KR20180097647A - 연신성 배리어 필름, 이를 이용하는 물품 및 이의 제조 방법 - Google Patents

연신성 배리어 필름, 이를 이용하는 물품 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180097647A
KR20180097647A KR1020187020311A KR20187020311A KR20180097647A KR 20180097647 A KR20180097647 A KR 20180097647A KR 1020187020311 A KR1020187020311 A KR 1020187020311A KR 20187020311 A KR20187020311 A KR 20187020311A KR 20180097647 A KR20180097647 A KR 20180097647A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic layer
layer
barrier
barrier film
oxide
Prior art date
Application number
KR1020187020311A
Other languages
English (en)
Inventor
케빈 더블유 고트릭
크리스토퍼 에스 라이온스
제랄드 에스 딥
페이후이 장
로날드 피 스완슨
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Publication of KR20180097647A publication Critical patent/KR20180097647A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/02—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber
    • B05D7/04—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber to surfaces of films or sheets
    • C08J7/045—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/048—Forming gas barrier coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/28—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/02—Wrappers or flexible covers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/40—Applications of laminates for particular packaging purposes
    • B65D65/403—Applications of laminates for particular packaging purposes with at least one corrugated layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/042—Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
    • C08J7/0423—Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder with at least one layer of inorganic material and at least one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C23C14/0042—Controlling partial pressure or flow rate of reactive or inert gases with feedback of measurements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/10—Glass or silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58—After-treatment
    • C23C14/5806—Thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/842—Containers
    • H10K50/8423—Metallic sealing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844—Encapsulations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B32B2307/7244—Oxygen barrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B32B2307/7246—Water vapor barrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B32B2307/734—Dimensional stability
    • B32B2307/736—Shrinkable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2565/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D2565/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D2565/381—Details of packaging materials of special type or form
    • B65D2565/387—Materials used as gas barriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2435/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical, and containing at least one other carboxyl radical in the molecule, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2435/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of esters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/80—Packaging reuse or recycling, e.g. of multilayer packaging

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

2개의 반대편 주 표면들을 갖는 배리어 층, 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 하나의 주 표면과 직접 접촉하는 제1 유기 층, 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 다른 주 표면과 직접 접촉하는 제2 유기 층, 및 제1 유기 층 또는 제2 유기 층과 직접 접촉하는 기재를 포함하는 배리어 필름으로서, 배리어 층은 제1 유기 층 또는 제2 유기 층에서의 좌굴 변형부들의 평균 간격보다 더 작은 평균 간격을 갖는 좌굴 변형부들을 포함하는, 배리어 필름이 제공된다.

Description

연신성 배리어 필름, 이를 이용하는 물품 및 이의 제조 방법
본 발명은 배리어 필름(barrier film)에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 배리어 필름을 이용하는 물품 및 이러한 배리어 필름의 제조 방법을 추가로 제공한다.
다수의 전자 장치가 환경 가스 및 액체에 민감하며 산소 및 수증기와 같은 환경 기체 및 액체의 침투 시에 열화되기 쉽다. 무기 또는 하이브리드 무기/유기 층이 전기, 패키징 및 장식 응용을 위한 박막에서 열화를 방지하기 위해 사용되어 왔다. 예를 들어, 무기 또는 하이브리드 무기/유기 층의 다층 스택(stack)을 사용하여 내습성인 배리어 필름을 제조할 수 있다. 다층 배리어 필름이 또한, 수증기로 인한 손상으로부터 민감한 재료를 보호하기 위해 개발되었다. 물에 민감한 재료는 유기, 무기 및 하이브리드 유기/무기 반도체 장치와 같은 전자 구성요소일 수 있다. 종래 기술의 기법이 유용할 수 있지만, 전자 구성요소를 패키징하는 데 유용한 더 우수한 배리어 필름에 대한 요구가 존재한다.
일 태양에서 본 발명은, 2개의 반대편 주 표면(major surface)들을 갖는 배리어 층(barrier layer); 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 하나의 주 표면과 직접 접촉하는 제1 유기 층(organic layer); 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 다른 주 표면과 직접 접촉하는 제2 유기 층; 및 제1 유기 층 또는 제2 유기 층과 직접 접촉하는 기재를 포함하는 배리어 필름으로서, 배리어 층은, 제1 유기 층 또는 제2 유기 층에서의 좌굴 변형부(buckling deformation)들의 평균 간격보다 더 작은 평균 간격을 갖는 좌굴 변형부들을 포함하는, 배리어 필름을 제공한다.
다른 태양에서, 본 발명은, 2개의 반대편 주 표면들을 갖고, 좌굴 변형부들을 포함하는 배리어 층; 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 하나의 주 표면과 직접 접촉하는 제1 유기 층; 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 다른 주 표면과 직접 접촉하는 제2 유기 층; 및 제1 유기 층 또는 제2 유기 층과 직접 접촉하는 기재를 포함하는 배리어 필름으로서, 제1 유기 층 및 제2 유기 층의 각각은, 배리어 층의 형상에 정합하는 정합성(conformable) 표면을 갖고; 제1 유기 층 및 제2 유기 층의 각각은, 정합성 표면에 대향하여 배치되고 정합성 표면으로부터 이격되는 실질적으로 평탄한 표면을 갖는, 배리어 필름을 제공한다.
다른 태양에서, 본 발명은, 본 발명의 배리어 필름 상에 배치된 장치를 포함하는 물품을 제공하며, 배리어 필름은 그의 비-신장 상태(unstretched state)에 비해 1% 이상 신장된다.
다른 태양에서, 본 발명은, 제1 유기 층과 제2 유기 층 사이에 배리어 층을 침착시켜 층 구조물을 형성하는 단계; 및 층 구조물에 열을 가하는 단계를 포함하는, 본 발명의 배리어 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 다양한 태양 및 이점을 요약하였다. 상기의 발명의 내용은 본 발명의 각각의 예시된 실시 형태 또는 모든 구현 형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 추가의 특징 및 이점이 하기의 실시 형태에서 개시된다. '도면' 및 하기의 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'은 본 명세서에 개시된 원리를 사용하는 소정 실시 형태를 더 구체적으로 예시한다.
정의
하기에 정의된 용어들에 대해, 하기의 정의에서 사용된 용어의 수정에 대한 구체적인 언급에 기초하여 청구범위 또는 명세서의 다른 어디에서든 상이한 정의가 제공되지 않는 한, 이러한 정의가 청구범위를 포함하여, 전체 명세서에 적용될 것이다:
단수 형태("a", "an", 및 "the")의 용어는, 내용이 명확히 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "화합물"을 함유하는 재료에 대한 언급은 둘 이상의 성분의 혼합물을 포함한다.
용어 "층"은 기재 상의 또는 그 위에 놓인 임의의 재료 또는 재료들의 조합을 지칭한다.
다른 한 층과 기재, 또는 2개의 다른 층에 대하여 소정 층의 위치를 기술하기 위한 용어 "~에 의해 분리된"은, 기술된 층이 다른 층(들) 및/또는 기재 사이에 있지만, 반드시 인접해 있지는 않음을 의미한다.
용어 "(공)중합체" 또는 "(공)중합체성"은 단일중합체 및 공중합체뿐만 아니라, 예를 들어 공압출에 의해 또는, 예를 들어 에스테르 교환 반응을 비롯한 반응에 의해 혼화성 블렌드로 형성될 수 있는 단일중합체 또는 공중합체를 포함한다. 용어 "공중합체"는 랜덤, 블록, 그래프트, 및 성상(star) 공중합체를 포함한다.
본 발명은 첨부 도면과 함께 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 하기의 상세한 설명을 고찰함으로써 더욱 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 배리어 필름의 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 배리어 필름의 실시 형태의 측면도.
