コーティング方法およびコーティング装置
本発明は、第１有機物層（２）と第１無機物層（４）によってフレキシブル基板（１）をコーティングするための装置に関するものである。本発明による装置は、第１および第２チャンバ（１０，２０）と、雰囲気分離スロット（３０）と、を備えている。第１チャンバ（１０）内には、前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと重合開始剤とを含有した混合物でフレキシブル基板をプリントするプリント設備（４０）が配置されている。第１チャンバ（１０）内には、成膜された混合物を硬化させて第１有機物層（２）を形成する硬化設備（５０）が配置されている。第２チャンバ（２０）内には、基板（１）上に第１無機物層（４）を成膜する気相蒸着設備（６０）が配置されている。装置は、基板（１）を設備（４０，５０，６０）に沿って案内するための設備（７０）を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング方法に関するものである。また、本発明は、コーティング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば食品や電子部品等といったような多くの製品は、湿気や酸素や水素や他の物質による影響からの保護のために、封入部材を必要とする。有機物層と無機物層との交互積層からなるバリア層は、封入部材として適切であることがわかっている。無機物層内の材料は、上記物質に対する最も高いバリア性能を提供する。しかしながら、無機物層は、通常は、それら無機物層を通して上記物質が漏洩するかもしれないという欠点を有している。有機物層は、無機物層どうしを互いに分断する。これにより、上記物質は、曲がりくねった経路を通してしか通り抜けられないこととなる。これにより、拡散が防止される。
【０００３】
特許文献１（ＵＳ５，７２５，９０９）には、シート状の基板を、連続プロセスにおいて、アクリレート層と酸素バリア層とによってコーティングする装置および方法が開示されている。特許文献１の図４に図示された装置においては、シートは、回転可能ドラムに沿って案内される。ドラムの周囲を案内される際に、シートには、フラッシュ蒸発器によって、アクリレート層が成膜され、アクリレート層は、ＵＶ源によって重合される。さらなる成膜ステーションにおいて、バリア材料が、例えばプラズマ成膜や真空蒸着等によって、成膜される。続いて、次なる蒸発器によって、さらなるアクリレート層が成膜されて重合される。
【０００４】
公知の装置および方法においては、例えば１マイクロメートル未満といったような比較的薄い有機物層しか成膜し得ないことが、欠点である。また、アクリレート層に対してＵＶ硬化を適用可能とするためには、このアクリレート層は、アクリレートモノマーあるいは他の前駆体に加えて、光重合開始剤を含有しているべきである。これらの構成成分は、同時に蒸発させるべきである。このために、これらの構成成分が同程度の蒸気圧を有しているという要求が課される。比較的厚い有機物層は、無機物層内の不規則性をより良好にカバーし得ることのために、要求される。さらに、例えばおよそ１０μｍよりも厚いものといったような比較的厚い有機物層は、例えばゲッター材料や、マイクロレンズまたは散乱粒子といったような光学活性粒子、といったような、機能粒子を埋設し得ることのために、非常に適切である。
【０００５】
また、特許文献１は、例えば２５μｍといったようなより厚いアクリレート層を適用するための方法として、スプレー法に言及している。しかしながら、図４のフラッシュ蒸発器をスプレーノズルへと交換した際には、スプレーされた物質は、真空チャンバの雰囲気内に分散することとなる。そのため、酸素バリア材料に対する成膜条件に対して、もはや不適合である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ５，７２５，９０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とを有したフレキシブル基板を連続プロセスにおいてコーティングするための改良された装置を提供することである。本発明の他の目的は、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とを有したフレキシブル基板を連続プロセスにおいてコーティングするための改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の見地においては、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板をコーティングするための装置であって、
−第１チャンバおよび第２チャンバと、
−第１チャンバと第２チャンバとの間に配置された雰囲気分離スロットと、
−第１チャンバ内に配置され、硬化可能な混合物を成膜するための成膜設備であるとともに、硬化可能な混合物が、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと、重合開始剤と、を含有している、成膜設備と、
−第１チャンバ内に配置され、成膜された混合物を硬化させることにより、第１有機物層を形成するための硬化設備と、
−第２チャンバ内に配置され、第１無機物層を成膜するための気相蒸着設備と、
−フレキシブル基板を、第１チャンバおよび第２チャンバの一方から、雰囲気分離スロットを経由して、第１チャンバおよび第２チャンバの他方へと、案内するための案内設備と、
を具備している装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２見地においては、
少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板をコーティングするためのコーティング方法であって、
−フレキシブルな材料からフレキシブル基板を形成し、
−フレキシブル基板を、第１チャンバと第２チャンバとの一方を通して案内し、
−フレキシブル基板を、雰囲気分離スロットを経由させて、第１チャンバと第２チャンバとの他方を通して案内し、
−第１チャンバ内において、フレキシブル基板上に、硬化可能な混合物からなる層をプリントし、ここで、硬化可能な混合物を、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと、重合開始剤と、を含有したものとし、
−第１チャンバ内において、プリントされた層を硬化させることによって、第１有機物層を形成し、
−第２チャンバ内において、第１有機物層を有したフレキシブル基板の表面上に、気相蒸着法によって第１無機物層を成膜する、
というコーティング方法が提供される。
【００１０】
雰囲気分離スロットは、互いに異なる気圧で成膜されるような、無機物層および有機物層に関する互いに異なるコーティング技術の使用を可能とする。一実施形態においては、一方のチャンバが、第１チャンバとされ、他方のチャンバが、第２チャンバとされ、第１無機物層が、第１有機物層上に成膜される。他の実施形態においては、一方のチャンバが、第２チャンバとされ、他方のチャンバが、第１チャンバとされ、第１有機物層が、第１無機物層上に成膜される。
【００１１】
チャンバは、互いに異なる複数の隔室を備えることができる。例えば、第１チャンバは、プリントのための第１隔室と、硬化のための第２隔室と、に分割することができる。隔室どうしの間には、追加的な雰囲気分離スロットを設けることができる。
【００１２】
本発明の第１見地および第２見地による装置および方法においては、基板が積層体を既に有している場合にでも、適用することができる。例えば、装置は、まず最初に、基板に対して、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とを有した第１バリア構造を、成膜するために使用することができる。その後、例えば有機ＬＥＤや光電池セルや光電デバイスやバッテリーといったような電子デバイスを、第１バリア構造を有した基板に対して付与することができる。本発明の第１見地および第２見地による装置および方法においては、その後、電子デバイス上に、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とを有した第２バリア構造を付与することができる。その場合、電子デバイスは、第１および第２のバリア構造によって封止されている。
【００１３】
フレキシブル基板は、ＰＥＴや、ＰＥＮや、あるいは、他の任意のフレキシブルな材料とすることができる。付加的には、フレキシブル基板は、まず最初に、プリントされた有機物層とによってコーティングすることができる。
【００１４】
ポリマーのための前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークは、以降の硬化ステップの後にポリマーまたはオリゴマーまたはポリマーネットワークに変換され得る物質である。硬化ステップは、供給エネルギーの影響によって、混合物内に存在している開始剤により、誘起される。供給エネルギーは、開始剤を刺激して、活性種を生成する。活性種は、混合物内の重合可能な構成成分の重合を開始する。このプロセスは、多くの場合、「硬化」と称される。硬化時には、混合物中の重合可能な構成成分が架橋して、固体表面コーティングを形成する。コーティングは、例えば安定化剤や調整剤や硬化剤や消泡剤やレベリング剤や増粘剤や難燃剤や酸化防止剤や顔料や染料やフィラーやこれらの組合せといったような添加物を含有することができる。ポリマーベースのＵＶ硬化可能なコーティング組成物は、溶媒を一切含むことなく、調製することができる。これは有利である。溶媒が使用された場合には、比較的低い蒸気圧を有する必要があり、このことは、蒸発速度が遅くなることを意味する。このことは、フレキシブル基板の移送速度を非常に遅いものとすることを必要とする、および／または、フレキシブル基板のうちの、蒸発プロセスを受ける部分を比較的長いものとすることを必要とする。
【００１５】
一実施形態においては、混合物は、本発明による方法の実行時に、大きくても１０ｍｂａｒという蒸気圧を有している。これにより、第１チャンバを、雰囲気分離スロットを通して起こる流れが分子流となるという圧力レベルにまで、容易に真空引きすることができる。好ましくは、混合物は、室温（２０℃）において蒸気圧を有している。そのため、第１チャンバの冷却は必要ではない。蒸気圧を１ｍｂａｒ以下へと下げるには、混合物の構成成分の選択に際し大いなる制限を必要とする、あるいは、第１チャンバの冷却を必要とし、真空引き設備の実際的な単純化とはならない。
【００１６】
成膜設備は、スプレーコーティングデバイスとすることができる。しかしながら、成膜設備は、好ましくは、プリント設備とすることができる。最も好ましくは、接触型のプリントデバイスとすることができる。接触型のプリントは、例えばグラビアコーティングやスクリーンコーティングは、プリントされる混合物を、第１チャンバの雰囲気内へと分散させることを、制限する。
【００１７】
一実施形態においては、混合物は、コーティング方法の実行時に、大きくても１００００のｍＰａ．ｓという粘度を有したものとされる。この粘度範囲は、大部分のプリント手法に関して適切な粘度範囲である。好ましくは、混合物は、室温（２０℃）において、この範囲の粘度を有している。そのため、第１チャンバの温度制御が、不要である。また、
例えば回転スクリーンプリントといったようないくつかの手法が、例えば３０００のｍＰａ．ｓといったような最大で１０，０００ ｍＰａ．ｓという比較的高い粘度に関して、適切である点に注意されたい。
【００１８】
本発明の第２見地による方法においては、エネルギーは、様々な態様で供給することができる。例えば、熱の供給や、熱の誘導、等によって、行うことができる。
【００１９】
最も好ましくは、エネルギーは、放射によって、好ましくはフォトン放射やＵＶ放射によって、供給される。放射によって開始剤の起動を行うためのエネルギーを供給することにより、プリントされた有機物層の急速な硬化を、得ることができる。特に、ＵＶ放射を使用した硬化は、高速のプロセスである。これにより、基板を第１チャンバを通して迅速に移動させることができ、第１チャンバを比較的小さい容積のものとすることができる。基板の迅速な移動は、経済的な理由から魅力的なものである。比較的小さな容積を有した第１チャンバは、容易に真空引き状態に維持することができる。プリントされる混合物内に溶媒が存在しないことは、プリントプロセスにおける小さな蒸気圧を可能とし、これにより、フレキシブル基板を、雰囲気分離スロットを通して、無機物層の真空蒸着を行う第２チャンバへと、直接的に移送することができる。雰囲気分離スロットは、本明細書においては、十分に高い横断面を有したスリットとして、なおかつ、フレキシブル基板を通過させ得るに十分にワイドなスリットとして、規定されている。しかしながら、雰囲気分離スロットは、チャンバどうしを雰囲気的に分離させ得るよう、十分に狭くかつ十分に長いものである。雰囲気の分離とは、第２チャンバ内の圧力値を、第１チャンバの圧力値と比較して、例えば１００分の１以下に小さなものといったように、十分に小さなものにまで低減し得るものとして、理解されたい。
【００２０】
雰囲気分離スロットは、雰囲気分離スロットと基板との間の摩擦を防止して基板の損傷および基板上にコーティングされた各層の損傷を防止し得るよう、基板の厚さよりも大きな高さを有する必要がある。好ましくは、雰囲気分離スロットは、フレキシブル基板の厚さと比較して、２〜４倍という範囲の高さ（ｘ）を有している。例えば１．５倍未満といったような実質的に２倍未満の高さであれば、雰囲気分離スロットとフレキシブル基板および基板上にコーティングされた各層との間の摩擦を防止するために、非常に正確な位置合わせが必要とされることとなる。位置合わせを容易なものとするという目的からは、例えば５倍以上といったような、基板の厚さの４倍を実質的に超える雰囲気分離スロットの高さを選択する必要はない。さらに、雰囲気分離スロットのモルコンダクタンスが、スロットの高さの二乗とほぼ比例することから、スロットの高さを大きなものとすることは、スロットの長さを比較的大きなものとすることを必要とする。
【００２１】
雰囲気分離スロットの長さ（Ｌ）を高さ（ｘ）によって割算した値（Ｌ／ｘ）は、好ましくは、１００〜５０００という範囲とされる。長さが高さの１００倍未満であれば、雰囲気分離スロットを通して第１チャンバ内へと流入する汚染物質を第１チャンバから排出するに際して、強力なポンピング設備を必要とする。実際的な目的から、長さは、最大で高さの５０００倍とされる。これよりも長さを増大させれば、雰囲気分離機能をさらに改良し得るけれども、製造の許容誤差を非常に厳しいものとしてしまい、さらに、雰囲気分離スロットの配置精度を非常に厳しいものとしてしまう。
【００２２】
本発明の第１見地による装置の一実施形態は、プリント設備が、コンタクト型のプリント設備であることを特徴とする。コンタクト型のプリント設備の例としては、回転スクリーンプリント、および、回転グラビアプリント、がある。コンタクト型のプリントは、雰囲気に対して接触する混合物の量を最小化する。これにより、第１チャンバの真空引きを容易なものとする。
【００２３】
装置の一実施形態は、雰囲気分離スロットが、真空引きデバイスに連通した１つまたは複数の真空引きチャネルを備えていることを特徴とする。雰囲気分離スロット内において追加的な真空引きを行うことにより、雰囲気分離スロットのサイズに関する要求を、少し緩和することができる。例えば、雰囲気分離スロットは、より短いもの、あるいは、より高いもの、とすることができる。これにより、雰囲気分離スロットを通してのフレキシブル基板の移動を、より容易なものとすることができる。
【００２４】
本発明の第１見地による装置の一実施形態は、さらに、第１チャンバと雰囲気分離スロットとの間に配置された凝縮チャネルを具備している。気化した物質は、凝縮チャネル内で凝縮し、これにより、第２チャンバに到達することを防止することができる。
これにより、雰囲気分離スロットに関する要求を、緩和することができる。
【００２５】
本発明の第１見地による装置の一実施形態においては、雰囲気分離スロットが、フレキシブル基板を案内するための一対のまたは複数対の円筒形ローラを備えている。これにより、フレキシブル基板を、雰囲気分離スロットを通して容易に通過させることを可能としつつ、第１チャンバからのガス状物質の通過を阻止することができる。
