(57)【要約】      （修正有）【課題】物質の表面欠陥を検出するための単純で信頼性の高い方法を提供する。【解決手段】ａ）親水性層によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を有し、前記親水性層に欠陥がある基板を提供すること、ｂ）親油性蛍光物質が欠陥に接触するために十分な時間、該物質を基板に接触させること、ｃ）検出可能な蛍光反応を起こすために適切な波長でエネルギーによって蛍光物質を励起すること、およびｄ）該物質の蛍光反応を検出することを含む。【選択図】図１
2015007642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)親水性層によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を有し、前記親水性層に欠陥がある基板を提供すること、
b)親油性蛍光物質が欠陥に接触するために十分な時間、該物質を基板に接触させること、
c)検出可能な蛍光反応を起こすために適切な波長でエネルギーによって蛍光物質を励起すること、および
d)該物質の蛍光反応を検出することを含む、表面の欠陥を特定する方法。
【請求項２】
基板を親油性蛍光物質に接触させた後に基板を洗浄することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
基板が高分子を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
親水性層が無機物質である、または無機物質を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
親油性蛍光物質が4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分を含む蛍光化合物である、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
親油性蛍光物質が親油性部分をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
親油性蛍光物質が二つ以上の親油性部分をさらに含む、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
親油性部分が1〜20個の炭素原子を有する炭化水素である、請求項6に記載の方法。
【請求項９】
親油性部分が1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項6に記載の方法。
【請求項１０】
親油性部分がフェニル基またはスチリル基である、請求項6に記載の方法。
【請求項１１】
親水性層の厚さが10 A未満である、請求項1に記載の方法。
【請求項１２】
親油性蛍光物質が微粒子と関連している、請求項1に記載の方法。
【請求項１３】
親油性蛍光物質が半導体ナノ結晶と関連している、請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分および親油性部分を含む、親油性蛍光物質。
【請求項１５】
親油性部分が1〜20個の炭素原子を有する炭化水素である、請求項14に記載の親油性蛍光物質。
【請求項１６】
親油性部分が1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項14に記載の親油性蛍光物質。
【請求項１７】
親油性部分がフェニル基またはスチリル基である、請求項14に記載の親油性蛍光物質。
【請求項１８】
物質が微粒子と関連している、請求項14に記載の親油性蛍光物質。
【請求項１９】
下記の特定可能な欠陥を含む基板：
a）疎水性表面（欠陥がある親水性層によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を有している基板）、および
b）欠陥と接触している親油性蛍光物質。
【請求項２０】
親油性蛍光物質が4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分および親油性部分を含む、請求項19に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国仮出願第61/014,396号（2007年12月17日出願）に対する優先権を主張し、その開示文書の全体を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
発明の技術分野
本発明は、被覆物質（例：無機物で被覆された高分子表面）における表面欠陥を検出する方法に関連し、より具体的には、表面欠陥を検出するための疎水性蛍光体の使用に関連する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
高分子は、柔軟性、軽量、低コストなことから一般に使用される物質である。多くの高分子特性は、その表面に無機物被覆を追加することで補強されうる。この無機膜は、さまざまな包装用途に対するガス拡散バリアとしての役目を果たしうる。無機層はまた、その下層の高分子を保護し、高分子により高い強度を与える役目も果たしうる。残念なことに、無機物質の堆積は通常、高分子の融点よりも高い温度で実施されるため、無機層を高分子に蒸着させるのは困難である。
【０００４】
アルミナ被覆された高分子表面は、産業製品や消費者製品において幅広く使用されている。原子層堆積法（「ALD」、時には化学気相成長法「CLD」とも呼ばれる）は、アルミナまたは他の無機物質または金属物質の薄いナノメートル層を高分子表面上に蒸着させるために使用される。ALD被覆は、絶縁化を行い、電荷散逸を促進し、MEMS（微小電気機械システム）装置の表面を機能的にするために使用される。ポリイミドは、高分子として一般に使用されている。アルミナ被覆されたポリイミドなどの物質は、半導体ウエハー向けの高真空、透湿耐性の密封包装を準備するために半導体業界で使用されている。
