複合モジュラーバリア構造およびパッケージ
まず真空下で、対象となる基材（１４）上にバリア（３０、３２）を蒸着し、それから大気圧で、望ましくは熱可塑性層（３４）として追加バリアを蒸着させることによって、複合多層バリアを生成する。それから、生じた多層バリアを、積層工程において対象品（４０）を被覆するために使用する。この場合、熱可塑性層（３４）は、それ自体が対象品の表面上へ融着する。真空蒸着バリアは、第一のレベリングポリマー層（４６）、それに続く、レベリング層上にスパッタした無機バリア材（３０）、および真空下でフラッシュ蒸着させ、硬化させた追加ポリマー層（３２）からなる。それから大気圧で、押出加工、引き抜き加工またはロールコーティングによって、熱可塑性ポリマー層（３４）を蒸着させる。生じた多層バリアは、熱可塑性層を結合剤として使用して積み重ねることができる。熱可塑性層内にナノ粒子（３６）を含ませて、構造のバリア特性を改善してもよい。また、乾燥剤物質は、含ませてもよいし、あるいは別の層（６２）として追加してもよい。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一般に、多層透明な可撓バリアに関する。また、そのようなバリアの製造法に関する。特に、本発明は、真空および大気中での蒸着によって生成した複合バリアに関し、また、進歩的な高いレベルの環境保護で、フレキシブルなデバイスを封入する透明なエンクロージャを製造するために、そのようなフレキシブルなバリアを使用するためのモジュール方式に関する。
【０００２】
関連技術の説明
特定用途に対して望ましい特性を得るために、真空または大気条件下で蒸着させた、無機およびポリマーコーティングが、これまで使用されている。コーティングの有効性を強化するために、種々の材料を組み合わせた多層コーティングも、使用されている。特に、そのようなコーティングは、湿気および酸素の浸透に対するバリアとして、食品および電子デバイスの包装に効果的に使用されている。
【０００３】
無機バリア層は、適当な基材上へ、種々の既知の処理、特にスパッタリング、化学蒸着または物理蒸着によって付着させた金属またはセラミックス（例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化インジウムスズ等）の複数の薄膜からなる。有機ポリマーバリアについては、同様に、真空中でモノマーまたはオリゴマーを蒸発させ、その蒸気を付着させて、基材上に薄膜を生成し、その薄膜を硬化させてポリマーのバリアを形成することができる。無機および有機層は、浸透性を減少させるために、および／あるいはバリア構造に機能をさらに追加するために、しばしば、多層バリアとして組み合わされる。
【０００４】
フレキシブルなバリアは、透明であっても、不透明であってもよい。透明なバリアは、製品が見える必要がある用途、または光が密閉包装へ入る、若しくはそこから出る必要がある用途に使用する。そのような用途は、例えば、食品、医療品および化学薬品の包装、情報表示、照明具並びに光起電力素子を含む。フレキシブルで透明なバリアには、ポリマー層と、透明な薄い無機コーティングとの組み合わせを利用する。不透明なバリアは、光透過の必要がないパッケージに使用する。不透明なバリアは、一般に、ポリマー層で積層した金属箔、例えば、アルミニウムを使用して製造する。
【０００５】
バリアは、また、液体モノマーあるいはオリゴマー内に、例えば、金属、酸化物および他のセラミックス等の無機材料を混合し、それを硬化させてポリマー複合材を形成することによって製造され、バリア材として使用される。熱可塑性ポリマーの場合、その材料は、対象品上に、例えば、押出加工、引き抜き加工またはロールコーティング等の、種々の応用プロセスによって、コーティングとして適用してもよい。他方、熱硬化性ポリマーは、最初に対象品上に層として蒸着させ、その後に架橋させて、所望のバリアを形成する。
【０００６】
バリアコーティングは、製造工程において普通の処理になりつつあり、酸素および湿気に対する低浸透性の仕様も、ますます厳しくなっている。このことは、特に、非常に高いレベルのバリアによる封入を必要とする、有機発光ダイオードおよび腐食されやすい電極システムを利用している、フレキシブルディスプレイ、光起電力素子、フレキシブルな固体ライトの、急速に進歩する分野では当てはまる。現在のフレキシブルなバリア設計は、類似のバリアシート上に製造したデバイス上へ蒸着あるいは積層させた、特定の単一層または多層のバリア構造を使用することに集中している。しかしながら、バリア層上のデバイス製造は、バリアシート特性に、例えば、温度や熱機械的安定性等の、追加の限界を課す。したがって、商業環境で、必要に応じて異なる性能仕様を満たすように使用できる改善型のバリア構造、そしてデバイス製造条件から独立した、あるいはそれらの条件に耐えるデバイスエンクロージャを生成する、改善型の方法に対する必要性が継続的に存在する。
【０００７】
発明の概要
前述を考慮して、本発明は、少なくとも部分的に透明で、封入用バリア壁の少なくとも一部に光透過が必要な、フレキシブルな電気デバイスを封入するように設計されたフレキシブルなエンクロージャからなる。本発明の一つの態様によれば、導線を持つフレキシブルなデバイスが、熱可塑性層または接着物質を統合した二枚の多層バリアシートによって封入される。デバイスよりも大きな表面積を持つ各バリアシートを、デバイス上へ積層し、デバイスの裏側には他のシートを積層することによって、デバイスの少なくとも片側が透明な保護エンクロージャを形成する。エンクロージャは、封入したデバイスの寿命を長く保つために、エッジへの追加のバリア補強や、ある形態の乾燥剤物質を含んでもよい。このように、包装エンクロージャを形成するバリアとデバイスとは、相互に独立させて形成する。また、フレキシブルな基材上の金属製または印刷導体の形態であるデバイスの導線は、エンクロージャの一つ以上の側面から突出させることが可能である。
【０００８】
各々の複合バリアシートは、異なる遮断性を持つ複数のバリア構造の一つから構成されてもよい。そのような多層構造は、また、単一の多層構造で達成可能な遮断性よりも非常に高い遮断性を得るために、それら自体で相互に積層させて、異なるバリアシートを生成できる。
【０００９】
そのような一つのバリア構造においては、ポリマー薄膜基材上に無機透明バリア層を真空蒸着する。それから大気圧で、押出加工、引き抜き加工またはロールコーティングによって、真空蒸着層上に熱可塑性ポリマー層を蒸着させ、本発明による多層バリアを生成する。この複合層は、また、エンクロージャへの、そしてそれからの光透過を遮断することなく、浸透性をさらに減少させるために、無機ナノ粒子あるいはナノフレークを含有することが好ましい。バリアは、また、熱可塑性層に含まれる、またはもう一つの層に付加する薄膜内に存在するナノ粒子の形態で、さもなければ、封入デバイスの機能に必要な透明性に影響を及ぼさない方法でパッケージに内包した通常の乾燥剤または保水物質として、乾燥剤物質を含むことが好ましい。
【００１０】
本発明のもう一つの態様によれば、生じた複合バリアを積み重ねて、より厚い、そして相応に浸透性が減少したバリアを形成することができる。この積み重ねは、蒸着工程を複数回繰り返して、あるいはスタックに単一のバリア構造を、その最後の層が持つ熱可塑性を利用して融着させることによって実行する。複合バリアのこの特質は、異なる浸透性仕様を持つ複数の商用用途に対して、同じ製品を使用することを可能にする。したがって、複合バリアは、本技術においてこれまで未知であった、用途の柔軟性を提供する。
【００１１】
このバリア構造のもう一つの実施例では、最初に真空蒸着によって、ポリマー基材上に無機バリア層を蒸着させる。それから真空で無機層に直列に、無機バリア層上に保護放射硬化ポリマー層を蒸着させる。それから大気圧で、押出加工、引き抜き加工またはロールコーティングによって、熱硬化性ポリマー上に熱可塑性ポリマー層を蒸着させる。この場合、浸透性をさらに低下させるために、および／あるいは湿気を吸収するために、無機ナノ粒子またはナノフレークを含ませることが好ましい。放射硬化ポリマー層は、無機層を保護し、それに続くナノ複合層の粘着性を促進するように作用する。
【００１２】
このバリア構造のさらにもう一つの実施例では、無機層の蒸着の前に、まず真空で、放射硬化ポリマー層を蒸着させる。この架橋層は、ポリマー基材の表面上の欠陥を覆うために使用する。例えば、無機バリア層の核形成および粘着に干渉する低分子量の種類（例えばオリゴマー）を遮断するために使用する。それから、上記に概説した工程のいずれかによって、残りの層を蒸着させる。
【００１３】
説明したバリア構造の全ては、デバイス上に積層してもよいし、あるいは相互上に積層してバリアシートを形成し、それを、デバイスまたは製造品用のエンクロージャを形成するために使用してもよい。本発明のもう一つの態様によれば、デバイスの両側に、金属箔製の不透明なバリアシートと透明なバリアシートを積層することによって、デバイスの反対側に、バリア機能がより高くより安価な不透明な層を保持しながら、デバイスの作動に必要な側面には透明性を提供することができる。そのようなタイプのエンクロージャでは、透明なバリアシート上に、よりフレキシブルなホイル製のバリアシートを折り重ねて、エンクロージャのエッジを介したガスおよび蒸気の透過を最小にすることができる。バリアシート間の密封をさらに保護するために、エッジ保護ストリップを使用してもよい。
【００１４】
本発明のさらにもう一つの態様によれば、本発明の熱可塑性層であってもよい透明なポリマー結合剤内に乾燥剤ナノ粒子を分散させることによって、複合ナノ乾燥剤層を生成し、高度に保水性および親水性がある層を生成する。それから、バリアシートの表面にポリマーナノ複合乾燥剤を被覆することによって、非常に高い吸湿特性を持つ透明層を形成する。代替的に、乾燥剤ナノ粒子は、バリア層上に直接被覆してもよいし、またはバリアシートに追加した支持透明樹脂層に塗布してもよい。また、積層工程の前に、バリアシートとデバイスとの間に、別個の乾燥剤層を配置してもよい。さらに代替的には、積層工程の前に、シール面内のバリアシート上に透明なナノ乾燥剤層を被覆してもよい。
【００１５】
すべての場合において、本発明に従って生成したデバイスエンクロージャは、密封工程の前に、湿気を取り除くために排気させる。加えて、二枚のバリアシート間にデバイスを重ねた後、酸素および湿気の侵入に対するさらなる保護を提供するために、高い遮断性および乾燥機能を持つエッジ保護ストリップを積層すること、あるいはエッジ上に付加することが好ましい。
【００１６】
本発明の種々の他の目的および利点は、下記の仕様内のその説明から、そして添付の請求項において特に指摘する新規な特徴から明白になる。したがって、上述の目的を達成するために、本発明は、図面に示して以下に説明する特徴、好適実施例の詳細な説明で完全に説明する特徴、そして請求項において特に指摘する特徴からなる。しかしながら、そのような図面および説明は、本発明を実行可能な種々の方法の一つを開示しているにすぎない。
【００１７】
本発明による好適実施例の説明
本発明は、バリア層の新しい組み合わせにある。つまり、改善された酸素および湿気遮断性を提供し、また、異なる浸透性仕様および透明度要件を持つ品物の包装カバーとして、より大きな柔軟性を提供する。各製品仕様に合わせて、異なるバリアおよび異なる蒸着処理を使用するよりも、むしろ、本発明の複合バリアは、多数のパッケージ用途に対して、所望の完成度を達成するために、モジュール様式で使用できる。本発明の結果、異なるバリア要件で透明なパッケージを必要とする物品を、異なる多重工程において、同じ処理で被覆できる。
【００１８】
本文で用いる「真空蒸着」は、物質を最初に真空下で蒸発させて、その後、冷えた基材、または真空蒸着チャンバ内の冷えたドラム上に薄膜層として蒸着させる、すべての蒸着処理を含むことを意図している。これは、最終製品に取り入れることを意図した、所望の特性を持つ材料のウェブすなわち薄膜でもよい。そのような真空蒸着処理は、従来のフラッシュ蒸発だけでなく、スパッタリング、反応スパッタリング、そして物理蒸着を含む。「大気蒸着」は、例えば、限定せずに、押出加工、引き抜き加工またはグラビアロールコーティング等の、主に、蒸着させる物質を予め気化させることを含まない処理に言及するために使用する。しかし、例えば、米国特許第６，１１８，２１８号に開示されている、大気圧下で実行する蒸着処理に言及することもできる。用語「モノマー」は、本発明の範囲内に開示した処理を実行するのに適当なオリゴマーをも含むことを意図する。用語「薄膜」は、厚さがミクロンまたはサブミクロン単位の、材料の層を含むことを意図する。通常、無機またはポリマーのフィルムからなる厚さは、蒸着処理によって生成される。「ナノ粒子」および「ナノフレーク」は、（１ミクロンよりも小さな）数百ナノメータ程度の、直径を持つ種々の形状の粒子に言及するための用語である。「ナノ粒子」は、ナノ粒子およびナノフレークの両方に言及するために使用する。「ナノ複合」層は、本発明による複合構造内の、ナノ粒子を含む樹脂層、または別の層に貼り付けられたナノ粒子層を示すために使用する。用語「乾燥剤」は、保水ポリマーや他の保水材料だけでなく、一般的に、本技術において理解されている真の乾燥剤材料に言及するために使用する。用語「バリア」材料は、水および／あるいは酸素浸透性を減少させるために使用する材料に言及する。最後に、ナノ粒子は、ここに定義した乾燥剤材料だけでなくバリア材料から構成してもよい。
【００１９】
図面に関しては、同類部品は、同類参照番号および記号で識別する。図１は、本発明を実行するための多層蒸着装置１０を概略的に示す。装置は、ウェブすなわち薄膜基材１４を、蒸着材料の一つ以上の層を受けるように通過させる、従来の真空蒸着チャンバ１２からなる。本発明の好適実施例においては、基材１４は、高い透過率および摩耗抵抗特性を持つポリエステルまたはポリカーボネート薄膜であり、製品を包装するための保護外層として適当である。対象となる特定なバリアに応じて、真空チャンバ１２内には、異なる従来の蒸着ユニットを使用する。例えば、抵抗蒸発器、またはスパッタリング、あるいは電子ビーム蒸着ユニット等の無機蒸着ユニット１６に、基材１４を通過させてもよい。このとき、（用途の必要条件に応じて透明な、あるいは非透明な）金属、金属酸化物または他のセラミックスが蒸着して、（１００から１０００オングストローム程度の）薄いバリア膜を形成する。それから基材を、従来のフラッシュ蒸発セクション１８に通過させてもよい。このとき、モノマー、例えば、アクリレートモノマーが気化して、それが冷ドラム２０に接触すると、液体層として金属またはセラミックス薄膜上に蒸着する。このモノマーは、厚さが約０．１から１．０ミクロンの薄膜として蒸着する。モノマー薄膜は、それから、電子ビームまたは紫外線放射源２２への露出によって硬化する。なお、架橋ポリマーのこの層は、好ましいものではあるが、本発明の種々の態様を実行するのに必要なものではない。
