提供する。
本開示の態様は、例えば、層スタックが配設される基板（コーティングされていない）の透過率より高い透過率を提供するために、個々の層の層厚を提供することである。特に、本開示の態様は、可視領域の基板の透過率より高い透過率を提供することである。
本開示は、バリア層スタックに反射防止特性を提供する。幾つかの実施形態によれば、４つの層を有するバリア層スタックは、ＮＯＮＯとして言及され得、５つの層を有するバリア層スタックは、ＮＯＮＯＮとして言及され得、６つの層を有するバリア層スタックは、ＮＯＮＯＮＯとして言及され得る。記号Ｎ及びＯは、層の材料を示し得る。幾つかの実施態様では、記号Ｎは、高屈折率を有する材料又は層（例えば、ＳｉＮｘ）を示し、記号Ｏは、低屈折率を有する材料又は層（例えば、ＳｉＯｘ）を示す。低屈折率は、１．４から１．６の範囲、特におよそｎ＝１．４６とすることができる。しかしながら、本開示はＳｉＮｘ及びＳｉＯｘに限定されず、少なくとも１．９の高屈折率及び１．７未満の低屈折率を有する任意の適した材料が、高屈折率を有する層及び低屈折率を有する層にそれぞれ使用されてもよいと理解すべきである。幾つかの例は、高屈折率及び低屈折率を有する絶縁材料、例えば、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴａＯｘ、ポリマー材料などの有機材料、及びそれらの組合せとすることができる。
幾つかの実施態様では、高屈折率及び低屈折率を有する材料の消光係数は、小さい可能性がある。屈折率及び消光係数は、それぞれ複雑な屈折率の実数部及び虚数部である。特に、光が媒体を通過するとき、その一部が吸収されるだろう。これは、複雑な屈折率をｎ＋ｉｋに等しいと定義することによって説明できる。実数部「ｎ」が位相速度を示す一方で、虚数部「ｉｋ」は、電磁波が材料内を伝搬するときの吸収損失の量を示す。
材料又は光学媒体の「屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ又はｉｎｄｅｘ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）」ｎという用語は、どのように光又は任意の他の放射が材料内を伝搬するかを説明する無次元数である。ｃが真空における光の速度であり、ｖが材料における光の速度である場合、ｎ＝ｃ／ｖと定義される。
幾つかの実施形態によれば、本開示の最適化された層システムにより、ＮＯＮＯ／ＮＯＮＯＮＯ設計の透過率は、例えばコーティングされていないＰＥＴの透過率を超えて高めることができる。最適化されていないＮＯＮＯＮ／ＮＯＮＯＮＯＮ設計と比較して、（絶対）透過率利得は、約４％から約６％の範囲とすることができる（例えば、透過率（Ｔｙ）を約８８％から約９２−９４％に増加させる）。コントラスト／色の差は、ｂ＊＜０．３（１９７６年に国際照明委員会（ＣＩＥ）によって定義されたｂ＊値）であり得る。
図１Ａ−１Ｃは、本明細書に記載の実施形態によるバリア層スタックを示す。幾つかの実施形態によれば、本発明の実施形態の層スタックは、積み重ねて形成された（例えば、堆積によって）幾つかの膜で構成される。
図１Ａには、本開示の実施形態によるバリア層スタック１０が図示されている。バリア層スタック１０は、この順で配置されている第１の層１１、第２の層１２、第３の層１３、及び第４の層１４を含む。第１の層１１及び第３の層１３は、少なくとも１．９の屈折率を有しており、第２の層１２及び第４の層１４は、１．７未満の屈折率を有している。層１１−１４の各々は、少なくとも７０ｎｍの厚さを有している。
少なくとも１．９の屈折率を有する第１の層１１及び第３の層１３、１．７未満の屈折率を有する第２の層１２及び第４の層１４、並びに少なくとも７０ｎｍの厚さを有する層１１−１４の各々は、組み合わせたバリア機能及び反射防止機能を有するバリア層スタックを提供する。
本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、バリア層スタックは、第４の層１４の上に、一又は複数の更なる層、特に、図１Ｂ及び図１Ｃにそれぞれ示されるような第５の層及び第６の層を含むことができる。
図１Ｂには、本開示の実施形態によるバリア層スタック２０が図示されている。バリア層スタック２０は、図１のバリア層スタック１０と類似しており、それらの違いは、第５の層１５が第４の層１４の上に配置されていることである。
図１Ｃには、本開示の実施形態によるバリア層スタック３０が図示されている。バリア層スタック３０は、図１Ｂのバリア層スタック２０と類似しており、それらの違いは、第６の層１６が第５の層１５の上に配置されていることである。