【０００５】
原子層堆積法に固有の制限や可変性のため、未被覆領域、表面の不規則性、亀裂、または引っかき傷といったさまざまな欠陥が大量生産中に起こりうる。これらの欠陥は、無機層の堆積中、またはさらなる処理または取り扱いの後またはその最中に起こりうる。
【０００６】
品質保証のための試験手順が幾つか存在するが、高コストで時間がかかり、高価な傾向がある。一つの例はヘリウムリーク試験である。この試験は、無機物被覆の完全性の指標として、高分子を通る蒸気透過率を測定する。この試験では欠陥の存在を示すことができるが、欠陥の正確な位置を検出することはできない。
【０００７】
水蒸気透過に対する別の試験には、重量試験（P2O5上での水の減少／増加）、容量試験または抵抗試験（湿度センサーを使用）、分光法、カルシウム劣化（光学または抵抗性の変化）、および放射試験（トリチウムまたは14COを使用）がある。
【０００８】
出版物では、ハンドヘルド式UVランプを用いて下塗膜腐食を検出する方法を説明している（D.E. Bryant and D. Greenfield, Progress in Organic Coatings, 57(4): 416-420 (2006)／非特許文献１）。被覆アルミニウムの腐食を研究するために化学物質8-ヒドロキシキノリン-5-スルホン酸水和物が使用され、9-アンチル-5-(2-ニトロ安息香酸) ジスルフィドが鉄に使用された。さまざまな高分子で被覆された金属を外科用メスで削り、腐食を発生させた。
【０００９】
原子間力顕微鏡法（「AFM」）を使用して、繰り返し曲げを受けた、インジウムスズ酸化物で被覆されたポリカーボネート基板の表面亀裂を検査した（L Ke et al., Applied Physics A: Materials Science & Processing, 81(5): 969-974 (2005)／非特許文献２）。AFMは、曲げによって無機物被覆された表面の粗さが高まることを示した。カルシウム劣化試験は、表面亀裂が屈曲方向に対して垂直であること、および曲げの後にはバリア性能が悪化したことを示した。表面上に製作された有機発光装置（「OLED」または「有機LED」）は、湿度や酸素浸透による電気性能や光学性能の低下を示した。
【００１０】
OLED内で欠陥を検出する自動光学検査（「AOI」）は、「D.B. Perng et al., Journal of Physics: Conference Series, 13: 353-356 (2005)」（非特許文献３）で説明されている。この出版物では、OLEDでの欠陥には一般に、暗点、不均一な発光、表面の引っかき傷、不十分なゴム幅、および色均一性の欠如が含まれると示唆している。コンピュータ制御されたAOIは、導電性器具、UV光、同軸LED光、およびバックライトを含む照明機構に基づく。
【００１１】
物質の表面欠陥を検出する方法を提供するさまざまな米国特許が付与されてきた。
【００１２】
米国特許第4,968,892号（1990年11月6日付与）（特許文献１）は、工作物における表面欠陥を特定する試験装置を説明している。工作物は蛍光物質によって処理され、この物質が表面の欠点部分に閉じ込められる。この装置には、表面を走査するための光源、レンズ、およびフィルタが含まれる。
【００１３】
米国特許第5,723,976号（1998年3月3日付与）（特許文献２）は、被覆された電子部品における欠陥を検出する方法を説明している。この方法には、濡れると発光するが乾燥していると発光しない水溶性蛍光物質の水性蛍光溶液中に部品を浸漬させることが関与する。部品は、欠陥部分で蛍光（湿潤時）および蛍光の不在（乾燥時）を検出するために、湿度の高い空気中で、次に乾燥空気中で可視化される。
【００１４】
米国特許第5,965,446号（1999年10月12日付与）（特許文献３）は、表面における欠陥を検出する方法を提案している。揮発性有機溶媒中で蛍光分子の溶液が準備され、紙片を用いて表面全体に塗布される。紙は、有機溶媒が蒸発する前に表面全体に溶液を均一に分布するために使用される。
【００１５】
米国特許第6,097,784号（2000年8月1日付与）（特許文献４）は、半導体装置の上面に関連した欠陥を増幅させる方法を提供している。染料が上面に塗布され、まとわりつくようにしてゲルになる。ゲルは、欠陥自体よりも簡単に可視化される欠陥の指標へと発展する。染料は蛍光染料でもあり得る。
【００１６】
米国特許第6,427,544号（2002年8月6日付与）（特許文献５）は、部品における欠陥を検出する環境にやさしい方法を提案している。部品は、浸透染料および超臨界二酸化炭素の混合液中に浸漬される。部品は取り出され、欠陥に染料が存在するかどうか検査される。染料はUV光で可視化される蛍光浸透染料でもあり得る。
【００１７】
米国特許第6,677,584号（2004年1月14日付与）（特許文献６）は、蛍光染料を含有する製造流体を提供している。部品は製造流体が存在する中で研磨または切断され、次に表面亀裂または欠陥がないか部品が検査される。製造流体は、セラミック部品の処理において特に有用であり得る。
【００１８】
米国特許第6,916,221号（2005年7月12日付与）（特許文献７）は、OLEDにおける欠陥を決定する光学方法を説明している。励起されたOLED表面のデジタル画像が得られ、コンピュータまたはユーザが画像を検査して欠陥を決定する。
【００１９】
米国特許第6,943,902号（2005年9月13日付与）（特許文献８）は、層厚さ、または物質層内でのそれぞれの充填量、層厚さの分布、欠陥、蓄積または不均質性を決定する方法を説明している。物質は、層が準備される前に放射線を吸収する薬剤と混合される。層に照射が行われ、発光した光が検出される。この方法では、薬剤は層全体にわたり永久的に埋め込まれる。
【００２０】