【００２０】
本発明によれば、このようして構成した二層バリアを真空チャンバから取り出し、大気条件下で、その真空蒸着ポリマー薄膜（または、ポリマー薄膜の蒸着がない場合は無機薄膜）上に、熱可塑性材料の層を追加する。この層は、真空チャンバ１２に組み合わせた従来の大気蒸着ユニット２４内で、押出加工または同等の処理を使用して蒸着させる。この第三層は、対象品上にバリアを積層するメカニズム、そして最終シートのバリア特性を所望の仕様へ改善する多重バリア層を積み重ねるメカニズムを提供するために追加する。この目的のため、大気圧で蒸着させる層は、５から１００ミクロンの範囲の厚さにあるビニルポリマー樹脂からなることが好ましい。
【００２１】
大気圧で蒸着する層は、気化しないため、製品に望ましい特性を追加する粒子の担体として使用できる。湿気および酸素に対するバリアの浸透性をさらに減少させるために、真空チャンバ内で生成した多層構造上への混合物の大気下による蒸着処理に影響を及ぼすことなく、熱可塑性層に、例えば、金属性ナノ粒子またはナノフレークを有利に追加することができる。熱可塑性材料にナノ粒子またはフレークを（通常、その重合作用の前に）一様に混合できる（しかし、それらを、加熱したポリマー内に混合することもできる）。そして、そのポリマーを熱い流動薄膜として蒸着させ、アクリレート蒸着層上に粘着させる。できるだけ透明度を維持するために、発生ナノ複合層の厚さを約２０ミクロンに制限することが好ましい。したがって、複合バリア構造は、基材を、まず供給ローラー２６から巻き取りローラ２８へ送り、それから、大気蒸着ユニット２４を通過させて、本発明の多層バリア構造を生成するという、半連続的な処理で生成される。
【００２２】
図２は、図１で説明した二重蒸着処理から生じる多層バリアを示す。なお、説明のみを意図して、すべての層を、実測寸法とは必然的に不相応な厚さで図面に示している。基材薄膜１４とポリマー薄膜３２との間に、金属バリア３０の薄膜が挟まれている。一様に分配させたナノ粒子３６を含むより厚い熱可塑性層３４によって、構造を多層シート３８の形態で完成させ、ロール形式にする。そうすることで、このシート製品は、図３に示すように、製造品の表面に熱可塑性層３４を粘着するだけで、例えば、電子部品、光起電力素子、電池、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ディスプレイ等の、製造品を積層するために使用できる。加えて、熱可塑性層内に埋め込んだナノ粒子またはナノフレークは、酸素および湿気浸透性に対する追加のバリアを提供する。これは、熱可塑性層の透明度を最高９０パーセントまで保持しながら、予想を遙かに超えて、従来の遮断性を改善することが分かっている。したがって、真空蒸着バリア層３０、３２への熱可塑性層３４の追加は、透明性を必要とする用途に適したままで、接着剤を使用しない積層に適当であり、そしてその浸透遮断性が実質的に改善されるというバリア製品の二重の利点を提供する。図４は、同じタイプのバリアを示している。この場合、（ナノ粒子なしの）熱可塑性層は、積層の目的で、無機物層上に直接蒸着されている。図５は、ナノ粒子を追加した同じバリアを示す。この場合、バリアは、受容装置へ結合するようにバリア材から突出した導線４２を持つデバイス４０上に積層されている。
【００２３】
本発明によるバリアのもう一つの利点は、特定用途に本質的に必要な程度に浸透性を減少させるために、容易に積み重ねて多重複合バリア層を形成できることである。例えば、図２および図４で示したバリアの各追加層が、酸素および湿気の両方に対する浸透性を相当に、そして予想可能に減少させることが分かっている。例えば、各後続層は、ほぼ同じ減少率、または次第に減少する減少率を提供する。このことは、実験に基づいて定量化でき、積み重ねたバリアの性能の予測因子として使用できる。これらの特性は、累積的な浸透性を、所望の仕様へ本質的に減少させるために有利に使用できる。図６は、そのようなバリア製品である三層スタック４４を図示する。（層間の構造的接着性を図示するために、より暗い層を使用している。）なお、スタック４４内に熱可塑性層３４が存在するために、先に述べたように、依然として、製造品に積層できる。
【００２４】
積層品において外層を構成するように意図した基材層１４は、各々の特定な用途に所望な特性を提供するように選択する。例えば、透過率が重要である場合は、基材を、オプティカルグレードポリエステルまたはポリカーボネートから形成してもよい。熱安定性が重要である場合、基材は、同業者には明白であるが、耐熱アリライトまたはポリカーボネートであってもよい。一般に、基材は、限定せずに、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリフェニレンサルファイド、ポリ脂環式化合物、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムから選択する。同様に、無機バリア層３０は、特定用途に最適なように、限定せずに、アルミニウム、酸化アルミニウム、銀、酸化ケイ素、インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、ニッケル、金、金属窒化物（例えばアルミニウムおよびケイ素）、酸窒化物（例えばアルミニウム）、または金属炭化物（例えばケイ素）から選択してもよい。ポリマー層３２は、限定せずに、ポリアクリレート、ポリビニル、エポキシポリマー、ポリ脂環式化合物またはフルオロカーボンポリマーから形成してもよい。外側の熱可塑性層３４は、これも積層処理に関連する等の特定のニーズまたは制約に基づき、限定せずに、酢酸ポリビニル、またはポリブテレート、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、あるいはイオンポリマーのグループからのいずれのポリマーでもよい。ナノ粒子またはナノフレークは、限定せずに、アルミナ、二酸化ケイ素、雲母、銀、インジウム、ニッケル、金、アルミニウム亜酸化物、アルミニウム酸窒化物、二酸化チタンから形成してもよい。酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズ、あるいは好適には約２ミクロン未満の平均直径を持つ他の金属系の粒子から形成してもよい。明らかなことは、層３４を形成するために、無機ナノ粒子を含む熱硬化性ポリマーも使用できるが、その場合は、もはや、接着剤を使わずに複合バリアを積層することは難しくなるため、特定な用途には不向きなものとなることである。そのような熱硬化性外層は、まず、液体モノマー内へ無機ナノ粒子を入れ、その混合物を、真空下で形成したポリマー層上に大気圧で液体として配置し、それから、液体モノマーを硬化させてポリマー熱硬化性層を生成するように調製しなければならない。
【００２５】
なお、本発明の範囲内で、真空蒸着させた無機および有機層、そして大気下で蒸着させた熱可塑性または熱硬化性層の種々の組み合わせを用いて、特定な結果を達成できる。例えば、図７に示すように、真空で基材１４上に、無機物層３０を蒸着させる前に、追加の放射硬化ポリマー層４６を蒸着させてもよい。この架橋層は、無機バリア層の核形成および接着性に悪影響を与える可能性がある、ポリマー基材の表面上の欠陥を覆うために使用する。そのようなレベリング層は、アクリレート、ビニルポリマー、二環式脂肪族化合物、ジエポキシポリマー、フッ素ポリマーおよびポリシロキサン、またはそれらの組み合わせからなるグループから選択されるポリマーからなることが好ましい。レベリング層は、大気圧で蒸着させたポリマーから構成してもよい。本発明を、以下の例によってさらに説明する。
【００２６】
実施例１（図４）
真空蒸着室内で約１０?４トルの真空レベルにおいて、電子ビーム蒸着によって、１５ミクロン厚のポリエステル膜基材上に、酸化アルミニウムからなる無機バリア層を蒸着させて、２００オングストロームのバリア膜を形成した。その酸化アルミニウムバリア上に、大気圧で、ポリフッ化ビニリデン熱可塑性ポリマー層を蒸着させた。この単一層バリアシート構造を、湿気バリアとして測定した。それから、この構造をそれ自体の上に積層し、二層および四層バリアシートを形成した。異なるバリアシートの湿気バリアは、以下の通りであった。
【表１】
【００２７】
実施例２
真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法によって、１２５ミクロン厚のポリエステル膜基材上に、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。それから、生じた構造を真空チャンバから取り出して、大気圧で、バリア層上に熱可塑性ポリウレタンのナノ複合層を蒸着させるように処理した。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、そのコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。生じたバリアは、単独で、そして多層スタックで、以下の湿気浸透性の結果を表した。
【表２】
【００２８】
実施例３（図２）
真空チャンバ内で、約５ｘ１０?４トルの圧力において、厚さ５０ミクロンのポリカーボネート薄膜基材上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化アクリレートポリマー層を蒸着させた。この放射硬化ポリマー層上に、真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、熱可塑性ポリウレタンポリマーのナノ複合層をバリア層上に蒸着させるように処理した。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に、１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、このコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。生じた単一層および二層スタックの湿気バリアは、以下の湿気浸透性パラメータを表した。
【表３】
【００２９】
実施例４（構造Ｂ、図２）
真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。真空チャンバ内で約５ｘ１０?４トルの圧力において、この無機バリア層上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化アクリレートポリマー層を蒸着させた。生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、バリア層上に熱可塑性ポリウレタンポリマーのナノ複合層を蒸着させるように処理した。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、このコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。生じた単一層および二層スタックの湿気バリアは、以下の湿気浸透性パラメータを表した。
【表４】
【００３０】
実施例５（図７）
真空チャンバ内で約５ｘ１０?４トルの圧力において、厚さ５０ミクロンのポリカーボネート薄膜基材上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化ポリマー層を蒸着させた。真空蒸着室内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、この放射硬化ポリマー層上に、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。それから真空下で、無機バリア層上に第二の放射硬化ポリマー層を蒸着させた。それから、生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、バリア層上に熱可塑性ポリウレタンポリマーのナノ複合層を蒸着させるように処理した。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、そのコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。それから、生じた構造を、湿気バリアとして測定した。生じた単一層および二層スタックの湿気バリアは、以下の湿気浸透性パラメータを表した。
【表５】
【００３１】
これらの結果は、先行技術を超える本発明の複合バリアによる改良、そしてスタックへの複合層の連続的追加によって達成可能な、浸透性の連続的な減少を表している。減少データの相関性は、所望の浸透特性を得るためにスタック内に必要な層数を予測するのに使用できる。例えば、例２に示す種々の構造のバリアは、以下の用途に特に適しており、以下に挙げた対応特性を持つ。
【表６】
【００３２】
したがって、本発明による透明なバリア構造は、デバイスを完全に包囲する積層処理によって、電子デバイスおよび他のデバイスをシールおよび保護するために有利に使用できる。大気バリア層には熱可塑性があるため、バリアは、パッケージから受容装置への結合のための導線が突出することを可能にしながら、デバイスの表面に簡単に粘着できる。特定なデバイスに対して透明性が重要である場合は、ナノ粒子を持つ多層構造を、光透過性を必要とするデバイス側に使用し、従来の不透明なバリアを反対側に使用してもよい。例えば、図８は、基材５２で支持し、積み重ね多層構造５４を持つ２枚のシートで挟んだマルチピクセル光源５０（あるいは光センサに同等）を図示する。この場合、構造の少なくとも頂部は透明である。デバイス５０の導線５６は、バリア材の粘着層によって、適所に便利に保持される。
【００３３】