일정한 축척으로 도시되지 않을 수 있는 전술된 도면은 본 발명의 다양한 실시 형태를 개시하고 있지만, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 언급된 바와 같이 다른 실시 형태가 또한 고려된다. 모든 경우에, 이러한 개시 내용은 명백한 제한에 의해서가 아니라 예시적인 실시 형태의 표현으로서 현재 개시되는 발명을 기술한다. 본 발명의 범주 및 사상 내에 속하는 다수의 다른 변형 및 실시 형태가 당업자에 의해 고안될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 임의의 실시 형태를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 그의 응용에 있어서 하기의 설명에 기재된 구성요소들의 용도, 구성, 및 배열의 상세 사항으로 제한되지 않음이 이해된다. 본 발명은 다른 실시 형태가 가능하며, 본 명세서를 읽을 때 당업자에게 명백해질 다양한 방법으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 간주되어서는 안 됨이 이해된다. 본 명세서에서 "포함하는" "포함하여" 또는 "갖는" 및 이들의 활용형의 사용은 그 뒤에 열거된 항목 및 그 등가물뿐만 아니라 추가 항목을 포함함을 의미한다. 다른 실시 형태가 이용될 수 있고, 구조적 또는 논리적 변화가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 이해된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.8, 4, 및 5 등을 포함한다).
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 실시 형태에 사용되는, 성분의 양, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 실시 형태의 목록에 기재된 수치 파라미터는 본 발명의 교시 내용을 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 최소한으로, 그리고 청구된 실시 형태의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 보고된 유효숫자의 개수의 관점에서 그리고 보통의 반올림 기법을 적용함으로써 적어도 해석되어야 한다.
배리어 필름의 무기 층은 변형 유도 파괴(strain induced failure)에 영향을 받기 쉽다. 전형적으로, 무기 산화물이 0.5% 초과의 인장 변형을 유도하는 조건에 노출되는 경우, 무기 산화물은 다수의 면내 파열(in-plane fracture)을 겪을 것이고, 이는 그의 확산 특성을 수십 배 감소시킨다. 본 발명의 배리어 필름은 고성능 배리어 필름을 제공한다.
본 발명은 배리어 필름, 이러한 배리어 필름을 이용하는 물품 및 이러한 배리어 필름의 제조 방법을 제공한다. 이제 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 예시적인 배리어 필름(100)이 예시된다. 배리어 필름(100)은 제1 및 제2 반대편 주 표면(126, 128)들을 갖는 배리어 층(120)을 포함한다. 도 1에 나타낸 실시 형태에서, 제1 유기 층(110)이 배리어 층(120)의 제1 반대편 주 표면(126)과 직접 접촉하고, 제2 유기 층(130)이 배리어 층(120)의 제2 반대편 주 표면(128)과 직접 접촉한다. 다른 실시 형태에서, 제2 유기 층(130)으로 기재될 층은 배리어 층(120)의 제1 반대편 주 표면(126)과 직접 접촉하고 제1 유기 층(110)은 배리어 층(120)의 제2 반대편 주 표면(128)과 직접 접촉한다. 배리어 필름(100)은 제1 유기 층(110) 또는 제2 유기 층(130)과 직접 접촉하는 기재(140)를 또한 포함할 수 있다. 도 1의 실시 형태에서, 기재(140)는 제2 유기 층(130)과 직접 접촉한다. 대안적으로, 기재(140)는 제1 유기 층(110)과 직접 접촉할 수 있다.
배리어 층(120)은 좌굴 변형부(122)들을 갖는다. 제1 유기 층(110) 또는 제2 유기 층(130)은 또한 좌굴 변형부(112 또는 132)들을 가질 수 있다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 배리어 층(120)의 좌굴 변형부(122)들은 간격(L1)을 갖고, 제1 유기 층(110)의 좌굴 변형부(112)들은 간격(L2)을 갖고, 제2 유기 층(130)의 좌굴 변형부(132)들은 간격(L3)을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 평균 간격(L1)은 평균 간격(L2) 또는 평균 간격(L3)보다 더 작다. 일부 실시 형태에서, 좌굴 변형부들을 불규칙적일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 좌굴 변형부(122)들의 간격(L1)은 400 nm 이하, 300 nm 이하, 200 nm 이하, 100 nm 이하, 50 nm 이하, 40 nm 이하, 30 nm 이하, 또는 20 nm 이하일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 좌굴 변형부(122)들의 길이(L1)는 2 nm 이상, 5 nm 이상, 10 nm 이상, 20 nm 이상일 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배리어 필름(200)의 다른 실시 형태가 예시된다. 이 실시 형태에서는, 제1 유기 층(210)이 배리어 층(220)의 제1 반대편 주 표면(226)과 직접 접촉하고, 제2 유기 층(230)이 배리어 층(220)의 제2 반대편 주 표면(228)과 직접 접촉한다. 다른 실시 형태에서, 제2 유기 층(230)으로 기재될 층은 배리어 층(220)의 제1 반대편 주 표면(226)과 직접 접촉하고 제1 유기 층(210)은 배리어 층(220)의 제2 반대편 주 표면(228)과 직접 접촉한다. 배리어 필름(200)은 제1 유기 층(210) 또는 제2 유기 층(230)과 직접 접촉하는 기재(240)를 또한 포함할 수 있다. 도 2의 실시 형태에서, 기재(240)는 제2 유기 층(230)과 직접 접촉한다. 대안적으로, 기재(240)는 제1 유기 층(210)과 직접 접촉할 수 있다. 도 2의 실시 형태에서, 제1 유기 층(210)은 배리어 층의 형상에 정합하는 정합성 표면(212), 및 정합성 표면(212)에 대향하여 배치되고 정합성 표면(212)으로부터 이격되는 실질적으로 평탄한 표면(216)을 갖는다. 제2 유기 층은 배리어 층의 형상에 정합하는 정합성 표면(232), 및 정합성 표면(232)에 대향하여 배치되고 정합성 표면(232)으로부터 이격되는 실질적으로 평탄한 표면(234)을 갖는다. 배리어 층(220)은 또한 좌굴 변형부(222)들을 가질 수 있다.
좌굴 변형부(112, 122, 132, 또는 222)는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 방향(150 또는 250)을 따라 내밀어질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 좌굴 변형부(112, 122, 132, 또는 222)는 제1 방향(150 또는 250)과는 상이한 제2 방향을 따라 내밀어질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 좌굴 변형부(112, 122, 132, 또는 222)는 제1 방향 및 제2 방향 둘 모두를 따라 내밀어질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 방향 및 제2 방향은 서로에 대해 수직일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은 배리어 층의 x-축을 따르고 제2 방향은 배리어 층의 y-축을 따른다. 그러나, 제1 방향 및 제2 방향은 또한 배리어 층의 다른 축을 따를 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 배리어 층이, 위에서 볼 때, 직사각형 형상인 경우, 제1 방향은 직사각형 표면의 길이를 따를 수 있고 제2 방향은 직사각형 표면의 폭을 따를 수 있다.
배리어 층(120 및 220)은 좌굴 변형부들을 특징으로 한다. 좌굴 변형부들은 기술적 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 배리어 층에 좌굴 변형부들을 형성함으로써, 미리 결정된 양의 압축 응력 및 추가적인 표면적이 배리어 층에 도입될 수 있다. 사실상, 배리어 층은 주어진 투영된 2차원 면적보다 더 큰 양의 총 표면적을 축적시키며, 이는 이어서 배리어 필름이 인장 변형을 겪을 때에 풀린다. 그러므로, 배리어 필름이 신장될 때, 좌굴 변형부들은 응력을 경감시키고 배리어 필름이 길어지는 데 도움을 주어, 변형 유도 파괴를 감소시킬 수 있다. 이는 본 발명의 배리어 필름이 인접 기재 또는 층의 변형(deformation)에 의해 야기되는 열응력, 기계적 응력, 및 하중 중 적어도 하나에 반응하여 배리어 필름의 표면을 따르는 평면 내에서 적어도 하나의 방향으로 구부러지게 하고, 그에 의해 응력 또는 하중의 축적을 감소시키고 배리어 필름의 파열 또는 균열을 방지한다. 응력 또는 하중은 외력의 결과일 수 있다. 응력 또는 하중은 또한 배리어 층 및 인접 층 또는 기재의 상이한 열팽창 계수와 조합하여 온도 변화로 인해 야기될 수 있다. 게다가, 응력 또는 하중은 또한 인접 층 또는 기재의 변형으로 인해 야기될 수 있다. 또한, 응력 또는 하중은 습기 흡수 및 그로 인한 인접 층 또는 기재의 팽창으로 인해 야기될 수 있다.