【００２６】
第２見地による方法の一実施形態においては、硬化可能な混合物は、好ましくは、光硬化性組成物とされ、光硬化性組成物は、カチオン的に硬化可能な組成物とカチオン性光重合開始剤、および／または、ジカル的に硬化可能な組成物とフリーラジカル性光重合開始剤、を有したものとされる。
【００２７】
少なくとも１つのカチオン的に硬化可能な組成物は、ポリマーネットワークを形成するために開環メカニズムを介してまたは開環メカニズムの結果として反応し得る官能基を有していることを特徴とする少なくとも１つのカチオン的に硬化可能な組成物または樹脂を含有することができる。そのような官能基の例には、オキシランエポキシドや、分子内のオキセタンリングや、テトラヒドロフランリングや、ラクトンリング、がある。そのような化合物は、脂肪族や、芳香族や、脂環式や、アラリファティックや、複素環式の構造を有することができ、それらは、サイドグループとしてリンググループを有することができる、あるいは、エポキシドグループが、脂環式のまたは複素環式のシステムの一部を形成することができる。光硬化可能な組成物は、さらに、少なくとも１つのカチオン性の光重合開始剤を含有することができる。カチオン性の光重合開始剤は、カチオン性の光重合を開始するために一般的に使用されているものの中から選択することができる。この例には、弱い求核性のアニオンを有したオニウム塩があり、例えば、ハロニウム塩や、ヨードシル塩や、スルホニウム塩、スルホキソニウム塩や、ジアゾニウム塩、がある。メタロセン塩は、光重合開始剤としても適切である。オニウム塩およびメタロセン塩からなる光重合開始剤は、米国特許第３，７０８，２９６号；J. V. Crivello, "Photoinitiated Cationic Polymerization," UV Curing: Science & Technology, (S. P. Pappas, ed., Technology Marketing Corp. 1978)；および、J. V. Crivello and K. Dietliker, "Photoinitiators for Cationic Polymerisation," Chemistry and Technology of UV & EV Formulation for Coatings, Inks & Paints 327478 (P. K. Oldring, ed., SITA Technology Ltd 1991)；に開示されている。これら文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。
【００２８】
光硬化可能な組成物は、上記に代えてあるいは上記に加えて、１つまたは複数のラジカル的に重合可能なアクリレート含有型の化合物を含有することができる。本発明の第２見地による方法において使用されるアクリレート含有型の化合物は、好ましくは、エチレン的に飽和していない。より好ましくは、アクリレート含有型の化合物は、（メタ）アクリレートである。「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリレート、メタクリレート、および、それらの混合物、を意味している。アクリレートを含有する化合物は、少なくとも１つのポリ（メタ）アクリレートを含有することができる。例えば、ジファンクショナルなあるいはトリファンクショナルなあるいはテトラファンクショナルなあるいはペンタファンクショナルなモノマーまたはオリゴマーの脂肪族のあるいは脂環式のあるいは芳香族の（メタ）アクリレートを含有することができる。これに代えて、あるいは、これに加えて、光硬化可能な組成物は、少なくとも１つのフリーラジカル型の光重合開始剤を含有することができる。フリーラジカル型の光重合開始剤は、ラジカル型の光重合を開始するために一般的に使用されているものの中から選択することができる。フリーラジカル型の光重合開始剤の例には、例えばベンゾインといったようなベンゾイン類、例えばベンゾインメチルエーテルやベンゾインエチルエーテルやベンゾインイソプロピルエーテルやベンゾインフェニルエーテルやベンゾインアセテートといったようなベンゾインエーテルや；例えばアセトフェノン，２，２−ジメトキシアセトフェノンや１，１−ジクロロアセトフェノンといったようなアセトフェノンや；例えばベンジルジメチルケタールやベンジルジエチルケタールといったようなベンジルケタールや；例えば２−メチルアントラキノンや２−エチルアイルアントラキノンや２−ターシャリーブチルアントラキノンや１−クロロアントラキノンや２−アミルアントラキノンといったようなアントラキノンや；トリフェニルホスフィンや；例えば２，４，６−トリメチルベンゾイ−ジフェニルホスフィンオキシド（Luzirin TPO）といったようなベンゾイルホスフィンオキシドや；ビスアシルホスフィンオキシドや；例えばベンゾフェノンや４，４’−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノ）ベンゾフェノンといったようなベンゾフェノンや；チオキサントンおよび
キサントンや；アクリジン派生物や；フェナジン派生物や；キノキサリン派生物や；１−フェニル−１，２−プロパンジオン ２−Ｏ−ベンゾイルオキシムや；４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−プロピル）ケトン（Irgacure（登録商標）２９５９）や；例えば１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンや２−ヒドロキシイソプロピルフェニルケトンやフェニル１−ヒドロキシイソプロピルケトンや４−イソプロピルフェニル１−ヒドロキシイソプロピルケトンといったような、１−アミノフェニルケトン類または１ヒドロキシフェニルケトン類；がある。
【００２９】
本発明における光硬化可能な組成物は、追加的に、他の構成成分を含有することができる。例えば、安定化剤や、調整剤や、硬化剤や、消泡剤や、レベリング剤や、増粘剤や、難燃剤や、酸化防止剤や、顔料や、染料や、フィラーや、これらの組合せといったような構成成分を含有することができる。
【００３０】
使用時に粘度増強を妨げるために光硬化可能な組成物に対して添加し得る安定化剤には、ブチルヒドロキシトルエン（「ＢＨＴ」）や、２，６−ジ−ターシャリー−ブチル−４−ヒドロキシトルエンや、例えばベンジルジメチルアミン（「ＢＤＭＡ」）やＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンといったようなヒンダードアミン類や、ホウ素錯体、がある。これらの前駆体は、室温において比較的低い蒸気圧を有しているという点において、有利である。加えて、混合物は、例えば無機粒子といったような粒子を含有することができる。例えば、無機粒子は、ＴｉＯ２粒子や、ＳｉＯ２粒子や、Ａ１２Ｏ３粒子や、これらの組合せ、とすることができる。
【００３１】
コーティングされた基板によって封止が形成されているような、例えばＬＥＤといったような発光製品においては、粒子の添加は、ＬＥＤからの光の逃避の改良に寄与することができる。
【００３２】
少なくとも１つの無機物層のための適切な材料には、限定するものではないけれども、金属オキシドや、金属窒化物や、金属カーバイドや、金属酸化窒化物や、金属オキシホウ化物や、これらの組合せ、がある。金属オキシドは、好ましくは、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、および、これらの組合せ、の中から選択される。金属窒化物は、好ましくは、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、および、これらの組合せ、の中から選択される。金属酸化窒化物は、好ましくは、酸化窒化アルミニウム、酸化窒化シリコン、酸化窒化ホウ素、および、これらの組合せ、の中から選択される。不透明なバリア構造は、いくつかのバリアスタック内において使用することもできる。不透明なバリア材料には、限定するものではないけれども、金属や、セラミックや、ポリマーや、サーメット、がある。不透明なサーメットの例には、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、タングステンジシリサイド、チタンジホウ化物、ジルコニウムジホウ化物、がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による装置の第１実施形態を示す図である。
【図１Ａ】図１において記号１Ａによって示された第１製造ステージにおいて、フレキシブル基板を示す横断面図である。
【図１Ｂ】図１において記号１Ｂによって示された第２製造ステージにおいて、フレキシブル基板を示す横断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂにおいて記号１Ｃによって示された第２製造ステージにおいて、フレキシブル基板の平面図である。
【図１Ｄ】図１において記号１Ｄによって示された第３製造ステージにおいて、フレキシブル基板を示す横断面図である。
【図１Ｅ】図１において記号１Ｅによって示された第４製造ステージにおいて、フレキシブル基板を示す横断面図である。
【図２】本発明による装置の第２実施形態を示す図である。
【図３】図２の装置の実施形態における第１の細部を示す図である。
【図４】図２の装置の実施形態における第２の細部を示す図である。
【図４Ａ】図４における細部を拡大して示す図である。
【図４Ｂ】本発明による装置の第３実施形態における細部を示す図である。
【図５】第２製造ステージにおいて得られた測定結果を示す図である。
【図６】本発明による装置の第４実施形態における細部を示す図である。
【図７】本発明による装置の第５実施形態における細部を示す図である。
【図８】本発明による装置の第６実施形態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
上記の見地および他の見地につき、添付図面を参照して、以下において、より詳細に説明する。
【００３５】
以下の詳細な説明においては、本発明の完全な理解を提供する目的で、多数の特定の詳細が記載されている。しかしながら、当業者であれば、本発明がこれらの特定の詳細以外の手法でも実施し得ることを、理解されるであろう。言い換えれば、本発明の様々な見地の理解を妨げることがないよう、周知の方法や手順やと構成部材は、詳細には記載されていない。
【００３６】
図においては、各層のサイズや相対的なサイズは、ならびに、局所的な領域は、理解の明瞭さのために、誇張されている。
【００３７】
本明細書においては、第１や第２や第３等といった用語が様々な部材や構成部材や領域や層や部分を表すために使用されているけれども、それらの部材や構成部材や領域や層や部分が、それら用語によって制限されてはならないことは、理解されるであろう。これらの用語は、ある部材や構成部材や領域や層や部分を、他の部材や構成部材や領域や層や部分から区別する目的のためだけに、使用されている。このように、以下における第１部材や第１構成部材や第１領域や第１層や第１部分は、本発明の範囲を逸脱することなく、第２部材や第２構成部材や第２領域や第２層や第２部分と呼ぶこともできる。
【００３８】
本明細書においては、本発明の各実施形態は、本発明の理想的な実施形態（および、中間構造）を概略的に示す横断面図を参照して、記述されている。よって、図示の形状からの変形を予想することができる。例えば、製造技術および／または許容誤差の変形を予想することができる。このように、本発明の実施形態は、図示された領域の特定の形状に限定されて構成されるものではなく、形状の変形をも包含するものである。例えば、製造に起因する形状の変形をも包含するものである。
【００３９】
特に断らない限り、本明細書において使用されているすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野において当業者が通常的に理解する意味合いと同じ意味合いを有している。また、例えば辞書において通常的に規定されている用語といったような用語が、関連する技術分野における意味合いと一致した意味合いを有しているものと解釈されることは、理解されるであろう。特に断らない限り、用語は、過度に形式的に解釈されるべきものではない。本明細書において言及されたすべての出版物や特許文献や特許や他の参照文献は、参考のためここに組み込まれる。コンフリクトに関しては、定義を含めて本明細書がコントロールされる。加えて、材料や方法や例は、例示のためのものであって、本発明を制限するものではない。
【００４０】
図１は、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板１をコーティングするための、本発明による装置の第１実施形態を示す図である。図示された装置は、第１チャンバ１０と、第２チャンバ２０と、これら第１および第２チャンバ１０，２０の間に配置されたで雰囲気分離スロット３０と、を備えている。第１チャンバ１０は、第１真空引きチューブ１３を介して第１真空引きポンプ１２によって真空引きされており、第１圧力レベルＰ１に維持されている。第２チャンバ２０は、第２真空引きチューブ２３を介して第２真空引きポンプ２２によって真空引きされており、第２圧力レベルＰ２に維持されている。第１および第２圧力レベルの間の比率Ｐ１／Ｐ２は、少なくとも１０００である。第１圧力は、例えば、１〜１０ｍｂａｒの範囲に、例えば５ｍｂａｒに、維持される。第２圧力は、例えば、０．００５〜０．０５ｍｂａｒの範囲に、例えば０．０１ｍｂａｒに維持される。
【００４１】
およそ１０−３〜１０−４ｍｂａｒという真空度は、ルートポンプによって実現することができる。これよりも高度な真空度に関しては、例えば１０−６ｍｂａｒといったような真空度に関しては、ターボ分子ポンプを使用することができる。
【００４２】
第１チャンバ１０内には、プリント設備４０が配置されている。プリント設備４０は、フレキシブル基板１上に、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体と、光重合開始剤と、必要に応じて感光剤と、からなる混合物をプリントするために設けられている。さらに、ＵＶ放射光源５０ａ，５０ｂ，５０ｃを有した硬化設備５０が、第１チャンバ１０内に配置されている。ＵＶ放射光源５０ａ，５０ｂ，５０ｃの各々は、Ｈｇ球によって形成されており、それぞれが３００Ｗ／インチというパワーを有している。しかしながら、この目的のためには、ＵＶ ＬＥＤが、適切である。装置は、さらに、第１チャンバ１０に配置されたさらなるプリント設備４５とさらなる硬化設備５５とを備えている。
【００４３】
第２チャンバ２０内には、無機物層を成膜するための気相蒸着設備６０が配置されている。図示の実施形態においては、気相蒸着設備は、冷却ドラム６１と、成膜のために無機材料を蒸発させるための複数の蒸発デバイス６２ａ〜６２ｄと、を備えている。
【００４４】
装置は、さらに、連続プロセスにおいて、プリント設備４０に沿って、硬化設備５０に沿って、雰囲気分離スロット３０を通して、さらには、気相蒸着設備６０に沿って、フレキシブル基板１を案内するための設備７０，７２ａ〜７２ｋ，７４を備えている。より詳細には、フレキシブル基板１を案内するための設備は、未処理のフレキシブル基板１を備えた巻き戻しローラ７０と、加工済みのフレキシブル基板を巻き取るための巻き取りローラ７４と、を備えている。第１案内ロール７２ａは、粘着材料によってカバーされたエンドレステープ８０に沿って、基板を案内する。これにより、処理前に基板からダストを除去することができる。案内ロール７２ｂ，７２ｃ，７２ｄは、プリント設備４０および硬化設備５０へと基板を案内する。案内ロール７２ｅ，７２ｆを介することにより、基板は、さらなるプリント設備４５と、さらなる硬化設備５５と、に沿って案内される。案内ロール７２ｇ，７２ｈにより、基板１は、雰囲気分離スロット３０を通して、第２チャンバ２０へと、案内される。第２チャンバ２０内においては、基板１は、プラズマクリーニングユニット８２に沿って案内され、その後、蒸発デバイス６２ａ〜６２ｄに沿って冷却ドラム６１上を移送される。その後、基板１は、第２チャンバの外部に位置した第２雰囲気分離スロット３２を通して案内され、ロール７２ｋを介して巻き取りロール７４へと案内される。他の実施形態においては、巻き取りロールは、第２チャンバ２０内に配置することができる。
