(57)【要約】本発明は、ポリマー材料と少なくとも１種の無機フレーク材料とを含むことを特徴とするバリアコーティング組成物、その使用、ならびに、本発明のバリアコーティング組成物を含むことを特徴とするバリアコーティング層を含むデバイス、好ましくはディスプレイに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー材料と、少なくとも１種の無機フレーク材料とを含むことを特徴とする、バリアコーティング組成物。
【請求項２】
ポリマー材料が、５０〜９９重量％の量で存在することを特徴とする、請求項１に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項３】
無機フレーク材料が、１〜５０重量％の量で存在することを特徴とする、請求項１または２に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項４】
無機フレーク材料の粒子の厚さが、好ましくは１．０μｍより小さいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のバリアコーティング組成物。
【請求項５】
無機フレーク材料の平均粒径が、１〜１０００μｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のバリアコーティング組成物。
【請求項６】
無機フレーク材料が、ガラスフレークであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のバリアコーティング組成物。
【請求項７】
有機電界効果トランジスタ、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、ＴＶスクリーンのディスプレイ、光電池およびリチウム電池のバリアコーティング層における、請求項１〜６のいずれかに記載のバリアコーティング組成物の使用。
【請求項８】
少なくとも１つのバリアコーティング層を含むデバイスであって、該少なくとも１つのバリアコーティング層が、請求項１〜６のいずれかに記載のバリアコーティング組成物を含むことを特徴とする、前記デバイス。
【請求項９】
少なくとも１つのバリアコーティング層を含むディスプレイであって、該少なくとも１つのバリアコーティング層が、請求項１〜６のいずれかに記載のバリアコーティング組成物を含むことを特徴とする、前記ディスプレイ。
【請求項１０】
ａ）ポリマー材料および／または重合可能な材料、
ｂ）少なくとも１種の無機フレーク材料および
ｃ）少なくとも１種の有機溶媒
を含むバリアコーティング配合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、有機電界効果トランジスタ、ＯＬＥＤディスプレイ、液晶ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、ＴＶスクリーンのディスプレイ、光電池、リチウム電池およびバリア層を必要とする他の同様のデバイスにおいて用いることができる、無機フレーク材料を含むバリアコーティング組成物に関する。さらに、本発明は、このようなバリアコーティング組成物を含むデバイス、好ましくはディスプレイおよびこれらの製造方法に関する。かかるディスプレイは、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、ＴＶスクリーンのディスプレイおよび他のフレキシブルディスプレイに特に適する。
【背景技術】
【０００２】
デバイス、例えば有機電界効果トランジスタ、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、光電池およびリチウム電池は、通常反応性有機材料を含む。不都合なことに、これらの反応性材料は、水および／または酸素の影響を受けやすい。したがって、これらのデバイスは、有効な長期間の動作を可能にするために、バリアコーティングを有する必要がある。
【０００３】
現在、ガラスシートまたは金属ケーシングが、主に、水および／または酸素の進出を防止するために、バリア層として用いられている。しかし、ガラスおよび金属の使用により、重量および剛性の問題が生じ、製造において積層工程が必要となる。
【０００４】