いくつかの実施態様では、奇数の層が少なくとも１．９の屈折率を有しており、偶数の層が１．７未満の屈折率を有している。本明細書全体を通して使用される「偶数」及び「奇数」という用語は、数学におけるパリティ、即ち、整数が２で割り切れる場合には偶数、割り切れない場合には奇数であることを指している。例として、奇数の層は、第１、第３、第５などの層であり、偶数の層は、第２、第４、第６などの層であり得る。
少なくとも１．９の屈折率を有する奇数の層、１．７未満の屈折率を有する偶数の層、及び少なくとも７０ｎｍの厚さを有する層の各々は、組み合わせたバリア機能及び反射防止機能を有するバリア層スタックを提供する。
第１から第６の層、即ち、本適用で言及された奇数の層及び偶数の層は、バリア機能及び反射防止機能を提供する層、要するに、少なくとも１．９の屈折率又は１．７未満の屈折率及び少なくとも７０ｎｍの厚さを有する層である。したがって、番号付与は、シード層、ハードコーティング、接着層など、更に提供され得る任意の他の層を除外する。
幾つかの実施態様では、バリア層スタックの水蒸気透過度（ＷＶＴＲ：ｇ／ｃｍ２／ｄａｙを単位とする）及び／又は酸素透過度（ＯＴＲ）は、１０−４、特に１０−５未満、より具体的には約１０−６である。バリア層スタックの透過率は、少なくとも８５％であり、特に９０％を超えるとすることができる。例として、少なくとも４つの層及び基板を含むバリア層スタックは、８７％から９５％の範囲、特に８８％又は８９％、より具体的には９３％又は９４％の透過率を有し得る。
例として、奇数の層は、少なくとも約１．９、特に約２の屈折率を有することができる。偶数の層は、１．７未満の屈折率、特に１．５未満の屈折率、より具体的には約１．４６の屈折率を有することができる。幾つかの実施形態によれば、バリア層スタックの偶数の層が、ＳｉＮｘ、ＮｂＯｘ、ＳｉＮ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯｘ ＴａＯｘ、ポリマー材料などの有機材料、及び／若しくはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含み、並びに／又はバリア層スタックの偶数の層が、ＳｉＯｘ、ＭｇＦｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ポリマー材料などの有機材料、及び／又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。
例として、第１の層１１、例えば、第１の誘電体層は、高い屈折率を有することができる。層に交互の又は異なる屈折率を連続的に提供することによって、反射防止特性も有しているバリア層スタックを提供することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、より低い屈折率を有する層（例えば、偶数の層）は、ＳｉＯｘ、ＭｇＦｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ポリマー材料などの有機材料、及び／又はそれらの組み合わせ若しくはそのようなものを含む層によって提供することができる。例えば、より高い屈折率を有する層（例えば、奇数の層）は、ＮｂＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯｘ ＴａＯｘ、ポリマー材料などの有機材料、及び／又はそれらの組み合わせ若しくはそのようなものを含む膜によって提供することができる。
幾つかの実施態様によれば、層（例えば、誘電体膜）は、化学気相堆積又は物理気相堆積、例えば、スパッタリング又は蒸発によって、製造することができる。幾つかの例は、高屈折率及び低屈折率を有する絶縁材料、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮ、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴａＯｘ、ポリマー材料などの有機材料、及び／又はそれらの組合せとすることができる。
本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、層の少なくとも１つは、１００ｎｍを超える厚さを有している。例として、奇数の層の各々の厚さは、偶数の層の各々の厚さ未満である。
幾つかの実施形態では、４つの層を有するバリア層スタックは、例えば、図１Ａに示さるように、提供される。第１の層１１は、例えば約１４１ｎｍなど、１３９ｎｍから１４３ｎｍの厚さを有し得、第２の層１２は、例えば約１７１ｎｍなど、１６９ｎｍから１７３ｎｍの厚さを有し得、第３の層１３は、例えば約９４ｎｍなど、９２ｎｍから９６ｎｍの厚さを有し得、第４の層１４は、例えば約７８ｎｍなど、７６ｎｍから８０ｎｍの厚さを有し得る。幾つかの実施態様では、第１の層１１及び第３の層１３は、ＳｉＮｘを含むかＳｉＮｘから作られ得、第２の層１２及び第４の層１４は、ＳｉＯ２を含むかＳｉＯ２から作られ得る。バリア層スタックの水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）は、１０−５未満、特に約１０−６とすることができる。バリア層スタックの透過率は、約９４％、特に約４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲とすることができる。
