專利名稱：涂布方法和涂布裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種涂布方法。本申請(qǐng)還涉及一種涂布裝置。
背景技術(shù)：
許多產(chǎn)品，例如食物、電子部件等，都需要保護(hù)它們免于濕氣、氧、氫和/或其他物質(zhì)的影響的外殼(封裝)。包含交替有機(jī)和無(wú)機(jī)層的阻擋層已被證實(shí)適合用作外殼。無(wú)機(jī)層中的材料對(duì)所述物質(zhì)提供了最高的屏蔽，但是這些層通常具有缺陷，通過(guò)缺陷這些物質(zhì)仍會(huì)發(fā)生滲漏。有機(jī)層與無(wú)機(jī)層互相分離(隔絕，decouple)，使得所述物質(zhì)僅可以經(jīng)由曲折的路徑滲透，這可抑制擴(kuò)散。US 5，725，909描述了一種利用丙烯酸酯與氧阻擋層以連續(xù)的工藝對(duì)薄片狀基材進(jìn)行涂布的裝置和方法。在參見(jiàn)圖4中所描述的裝置中，片材沿著可轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒(圓筒)前進(jìn)。在被繞滾筒引導(dǎo)時(shí)，丙烯酸酯層通過(guò)閃蒸器(flash evaporator)而被沉積在片材上， 并通過(guò)UV源聚合。另外的沉積階段(station)沉積阻擋材料，例如通過(guò)等離子體沉積、真空沉積等。接著通過(guò)另外的蒸發(fā)器來(lái)沉積另外的丙烯酸酯層，隨后將其聚合。已知裝置與方法的缺點(diǎn)是其僅可以施加相對(duì)薄的有機(jī)層，例如，小于1微米。而且，為了能夠?qū)V-固化應(yīng)用于丙烯酸酯層，該層除了包含丙烯酸酯單體或其他前體外，還包含光引發(fā)劑。這些組分應(yīng)被同時(shí)蒸發(fā)，這暗示了要求它們具有可比較的蒸汽壓。需要相對(duì)較厚的有機(jī)層，因?yàn)樗鼈兛梢愿玫馗采w無(wú)機(jī)層的不平整(不均勻)。此外，相當(dāng)厚的有機(jī)層，例如厚于約10 μ m，非常適合于包埋的功能性粒子(顆粒)，例如消氣材料和光活化粒子，例如顯微透鏡(microlenses)或散射粒子。US5，725，909還提到了利用噴涂方法以施加較厚的丙烯酸酯層，例如25μπι。然而，當(dāng)通過(guò)噴涂噴嘴代替圖4的閃蒸器時(shí)，噴射的物質(zhì)也會(huì)分布在真空室的氣氛中，使得不再滿足用于沉積氧阻擋層材料的條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于在連續(xù)工藝中利用至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層來(lái)涂布柔性基材的改進(jìn)裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于在連續(xù)工藝中利用至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層來(lái)涂布柔性基材的改進(jìn)方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種利用至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層來(lái)涂布柔性基材的裝置，該裝置包括-第一室和第二室，-位于第一室和第二室之間的空氣隔絕槽(氣氛隔離槽，空氣隔離槽，atmosphere decoupling slot)，-設(shè)置在該第一室內(nèi)的沉積設(shè)備，用于在基材上沉積可固化混合物，該可固化混合物包含聚合物、低聚物或聚合物網(wǎng)絡(luò)中的至少一種前體，和/或聚合引發(fā)劑作為其組分，
-設(shè)置在該第一室內(nèi)的固化設(shè)備，用于固化沉積的混合物，并與其形成至少第一有機(jī)層，-設(shè)置在該第二室內(nèi)的氣相沉積設(shè)備，用于在設(shè)置有該至少第一有機(jī)層的基材上沉積該至少第一無(wú)機(jī)層，-用于將柔性基材從第一室和第二室之一經(jīng)由所述空氣隔絕槽引導(dǎo)至該第一室和第二室中的另一個(gè)的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種利用至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層來(lái)涂布柔性基材的涂布方法，包括以下步驟-提供柔性材料的柔性基材，-引導(dǎo)該柔性基材通過(guò)第一室和第二室之一，-將該柔性基材經(jīng)由空氣隔絕槽引導(dǎo)至該第一室和該第二室中的另一個(gè)，-在所述第一室內(nèi)在該基材上沉積可固化混合物層，該可固化混合物包含聚合物、 低聚物或聚合物網(wǎng)絡(luò)中的至少一種前體，和/或聚合引發(fā)劑作為其組分，-在所述第一室內(nèi)固化經(jīng)印刷的層，以形成該至少第一有機(jī)層，