同様に、図９に図示するように、エッジシール５８は、デバイスに積層するために使用したスタック内の熱可塑性層の粘着によって形成される。デバイスの用途が、エッジに特定な構造的強度を必要とする、また、エッジの分離を回避することが、デバイスの性能に重要である場合、図に示すように、パッケージを枠に入れて囲うために、エッジストリッププロテクタ６０を取り付けてもよい。
【００３４】
上記に示したように、また、乾燥、脱水または水/湿気の閉じ込めを促進するために、（望ましくは本発明の粘着層に）乾燥剤材料を組み合わせてもよい。例えば、塩化カルシウム粒子、硫酸カルシウム粒子または五酸化リン粒子等の無機乾燥剤を使用してもよい。また、ヒドロゲルのような保水ポリマーを使用してもよい。ナノ粒子の形態にあるそのような乾燥剤およびポリマーは、熱硬化性放射硬化ポリマーと熱可塑性シール層との間に、薄層として蒸着させることが好ましい。代替的に、乾燥剤またはポリマー層は、無機バリア層と熱可塑性シール層との間に蒸着させてもよい。図１０は、デバイス５０と、本発明によって製造した透明な多層頂部スタック５４との間に、頂部乾燥剤層６２を配置した複合型適用を図示する。底部乾燥剤層６４は、同様に、底部スタックと、デバイス５０の支持基材５２の底面との間に配置し、透明性が必要でないなら、不透明なポリマー層または無機層（例えば、従来のバリア層）と組み合わせてもよい。
【００３５】
図１１に図示するように、乾燥剤材料６６を、エッジ保護ストリップ６０内に詰めてもよい。そのような場合、これらの乾燥剤材料も、エッジの密封を改善するように使用する。同様に、保水ポリマーは、結合剤として、または無機乾燥剤粉のための分散マトリクスとして使用できる。乾燥剤層は、もう一つのバリア層上に適用した無機乾燥剤細粉の非常に薄い層（約０．１ミクロン未満）、またはもう一つのバリア層上に適用した保水ポリマーの薄層（約２．０ミクロン未満）、あるいは熱可塑性シール層内（厚さが最高約１０ミクロン）に混入させた乾燥剤細粉またはポリマーナノ粒子、または保水ポリマー層内に混入させ、もう一つのバリア層上に適用した乾燥剤細粉ナノ粒子（例えば、これも厚さが最高約１０ミクロンの層内に、ポリアクリルアミドまたはリン酸塩で職能化したポリアクリレート）から構成できる。そのようなバリアを、以下の例によって説明する。
【００３６】
実施例６
真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、ポリエステルの１２５ミクロン薄膜基材上に、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、９０%ポリアクリルアミド内に１０%微細塩化カルシウム粉からなる乾燥剤層を蒸着させるように処理した。硬化後、乾燥剤層上に熱可塑性ポリウレタンポリマーのナノ複合層を蒸着させた。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に、１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合することによって調製した。それから、このコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成した。生じたバリアは、単独で、そして多層スタックで、以下の湿気浸透性を結果として表した。
【表７】
【００３７】
実施例７
真空チャンバ内で約５ｘ１０?４トルの圧力において、厚さ５０ミクロンのポリカーボネート薄膜基材上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化ポリマー層を蒸着させた。真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、この放射硬化ポリマー層上に、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。この無機バリア層上に、第二の放射硬化ポリマー層を蒸着させた。それから、この物質を真空チャンバから取り出し、大気圧で、９０%ポリアクリルアミド内に１０%微細塩化カルシウム粉からなる乾燥剤層を蒸着させるように処理した。生じた単一層および二層スタックにおけるバリアの湿気浸透性は、検知不可能であった。
【００３８】
実施例８（ポリマー乾燥剤層）
真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。真空チャンバ内で約５ｘ１０?４トルの圧力において、この無機バリア層上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化アクリレートポリマー層を蒸着させた。生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、第一のポリマー層上に、保水ポリアミドを架橋させた乾燥剤層を蒸着させるように処理した。この乾燥剤層上に、熱可塑性ポリウレタンポリマーのもう一つのナノ複合層を蒸着させた。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、このコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。生じた単一および二層スタックの湿気バリアは、以下の湿気浸透性パラメータを表した。
【表８】
【００３９】
これらの例は、異なる用途に対する本発明の複合バリアの有効性をさらに説明するものである。複合バリアの真空蒸着による構成要素を、全文に渡り、ほぼ、無機ポリマーの二薄層構造として説明したが、本発明の範囲内において、真空下で、種々の追加層を蒸着できることは明らかである。同様に、結合剤として熱可塑性層を使用して複合バリアを積み重ねる処理は、各々の単一の複合バリアの製造工程から分離した処置として説明したが、種々の蒸着ステップを連続的に繰り返すことによっても実行できる。さらに、本発明による複合バリアを使用する積層処理は、粘着をさらに改善し、包装後に無酸素状態を得るために、真空下で行うことが好ましい。例えば、真空チャンバ内で、二枚のバリアシートで製品をラップして密封することにより真空状態で、または、大気条件において、パッケージを閉じるときに、二枚のバリアシートによって形成したパッケージ内に真空源（例えば吸込管）を提供することにより、積層処理を実行してもよい。
【００４０】
本文で説明し、添付の請求項によって定義する本発明の原理および範囲内で、当業技術者は、上記の詳細、ステップおよび構成要素に対する種々の変更が可能である。例えば、図１２は、本発明による透明なバリア７０（または従来の透明なバリア）の、上述の多層スタックの一つとの組み合わせを説明する。この場合、後者の熱可塑性層は、デバイス５０およびバリア７０に重なって包囲し、水および湿気浸透性に関して密閉する。デバイスの上面は、エッジに沿って本発明５４の多層バリアで囲った透明なバリア７０で覆われるが、底面は、デバイスの作用の必要性に応じて、透明であっても、そうでなくともよい。熱可塑性層３４は、バリア７０とバリア５４との間にシール７２を形成するために使用するが、オーバーラップがパッケージのエッジを密閉する。代替的に、図１２に図解する構造とは反対に、デバイスの下に、従来の不透明なバリアを使用し、本発明による透明なバリアシートを下方へ折り重ねて、オーバーラップさせ、包囲して密閉することもできる。
【００４１】
したがって、最も実際的で好ましい実施例であると思われる形態で、本発明をここに説明したが、本発明の範囲内での発展は可能であるため、ここに開示した詳細に限定せずに、すべての同等な処理および製品を含むように、請求項の完全な範囲を認めるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】真空蒸着チャンバを大気蒸着ユニットに組み合わせた、本発明の複合バリアを生成するための製造装置の概略図である。
【図２】本発明による複合バリアの、多層構造を示す概略図である。
【図３】図２に示す多層構造を持つ二枚のバリアシートで挟んだデバイスを示す概略図である。
【図４】熱可塑性層をナノ粒子なしで示す、本発明によるもう一つの多層構造の概略図である。
【図５】図４に示す多層構造を持つ二枚のバリアシートで挟んだデバイスを示す概略図である。ここでは、熱可塑性層にナノ粒子が追加されている。
【図６】本発明による複合バリアの、積み重ね多層構造を示す概略図である。
【図７】本発明によるもう一つの多層構造を示す概略図である。
【図８】本発明によって製造した積み重ね多層バリア構造を持つ２枚のシートで挟んだ光センサを示す正面図および平面図である。
【図９】本発明による積み重ね多層構造を積層したデバイスを示す概略図である。ここでは、パッケージを封入するためにエッジ保護ストリップを使用している。
【図１０】本発明による積み重ね多層構造を積層したデバイスを示す概略図である。ここでは、デバイスと積層用シートとの間に、乾燥剤層を追加している。
【図１１】エッジ保護ストリップ内に乾燥剤を追加した、図９に示すデバイスの概略図である。
【図１２】積層デバイスの概略図である。ここでは、本発明による積み重ね多層構造をフレームとして利用することによって、デバイスの透明側面上の従来のバリアをシールしている。
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一般に、多層透明な可撓バリアに関する。また、そのようなバリアの製造法に関する。特に、本発明は、真空および大気中での蒸着によって生成した複合バリアに関し、また、進歩的な高いレベルの環境保護で、フレキシブルなデバイスを封入する透明なエンクロージャを製造するために、そのようなフレキシブルなバリアを使用するためのモジュール方式に関する。
【０００２】
関連技術の説明
特定用途に対して望ましい特性を得るために、真空または大気条件下で蒸着させた、無機およびポリマーコーティングが、これまで使用されている。コーティングの有効性を強化するために、種々の材料を組み合わせた多層コーティングも、使用されている。特に、そのようなコーティングは、湿気および酸素の浸透に対するバリアとして、食品および電子デバイスの包装に効果的に使用されている。
【０００３】
無機バリア層は、適当な基材上へ、種々の既知の処理、特にスパッタリング、化学蒸着または物理蒸着によって付着させた金属またはセラミックス（例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化インジウムスズ等）の複数の薄膜からなる。有機ポリマーバリアについては、同様に、真空中でモノマーまたはオリゴマーを蒸発させ、その蒸気を付着させて、基材上に薄膜を生成し、その薄膜を硬化させてポリマーのバリアを形成することができる。無機および有機層は、浸透性を減少させるために、および／あるいはバリア構造に機能をさらに追加するために、しばしば、多層バリアとして組み合わされる。
【０００４】
フレキシブルなバリアは、透明であっても、不透明であってもよい。透明なバリアは、製品が見える必要がある用途、または光が密閉包装へ入る、若しくはそこから出る必要がある用途に使用する。そのような用途は、例えば、食品、医療品および化学薬品の包装、情報表示、照明具並びに光起電力素子を含む。フレキシブルで透明なバリアには、ポリマー層と、透明な薄い無機コーティングとの組み合わせを利用する。不透明なバリアは、光透過の必要がないパッケージに使用する。不透明なバリアは、一般に、ポリマー層で積層した金属箔、例えば、アルミニウムを使用して製造する。
【０００５】
バリアは、また、液体モノマーあるいはオリゴマー内に、例えば、金属、酸化物および他のセラミックス等の無機材料を混合し、それを硬化させてポリマー複合材を形成することによって製造され、バリア材として使用される。熱可塑性ポリマーの場合、その材料は、対象品上に、例えば、押出加工、引き抜き加工またはロールコーティング等の、種々の応用プロセスによって、コーティングとして適用してもよい。他方、熱硬化性ポリマーは、最初に対象品上に層として蒸着させ、その後に架橋させて、所望のバリアを形成する。
【０００６】
バリアコーティングは、製造工程において普通の処理になりつつあり、酸素および湿気に対する低浸透性の仕様も、ますます厳しくなっている。このことは、特に、非常に高いレベルのバリアによる封入を必要とする、有機発光ダイオードおよび腐食されやすい電極システムを利用している、フレキシブルディスプレイ、光起電力素子、フレキシブルな固体ライトの、急速に進歩する分野では当てはまる。現在のフレキシブルなバリア設計は、類似のバリアシート上に製造したデバイス上へ蒸着あるいは積層させた、特定の単一層または多層のバリア構造を使用することに集中している。しかしながら、バリア層上のデバイス製造は、バリアシート特性に、例えば、温度や熱機械的安定性等の、追加の限界を課す。したがって、商業環境で、必要に応じて異なる性能仕様を満たすように使用できる改善型のバリア構造、そしてデバイス製造条件から独立した、あるいはそれらの条件に耐えるデバイスエンクロージャを生成する、改善型の方法に対する必要性が継続的に存在する。
【０００７】
発明の概要
前述を考慮して、本発明は、少なくとも部分的に透明で、封入用バリア壁の少なくとも一部に光透過が必要な、フレキシブルな電気デバイスを封入するように設計されたフレキシブルなエンクロージャからなる。本発明の一つの態様によれば、導線を持つフレキシブルなデバイスが、熱可塑性層または接着物質を統合した二枚の多層バリアシートによって封入される。デバイスよりも大きな表面積を持つ各バリアシートを、デバイス上へ積層し、デバイスの裏側には他のシートを積層することによって、デバイスの少なくとも片側が透明な保護エンクロージャを形成する。エンクロージャは、封入したデバイスの寿命を長く保つために、エッジへの追加のバリア補強や、ある形態の乾燥剤物質を含んでもよい。このように、包装エンクロージャを形成するバリアとデバイスとは、相互に独立させて形成する。また、フレキシブルな基材上の金属製または印刷導体の形態であるデバイスの導線は、エンクロージャの一つ以上の側面から突出させることが可能である。
【０００８】
各々の複合バリアシートは、異なる遮断性を持つ複数のバリア構造の一つから構成されてもよい。そのような多層構造は、また、単一の多層構造で達成可能な遮断性よりも非常に高い遮断性を得るために、それら自体で相互に積層させて、異なるバリアシートを生成できる。
【０００９】