【００４５】
少なくとも１つの有機物層と少なくとも１つの無機物層を成膜するプロセスが繰り返し可能である点に注意されたい。最初に有機物層を成膜しその後に無機物層を成膜することに代えて、無機物層を最初に成膜することもできる。
【００４６】
以下においては、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板をコーティングするための、本発明による方法の一例について、説明する。第１ステップにおいては、フレキシブルな材料からなる基板が準備される。基板１のための適切な材料は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）や、ポリエチレンや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）や、例えばＫＡＰＴＯＮ（登録商標）といったようなポリイミド、である。他の例は、高温ポリマーであり、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）や、ポリイミドや、Ｔｒａｎｓｐｈａｎ（登録商標）（ドイツ国 Weil am Rhein所在の Lofo High Tech Firm, GMBHから入手可能な高Ｔｇの環式オレフィンポリマー）、である。基板は、好ましくは、２５〜５００μｍという範囲の厚さを有している。２５μｍよりも薄い基板は、実用的には脆すぎるものであり、５００μｍよりも厚い基板は、実用的には硬すぎるものである。好ましくは、基板の厚さは、５０〜２００μｍという範囲とされ、例えば１００μｍとされる。基板の幅は、数十ｃｍ〜数ｍとすることができ、例えば、３０ｃｍ〜３ｍという範囲とすることができる。基板は、好ましくはロール状で供給されるものであって、基板の長さは、数百ｍ〜数ｋｍとすることができる。図示の実施形態においては、基板は、巻き戻しローラ７０によって供給される。図１Ａは、基板が巻き戻しローラ７０から巻き戻された際の、基板１の横断面図（図１の中の記号１Ａ）を示している。巻き戻しローラ７０からの巻き戻しの後に、そして、テープ８０によるクリーニングの後に、基板１は、第１チャンバ１０内において、プリント設備４０に沿って案内される。なお、巻き戻しローラ７０と、テープ８０によるクリーニング設備とは、第１チャンバ内に配置することもできる点に注意されたい。
【００４７】
プリント設備４０は、その構成成分として少なくとも１つの光重合可能前駆体と光重合開始剤とを含有した混合物でもって、層２をプリントする。複数の構成成分からなる混合物は、方法の実行時には、大きくても１０ｍｂａｒという蒸気圧を有している。
【００４８】
次のステップにおいては、プリント設備４０によってプリントされた層２が、硬化設備５０の放射光源５０ａ〜５０ｃからの光放射によって、硬化される。図１Ｂは、硬化済みの有機物層２を有した基板を示す図である。有機物層は、図１Ｃに図示されているようにして、パターン化することができる。図１Ｃは、記号１Ｃに示す方向から、図１Ｂの表面の一部を示す図である。有機物層２は、好ましくは、１０〜３０μｍという範囲の厚さを有しており、例えば２０μｍという厚さを有している。図示の実施形態においては、基板１は、さらなるプリント設備４５と、さらなる硬化設備５５と、に沿って案内される。これにより、図１Ｄに示されているように、第１有機物層２上に、第２有機物層３を成膜することができる。
【００４９】
表面上に第１有機物層および第２有機物層がコーティングされた基板は、その後、案内ロール７２ｆ，７２ｇ，７２ｈに沿って、雰囲気分離スロット３０を通して、第２チャンバ２０へと、案内される。ここで、コーティング基板１の自由表面は、プラズマガン８２によって調整される。その後、基板は、冷却されたドラム６１上を案内される。そして、少なくとも１つの無機物層４（図１Ｅ）が、気相蒸着法によって、コーティング基板の自由表面上に、成膜される。図示の実施形態においては、無機物層４は、プラズマによって増強された化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって、成膜される。これにより、図１Ｅに示すような製品が得られる。あるいはこれに代えて、他の蒸着方法を使用することができる。例えば、物理蒸着法（ＰＶＤ）や、ハイブリッド型物理的化学的蒸着法（ＨＰＣＶＤ）や、気相エピタキシー法（ＶＰＥ）、を使用することができる。
【００５０】
この実施形態においては、ａ−ＳｉＮｘ：Ｈ層が、１０１５ｍー３の程度の電子密度でもってＰＥＣＶＤプロセスを使用して成膜される。蒸発デバイス６２ａ，．．．，６２ｄは、シャワーヘッドトップ電極（直径５４２ｍｍ）を備えている。シャワーヘッドトップ電極を通して、反応ガスが第２チャンバへと導入される。第２チャンバは、Pfeiffer ADS 602H ルートポンプを使用して、真空引きされる。ベース圧力は、１０−３ｍｂａｒ未満とされる。蒸発デバイスのシャワーヘッドトップ電極と、下部電極として機能する回転ドラム６１と、の間の距離は、２０ｍｍである。シャワーヘッド電極は、６００Ｗ、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源を使用して駆動される。これに加えて、５００ワット、５０ｋＨｚ〜４６０ｋＨｚのＬＦ電力を、Advanced Energy LF-5電源を使用して、下部電極６１に対して印加することができる。成膜時に、パルス的に駆動することができる。バイアス電圧を印加しない場合には、下部電極は、接地される。このことは、基板に向けてのイオン加速のために重要なものとすることができる（プラズマ電位は、常に、ポジティブである）。下部電極は、４００℃にまで加熱することができる。
【００５１】
例示するならば、ａ−ＳｉＮｘ：Ｈは、前駆体体ガスとして、安全性の理由からＮ２で希釈されたＮＨ３とＳｉＨ４（４．７５％）との混合ガスを使用して、成膜された。Ｎ２は、さらに、プロセスガス混合物を希釈するためにも、また、第２チャンバ２０をベントするためにも、使用される。各ガスは、シャワーヘッド電極を通してチャンバ内に導入される前に、予め混合される。典型的なガス流速は、数百ｓｃｃｍの程度である。スロットルバルブを使用することにより、プロセス圧力は、０．１〜１．０ｍｂａｒの範囲に維持される。標準的な成膜設定の例は、表１に表されている。６０Ｗの場合には、プラズマ領域は、１０ｍＷ／ｃｍ２ であり、パワー密度は、１０ｍＷ／ｃｍ３ である。
【００５２】
【表１】
【００５３】
一実施形態においては、装置は、２ｍという幅Ｗと、２ｍという高さＨ１＋Ｈ２＋Ｈ３と、を有している。第１チャンバ１０は、第１隔室１０Ａを備えている。第１隔室１０Ａの中には、プリント設備４０，４５と、硬化設備５０，５５と、が配置されている。第１チャンバは、第２隔室１０Ｂを備えており、第２隔室１０Ｂ内には、巻き戻しローラ７０と、巻き取りローラ７４と、が配置されている。第１チャンバの第２隔室１０Ｂは、第１チャンバ１０の第１隔室１０Ａと、第２チャンバと、の間に配置されている。コンパクトな構成は、雰囲気分離スロット３０が、第２チャンバ２０から、第１チャンバ１０の第１隔室１０Ａへと、延在するという点において、得られている。第２雰囲気分離スロット３２は、第１雰囲気分離スロット３０よりも短いものとすることができる。これは、第２隔室１０Ｂが、第１隔室１０Ａから部分的に隔離されているためである。第１隔室１０Ａと第２隔室１０Ｂとは、壁１０Ｃによって分離されている。これにより、巻き戻しローラ７０からのフォイル（foil）を脱ガスすることによって、第１隔室１０Ａの汚染を低減することができる。両隔室がわずかな圧力差しか有していないことのために、両隔室１０Ａ，１０Ｂ間にわたって基板１を通過させるに際して雰囲気分離スロットを設けることは、不要である。基板１を通過させるに際しては、両隔室間に十分な幅のスリットが存在するだけで十分である。さらなるポンプを付設することによって、第２隔室１０Ｂを真空引きすることができる。図示の実施形態においては、冷却ドラム６１は、５０ｃｍという直径を有しており、第２チャンバ２０は、１ｍという幅と、１ｍという高さと、を有している。装置の奥行（図面がなす平面に対して直交する向き）は、フレキシブル基板の全幅を受領し得る程度に十分に大きなものであるべきである。第１チャンバ１０の第１隔室１０Ａおよび第２隔室１０Ｂは、５０ｃｍという高さＨ２，Ｈ３を有している。第１および第２の真空引きポンプ１２，２２は、ターボ分子ポンプとされている。基板１は、１０ｃｍという距離にわたって硬化され、そのため、１ｍ／ｍｉｎという速度で基板を輸送する場合には、硬化時間は、６ｓである。より高速で輸送する場合には、硬化距離を、輸送速度に応じて増大させることが望ましい。
【００５４】
図２は、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板１をコーティングするための、本発明による装置の第２実施形態を示す図である。図２に図示された装置においては、プリント設備４０（図３においても概略的に図示されている）は、輪転グラビアプリントシステムとされていて、駆動ロールをなすグルーブ付きのアプリケータロール４１を備えている。アプリケータローラ４１は、基板１に対してプリントされるべき有機物層２のための前駆体を含有した混合物を備えたバス４３を通って回転駆動される。図示の実施形態においては、アプリケーターロール４１は、時計回りに回転し、基板は、図面がなす平面内において左向きに輸送される。これにより、アプリケーターロール４１の表面は、基板１の移動方向に対向して、移動する。ロール７６は、基板１をアプリケーターロール４１に対して押圧するプレスロールとして機能する。アプリケーターロール４１が、一方向に回転するかあるいは両方向に回転するかに応じて、１つまたは複数のドクターブレード４２ａ，４２ｂを設けることができる。これにより、過剰量の混合物を、アプリケーターロール４１から、こすり落とすことができる。この実施形態において使用されている雰囲気分離スロット３０は、図４において、より詳細に図示されている。また、雰囲気分離スロット３０の一部が、図４Ａにおいて拡大して図示されている。雰囲気分離スロット３０は、基板の移動方向において長さＬを有しており、基板の移動方向に対して直交してなおかつ基板がなす平面内において幅を有しており、基板に対して直交する方向において高さｘを有している。
【００５５】
関連する圧力範囲においては、単位をｌ／ｓとしたときの雰囲気分離スロットのモルコンダクタンス（ＣＭｏｌ ）は、分子流によって決定される。これは、Wutz Handbuch Vakuumtechnik, 9th edition page 119 に記載されている以下の式に基づき、パラメータａ，ｘ，Ｌ（それぞれの単位はｃｍ）に依存する。
【００５６】
【数１】
【００５７】
Ｌ／ｘの値が比較的大きい場合には、以下の近似を行うことができる。
【００５８】
【数２】
【００５９】
典型的な実施形態においては、プラズマ源は、１０−２ｍｂａｒという動作圧力で動作し、許容される相互汚染レベルは、１％未満である。したがって、湿ったコーティングチャンバ１０からのリークは、１０−４ｍｂａｒ以下にとどめるべきである。湿ったコーティングチャンバ１０内の動作圧力がおよそ１０−５ｍｂａｒ程度であると予想されることのために、雰囲気分離スロット３０は、１０４ という桁数の圧力低減をもたらすべきである。
【００６０】
実際的な実施形態においては、雰囲気分離スロットは、幅が２０ｃｍであり、高さが０．０３ｃｍであり、長さが２７．７ｃｍである。よって、長さＬと高さｈとの比率は、９２３であり、１００〜５０００という範囲内にある。第２チャンバ２０内の圧力（Ｐｏｕｔ）が、上記の関係式［１］に基づいて計算され（ｃａｌｃ）、また、第１チャンバ１０内のＮ２ガスの一連の圧力（Ｐｉｎ）に関して測定された（ｍｅａｓ）。測定前に、チャンバ２０は、まず最初に、第１ポンプ２２ａによって５×１０−６ｍｂａｒの圧力Ｐｏｕｔにまで真空引きされ、そして、実験時には、第２チャンバ２０は、２１０６ｌ／ｓという一定のポンピング速度を有した第２ポンプ２２ｂによって、真空引きされた。入力圧力Ｐｉｎは、ペニングセンサによって測定され、出力圧力Ｐｏｕｔは、ピラニーセンサによって測定された。
【００６１】
【表２】
【００６２】
表２に示すように、雰囲気分離スロットを使用することにより、第１チャンバ１０からガスに基づく第２チャンバ２０内の圧力Ｐｏｕｔを、１０４ 以上の桁数で、低減させることができる。また、測定によって、チャンネルを通しての分子流が、上記の関係式［１］によって十分に正確に予測できることが、示された。
【００６３】
上記の例においては、第１コーティングを有した基板を無視することが仮定されている。実際には、基板は、有限の厚さを有しており、雰囲気分離スロットの高さｘは、使用される基板の厚さに応じて増大させることができる。例えば、フレキシブル基板が０．１２５ｍｍという厚さを有している場合には、雰囲気分離スロットの高さは、０．４２５ｍｍとすることができる。したがって、雰囲気分離スロットの高さ（ｘ）は、フレキシブル基板の厚さの３．４倍であり、比率は、１．５〜５という範囲内にある。
【００６４】
図２に示す装置の実施形態においては、雰囲気分離スロット３０は、真空引きデバイス３４に連通する１つまたは複数の真空引きチャネル３７を備えている（図４，図４Ａを参照されたい）。
【００６５】
図２に示す装置の他の実施形態においては、雰囲気分離スロット３０は、一対のまたは複数対の円筒形のローラ３８Ａ，３８Ｂ；３８Ｃ，３８Ｄを備えており（図４Ｂを参照されたい）、ローラ対の間を、フレキシブル基板１が案内される。
【００６６】
図２に示す実施形態においては、装置は、さらに、第１チャンバ１０と雰囲気分離スロット３０との間に、凝縮チャネル（あるいは、凝集チャネル）３６を備えている。凝縮チャネル３６は、凝縮チャネル３６の内表面３６ａを冷却するための冷却デバイス３６ｂを有している。第１チャンバからの蒸気を、雰囲気分離スロット３０内へと導入される前に、それら内表面３６ａ上で凝縮させることができる。
【００６７】
次なる実験においては、以下においてＦ１およびＦ２と表記されるような２つの前駆体混合物（組成物）が、１ｍ／ｍｉｎという速度で移動する基板に対して、輪転グラビアによって、プリントされた。この場合、基板は、１２５μｍという厚さを有したＰＥＮフォイルとされた。しかしながら、また、例えばＰＥＴまたはＰＣといったような他のポリマーフォイルも適切である。前駆体混合物Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の組成は、重量％を単位として、以下の表に示されている。
【００６８】
【表３】
【００６９】
前駆体混合物は、成膜前に脱ガスされた。これにより、リザーバへの移送時における、および、プリント時における、はね返りを防止することができる。使用された材料の特性は、以下の表に示されている。すべての混合物は、５ｍｂａｒ未満という蒸気圧を有していた。
【００７０】
【表４】
【００７１】
得られる乾燥状態でのコーティングの重量が、基板１（あるいは、ウェブ）に対してのアプリケーターロール４１の速度比率の関数として、調査された。アプリケーターロールは、基板の輸送方向に対して、対抗する向きで回転駆動された。速度比率は、０〜２．５の間にわたって変化させた。混合物に関して測定された結果が、図５に示されている。混合物Ｆ２に関しては、コーティングの重量は、速度比率を０．５からおよそ１．２にまで増大させた際に、およそ１５からおよそ１８ｇ／ｍ２ へと増加する。速度比率が１．２を超えたところにおいては、乾燥したコーティングの重量は、１８ｇ／ｍ２ くらいで実質的に一定となる。混合物Ｆ１に関しては、コーティングの重量は、速度比率の関数として、１６．５〜１８．５ｇ／ｍ２ の間を変化する。
【００７２】
プリントして硬化させた後に得られた有機物層２は、上述の各ケースにおいて、１８〜２０μｍという範囲であった。コーティングの品質は、テープ接着テスト、および、クロスカット接着テストによって、検証された。テストの結果は、以下の表に示されている。