無機物で被覆された高分子は業界において幅広く使用されているものの、表面欠陥は物質の望ましい特性を劣化させ、排除してしまう可能性を秘めている。例えば、欠陥によって物質が貫通されたり、真空を維持する物質の能力が低下する場合がある。そのため、今日までの努力にもかかわらず、物質の完全性を検証するための単純で信頼性の高い方法、または逆に言えば、物質の表面欠陥を検出するための単純で信頼性の高い方法が依然として必要である。さらに、欠陥の位置を検出する方法が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許第4,968,892号
【特許文献２】米国特許第5,723,976号
【特許文献３】米国特許第5,965,446号
【特許文献４】米国特許第6,097,784号
【特許文献５】米国特許第6,427,544号
【特許文献６】米国特許第6,677,584号
【特許文献７】米国特許第6,916,221号
【特許文献８】米国特許第6,943,902号
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】D.E. Bryant and D. Greenfield, Progress in Organic Coatings, 57(4): 416-420 (2006)
【非特許文献２】L Ke et al., Applied Physics A: Materials Science & Processing, 81(5): 969-974 (2005)
【非特許文献３】D.B. Perng et al., Journal of Physics: Conference Series, 13: 353-356 (2005)
【発明の概要】
【００２３】
親水性層（例：無機物質の表面層）で被覆された高分子層を有する物質における表面欠陥は、少なくとも一つの親油性蛍光物質を用いて検出・局在化されうる。物質を蛍光物質に接触させることで表面欠陥が蛍光を発し、その一方、欠陥のない残りの表面は標識化されない。
【００２４】
一つの態様において、表面における欠陥を特定する方法が提供されている。方法には、a）親水性層によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を有する基板を提供し、該親水性層に欠陥があること、b）物質が欠陥と接触するのに十分な時間、親油性蛍光物質と基板を接触させること、c）検出可能な蛍光反応を生むために適切な波長でエネルギーにより蛍光物質を励起させること、およびd）物質の蛍光反応を検出することが関与する。方法にはさらに、基板を親油性蛍光物質に接触させた後に基板を洗浄することを含みうる。基板は高分子を含みうる。親水性層は、無機物質（例：金属酸化物）でもよく、同左を含んでもよい。親水性層の厚さは通常10 A未満である。親油性蛍光物質は、4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分を含む蛍光化合物であり得る。親油性蛍光物質はさらに、親油性部分を含むか、二つ以上の親油性部分を含みうる。例えば、親油性部分は1〜20個の炭素原子を有するアルキル基またはフェニル基またはスチリル基などの、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素であり得る。親油性蛍光物質は、微粒子または半導体ナノ結晶と関連している可能性がある。
【００２５】
別の態様において、4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分および親油性部分を含む親油性蛍光物質が提供されている。脂溶性部分は1〜20個の炭素原子を有するアルキル基またはフェニル基またはスチリル基などの、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素であり得る。脂溶性蛍光物質は、微粒子と関連している可能性がある。
【００２６】
さらに別の態様において、特定可能な欠陥を含む基板が提供されている。基板には、欠陥が存在する親水性層（例：無機物質）によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を含みうる。親油性蛍光物質は、欠陥と接触しうる。例えば、4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分および親油性部分を含む物質など、いかなる親油性蛍光物質が欠陥と接触しうる。
【００２７】
さらに別の態様において、開示される方法を実行するための、親油性蛍光物質および随意に追加部品を含むキットが提供されている。
【００２８】
本明細書で提供される組成、キットおよび方法は、表面欠陥の可視化に対して従来のアプローチよりも数多くの利点を提供しており、既存のアプローチに対する安価、迅速、かつ比較的簡単な使用の代替策を提供している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】親油性の蛍光分子が、ALDアルミナ被覆内に付いた引っかき傷に選択的に付着することを示す画像である。
【図２】親油性蛍光物質によって可視化されたALDアルミナ被覆内の亀裂についての次の画像を示す。（A）外部から加えられた5%重圧後に検体の内部で生じた一連の溝形亀裂(channel crack)、（B）サンプル準備中のせん断から生じる検体端部での亀裂、（C）単一のせん断亀裂の実際の大きさを示すFESEM画像。
【図３】親油性蛍光標識によって可視化されるAl2O3 ALD膜内／上での個々の欠陥についての次の画像を示す。（A）共焦点顕微鏡法によって、低倍率でマーカーと比較して明らかになる欠陥密度および位置、（B、C）高倍率FESEMで特定される（A）内の部位#1および部位#2での欠陥の大きさや形態の詳細。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