-使該柔性基材經(jīng)由空氣隔絕槽弓I導(dǎo)至第二室，-在所述第二室內(nèi)通過(guò)氣相沉積方法施加該至少第一無(wú)機(jī)層?？諝飧艚^槽能夠使隨后施加與無(wú)機(jī)層和有機(jī)層不同的涂布技術(shù)在不同的大氣壓力范圍下操作。在一種實(shí)施方式中，一個(gè)室為第一室，而另一室為第二室，并且該至少第一無(wú)機(jī)層被施加在該至少第一有機(jī)層上。在另一種實(shí)施方式中，一個(gè)室為第二室，而另一室為第一室，并且該至少第一有機(jī)層被施加于該至少第一無(wú)機(jī)層。室可以具有不同的隔室(compartment)。例如，第一室可被分成用于印刷的第一隔室和用于固化的第二隔室。在隨后的隔室之間可以存在另外的空氣隔絕槽。如果基材已具有層的堆疊，則也可以使用根據(jù)本發(fā)明的第一方面和第二方面的裝置和方法。例如，該裝置可首先用來(lái)提供具有第一阻擋結(jié)構(gòu)的基材，該第一阻擋結(jié)構(gòu)具有至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層。隨后可在如此獲得的基材上應(yīng)用電子器件(電子裝置)，例如 (0)LED、光伏電池、電致變色器件(electro chrome device)或者電池。然后，可利用根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的裝置和方法以將具有至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層的第二阻擋結(jié)構(gòu)施加在電子器件上方。然后，通過(guò)該第一和第二阻擋層來(lái)封裝該電子器件。柔性基材可以是PET、PEN或任何種類的柔性材料?？蛇x地，柔性基材可以首先涂布有機(jī)印刷層。用于聚合物、低聚物或聚合物網(wǎng)絡(luò)的前體是在隨后的固化步驟之后可轉(zhuǎn)化為聚合物、低聚物或聚合物網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)。固化的步驟在供應(yīng)能量的影響下由混合物中存在的引發(fā)劑而引發(fā)。供應(yīng)能量刺激引發(fā)劑以產(chǎn)生活化的物質(zhì)。這些活化的物質(zhì)引發(fā)混合物的可聚合組分的聚合，該過(guò)程通常被稱為“固化”。固化后，混合物的可聚合組分發(fā)生交聯(lián)以形成固體表面涂層。該涂層可以包括添加劑，例如穩(wěn)定劑、改性劑、增韌劑、消泡劑、勻染劑(平整劑)、增厚劑、阻燃劑、抗氧化劑、顏料、染料、填料以及它們的組合?；诰酆衔锏腢V可固化涂層組合物可被配制為不含任何溶劑。這是有利的。當(dāng)使用時(shí)，溶劑需要具有相對(duì)較低的蒸汽壓，這意味著慢的蒸發(fā)速度。這就需要非常慢地輸送柔性基材，和/或使柔性基材的相對(duì)長(zhǎng)的部分經(jīng)受蒸發(fā)過(guò)程。
在一種實(shí)施方式中，組分的混合物在實(shí)施本方法期間具有至多10毫巴的蒸汽壓。 這可以使第一室容易排空至這樣的壓力水平，在該壓力水平下通過(guò)空氣隔絕槽發(fā)生的流動(dòng)為分子流動(dòng)。優(yōu)選地，所述組分的混合物在室溫(20°C )下具有在所述范圍內(nèi)的蒸汽壓，使得不必冷卻第一室。將蒸汽壓降低至低于1毫巴將需要嚴(yán)格地限制用于混合物的組分的選擇，或者需要冷卻第一室，并且不會(huì)導(dǎo)致真空設(shè)備的實(shí)際簡(jiǎn)化。沉積設(shè)備可以是噴涂裝置，但優(yōu)選為印刷設(shè)備，最優(yōu)選是接觸印刷裝置。接觸印刷，例如凹版印刷涂布和絲網(wǎng)涂布限制了待印刷混合物在第一室的氣氛中的分布。在一種實(shí)施方式中，組分的混合物在實(shí)施本方法期間具有在10到IOOOmPa. s之間范圍的粘度。這是用于大多數(shù)印刷方法的合適的粘度范圍。優(yōu)選地，組分的混合物在室溫 (200C )下具有在該范圍內(nèi)的粘度，使得第一室的溫度控制是不必要的。應(yīng)當(dāng)注意，一些方法如旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷(rotary screen printing)也適合于可達(dá)10. OOOmpa. s的相當(dāng)高的粘度,例如 3000mPa. s。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法中，可以以各種方式供應(yīng)能量，例如，通過(guò)供應(yīng)熱、 通過(guò)熱感應(yīng)等。最優(yōu)選地，能量通過(guò)輻照，優(yōu)選光子輻照，優(yōu)選UV輻照來(lái)供應(yīng)。通過(guò)經(jīng)由輻照供應(yīng)用于活化引發(fā)劑的能量，實(shí)現(xiàn)了印刷的有機(jī)層的快速固化。尤其是，利用UV輻照的固化是一種快速工藝。這使得可以使基材可被快速輸送通過(guò)第一室，并且第一室可以具有相對(duì)較小的體積。出于經(jīng)濟(jì)原因，快速輸送基材是很有吸引力的。具有相對(duì)小體積的第一室可容易地保持排空。印刷混合物中缺乏溶劑能夠使得在印刷過(guò)程中具有較低的蒸汽壓，使得柔性基材可以經(jīng)由空氣隔絕槽被直接輸送至第二室，在該第二室中進(jìn)行無(wú)機(jī)層的真空沉積。 