幾つかの実施形態では、５つの層を有するバリア層スタックは、例えば、図１Ｂに示さるように、提供される。第１の層１１は、例えば約１４０ｎｍなど、１３８ｎｍから１４２ｎｍの厚さを有し得、第２の層１２は、例えば約１６５ｎｍなど、１６３ｎｍから１６７ｎｍの厚さを有し得、第３の層１３は、例えば約１２２ｎｍなど、１２０ｎｍから１２４ｎｍの厚さを有し得、第４の層１４は、例えば約１５７ｎｍなど、１５５ｎｍから１５９ｎｍの厚さを有し得、第４の層１５は、例えば約１１６ｎｍなど、１１４ｎｍから１１８ｎｍの厚さを有し得る。幾つかの実施態様では、第１の層１１及び第３の層１３及び第５の層１５は、ＳｉＮｘを含むかＳｉＮｘから作られ得、第２の層１２及び第４の層１４は、ＳｉＯ２を含むかＳｉＯ２から作られ得る。バリア層スタックの水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）は、１０−５未満、特に約１０−６とすることができる。バリア層スタックの透過率は、特に約４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲において、約８８％とすることができる。
他の実施態様では、第１の層１１は、例えば約１４２ｎｍなど、１４０ｎｍから１４４ｎｍの厚さを有し得、第２の層１２は、例えば約１７１ｎｍなど、１６９ｎｍから１７３ｎｍの厚さを有し得、第３の層１３は、例えば約１２８ｎｍなど、１２６ｎｍから１３０ｎｍの厚さを有し得、第４の層１４は、例えば約１６２ｎｍなど、１６０ｎｍから１６４ｎｍの厚さを有し得、第５の層１５は、例えば約１３９ｎｍなど、１３７ｎｍから１４１ｎｍの厚さを有し得る。幾つかの実施態様では、第１の層１１及び第３の層１３及び第５の層１５は、ＳｉＮｘを含むかＳｉＮｘから作られ得、第２の層１２及び第４の層１４は、ＳｉＯ２を含むかＳｉＯ２から作られ得る。バリア層スタックの水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）は、１０−５未満、特に約１０−６とすることができる。バリア層スタックの透過率は、約８８％から約９２％の範囲、特に約４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲とすることができる。
幾つかの実施形態では、６つの層を有するバリア層スタックは、例えば、図１Ｃに示さるように、提供される。第１の層１１は、例えば約１３９ｎｍなど、１３７ｎｍから１４１ｎｍの厚さを有し得、第２の層１２は、例えば約１６２ｎｍなど、１６０ｎｍから１６４ｎｍの厚さを有し得、第３の層１３は、例えば約１１６ｎｍなど、１１４ｎｍから１１８ｎｍの厚さを有し得、第４の層１４は、例えば約１５６ｎｍなど、１５４ｎｍから１５８ｎｍの厚さを有し得、第５の層１５は、例えば約８７ｎｍなど、８５ｎｍから８９ｎｍの厚さを有し得、第６の層１６は、例えば約７７ｎｍなど、７５ｎｍから７９ｎｍの厚さを有し得る。幾つかの実施態様では、第１の層１１及び第３の層１３及び第５の層１５は、ＳｉＮｘを含むかＳｉＮｘから作られ得、第２の層１２、第４の層１４及び第６の層１６は、ＳｉＯ２を含むかＳｉＯ２から作られ得る。バリア層スタックの水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）は、１０−５未満、特に約１０−６とすることができる。バリア層スタックの透過率は、約９４％、特に約４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲とすることができる。
本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、層は、互いの上に形成又は配置される。図１Ａ−図１Ｃの例では、第２の層１２は、第１の層１１の上に形成又は配置され、第３の層１３は、第２の層１２の上に形成又は配置され、第４の層１４は、第３の層１３の上に形成又は配置される。