発明の詳細な説明
本発明の詳細を説明する前に、本発明は特定の組成または過程手順に限定されないことが理解されるべきである。本明細書および添付の請求項で使用される場合、単数形「一つの（a）」、「一つの（an）」および「その（the）」という用語は、文脈上明らかに指示されない限り、複数形も含むことに留意すべきである。また、数値の説明に使用される場合、「約」という用語は、文脈上明らかに別途指示されない限り、当該数値の± 15%の範囲を含むことに留意すべきである。組成および方法は、さまざまな部品または手順を「含む」（「〜を含むがこれらに限定されない」ことを意味すると解釈される）という観点から記述されるが、組成および方法はまた、さまざまな部品および手順から「基本的に〜から成る」または「〜から成る」こともあり得、このような用語は基本的にまとまった組成・方法を定義するものと解釈されるべきである。
【００３１】
組成および使用方法
物質における欠陥を検出する方法が提供されている。本発明の一つの実施形態は、物質における表面欠陥の検出方法に対するものである。物質は、例えば、無機層で被覆された高分子層を含みうる。方法は、欠陥部分で物質を局在化できるように物質を少なくとも一つの親油性蛍光物質に接触させること、および局在化された物質を検出することを含みうる。方法は、亀裂、ピンホール、表面の不規則性、引っかき傷、未被覆領域、剥離、または物質の生産または取り扱い中に生じうる他の種類の欠陥を含むがこれらに限定されない、さまざまな種類の表面欠陥を検出するために使用されうる。また、表面粒子または汚染物質（例：グリース、油、塵、繊維および同類のもの）の存在を検出する方法も提供されている。本方法は、基板上で表面層の全層を横断する欠陥の検出にも使用できる。例えば、その下層の疎水性基板の一部がさらされたままの親水性被覆における亀裂またはピンホールは、本件の親油性蛍光物質を用いて検出することができる。開示された蛍光物質は、数〜数百ナノメートル〜ミクロンまたはそれ以上の大きさの表面欠陥を標識化することができる。例えば、欠陥は約500 nm以下、または約250 nm以下、または約100 nm以下、または50 nm以下の幅または直径（例：ピンホールの欠陥の場合）を持つと特定されうる。
【００３２】
物質は通常、いかなる物質であり得る。物質の例には、OLED（有機発光ダイオード）、サーマルグラウンドプレーン、ソーラーパネル、膜およびバッグ（電子製品、食品包装または医療機器業界で使用されるもの）、光ファイバ、フレキシブルディスプレイ、液晶ディスプレイ（LCD）組立、フラットパネルディスプレイ、磁気情報記憶媒体（MIS）、微電子機械システム（MEMS）、および超大規模集積（ULSI）回路などが挙げられる。
【００３３】
物質には、高分子または高分子を組み合わせたものが含まれうる。高分子は、表面層の形態でもよい。高分子または高分子層は通常、いかなる高分子であり得る。高分子は疎水性であることが望ましい。高分子の例には、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイミド、エポキシ、ポリエーテルスルホン（PES）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、HSPEN（熱安定化ポリエチレンナフタレート）、KAPTON（DuPontから市販されているポリイミド膜）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリスルホン（PSF）、ポリエーテルイミド、ポリエチレンフタル酸、およびポリエチレンテレフタル酸（PET）が挙げられる。高分子は通常、いかなる三次元配列であり得る。配列の例には、平面シート、膜、被覆、管、繊維、およびビーズが挙げられる。
【００３４】
物質（例：高分子から形成された基板）はさらに、少なくとも一つの被覆層を含みうる。被覆は、連続的被覆（例：膜）でも、基板の一部のみを覆うものでもよい。基板物質よりも疎水性が低い限り、被覆にはいかなる種類の物質（例：高分子または無機物質）を含みうる。例えば、被覆は親水性物質（例：親水性高分子または無機物質）でもあり得る。特定の実施形態において、被覆は無機層である。無機層は通常、いかなる無機層であり得る。無機層は親水性であることが望ましい。無機層は金属酸化物層であり得る。無機層は、ZnS、GaP、Ta2O3、Al2O3（アルミナ）、TiO2、GeO2、およびVOxなどの金属アニオン固体であり得る。被覆の厚さはさまざまであり得る。例えば、被覆は約1ミクロン未満、約500 nm未満、約100 nm未満、約50 nm未満でもあり得る。被覆は、当該技術で知られているいかなる手段により基板に塗布または蒸着されえる。特定の実施形態において、無機物被覆層は原子層堆積法（ALD）によって、厚さ50 nm以下（例：約25 nm）の基板上に膜を形成するために塗布される。
【００３５】
親油性蛍光物質は通常、いかなる親油性蛍光物質であり得る。親油性蛍光物質の例には、蛍光染料、蛍光ミクロスフェア、および量子ドット（時として半導体ナノ結晶とも呼ばれる）が挙げられる。蛍光物質はサンプルへの塗布前に蛍光を発したり、使用中（例：サンプルとの接触時）に蛍光を発することができる。例えば、親油性蛍光物質は、水または緩衝液などの水溶液中に溶解される時には非蛍光性またはさほど蛍光性がないように見える。しかしながら、疎水性環境（例：疎水性表面と接触した場合）の下では、特定の親油性蛍光物質（例：ジアザ-インダセン、スクアレンおよび一部のスチリル染料）は強い蛍光シグナルを生むことができる。本方法で使用される種類の親油性蛍光物質は、例えば、基板および被覆の組成や構成、被覆の厚さ、および欠陥の種類や大きさによってさまざまであり得る。親油性蛍光物質は通常、ナノメートル規模の欠陥に入り込むことのできる大きさである。本明細書で提供される特定の物質は、比較的小分子（例：約200〜400の分子量）である。