기재
기재(140)는 열 수축성일 수 있다. 열 수축성 기재는 미리 결정된 온도에서 수축할 수 있다. 적합한 기재(140)는 편리하게는 임의의 적합한 수단에 의해 열 수축성이 되도록 처리된 유기 중합체성 층일 수 있다. 반결정질 또는 무정형 중합체는, 그의 유리 전이 온도, Tg 초과의 온도에서 배향시킨 다음, 냉각시킴으로써 열 수축성으로 만들 수 있다. 유용한 반결정질 중합체성 필름의 예에는 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 및 신디오택틱 폴리스티렌 (sPS); 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 및 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트; 플루오르중합체, 예를 들어 폴리비닐리덴 다이플루오라이드, 및 에틸렌:테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE); 폴리아미드, 예를 들어 나일론 6 및 나일론 66; 폴리페닐렌 옥사이드, 및 폴리페닐렌 설파이드가 포함된다. 무정형 중합체 필름의 예에는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리카르보네이트 (PC), 폴리에테르 설폰 (PES), 어택틱 폴리스티렌 (aPS), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 및 노르보르넨계 환형 올레핀 중합체 (COP) 및 환형 올레핀 공중합체 (COC)가 포함된다. 일부 중합체 재료는 반결정질 형태 및 무정형 형태 둘 모두로 입수가능하다. 상기에 열거된 것들과 같은 반결정질 중합체는 또한 피크 결정화 온도로 가열하고 냉각시킴으로써 열 수축성으로 만들 수 있다.
두께가 대략 0.002 인치 (0.05 mm)인 이축 또는 일축 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)가 적합한 선택인 것으로 고려되며, 이축 배향 폴리프로필렌 (BOPP) 필름도 마찬가지이다. 이축 배향 폴리프로필렌(BOPP)은 하기를 포함하는 몇몇 공급처로부터 구매가능하다: 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 엑손모빌 케미칼 컴퍼니(ExxonMobil Chemical Company); 영국 스윈던 소재의 콘티넨탈 폴리머즈(Continental Polymers); 타이완 타이페이 시티 소재의 카이저즈 인터내셔널 코포레이션(Kaisers International Corporation); 및 인도네시아 자카르타 소재의 피티 인도폴리 스와카르사 인더스트리(PT Indopoly Swakarsa Industry (ISI)). 적합한 필름 재료의 다른 예는 발명의 명칭이 "천-유사 중합체 필름(Cloth-like Polymeric Films)" (잭슨(Jackson) 등)인 국제특허 공개 WO 02/11978호에 교시되어 있다. 일부 실시 형태에서, 기재는 둘 이상의 중합체성 층의 라미네이션일 수 있다.
유기 층
제1 유기 층 및 제2 유기 층은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 제조될 수 있다. 유기 층은 유기 중합체, 무기 원소를 포함하는 중합체, 유기금속 중합체, 하이브리드 유기/무기 중합체 시스템, 및 이들의 조합 중에서 선택되지만 이에 한정되지 않는 적어도 하나로 제조될 수 있다. 유기 중합체는 우레탄, 폴리아미드, 폴리이미드, 플루오로중합체, 폴리부틸렌, 아이소부틸렌 아이소프렌, 폴리올레핀, 에폭시, 티올-렌, 파릴렌, 벤조사이클로부타다이엔, 폴리노르보르넨, 폴리아릴에테르, 폴리카르보네이트, 알키드, 폴리아닐린, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 아크릴산, 및 이들의 조합 중에서 선택되지만 이에 한정되지 않는 적어도 하나일 수 있다. 무기 원소를 포함하는 중합체는 실리콘, 폴리포스파젠, 폴리실라잔, 폴리카르보실란, 폴리카르보란, 카르보란 실록산, 폴리실란, 포스포니트릴, 질화황 중합체, 실록산, 폴리오르가노티타네이트, 폴리오르가노지르코네이트, 및 이들의 조합 중에서 선택되지만 이에 한정되지 않는 적어도 하나일 수 있다. 유기금속 중합체는 주족 금속, 전이 금속, 및 란타넘족/악티늄족 금속의 유기금속 중합체, 및 이들의 조합 중에서 선택되지만 이에 한정되지 않는 적어도 하나일 수 있다. 하이브리드 유기/무기 중합체 시스템은, 유기 개질된 실리케이트, 프리세라믹 중합체, 폴리이미드-실리카 하이브리드, (메트)아크릴레이트-실리카 하이브리드, 폴리다이메틸실록산-실리카 하이브리드, 및 이들의 조합 중에서 선택되지만 이에 한정되지 않는 적어도 하나일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 유기 층 또는 제2 유기 층은 아크릴레이트 또는 아크릴아미드를 포함할 수 있다. 유기 층이 단량체의 플래시 증발, 증착에 이은 가교결합에 의해 형성될 경우, 증발 가능한 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 (본 명세서에서 "(메트)아크릴레이트"로 지칭됨) 또는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 (본 명세서에서 "(메트)아크릴아미드"로 지칭됨) 단량체가 유용하고, 증발 가능한 아크릴레이트 단량체가 바람직하다. 적합한 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드 단량체는, 증발기에서 증발되고 증기 코팅기에서 액체 또는 고체 코팅으로 응축되기에 충분한 증기압을 갖는다.
적합한 단량체의 예에는 헥산다이올 다이아크릴레이트; 에톡시에틸 아크릴레이트; 시아노에틸 (모노)아크릴레이트; 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트; 옥타데실 아크릴레이트; 아이소데실 아크릴레이트; 라우릴 아크릴레이트; 베타-카르복시에틸 아크릴레이트; 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트; 다이니트릴 아크릴레이트; 펜타플루오로페닐 아크릴레이트; 니트로페닐 아크릴레이트; 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트; 2,2,2-트라이플루오로메틸 (메트)아크릴레이트; 다이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 트라이에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트; 트라이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트; 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 네오-펜틸 글리콜 다이아크릴레이트; 프로폭실화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트; 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 비스페놀 A 에폭시 다이아크릴레이트; 1,6-헥산다이올 다이메타크릴레이트; 트라이메틸올 프로판 트라이아크릴레이트; 에톡실화 트라이메틸올 프로판 트라이아크릴레이트; 프로폭실화 트라이메틸올 프로판 트라이아크릴레이트; 트리스(2-하이드록시에틸)-아이소시아누레이트 트라이아크릴레이트; 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트; 페닐티오에틸 아크릴레이트; 나프틀옥시에틸 아크릴레이트; 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 미라머(MIRAMER) M210 (대한민국 소재의 미원 스페셜티 케미칼 컴퍼니 리미티드(Miwon Specialty Chemical Co., Ltd.)로부터 입수가능함), 카야라드(KAYARAD) R-604 (일본 도쿄 소재의 닛폰 카야쿠 컴퍼니 리미티드(Nippon Kayaku Co., Ltd.)로부터 입수가능함), 제품 번호 RDX80094의 에폭시 아크릴레이트 (미국 뉴저지주 페어필드 소재의 라드큐어 코포레이션(RadCure Corp.)으로부터 입수가능함); 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 비닐 에테르, 비닐 나프탈렌, 아크릴로니트릴 및 이들의 혼합물과 같은 다양한 다른 경화성 재료가 중합체 층에 포함될 수 있다.
특히, 트라이사이클로데칸 다이메탄올 다이아크릴레이트가 적합한 것으로 고려된다. 이는, 예를 들어 응축된 유기 코팅 후 UV, 전자 빔, 또는 플라즈마 개시된 자유 라디칼 비닐 중합에 의해 편리하게 적용된다. 약 250 내지 10000 nm의 두께가 편리한 것으로 고려되며, 대략 약 750 내지 5000 nm의 두께가 특히 적합한 것으로 고려된다. 일부 실시 형태에서, 유기 층의 두께는 약 1000 내지 3000 nm일 수 있다.