【００７３】
【表５】
【００７４】
すべてのコーティングは、テープ接着テストに合格した。しかしながら、「ＰＥＮ上にＯＣＰ」という第１コーティングだけが、クロスカット接着テストに合格した。アプリケーターロール４１がリザーバ４３から基板１の表面へと、プリントされるべき混合物を直接的に移送することは、必須ではない。図６に示す代替可能な実施形態においては、プリント混合物は、リザーバ４３から、移送ロール４４を介して、アプリケーターロール４１へと、移送されている。
【００７５】
また、他のプリント方法を使用して、有機物層を成膜することができる。例えば、回転スクリーンプリントを使用することができる。回転スクリーンプリントにおいては、図７に示すように、円筒スクリーン４５が、定位置で回転駆動され、スキージー４６が、スクリーン４５の内部に適用される。基板１は、スクリーン４５の直下において、スクリーン４５と、スチール製のまたはゴム製の押圧ローラ７６と、の間において一定速度で搬送される。基板１が回転ユニット４５，７６を通過する際に、スクリーン４５は、基板の移動速度と同じ速度で回転する。
【００７６】
スキージー４６は、定位置にあり、スキージー４６のエッジが、スクリーン４５と基板１と押圧ローラ７６と集中する正にそのポイントのところで、スクリーン４５の内表面に対して接触する。プリントされる混合物４７は、スクリーン４５の中心内へと自動的に供給され、スキージー４６の先端とスクリーン４５の内表面とによって形成されたくさび形状の「井戸」の中に収集される。スクリーン４５が移動することにより、混合物４７のこのビーズが転がるように駆動され、これにより、混合物は、ステンシル開口内へと押し出される。これにより、混合物は、湿しバー（floodbar）を必要とすることなく、スクリーン４５を実質的に湿らすことができる。スキージー４６は、ステンシルと基板１とが接触した時点で、混合物をこすり取り、これにより、混合物をきれいに基板上へと移送することができる。
【００７７】
例えばスロットダイプリントやインクジェットプリントといったような他の様々なプリント手法が適切である。また、例えばスプレーコーティングといったような他の成膜手法が、可能である。しかしながら、スプレーコーティングは、スプレーされる物質を第１隔室１０Ａの雰囲気内に分散させる傾向があり、このため、蒸気圧を十分に低く維持するためにはポンピング速度を十分に大きなものとする必要があることのために、好ましくない。
【００７８】
図８は、本発明による装置の第３実施形態を示している。この実施形態は、基板上に複数対をなす有機物層および無機物層を成膜するのに好適である。
【００７９】
図８に示す実施形態は、第１チャンバ１０Ａと、第２チャンバ２０Ａと、第３チャンバ１０Ｂと、第４チャンバ２０Ｂと、を備えている。コーティングされるべきフレキシブル基板は、案内設備（図示せず）により、第１チャンバ１０Ａから、第１雰囲気分離スロット３０Ａを介して、第２チャンバ２０Ａへと、案内され、さらに、第２チャンバ２０Ａから、第２雰囲気分離スロット３２Ａを介して、第３チャンバ１０Ｂへと、案内され、さらに、第３チャンバ１０Ｂから、第３雰囲気分離スロット３０Ｂを介して、第４チャンバ２０Ｂへと、案内される。第１チャンバ１０Ａは、フレキシブル基板を供給するための巻き戻しローラ（図示せず）と、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体と光重合開始剤と必要に応じて感光剤とを含有した混合物によってフレキシブル基板をプリントするためのプリント設備（図示せず）と、硬化設備と、を収容している。
【００８０】
第２チャンバ２０Ａは、有機物層を有した基板上に無機物層を成膜するための気相蒸着設備（図示せず）を収容している。第３チャンバ１０Ｂは、有機物層と無機物層を有したフレキシブル基板を、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体と光重合開始剤と必要に応じて感光剤とを含有した混合物によって、プリントするためのプリント設備（図示せず）と、成膜された混合物を硬化させて第２の有機物層を形成するための硬化設備と、を収容している。第４チャンバ２０Ｂは、第２の無機物層を成膜し得るよう、気相蒸着設備（図示せず）を収容している。
【００８１】
第１および第３チャンバ１０Ａ，１０Ｂ内のプリント設備および硬化設備は、装置の第１実施形態および第２実施形態に関して上述されたプリント設備および硬化設備と同じものとすることができる。あるいは、異なるものとすることもできる。第２および第４チャンバ２０Ａ，２０Ｂ内の気相蒸着設備は、第１実施形態および第２実施形態に関して上述された気相蒸着設備と同じものとすることができる。あるいはこれに代えて、他の気相蒸着設備を使用することもできる。
【００８２】
このようにして、基板上に、第１有機物層と、第１無機物層と、第２有機物層と、第２無機物層と、を形成することができる。
【００８３】
上述の説明においては、様々な実施形態において、ある１つのチャンバが第１チャンバとされ、なおかつ、他の１つのチャンバが第２チャンバとされ、そして、少なくとも１つの第１無機物層が、少なくとも１つの第１有機物層上に成膜される。言い換えれば、フレキシブル基板は、第１チャンバ内において成膜設備と硬化設備とに沿って案内され、そして、雰囲気分離スロットを通して案内され、さらに、第２チャンバ内の気相蒸着設備に沿って案内される。しかしながら、これに代えて、ある１つのチャンバを第２チャンバとし、他の１つのチャンバを第１チャンバとすることが、可能である。この場合、フレキシブル基板は、第２チャンバ内の気相蒸着設備に沿って案内され、そして、雰囲気分離スロットを通して案内され、さらに、第１チャンバ内の成膜設備および硬化設備に沿って案内される。この場合には、少なくとも１つの第１有機物層が、少なくとも１つの第１無機物層上に成膜される。
【００８４】
図８を参照して上述したように、本発明による様々な装置は、互いに接続することができ、必要であれば、雰囲気分離スロットを介して隔離することができる。機能を有した層を成膜するための追加的な成膜装置を設けることができる。例えば、図８に示される一連の構成において、基板上に第１バリア構造を成膜することができる。このようにして得られたバリア構造付きの基板は、その後、必要であれば雰囲気分離スロットを通して、１つまたは複数の機能的な層を成膜するためのさらなる装置へと、案内される。そして、第１バリア構造と機能的な層とを有した基板は、必要であれば雰囲気分離スロットを通して、第２バリア構造を成膜するためのさらなる装置へと、案内される。ここで、第１バリア構造および第２バリア構造は、互いに協働することにより、機能的な層を封止するように作用する。成膜されたデバイスは、例えば、有機ＬＥＤや、（有機的な）光電池や、光電デバイスや、バッテリー、である。
【００８５】
本発明に関して、様々な図面を参照して詳細に上述したけれども、そのような例示や説明は、例示のためのものに過ぎず、本発明を制限するものではない。本発明は、例示された実施形態に限定されるものではない。
【００８６】
当業者であれば、添付図面や上記の説明や特許請求の範囲の記載に基づき、本発明の実施に際して、上記実施形態に対して様々な変形が可能であることを、理解されるであろう。特許請求の範囲においては、「備える」という用語は、他の構成部材または他のステップを除外するものではない。そして、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数の構成部材を除外するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、特許請求の範囲に記載された複数の構成部材の機能を実施することができる。各手段が互いに異なる請求項に記載されているからといって、これら手段どうしの組合せが有効でないことを意味するわけではない。特許請求の範囲における参照符号は、発明の範囲を制限するものではない。
【符号の説明】
【００８７】
１ フレキシブル基板
２ 第１有機物層
４ 第１無機物層
１０ 第１チャンバ
２０ 第２チャンバ
３０ 雰囲気分離スロット
３６ 凝縮チャネル
３７ 真空引きチャネル
４０ 成膜設備
５０ 硬化設備
６０ 気相蒸着設備
７０ 案内設備
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング方法に関するものである。また、本発明は、コーティング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば食品や電子部品等といったような多くの製品は、湿気や酸素や水素や他の物質による影響からの保護のために、封入部材を必要とする。有機物層と無機物層との交互積層からなるバリア層は、封入部材として適切であることがわかっている。無機物層内の材料は、上記物質に対する最も高いバリア性能を提供する。しかしながら、無機物層は、通常は、それら無機物層を通して上記物質が漏洩するかもしれないという欠点を有している。有機物層は、無機物層どうしを互いに分断する。これにより、上記物質は、曲がりくねった経路を通してしか通り抜けられないこととなる。これにより、拡散が防止される。
【０００３】
特許文献１（ＵＳ５，７２５，９０９）には、シート状の基板を、連続プロセスにおいて、アクリレート層と酸素バリア層とによってコーティングする装置および方法が開示されている。特許文献１の図４に図示された装置においては、シートは、回転可能ドラムに沿って案内される。ドラムの周囲を案内される際に、シートには、フラッシュ蒸発器によって、アクリレート層が成膜され、アクリレート層は、ＵＶ源によって重合される。さらなる成膜ステーションにおいて、バリア材料が、例えばプラズマ成膜や真空蒸着等によって、成膜される。続いて、次なる蒸発器によって、さらなるアクリレート層が成膜されて重合される。
【０００４】
公知の装置および方法においては、例えば１マイクロメートル未満といったような比較的薄い有機物層しか成膜し得ないことが、欠点である。また、アクリレート層に対してＵＶ硬化を適用可能とするためには、このアクリレート層は、アクリレートモノマーあるいは他の前駆体に加えて、光重合開始剤を含有しているべきである。これらの構成成分は、同時に蒸発させるべきである。このために、これらの構成成分が同程度の蒸気圧を有しているという要求が課される。比較的厚い有機物層は、無機物層内の不規則性をより良好にカバーし得ることのために、要求される。さらに、例えばおよそ１０μｍよりも厚いものといったような比較的厚い有機物層は、例えばゲッター材料や、マイクロレンズまたは散乱粒子といったような光学活性粒子、といったような、機能粒子を埋設し得ることのために、非常に適切である。
【０００５】
また、特許文献１は、例えば２５μｍといったようなより厚いアクリレート層を適用するための方法として、スプレー法に言及している。しかしながら、図４のフラッシュ蒸発器をスプレーノズルへと交換した際には、スプレーされた物質は、真空チャンバの雰囲気内に分散することとなる。そのため、酸素バリア材料に対する成膜条件に対して、もはや不適合である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ５，７２５，９０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とを有したフレキシブル基板を連続プロセスにおいてコーティングするための改良された装置を提供することである。本発明の他の目的は、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とを有したフレキシブル基板を連続プロセスにおいてコーティングするための改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の見地においては、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板をコーティングするための装置であって、
−第１チャンバおよび第２チャンバと、
−第１チャンバと第２チャンバとの間に配置された雰囲気分離スロットと、
−第１チャンバ内に配置され、硬化可能な混合物を成膜するための成膜設備であるとともに、硬化可能な混合物が、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと、重合開始剤と、を含有している、成膜設備と、
−第１チャンバ内に配置され、成膜された混合物を硬化させることにより、第１有機物層を形成するための硬化設備と、
−第２チャンバ内に配置され、第１無機物層を成膜するための気相蒸着設備と、
−フレキシブル基板を、第１チャンバおよび第２チャンバの一方から、雰囲気分離スロットを経由して、第１チャンバおよび第２チャンバの他方へと、案内するための案内設備と、
を具備している装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２見地においては、
少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板をコーティングするためのコーティング方法であって、
−フレキシブルな材料からフレキシブル基板を形成し、
−フレキシブル基板を、第１チャンバと第２チャンバとの一方を通して案内し、
−フレキシブル基板を、雰囲気分離スロットを経由させて、第１チャンバと第２チャンバとの他方を通して案内し、
−第１チャンバ内において、フレキシブル基板上に、硬化可能な混合物からなる層をプリントし、ここで、硬化可能な混合物を、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと、重合開始剤と、を含有したものとし、
−第１チャンバ内において、プリントされた層を硬化させることによって、第１有機物層を形成し、
−第２チャンバ内において、第１有機物層を有したフレキシブル基板の表面上に、気相蒸着法によって第１無機物層を成膜する、
というコーティング方法が提供される。
【００１０】
雰囲気分離スロットは、互いに異なる気圧で成膜されるような、無機物層および有機物層に関する互いに異なるコーティング技術の使用を可能とする。一実施形態においては、一方のチャンバが、第１チャンバとされ、他方のチャンバが、第２チャンバとされ、第１無機物層が、第１有機物層上に成膜される。他の実施形態においては、一方のチャンバが、第２チャンバとされ、他方のチャンバが、第１チャンバとされ、第１有機物層が、第１無機物層上に成膜される。
【００１１】
チャンバは、互いに異なる複数の隔室を備えることができる。例えば、第１チャンバは、プリントのための第１隔室と、硬化のための第２隔室と、に分割することができる。隔室どうしの間には、追加的な雰囲気分離スロットを設けることができる。
【００１２】
本発明の第１見地および第２見地による装置および方法においては、基板が積層体を既に有している場合にでも、適用することができる。例えば、装置は、まず最初に、基板に対して、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とを有した第１バリア構造を、成膜するために使用することができる。その後、例えば有機ＬＥＤや光電池セルや光電デバイスやバッテリーといったような電子デバイスを、第１バリア構造を有した基板に対して付与することができる。本発明の第１見地および第２見地による装置および方法においては、その後、電子デバイス上に、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とを有した第２バリア構造を付与することができる。その場合、電子デバイスは、第１および第２のバリア構造によって封止されている。
【００１３】
フレキシブル基板は、ＰＥＴや、ＰＥＮや、あるいは、他の任意のフレキシブルな材料とすることができる。付加的には、フレキシブル基板は、まず最初に、プリントされた有機物層とによってコーティングすることができる。
【００１４】