そのような一つのバリア構造においては、ポリマー薄膜基材上に無機透明バリア層を真空蒸着する。それから大気圧で、押出加工、引き抜き加工またはロールコーティングによって、真空蒸着層上に熱可塑性ポリマー層を蒸着させ、本発明による多層バリアを生成する。この複合層は、また、エンクロージャへの、そしてそれからの光透過を遮断することなく、浸透性をさらに減少させるために、無機ナノ粒子あるいはナノフレークを含有することが好ましい。バリアは、また、熱可塑性層に含まれる、またはもう一つの層に付加する薄膜内に存在するナノ粒子の形態で、さもなければ、封入デバイスの機能に必要な透明性に影響を及ぼさない方法でパッケージに内包した通常の乾燥剤または保水物質として、乾燥剤物質を含むことが好ましい。
【００１０】
本発明のもう一つの態様によれば、生じた複合バリアを積み重ねて、より厚い、そして相応に浸透性が減少したバリアを形成することができる。この積み重ねは、蒸着工程を複数回繰り返して、あるいはスタックに単一のバリア構造を、その最後の層が持つ熱可塑性を利用して融着させることによって実行する。複合バリアのこの特質は、異なる浸透性仕様を持つ複数の商用用途に対して、同じ製品を使用することを可能にする。したがって、複合バリアは、本技術においてこれまで未知であった、用途の柔軟性を提供する。
【００１１】
このバリア構造のもう一つの実施例では、最初に真空蒸着によって、ポリマー基材上に無機バリア層を蒸着させる。それから真空で無機層に直列に、無機バリア層上に保護放射硬化ポリマー層を蒸着させる。それから大気圧で、押出加工、引き抜き加工またはロールコーティングによって、熱硬化性ポリマー上に熱可塑性ポリマー層を蒸着させる。この場合、浸透性をさらに低下させるために、および／あるいは湿気を吸収するために、無機ナノ粒子またはナノフレークを含ませることが好ましい。放射硬化ポリマー層は、無機層を保護し、それに続くナノ複合層の粘着性を促進するように作用する。
【００１２】
このバリア構造のさらにもう一つの実施例では、無機層の蒸着の前に、まず真空で、放射硬化ポリマー層を蒸着させる。この架橋層は、ポリマー基材の表面上の欠陥を覆うために使用する。例えば、無機バリア層の核形成および粘着に干渉する低分子量の種類（例えばオリゴマー）を遮断するために使用する。それから、上記に概説した工程のいずれかによって、残りの層を蒸着させる。
【００１３】
説明したバリア構造の全ては、デバイス上に積層してもよいし、あるいは相互上に積層してバリアシートを形成し、それを、デバイスまたは製造品用のエンクロージャを形成するために使用してもよい。本発明のもう一つの態様によれば、デバイスの両側に、金属箔製の不透明なバリアシートと透明なバリアシートを積層することによって、デバイスの反対側に、バリア機能がより高くより安価な不透明な層を保持しながら、デバイスの作動に必要な側面には透明性を提供することができる。そのようなタイプのエンクロージャでは、透明なバリアシート上に、よりフレキシブルなホイル製のバリアシートを折り重ねて、エンクロージャのエッジを介したガスおよび蒸気の透過を最小にすることができる。バリアシート間の密封をさらに保護するために、エッジ保護ストリップを使用してもよい。
【００１４】
本発明のさらにもう一つの態様によれば、本発明の熱可塑性層であってもよい透明なポリマー結合剤内に乾燥剤ナノ粒子を分散させることによって、複合ナノ乾燥剤層を生成し、高度に保水性および親水性がある層を生成する。それから、バリアシートの表面にポリマーナノ複合乾燥剤を被覆することによって、非常に高い吸湿特性を持つ透明層を形成する。代替的に、乾燥剤ナノ粒子は、バリア層上に直接被覆してもよいし、またはバリアシートに追加した支持透明樹脂層に塗布してもよい。また、積層工程の前に、バリアシートとデバイスとの間に、別個の乾燥剤層を配置してもよい。さらに代替的には、積層工程の前に、シール面内のバリアシート上に透明なナノ乾燥剤層を被覆してもよい。
【００１５】
すべての場合において、本発明に従って生成したデバイスエンクロージャは、密封工程の前に、湿気を取り除くために排気させる。加えて、二枚のバリアシート間にデバイスを重ねた後、酸素および湿気の侵入に対するさらなる保護を提供するために、高い遮断性および乾燥機能を持つエッジ保護ストリップを積層すること、あるいはエッジ上に付加することが好ましい。
【００１６】
本発明の種々の他の目的および利点は、下記の仕様内のその説明から、そして添付の請求項において特に指摘する新規な特徴から明白になる。したがって、上述の目的を達成するために、本発明は、図面に示して以下に説明する特徴、好適実施例の詳細な説明で完全に説明する特徴、そして請求項において特に指摘する特徴からなる。しかしながら、そのような図面および説明は、本発明を実行可能な種々の方法の一つを開示しているにすぎない。
【００１７】
本発明による好適実施例の説明
本発明は、バリア層の新しい組み合わせにある。つまり、改善された酸素および湿気遮断性を提供し、また、異なる浸透性仕様および透明度要件を持つ品物の包装カバーとして、より大きな柔軟性を提供する。各製品仕様に合わせて、異なるバリアおよび異なる蒸着処理を使用するよりも、むしろ、本発明の複合バリアは、多数のパッケージ用途に対して、所望の完成度を達成するために、モジュール様式で使用できる。本発明の結果、異なるバリア要件で透明なパッケージを必要とする物品を、異なる多重工程において、同じ処理で被覆できる。
【００１８】
本文で用いる「真空蒸着」は、物質を最初に真空下で蒸発させて、その後、冷えた基材、または真空蒸着チャンバ内の冷えたドラム上に薄膜層として蒸着させる、すべての蒸着処理を含むことを意図している。これは、最終製品に取り入れることを意図した、所望の特性を持つ材料のウェブすなわち薄膜でもよい。そのような真空蒸着処理は、従来のフラッシュ蒸発だけでなく、スパッタリング、反応スパッタリング、そして物理蒸着を含む。「大気蒸着」は、例えば、限定せずに、押出加工、引き抜き加工またはグラビアロールコーティング等の、主に、蒸着させる物質を予め気化させることを含まない処理に言及するために使用する。しかし、例えば、米国特許第６，１１８，２１８号に開示されている、大気圧下で実行する蒸着処理に言及することもできる。用語「モノマー」は、本発明の範囲内に開示した処理を実行するのに適当なオリゴマーをも含むことを意図する。用語「薄膜」は、厚さがミクロンまたはサブミクロン単位の、材料の層を含むことを意図する。通常、無機またはポリマーのフィルムからなる厚さは、蒸着処理によって生成される。「ナノ粒子」および「ナノフレーク」は、（１ミクロンよりも小さな）数百ナノメータ程度の、直径を持つ種々の形状の粒子に言及するための用語である。「ナノ粒子」は、ナノ粒子およびナノフレークの両方に言及するために使用する。「ナノ複合」層は、本発明による複合構造内の、ナノ粒子を含む樹脂層、または別の層に貼り付けられたナノ粒子層を示すために使用する。用語「乾燥剤」は、保水ポリマーや他の保水材料だけでなく、一般的に、本技術において理解されている真の乾燥剤材料に言及するために使用する。用語「バリア」材料は、水および／あるいは酸素浸透性を減少させるために使用する材料に言及する。最後に、ナノ粒子は、ここに定義した乾燥剤材料だけでなくバリア材料から構成してもよい。
【００１９】
図面に関しては、同類部品は、同類参照番号および記号で識別する。図１は、本発明を実行するための多層蒸着装置１０を概略的に示す。装置は、ウェブすなわち薄膜基材１４を、蒸着材料の一つ以上の層を受けるように通過させる、従来の真空蒸着チャンバ１２からなる。本発明の好適実施例においては、基材１４は、高い透過率および摩耗抵抗特性を持つポリエステルまたはポリカーボネート薄膜であり、製品を包装するための保護外層として適当である。対象となる特定なバリアに応じて、真空チャンバ１２内には、異なる従来の蒸着ユニットを使用する。例えば、抵抗蒸発器、またはスパッタリング、あるいは電子ビーム蒸着ユニット等の無機蒸着ユニット１６に、基材１４を通過させてもよい。このとき、（用途の必要条件に応じて透明な、あるいは非透明な）金属、金属酸化物または他のセラミックスが蒸着して、（１００から１０００オングストローム程度の）薄いバリア膜を形成する。それから基材を、従来のフラッシュ蒸発セクション１８に通過させてもよい。このとき、モノマー、例えば、アクリレートモノマーが気化して、それが冷ドラム２０に接触すると、液体層として金属またはセラミックス薄膜上に蒸着する。このモノマーは、厚さが約０．１から１．０ミクロンの薄膜として蒸着する。モノマー薄膜は、それから、電子ビームまたは紫外線放射源２２への露出によって硬化する。なお、架橋ポリマーのこの層は、好ましいものではあるが、本発明の種々の態様を実行するのに必要なものではない。
【００２０】
本発明によれば、このようして構成した二層バリアを真空チャンバから取り出し、大気条件下で、その真空蒸着ポリマー薄膜（または、ポリマー薄膜の蒸着がない場合は無機薄膜）上に、熱可塑性材料の層を追加する。この層は、真空チャンバ１２に組み合わせた従来の大気蒸着ユニット２４内で、押出加工または同等の処理を使用して蒸着させる。この第三層は、対象品上にバリアを積層するメカニズム、そして最終シートのバリア特性を所望の仕様へ改善する多重バリア層を積み重ねるメカニズムを提供するために追加する。この目的のため、大気圧で蒸着させる層は、５から１００ミクロンの範囲の厚さにあるビニルポリマー樹脂からなることが好ましい。
【００２１】
大気圧で蒸着する層は、気化しないため、製品に望ましい特性を追加する粒子の担体として使用できる。湿気および酸素に対するバリアの浸透性をさらに減少させるために、真空チャンバ内で生成した多層構造上への混合物の大気下による蒸着処理に影響を及ぼすことなく、熱可塑性層に、例えば、金属性ナノ粒子またはナノフレークを有利に追加することができる。熱可塑性材料にナノ粒子またはフレークを（通常、その重合作用の前に）一様に混合できる（しかし、それらを、加熱したポリマー内に混合することもできる）。そして、そのポリマーを熱い流動薄膜として蒸着させ、アクリレート蒸着層上に粘着させる。できるだけ透明度を維持するために、発生ナノ複合層の厚さを約２０ミクロンに制限することが好ましい。したがって、複合バリア構造は、基材を、まず供給ローラー２６から巻き取りローラ２８へ送り、それから、大気蒸着ユニット２４を通過させて、本発明の多層バリア構造を生成するという、半連続的な処理で生成される。
【００２２】
図２は、図１で説明した二重蒸着処理から生じる多層バリアを示す。なお、説明のみを意図して、すべての層を、実測寸法とは必然的に不相応な厚さで図面に示している。基材薄膜１４とポリマー薄膜３２との間に、金属バリア３０の薄膜が挟まれている。一様に分配させたナノ粒子３６を含むより厚い熱可塑性層３４によって、構造を多層シート３８の形態で完成させ、ロール形式にする。そうすることで、このシート製品は、図３に示すように、製造品の表面に熱可塑性層３４を粘着するだけで、例えば、電子部品、光起電力素子、電池、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ディスプレイ等の、製造品を積層するために使用できる。加えて、熱可塑性層内に埋め込んだナノ粒子またはナノフレークは、酸素および湿気浸透性に対する追加のバリアを提供する。これは、熱可塑性層の透明度を最高９０パーセントまで保持しながら、予想を遙かに超えて、従来の遮断性を改善することが分かっている。したがって、真空蒸着バリア層３０、３２への熱可塑性層３４の追加は、透明性を必要とする用途に適したままで、接着剤を使用しない積層に適当であり、そしてその浸透遮断性が実質的に改善されるというバリア製品の二重の利点を提供する。図４は、同じタイプのバリアを示している。この場合、（ナノ粒子なしの）熱可塑性層は、積層の目的で、無機物層上に直接蒸着されている。図５は、ナノ粒子を追加した同じバリアを示す。この場合、バリアは、受容装置へ結合するようにバリア材から突出した導線４２を持つデバイス４０上に積層されている。
【００２３】
本発明によるバリアのもう一つの利点は、特定用途に本質的に必要な程度に浸透性を減少させるために、容易に積み重ねて多重複合バリア層を形成できることである。例えば、図２および図４で示したバリアの各追加層が、酸素および湿気の両方に対する浸透性を相当に、そして予想可能に減少させることが分かっている。例えば、各後続層は、ほぼ同じ減少率、または次第に減少する減少率を提供する。このことは、実験に基づいて定量化でき、積み重ねたバリアの性能の予測因子として使用できる。これらの特性は、累積的な浸透性を、所望の仕様へ本質的に減少させるために有利に使用できる。図６は、そのようなバリア製品である三層スタック４４を図示する。（層間の構造的接着性を図示するために、より暗い層を使用している。）なお、スタック４４内に熱可塑性層３４が存在するために、先に述べたように、依然として、製造品に積層できる。
【００２４】
積層品において外層を構成するように意図した基材層１４は、各々の特定な用途に所望な特性を提供するように選択する。例えば、透過率が重要である場合は、基材を、オプティカルグレードポリエステルまたはポリカーボネートから形成してもよい。熱安定性が重要である場合、基材は、同業者には明白であるが、耐熱アリライトまたはポリカーボネートであってもよい。一般に、基材は、限定せずに、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリフェニレンサルファイド、ポリ脂環式化合物、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムから選択する。同様に、無機バリア層３０は、特定用途に最適なように、限定せずに、アルミニウム、酸化アルミニウム、銀、酸化ケイ素、インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、ニッケル、金、金属窒化物（例えばアルミニウムおよびケイ素）、酸窒化物（例えばアルミニウム）、または金属炭化物（例えばケイ素）から選択してもよい。ポリマー層３２は、限定せずに、ポリアクリレート、ポリビニル、エポキシポリマー、ポリ脂環式化合物またはフルオロカーボンポリマーから形成してもよい。外側の熱可塑性層３４は、これも積層処理に関連する等の特定のニーズまたは制約に基づき、限定せずに、酢酸ポリビニル、またはポリブテレート、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、あるいはイオンポリマーのグループからのいずれのポリマーでもよい。ナノ粒子またはナノフレークは、限定せずに、アルミナ、二酸化ケイ素、雲母、銀、インジウム、ニッケル、金、アルミニウム亜酸化物、アルミニウム酸窒化物、二酸化チタンから形成してもよい。酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズ、あるいは好適には約２ミクロン未満の平均直径を持つ他の金属系の粒子から形成してもよい。明らかなことは、層３４を形成するために、無機ナノ粒子を含む熱硬化性ポリマーも使用できるが、その場合は、もはや、接着剤を使わずに複合バリアを積層することは難しくなるため、特定な用途には不向きなものとなることである。そのような熱硬化性外層は、まず、液体モノマー内へ無機ナノ粒子を入れ、その混合物を、真空下で形成したポリマー層上に大気圧で液体として配置し、それから、液体モノマーを硬化させてポリマー熱硬化性層を生成するように調製しなければならない。