空氣隔絕槽在本文中被定義為具有這樣的橫截面的狹縫，即足夠高和寬以允許柔性基材通過(guò)，但又足夠窄和長(zhǎng)以空氣地隔離室。空氣隔絕應(yīng)被理解為使得第二室中的壓力顯著低于第一室中的壓力，即，至少低100倍?？諝飧艚^槽需要具有大于箔材(薄片，foil)的厚度的高度，以防止空氣隔絕槽與基材之間發(fā)生摩擦而損壞基材和基材上涂布的層。優(yōu)選地，該空氣隔絕槽的高度X在柔性基材厚度的2至4倍的范圍內(nèi)。如果高度實(shí)質(zhì)上小于2倍，例如小于1. 5倍，則需要非常精確的校準(zhǔn)(對(duì)準(zhǔn))以防止空氣隔絕槽與柔性基材和其上涂布的層之間發(fā)生摩擦。為了能夠容易地進(jìn)行校準(zhǔn)，不必選擇基本上大于箔材厚度的4倍，例如大于5倍的空氣隔絕槽的高度。此外，由于空氣隔絕槽的摩爾電導(dǎo)(molar conductance)大約與槽高度的平方成比例， 因此這需要相對(duì)長(zhǎng)的槽長(zhǎng)度?？諝飧艚^槽的長(zhǎng)度L除以高度χ優(yōu)選在100至5000之間的范圍內(nèi)。長(zhǎng)度小于高度的100倍需要強(qiáng)大的泵送設(shè)備以從經(jīng)由空氣隔絕槽穿過(guò)的第一室除去污染物。為了實(shí)用目的，長(zhǎng)度最多為高度的5000倍。盡管進(jìn)一步增加長(zhǎng)度導(dǎo)致空氣隔絕的進(jìn)一步改善，但這也伴隨著非常窄的制造公差(manufacturing tolerance)和對(duì)空氣隔絕槽的校準(zhǔn)的嚴(yán)格要求。根據(jù)第一方面的裝置的一種實(shí)施方式的特征在于，印刷設(shè)備為接觸印刷配置。接觸印刷的實(shí)例是輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷和輪轉(zhuǎn)凹版印刷。接觸印刷使與空氣接觸的混合物的量最低化，從而有助于排空第一室。所述裝置的一種實(shí)施方式的特征在于，空氣隔絕槽包括一個(gè)或多個(gè)結(jié)合至排空裝置的排空通道。通過(guò)在空氣隔絕槽中提供額外的排空，可以使關(guān)于空氣隔絕槽的尺寸的要求稍微放松，例如空氣隔絕槽可以更短或更高，從而使柔性基材更容易地通過(guò)空氣隔絕槽輸送。根據(jù)本發(fā)明第一方面的裝置的一種實(shí)施方式進(jìn)一步包括在設(shè)置在第一室與空氣隔絕槽之間的冷凝通道。氣化物質(zhì)會(huì)在該冷凝通道中冷凝并且從而避免到達(dá)第二室。從而可放寬對(duì)空氣隔絕槽的要求。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的裝置的一種實(shí)施方式中，空氣隔絕槽包括一對(duì)或多對(duì)圓柱形輥，柔性基材在它們之間被引導(dǎo)。這樣，柔性基材可容易地通過(guò)空氣隔絕槽，而阻擋來(lái)自第一室的氣態(tài)物質(zhì)。在根據(jù)第二方面的方法的一種實(shí)施方式中，可固化混合物優(yōu)選為包含至少一種陽(yáng)離子可固化化合物和陽(yáng)離子光引發(fā)劑，和/或至少一種自由基可固化化合物和自由基光引發(fā)劑的光可固化組合物。該至少一種陽(yáng)離子可固化化合物可包括至少一種陽(yáng)離子可固化化合物或樹(shù)脂， 其特征在于其具有能夠經(jīng)由開(kāi)環(huán)機(jī)制發(fā)生反應(yīng)或作為開(kāi)環(huán)機(jī)制的結(jié)果以形成聚合物網(wǎng)絡(luò)的官能團(tuán)。這樣的官能團(tuán)的實(shí)例包括分子中的環(huán)氧乙烷_(kāi)(環(huán)氧化物)環(huán)、氧雜環(huán)丁烷(oxetane)環(huán)、四氫呋喃環(huán)以及內(nèi)酯環(huán)。這樣的化合物可具有脂肪族、芳香族、脂環(huán)族、 芳脂族(araliphatic)或雜環(huán)結(jié)構(gòu)，并且它們可以包含環(huán)基團(tuán)作為側(cè)基(side group), 或者環(huán)氧化物基團(tuán)可以形成脂環(huán)族或雜環(huán)環(huán)體系的一部分。光可固化組合物還可包含至少一種陽(yáng)離子光引發(fā)劑。該陽(yáng)離子光引發(fā)劑可選自那些常用于引發(fā)陽(yáng)離子光聚合的光引發(fā)劑。實(shí)例包括具有低親核性的陰離子的鐺鹽，例如鹵鐺鹽、氧碘鹽(iodosyl salt)、硫鐵鹽、氧硫鐵鹽(sulfoxonium salt)、或重氮鹽(diazonium salt)。茂金屬鹽也適合用作光引發(fā)劑。鐺鹽和茂金屬鹽光引發(fā)劑描述在美國(guó)專利第3，708，四6號(hào)； J. V Crivello,"Photoinitiated Cationic polymerization", UV Curing :Science & Technology, (S. P Pappas, ed. , Technology Marketing Corp. 1978)以及 J. V Crivello 禾口 K. Dietliker, " Photoinitiators for Cationic Polymerisation, " Chemistry and Technology of UV & EV Formulation for Coatings, Inks&Paints 327-478(P. K. Oldring，ed.