ポリマーのための前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークは、以降の硬化ステップの後にポリマーまたはオリゴマーまたはポリマーネットワークに変換され得る物質である。硬化ステップは、供給エネルギーの影響によって、混合物内に存在している開始剤により、誘起される。供給エネルギーは、開始剤を刺激して、活性種を生成する。活性種は、混合物内の重合可能な構成成分の重合を開始する。このプロセスは、多くの場合、「硬化」と称される。硬化時には、混合物中の重合可能な構成成分が架橋して、固体表面コーティングを形成する。コーティングは、例えば安定化剤や調整剤や硬化剤や消泡剤やレベリング剤や増粘剤や難燃剤や酸化防止剤や顔料や染料やフィラーやこれらの組合せといったような添加物を含有することができる。ポリマーベースのＵＶ硬化可能なコーティング組成物は、溶媒を一切含むことなく、調製することができる。これは有利である。溶媒が使用された場合には、比較的低い蒸気圧を有する必要があり、このことは、蒸発速度が遅くなることを意味する。このことは、フレキシブル基板の移送速度を非常に遅いものとすることを必要とする、および／または、フレキシブル基板のうちの、蒸発プロセスを受ける部分を比較的長いものとすることを必要とする。
【００１５】
一実施形態においては、混合物は、本発明による方法の実行時に、大きくても１０ｍｂａｒという蒸気圧を有している。これにより、第１チャンバを、雰囲気分離スロットを通して起こる流れが分子流となるという圧力レベルにまで、容易に真空引きすることができる。好ましくは、混合物は、室温（２０℃）において蒸気圧を有している。そのため、第１チャンバの冷却は必要ではない。蒸気圧を１ｍｂａｒ以下へと下げるには、混合物の構成成分の選択に際し大いなる制限を必要とする、あるいは、第１チャンバの冷却を必要とし、真空引き設備の実際的な単純化とはならない。
【００１６】
成膜設備は、スプレーコーティングデバイスとすることができる。しかしながら、成膜設備は、好ましくは、プリント設備とすることができる。最も好ましくは、接触型のプリントデバイスとすることができる。接触型のプリントは、例えばグラビアコーティングやスクリーンコーティングは、プリントされる混合物を、第１チャンバの雰囲気内へと分散させることを、制限する。
【００１７】
一実施形態においては、混合物は、コーティング方法の実行時に、大きくても１００００のｍＰａ．ｓという粘度を有したものとされる。この粘度範囲は、大部分のプリント手法に関して適切な粘度範囲である。好ましくは、混合物は、室温（２０℃）において、この範囲の粘度を有している。そのため、第１チャンバの温度制御が、不要である。また、
例えば回転スクリーンプリントといったようないくつかの手法が、例えば３０００のｍＰａ．ｓといったような最大で１０，０００ ｍＰａ．ｓという比較的高い粘度に関して、適切である点に注意されたい。
【００１８】
本発明の第２見地による方法においては、エネルギーは、様々な態様で供給することができる。例えば、熱の供給や、熱の誘導、等によって、行うことができる。
【００１９】
最も好ましくは、エネルギーは、放射によって、好ましくはフォトン放射やＵＶ放射によって、供給される。放射によって開始剤の起動を行うためのエネルギーを供給することにより、プリントされた有機物層の急速な硬化を、得ることができる。特に、ＵＶ放射を使用した硬化は、高速のプロセスである。これにより、基板を第１チャンバを通して迅速に移動させることができ、第１チャンバを比較的小さい容積のものとすることができる。基板の迅速な移動は、経済的な理由から魅力的なものである。比較的小さな容積を有した第１チャンバは、容易に真空引き状態に維持することができる。プリントされる混合物内に溶媒が存在しないことは、プリントプロセスにおける小さな蒸気圧を可能とし、これにより、フレキシブル基板を、雰囲気分離スロットを通して、無機物層の真空蒸着を行う第２チャンバへと、直接的に移送することができる。雰囲気分離スロットは、本明細書においては、十分に高い横断面を有したスリットとして、なおかつ、フレキシブル基板を通過させ得るに十分にワイドなスリットとして、規定されている。しかしながら、雰囲気分離スロットは、チャンバどうしを雰囲気的に分離させ得るよう、十分に狭くかつ十分に長いものである。雰囲気の分離とは、第２チャンバ内の圧力値を、第１チャンバの圧力値と比較して、例えば１００分の１以下に小さなものといったように、十分に小さなものにまで低減し得るものとして、理解されたい。
【００２０】
雰囲気分離スロットは、雰囲気分離スロットと基板との間の摩擦を防止して基板の損傷および基板上にコーティングされた各層の損傷を防止し得るよう、基板の厚さよりも大きな高さを有する必要がある。好ましくは、雰囲気分離スロットは、フレキシブル基板の厚さと比較して、２〜４倍という範囲の高さ（ｘ）を有している。例えば１．５倍未満といったような実質的に２倍未満の高さであれば、雰囲気分離スロットとフレキシブル基板および基板上にコーティングされた各層との間の摩擦を防止するために、非常に正確な位置合わせが必要とされることとなる。位置合わせを容易なものとするという目的からは、例えば５倍以上といったような、基板の厚さの４倍を実質的に超える雰囲気分離スロットの高さを選択する必要はない。さらに、雰囲気分離スロットのモルコンダクタンスが、スロットの高さの二乗とほぼ比例することから、スロットの高さを大きなものとすることは、スロットの長さを比較的大きなものとすることを必要とする。
【００２１】
雰囲気分離スロットの長さ（Ｌ）を高さ（ｘ）によって割算した値（Ｌ／ｘ）は、好ましくは、１００〜５０００という範囲とされる。長さが高さの１００倍未満であれば、雰囲気分離スロットを通して第１チャンバ内へと流入する汚染物質を第１チャンバから排出するに際して、強力なポンピング設備を必要とする。実際的な目的から、長さは、最大で高さの５０００倍とされる。これよりも長さを増大させれば、雰囲気分離機能をさらに改良し得るけれども、製造の許容誤差を非常に厳しいものとしてしまい、さらに、雰囲気分離スロットの配置精度を非常に厳しいものとしてしまう。
【００２２】
本発明の第１見地による装置の一実施形態は、プリント設備が、コンタクト型のプリント設備であることを特徴とする。コンタクト型のプリント設備の例としては、回転スクリーンプリント、および、回転グラビアプリント、がある。コンタクト型のプリントは、雰囲気に対して接触する混合物の量を最小化する。これにより、第１チャンバの真空引きを容易なものとする。
【００２３】
装置の一実施形態は、雰囲気分離スロットが、真空引きデバイスに連通した１つまたは複数の真空引きチャネルを備えていることを特徴とする。雰囲気分離スロット内において追加的な真空引きを行うことにより、雰囲気分離スロットのサイズに関する要求を、少し緩和することができる。例えば、雰囲気分離スロットは、より短いもの、あるいは、より高いもの、とすることができる。これにより、雰囲気分離スロットを通してのフレキシブル基板の移動を、より容易なものとすることができる。
【００２４】
本発明の第１見地による装置の一実施形態は、さらに、第１チャンバと雰囲気分離スロットとの間に配置された凝縮チャネルを具備している。気化した物質は、凝縮チャネル内で凝縮し、これにより、第２チャンバに到達することを防止することができる。
これにより、雰囲気分離スロットに関する要求を、緩和することができる。
【００２５】
本発明の第１見地による装置の一実施形態においては、雰囲気分離スロットが、フレキシブル基板を案内するための一対のまたは複数対の円筒形ローラを備えている。これにより、フレキシブル基板を、雰囲気分離スロットを通して容易に通過させることを可能としつつ、第１チャンバからのガス状物質の通過を阻止することができる。
【００２６】
第２見地による方法の一実施形態においては、硬化可能な混合物は、好ましくは、光硬化性組成物とされ、光硬化性組成物は、カチオン的に硬化可能な組成物とカチオン性光重合開始剤、および／または、ジカル的に硬化可能な組成物とフリーラジカル性光重合開始剤、を有したものとされる。
【００２７】
少なくとも１つのカチオン的に硬化可能な組成物は、ポリマーネットワークを形成するために開環メカニズムを介してまたは開環メカニズムの結果として反応し得る官能基を有していることを特徴とする少なくとも１つのカチオン的に硬化可能な組成物または樹脂を含有することができる。そのような官能基の例には、オキシランエポキシドや、分子内のオキセタンリングや、テトラヒドロフランリングや、ラクトンリング、がある。そのような化合物は、脂肪族や、芳香族や、脂環式や、アラリファティックや、複素環式の構造を有することができ、それらは、サイドグループとしてリンググループを有することができる、あるいは、エポキシドグループが、脂環式のまたは複素環式のシステムの一部を形成することができる。光硬化可能な組成物は、さらに、少なくとも１つのカチオン性の光重合開始剤を含有することができる。カチオン性の光重合開始剤は、カチオン性の光重合を開始するために一般的に使用されているものの中から選択することができる。この例には、弱い求核性のアニオンを有したオニウム塩があり、例えば、ハロニウム塩や、ヨードシル塩や、スルホニウム塩、スルホキソニウム塩や、ジアゾニウム塩、がある。メタロセン塩は、光重合開始剤としても適切である。オニウム塩およびメタロセン塩からなる光重合開始剤は、米国特許第３，７０８，２９６号；J. V. Crivello, "Photoinitiated Cationic Polymerization," UV Curing: Science & Technology, (S. P. Pappas, ed., Technology Marketing Corp. 1978)；および、J. V. Crivello and K. Dietliker, "Photoinitiators for Cationic Polymerisation," Chemistry and Technology of UV & EV Formulation for Coatings, Inks & Paints 327478 (P. K. Oldring, ed., SITA Technology Ltd 1991)；に開示されている。これら文献の記載内容は、参考のためここに組み込まれる。
【００２８】
光硬化可能な組成物は、上記に代えてあるいは上記に加えて、１つまたは複数のラジカル的に重合可能なアクリレート含有型の化合物を含有することができる。本発明の第２見地による方法において使用されるアクリレート含有型の化合物は、好ましくは、エチレン的に飽和していない。より好ましくは、アクリレート含有型の化合物は、（メタ）アクリレートである。「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリレート、メタクリレート、および、それらの混合物、を意味している。アクリレートを含有する化合物は、少なくとも１つのポリ（メタ）アクリレートを含有することができる。例えば、ジファンクショナルなあるいはトリファンクショナルなあるいはテトラファンクショナルなあるいはペンタファンクショナルなモノマーまたはオリゴマーの脂肪族のあるいは脂環式のあるいは芳香族の（メタ）アクリレートを含有することができる。これに代えて、あるいは、これに加えて、光硬化可能な組成物は、少なくとも１つのフリーラジカル型の光重合開始剤を含有することができる。フリーラジカル型の光重合開始剤は、ラジカル型の光重合を開始するために一般的に使用されているものの中から選択することができる。フリーラジカル型の光重合開始剤の例には、例えばベンゾインといったようなベンゾイン類、例えばベンゾインメチルエーテルやベンゾインエチルエーテルやベンゾインイソプロピルエーテルやベンゾインフェニルエーテルやベンゾインアセテートといったようなベンゾインエーテルや；例えばアセトフェノン，２，２−ジメトキシアセトフェノンや１，１−ジクロロアセトフェノンといったようなアセトフェノンや；例えばベンジルジメチルケタールやベンジルジエチルケタールといったようなベンジルケタールや；例えば２−メチルアントラキノンや２−エチルアイルアントラキノンや２−ターシャリーブチルアントラキノンや１−クロロアントラキノンや２−アミルアントラキノンといったようなアントラキノンや；トリフェニルホスフィンや；例えば２，４，６−トリメチルベンゾイ−ジフェニルホスフィンオキシド（Luzirin TPO）といったようなベンゾイルホスフィンオキシドや；ビスアシルホスフィンオキシドや；例えばベンゾフェノンや４，４’−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノ）ベンゾフェノンといったようなベンゾフェノンや；チオキサントンおよび
キサントンや；アクリジン派生物や；フェナジン派生物や；キノキサリン派生物や；１−フェニル−１，２−プロパンジオン ２−Ｏ−ベンゾイルオキシムや；４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−プロピル）ケトン（Irgacure（登録商標）２９５９）や；例えば１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンや２−ヒドロキシイソプロピルフェニルケトンやフェニル１−ヒドロキシイソプロピルケトンや４−イソプロピルフェニル１−ヒドロキシイソプロピルケトンといったような、１−アミノフェニルケトン類または１ヒドロキシフェニルケトン類；がある。
【００２９】
本発明における光硬化可能な組成物は、追加的に、他の構成成分を含有することができる。例えば、安定化剤や、調整剤や、硬化剤や、消泡剤や、レベリング剤や、増粘剤や、難燃剤や、酸化防止剤や、顔料や、染料や、フィラーや、これらの組合せといったような構成成分を含有することができる。
【００３０】
使用時に粘度増強を妨げるために光硬化可能な組成物に対して添加し得る安定化剤には、ブチルヒドロキシトルエン（「ＢＨＴ」）や、２，６−ジ−ターシャリー−ブチル−４−ヒドロキシトルエンや、例えばベンジルジメチルアミン（「ＢＤＭＡ」）やＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンといったようなヒンダードアミン類や、ホウ素錯体、がある。これらの前駆体は、室温において比較的低い蒸気圧を有しているという点において、有利である。加えて、混合物は、例えば無機粒子といったような粒子を含有することができる。例えば、無機粒子は、ＴｉＯ２粒子や、ＳｉＯ２粒子や、Ａ１２Ｏ３粒子や、これらの組合せ、とすることができる。
【００３１】
コーティングされた基板によって封止が形成されているような、例えばＬＥＤといったような発光製品においては、粒子の添加は、ＬＥＤからの光の逃避の改良に寄与することができる。
【００３２】
少なくとも１つの無機物層のための適切な材料には、限定するものではないけれども、金属オキシドや、金属窒化物や、金属カーバイドや、金属酸化窒化物や、金属オキシホウ化物や、これらの組合せ、がある。金属オキシドは、好ましくは、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、および、これらの組合せ、の中から選択される。金属窒化物は、好ましくは、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、および、これらの組合せ、の中から選択される。金属酸化窒化物は、好ましくは、酸化窒化アルミニウム、酸化窒化シリコン、酸化窒化ホウ素、および、これらの組合せ、の中から選択される。不透明なバリア構造は、いくつかのバリアスタック内において使用することもできる。不透明なバリア材料には、限定するものではないけれども、金属や、セラミックや、ポリマーや、サーメット、がある。不透明なサーメットの例には、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、タングステンジシリサイド、チタンジホウ化物、ジルコニウムジホウ化物、がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による装置の第１実施形態を示す図である。
【図１Ａ】図１において記号１Ａによって示された第１製造ステージにおいて、フレキシブル基板を示す横断面図である。
【図１Ｂ】図１において記号１Ｂによって示された第２製造ステージにおいて、フレキシブル基板を示す横断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂにおいて記号１Ｃによって示された第２製造ステージにおいて、フレキシブル基板の平面図である。