【００２５】
なお、本発明の範囲内で、真空蒸着させた無機および有機層、そして大気下で蒸着させた熱可塑性または熱硬化性層の種々の組み合わせを用いて、特定な結果を達成できる。例えば、図７に示すように、真空で基材１４上に、無機物層３０を蒸着させる前に、追加の放射硬化ポリマー層４６を蒸着させてもよい。この架橋層は、無機バリア層の核形成および接着性に悪影響を与える可能性がある、ポリマー基材の表面上の欠陥を覆うために使用する。そのようなレベリング層は、アクリレート、ビニルポリマー、二環式脂肪族化合物、ジエポキシポリマー、フッ素ポリマーおよびポリシロキサン、またはそれらの組み合わせからなるグループから選択されるポリマーからなることが好ましい。レベリング層は、大気圧で蒸着させたポリマーから構成してもよい。本発明を、以下の例によってさらに説明する。
【００２６】
実施例１（図４）
真空蒸着室内で約１０?４トルの真空レベルにおいて、電子ビーム蒸着によって、１５ミクロン厚のポリエステル膜基材上に、酸化アルミニウムからなる無機バリア層を蒸着させて、２００オングストロームのバリア膜を形成した。その酸化アルミニウムバリア上に、大気圧で、ポリフッ化ビニリデン熱可塑性ポリマー層を蒸着させた。この単一層バリアシート構造を、湿気バリアとして測定した。それから、この構造をそれ自体の上に積層し、二層および四層バリアシートを形成した。異なるバリアシートの湿気バリアは、以下の通りであった。
【表１】
【００２７】
実施例２
真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法によって、１２５ミクロン厚のポリエステル膜基材上に、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。それから、生じた構造を真空チャンバから取り出して、大気圧で、バリア層上に熱可塑性ポリウレタンのナノ複合層を蒸着させるように処理した。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、そのコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。生じたバリアは、単独で、そして多層スタックで、以下の湿気浸透性の結果を表した。
【表２】
【００２８】
実施例３（図２）
真空チャンバ内で、約５ｘ１０?４トルの圧力において、厚さ５０ミクロンのポリカーボネート薄膜基材上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化アクリレートポリマー層を蒸着させた。この放射硬化ポリマー層上に、真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、熱可塑性ポリウレタンポリマーのナノ複合層をバリア層上に蒸着させるように処理した。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に、１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、このコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。生じた単一層および二層スタックの湿気バリアは、以下の湿気浸透性パラメータを表した。
【表３】
【００２９】
実施例４（構造Ｂ、図２）
真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。真空チャンバ内で約５ｘ１０?４トルの圧力において、この無機バリア層上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化アクリレートポリマー層を蒸着させた。生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、バリア層上に熱可塑性ポリウレタンポリマーのナノ複合層を蒸着させるように処理した。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、このコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。生じた単一層および二層スタックの湿気バリアは、以下の湿気浸透性パラメータを表した。
【表４】
【００３０】
実施例５（図７）
真空チャンバ内で約５ｘ１０?４トルの圧力において、厚さ５０ミクロンのポリカーボネート薄膜基材上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化ポリマー層を蒸着させた。真空蒸着室内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、この放射硬化ポリマー層上に、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。それから真空下で、無機バリア層上に第二の放射硬化ポリマー層を蒸着させた。それから、生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、バリア層上に熱可塑性ポリウレタンポリマーのナノ複合層を蒸着させるように処理した。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、そのコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。それから、生じた構造を、湿気バリアとして測定した。生じた単一層および二層スタックの湿気バリアは、以下の湿気浸透性パラメータを表した。
【表５】
【００３１】
これらの結果は、先行技術を超える本発明の複合バリアによる改良、そしてスタックへの複合層の連続的追加によって達成可能な、浸透性の連続的な減少を表している。減少データの相関性は、所望の浸透特性を得るためにスタック内に必要な層数を予測するのに使用できる。例えば、例２に示す種々の構造のバリアは、以下の用途に特に適しており、以下に挙げた対応特性を持つ。
【表６】
【００３２】
したがって、本発明による透明なバリア構造は、デバイスを完全に包囲する積層処理によって、電子デバイスおよび他のデバイスをシールおよび保護するために有利に使用できる。大気バリア層には熱可塑性があるため、バリアは、パッケージから受容装置への結合のための導線が突出することを可能にしながら、デバイスの表面に簡単に粘着できる。特定なデバイスに対して透明性が重要である場合は、ナノ粒子を持つ多層構造を、光透過性を必要とするデバイス側に使用し、従来の不透明なバリアを反対側に使用してもよい。例えば、図８は、基材５２で支持し、積み重ね多層構造５４を持つ２枚のシートで挟んだマルチピクセル光源５０（あるいは光センサに同等）を図示する。この場合、構造の少なくとも頂部は透明である。デバイス５０の導線５６は、バリア材の粘着層によって、適所に便利に保持される。
【００３３】
同様に、図９に図示するように、エッジシール５８は、デバイスに積層するために使用したスタック内の熱可塑性層の粘着によって形成される。デバイスの用途が、エッジに特定な構造的強度を必要とする、また、エッジの分離を回避することが、デバイスの性能に重要である場合、図に示すように、パッケージを枠に入れて囲うために、エッジストリッププロテクタ６０を取り付けてもよい。
【００３４】
上記に示したように、また、乾燥、脱水または水/湿気の閉じ込めを促進するために、（望ましくは本発明の粘着層に）乾燥剤材料を組み合わせてもよい。例えば、塩化カルシウム粒子、硫酸カルシウム粒子または五酸化リン粒子等の無機乾燥剤を使用してもよい。また、ヒドロゲルのような保水ポリマーを使用してもよい。ナノ粒子の形態にあるそのような乾燥剤およびポリマーは、熱硬化性放射硬化ポリマーと熱可塑性シール層との間に、薄層として蒸着させることが好ましい。代替的に、乾燥剤またはポリマー層は、無機バリア層と熱可塑性シール層との間に蒸着させてもよい。図１０は、デバイス５０と、本発明によって製造した透明な多層頂部スタック５４との間に、頂部乾燥剤層６２を配置した複合型適用を図示する。底部乾燥剤層６４は、同様に、底部スタックと、デバイス５０の支持基材５２の底面との間に配置し、透明性が必要でないなら、不透明なポリマー層または無機層（例えば、従来のバリア層）と組み合わせてもよい。
【００３５】
図１１に図示するように、乾燥剤材料６６を、エッジ保護ストリップ６０内に詰めてもよい。そのような場合、これらの乾燥剤材料も、エッジの密封を改善するように使用する。同様に、保水ポリマーは、結合剤として、または無機乾燥剤粉のための分散マトリクスとして使用できる。乾燥剤層は、もう一つのバリア層上に適用した無機乾燥剤細粉の非常に薄い層（約０．１ミクロン未満）、またはもう一つのバリア層上に適用した保水ポリマーの薄層（約２．０ミクロン未満）、あるいは熱可塑性シール層内（厚さが最高約１０ミクロン）に混入させた乾燥剤細粉またはポリマーナノ粒子、または保水ポリマー層内に混入させ、もう一つのバリア層上に適用した乾燥剤細粉ナノ粒子（例えば、これも厚さが最高約１０ミクロンの層内に、ポリアクリルアミドまたはリン酸塩で職能化したポリアクリレート）から構成できる。そのようなバリアを、以下の例によって説明する。
【００３６】
実施例６
真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、ポリエステルの１２５ミクロン薄膜基材上に、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、９０%ポリアクリルアミド内に１０%微細塩化カルシウム粉からなる乾燥剤層を蒸着させるように処理した。硬化後、乾燥剤層上に熱可塑性ポリウレタンポリマーのナノ複合層を蒸着させた。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に、１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合することによって調製した。それから、このコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成した。生じたバリアは、単独で、そして多層スタックで、以下の湿気浸透性を結果として表した。
【表７】
【００３７】
実施例７
真空チャンバ内で約５ｘ１０?４トルの圧力において、厚さ５０ミクロンのポリカーボネート薄膜基材上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化ポリマー層を蒸着させた。真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、この放射硬化ポリマー層上に、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。この無機バリア層上に、第二の放射硬化ポリマー層を蒸着させた。それから、この物質を真空チャンバから取り出し、大気圧で、９０%ポリアクリルアミド内に１０%微細塩化カルシウム粉からなる乾燥剤層を蒸着させるように処理した。生じた単一層および二層スタックにおけるバリアの湿気浸透性は、検知不可能であった。
【００３８】
実施例８（ポリマー乾燥剤層）
真空蒸着チャンバ内で３０ミリトルの真空レベルにおいて、スパッタ法により、酸化インジウムスズからなる無機バリア層を蒸着させて、５００オングストロームのバリア膜を形成した。真空チャンバ内で約５ｘ１０?４トルの圧力において、この無機バリア層上に、厚さ０．５ミクロンの放射硬化アクリレートポリマー層を蒸着させた。生じた構造を真空チャンバから取り出し、大気圧で、第一のポリマー層上に、保水ポリアミドを架橋させた乾燥剤層を蒸着させるように処理した。この乾燥剤層上に、熱可塑性ポリウレタンポリマーのもう一つのナノ複合層を蒸着させた。熱可塑性ポリウレタン樹脂は、予め、液体ポリウレタン樹脂内に１００ｎｍ未満のサイズの酸化アルミニウムナノ粒子（９０グラムの樹脂につき約１０グラムの粒子）を混合し、このコーティングを硬化させて、ナノ複合積層用バリア層を生成するように調製した。生じた単一および二層スタックの湿気バリアは、以下の湿気浸透性パラメータを表した。
【表８】
【００３９】
これらの例は、異なる用途に対する本発明の複合バリアの有効性をさらに説明するものである。複合バリアの真空蒸着による構成要素を、全文に渡り、ほぼ、無機ポリマーの二薄層構造として説明したが、本発明の範囲内において、真空下で、種々の追加層を蒸着できることは明らかである。同様に、結合剤として熱可塑性層を使用して複合バリアを積み重ねる処理は、各々の単一の複合バリアの製造工程から分離した処置として説明したが、種々の蒸着ステップを連続的に繰り返すことによっても実行できる。さらに、本発明による複合バリアを使用する積層処理は、粘着をさらに改善し、包装後に無酸素状態を得るために、真空下で行うことが好ましい。例えば、真空チャンバ内で、二枚のバリアシートで製品をラップして密封することにより真空状態で、または、大気条件において、パッケージを閉じるときに、二枚のバリアシートによって形成したパッケージ内に真空源（例えば吸込管）を提供することにより、積層処理を実行してもよい。
【００４０】