ガラスおよび金属の代わりに、最近では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と、無機材料、例えばシリカ、アルミナまたは窒化ケイ素との交互層を含む積層シートが用いられている。このような基材は、例えばVitexにより販売されているバリックス(Barix)（登録商標）である。これらの積層シートの欠点は、これらが、所要の構造を構築するためにいくつかの段階の真空蒸着を必要とし、製造において積層工程を必要とすることである。ディスプレイ用途のためには、溶液ベースの処理が一層好適である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、
−所要のバリア特性、
−所要の透明度、
−所要の柔軟性および
−低い重量
を示し、有機電界効果トランジスタ、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、ＴＶスクリーンのディスプレイ、光電池、リチウム電池およびバリア層を必要とする他の同様のデバイスと共に用いることができる、コーティング組成物を開発することにあった。
【０００６】
本発明の他の目的は、好ましくは溶液で加工可能であり、さらに好ましくは単一工程の連続的処理において溶液で加工可能であるべきである、コーティング組成物を開発することにあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
驚異的なことに、ポリマー材料のバリア特性を、無機材料の比較的大きい（≧１μｍ）フレークをこれらのポリマー材料中に導入することにより増大することが可能であることが見出された。
したがって、本発明により、ポリマー材料と、少なくとも１種の無機フレーク材料とを含むことを特徴とするバリアコーティング組成物が提供される。
【０００８】
ポリマー材料として、重合可能な、好ましくはＵＶで重合可能な、当業者に知られているすべての材料を用いることができる。好ましいポリマー材料は、ポリエチレン類（ＰＥ）、ポリプロピレン類（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート類（ＰＥＴ）、ポリナフタレンテレフタレート類（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニリデン類（ＰＶＤＣ）、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート類、ポリウレタン類（ＰＵ）、ポリアミド類（ＰＡ）、エポキシ樹脂、メルカプトエステル類、例えばNorland Optical Adhesive 73、液晶ポリマー類（ＬＣＰ）およびオルモサー(ORMOCERs)（登録商標）（即ちFraunhofer-Gesellschaftからの無機−有機複合ポリマー類）である。
【０００９】
また、２種または３種以上の異なるポリマー材料の混合物を用いることが可能である。
ポリマー材料は、好ましくは、バリアコーティング組成物中に、５０〜９９重量％の量で、さらに好ましくは６０〜９７重量％の量で、および最も好ましくは７０〜９５重量％の量で存在する。
【００１０】
無機フレーク材料として、当業者に知られており、本出願の目的に適するすべての材料を用いることができる。好ましい無機フレーク材料には、雲母、アルミナ、シリカおよびガラスが含まれる。さらに好ましくは、シリカおよびガラスを、無機フレーク材料として用いる。最も好ましい無機フレーク材料は、ガラスである。
無機フレーク材料の厚さは、好ましくは１．０μｍより小さく、さらに好ましくは０．５μｍより小さく、最も好ましくは０．３μｍより小さい。
【００１１】
無機フレーク材料の平均粒径は、好ましくは１〜１０００μｍの範囲内であり、さらに好ましくは５０〜５００μｍの範囲内である。好ましい無機フレーク粒子は、１００〜４００μｍの範囲内の平均粒径および０．１〜０．５μｍ、好ましくは０．１〜０．３μｍの厚さを有する。無機フレークのアスペクト比は、２０〜５０００の範囲内、好ましくは２００〜２０００の範囲内である。
随意に、無機フレーク粒子を、金属酸化物、金属亜酸化物、金属フッ化物、金属オキシハロゲン化物、金属カルコゲナイド、金属窒化物、金属炭化物またはこれらの混合物からなる群から選択された１種または２種以上の層で被覆することができる。
【００１２】
無機フレーク材料は、好ましくは、バリアコーティング組成物中に、１〜５０重量％の量で、さらに好ましくは３〜４０重量％の量で、そして最も好ましくは５〜３０重量％の量で存在する。
ポリマー材料および無機フレーク材料に加えて、バリアコーティング組成物は、添加剤、充填剤、界面活性剤および当業者に知られている他の補助剤を、これらの機能に適した量で含むことができる。
【００１３】