しかしながら、寸法がナノメートルまたはミクロン範囲のより大きな蛍光物質も、より大きな欠陥の検出には望ましい場合がある。親油性蛍光物質は通常、無極性の傾向がある疎水性化合物または物質であり、水溶性とは見なされない。親油性物質は塩化メチレン、イソプロパノル、エタノール、ヘキサンおよび同類のものの無極性溶媒中に溶解する傾向があり、親水性表面に対する親和性またはごくわずかな親和性もない。蛍光物質自体が親油性であってもよい。別の方法として、蛍光物質には蛍光分子および親油性部分（例：親油性ペンダント基）が含まれる。特定の蛍光部分は親油性でもあり得る。特定の実施形態において、蛍光分子は親油性部分よりも比較的親油性が低い。特定の蛍光部分は親水性でもあり得る。ペンダント部分よりも疎水性が比較的低い蛍光部分を有する蛍光物質は、物質を表面に対して方向付けるのが望ましい時に使用できる。例えば、疎水性表面に蒸着されると、親油性ペンダント基は表面に付着することができ（例：疎水性作用による）、その一方、比較的疎水性の低い蛍光分子は表面から離れることができる。親油性部分は蛍光分子に結合（例：共有結合）でき、さらに親油性部分を蛍光部分から離すことのできるスペーサーを含みうる。特定の実施形態において、蛍光分子は２つ以上のペンダント基を含むことができ、該ペンダント基は同一でも異なるものであってもよい。例えば、化合物には、2または3または4以上の親油基を含むことができ、これは同一でも異なるものであってもよい。親油基は通常、蛍光分子の蛍光特性に干渉しないように選択される。親油性蛍光物質の準備においては、いかなる種類の親油基または疎水基を使用することができ、当業者にはよく知られている。親油性部分の代表例には、炭化水素が挙げられる。炭化水素は飽和、非飽和、直線、分岐または循環型でもよく、脂肪族および／または芳香族の部分を含みうる。特定の炭化水素には、共役炭化水素鎖が挙げられる。模範的な親油性炭化水素部分には、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基がある。例えば、親油性部分は10個以下の炭素原子（例：1〜3、または3〜5、または5〜7、または7〜9、または10）を有する飽和アルキル��でもよく、これは置換または非置換（例：メチル、エチル、プロピル、ブチル、および同類のもの）でもよい。別の方法として、親油性部分は非飽和炭化水素でもあり得、これは置換または非置換、または単結合と二重結合が交互に行われる共役炭化水素でもあり得る。他の模範的な親油性部分は、フェニルまたはスチリルなどの芳香族分子であり、また同左を含む。他のクラスの親油性部分には、N、S、O、またはハロゲンなどのヘテロ原子を含む化合物がある。さらに他のクラスの親油性物質には、脂肪酸、脂肪スルホン酸または脂肪硫酸（ドデシル硫酸ナトリウムなど）がある。特定の実施形態において、蛍光物質は2〜4以上の親油性ペンダント基で置換され、これは同一でも異なるものであってもよい。例えば、蛍光物質は2または3または4つのアルキル基で置換することができ、各アルキル基は1〜20個の炭素原子（例：メチル、エチル、プロピル、ブチルおよび同類のもの）を備える。他の実施形態において、蛍光物質は２つ以上の種類の親油基で置換される。例えば、蛍光物質は、例えば炭化水素部分（例：直線型または分岐型のアルキル、フェニル、スチリル、または同類のもの）などの部分を組み合わせたもので置換されうる。
【００３６】
親油性蛍光物質の例には、蛍光染料、蛍光ミクロスフェア、および量子ドット（時として半導体ナノ結晶とも呼ばれる）が挙げられる。説明される方法の実践においては、いかなる種類の蛍光染料を使用することができる。特定の実施形態において、蛍光染料は、電磁スペクトルの可視範囲において放射線を吸収または発光することができる。別の方法として、蛍光染料はスペクトルの近赤外領域において放射線を吸収または発光することができる。近赤外染料は、バックグラウンド蛍光を発する基板における欠陥を可視化するために効果的に使用することができる。多くの蛍光化合物は、長時間蛍光されると（例：秒単位からより長い露出時間）、蛍光発光強度が減少する（「退色」と呼ばれる）傾向がある。退色は、例えば、染料構造の回復不可能な修正を含め、さまざまな理由で生じる。退色に耐える親油性蛍光物質が提供されており、それ故、本明細書で提供される方法に従えば、欠陥の検出および特定決定の使用に適している。
【００３７】
蛍光発光強度の減少はまた、蛍光物質が高濃度または塊中に存在する場合も生じうる。それ故、開示された方法を実践する上では、高濃度で存在する場合に蛍光発光強度の減少をさほどまたは全く示さない（例：欠陥内／上に局在化されている場合）、または（強度の減少が測定に影響を与えないように）検出期間の時間尺度よりも遅い強度または速度での減少を示す、親油性蛍光化合物を使用することが通常は望ましい。本明細書では、疎水性基板に付着するのに十分な親油性を持つ（例：高分子）が表面欠陥内／上に蒸着されるとその蛍光発光強度を維持する蛍光物質が提供されている。多くの蛍光化合物とは対照的に、本明細書で提供されている特定の親油性蛍光化合物（例：BODIPY染料）は、高濃度中で存在する時には蛍光シグナル強度の上昇を実際に示す。本明細書で提供されている、染料が疎水性である特定の染料（例：BODIPY）は、表面欠陥を検出するために使用される場合に蛍光シグナル強度を維持または上昇させる。この独自の特性は特に、蛍光体がわずかな量しか含まれないミクロンまたはナノメートルの欠陥を画像化する上で利点がある。説明されている方法の実践に必要なわけではないが、本明細書で提供されている特定の親油性蛍光化合物はまた、欠陥内に局在化している時には発光波長の偏移（例：赤方偏移）を示しうる。より長い波長に向けてスペクトルの偏移を示す化合物を、例えばバックグラウンド蛍光を生む基板における欠陥を可視化するために使用することができる。
【００３８】