【図１Ｄ】図１において記号１Ｄによって示された第３製造ステージにおいて、フレキシブル基板を示す横断面図である。
【図１Ｅ】図１において記号１Ｅによって示された第４製造ステージにおいて、フレキシブル基板を示す横断面図である。
【図２】本発明による装置の第２実施形態を示す図である。
【図３】図２の装置の実施形態における第１の細部を示す図である。
【図４】図２の装置の実施形態における第２の細部を示す図である。
【図４Ａ】図４における細部を拡大して示す図である。
【図４Ｂ】本発明による装置の第３実施形態における細部を示す図である。
【図５】第２製造ステージにおいて得られた測定結果を示す図である。
【図６】本発明による装置の第４実施形態における細部を示す図である。
【図７】本発明による装置の第５実施形態における細部を示す図である。
【図８】本発明による装置の第６実施形態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
上記の見地および他の見地につき、添付図面を参照して、以下において、より詳細に説明する。
【００３５】
以下の詳細な説明においては、本発明の完全な理解を提供する目的で、多数の特定の詳細が記載されている。しかしながら、当業者であれば、本発明がこれらの特定の詳細以外の手法でも実施し得ることを、理解されるであろう。言い換えれば、本発明の様々な見地の理解を妨げることがないよう、周知の方法や手順やと構成部材は、詳細には記載されていない。
【００３６】
図においては、各層のサイズや相対的なサイズは、ならびに、局所的な領域は、理解の明瞭さのために、誇張されている。
【００３７】
本明細書においては、第１や第２や第３等といった用語が様々な部材や構成部材や領域や層や部分を表すために使用されているけれども、それらの部材や構成部材や領域や層や部分が、それら用語によって制限されてはならないことは、理解されるであろう。これらの用語は、ある部材や構成部材や領域や層や部分を、他の部材や構成部材や領域や層や部分から区別する目的のためだけに、使用されている。このように、以下における第１部材や第１構成部材や第１領域や第１層や第１部分は、本発明の範囲を逸脱することなく、第２部材や第２構成部材や第２領域や第２層や第２部分と呼ぶこともできる。
【００３８】
本明細書においては、本発明の各実施形態は、本発明の理想的な実施形態（および、中間構造）を概略的に示す横断面図を参照して、記述されている。よって、図示の形状からの変形を予想することができる。例えば、製造技術および／または許容誤差の変形を予想することができる。このように、本発明の実施形態は、図示された領域の特定の形状に限定されて構成されるものではなく、形状の変形をも包含するものである。例えば、製造に起因する形状の変形をも包含するものである。
【００３９】
特に断らない限り、本明細書において使用されているすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野において当業者が通常的に理解する意味合いと同じ意味合いを有している。また、例えば辞書において通常的に規定されている用語といったような用語が、関連する技術分野における意味合いと一致した意味合いを有しているものと解釈されることは、理解されるであろう。特に断らない限り、用語は、過度に形式的に解釈されるべきものではない。本明細書において言及されたすべての出版物や特許文献や特許や他の参照文献は、参考のためここに組み込まれる。コンフリクトに関しては、定義を含めて本明細書がコントロールされる。加えて、材料や方法や例は、例示のためのものであって、本発明を制限するものではない。
【００４０】
図１は、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板１をコーティングするための、本発明による装置の第１実施形態を示す図である。図示された装置は、第１チャンバ１０と、第２チャンバ２０と、これら第１および第２チャンバ１０，２０の間に配置されたで雰囲気分離スロット３０と、を備えている。第１チャンバ１０は、第１真空引きチューブ１３を介して第１真空引きポンプ１２によって真空引きされており、第１圧力レベルＰ１に維持されている。第２チャンバ２０は、第２真空引きチューブ２３を介して第２真空引きポンプ２２によって真空引きされており、第２圧力レベルＰ２に維持されている。第１および第２圧力レベルの間の比率Ｐ１／Ｐ２は、少なくとも１０００である。第１圧力は、例えば、１〜１０ｍｂａｒの範囲に、例えば５ｍｂａｒに、維持される。第２圧力は、例えば、０．００５〜０．０５ｍｂａｒの範囲に、例えば０．０１ｍｂａｒに維持される。
【００４１】
およそ１０−３〜１０−４ｍｂａｒという真空度は、ルートポンプによって実現することができる。これよりも高度な真空度に関しては、例えば１０−６ｍｂａｒといったような真空度に関しては、ターボ分子ポンプを使用することができる。
【００４２】
第１チャンバ１０内には、プリント設備４０が配置されている。プリント設備４０は、フレキシブル基板１上に、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体と、光重合開始剤と、必要に応じて感光剤と、からなる混合物をプリントするために設けられている。さらに、ＵＶ放射光源５０ａ，５０ｂ，５０ｃを有した硬化設備５０が、第１チャンバ１０内に配置されている。ＵＶ放射光源５０ａ，５０ｂ，５０ｃの各々は、Ｈｇ球によって形成されており、それぞれが３００Ｗ／インチというパワーを有している。しかしながら、この目的のためには、ＵＶ ＬＥＤが、適切である。装置は、さらに、第１チャンバ１０に配置されたさらなるプリント設備４５とさらなる硬化設備５５とを備えている。
【００４３】
第２チャンバ２０内には、無機物層を成膜するための気相蒸着設備６０が配置されている。図示の実施形態においては、気相蒸着設備は、冷却ドラム６１と、成膜のために無機材料を蒸発させるための複数の蒸発デバイス６２ａ〜６２ｄと、を備えている。
【００４４】
装置は、さらに、連続プロセスにおいて、プリント設備４０に沿って、硬化設備５０に沿って、雰囲気分離スロット３０を通して、さらには、気相蒸着設備６０に沿って、フレキシブル基板１を案内するための設備７０，７２ａ〜７２ｋ，７４を備えている。より詳細には、フレキシブル基板１を案内するための設備は、未処理のフレキシブル基板１を備えた巻き戻しローラ７０と、加工済みのフレキシブル基板を巻き取るための巻き取りローラ７４と、を備えている。第１案内ロール７２ａは、粘着材料によってカバーされたエンドレステープ８０に沿って、基板を案内する。これにより、処理前に基板からダストを除去することができる。案内ロール７２ｂ，７２ｃ，７２ｄは、プリント設備４０および硬化設備５０へと基板を案内する。案内ロール７２ｅ，７２ｆを介することにより、基板は、さらなるプリント設備４５と、さらなる硬化設備５５と、に沿って案内される。案内ロール７２ｇ，７２ｈにより、基板１は、雰囲気分離スロット３０を通して、第２チャンバ２０へと、案内される。第２チャンバ２０内においては、基板１は、プラズマクリーニングユニット８２に沿って案内され、その後、蒸発デバイス６２ａ〜６２ｄに沿って冷却ドラム６１上を移送される。その後、基板１は、第２チャンバの外部に位置した第２雰囲気分離スロット３２を通して案内され、ロール７２ｋを介して巻き取りロール７４へと案内される。他の実施形態においては、巻き取りロールは、第２チャンバ２０内に配置することができる。
【００４５】
少なくとも１つの有機物層と少なくとも１つの無機物層を成膜するプロセスが繰り返し可能である点に注意されたい。最初に有機物層を成膜しその後に無機物層を成膜することに代えて、無機物層を最初に成膜することもできる。
【００４６】
以下においては、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板をコーティングするための、本発明による方法の一例について、説明する。第１ステップにおいては、フレキシブルな材料からなる基板が準備される。基板１のための適切な材料は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）や、ポリエチレンや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）や、例えばＫＡＰＴＯＮ（登録商標）といったようなポリイミド、である。他の例は、高温ポリマーであり、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）や、ポリイミドや、Ｔｒａｎｓｐｈａｎ（登録商標）（ドイツ国 Weil am Rhein所在の Lofo High Tech Firm, GMBHから入手可能な高Ｔｇの環式オレフィンポリマー）、である。基板は、好ましくは、２５〜５００μｍという範囲の厚さを有している。２５μｍよりも薄い基板は、実用的には脆すぎるものであり、５００μｍよりも厚い基板は、実用的には硬すぎるものである。好ましくは、基板の厚さは、５０〜２００μｍという範囲とされ、例えば１００μｍとされる。基板の幅は、数十ｃｍ〜数ｍとすることができ、例えば、３０ｃｍ〜３ｍという範囲とすることができる。基板は、好ましくはロール状で供給されるものであって、基板の長さは、数百ｍ〜数ｋｍとすることができる。図示の実施形態においては、基板は、巻き戻しローラ７０によって供給される。図１Ａは、基板が巻き戻しローラ７０から巻き戻された際の、基板１の横断面図（図１の中の記号１Ａ）を示している。巻き戻しローラ７０からの巻き戻しの後に、そして、テープ８０によるクリーニングの後に、基板１は、第１チャンバ１０内において、プリント設備４０に沿って案内される。なお、巻き戻しローラ７０と、テープ８０によるクリーニング設備とは、第１チャンバ内に配置することもできる点に注意されたい。
【００４７】
プリント設備４０は、その構成成分として少なくとも１つの光重合可能前駆体と光重合開始剤とを含有した混合物でもって、層２をプリントする。複数の構成成分からなる混合物は、方法の実行時には、大きくても１０ｍｂａｒという蒸気圧を有している。
【００４８】
次のステップにおいては、プリント設備４０によってプリントされた層２が、硬化設備５０の放射光源５０ａ〜５０ｃからの光放射によって、硬化される。図１Ｂは、硬化済みの有機物層２を有した基板を示す図である。有機物層は、図１Ｃに図示されているようにして、パターン化することができる。図１Ｃは、記号１Ｃに示す方向から、図１Ｂの表面の一部を示す図である。有機物層２は、好ましくは、１０〜３０μｍという範囲の厚さを有しており、例えば２０μｍという厚さを有している。図示の実施形態においては、基板１は、さらなるプリント設備４５と、さらなる硬化設備５５と、に沿って案内される。これにより、図１Ｄに示されているように、第１有機物層２上に、第２有機物層３を成膜することができる。
【００４９】
表面上に第１有機物層および第２有機物層がコーティングされた基板は、その後、案内ロール７２ｆ，７２ｇ，７２ｈに沿って、雰囲気分離スロット３０を通して、第２チャンバ２０へと、案内される。ここで、コーティング基板１の自由表面は、プラズマガン８２によって調整される。その後、基板は、冷却されたドラム６１上を案内される。そして、少なくとも１つの無機物層４（図１Ｅ）が、気相蒸着法によって、コーティング基板の自由表面上に、成膜される。図示の実施形態においては、無機物層４は、プラズマによって増強された化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって、成膜される。これにより、図１Ｅに示すような製品が得られる。あるいはこれに代えて、他の蒸着方法を使用することができる。例えば、物理蒸着法（ＰＶＤ）や、ハイブリッド型物理的化学的蒸着法（ＨＰＣＶＤ）や、気相エピタキシー法（ＶＰＥ）、を使用することができる。
【００５０】
この実施形態においては、ａ−ＳｉＮｘ：Ｈ層が、１０１５ｍー３の程度の電子密度でもってＰＥＣＶＤプロセスを使用して成膜される。蒸発デバイス６２ａ，．．．，６２ｄは、シャワーヘッドトップ電極（直径５４２ｍｍ）を備えている。シャワーヘッドトップ電極を通して、反応ガスが第２チャンバへと導入される。第２チャンバは、Pfeiffer ADS 602H ルートポンプを使用して、真空引きされる。ベース圧力は、１０−３ｍｂａｒ未満とされる。蒸発デバイスのシャワーヘッドトップ電極と、下部電極として機能する回転ドラム６１と、の間の距離は、２０ｍｍである。シャワーヘッド電極は、６００Ｗ、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源を使用して駆動される。これに加えて、５００ワット、５０ｋＨｚ〜４６０ｋＨｚのＬＦ電力を、Advanced Energy LF-5電源を使用して、下部電極６１に対して印加することができる。成膜時に、パルス的に駆動することができる。バイアス電圧を印加しない場合には、下部電極は、接地される。このことは、基板に向けてのイオン加速のために重要なものとすることができる（プラズマ電位は、常に、ポジティブである）。下部電極は、４００℃にまで加熱することができる。
【００５１】
例示するならば、ａ−ＳｉＮｘ：Ｈは、前駆体体ガスとして、安全性の理由からＮ２で希釈されたＮＨ３とＳｉＨ４（４．７５％）との混合ガスを使用して、成膜された。Ｎ２は、さらに、プロセスガス混合物を希釈するためにも、また、第２チャンバ２０をベントするためにも、使用される。各ガスは、シャワーヘッド電極を通してチャンバ内に導入される前に、予め混合される。典型的なガス流速は、数百ｓｃｃｍの程度である。スロットルバルブを使用することにより、プロセス圧力は、０．１〜１．０ｍｂａｒの範囲に維持される。標準的な成膜設定の例は、表１に表されている。６０Ｗの場合には、プラズマ領域は、１０ｍＷ／ｃｍ２ であり、パワー密度は、１０ｍＷ／ｃｍ３ である。
【００５２】
【表１】
【００５３】
一実施形態においては、装置は、２ｍという幅Ｗと、２ｍという高さＨ１＋Ｈ２＋Ｈ３と、を有している。第１チャンバ１０は、第１隔室１０Ａを備えている。第１隔室１０Ａの中には、プリント設備４０，４５と、硬化設備５０，５５と、が配置されている。第１チャンバは、第２隔室１０Ｂを備えており、第２隔室１０Ｂ内には、巻き戻しローラ７０と、巻き取りローラ７４と、が配置されている。第１チャンバの第２隔室１０Ｂは、第１チャンバ１０の第１隔室１０Ａと、第２チャンバと、の間に配置されている。コンパクトな構成は、雰囲気分離スロット３０が、第２チャンバ２０から、第１チャンバ１０の第１隔室１０Ａへと、延在するという点において、得られている。第２雰囲気分離スロット３２は、第１雰囲気分離スロット３０よりも短いものとすることができる。これは、第２隔室１０Ｂが、第１隔室１０Ａから部分的に隔離されているためである。第１隔室１０Ａと第２隔室１０Ｂとは、壁１０Ｃによって分離されている。これにより、巻き戻しローラ７０からのフォイル（foil）を脱ガスすることによって、第１隔室１０Ａの汚染を低減することができる。両隔室がわずかな圧力差しか有していないことのために、両隔室１０Ａ，１０Ｂ間にわたって基板１を通過させるに際して雰囲気分離スロットを設けることは、不要である。基板１を通過させるに際しては、両隔室間に十分な幅のスリットが存在するだけで十分である。さらなるポンプを付設することによって、第２隔室１０Ｂを真空引きすることができる。図示の実施形態においては、冷却ドラム６１は、５０ｃｍという直径を有しており、第２チャンバ２０は、１ｍという幅と、１ｍという高さと、を有している。装置の奥行（図面がなす平面に対して直交する向き）は、フレキシブル基板の全幅を受領し得る程度に十分に大きなものであるべきである。第１チャンバ１０の第１隔室１０Ａおよび第２隔室１０Ｂは、５０ｃｍという高さＨ２，Ｈ３を有している。第１および第２の真空引きポンプ１２，２２は、ターボ分子ポンプとされている。基板１は、１０ｃｍという距離にわたって硬化され、そのため、１ｍ／ｍｉｎという速度で基板を輸送する場合には、硬化時間は、６ｓである。より高速で輸送する場合には、硬化距離を、輸送速度に応じて増大させることが望ましい。
【００５４】