，SITA Technology Ltd 1991)中，其中的每一篇通過(guò)引用結(jié)合于本文中。光可固化組合物可以可替代地或另外地包括一種或多種自由基可聚合(含有丙烯酸酯)化合物。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法中使用的含丙烯酸酯的化合物優(yōu)選為烯屬不飽和的。更優(yōu)選地，含丙烯酸酯的化合物為(甲基)丙烯酸酯。“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，或它們的混合物。含丙烯酸酯的化合物可包括至少一種聚(甲基)丙烯酸酯，例如2-官能團(tuán)、3-官能團(tuán)、4-官能團(tuán)、或5-官能團(tuán)單體或低聚脂肪族、脂環(huán)族、或芳香族(甲基)丙烯酸酯?？商娲鼗蛄硗獾?，光可固化組合物包括至少一種自由基光引發(fā)劑。該自由基光引發(fā)劑可以選自那些常用于引發(fā)自由基光聚合的光引發(fā)劑。自由基光引發(fā)劑的實(shí)例包括苯偶姻類，例如苯偶姻、苯偶姻醚類如苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻苯基醚、以及苯偶姻乙酸酯；苯乙酮類，例如苯乙酮、2，2_ 二甲氧基苯乙酮、以及1，1_ 二氯苯乙酮；苯偶?？s酮類，例如苯偶酰二甲基縮酮和苯偶酰二乙基縮酮；蒽醌類，例如2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌和2-戊基蒽醌； 三苯膦；苯甲?；趸㈩?benzoylphosphine oxides)，例如2，4，6_三甲基苯甲酰-二苯基氧化膦(Luzirin ΤΡ0) ；二酰基氧化膦類；二苯甲酮類，例如二苯甲酮和4，4'-雙(N， N’-二甲基氨基)苯甲酮；噻噸酮類(硫雜蒽酮類，thioxanthones)和咕噸酮類(氧雜蒽酮類，xanthones)；吖啶衍生物；吩嗪衍生物；喹喔啉衍生物；苯基_1，2_丙二酮2_0_苯甲酰基肟；4-(2-羥基乙氧基)苯基-(2-丙基)酮(Irgacure ^59) ；1-氨基苯基酮或1-羥基苯酮，例如1-羥基環(huán)己基苯酮、2-羥基異丙基苯酮、苯基1-羥基異丙基酮、以及4-異丙基苯基1-羥基異丙基酮。本發(fā)明的光可固化組合物可額外地包括其他組分，例如，穩(wěn)定劑、改性劑、增韌劑、 消泡劑、勻染劑、增厚劑、阻燃劑、抗氧化劑、顏料、染料、填料、以及它們的組合?？梢约尤氲焦饪晒袒M合物中以避免在使用過(guò)程中粘度增加的穩(wěn)定劑包括丁基化羥甲苯(“BHT”)、2，6-二-叔丁基-4-羥基甲苯、受阻胺類如芐基二甲胺(“BDMA”)、 N，N-二甲基芐胺、以及硼絡(luò)合物(boron complex)。這些前體的優(yōu)點(diǎn)是它們?cè)谑覝叵戮哂邢喈?dāng)?shù)偷恼羝麎骸４送猓旌衔锟砂w粒，例如無(wú)機(jī)顆粒。例如，該無(wú)機(jī)顆?？梢詾門i02、 SiO2或Al2O3顆粒以及它們的組合。在發(fā)光產(chǎn)品中，例如具有由涂布基材形成的封裝的LED，加入顆?？梢杂兄诟纳乒馔怦詈?outcoupling)。用于所述至少一個(gè)無(wú)機(jī)層的合適的材料包括，但不限于，金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氮氧化物、金屬硼氧化物，以及它們的組合。金屬氧化物優(yōu)先選自氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化銦、氧化錫、氧化銦錫、氧化鉭、氧化鋯、氧化鈮，以及它們的組合。 金屬氮化物優(yōu)先選自氮化鋁、氮化硅、氮化硼、以及它們的組合。金屬氮氧化物優(yōu)先選自氮氧化鋁、氮氧化硅、氮氧化硼、以及它們的組合。在一些阻擋堆疊中也可以使用不透光的阻擋層。不透光的阻擋材料包括，但不限于，金屬、陶瓷、聚合物、以及金屬陶瓷(合金陶瓷， cermet)。不透光金屬陶瓷的實(shí)例包括，但不限于，氮化鋯、氮化鈦、氮化鉿、氮化鉭、氮化鈮、 二硅化鎢、二硼化鈦、以及二硼化鋯。


參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些和其他方面。其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施方式，圖IA示出了在如圖1中的IA所示的第一制造階段中的柔性基材的截面，圖IB示出了在如圖1中的IB所示的第二制造階段中的柔性基材的截面，圖IC示出了在如圖IB中的IC所示的第二制造階段中的柔性基材的俯視圖，圖ID示出了在如圖1中的IC所示的第三制造階段中的柔性基材的截面，圖IE示出了在如圖1中的ID所示的第四制造階段中的柔性基材的截面，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施方式，圖3示出了圖2裝置的實(shí)施方式的第一細(xì)節(jié)，圖4示出了圖2裝置的實(shí)施方式的第二細(xì)節(jié)，圖4A示出了圖4中所示的細(xì)節(jié)的放大部分，圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施方式的細(xì)節(jié)，圖5示出了如在第二制造階段中所獲得的測(cè)量結(jié)果，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第四實(shí)施方式的細(xì)節(jié)，