表面欠陥の検出に適した疎水性蛍光染料の代表的なクラスには、ホウ素ジピロメテン（略語BODIPY）コア構造を持つ化合物（例：4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセンコアを持つ化合物）がある。BODIPYベースの化合物は、本明細書に記載されるように、一つ以上の親油性ペンダント基で置換されうる。記載された方法において使用されうるBODIPYベースの蛍光化合物の特定の例には、例えば、メチル、プロピル、フェニル、またはスチリルなどの炭化水素で置換されるものがある。例えば、代表的なBODIPY化合物には、1,3,5,7,8-ペンタメチルBODIPYおよび1,3-ジ-n-プロピル BODIPYがある。
【００３９】
記載の方法で使用されうるBODIPYベースの蛍光化合物の他の例には、4,4-ジフルオロ-1,3,5,7,8-ペンタメチル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジメチル-5,7-ジフェニル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3,5,7-テトラフェニル-4-ボラ-3a,4a,8-トリアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジフェニル-5-(2-ピロリル)-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジプロピル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3,5,7-テトラメチル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジフェニル-5,7-ジプロピル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1-フェニル-3-(4-メトキシフェニル)-5-(2-ピロリル)-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、ジフルオロ(1-((3-(4-メトキシフェニル)-2H-イソインドール-1-イル)メチレン)-3-(4-メトキシフェニル)-1H-イソインドラト-N1,N2)ホウ素、ジフルオロ(5-メトキシ-1-((5-メトキシ-3-(4-メトキシフェニル)-2H-イソインドール-1-イル)メチレン)-3-(4-メトキシフェニル)-1H-イソインドラト-N1,N2)ホウ素、4,4-ジフルオロ-2-エチル-1,3,5,7,8-ペンタメチル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジメチル-5-スチリル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-3,5-ジ(4-メトキシフェニル)-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、3-デシル-4,4-ジフルオロ-5-スチリル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジメチル-5-(4-メトキシフェニル)-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジメチル-5-(2-チエニル)-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、ジフルオロ(1-((3-(2-(5-ヘキシル)チエニル)-2H-イソインドール-1-イル)メチレン)-3-(2-(5-ヘキシル)チエニル)-1H-イソインドラト-N1,N2)ホウ素、4,4-ジフルオロ-1,3,5,7-テトラフェニル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジメチル-5-(2-(5-メトキシカルボニル-4-メチル-2-オキサゾリル)エテニル)-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-sインダセン、およびジフルオロ(5-メトキシ-1-((5-メトキシ-3-(2-(5-(4-メトキシフェニル))チエニル)-2H-イソインドール-1-イル)メチレン)-3(2-(5-(4-メトキシフェニル))チエニル)-1H-イソインドラト-N1,N2)ホウ素がある。
【００４０】
記載された方法の実践において使用されうる疎水性蛍光染料のさらなる他の例には、p-アミノフェニルホスホリルコリン、ナフタリン、アントラセン、フェナントレン、インドール、カルバゾール、スチルベン、ベンズイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、ベンゾキサントン、オキサゾール、イソキサゾール、オキサジアゾール、ベンゾフラン、ピレン、ペリレン、コロネン、クマリン、カルボスチリル、ビマン、アクリジン、テルフェニル、アルケニルおよびポリアルケニル染料（1,6-ジフェニル-1,3,5-ヘキサトリエンおよび1,1,4,4-テトラフェニル-1,3-ブタジエンを含む）などのポリフェニレンがある。
【００４１】
発光性フェノキサゾン、オキサジンおよびピロニン（ナイルレッドを含む）、ポルフィン、ポルフィリン、フタロシアニンおよびそのメタル化錯体（Eu3+およびTb3+などの希土類イオンを有する錯体を含む）、キサンテン（フルオレセインおよびローダミンを含む）、シアニン、カルボシアニンおよびメロシアニン（スチリル染料を含む）、ルブレンおよびアズレンといった炭化水素誘導体などの別の波長の長い染料も適切であるが、電気的に中立であるか、または親油性アンモニア塩（ヘキサデシルトリメチルアンモニウムまたはベンジルトリメチルアンモニウムなど）、脂肪酸、脂肪スルホン酸または脂肪硫酸（ドデシル硫酸ナトリウムなど）、コール酸、テトラアリールホスホニュウムまたはテトラアリールブロミドの陰イオンまたは陽イオン誘導体などの洗剤を含むがこれらに限定されない親油性対イオンによってイオン電荷のバランスが保たれている、または共重合のための適切な官能基（上述の通り）を含むことを条件とする。