図２は、少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板１をコーティングするための、本発明による装置の第２実施形態を示す図である。図２に図示された装置においては、プリント設備４０（図３においても概略的に図示されている）は、輪転グラビアプリントシステムとされていて、駆動ロールをなすグルーブ付きのアプリケータロール４１を備えている。アプリケータローラ４１は、基板１に対してプリントされるべき有機物層２のための前駆体を含有した混合物を備えたバス４３を通って回転駆動される。図示の実施形態においては、アプリケーターロール４１は、時計回りに回転し、基板は、図面がなす平面内において左向きに輸送される。これにより、アプリケーターロール４１の表面は、基板１の移動方向に対向して、移動する。ロール７６は、基板１をアプリケーターロール４１に対して押圧するプレスロールとして機能する。アプリケーターロール４１が、一方向に回転するかあるいは両方向に回転するかに応じて、１つまたは複数のドクターブレード４２ａ，４２ｂを設けることができる。これにより、過剰量の混合物を、アプリケーターロール４１から、こすり落とすことができる。この実施形態において使用されている雰囲気分離スロット３０は、図４において、より詳細に図示されている。また、雰囲気分離スロット３０の一部が、図４Ａにおいて拡大して図示されている。雰囲気分離スロット３０は、基板の移動方向において長さＬを有しており、基板の移動方向に対して直交してなおかつ基板がなす平面内において幅を有しており、基板に対して直交する方向において高さｘを有している。
【００５５】
関連する圧力範囲においては、単位をｌ／ｓとしたときの雰囲気分離スロットのモルコンダクタンス（ＣＭｏｌ ）は、分子流によって決定される。これは、Wutz Handbuch Vakuumtechnik, 9th edition page 119 に記載されている以下の式に基づき、パラメータａ，ｘ，Ｌ（それぞれの単位はｃｍ）に依存する。
【００５６】
【数１】
【００５７】
Ｌ／ｘの値が比較的大きい場合には、以下の近似を行うことができる。
【００５８】
【数２】
【００５９】
典型的な実施形態においては、プラズマ源は、１０−２ｍｂａｒという動作圧力で動作し、許容される相互汚染レベルは、１％未満である。したがって、湿ったコーティングチャンバ１０からのリークは、１０−４ｍｂａｒ以下にとどめるべきである。湿ったコーティングチャンバ１０内の動作圧力がおよそ１０−５ｍｂａｒ程度であると予想されることのために、雰囲気分離スロット３０は、１０４ という桁数の圧力低減をもたらすべきである。
【００６０】
実際的な実施形態においては、雰囲気分離スロットは、幅が２０ｃｍであり、高さが０．０３ｃｍであり、長さが２７．７ｃｍである。よって、長さＬと高さｈとの比率は、９２３であり、１００〜５０００という範囲内にある。第２チャンバ２０内の圧力（Ｐｏｕｔ）が、上記の関係式［１］に基づいて計算され（ｃａｌｃ）、また、第１チャンバ１０内のＮ２ガスの一連の圧力（Ｐｉｎ）に関して測定された（ｍｅａｓ）。測定前に、チャンバ２０は、まず最初に、第１ポンプ２２ａによって５×１０−６ｍｂａｒの圧力Ｐｏｕｔにまで真空引きされ、そして、実験時には、第２チャンバ２０は、２１０６ｌ／ｓという一定のポンピング速度を有した第２ポンプ２２ｂによって、真空引きされた。入力圧力Ｐｉｎは、ペニングセンサによって測定され、出力圧力Ｐｏｕｔは、ピラニーセンサによって測定された。
【００６１】
【表２】
【００６２】
表２に示すように、雰囲気分離スロットを使用することにより、第１チャンバ１０からガスに基づく第２チャンバ２０内の圧力Ｐｏｕｔを、１０４ 以上の桁数で、低減させることができる。また、測定によって、チャンネルを通しての分子流が、上記の関係式［１］によって十分に正確に予測できることが、示された。
【００６３】
上記の例においては、第１コーティングを有した基板を無視することが仮定されている。実際には、基板は、有限の厚さを有しており、雰囲気分離スロットの高さｘは、使用される基板の厚さに応じて増大させることができる。例えば、フレキシブル基板が０．１２５ｍｍという厚さを有している場合には、雰囲気分離スロットの高さは、０．４２５ｍｍとすることができる。したがって、雰囲気分離スロットの高さ（ｘ）は、フレキシブル基板の厚さの３．４倍であり、比率は、１．５〜５という範囲内にある。
【００６４】
図２に示す装置の実施形態においては、雰囲気分離スロット３０は、真空引きデバイス３４に連通する１つまたは複数の真空引きチャネル３７を備えている（図４，図４Ａを参照されたい）。
【００６５】
図２に示す装置の他の実施形態においては、雰囲気分離スロット３０は、一対のまたは複数対の円筒形のローラ３８Ａ，３８Ｂ；３８Ｃ，３８Ｄを備えており（図４Ｂを参照されたい）、ローラ対の間を、フレキシブル基板１が案内される。
【００６６】
図２に示す実施形態においては、装置は、さらに、第１チャンバ１０と雰囲気分離スロット３０との間に、凝縮チャネル（あるいは、凝集チャネル）３６を備えている。凝縮チャネル３６は、凝縮チャネル３６の内表面３６ａを冷却するための冷却デバイス３６ｂを有している。第１チャンバからの蒸気を、雰囲気分離スロット３０内へと導入される前に、それら内表面３６ａ上で凝縮させることができる。
【００６７】
次なる実験においては、以下においてＦ１およびＦ２と表記されるような２つの前駆体混合物（組成物）が、１ｍ／ｍｉｎという速度で移動する基板に対して、輪転グラビアによって、プリントされた。この場合、基板は、１２５μｍという厚さを有したＰＥＮフォイルとされた。しかしながら、また、例えばＰＥＴまたはＰＣといったような他のポリマーフォイルも適切である。前駆体混合物Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の組成は、重量％を単位として、以下の表に示されている。
【００６８】
【表３】
【００６９】
前駆体混合物は、成膜前に脱ガスされた。これにより、リザーバへの移送時における、および、プリント時における、はね返りを防止することができる。使用された材料の特性は、以下の表に示されている。すべての混合物は、５ｍｂａｒ未満という蒸気圧を有していた。
【００７０】
【表４】
【００７１】
得られる乾燥状態でのコーティングの重量が、基板１（あるいは、ウェブ）に対してのアプリケーターロール４１の速度比率の関数として、調査された。アプリケーターロールは、基板の輸送方向に対して、対抗する向きで回転駆動された。速度比率は、０〜２．５の間にわたって変化させた。混合物に関して測定された結果が、図５に示されている。混合物Ｆ２に関しては、コーティングの重量は、速度比率を０．５からおよそ１．２にまで増大させた際に、およそ１５からおよそ１８ｇ／ｍ２ へと増加する。速度比率が１．２を超えたところにおいては、乾燥したコーティングの重量は、１８ｇ／ｍ２ くらいで実質的に一定となる。混合物Ｆ１に関しては、コーティングの重量は、速度比率の関数として、１６．５〜１８．５ｇ／ｍ２ の間を変化する。
【００７２】
プリントして硬化させた後に得られた有機物層２は、上述の各ケースにおいて、１８〜２０μｍという範囲であった。コーティングの品質は、テープ接着テスト、および、クロスカット接着テストによって、検証された。テストの結果は、以下の表に示されている。
【００７３】
【表５】
【００７４】
すべてのコーティングは、テープ接着テストに合格した。しかしながら、「ＰＥＮ上にＯＣＰ」という第１コーティングだけが、クロスカット接着テストに合格した。アプリケーターロール４１がリザーバ４３から基板１の表面へと、プリントされるべき混合物を直接的に移送することは、必須ではない。図６に示す代替可能な実施形態においては、プリント混合物は、リザーバ４３から、移送ロール４４を介して、アプリケーターロール４１へと、移送されている。
【００７５】
また、他のプリント方法を使用して、有機物層を成膜することができる。例えば、回転スクリーンプリントを使用することができる。回転スクリーンプリントにおいては、図７に示すように、円筒スクリーン４５が、定位置で回転駆動され、スキージー４６が、スクリーン４５の内部に適用される。基板１は、スクリーン４５の直下において、スクリーン４５と、スチール製のまたはゴム製の押圧ローラ７６と、の間において一定速度で搬送される。基板１が回転ユニット４５，７６を通過する際に、スクリーン４５は、基板の移動速度と同じ速度で回転する。
【００７６】
スキージー４６は、定位置にあり、スキージー４６のエッジが、スクリーン４５と基板１と押圧ローラ７６と集中する正にそのポイントのところで、スクリーン４５の内表面に対して接触する。プリントされる混合物４７は、スクリーン４５の中心内へと自動的に供給され、スキージー４６の先端とスクリーン４５の内表面とによって形成されたくさび形状の「井戸」の中に収集される。スクリーン４５が移動することにより、混合物４７のこのビーズが転がるように駆動され、これにより、混合物は、ステンシル開口内へと押し出される。これにより、混合物は、湿しバー（floodbar）を必要とすることなく、スクリーン４５を実質的に湿らすことができる。スキージー４６は、ステンシルと基板１とが接触した時点で、混合物をこすり取り、これにより、混合物をきれいに基板上へと移送することができる。
【００７７】
例えばスロットダイプリントやインクジェットプリントといったような他の様々なプリント手法が適切である。また、例えばスプレーコーティングといったような他の成膜手法が、可能である。しかしながら、スプレーコーティングは、スプレーされる物質を第１隔室１０Ａの雰囲気内に分散させる傾向があり、このため、蒸気圧を十分に低く維持するためにはポンピング速度を十分に大きなものとする必要があることのために、好ましくない。
【００７８】
図８は、本発明による装置の第３実施形態を示している。この実施形態は、基板上に複数対をなす有機物層および無機物層を成膜するのに好適である。
【００７９】
図８に示す実施形態は、第１チャンバ１０Ａと、第２チャンバ２０Ａと、第３チャンバ１０Ｂと、第４チャンバ２０Ｂと、を備えている。コーティングされるべきフレキシブル基板は、案内設備（図示せず）により、第１チャンバ１０Ａから、第１雰囲気分離スロット３０Ａを介して、第２チャンバ２０Ａへと、案内され、さらに、第２チャンバ２０Ａから、第２雰囲気分離スロット３２Ａを介して、第３チャンバ１０Ｂへと、案内され、さらに、第３チャンバ１０Ｂから、第３雰囲気分離スロット３０Ｂを介して、第４チャンバ２０Ｂへと、案内される。第１チャンバ１０Ａは、フレキシブル基板を供給するための巻き戻しローラ（図示せず）と、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体と光重合開始剤と必要に応じて感光剤とを含有した混合物によってフレキシブル基板をプリントするためのプリント設備（図示せず）と、硬化設備と、を収容している。
【００８０】
第２チャンバ２０Ａは、有機物層を有した基板上に無機物層を成膜するための気相蒸着設備（図示せず）を収容している。第３チャンバ１０Ｂは、有機物層と無機物層を有したフレキシブル基板を、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体と光重合開始剤と必要に応じて感光剤とを含有した混合物によって、プリントするためのプリント設備（図示せず）と、成膜された混合物を硬化させて第２の有機物層を形成するための硬化設備と、を収容している。第４チャンバ２０Ｂは、第２の無機物層を成膜し得るよう、気相蒸着設備（図示せず）を収容している。
【００８１】
第１および第３チャンバ１０Ａ，１０Ｂ内のプリント設備および硬化設備は、装置の第１実施形態および第２実施形態に関して上述されたプリント設備および硬化設備と同じものとすることができる。あるいは、異なるものとすることもできる。第２および第４チャンバ２０Ａ，２０Ｂ内の気相蒸着設備は、第１実施形態および第２実施形態に関して上述された気相蒸着設備と同じものとすることができる。あるいはこれに代えて、他の気相蒸着設備を使用することもできる。
【００８２】
このようにして、基板上に、第１有機物層と、第１無機物層と、第２有機物層と、第２無機物層と、を形成することができる。
【００８３】
上述の説明においては、様々な実施形態において、ある１つのチャンバが第１チャンバとされ、なおかつ、他の１つのチャンバが第２チャンバとされ、そして、少なくとも１つの第１無機物層が、少なくとも１つの第１有機物層上に成膜される。言い換えれば、フレキシブル基板は、第１チャンバ内において成膜設備と硬化設備とに沿って案内され、そして、雰囲気分離スロットを通して案内され、さらに、第２チャンバ内の気相蒸着設備に沿って案内される。しかしながら、これに代えて、ある１つのチャンバを第２チャンバとし、他の１つのチャンバを第１チャンバとすることが、可能である。この場合、フレキシブル基板は、第２チャンバ内の気相蒸着設備に沿って案内され、そして、雰囲気分離スロットを通して案内され、さらに、第１チャンバ内の成膜設備および硬化設備に沿って案内される。この場合には、少なくとも１つの第１有機物層が、少なくとも１つの第１無機物層上に成膜される。
【００８４】
図８を参照して上述したように、本発明による様々な装置は、互いに接続することができ、必要であれば、雰囲気分離スロットを介して隔離することができる。機能を有した層を成膜するための追加的な成膜装置を設けることができる。例えば、図８に示される一連の構成において、基板上に第１バリア構造を成膜することができる。このようにして得られたバリア構造付きの基板は、その後、必要であれば雰囲気分離スロットを通して、１つまたは複数の機能的な層を成膜するためのさらなる装置へと、案内される。そして、第１バリア構造と機能的な層とを有した基板は、必要であれば雰囲気分離スロットを通して、第２バリア構造を成膜するためのさらなる装置へと、案内される。ここで、第１バリア構造および第２バリア構造は、互いに協働することにより、機能的な層を封止するように作用する。成膜されたデバイスは、例えば、有機ＬＥＤや、（有機的な）光電池や、光電デバイスや、バッテリー、である。
【００８５】
本発明に関して、様々な図面を参照して詳細に上述したけれども、そのような例示や説明は、例示のためのものに過ぎず、本発明を制限するものではない。本発明は、例示された実施形態に限定されるものではない。
【００８６】
当業者であれば、添付図面や上記の説明や特許請求の範囲の記載に基づき、本発明の実施に際して、上記実施形態に対して様々な変形が可能であることを、理解されるであろう。特許請求の範囲においては、「備える」という用語は、他の構成部材または他のステップを除外するものではない。そして、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数の構成部材を除外するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、特許請求の範囲に記載された複数の構成部材の機能を実施することができる。各手段が互いに異なる請求項に記載されているからといって、これら手段どうしの組合せが有効でないことを意味するわけではない。特許請求の範囲における参照符号は、発明の範囲を制限するものではない。
【符号の説明】
【００８７】
１ フレキシブル基板
２ 第１有機物層
４ 第１無機物層
１０ 第１チャンバ
２０ 第２チャンバ
３０ 雰囲気分離スロット
３６ 凝縮チャネル
３７ 真空引きチャネル
４０ 成膜設備
５０ 硬化設備
６０ 気相蒸着設備
７０ 案内設備
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１有機物層（２）と第１無機物層（４）とによってフレキシブル基板（１）をコーティングするための装置であって、
−第１チャンバ（１０）および第２チャンバ（２０）と、
−前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間に配置された雰囲気分離スロット（３０）と、
−前記第１チャンバ（１０）内に配置され、硬化可能な混合物を成膜するための成膜設備（４０）であるとともに、前記硬化可能な混合物が、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと、重合開始剤と、を含有している、成膜設備（４０）と、