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第五實(shí)施方式的細(xì)節(jié)，圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第六實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式在以下的詳細(xì)描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明可在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情形下實(shí)施。在其他的情況下，對(duì)于公知的方法、程序(步驟)以及組分并沒(méi)有詳細(xì)描述，以免混淆本發(fā)明的方面。在附圖中，為清楚起見(jiàn)，層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)大小可能被放大。應(yīng)該理解，盡管在本文中使用了術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等來(lái)描述各種元件、組分、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組分、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅是用來(lái)將一個(gè)(一種)元素(要素)、組分、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)。因此，在不背離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，下文中所述的第一元件、組分、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組分、區(qū)域、層或部分。本發(fā)明的實(shí)施方式在本文中參照截面示圖來(lái)描述，這些示圖是理想化實(shí)施方式 (和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。這樣，作為例如制造技術(shù)和/或公差的結(jié)果的示圖的形狀的變化是可以預(yù)期的。因此。本發(fā)明的實(shí)施方式不應(yīng)被視為限于本文中所示的特定形狀的區(qū)域， 而是應(yīng)包括例如由制造所引起的形狀偏差。除非另有定義，否則本文中使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))都具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。進(jìn)一步應(yīng)理解的是，例如那些在常用字典中已定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)被理解為具有與相關(guān)領(lǐng)域的背景相一致的含義，而不應(yīng)被理解為理想化的或過(guò)于表面的含義，除非本文中明確地如此限定。本文中提到的所有出版物、專利申請(qǐng)、專利、以及其他參考文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容均通過(guò)引用并入到本文中。在沖突的情況下，則以本發(fā)明說(shuō)明書(shū)(包括定義)為準(zhǔn)。此外，材料、方法和實(shí)例均僅為舉例說(shuō)明， 而不是用于進(jìn)行限制。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的利用至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層來(lái)涂布柔性基材1的裝置的第一實(shí)施方式。所示的裝置包括第一室10和第二室20以及位于第一室10和第二室20之間的空氣隔絕槽30。第一室10通過(guò)第一排空泵12經(jīng)由第一排空管13排空以維持在第一壓力水平Pl。第二室20通過(guò)第二排空泵22經(jīng)由第二排空管23排空以維持在第二壓力水平P2。第一壓力水平與第二壓力水平之間的比率P1/P2至少為1000。第一壓力被維持在例如在1至10毫巴的范圍，例如5毫巴的水平。第二壓力被維持在例如0. 005至 0. 05毫巴，例如0. 01毫巴的水平。利用羅茨泵(root pump)可以實(shí)現(xiàn)約10_3至10_4毫巴的真空。對(duì)于更低的真空， 可以使用例如可達(dá)1(Γ6毫巴的渦輪分子泵(turbo molecular pump)。印刷設(shè)備40設(shè)置于第一室10中。