本文で説明し、添付の請求項によって定義する本発明の原理および範囲内で、当業技術者は、上記の詳細、ステップおよび構成要素に対する種々の変更が可能である。例えば、図１２は、本発明による透明なバリア７０（または従来の透明なバリア）の、上述の多層スタックの一つとの組み合わせを説明する。この場合、後者の熱可塑性層は、デバイス５０およびバリア７０に重なって包囲し、水および湿気浸透性に関して密閉する。デバイスの上面は、エッジに沿って本発明５４の多層バリアで囲った透明なバリア７０で覆われるが、底面は、デバイスの作用の必要性に応じて、透明であっても、そうでなくともよい。熱可塑性層３４は、バリア７０とバリア５４との間にシール７２を形成するために使用するが、オーバーラップがパッケージのエッジを密閉する。代替的に、図１２に図解する構造とは反対に、デバイスの下に、従来の不透明なバリアを使用し、本発明による透明なバリアシートを下方へ折り重ねて、オーバーラップさせ、包囲して密閉することもできる。
【００４１】
したがって、最も実際的で好ましい実施例であると思われる形態で、本発明をここに説明したが、本発明の範囲内での発展は可能であるため、ここに開示した詳細に限定せずに、すべての同等な処理および製品を含むように、請求項の完全な範囲を認めるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】真空蒸着チャンバを大気蒸着ユニットに組み合わせた、本発明の複合バリアを生成するための製造装置の概略図である。
【図２】本発明による複合バリアの、多層構造を示す概略図である。
【図３】図２に示す多層構造を持つ二枚のバリアシートで挟んだデバイスを示す概略図である。
【図４】熱可塑性層をナノ粒子なしで示す、本発明によるもう一つの多層構造の概略図である。
【図５】図４に示す多層構造を持つ二枚のバリアシートで挟んだデバイスを示す概略図である。ここでは、熱可塑性層にナノ粒子が追加されている。
【図６】本発明による複合バリアの、積み重ね多層構造を示す概略図である。
【図７】本発明によるもう一つの多層構造を示す概略図である。
【図８】本発明によって製造した積み重ね多層バリア構造を持つ２枚のシートで挟んだ光センサを示す正面図および平面図である。
【図９】本発明による積み重ね多層構造を積層したデバイスを示す概略図である。ここでは、パッケージを封入するためにエッジ保護ストリップを使用している。
【図１０】本発明による積み重ね多層構造を積層したデバイスを示す概略図である。ここでは、デバイスと積層用シートとの間に、乾燥剤層を追加している。
【図１１】エッジ保護ストリップ内に乾燥剤を追加した、図９に示すデバイスの概略図である。
【図１２】積層デバイスの概略図である。ここでは、本発明による積み重ね多層構造をフレームとして利用することによって、デバイスの透明側面上の従来のバリアをシールしている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光を必要とする側面を持つデバイスのための、９０%以下の透明性を持つ多層バリアパッケージであって、前記パッケージが、組み合わせで、
基材薄膜と、
前記基材薄膜上に適用される無機バリア層と、及び、
前記無機バリア層上に適用されるナノ複合層とを含む、
多層バリアシートと、
前記ナノ複合層に粘着される、露光を必要とする側面を持つデバイスと、並びに、
デバイスを封入するために、前記多層バリアシートに密封結合されるバリア構造とからなる、
バリアパッケージ。
【請求項２】
前記ナノ複合層が熱可塑性樹脂からなる、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項３】
前記ナノ複合層が熱可塑性樹脂内の無機ナノ粒子からなる、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項４】
前記バリア構造が前記多層バリアシートである、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項５】
前記バリア構造が前記多層バリアシートである、請求項２のバリアパッケージ。
【請求項６】
バリアパッケージ内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項７】
前記バリアシートおよびバリア構造を密封結合するエッジ保護ストリップをさらに含む、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項８】
前記エッジ保護ストリップ内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項７のバリアパッケージ。
【請求項９】
前記無機バリア層と前記ナノ複合層との間に適用されるポリマー層をさらに含む、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項１０】
前記基材薄膜と前記無機バリア層との間に適用されるレベリングポリマー層をさらに含む、請求項１のバリアシート。
【請求項１１】
前記ナノ複合層が熱可塑性樹脂からなり、前記無機バリア層と前記ナノ複合層との間に適用されるポリマー層と、そして前記基材薄膜と前記無機バリア層との間に適用されるレベリングポリマー層とをさらに含む、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項１２】
バリアパッケージ内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項１１のバリアパッケージ。
【請求項１３】
前記基材薄膜が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリフェニレンサルファイド、ポリ脂環式化合物、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムからなるグループから選択される物質からなる、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項１４】
前記無機バリア層が、アルミニウム、銀、インジウム、ニッケル、金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項１５】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式合物、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項２のバリアパッケージ。
【請求項１６】
前記バリアパッケージが、アルミナ、二酸化ケイ素、雲母、銀、インジウム、ニッケル、金、アルミニウム亜酸化物、酸窒化アルミニウム、二酸化チタン、亜酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項３のバリアパッケージ。
【請求項１７】
前記ポリマー層が、ポリアクリレート、ポリビニル、エポキシポリマー、ポリ脂環式化合物、またはフッ化炭素ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項９のバリアパッケージ。
【請求項１８】
前記レベリングポリマー層が、ポリアクリレート、ビニルポリマー、二環式脂肪族化合物、ジエポキシポリマー、フッ化ポリマーおよびポリシロキサンからなるグループから選択されるポリマーからなる、請求項１０のバリアパッケージ。
【請求項１９】
前記乾燥剤物質が、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、五酸化リン、および保水ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項１２のバリアパッケージ。
【請求項２０】
９０%以下の透明性を持つ多層バリアシートであって、組み合わせで、
基材薄膜と、
前記基材層上に適用される無機バリア層と、及び、
前記無機バリア層上に適用されるナノ複合層とからなる、バリアシート。
【請求項２１】
前記基材薄膜が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリ脂環式化合物、ポリフェニレンサルファイド、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムからなるグループから選択される物質からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項２２】
前記無機バリア層が、アルミニウム、銀、インジウム、ニッケル、金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項２３】
前記ナノ複合層が熱可塑性樹脂内のバリアナノ粒子からなる、請求項２４のバリアシート。
【請求項２４】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエーテル、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項２３のバリアシート。
【請求項２５】
前記バリアナノ粒子が、アルミナ、二酸化ケイ素、雲母、銀、インジウム、ニッケル、金、アルミニウム亜酸化物、酸窒化アルミニウム、亜酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項２３のバリアシート。
【請求項２６】
前記ナノ複合層が、熱可塑性樹脂内の乾燥剤ナノ粒子からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項２７】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエーテル、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項２６のバリアシート。
【請求項２８】
前記乾燥剤ナノ粒子が、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、五酸化リン、および保水ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項２６のバリアシート。
【請求項２９】
前記ナノ複合層が乾燥剤物質からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項３０】
前記ナノ複合層が、粘着層内のバリアナノ粒子からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項３１】
前記ナノ複合層が、粘着層内の乾燥剤物質からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項３２】
前記基材薄膜が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリ脂環式化合物、ポリアクリレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムからなるグループから選択される物質からなり、前記無機バリア層が、アルミニウム、銀、インジウム、ニッケル、金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、またはインジウム亜鉛、酸化物、酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなり、そして前記ナノ複合層が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエチルエーテル、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる熱可塑性樹脂内のバリアナノ粒子からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項３３】
前記無機バリア層と前記ナノ複合層との間に適用されるポリマー層をさらに含む、請求項２０のバリアシート。
【請求項３４】
前記ポリマー層が、ポリアクリレート、ポリビニル、エポキシポリマー、ポリ脂環式化合物、またはフッ素炭化ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項３３のバリアシート。
【請求項３５】
前記基材薄膜と前記無機バリア層との間に適用されるレベリングポリマー層をさらに含む、請求項２０のバリアシート。
【請求項３６】
前記基材薄膜と前記無機バリア層との間に適用されるレベリングポリマー層をさらに含む、請求項３３のバリアシート。
【請求項３７】
バリアシート内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項２０のバリアシート。
【請求項３８】
バリアシート内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項３３のバリアシート。
【請求項３９】
バリアシート内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項３５のバリアシート。
【請求項４０】
バリアシート内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項３６のバリアシート。
【請求項４１】
９０%以下の透明性を持つ多層バリアを製造するための工程であって、
無機材料を真空蒸着して、基材薄膜上に無機バリア層を生成するステップと、及び、
大気圧下で、前記無機バリア層上にナノ複合層を適用するステップとからなる、工程。
【請求項４２】
前記ナノ複合層が、熱可塑性樹脂層内のバリアナノ粒子からなる、請求項４１の工程。
【請求項４３】
モノマーを真空蒸着して、前記無機バリア層上に液体薄膜を生成するステップと、そして前記ナノ複合層を適用するステップの前に、前記液体薄膜を放射線源にさらしてポリマー層を生成するステップと、をさらに含む、請求項４１の工程。
【請求項４４】
前記無機材料を真空蒸着するステップの前に、レベリングモノマーを蒸着させて、前記基材薄膜上にレベリング液体薄膜を形成し、レベリングポリマー層を生成するステップをさらに含む、請求項４１の工程。
【請求項４５】
レベリングモノマーを真空蒸着して、前記基材薄膜上にレベリング液体薄膜を生成するステップと、前記無機材料を真空蒸着するステップとの前に、前記レベリング液体薄膜を放射線源にさらしてレベリングポリマー層を生成するステップと、をさらに含む、請求項４３の工程。