−前記第１チャンバ（１０）内に配置され、成膜された前記混合物を硬化させることにより、前記第１有機物層（２）を形成するための硬化設備（５０）と、
−前記第２チャンバ（２０）内に配置され、前記第１無機物層（４）を成膜するための気相蒸着設備（６０）と、
−前記フレキシブル基板（１）を、前記第１チャンバ（１０）および前記第２チャンバ（２０）の一方から、前記雰囲気分離スロット（３０）を経由して、前記第１チャンバ（１０）および前記第２チャンバ（２０）の他方へと、案内するための案内設備（７０）と、
を具備し、
前記雰囲気分離スロットの長さ（Ｌ）を前記雰囲気分離スロットの高さ（ｘ）で割算した値（Ｌ／ｘ）が、１００〜５０００という範囲内にあることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記一方のチャンバが、前記第１チャンバとされ、
前記他方のチャンバが、前記第２チャンバとされ、
前記第１無機物層が、前記第１有機物層上に成膜されることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記一方のチャンバが、前記第２チャンバとされ、
前記他方のチャンバが、前記第１チャンバとされ、
前記第１有機物層が、前記第１無機物層上に成膜されることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
前記成膜設備（４０）が、プリント設備とされていることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記プリント設備（４０）が、コンタクト型のプリント設備であることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
前記雰囲気分離スロット（３０）が、真空引きデバイスに連通した１つまたは複数の真空引きチャネル（３７）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、
さらに、前記第１チャンバ（１０）と前記雰囲気分離スロット（３０）との間に配置された凝縮チャネル（３６）を具備していることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、
前記雰囲気分離スロット（３０）が、前記フレキシブル基板（１）を案内するための一対のまたは複数対の円筒形ローラ（３８Ａ，３８Ｂ；３８Ｃ，３８Ｄ）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、
前記雰囲気分離スロットの前記高さ（ｘ）が、前記フレキシブル基板の厚さの１．５〜５倍という範囲であることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、
前記雰囲気分離スロットの前記長さ（Ｌ）を前記雰囲気分離スロットの前記高さ（ｘ）で割算した前記値（Ｌ／ｘ）が、１００〜５０００という範囲内にあることを特徴とする装置。
【請求項１１】
少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板をコーティングするためのコーティング方法であって、
−フレキシブルな材料から前記フレキシブル基板を形成し、
−前記フレキシブル基板を、第１チャンバと第２チャンバとの一方を通して案内し、
−前記フレキシブル基板を、雰囲気分離スロットを経由させて、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの他方を通して案内し、ここで、前記雰囲気分離スロットの長さ（Ｌ）を前記雰囲気分離スロットの高さ（ｘ）で割算した値（Ｌ／ｘ）を、１００〜５０００という範囲内とし、
−前記第１チャンバ内において、前記フレキシブル基板上に、硬化可能な混合物からなる層をプリントし、ここで、前記硬化可能な混合物を、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと、重合開始剤と、を含有したものとし、
−前記第１チャンバ内において、前記プリントされた層を硬化させることによって、前記第１有機物層を形成し、
−前記第２チャンバ内において、前記第１有機物層を有した前記フレキシブル基板の表面上に、気相蒸着法によって前記第１無機物層を成膜する、
ことを特徴とするコーティング方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記一方のチャンバを、前記第１チャンバとし、
前記他方のチャンバを、前記第２チャンバとし、
前記第１無機物層が、前記第１有機物層上に成膜することを特徴とするコーティング方法。
【請求項１３】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記一方のチャンバを、前記第２チャンバとし、
前記他方のチャンバを、前記第１チャンバとし、
前記第１有機物層を、前記第１無機物層上に成膜することを特徴とするコーティング方法。
【請求項１４】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記混合物を、前記コーティング方法の実行時に、大きくても１０ｍｂａｒという蒸気圧を有したものとすることを特徴とするコーティング方法。
【請求項１５】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記混合物を、前記コーティング方法の実行時に、大きくても１００００のｍＰａ．ｓという粘度を有したものとすることを特徴とするコーティング方法。
【請求項１６】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記硬化可能な混合物を、光硬化性組成物を含有したものとし、
前記光硬化性組成物を、限定しないものの、
（ａ）カチオン的に硬化可能な組成物と、カチオン性光重合開始剤、および／または、
（ｂ）ラジカル的に硬化可能な組成物と、フリーラジカル性光重合開始剤、
を有したものとし、
前記硬化可能な混合物の硬化ステップを、光硬化によって、または、電子ビーム硬化によって、行うことを特徴とするコーティング方法。
【請求項１７】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記混合物を、粒子を含有したものとすることを特徴とするコーティング方法。
【請求項１８】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記第１チャンバの圧力を、１〜１０ｍｂａｒという範囲とすることを特徴とするコーティング方法。
【請求項１】
少なくとも第１有機物層（２）と第１無機物層（４）とによってフレキシブル基板（１）をコーティングするための装置であって、
−第１チャンバ（１０）および第２チャンバ（２０）と、
−前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間に配置された雰囲気分離スロット（３０）と、
−前記第１チャンバ（１０）内に配置され、硬化可能な混合物を成膜するための成膜設備（４０）であるとともに、前記硬化可能な混合物が、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと、重合開始剤と、を含有している、成膜設備（４０）と、
−前記第１チャンバ（１０）内に配置され、成膜された前記混合物を硬化させることにより、前記第１有機物層（２）を形成するための硬化設備（５０）と、
−前記第２チャンバ（２０）内に配置され、前記第１無機物層（４）を成膜するための気相蒸着設備（６０）と、
−前記フレキシブル基板（１）を、前記第１チャンバ（１０）および前記第２チャンバ（２０）の一方から、前記雰囲気分離スロット（３０）を経由して、前記第１チャンバ（１０）および前記第２チャンバ（２０）の他方へと、案内するための案内設備（７０）と、
を具備し、
前記雰囲気分離スロットの長さ（Ｌ）を前記雰囲気分離スロットの高さ（ｘ）で割算した値（Ｌ／ｘ）が、１００〜５０００という範囲内にあることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記一方のチャンバが、前記第１チャンバとされ、
前記他方のチャンバが、前記第２チャンバとされ、
前記第１無機物層が、前記第１有機物層上に成膜されることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記一方のチャンバが、前記第２チャンバとされ、
前記他方のチャンバが、前記第１チャンバとされ、
前記第１有機物層が、前記第１無機物層上に成膜されることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
前記成膜設備（４０）が、プリント設備とされていることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記プリント設備（４０）が、コンタクト型のプリント設備であることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
前記雰囲気分離スロット（３０）が、真空引きデバイスに連通した１つまたは複数の真空引きチャネル（３７）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、
さらに、前記第１チャンバ（１０）と前記雰囲気分離スロット（３０）との間に配置された凝縮チャネル（３６）を具備していることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、
前記雰囲気分離スロット（３０）が、前記フレキシブル基板（１）を案内するための一対のまたは複数対の円筒形ローラ（３８Ａ，３８Ｂ；３８Ｃ，３８Ｄ）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、
前記雰囲気分離スロットの前記高さ（ｘ）が、前記フレキシブル基板の厚さの１．５〜５倍という範囲であることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、
前記雰囲気分離スロットの前記長さ（Ｌ）を前記雰囲気分離スロットの前記高さ（ｘ）で割算した前記値（Ｌ／ｘ）が、１００〜５０００という範囲内にあることを特徴とする装置。
【請求項１１】
少なくとも第１有機物層と第１無機物層とによってフレキシブル基板をコーティングするためのコーティング方法であって、
−フレキシブルな材料から前記フレキシブル基板を形成し、
−前記フレキシブル基板を、第１チャンバと第２チャンバとの一方を通して案内し、
−前記フレキシブル基板を、雰囲気分離スロットを経由させて、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの他方を通して案内し、ここで、前記雰囲気分離スロットの長さ（Ｌ）を前記雰囲気分離スロットの高さ（ｘ）で割算した値（Ｌ／ｘ）を、１００〜５０００という範囲内とし、
−前記第１チャンバ内において、前記フレキシブル基板上に、硬化可能な混合物からなる層をプリントし、ここで、前記硬化可能な混合物を、ポリマーのための少なくとも１つの前駆体またはオリゴマーまたはポリマーネットワークと、重合開始剤と、を含有したものとし、
−前記第１チャンバ内において、前記プリントされた層を硬化させることによって、前記第１有機物層を形成し、
−前記第２チャンバ内において、前記第１有機物層を有した前記フレキシブル基板の表面上に、気相蒸着法によって前記第１無機物層を成膜する、
ことを特徴とするコーティング方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記一方のチャンバを、前記第１チャンバとし、
前記他方のチャンバを、前記第２チャンバとし、
前記第１無機物層が、前記第１有機物層上に成膜することを特徴とするコーティング方法。
【請求項１３】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記一方のチャンバを、前記第２チャンバとし、
前記他方のチャンバを、前記第１チャンバとし、
前記第１有機物層を、前記第１無機物層上に成膜することを特徴とするコーティング方法。
【請求項１４】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記混合物を、前記コーティング方法の実行時に、大きくても１０ｍｂａｒという蒸気圧を有したものとすることを特徴とするコーティング方法。
【請求項１５】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記混合物を、前記コーティング方法の実行時に、大きくても１００００のｍＰａ．ｓという粘度を有したものとすることを特徴とするコーティング方法。
【請求項１６】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記硬化可能な混合物を、光硬化性組成物を含有したものとし、
前記光硬化性組成物を、限定しないものの、
（ａ）カチオン的に硬化可能な組成物と、カチオン性光重合開始剤、および／または、
（ｂ）ラジカル的に硬化可能な組成物と、フリーラジカル性光重合開始剤、
を有したものとし、
前記硬化可能な混合物の硬化ステップを、光硬化によって、または、電子ビーム硬化によって、行うことを特徴とするコーティング方法。
【請求項１７】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記混合物を、粒子を含有したものとすることを特徴とするコーティング方法。
【請求項１８】
請求項１１記載のコーティング方法において、
前記第１チャンバの圧力を、１〜１０ｍｂａｒという範囲とすることを特徴とするコーティング方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【図２】
【図５】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【図２】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５０３９７２（Ｐ２０１３−５０３９７２Ａ）
【公表日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２７８４０（Ｐ２０１２−５２７８４０）
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２０１０／０５０５６０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２８１１９
【国際公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（５１１０９５８５０）ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト−ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオー (16)
【出願人】（５１２０５７２２０）ハンツマン・アドヴァンスト・マテリアルズ・（スウィツァーランド）・ゲーエムベーハー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２０１０／０５０５６０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２８１１９
【国際公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（５１１０９５８５０）ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト−ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオー (16)
【出願人】（５１２０５７２２０）ハンツマン・アドヴァンスト・マテリアルズ・（スウィツァーランド）・ゲーエムベーハー (1)
【Ｆターム（参考）】
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