設(shè)置印刷設(shè)備40以用于利用包含聚合物的至少一種前體和光引發(fā)劑和/或沒(méi)有敏化劑的混合物來(lái)印刷柔性基材1。此外，具有UV輻照源50a、50b、50c的固化設(shè)備50設(shè)置在第一室10中。UV輻照源50a、50b、50c均由汞燈 (Hg-bulb)構(gòu)成，每一輻照源均具有300W/in的功率。然而，UV LED也可適用于此目的。該裝置額外地具有設(shè)置于第一室10內(nèi)的另外的印刷設(shè)備45以及另外的固化設(shè)備55。氣相沉積設(shè)備60設(shè)置在第二室20中，用于沉積無(wú)機(jī)層。在所示的實(shí)施方式中，氣相沉積設(shè)備包括冷卻筒61和多個(gè)蒸發(fā)裝置62a_d，用于蒸發(fā)用于沉積的無(wú)機(jī)材料。該裝置進(jìn)一步包括設(shè)備70、7h_k、74，用于在連續(xù)工藝中沿著印刷設(shè)備40，沿著固化設(shè)備50，以及經(jīng)由空氣隔絕槽30沿著氣相沉積設(shè)備60引導(dǎo)柔性基材1。更特別地，用于引導(dǎo)柔性基材1的設(shè)備包括解繞輥(展開(kāi)輥，退繞輥，解繞輥，unwind roller)70，其包括未處理的柔性基材1 ；以及重繞輥(反繞輥，復(fù)繞輥，復(fù)卷輥，rewind roller) 74，用于重繞已處理的柔性基材。第一引導(dǎo)輥沿著涂布有粘性材料的無(wú)端帶(循環(huán)帶，endless tape) 80 引導(dǎo)基材，以在處理前從基材上除去灰塵。引導(dǎo)輥72b、c、d將基材引導(dǎo)至印刷設(shè)備40和固化設(shè)備50。經(jīng)由引導(dǎo)輥72e、72f，基材現(xiàn)在被沿著另一印刷設(shè)備45和另一固化設(shè)備55引導(dǎo)。利用引導(dǎo)輥72g和72h，基材1通過(guò)空氣隔絕槽30引導(dǎo)至第二室20。在第二室20中， 基材1被沿著等離子體清潔單元82引導(dǎo)然后沿著蒸發(fā)裝置62a-d在冷卻筒61上輸送。接著，基材1被引導(dǎo)通過(guò)第二室外的空氣隔絕槽32，并進(jìn)一步經(jīng)由輥7 被引導(dǎo)至重繞輥74。 在另一種實(shí)施方式中，可將重繞輥設(shè)置在第二室20內(nèi)。應(yīng)注意的是，可以重復(fù)施加至少一個(gè)有機(jī)層和至少一個(gè)無(wú)機(jī)層的工藝。除了首先施加有機(jī)層然后施加無(wú)機(jī)層之外，可替代地，也可以首先施加無(wú)機(jī)層?，F(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明的利用至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層涂布柔性基材的方法的實(shí)例。在第一步驟中，提供柔性材料的基材。例如，用于基材1的合適的材料是聚碳酸酯(PC)、聚乙烯，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、 以及聚酰亞胺如KAPTON 。其他實(shí)例是高溫聚合物，例如聚醚砜(PEQ、聚酰亞胺，或 Transphan (—種高 Tg 環(huán)烯烴聚合物，可購(gòu)自德國(guó) Lofo High Tech Film, GMBH of Weil am Miein)?；膬?yōu)選具有在25-500 μ m之間的范圍的厚度。薄于25 μ m的基材在實(shí)踐中太脆，而厚于500 μ m的基材在實(shí)踐中太硬。優(yōu)選地，基材具有在范圍50-200 μ m,例如100 μ m 的厚度?；目梢跃哂袔资迕椎綆酌椎膶挾?，例如，在30cm至: 范圍中的寬度。優(yōu)選被設(shè)置在輥上的基材可以具有幾百米到幾千米的長(zhǎng)度。在所示的實(shí)施方式中，基材是由解繞輥(unwind roller) 70提供的。圖IA示出了基材1從解繞輥70解繞(展開(kāi)，unwound)時(shí)的截面(根據(jù)圖1中的1A)。當(dāng)基材1從解繞輥70解繞(展開(kāi))，并經(jīng)由帶80清潔后，基材1在第一室10被沿著印刷設(shè)備40引導(dǎo)。要注意的是，也可將解繞輥70與具有帶80的清潔設(shè)備設(shè)置在第一室內(nèi)。印刷設(shè)備40利用包含至少一種可光聚合的前體和光引發(fā)劑作為其組分的混合物來(lái)印刷層2。所述組分的混合物在執(zhí)行本方法的過(guò)程中具有最多10毫巴的蒸汽壓。在下一步驟中，利用印刷設(shè)備40印刷的層2利用來(lái)自固化設(shè)備50的輻照源50a_c 的光子輻射而被固化。圖IB示出了具有固化的有機(jī)層2的基材。該有機(jī)層可如圖IC所示被圖案化，其中圖IC示出了根據(jù)示圖IC的圖IB的表面的一部分。有機(jī)層2優(yōu)選具有在 ΙΟμπι至30μπι范圍的厚度，例如20μπι。在所示的實(shí)施方式中，基材1沿著另外的印刷設(shè)備45和另外的固化設(shè)備55被引導(dǎo)，以將第二有機(jī)層3施加在第一有機(jī)層2上，如圖ID所 示。