【請求項４６】
前記基材薄膜が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリ脂環式化合物、ポリアクリレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムからなるグループから選択される物質からなる、請求項４１の工程。
【請求項４７】
前記無機バリア層が、アルミニウム、銀、インジウム、ニッケル、金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項４１の工程。
【請求項４８】
前記無機バリアナノ粒子が、アルミナ、二酸化ケイ素、雲母、銀、インジウム、ニッケル、金、アルミニウム亜酸化物、酸窒化アルミニウム、亜酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項４２の工程。
【請求項４９】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエーテル、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項４２の工程。
【請求項５０】
前記ポリマー層が、ポリアクリレート、ポリビニル、エポキシポリマー、ポリ脂環式化合物、またはフッ化炭素ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項４３の工程。
【請求項５１】
前記レベリングポリマー層が、ポリアクリレート、ビニルポリマー、二環式脂肪族化合物、ジエポキシポリマー、フッ化ポリマーおよびポリシロキサンからなるグループから選択されるポリマーからなる、請求項４４の工程。
【請求項５２】
前記多層バリア内に乾燥剤物質を統合するステップをさらに含む、請求項４１の工程。
【請求項５３】
請求項４１の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５４】
請求項４２の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５５】
請求項４３の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５６】
請求項４４の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５７】
請求項４５の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５８】
請求項４２の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５９】
多層バリアシートを製造するための方法であって、
無機材料を真空蒸着して、基材薄膜上に無機バリア層を生成するステップと、そして、
大気圧下で、熱可塑性樹脂を融解し、前記樹脂を前記無機バリア層上に蒸着させて、外側熱可塑性樹脂層を形成するステップと、
これによって多層複合バリアを提供するステップと、それから、
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、前記多層複合バリアの複数の層を積み重ねて、前記多層バリアシートを形成するステップと、からなる方法。
【請求項６０】
前記熱可塑性樹脂層内に無機ナノ粒子を統合するステップをさらに含む、請求項５９の方法。
【請求項６１】
モノマーを真空蒸着して、前記熱可塑性樹脂を蒸着させるステップの前に、前記無機バリア層上に液体薄膜を形成するステップと、前記液体薄膜を放射線源にさらしてポリマー層を生成するステップと、をさらに含む、請求項５９の工程。
【請求項６２】
前記熱可塑性層内に無機ナノ粒子を統合するステップをさらに含む、請求項６１の工程。
【請求項６３】
前記無機材料を真空蒸着するステップの前に、モノマーを蒸着させて、前記基材薄膜上に液体薄膜を形成し、レベリングポリマー層を生成するステップをさらに含む、請求項５９の工程。
【請求項６４】
前記無機材料を真空蒸着するステップの前に、レベリングモノマーを真空蒸着して、前記基材薄膜上にレベリング液体薄膜を生成するステップと、および前記レベリング液体薄膜を放射線源にさらしてレベリングポリマー層を生成するステップとをさらに含む、請求項６１の工程。
【請求項６５】
前記熱可塑性層内に無機ナノ粒子を統合するステップをさらに含む、請求項６４の工程。
【請求項６６】
前記バリアシート内に乾燥剤物質を統合するステップをさらに含む、請求項６１の工程。
【請求項６７】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項５９の工程。
【請求項６８】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６１の工程。
【請求項６９】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６３の工程。
【請求項７０】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６４の工程。
【請求項７１】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６５の工程。
【請求項７２】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６６の工程。
【請求項７３】
デバイスのための多層バリアパッケージを製造する方法であって、
無機材料を真空蒸着して、基材層上に無機バリア層を生成するステップと、そして、
大気圧下で、前記無機バリア層上に熱可塑性樹脂を蒸着させて、外側熱可塑性樹脂層を形成するステップと、
これによって、多層複合バリアを提供するステップと、それから、
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、前記デバイス上に前記多層複合バリアを積層してバリアエンクロージャを形成するステップと、からなる、方法。
【請求項７４】
前記熱可塑性樹脂層内に無機ナノ粒子を統合するステップをさらに含む、請求項７３の方法。
【請求項７５】
前記熱可塑性樹脂を蒸着させるステップの前に、モノマーを真空蒸着して、前記無機バリア膜上に液体薄膜を生成するステップと、前記液体薄膜を放射線源にさらしてポリマー層を生成するステップとをさらに含む、請求項７３の方法。
【請求項７６】
前記無機材料を真空蒸着するステップの前に、レベリングモノマーを蒸着させて、前記基材薄膜上にレベリング液体薄膜を形成し、レベリングポリマー層を生成するステップをさらに含む、請求項７３の方法。
【請求項７７】
前記バリアエンクロージャ内に乾燥剤物質を統合するステップをさらに含む、請求項７３の方法。
【請求項７８】
前記バリアエンクロージャが、前記デバイス上に積層される前記多層複合バリアに加えて、もう一つのバリア層を含む、請求項７３の工程。
【請求項７９】
前記デバイスに真空を適用しながら、前記バリアエンクロージャを生成する、請求項７３の工程。
【請求項１】
露光を必要とする側面を持つデバイスのための、９０%以下の透明性を持つ多層バリアパッケージであって、前記パッケージが、組み合わせで、
基材薄膜と、
前記基材薄膜上に適用される無機バリア層と、及び、
前記無機バリア層上に適用されるナノ複合層とを含む、
多層バリアシートと、
前記ナノ複合層に粘着される、露光を必要とする側面を持つデバイスと、並びに、
デバイスを封入するために、前記多層バリアシートに密封結合されるバリア構造とからなる、
バリアパッケージ。
【請求項２】
前記ナノ複合層が熱可塑性樹脂からなる、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項３】
前記ナノ複合層が熱可塑性樹脂内の無機ナノ粒子からなる、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項４】
前記バリア構造が前記多層バリアシートである、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項５】
前記バリア構造が前記多層バリアシートである、請求項２のバリアパッケージ。
【請求項６】
バリアパッケージ内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項７】
前記バリアシートおよびバリア構造を密封結合するエッジ保護ストリップをさらに含む、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項８】
前記エッジ保護ストリップ内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項７のバリアパッケージ。
【請求項９】
前記無機バリア層と前記ナノ複合層との間に適用されるポリマー層をさらに含む、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項１０】
前記基材薄膜と前記無機バリア層との間に適用されるレベリングポリマー層をさらに含む、請求項１のバリアシート。
【請求項１１】
前記ナノ複合層が熱可塑性樹脂からなり、前記無機バリア層と前記ナノ複合層との間に適用されるポリマー層と、そして前記基材薄膜と前記無機バリア層との間に適用されるレベリングポリマー層とをさらに含む、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項１２】
バリアパッケージ内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項１１のバリアパッケージ。
【請求項１３】
前記基材薄膜が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリフェニレンサルファイド、ポリ脂環式化合物、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムからなるグループから選択される物質からなる、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項１４】
前記無機バリア層が、アルミニウム、銀、インジウム、ニッケル、金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項１のバリアパッケージ。
【請求項１５】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式合物、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項２のバリアパッケージ。
【請求項１６】
前記バリアパッケージが、アルミナ、二酸化ケイ素、雲母、銀、インジウム、ニッケル、金、アルミニウム亜酸化物、酸窒化アルミニウム、二酸化チタン、亜酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項３のバリアパッケージ。
【請求項１７】
前記ポリマー層が、ポリアクリレート、ポリビニル、エポキシポリマー、ポリ脂環式化合物、またはフッ化炭素ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項９のバリアパッケージ。
【請求項１８】
前記レベリングポリマー層が、ポリアクリレート、ビニルポリマー、二環式脂肪族化合物、ジエポキシポリマー、フッ化ポリマーおよびポリシロキサンからなるグループから選択されるポリマーからなる、請求項１０のバリアパッケージ。
【請求項１９】
前記乾燥剤物質が、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、五酸化リン、および保水ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項１２のバリアパッケージ。
【請求項２０】
９０%以下の透明性を持つ多層バリアシートであって、組み合わせで、
基材薄膜と、
前記基材層上に適用される無機バリア層と、及び、
前記無機バリア層上に適用されるナノ複合層とからなる、バリアシート。
【請求項２１】
前記基材薄膜が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリ脂環式化合物、ポリフェニレンサルファイド、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムからなるグループから選択される物質からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項２２】
前記無機バリア層が、アルミニウム、銀、インジウム、ニッケル、金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項２３】
前記ナノ複合層が熱可塑性樹脂内のバリアナノ粒子からなる、請求項２４のバリアシート。
【請求項２４】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエーテル、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項２３のバリアシート。
【請求項２５】
前記バリアナノ粒子が、アルミナ、二酸化ケイ素、雲母、銀、インジウム、ニッケル、金、アルミニウム亜酸化物、酸窒化アルミニウム、亜酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項２３のバリアシート。
【請求項２６】
前記ナノ複合層が、熱可塑性樹脂内の乾燥剤ナノ粒子からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項２７】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエーテル、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項２６のバリアシート。
【請求項２８】
前記乾燥剤ナノ粒子が、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、五酸化リン、および保水ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項２６のバリアシート。