好ましい態様において、本出願のバリアコーティング組成物は透明である。透明性は、バリアコーティングを通して見なければならないディスプレイ用途において明らかに重要である。光起電デバイスに必要な透明度は、必ずしもディスプレイ用途程高くなくてもよい。バリアコーティングが、ディスプレイの逆側にあるかまたは他の用途、例えばリチウム電池または有機電界効果トランジスタにある場合には、透明性は考慮事項ではない。
【００１４】
本出願のバリアコーティング組成物は、無機フレーク材料とポリマー材料とを直接混合することにより、または無機フレーク材料を最初の工程で対応するモノマー材料と混合し、混合物のモノマー材料をその後重合させることにより、製造することができる。好ましい態様において、ポリマー材料およびモノマー材料は、有機溶媒中の溶液または分散体として用いる。
【００１５】
本出願のバリアコーティング組成物は、デバイス、例えば有機電界効果トランジスタ、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、ＴＶスクリーンのディスプレイ、光電池、リチウム電池およびバリア層を必要とする他の同様のデバイスのバリアコーティング層に用いることができる。
【００１６】
さらに、本発明においてはまた、少なくとも１つのバリアコーティング層が本出願のバリアコーティング組成物を含むことを特徴とする、少なくとも１つの、好ましくは１つのバリアコーティング層を含むデバイス、好ましくはディスプレイを提供する。好ましい態様において、バリアコーティング層は、本出願のバリアコーティング組成物からなる。
バリアコーティング層は、好ましくは１０〜１０００μｍ、さらに好ましくは１０〜３００μｍの厚さを有する。
【００１７】
随意に、バリアコーティング層を、基材上に設ける。基材として、当業者に知られており、本出願の目的に適するすべての材料を用いることができる。基材材料として好ましいのは、ポリエチレンテレフタレートである。
バリアコーティング層を、基材と一緒に用いる場合には、これを、基材上に直接調製することができる。バリアコーティング層を、基材を用いずに単独で用いる場合には、これを、担体基材上で調製し、その調製の後に除去する。
【００１８】
１つの態様において、バリアコーティング層は、バリアコーティング組成物の溶液または分散体を基材上に配置し、最後に有機溶媒を蒸発させることにより製造することができる。随意に、バリア層の調製が完了した後に、これを基材から除去することができる。
他の態様において、バリアコーティング層は、少なくとも１種の無機フレーク材料を含む重合可能な材料の溶液または分散体を基材上に配置し、次に重合可能な材料を、好ましくはＵＶ照射により重合させ、最後に有機溶媒を蒸発させることにより調製することができる。随意に、バリア層の調製が完了した後に、これを基材から除去することができる。
【００１９】
したがって、本出願においては、
ａ）ポリマー材料および／または重合可能な材料、
ｂ）少なくとも１種の無機フレーク材料および
ｃ）少なくとも１種の有機溶媒
を含む、バリアコーティング配合物も提供される。
前述の材料に加えて、バリアコーティング配合物は、添加剤、充填剤、界面活性剤および当業者に知られている他の補助剤を、これらの機能に適した量で含むことができる。
【００２０】
バリアコーティング配合物は、当業者に知られており、本発明のバリアコーティング組成物またはバリアコーティング層を調製するのに適する、任意の印刷または湿式塗布技術により、処理することができる。
バリアコーティング配合物は、多工程処理で適用する場合には、バリアコーティング層の厚さを変化させるか、または特に組成が工程毎に変わる場合には、多層バリアコーティングを調製することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の好ましい態様においては、ポリマー材料とガラスフレークとを含むことを特徴とする、バリアコーティング組成物を提供する。
【００２２】
ガラスフレークとして、当業者に知られており、本出願の目的に適するすべての材料を用いることができる。好ましいタイプのガラスは、次のものである：窓ガラス、Ａガラス、Ｃガラス、Ｅガラス、ＥＣＲガラス、デュラン(Duran)（登録商標）ガラス、研究室装置ガラス、光学ガラスおよび石英ガラス。さらに好ましいのは、Ｅガラス、ＥＣＲガラスおよび石英ガラスである。ガラスフレークの屈折率は、好ましくは１．３〜２．９の範囲内、さらに好ましくは１．３５〜２．３の範囲内、そして最も好ましくは１．４〜１．８の範囲内である。さらに好ましい態様において、ガラスの屈折率は、ポリマーマトリックスの屈折率に整合し、光の分散を最小にするように選択する。