在其上已涂布有第一和第二有機(jī)層的基材現(xiàn)在沿著引導(dǎo)輥72f、72g和7 通過(guò)空氣隔絕槽30被弓I導(dǎo)至第二室20。在此，使經(jīng)涂布的基材1的自由表面通過(guò)等離子體槍82被調(diào)節(jié)。接著，引導(dǎo)基材經(jīng)過(guò)冷卻筒61上方，并且通過(guò)氣相沉積方法將至少一個(gè)無(wú)機(jī)層4 (圖 1E)施加在經(jīng)涂布的基材1的自由表面處。在所示出的實(shí)施方式中，無(wú)機(jī)層4通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)而施加，產(chǎn)生圖IE所示的產(chǎn)品?？商娲?，可以采用其他的氣相沉積方法，例如物理氣相沉積(PVD)、混合物理化學(xué)氣相沉積(HPCVD)、氣相外延(VPE)。在該實(shí)施方式中，利用PECVD工藝沉積a-SiNx:H層，其中電子密度在IO15nT3的數(shù)
量級(jí)。蒸發(fā)裝置62a.....62d包括噴頭頂部電極(蓮蓬頭式頂部電極)(直徑M2mm)，反
應(yīng)氣體通過(guò)該電極進(jìn)入第二室。利用Pfeiffer ADS 602H羅茨泵將第二室排空。基礎(chǔ)壓力(底壓，base pressure)低于10_3毫巴。蒸發(fā)裝置的噴頭頂部電極和作為底部電極的旋轉(zhuǎn)筒61之間的距離是20mm。噴頭電極利用600W 13. 56MHz RF發(fā)生器驅(qū)動(dòng)，同時(shí)可利用 Advanced Energy LF-5發(fā)生器向底部電極61施加500瓦50kHz_460kHz的LF功率。在沉積過(guò)程中可采用脈沖操作。在沒(méi)有施加偏壓的情況下，使底部電極接地，這對(duì)于使離子加速朝向基材來(lái)說(shuō)是很重要的(等離子體電位總是正的)。可將底部電極加熱至可達(dá)400°C。舉例來(lái)說(shuō)，出于安全性的原因，利用在N2中稀釋的NH3和SiH4(4. 75% )的氣體混合物作為前體來(lái)沉積a-SiNx:H層。隊(duì)同樣也用來(lái)進(jìn)一步稀釋工藝氣體混合物，并與第二室 20通氣。在氣體通過(guò)噴頭電極進(jìn)入室前將其預(yù)先混合。典型的氣體流為幾百標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分鐘(sccm)的數(shù)量級(jí)。通常在0. 1-1.0毫巴的范圍內(nèi)的工藝壓力利用節(jié)流閥來(lái)保持。 表1中列出了標(biāo)準(zhǔn)沉積設(shè)定的實(shí)例。在60W的等離子體面積和體積功率密度分別為IOmW/ cm2和110mW/cm3的數(shù)量級(jí)。表1 設(shè)定
權(quán)利要求
1.一種利用至少第一有機(jī)層( 和第一無(wú)機(jī)層(4)來(lái)涂布柔性基材(1)的裝置，所述裝置包括-第一室和第二室(10，20)，-位于所述第一室與第二室之間的空氣隔絕槽(30)，-設(shè)置在所述第一室(10)中的沉積設(shè)備(40)，用于沉積可固化混合物，所述可固化混合物包含聚合物、低聚物或聚合物網(wǎng)絡(luò)中的至少一種前體和/或聚合引發(fā)劑作為其組分，-設(shè)置在所述第一室(10)中的固化設(shè)備(50)，用于固化沉積的混合物，與其形成至少第一有機(jī)層(2)，-設(shè)置在所述第二室00)中的氣相沉積設(shè)備(60)，用于沉積至少第一無(wú)機(jī)層0)，-設(shè)備(70)，用于將所述柔性基材(1)從所述第一室(10)和所述第二室00)中的一個(gè)經(jīng)由所述空氣隔絕槽(30)引導(dǎo)至所述第一室(10)和所述第二室00)中的另一個(gè)，其特征在于，所述空氣隔絕槽的長(zhǎng)度L除以所述空氣隔絕槽的高度(χ)在100到5000之間的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，一個(gè)室為所述第一室，而另一個(gè)室為所述第二室，并且其中至少第一無(wú)機(jī)層施加于至少第一有機(jī)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，一個(gè)室為所述第二室，而另一個(gè)室為所述第一室，并且其中至少第一有機(jī)層施加于至少第一無(wú)機(jī)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述沉積設(shè)備GO)是印刷設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述印刷設(shè)備00)是接觸印刷設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述空氣隔絕槽(30)包括一個(gè)或多個(gè)耦接至排空裝置的排空通道(37)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括設(shè)置在所述第一室(10)與所述空氣隔絕槽 (30)之間的冷凝通道(36)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述空氣隔絕槽(30)包括一對(duì)或多對(duì)圓柱形輥 (38A，38B ；38C，38D)，在所述一對(duì)或多對(duì)圓柱形輥之間引導(dǎo)所述柔性基材(1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述空氣隔絕槽具有在所述柔性基材的厚度的 1.5至5倍范圍內(nèi)的高度(χ)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述空氣隔絕槽的長(zhǎng)度L除以所述空氣隔絕槽的高度(χ)在100到5000之間的范圍內(nèi)。