배리어 층
배리어 층(120)은 개개의 금속, 혼합물로서의 둘 이상의 금속, 금속간 화합물 또는 합금, 금속 산화물, 금속 및 혼합 금속 산화물, 금속 및 혼합 금속 불화물, 금속 및 혼합 금속 질화물, 금속 및 혼합 금속 탄화물, 금속 및 혼합 금속 탄질화물, 금속 및 혼합 금속 옥시질화물, 금속 및 혼합 금속 붕화물, 금속 및 혼합 금속 옥시 붕화물, 금속 및 혼합 금속 규화물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 배리어 층(120)은 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 옥시질화물, 및 산화물, 질화물, 및 옥시질화물의 금속 합금으로 편리하게 형성될 수 있다. 일 태양에서 배리어 층(120)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 배리어 층(120)은 산화규소, 예를 들어 실리카, 산화알루미늄, 예를 들어 알루미나, 산화티타늄, 예를 들어 티타니아, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석 (ITO), 산화하프늄, 산화탄탈럼, 산화지르코늄, 산화아연, 산화니오븀, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직한 금속 산화물에는 산화알루미늄, 산화규소, 규소 알루미늄 산화물, 알루미늄-규소-질화물, 및 알루미늄-규소-옥시-질화물, CuO, TiO2, ITO, ZnO, 알루미늄 아연 산화물, ZrO2, 및 이트리아-안정화 지르코니아가 포함될 수 있다. 바람직한 질화물에는 Si3N4 및 TiN이 포함될 수 있다. 배리어 층(120)은 전형적으로 반응성 증발, 반응성 스퍼터링, 화학 증착, 플라즈마 강화 화학 증착 및 원자층 침착에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 방법에는 반응성 스퍼터링 및 플라즈마 강화 화학 증착과 같은 진공 제조법, 및 원자층 침착이 포함된다.
배리어 층은 얇은 층으로서 편리하게 적용된다. 배리어 층 재료, 예를 들어 규소 알루미늄 산화물은, 예를 들어, 양호한 배리어 특성뿐만 아니라 유기 층에 대한 양호한 계면 접착성을 제공할 수 있다. 그러한 층은 스퍼터링에 의해 편리하게 적용되고, 약 5 내지 100 nm의 두께가 적합한 것으로 고려되며, 이때 대략 27 nm의 두께가 특히 적합한 것으로 고려된다.
제조 방법
일부 실시 형태에서, 본 발명의 배리어 필름은 열 수축에 의해 제조될 수 있다. 배리어 층이 제1 유기 층과 제2 유기 층 사이에 침착되어 층 구조물을 형성한다. 제1 유기 층 및 제2 유기 층은 경화될 수 있다. 탈층(delamination)이 없을 때, 더 연질인 유기 층의 응집 변형(coherent deformation)이 가능하다면, 더 경질인 유기 층에서의 임계 압축량 시 좌굴 변형이 발생할 것이다. 이는, 예를 들어 (기재를 포함하는) 유기 층들의 모듈러스의 비가 충분히 크고 층 두께의 비가 충분히 작은 경우에 가능하다. 즉, 얇은 고 모듈러스 유기 층은 충분한 압축 시에 좌굴하기에 충분히 두꺼운 저 모듈러스의 층에 의해 지지될 필요가 있다. 대안적으로, 제1 유기 층 또는 제2 유기 층은 열 수축성 기재 상에 침착될 수 있으며, 배리어 층은 제1 유기 층과 제2 유기 층 사이에 침착되어 층 구조물을 형성한다. 이 구조물을 열 수축시킨 후에, 상기에 기재된 방법에 의해 형성된 배리어 필름은 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 좌굴 변형부들을 가질 수 있다.
달리 명시되지 않는다면, 다양한 실시 형태의 배리어 층은 임의의 적합한 방법에 의해, 예를 들어, 스퍼터링, 증발, 화학 증착, 플라즈마 강화 화학 증착, 승화, 전자 사이클로트론 공명-플라즈마 강화 화학 증착, 물리 증착, 원자층 침착, 및 이들의 조합 중 어느 하나에 의해 침착될 수 있다.
제1 유기 층 및 제2 유기 층은 임의의 적합한 방법에 의해, 예를 들어, 단량체 또는 올리고머의 층을 기재에 적용하고, 예를 들어, 방사선-가교결합성 단량체의 플래시 증발 및 증착 후에, 예를 들어, 전자 빔 기기(electron beam apparatus), UV 광원, 전기 방전 기기, 또는 다른 적합한 장치를 사용하는 가교결합에 의해 층을 가교결합시켜 원위치에서(in situ) 중합체를 형성함으로써 침착될 수 있다. 코팅 효율은 지지체를 냉각시킴으로써 개선될 수 있다. 단량체 또는 올리고머는 또한 롤 코팅 (예를 들어, 그라비어 롤 코팅), 다이 코팅 (예를 들어, 슬롯 다이 코팅), 스핀 코팅, 딥 코팅, 또는 분무 코팅 (예를 들어, 정전 분무 코팅 또는 잉크젯 코팅)과 같은 편리한 코팅 방법을 사용하여 기재에 적용된 다음, 상기에 기술된 바와 같이 가교결합될 수 있다. 유기 층은 또한 용매 중에 올리고머 또는 중합체를 함유하는 층을 적용하고, 그렇게 적용된 층을 건조시켜 용매를 제거함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 배리어 필름은 또한 가역적으로 신장 가능한 필름을 미리-잡아당김(pre-straining)으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 가역적으로 신장 가능한 필름은 가역적으로 신장 가능한 재료, 예를 들어 탄성중합체로 형성될 수 있다. 가역적으로 신장 가능한 필름은 X%로 표시되는 미리 결정된 사전-신장 백분율(pre-stretch percentage)만큼 사전-신장된다. 사전-신장 백분율 X%는 약 0.5% 내지 약 500%, 약 0.5% 내지 약 50%, 약 0.5% 내지 약 100%의 범위일 수 있다. 잡아당겨진 신장 가능한 필름은 강성(rigid) 중합체성 또는 금속 기재에 라미네이팅되고 배리어 층은 전술된 기법으로 잡아당겨진 신장 가능한 필름 상에 침착된다. 제1 유기 층이 배리어 층 상에 침착된 후에, 가역적으로 신장 가능한 필름은 강성 중합체성 또는 금속 기재로부터 탈리되고(released) 이완된다. 이 방법에 의해 형성되는 좌굴 변형부들은 파형 또는 좌굴형 프로파일을 갖는다. 선택적으로, 접착제는 강성 기재와 가역적으로 신장 가능한 필름 사이에 침착될 수 있다.
특성
배리어 필름 또는 배리어 필름을 이용하는 물품은 1%, 5%, 10% 또는 20% 일축 또는 이축 신장 후에 수증기 투과율이 0.1 g/m2/일 미만이다. 일부 실시 형태에서, 배리어 필름 또는 배리어 필름을 이용하는 물품은 1%, 5%, 10% 또는 20% 일축 또는 이축 신장 후에 수증기 투과율이 0.01 g/m2/일 미만이다. 일부 실시 형태에서, 배리어 필름 또는 배리어 필름을 이용하는 물품은 1%, 5%, 10% 또는 20% 일축 또는 이축 신장 후에 수증기 투과율이 0.001 g/m2/일 미만이다.
배리어 필름을 이용하는 물품은 본 발명의 배리어 필름 상에 배치된 장치를 포함할 수 있다. 이러한 실시 형태들 중 일부에서, 그러한 물품에 사용되는 배리어 필름은 그의 비-신장 상태에 비해 1% 이상, 2% 이상, 3% 이상, 5% 이상 또는 10% 이상으로 일축 또는 이축 신장될 수 있으며 신장된 배리어 필름에는 파열이 없다.