【００２３】
ガラスフレークの厚さは、好ましくは１．０μｍより小さく、さらに好ましくは０．５μｍより小さく、最も好ましくは０．３μｍより小さい。
ガラスフレークの平均粒径は、好ましくは１〜１０００μｍの範囲内であり、さらに好ましくは５０〜５００μｍの範囲内である。好ましいガラスフレークは、１００〜４００μｍの範囲内の平均粒径、および０．１〜０．５μｍ、好ましくは０．１〜０．３μｍの厚さを有する。ガラスフレークのアスペクト比は、２０〜５０００の範囲内、好ましくは２００〜２０００の範囲内である。
【００２４】
前述の寸法を有するガラスフレークは、EP 0 289 240 A1に開示されている方法および装置により製造することができる。
ガラスフレークの利点は、この材料を剥離する必要がないことである。なお、例えば雲母の場合のように、これ以外のほとんどの無機フレーク材料では剥離が必要である。
【００２５】
随意に、ガラス粒子を、金属酸化物、金属亜酸化物、金属フッ化物、金属オキシハロゲン化物、金属カルコゲナイド、金属窒化物、金属炭化物またはこれらの混合物からなる群から選択される１種または２種以上の層でコーティングすることができる。
ガラスフレークは、バリアコーティング組成物中に、１〜５０重量％の量で、好ましくは３〜４０重量％の量で、およびさらに好ましくは５〜３０重量％の量で存在する。
【００２６】
ポリマー材料およびガラスフレークに加えて、バリアコーティング組成物は、添加剤、充填剤、界面活性剤および当業者に知られている他の補助剤を、これらの機能に適した量で含むことができる。
したがって、本出願においては、
ａ）ポリマー材料および／または重合可能な材料、
ｂ）ガラスフレークおよび
ｃ）少なくとも１種の有機溶媒
を含むバリアコーティング配合物もまた提供される。
【００２７】
前述の材料に加えて、バリアコーティング配合物は、添加剤、充填剤、界面活性剤および当業者に知られている他の補助剤を、これらの機能に適した量で含むことができる。
本発明を、実施例により、以下において詳細に説明する。
【００２８】
例１
カルシウムをコーティングしたスライドガラスの調製
スライドガラス（２５×２５×１ｍｍ）を、蒸留水、アセトンおよびイソプロパノール中での超音波洗浄により調製した。次に、調製したスライドを、ブラウン(Braun)グローブボックス（Ｈ２Ｏ＜０．１ｐｐｍ、Ｏ２＜０．１ｐｐｍ）に移した。スライドを、ブラウングローブボックスとは別個の要素であるが、グローブボックス内に配置されている真空コーティングチャンバー内に配置し、鋳型で覆った。この鋳型により、各々のスライドの中央において１×１ｃｍの方形の蒸着が可能であった。カルシウムの蒸着を、６０ｎｍの層が設けられるまで行った。このようにして調製したスライドを、グローブボックス内に放置したが、これは１７時間後に影響を示さなかった。
【００２９】
通常の雰囲気内では、このようなコーティングされていない試料は、５分以内に完全に反応した。
【００３０】
比較例１
次に、カルシウムをコーティングしたスライドを、Norland Optical Adhesive 73の試料で、以下のようにコーティングした。この接着剤の約１ｇを、スライドの中心に塗布した。シリコーンで処理したＰＥＴ放出層をコーティングに適用し、顕微鏡用スライドガラスをこの上に配置し、スライドガラスに６００ｇの加重をかけた。混合体を、３０秒間放置した。加重を除き、スライドを、ＵＶ照射（ＥＦＯＳランプ、２００ｍＷｃｍ−２）に３０秒間暴露した。スライドガラスおよび放出層を取り外し、次いでさらなる硬化を、さらに３０秒間行った。この処理により、２８μｍのフィルム厚が得られた。
【００３１】
通常の雰囲気内では、このようなコーティングされた試料スライドは、２９分以内に完全に反応した。
【００３２】
例２
比較例１と同様にして、カルシウムをコーティングしたスライドを、５重量％のガラスフレーク（２０〜２００μｍ×５００ｎｍ）を含むNorland Optical Adhesive 73の組成物でコーティングした。
塗布されたコーティングは、厚さが３５μｍであり、通常の雰囲気内で、このようにしてコーティングした試料は、５０分以内に完全に反応した。
反応時間を、厚さで除すことにより、比較例１のコーティングに対する改善は、４０％よりも大きかった。
【国際調査報告】
2007509191.tif 000002
2007509191.tif 000003
2007509191.tif 000004