例として、「〜の上に（ｏｖｅｒ）」という用語に言及する場合、即ち、１つの層が他の層の上にあるとうような場合には、第１の層１１から始まり、第２の層１２が第１の層１１の上に堆積し、第２の層１２の後に堆積する更なる層は、したがって第２の層１の上及び第１の層１１の上にあると理解される。換言すれば、「〜の上に」という用語は、起点が基板である場合の層、層スタック、及び／又は膜の順序を定義するために使用される。これは、バリア層スタックが上下逆に図示されているか否かに関わらない。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、層１１−１４の少なくとも幾つかは、互いに接して直接配設されている。図１Ａの例では、第２の層１２は、第１の層１１に接して形成又は配置され、第３の層１３は、第２の層１２に接して形成又は配置され、第４の層１４は、第３の層１３に接して形成又は配置される。換言すれば、幾つかの実施形態では、バリア層スタックの層の間に、更なる層又は膜が存在しない。幾つかの他の実施形態では、バリア層スタックの層の少なくとも幾つかの間に、更なる層を提供することができる。
図２は、本明細書に記載の更なる実施形態によるバリア層スタック４０を示す。
本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、バリア層スタック４０は、基板４１、特に透明な基板を更に含む。本明細書で使用する「基板」という用語は、特に、ウェブ又は箔などのフレキシブル基板を包含することができる。しかしながら、本開示は、それに限定されず、「基板」という用語はまた、フレキシブルでない基板、例えば、ウエハ、サファイア若しくはそのようなもの透明な結晶の切片、又はガラス板も包含し得る。
本明細書で使用する「透明な」という用語は、比較的低散乱で光を透過し、その結果、例えば、構造体を通して透過する光を実質的に明瞭に見ることができるような構造体の性能を特に含むことができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、基板が、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（メタクリル酸メチルエステル）（ＰＭＭＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）、及びそれらの組み合わせを含む群から選択された透明なポリマー材料を含む。例として、基板は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含む。ＰＥＴは、約９０％の透過率を有することができる。例えば、層１１−１４は、基板４１に接して又は基板４１の上に提供される。
図２では、４つの層１１−１４が基板４１の上に配置されるが、本実施形態は、それに限定されない。例えば、図１Ａ−１Ｃを参照して先ほど説明されたように、任意の数の層を基板の上に配置することができる。
本実施形態の態様によれば、超高バリア（ＵＨＢ）層及び反射防止システムが提供される。超高バリア（ＵＨＢ）層及び反射防止システムは、基板、及び基板の上に層スタックを含む。層スタックは、図１Ａ−１Ｃ及び図２を参照して先ほど説明されたバリア層スタックのどれか１つであり得る。層スタックは、特に、この順で配置されている第１の層、第２の層、第３の層、及び第４の層を含み得、第１の層及び第３の層は少なくとも１．９の屈折率を有しており、第２の層及び第４の層は１．７未満の屈折率を有しており、層の各々は、少なくとも７０ｎｍの厚さを有している。
図３は、本明細書に記載の実施形態によるバリア層スタックの反射率のグラフを示す。本明細書で使用される「反射率（ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）」という用語は、反射する放射電磁力の割合である。「反射率（ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）」という用語は、「反射率（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）」という用語と同義的に使用され得る。
図３では、グラフのｙ軸が反射率を％（パーセント）で示し、ｘ軸が波長λ（ラムダ）をナノメートル（ｎｍ）単位で示す。参照番号５０で示されるのが、コーティングされていないＰＥＴ基板の反射率（約５％）である。参照番号５１で示されるのが、４つの層（ＮＯＮＯ）を有する本明細書に記載の実施形態によるバリア層スタックの反射率であり、約４２０ｎｍから約６８０ｎｍの範囲で１％未満である。参照番号５２は、６つの層（ＮＯＮＯＮＯ）を有する本明細書に記載の実施形態によるバリア層スタックの反射率を示し、また約４２０ｎｍから約６８０ｎｍの範囲で１％未満である。
例えば、 基板に材料を堆積させるための方法は、物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスなどを含み得る。 例として、プロセスは、コーティングすべき基板が配置される処理装置や処理チャンバ内で実行される。装置内には、堆積材料が供給される。その酸化物、窒化物、又は炭化物などの複数の材料が、堆積に使用され得る。更に、エッチング、構造化、アニーリング又はそのようなものなどの他の処理ステップを処理チャンバ内で実施することができる。