하기의 실시 형태는 본 발명을 예시하는 것이며 비제한적인 것으로 의도된다.
실시 형태
1.
(a) 2개의 반대편 주 표면들을 갖는 배리어 층;
(b) 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 하나의 주 표면과 직접 접촉하는 제1 유기 층;
(c) 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 다른 주 표면과 직접 접촉하는 제2 유기 층; 및
(d) 제1 유기 층 또는 제2 유기 층과 직접 접촉하는 기재
를 포함하는 배리어 필름으로서,
배리어 층은, 제1 유기 층 또는 제2 유기 층에서의 좌굴 변형부들의 평균 간격보다 더 작은 평균 간격을 갖는 좌굴 변형부들을 포함하는, 배리어 필름.
2.
(a) 2개의 반대편 주 표면들을 갖고, 좌굴 변형부들을 포함하는 배리어 층;
(b) 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 하나의 주 표면과 직접 접촉하는 제1 유기 층;
(c) 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 다른 주 표면과 직접 접촉하는 제2 유기 층; 및
(d) 제1 유기 층 또는 제2 유기 층과 직접 접촉하는 기재
를 포함하는 배리어 필름으로서,
제1 유기 층 및 제2 유기 층의 각각은, 배리어 층의 형상에 정합하는 정합성 표면을 갖고,
제1 유기 층 및 제2 유기 층의 각각은, 정합성 표면에 대향하여 배치되고 정합성 표면으로부터 이격되는 실질적으로 평탄한 표면을 갖는, 배리어 필름.
3. 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 있어서, 기재는 열 수축성인, 배리어 필름.
4. 실시 형태 3에 있어서, 열 수축성 기재는 미리 결정된 온도에서 수축하는, 배리어 필름.
5. 실시 형태 3에 있어서, 열 수축성 기재는 유기 중합체를 포함하는, 배리어 필름.
6. 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 배리어 층은 개개의 금속, 혼합물로서의 둘 이상의 금속, 금속간 화합물 또는 합금, 금속 산화물, 금속 및 혼합 금속 산화물, 금속 및 혼합 금속 불화물, 금속 및 혼합 금속 질화물, 금속 및 혼합 금속 탄화물, 금속 및 혼합 금속 탄질화물, 금속 및 혼합 금속 옥시질화물, 금속 및 혼합 금속 붕화물, 금속 및 혼합 금속 옥시 붕화물, 금속 및 혼합 금속 규화물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 배리어 필름.
7. 실시 형태 6에 있어서, 배리어 층은 금속 산화물을 포함하는, 배리어 필름.
8. 실시 형태 7에 있어서, 금속 산화물은 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석 (ITO), 산화하프늄, 산화탄탈럼, 산화지르코늄, 산화아연, 산화니오븀, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택되는, 배리어 필름.
9. 전술한 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 제1 유기 층 또는 제2 유기 층은 아크릴레이트를 포함하는, 배리어 필름.
10. 전술한 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 배리어 필름은 5% 일축 신장(uniaxial stretch) 후에 수증기 투과율이 0.1 g/m2/일 미만인, 배리어 필름.
11. 전술한 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 배리어 필름은 10% 일축 신장 후에 수증기 투과율이 0.1 g/m2/일 미만인, 배리어 필름.
12. 실시 형태 1 내지 실시 형태 11의 배리어 필름 상에 배치된 장치를 포함하는 물품으로서, 배리어 필름은 그의 비-신장 상태에 비해 1% 이상 신장되는, 물품.
13. 실시 형태 1 내지 실시 형태 11의 배리어 필름의 제조 방법으로서,
제1 유기 층과 제2 유기 층 사이에 배리어 층을 침착시켜 층 구조물을 형성하는 단계; 및
층 구조물에 열을 가하는 단계
를 포함하는, 배리어 필름의 제조 방법.
14. 실시 형태 13에 있어서, 층 구조물을 형성하는 단계는 제1 유기 층 또는 제2 유기 층을 기재 상에 침착시키는 단계를 추가로 포함하는, 배리어 필름의 제조 방법.
15. 실시 형태 1 내지 실시 형태 11의 배리어 필름의 제조 방법으로서,
탄성중합체성 필름을 잡아당기는(straining) 단계;
잡아당겨진 탄성중합체성 필름을 강성 기재에 라미네이팅하는 단계;
잡아당겨진 탄성중합체성 필름 상에 배리어 층을 침착시키는 단계;
배리어 층 상에 제1 유기 층을 침착시키는 단계; 및
강성 기재로부터 잡아당겨진 탄성중합체성 필름을 탈리시키는(releasing) 단계
를 포함하는, 배리어 필름의 제조 방법.
하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것이며 비제한적인 것으로 의도된다.
실시예
본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 간행물은 전체적으로 본 발명에 참고되어 본 명세서에 명백하게 포함된다. 본 발명의 예시적인 실시 형태가 논의되었으며, 본 발명의 범주 내에 있는 가능한 변형예를 참조하였다. 예를 들어, 예시적인 일 실시 형태와 연결하여 도시된 특징을 본 발명의 다른 실시 형태와 연결하여 사용할 수 있다. 본 발명에서의 이들 및 다른 변경 및 수정은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이며, 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예들로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 하기에 제공되는 청구범위 및 그 등가물에 의해서만 제한되어야 한다.
시험 방법
수증기 투과율(WVTR)
하기 실시예들 중 일부를 미국 미네소타주 미니애폴리스 소재의 모콘(Mocon)으로부터 퍼마트란(PERMATRAN) W700으로 구매가능한 증기 투과 시험 시스템으로 배리어 특성에 대해 시험하였다. 시험 상황은 50℃ 및 100% RH였다.
실시예
배리어 필름의 하기 실시예를 미국 특허 제8,658,248호 (앤더슨(Anderson) 등) 및 제7,018,713호 (패디야스(Padiyath) 등)에 기재된 코팅기와 유사한 진공 코팅기에서 제조하였다. 실시예 1 내지 실시예 4의 경우, 코팅기에 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠(3M)으로부터 구매가능한, 0.0525 mm 두께, 14 인치 (35.6 cm) 폭의 이축 배향 PET 필름, 스카치쉴드 울트라(SchotchShield Ultra)의 무한 길이 롤의 형태의 기재를 끼웠다. 실시예 5의 경우, 코팅기에 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠으로부터 구매가능한, 0.0525 mm 두께, 14 인치 (35.6 cm) 폭의 이형 재료의 무한 길이 롤의 형태의 기재를 끼웠고, 이는 배리어 필름을 처리한 후에 기재가 유기 층 및 배리어 층으로부터 후속하여 탈리되게 한다. 이어서 이 기재를 16 fpm (4.9 m/분)의 일정한 라인 속도로 전진시켰다. 제1 유기 층의 접착성을 개선하기 위해 기재에 20 W 질소 플라즈마 처리를 가함으로써 코팅을 위해 기재를 준비하였다.
실시예 1
12.5 인치 (31.8 cm)의 코팅 폭을 만들기 위해 초음파 무화(ultrasonic atomization) 및 플래시 증발에 의해, 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 유에스에이(Sartomer USA)로부터 사토머 SR833S로서 구매가능한 트라이사이클로데칸 다이메탄올 다이아크릴레이트를 적용함으로써, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠으로부터 구매가능한 PET 기재 (스카치쉴드 울트라) 상에 제1 유기 층을 형성하였다. 후속하여, 이러한 단량체성 코팅을 7.0 ㎸ 및 4.0 mA에서 작동하는 전자 빔 경화 건(electron beam curing gun)으로 하류에서 즉시 경화시켰다. 증발기 내로의 액체 단량체의 유동은 1.33 ml/min이었고, 질소 가스 유량은 60 sccm이었고 증발기 온도는 260℃로 설정하였다. 공정 드럼 온도는 -10℃이었다.