【００４２】
蛍光親油性物質は、微粒子（例：球状粒子）内／上に含まれうる。微粒子には、表面の欠陥（例：亀裂またはピンホール）にすぐに入り込むことのできる大きさを含む。特定の実施形態において、蛍光親油性物質は低表面電荷（例：親油性表面を持つ粒子）を有する微粒子内／上に含まれうる。微粒子は通常、いかなる形状または大きさでもよい。例えば、微粒子の大きさは約5 nm〜約20 μmでありうる最長軸に沿った寸法に調整されうる。特定の微粒子は球状（ミクロスフェアと呼ばれる）でもあり得る。球状ミクロスフェアは通常、いかなる直径を有する。直径（または非球状粒子の場合は最長寸法の長さ）は一般に、約5 nm〜約20 μmでありうる。現在の望ましい直径は約10 μm〜約100 nmである。直径の具体例には、約5 nm、約6 nm、約7 nm、約8 nm、約9 nm、約10 nm、約11 nm、約12 nm、約13 nm、約14 nm、約16 nm、約17 nm、約18 nm、約19 nm、約20 nm、約21 nm、約22 nm、約23 nm、約24 nm、約25 nm、約26 nm、約27 nm、約28 nm、約29 nm、約30 nm、約40 nm、約50 nm、約60 nm、約70 nm、約80 nm、約90 nm、約100 nm、約200 nm、約300 nm、約400 nm、約500 nm、約600 nm、約700 nm、約800 nm、約900 nm、約1 μm、約2 μm、約3 μm、約4 μm、約5 μm、約6 μm、約10 μm、約20 μm、約30 μm、約1 μm、約2 μm、約3 μm、約4 μm、約10 μm、約20 μmおよびこれらの二つの数値の間のいかなる範囲でありうる。特定の実施形態において、1ミクロン未満、500 nm未満、100 nm未満の粒子は、大きさがミクロンからナノメートルの欠陥を可視化する方法において使用に適している。
【００４３】
球状ミクロスフェアは通常、いかなる物質から準備されうる。球状基準は現在、高分子物質から準備されることが望ましい。例の高分子物質には、スチレンおよびジビニルベンゼンの高分子および共重合体、アクリレートまたはメタクリル酸エステル、アクリル酸またはメタクリル酸、アクリルアミドまたはメタクリルアミノ、アクリロニトリルまたはアクリロニトリル、ビニルおよびビニリデンハロゲン化物、エステルおよびエーテル、エチレン、プロピレン、ブタジエンおよびイソプレンを含むアルケン、エポキシドおよびウレタンがある。
【００４４】
球状ミクロスフェアは、前述の染料など、少なくとも一つの蛍光化合物で染色されうる。球状ミクロスフェアにおける一つまたは複数の蛍光染料は、励起源（例：アルゴンイオンレーザー、クリプトンアルゴンレーザー、またはヘリウムネオンレーザー、LED、UVランプなど）、および／またはスキャナー、蛍光顕微鏡または共焦点レーザースキャン顕微鏡に一般に使用される光学フィルタと合致するように選択されうる。例えば、記載された方法に従って使用する特定のミクロスフェアの直径は約10 nm以下であり、電磁スペクトルの緑色領域において蛍光を発光する蛍光染料を備えた低い表面電荷を有する。
【００４５】
親油性蛍光物質は、量子ドット（「半導体ナノ結晶」または「ナノ結晶」とも呼ばれる）でもありうる。量子ドットは、中核（通常は硫化亜鉛）、半導体シェルおよび被覆から形成される、ナノメートルスケールの原子集団である。親油性部分は、高分子被覆に付着、または半導体シェルに直接付着して、特定の欠陥検出要件を満たし、表面への量子ドットの非特異的付着を最小限に抑えることができる。量子ドットの表面は比較的疎水性であり得、また、疎水性作用によって未被覆（ALD堆積の欠陥）高分子（例：膜）表面と相互作用して、欠陥の検出につながる。量子ドットは通常、UVまたはバイオレットレーザーなどのより短い波長の励起源によって励起することができ、可視領域における波長で電磁スペクトルの近赤外領域に発光しうる（例：約500〜約800 nm）。長時間（例：最長数時間）、高電力励起を行った場合でさえも、量子ドットは、明るい蛍光シグナルを生むことができ、通常は従来型の有機蛍光色素分子よりも光安定性が高く、漂白の影響を受けにくい。さらに、量子ドットは通常、より高濃度で蓄積された場合に蛍光発光強度の著しい低下を示す。特定のクラスの親油性蛍光染料に関して述べたように、使用中も蛍光発光強度を維持する量子ドットは、表面欠陥を可視化するための使用に望ましい。量子ドットは通常、いかなる色の量子ドットであり得る。開示された方法での使用に適しており現在市販されている量子ドットの例には、QDOT 525ナノ結晶、QDOT 545ナノ結晶、QDOT 565ナノ結晶、QDOT 585ナノ結晶、QDOT 605ナノ結晶、QDOT 625ナノ結晶、QDOT 655ナノ結晶、QDOT 705ナノ結晶、およびQDOT 800ナノ結晶などのQDOTナノ結晶製品が挙げられ、すべてがInvitrogen Corporation（カリフォルニア州カールズバッド）より入手可能である。
【００４６】
親油性蛍光物質は、分析対象の物質に直接塗布されうる。別の方法として、蛍光物質は液体溶液または懸濁液中に存在しうる。例えば、液体または懸濁液は水、およびDMSO、DMF、トルエン、アルコール（メタノール、エタノール、または2-プロパノル）、塩化メチレン、および同類のものなどの有機溶媒、またはその混合物を含みうる。
【００４７】