図４は、本明細書に記載の実施形態による層を堆積させる又はコーティングするための、特に本明細書に記載の実施形態によるバリア層スタックを製造するための、例えば、ロールツーロール堆積装置などの装置１００の概略図を示す。
装置１００は、少なくとも３つのチャンバ部分１０２Ａ、１０２Ｂ及び１０２Ｃを含むことができる。チャンバ部分１０２Ｃでは、一又は複数の堆積源６３０及び任意選択的にエッチングステーション４３０を処理ツールとして提供することができる。例えばフレキシブル基板などの基板４１は、例えば、巻軸を有するなどの第１のロール７６４上に提供される。フレキシブル基板は、矢印１０８で示される基板の移動方向によって示されるように、ロール７６４から巻き出される。分離壁４０１は、チャンバ部分１０２Ａと１０２Ｂとを分離するように提供される。分離壁４０１には、基板４１を通過させるための間隙スルース１４０を更に提供することができる。チャンバ部分１０２Ｂと１０２Ｃとの間に提供される真空フランジ１１２には、最後に幾つかの処理ツールを受容するための開口を提供することができる。
基板４１は、コーティングドラム１１０に提供され、堆積ソース６３０の位置に対応する堆積エリアを通って移動する。操作中に、コーティングドラム１１０は、基板４１が矢印１０８の方向に移動するように、軸周囲を回転する。幾つかの実施形態によれば、基板４１は、１つ、２つ又はそれ以上のローラを介して、ロール７６４からコーティングドラム１１０まで、及びコーティングドラム１１０から第２のロール７６４’まで案内され、第２のロール７６４’は、例えば、基板４１がその処理後に巻かれる巻軸を有している。
幾つかの実施形態によれば、堆積源６３０は、層スタックの層を堆積させるように構成することができる。例として、少なくとも１つの堆積源６３０は、少なくとも１．９の屈折率を有する層材料堆積のために適合することができ、少なくとも１つの堆積源６３０は、１．７未満の屈折率を有する層材料堆積のために適合することができる。
幾つかの実施態様では、第１の堆積源は、第１の層を堆積させるように構成することができ、第２の堆積源は、第２の層を堆積させるように構成することができ、第３の堆積源は、第３の層を堆積させるように構成することができ、第４の堆積源は、第４の層を堆積させるように構成することができる。
幾つかの実施態様では、第１のチャンバ部分１０２Ａは、間紙チャンバ部分ユニット１０２Ａと基板チャンバ部分ユニット１０２Ａ２で分離される。これによって、間紙ロール７６６／７６６’及び間紙ローラ１０５は、装置１００のモジュラー要素として提供することができる。装置１００は、フレキシブル基板を加熱するための予熱ユニット１９４を更に含むことができる。更に又は代替的には、ＲＦ（高周波）プラズマ源などの前処理プラズマ源１９２は、チャンバ部分１０２Ｃへの侵入前に基板をプラズマで処理するために提供することができる。
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるまた更なる実施形態によれば、任意選択的にまた、基板処理の結果を評価するための光学的測定ユニット４９４及び／又は電荷を基板上に適合するための一又は複数のイオン化ユニット４９２を提供することができる。
幾つか実施形態によれば、堆積材料は、堆積プロセスおよびコーティングされた基板のその後の用途によって選択され得る。例えば、堆積源６３０の堆積材料は、ケイ素であり得る。例として、このような材料を含むことができる酸化物、窒化物又は炭化物の層を、材料源から材料を供給することによって、又は反応性堆積、即ち、材料源からの材料が処理ガスからの酸素、窒化物又は炭素のような要素と反応することによって、堆積させることが可能である。
本開示の態様に従い、かつ図４に示されるように、バリア層スタックを製造するための方法７００が提供される。方法は、少なくとも４つの層を形成するために、第１の層材料及び第２の層材料を基板上に交互に堆積させることを含み得る。第１の層材料は、少なくとも１．９の屈折率を有しており、第２の材料層は、１．７未満の屈折率を有しており、層の各々は、少なくとも７０ｎｍの厚さを有している。第５の層は、例えば、基板に接して堆積され得る（ブロック７０１）。次いで、第２の層は、第１の層に接して又は第１の層の上に堆積され得る（ブロック７０２）。その後、第３の層は、第２の層に接して又は第２の層の上に堆積され得る（ブロック７０３）。第４の層は、第３の層に接して又は第３の層の上に堆積され得る（ブロック７０４）。
図４の本実施例では４つの層が互いの上に配置されるが、本実施形態は、それに限定されない。例えば、図１Ａ−１Ｃ及び図２を参照して先ほど説明されたように、任意の数の層を配置することができる。