11.利用至少第一有機(jī)層和第一無(wú)機(jī)層來(lái)涂布柔性基材的涂布方法，包括以下步驟-提供柔性材料的柔性基材，-引導(dǎo)所述柔性基材通過(guò)第一室和第二室中的一個(gè)，-將所述柔性基材經(jīng)由空氣隔絕槽引導(dǎo)至所述第一室和所述第二室中的另一個(gè)，所述槽的長(zhǎng)度L除以所述槽的高度(χ)在100到5000之間的范圍內(nèi)，-在所述第一室中在所述基材上印刷可固化混合物層，所述可固化混合物包含聚合物、 低聚物或聚合物網(wǎng)絡(luò)中的至少一種前體，和/或聚合引發(fā)劑作為其組分，-在所述第一室中固化經(jīng)印刷的層以形成至少第一有機(jī)層，-在所述第二室中通過(guò)氣相沉積方法將至少第一無(wú)機(jī)層施加至設(shè)置有至少第一有機(jī)層的基材的表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂布方法，其中，一個(gè)室為所述第一室，而另一個(gè)室為所述第二室，并且其中，將至少第一無(wú)機(jī)層施加于至少第一有機(jī)層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂布方法，其中，一個(gè)室為所述第二室，而另一個(gè)室為所述第一室，并且其中，將至少第一有機(jī)層施加于至少第一無(wú)機(jī)層。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂布方法，在執(zhí)行所述方法期間，所述組分的混合物具有至多10毫巴的蒸汽壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂布方法，在執(zhí)行所述方法期間，所述組分的混合物具有至多IOOOOmPa. s的粘度。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂布方法，其中，所述可固化混合物包含光可固化組合物， 所述光可固化組合物包含但不限于(a)陽(yáng)離子可固化化合物和陽(yáng)離子光引發(fā)劑，和/或(b)自由基可固化化合物和自由基光引發(fā)劑，固化所述光可固化組合物的步驟通過(guò)光固化或電子束固化來(lái)進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂布方法，其中，所述混合物另外包含顆粒。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂布方法，其中，所述第一室中的壓力在1至10毫巴的范圍內(nèi)。
全文摘要
描述了利用至少第一有機(jī)層(2)和第一無(wú)機(jī)層(4)來(lái)涂布柔性基材(1)的裝置。該裝置包括第一室和第二室(10，20)以及位于該第一和第二室之間的空氣隔絕槽(30)。印刷設(shè)備(40)設(shè)置在第一室(10)中，用于利用包含用于聚合物、低聚物或聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少一種前體以及聚合引發(fā)劑的混合物來(lái)印刷該柔性基材。固化設(shè)備(50)設(shè)置在第一室(10)中，用于固化沉積的混合物，并與其形成所述至少第一有機(jī)層(2)。氣相沉積設(shè)備(60)設(shè)置在第二室(20)中，用于在設(shè)置有至少第一有機(jī)層(2)的基材(1)上沉積至少第一無(wú)機(jī)層(4)。所述裝置包括用于沿著印刷設(shè)備(40)，沿著固化設(shè)備(50)并經(jīng)由空氣隔絕槽(30)沿著氣相沉積設(shè)備(60)引導(dǎo)該柔性基材(1)的設(shè)備(70)。
文檔編號(hào)B05D7/04GK102574156SQ201080047302
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者伯恩哈德·塞勒, 埃米莉·加蘭德, 埃里克·德克姆佩內(nèi)爾, 安東尼厄斯·馬里亞·貝爾納杜斯·范默爾, 彼得·范德魏耶爾, 愛(ài)德華·威廉·艾伯特·揚(yáng), 理查德·弗蘭茨, 穆罕默德·祖貝爾·沙爾卡維, 赫伯特·里夫卡, 迪米特爾·盧博米羅維·科特澤韋 申請(qǐng)人:亨斯邁先進(jìn)材料(瑞士)有限公司, 荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究會(huì)(Tno)