이러한 제1 유기 층의 상부에, AC 반응성 스퍼터링에 의해 규소 알루미늄 산화물의 배리어 층을 침착시켰다. 캐소드는 미국 메인주 비드포드 소재의 솔레라스 어드밴스드 코팅스 유에스(Soleras Advanced Coatings US)로부터 입수한 Si(90%)/Al(10%) 타겟을 가졌다. 스퍼터링 동안 캐소드에 대한 전압을, 전압을 모니터링하고 전압이 높게 유지되고 타겟 전압을 하락시키지 않도록 산소 흐름을 제어하는 피드백 제어 루프에 의해 제어하였다. 시스템을 16 kW의 전력에서 작동시켜 27 nm 두께의 규소 알루미늄 산화물 층을 유기 층 상에 침착시켰다.
추가의 인-라인 공정을 사용하여 규소 알루미늄 산화물 층의 상부에 제2 중합체 층을 침착시켰다. 무화 및 증발에 의해 단량체 용액으로부터 이러한 중합체 층을 생성하였다. 그러나, 이러한 상부 층을 형성하기 위해 적용한 재료는 미국 델라웨어주 에센 소재의 에보닉(Evonik)으로부터 다이나실란(DYNASILAN) 1189로 구매가능한 3 중량% (N-(n-부틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실란이었고; 나머지는 사토머 SR833S였다. 무화기(atomizer) 내로의 이러한 혼합물의 유량은 1.33 ml/분이었고, 질소 가스 유량은 60 sccm이었고, 증발기 온도는 260℃였다. 일단 규소 알루미늄 산화물 층 상에 응축되면, 코팅된 혼합물을 7.0 ㎸ 및 10.0 mA에서 작동하는 전자 빔 경화 건으로 경화시켰다.
생성된 물품을 상기에 논의된 시험 방법에 따라 수증기 투과에 대해 시험하였다. 이러한 실험에서 수증기 투과율은 기기에 대한 검출 한계 미만인 것으로 밝혀졌다.
생성된 물품을, 165℃로 설정된 신장 오븐 내의 온도로 카로(Karo) IV 배치 배향기(batch orienter) (브루크너 게엠베하(Bruckner GmbH))를 사용하여 추가로 처리하였다. 물품의 경계 조건을 하나의 면내(in-plane) 치수로 고정함으로써, 그리고 배향기 내에서 팽팽하게 유지될 때의 초기 크기 치수에 대해 직교 면내 방향이 10%만큼 이완되게 함으로써, 물품을 카로의 로딩 구역 내에 배치하였다. 이어서 물품을 5분 동안 신장 오븐으로 보냈고, 여기서 10%만큼 이완된 치수를 따라 열 수축되게 하였다.
이러한 생성된 물품을 상기에 논의된 시험 방법에 따라 수증기 투과에 대해 시험하였다. 이러한 실험에서 수증기 투과율은 0.008 g/m2/일의 기기에 대한 검출 한계 근처인 것으로 밝혀졌다.
생성된 물품을, 165℃로 설정된 신장 오븐 내의 온도로 카로 IV 배치 배향기 (브루크너 게엠베하)를 사용하여 추가로 처리하였다. 물품의 경계 조건을 둘 모두의 면내 치수들로 고정함으로써 물품을 카로의 로딩 구역 내에 배치하였다. 이어서 물품을 5분 동안 신장 오븐으로 보냈고, 여기서 온도 조건 하에서 평형에 도달하게 한 다음, 앞서 이완된 치수를 초당 1% 변형의 일정한 속도로 그의 초기 크기에 대해 10% 신장시켰다.
이러한 생성된 물품을 상기에 논의된 시험 방법에 따라 수증기 투과에 대해 시험하였다. 이러한 실험에서 수증기 투과율은 0.008 g/m2/일의 기기에 대한 검출 한계 근처인 것으로 밝혀졌다. 현미경은 나노스케일 좌굴 변형부들을 갖거나 갖지 않는 영역들을 포함하는 배리어 층을 보여주었고, 유기 층은 정합성 표면에 대향하여 배치되고 정합성 표면으로부터 이격되는 실질적으로 평탄한 표면을 갖는다.
실시예 2
접착 촉진을 위해 500 W 질소 플라즈마 처리로 기재를 전처리한 점을 제외하고는, 실시예 1의 절차에 따라 배리어 필름을 제조하였다. 이것을 상기에 논의된 시험 방법에 따라 수증기 투과에 대해 시험하였고, 수증기 투과율은 시험 기기에 대한 검출 한계 근처 투과율의 동일한 추세를 따르는 것으로 밝혀졌다. 좌굴 변형부들은 또한 실시예 1에서와 같은 배리어 층에 실질적으로 한정되었다.
실시예 3
12.5 인치 (31.8 cm)의 코팅 폭을 만들기 위해 초음파 무화 및 플래시 증발에 의해, 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 유에스에이로부터 사토머 SR833S로서 구매가능한 트라이사이클로데칸 다이메탄올 다이아크릴레이트를 적용함으로써, 쓰리엠으로부터의 이축 배향 비-열-안정화(non-heat-stabilized) 투명 PET의 기재 상에 제1 유기 층을 형성하였다. 이러한 단량체성 코팅을 후속하여 UV 광으로 하류에서 즉시 경화시켰다. 광개시제의 부재로 인해 UV 광은 경화를 많이 유발할 것으로 예상되지 않았다. UV 광은, 스퍼터 구역으로부터의 UV 방출과 조합될 때, 저 모듈러스 층을 충분히 생성하는, 184 내지 244 nm 상황에서의 방출량을 가졌다. 증발기 내로의 액체 단량체의 유동은 3.55 ml/min이었고, 가스 유량은 60 sccm이었고 증발기 온도를 260℃로 설정하였다. 공정 드럼 온도는 -10℃이었다.
이러한 제1 유기 층의 상부에, 40 ㎑ AC 전원 공급기를 사용하여 AC 반응성 스퍼터 침착 공정에 의해 배리어 층을 침착시켰다. 캐소드는 미국 메인주 비드포드 소재의 솔레라스 어드밴스드 코팅스 유에스로부터 입수한 Si(90%)/Al(10%) 타겟을 가졌다. 스퍼터링 동안 캐소드에 대한 전압을, 전압을 모니터링하고 전압이 높게 유지되고 타겟 전압을 하락시키지 않도록 산소 흐름을 제어하는 피드백 제어 루프에 의해 제어하였다. 시스템을 16 kW의 전력에서 작동시켜 27 nm 두께의 규소 알루미늄 산화물 층을 유기 층 상에 침착시켰다.
추가의 인-라인 공정을 사용하여 규소 알루미늄 산화물 층의 상부에 제2 중합체 층을 침착시켰다. 무화 및 증발에 의해 단량체 용액으로부터 이러한 중합체 층을 생성하였다. 그러나, 이러한 상부 층을 형성하기 위해 적용한 재료는 미국 델라웨어주 에센 소재의 에보닉으로부터 다이나실란 1189로 구매가능한 3 중량% (N-(n-부틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실란이었고; 나머지는 사토머 SR833S였다. 무화기 내로의 이러한 혼합물의 유량은 1.33 ml/분이었고, 가스 유량은 60 sccm이었고, 증발기 온도는 260℃였다. 일단 규소 알루미늄 산화물 층 상에 응축되면, 코팅된 혼합물을 7.0 ㎸ 및 10.0 mA에서 작동하는 전자 빔 경화 건을 사용하여 최종 중합체로 경화시켰다.
생성된 물품을 상기에 논의된 시험 방법에 따라 수증기 투과에 대해 시험하였다. 이 실험에서 수증기 투과율은 0.01 g/m2/일인 것으로 밝혀졌다.
생성된 물품을, 220℃로 설정된 신장 오븐 내의 온도로 카로 IV 배치 배향기 (브루크너 게엠베하)를 사용하여 추가로 처리하였다. 물품의 경계 조건을 둘 모두의 면내 치수들로 고정하고 이어서 둘 모두의 면내 방향들이 배향기 내에 팽팽하게 유지할 때의 초기 크기 치수에 대해 5%만큼 이완되게 함으로써 물품을 카로의 로딩 구역 내에 배치하였다. 이어서 물품을 5분 동안 신장 오븐으로 보냈고, 여기서 5%만큼 이완된 치수를 따라 열 수축되게 하였다.