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の更なる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。
Claims (15)
- この順で配置されている第１の層、第２の層、第３の層、及び第４の層を含み、
前記第１の層及び前記第３の層が、少なくとも１．９の屈折率を有しており、
前記第２の層及び前記第４の層が、１．７未満の屈折率を有しており、
前記層の各々が、少なくとも７０ｎｍの厚さを有しているバリア層スタック。 - 前記第４の層の上に一又は複数の更なる層、特に第５の層又は第５の層及び第６の層を更に含む、請求項１に記載のバリア層スタック。
- 前記層が互いに接して直接配設される、請求項１又は２に記載のバリア層スタック。
- 奇数の層が少なくとも１．９の屈折率を有しており、偶数の層が１．７未満の屈折率を有している、請求項１から３の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 奇数の層が約２の屈折率を有している、請求項１から４の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 偶数の層が１．６未満、特に約１．４６の屈折率を有している、請求項１から５の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 前記バリア層スタックの奇数の層が、ＳｉＮｘ、ＮｂＯｘ、ＳｉＮ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯｘ ＴａＯｘ、有機材料、特にポリマー材料、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含み、及び／又は前記バリア層スタックの偶数の層が、ＳｉＯｘ、ＭｇＦｘ、ＳｉＯｘＮｙ、有機材料、特にポリマー材料、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１から４の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 前記層の少なくとも１つが１００ｎｍを超える厚さを有しており、特に、１００ｎｍから３００ｎｍの範囲の厚さを有している、請求項１から７の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 奇数の層の各々の厚さが、偶数の層の各々の厚さ未満である、請求項１から８の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 前記バリア層スタックの水蒸気透過度が、１０−４未満、特に１０−５未満、具体的には約１０−６である、請求項１から９の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 前記バリア層スタックの透過率が、少なくとも８５％であり、特に９０％を超える、請求項１から１０の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 基板を更に含み、前記層が前記基板の上に提供される、請求項１から１１の何れか一項に記載のバリア層スタック。
- 前記基板が、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラート、ポリ（メタクリル酸メチルエステル）、トリアセチルセルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリ（エチレンナフタレート）、及びそれらの組み合わせを含む群から選択された透明なポリマー材料を含む、請求項１２に記載のバリア層スタック。
- 少なくとも４つの層を形成するために、第１の層材料及び第２の層材料を基板に接して交互に堆積させること
を含み、
前記第１の層材料が、少なくとも１．９の屈折率を有しており、
前記第２の層材料が、１．７未満の屈折率を有しており、
前記層の各々が、少なくとも７０ｎｍの厚さを有している、バリア層スタックを製造するための方法。 - 基板と、
前記基板の上に層スタックと
を含み、前記層スタックが、
この順で配置されている第１の層、第２の層、第３の層、及び第４の層を含み、
前記第１の層及び前記第３の層が、少なくとも１．９の屈折率を有しており、
前記第２の層及び前記第４の層が、１．７未満の屈折率を有しており、
前記層の各々が少なくとも７０ｎｍの厚さを有している、超高バリア層及び反射防止システム。
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