【請求項２９】
前記ナノ複合層が乾燥剤物質からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項３０】
前記ナノ複合層が、粘着層内のバリアナノ粒子からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項３１】
前記ナノ複合層が、粘着層内の乾燥剤物質からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項３２】
前記基材薄膜が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリ脂環式化合物、ポリアクリレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムからなるグループから選択される物質からなり、前記無機バリア層が、アルミニウム、銀、インジウム、ニッケル、金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、またはインジウム亜鉛、酸化物、酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなり、そして前記ナノ複合層が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエチルエーテル、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる熱可塑性樹脂内のバリアナノ粒子からなる、請求項２０のバリアシート。
【請求項３３】
前記無機バリア層と前記ナノ複合層との間に適用されるポリマー層をさらに含む、請求項２０のバリアシート。
【請求項３４】
前記ポリマー層が、ポリアクリレート、ポリビニル、エポキシポリマー、ポリ脂環式化合物、またはフッ素炭化ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項３３のバリアシート。
【請求項３５】
前記基材薄膜と前記無機バリア層との間に適用されるレベリングポリマー層をさらに含む、請求項２０のバリアシート。
【請求項３６】
前記基材薄膜と前記無機バリア層との間に適用されるレベリングポリマー層をさらに含む、請求項３３のバリアシート。
【請求項３７】
バリアシート内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項２０のバリアシート。
【請求項３８】
バリアシート内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項３３のバリアシート。
【請求項３９】
バリアシート内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項３５のバリアシート。
【請求項４０】
バリアシート内に統合される乾燥剤物質をさらに含む、請求項３６のバリアシート。
【請求項４１】
９０%以下の透明性を持つ多層バリアを製造するための工程であって、
無機材料を真空蒸着して、基材薄膜上に無機バリア層を生成するステップと、及び、
大気圧下で、前記無機バリア層上にナノ複合層を適用するステップとからなる、工程。
【請求項４２】
前記ナノ複合層が、熱可塑性樹脂層内のバリアナノ粒子からなる、請求項４１の工程。
【請求項４３】
モノマーを真空蒸着して、前記無機バリア層上に液体薄膜を生成するステップと、そして前記ナノ複合層を適用するステップの前に、前記液体薄膜を放射線源にさらしてポリマー層を生成するステップと、をさらに含む、請求項４１の工程。
【請求項４４】
前記無機材料を真空蒸着するステップの前に、レベリングモノマーを蒸着させて、前記基材薄膜上にレベリング液体薄膜を形成し、レベリングポリマー層を生成するステップをさらに含む、請求項４１の工程。
【請求項４５】
レベリングモノマーを真空蒸着して、前記基材薄膜上にレベリング液体薄膜を生成するステップと、前記無機材料を真空蒸着するステップとの前に、前記レベリング液体薄膜を放射線源にさらしてレベリングポリマー層を生成するステップと、をさらに含む、請求項４３の工程。
【請求項４６】
前記基材薄膜が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリライト、ポリ脂環式化合物、ポリアクリレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはセルロースを主成分とするフィルムからなるグループから選択される物質からなる、請求項４１の工程。
【請求項４７】
前記無機バリア層が、アルミニウム、銀、インジウム、ニッケル、金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項４１の工程。
【請求項４８】
前記無機バリアナノ粒子が、アルミナ、二酸化ケイ素、雲母、銀、インジウム、ニッケル、金、アルミニウム亜酸化物、酸窒化アルミニウム、亜酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウムスズからなるグループから選択される物質からなる、請求項４２の工程。
【請求項４９】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリブテレート、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、エポキシポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ脂環式化合物、ポリビニルエーテル、シリコーン、フルオロシリコーンポリマー、ゴム、またはイオンポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項４２の工程。
【請求項５０】
前記ポリマー層が、ポリアクリレート、ポリビニル、エポキシポリマー、ポリ脂環式化合物、またはフッ化炭素ポリマーからなるグループから選択される物質からなる、請求項４３の工程。
【請求項５１】
前記レベリングポリマー層が、ポリアクリレート、ビニルポリマー、二環式脂肪族化合物、ジエポキシポリマー、フッ化ポリマーおよびポリシロキサンからなるグループから選択されるポリマーからなる、請求項４４の工程。
【請求項５２】
前記多層バリア内に乾燥剤物質を統合するステップをさらに含む、請求項４１の工程。
【請求項５３】
請求項４１の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５４】
請求項４２の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５５】
請求項４３の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５６】
請求項４４の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５７】
請求項４５の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５８】
請求項４２の工程によって調製される多層バリア。
【請求項５９】
多層バリアシートを製造するための方法であって、
無機材料を真空蒸着して、基材薄膜上に無機バリア層を生成するステップと、そして、
大気圧下で、熱可塑性樹脂を融解し、前記樹脂を前記無機バリア層上に蒸着させて、外側熱可塑性樹脂層を形成するステップと、
これによって多層複合バリアを提供するステップと、それから、
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、前記多層複合バリアの複数の層を積み重ねて、前記多層バリアシートを形成するステップと、からなる方法。
【請求項６０】
前記熱可塑性樹脂層内に無機ナノ粒子を統合するステップをさらに含む、請求項５９の方法。
【請求項６１】
モノマーを真空蒸着して、前記熱可塑性樹脂を蒸着させるステップの前に、前記無機バリア層上に液体薄膜を形成するステップと、前記液体薄膜を放射線源にさらしてポリマー層を生成するステップと、をさらに含む、請求項５９の工程。
【請求項６２】
前記熱可塑性層内に無機ナノ粒子を統合するステップをさらに含む、請求項６１の工程。
【請求項６３】
前記無機材料を真空蒸着するステップの前に、モノマーを蒸着させて、前記基材薄膜上に液体薄膜を形成し、レベリングポリマー層を生成するステップをさらに含む、請求項５９の工程。
【請求項６４】
前記無機材料を真空蒸着するステップの前に、レベリングモノマーを真空蒸着して、前記基材薄膜上にレベリング液体薄膜を生成するステップと、および前記レベリング液体薄膜を放射線源にさらしてレベリングポリマー層を生成するステップとをさらに含む、請求項６１の工程。
【請求項６５】
前記熱可塑性層内に無機ナノ粒子を統合するステップをさらに含む、請求項６４の工程。
【請求項６６】
前記バリアシート内に乾燥剤物質を統合するステップをさらに含む、請求項６１の工程。
【請求項６７】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項５９の工程。
【請求項６８】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６１の工程。
【請求項６９】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６３の工程。
【請求項７０】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６４の工程。
【請求項７１】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６５の工程。
【請求項７２】
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、製品上に前記バリアシートを積層してバリアエンクロージャを形成することによって、前記製品を前記バリアシートで保護するステップをさらに含む、請求項６６の工程。
【請求項７３】
デバイスのための多層バリアパッケージを製造する方法であって、
無機材料を真空蒸着して、基材層上に無機バリア層を生成するステップと、そして、
大気圧下で、前記無機バリア層上に熱可塑性樹脂を蒸着させて、外側熱可塑性樹脂層を形成するステップと、
これによって、多層複合バリアを提供するステップと、それから、
前記熱可塑性樹脂層を結合剤として使用し、前記デバイス上に前記多層複合バリアを積層してバリアエンクロージャを形成するステップと、からなる、方法。
【請求項７４】
前記熱可塑性樹脂層内に無機ナノ粒子を統合するステップをさらに含む、請求項７３の方法。
【請求項７５】
前記熱可塑性樹脂を蒸着させるステップの前に、モノマーを真空蒸着して、前記無機バリア膜上に液体薄膜を生成するステップと、前記液体薄膜を放射線源にさらしてポリマー層を生成するステップとをさらに含む、請求項７３の方法。
【請求項７６】
前記無機材料を真空蒸着するステップの前に、レベリングモノマーを蒸着させて、前記基材薄膜上にレベリング液体薄膜を形成し、レベリングポリマー層を生成するステップをさらに含む、請求項７３の方法。
【請求項７７】
前記バリアエンクロージャ内に乾燥剤物質を統合するステップをさらに含む、請求項７３の方法。
【請求項７８】
前記バリアエンクロージャが、前記デバイス上に積層される前記多層複合バリアに加えて、もう一つのバリア層を含む、請求項７３の工程。
【請求項７９】
前記デバイスに真空を適用しながら、前記バリアエンクロージャを生成する、請求項７３の工程。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００７−５３６１６９（Ｐ２００７−５３６１６９Ａ）
【公表日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１１４３６（Ｐ２００７−５１１４３６）
【出願日】平成１７年５月２日（２００５．５．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１４７１５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０８２１５
【国際公開日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（５０５３９４３９０）シグマ ラボラトリー オブ アリゾナ， インク． (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｇｍａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ｏｆ Ａｒｉｚｏｎａ， Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１０９６０ Ｎ． Ｓｔａｌｌａｒｄ Ｐｌａｃｅ， Ｔｕｃｓｏｎ， ＡＺ ８５７３７ （ＵＳ）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２日（２００５．５．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１４７１５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０８２１５
【国際公開日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（５０５３９４３９０）シグマ ラボラトリー オブ アリゾナ， インク． (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｇｍａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ｏｆ Ａｒｉｚｏｎａ， Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１０９６０ Ｎ． Ｓｔａｌｌａｒｄ Ｐｌａｃｅ， Ｔｕｃｓｏｎ， ＡＺ ８５７３７ （ＵＳ）
【Ｆターム（参考）】
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