이러한 생성된 물품을 상기에 논의된 시험 방법에 따라 수증기 투과율에 대해 시험하였다. 이러한 실험에서 수증기 투과율은 기기에 대한 검출 한계 미만인 것으로 밝혀졌다. 생성된 물품은 가시광을 산란시키는 아크릴레이트 층의 매크로스케일(macroscale) 좌굴로 인해 가열 단계 후에 가시적으로 반투명하였다. 현미경에 의해 관찰되는 바와 같이, 공정은 또한 산화물의 나노스케일(nanoscale) 좌굴을 야기하였다.
실시예 4
증발기 내로의 액체의 유동이 2.66 ml/min인 점을 제외하고는, 실시예 3의 절차에 따라 배리어 필름을 제조하였다. 상기에 논의된 시험 방법에 따라 수증기 투과에 대해 시험하였고 수증기 투과율 및 좌굴 변형부 패턴은 동일한 추세를 따르는 것으로 밝혀졌다.
실시예 5
12.5 인치 (31.8 cm)의 코팅 폭을 만들기 위해 초음파 무화 및 플래시 증발에 의해, 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 유에스에이로부터 사토머 SR833S로서 구매가능한 트라이사이클로데칸 다이메탄올 다이아크릴레이트를 적용함으로써, 이형 기재 상에 제1 유기 층을 형성하였다. 후속하여, 이러한 단량체성 코팅을 7.0 ㎸ 및 4.0 mA에서 작동하는 전자 빔 경화 건으로 하류에서 즉시 경화시켰다. 증발기 내로의 액체의 유동은 1.33 ml/min이었고, 가스 유량은 60 sccm이었고 증발기 온도는 260℃로 설정하였다. 공정 드럼 온도는 -10℃이었다.
이러한 제1 유기 층의 상부에, 40 ㎑ AC 전원 공급기를 사용하여 AC 반응성 스퍼터 침착 공정에 의해 배리어 층을 침착시켰다. 캐소드는 미국 메인주 비드포드 소재의 솔레라스 어드밴스드 코팅스 유에스로부터 입수한 Si(90%)/Al(10%) 타겟을 가졌다. 스퍼터링 동안 캐소드에 대한 전압을, 전압을 모니터링하고 전압이 높게 유지되고 타겟 전압을 하락시키지 않도록 산소 흐름을 제어하는 피드백 제어 루프에 의해 제어하였다. 시스템을 16 kW의 전력에서 작동시켜 27 nm 두께의 규소 알루미늄 산화물 층을 유기 층 상에 침착시켰다.
추가의 인-라인 공정을 사용하여 규소 알루미늄 산화물 층의 상부에 제2 중합체 층을 침착시켰다. 무화 및 증발에 의해 단량체 용액으로부터 이러한 중합체 층을 생성하였다. 그러나, 이러한 상부 층을 형성하기 위해 적용한 재료는 미국 델라웨어주 에센 소재의 에보닉으로부터 다이나실란 1189로 구매가능한 3 중량% (N-(n-부틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실란이었고; 나머지는 사토머 SR833S였다. 무화기 내로의 이러한 혼합물의 유량은 1.33 ml/분이었고, 가스 유량은 60 sccm이었고, 증발기 온도는 260℃였다. 일단 규소 알루미늄 산화물 층 상에 응축되면, 코팅된 혼합물을 7.0 ㎸ 및 10.0 mA에서 작동하는 전자 빔 경화 건을 사용하여 최종 중합체로 경화시켰다.
생성된 물품은 표준 전사 공정에서 접착제와 접촉 시에 그의 유기 및 무기 배리어 층 구성요소를 탈리시킬 수 있다.
미국 특허 제6,869,666호 (디브(Deeb) 등) 및 제8,979,536호 (존스(Jones) 등)에 기재된 바와 같이, 두께가 0.132 mm이고 치수가 15 cm × 30 cm인 탄성중합체성 3층 필름을 긴 치수에서 25%만큼 38 cm까지 잡아당기고, 배치 셋업에서 그의 경계에 고정하였다. 이어서 필름을 그의 경계를 따라 직교 방향으로 잡아당겨, 푸아송(Poisson) 효과를 보상하고 그의 측면 치수를 그의 사전-잡아당겨진 치수로 다시 돌아가게 하였다. 잡아당겨진 탄성중합체성 필름에 두께가 0.0508 mm인 폴리아이소부틸렌 접착제를 라미네이팅한 다음, 배리어 층을 접착제로 전사시켰다. 이러한 전사 공정을 4회 반복한 다음, 필름을 이완시켰다. 이완 시에, 매크로스케일 좌굴 변형부들이 긴 치수에 수직으로 형성되었고, 이는 필름이 반투명하게 되게 하였다.
이러한 생성된 물품을, 긴 축을 따라 20% 변형으로 신장시킨 다음 이완시킨 후에, 상기에 논의된 시험 방법에 따라 수증기 투과에 대해 시험하였다. 이 실험에서 수증기 투과율은 0.02 g/m2/일인 것으로 밝혀졌다.

Claims (15)

  1. (a) 2개의 반대편 주 표면(major surface)들을 갖는 배리어 층;
    (b) 상기 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 하나의 주 표면과 직접 접촉하는 제1 유기 층(organic layer);
    (c) 상기 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 다른 주 표면과 직접 접촉하는 제2 유기 층; 및
    (d) 상기 제1 유기 층 또는 상기 제2 유기 층과 직접 접촉하는 기재(substrate)
    를 포함하는 배리어 필름(barrier film)으로서,
    상기 배리어 층은, 상기 제1 유기 층 또는 상기 제2 유기 층에서의 좌굴 변형부(buckling deformation)들의 평균 간격보다 더 작은 평균 간격을 갖는 좌굴 변형부들을 포함하는, 배리어 필름.
  2. (a) 2개의 반대편 주 표면들을 갖고, 좌굴 변형부들을 포함하는 배리어 층;
    (b) 상기 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 하나의 주 표면과 직접 접촉하는 제1 유기 층;
    (c) 상기 배리어 층의 반대편 주 표면들 중 다른 주 표면과 직접 접촉하는 제2 유기 층; 및
    (d) 상기 제1 유기 층 또는 상기 제2 유기 층과 직접 접촉하는 기재
    를 포함하는 배리어 필름으로서,
    상기 제1 유기 층 및 상기 제2 유기 층의 각각은, 상기 배리어 층의 형상에 정합하는 정합성(conformable) 표면을 갖고,
    상기 제1 유기 층 및 상기 제2 유기 층의 각각은, 상기 정합성 표면에 대향하여 배치되고 상기 정합성 표면으로부터 이격되는 실질적으로 평탄한 표면을 갖는, 배리어 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재는 열 수축성인, 배리어 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 열 수축성 기재는 미리 결정된 온도에서 수축하는, 배리어 필름.
  5. 제3항에 있어서, 상기 열 수축성 기재는 유기 중합체를 포함하는, 배리어 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배리어 층은 개개의 금속, 혼합물로서의 둘 이상의 금속, 금속간 화합물(inter-metallic) 또는 합금, 금속 산화물, 금속 및 혼합 금속 산화물, 금속 및 혼합 금속 불화물, 금속 및 혼합 금속 질화물, 금속 및 혼합 금속 탄화물, 금속 및 혼합 금속 탄질화물, 금속 및 혼합 금속 옥시질화물, 금속 및 혼합 금속 붕화물, 금속 및 혼합 금속 옥시 붕화물, 금속 및 혼합 금속 규화물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 배리어 필름.
  7. 제6항에 있어서, 상기 배리어 층은 금속 산화물을 포함하는, 배리어 필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 금속 산화물은 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석 (ITO), 산화하프늄, 산화탄탈럼, 산화지르코늄, 산화아연, 산화니오븀, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택되는, 배리어 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유기 층 또는 상기 제2 유기 층은 아크릴레이트를 포함하는, 배리어 필름.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배리어 필름은 5% 일축 신장(uniaxial stretch) 후에 수증기 투과율이 0.1 g/m2/일 미만인, 배리어 필름.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배리어 필름은 10% 일축 신장 후에 수증기 투과율이 0.1 g/m2/일 미만인, 배리어 필름.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 배리어 필름 상에 배치된 장치를 포함하는 물품으로서, 상기 배리어 필름은 그의 비-신장 상태(unstretched state)에 비해 1% 이상 신장되는, 물품.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 배리어 필름의 제조 방법으로서,
    제1 유기 층과 제2 유기 층 사이에 배리어 층을 침착시켜 층 구조물을 형성하는 단계; 및
    상기 층 구조물에 열을 가하는 단계
    를 포함하는, 배리어 필름의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 층 구조물을 형성하는 단계는 상기 제1 유기 층 또는 상기 제2 유기 층을 기재 상에 침착시키는 단계를 추가로 포함하는, 배리어 필름의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 배리어 필름의 제조 방법으로서,
    탄성중합체성 필름을 잡아당기는(straining) 단계;
    상기 잡아당겨진 탄성중합체성 필름을 강성(rigid) 기재에 라미네이팅하는 단계;
    상기 잡아당겨진 탄성중합체성 필름 상에 배리어 층을 침착시키는 단계;
    상기 배리어 층 상에 제1 유기 층을 침착시키는 단계; 및
    상기 강성 기재로부터 상기 잡아당겨진 탄성중합체성 필름을 탈리시키는(releasing) 단계
    를 포함하는, 배리어 필름의 제조 방법.
KR1020187020311A 2015-12-18 2016-12-12 연신성 배리어 필름, 이를 이용하는 물품 및 이의 제조 방법 KR20180097647A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562269610P 2015-12-18 2015-12-18
US62/269,610 2015-12-18
PCT/US2016/066202 WO2017106107A1 (en) 2015-12-18 2016-12-12 Extensible barrier films, articles employing same and methods of making same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180097647A true KR20180097647A (ko) 2018-08-31

Family

ID=57890893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187020311A KR20180097647A (ko) 2015-12-18 2016-12-12 연신성 배리어 필름, 이를 이용하는 물품 및 이의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10563030B2 (ko)
EP (1) EP3390508B1 (ko)
KR (1) KR20180097647A (ko)
CN (1) CN108431103B (ko)
SG (1) SG11201805180RA (ko)
TW (1) TW201738078A (ko)
WO (1) WO2017106107A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108431104B (zh) 2015-12-18 2021-04-13 3M创新有限公司 可延伸的阻挡膜、采用其的制品及其制造方法
CN110476268A (zh) 2017-03-30 2019-11-19 3M创新有限公司 转移制品
US11518080B2 (en) 2018-10-16 2022-12-06 3M Innovative Properties Company Methods of making extensible barrier films
AT523830B1 (de) * 2020-08-03 2021-12-15 Ruebig Ges M B H & Co Kg Verfahren zur Herstellung einer antimikrobiellen Beschichtung
WO2023119008A1 (en) 2021-12-23 2023-06-29 3M Innovative Properties Company Articles including a multilayer optical film and fluoropolymer layers, transfer articles, and methods of making same

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6623821B1 (en) 1995-03-31 2003-09-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Heat-shrinkable, heat-sealable polyester film for packaging
US6150007A (en) 1997-08-08 2000-11-21 Meiwa Gravure Co., Ltd. Fused decorative sheet
SE520491C2 (sv) 1999-04-07 2003-07-15 Tetra Laval Holdings & Finance Förpackningslaminat med barriäregenskaper mot gas och aromämnen
US6635334B1 (en) 2000-08-08 2003-10-21 3M Innovative Properties Company Cloth-like polymeric films
US6869666B2 (en) 2001-05-02 2005-03-22 3M Innovative Properties Company Controlled-puncture films
US7465678B2 (en) 2003-03-28 2008-12-16 The Trustees Of Princeton University Deformable organic devices
US7018713B2 (en) 2003-04-02 2006-03-28 3M Innovative Properties Company Flexible high-temperature ultrabarrier
JP5081417B2 (ja) 2005-09-26 2012-11-28 ユニチカ株式会社 ガスバリア性積層体および積層物
KR20140121888A (ko) 2005-12-29 2014-10-16 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 코팅 공정을 위한 물질의 분무화 방법
JP5743553B2 (ja) 2008-03-05 2015-07-01 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ イリノイ 伸張可能及び折畳み可能な電子デバイス
CN101398351A (zh) * 2008-10-31 2009-04-01 湘潭大学 一种用于研究平板结构热障涂层界面屈曲破坏的热障涂层试样的制备工艺
ES2642221T3 (es) 2008-11-17 2017-11-15 3M Innovative Properties Company Artículos dentales maleables formados previamente y métodos
JP5290268B2 (ja) 2009-12-31 2013-09-18 三星ディスプレイ株式會社 バリア・フィルム複合体、これを含む表示装置、バリア・フィルム複合体の製造方法、及びこれを含む表示装置の製造方法
JP5611812B2 (ja) * 2009-12-31 2014-10-22 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． バリア・フィルム複合体、これを含む表示装置及び表示装置の製造方法
JP5611811B2 (ja) 2009-12-31 2014-10-22 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． バリア・フィルム複合体及びこれを含む表示装置
EP2346108A1 (en) 2010-01-15 2011-07-20 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Foil shaped electro-optical product, semi-finished product and method and apparatus for manufacturing the same
EP2585875B1 (en) * 2010-06-28 2016-06-29 Toray, Plastics (America), Inc. Releasable metalized embossed transfer film
EP2503621A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-26 Moser Baer India Ltd. A barrier layer and a method of manufacturing the barrier layer
JP6193245B2 (ja) 2011-10-24 2017-09-06 テラ‐バリア フィルムズ プライベート リミテッド カプセル化バリアスタック
JP6532532B2 (ja) * 2014-12-19 2019-06-19 エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド 膨張性バリアフィルムアセンブリ
CN108431104B (zh) 2015-12-18 2021-04-13 3M创新有限公司 可延伸的阻挡膜、采用其的制品及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108431103A (zh) 2018-08-21
EP3390508B1 (en) 2024-03-13
US20190002660A1 (en) 2019-01-03
CN108431103B (zh) 2021-05-25
SG11201805180RA (en) 2018-07-30
TW201738078A (zh) 2017-11-01
WO2017106107A1 (en) 2017-06-22
EP3390508A1 (en) 2018-10-24
US10563030B2 (en) 2020-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180097647A (ko) 연신성 배리어 필름, 이를 이용하는 물품 및 이의 제조 방법
CN108431104B (zh) 可延伸的阻挡膜、采用其的制品及其制造方法
TWI222764B (en) Barrier coatings and methods of making same
US20200136086A1 (en) Transfer articles
KR102451095B1 (ko) 구조화된 필름 및 그의 물품
WO2014123043A1 (ja) 透明積層フィルム、透明導電性フィルム及びガスバリア性積層フィルム
KR20150043412A (ko) 배리어 조립체의 제조방법
JP2023073287A (ja) 光拡散性バリアフィルム
CN105829099A (zh) 叠层膜、及复合膜的制造方法
US20200216950A1 (en) Structured film and articles thereof
JP4046155B2 (ja) ガスバリア性フィルム
US11518080B2 (en) Methods of making extensible barrier films
JP2007269957A (ja) ガスバリア性フィルムとその製造方法、およびそれを用いた画像表示素子
JP6307908B2 (ja) 透明積層フィルム及び透明基板
JP2003340955A (ja) ガスバリア性フィルム
JP2017144593A (ja) ガスバリアフィルムの製造方法
WO2016143461A1 (ja) 透明バリアフィルムの製造法
JP5067333B2 (ja) ガスバリア性シートの製造方法
JP2009241514A (ja) 表示素子用プラスチック基板及び表示装置