親油性蛍光物質を用いた被覆物質内／上の欠陥を特定する方法が提供されている。基板の表面は、その全体または一部を被覆物で被覆することができる。一つの方法において、アルミナなどの親水性被覆で被覆された疎水性高分子基板が、親油性蛍光物質の溶液で処理される。蛍光分子または物質は、システムの表面付着特性に基づき欠陥部位に選択的に結合することができる。接触手順は通常、液体溶液または懸濁液への物質の浸漬、液体溶液または懸濁液の物質上への噴霧、親油性蛍光物質の物質への直接噴霧、蛍光物質の物質への直接的な回転、またはそれらの組み合わせなど、いかなる適切な塗布方法を含みうる。親油性物質は、欠陥（例：亀裂）と接触して、欠陥によってさらされたその下層の高分子基板に付着することができる。例えば、ALDバリア被覆に通常見受けられるものなど、ナノメートルスケールの欠陥に簡単に入り込むことのできる親油性物質が提供されている。親油性物質はその疎水性により、いかなる種類の非共有結合性相互作用（例：疎水性結合）を介して疎水性基板に付着することができる。さらに、親油性物質は親水性表面の被覆に対する親水性がさほどない、または全くないため、親水性表面から簡単に削除されうる。
【００４８】
この方法は、局在化されていない物質を取り除くための、接触手順後かつ検出手順前の物質の洗浄を含みうる。洗浄手順は一回または複数回実施されうる。
【００４９】
検出手順は、局在化された親油性蛍光物質の存在／不在を定量的に検出できる、または局在化された親油性蛍光物質の量を定量的に検出できる。検出手順はまた、物質上の局在的な親油性蛍光物質の位置を決定することができる。検出手順は、局在的な親油性蛍光物質から発光する蛍光を検出するために、物質に放射線を塗布することを含みうる。放射線の特定の種類および波長は、蛍光物質のスペクトル特性に基づき選択されるが、これは当業者の才能範囲に収まるものである。放射線の例および源には、UV光、レーザー、LED光、および可視光がある。検出手順はさらに、物質の画像を準備することを含みうる。画像は膜の画像または電子画像でもよい。欠陥の大きさによるが、欠陥を検出し画像を準備する上で顕微鏡が有用な場合がある。局在化された親油性蛍光物質の蛍光発光によって、欠陥の直接的な特定と局在化が可能となる。この方法は、数多くの種類の物質における欠陥を可視化するために使用でき、例えば、有機発光ダイオード（OLED）、太陽電池（PV）、および液晶ディスプレイ（LCD）業界向けの薄膜ガス拡散バリアの開発および製造において、また、医療機器、センサースキン、電子回路、マイクロシステムおよびナノシステムの包装において応用されうる。
【００５０】
キット
本発明の追加的な実施形態は、物質における表面欠陥の検出に有用なキットに対するものである。キットは、前述のように、少なくとも一つの親油性蛍光物質（例：染料、蛍光ミクロスフェア、または量子ドット）を含みうる。キットは、前述の方法を実施するための指示説明書を含みうる。キットは、少なくとも一つの表面欠陥を含む「陽性対照」物質を含みうる。キットは、表面欠陥を含まない「陰性対照」物質を含みうる。キットは、非局在的な蛍光物質を物質から取り除くのに有用な洗浄物質を含みうる。
【００５１】
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を例証するために含まれているものである。以下の実施例で開示される技術は、発明の実施において適切に機能する、発明者により発見された技術を示しており、それ故、その実施の好ましい形態になると考えられることが当業者により認識されるべきである。ところが、当業者であれば、本開示に照らして、発明の範囲を逸脱することなく、開示された具体的な実施形態には数多くの変更を加えることができ、またそうした実施形態であっても同様もしくは類似した結果が得られることを理解すべきである。
【実施例】
【００５２】
実施例1：親油性蛍光体の高分子への結合
2 cm x 2 cmの薄いポリエチレンテレフタル酸（PET）プラスチック膜片の片側を、アルミナで被覆した。膜左側の約3 mm幅の端部は被覆しなかった。この膜を、1,3-ジメチル-5-スチリルBODIPY溶液（Invitrogen Corp.、カリフォルニア州カールズバッド、70%エタノール、30%脱イオン化水（v/v）中0.04 mg/mL）に3分間浸漬させた。この膜を取り出し、70%エタノール（v/v）で三回洗浄し、550 nm励起／570 nm発光フィルタセットを用いたNikon蛍光顕微鏡で検査した。高分子膜の未被覆端部が赤い蛍光を発し、アルミナ被覆は染色されなかった。
【００５３】
実施例2：染料を用いた表面欠陥の検出
正三角形の引っかき傷（約1 mm x 1 mm x 1 mm、引っかき傷の線幅は約0.1 mm）をアルミナ被覆した薄いポリエチレンテレフタル酸（PET）プラスチック膜片に作り、被覆の欠陥を模倣した。この膜を、1,3-ジ-n-プロピルBODIPY溶液（Invitrogen Corp.、カリフォルニア州カールズバッド、70%エタノール、30%脱イオン化水、0.04 mg/mL）に2分間浸漬させた。この膜を取り出し、70%（v/v）エタノールで三回洗浄し、標準のFITCフィルタセット（490 nm励起／515 nm）を用いたNikon蛍光顕微鏡で検査した。引っかき傷は、損傷の深さに基づき緑色の蛍光を発した。残りの引っかき傷のないアルミナ被覆は染色されなかった。この結果は、アルミナ被覆された大型の膜における欠陥は、1）蛍光染料で標識化されうる、2）簡単に検出できる、および3）簡単に位置確認できることを示している。
【００５４】
実施例3：蛍光ミクロスフェアを用いた表面欠陥の検出
鋭い22ゲージ注射針を用いて引っかくことで、幾つかの引っかき傷（約2 mm長さ、0.02 mm幅）をアルミナ被覆された薄いポリエチレンテレフタル酸（PET）膜片に作り、欠陥を模倣した。
【００５５】
2%ミクロスフェア液を50%エタノール、50%脱イオン化水の混合液（v/v）に添加して、最終濃度が0.5%ミクロスフェアとなるよう、表面電荷が低い20 nmの緑色の蛍光ミクロスフェア（発光最大515 nm）の懸濁液を準備した。
【００５６】
膜サンプルをミクロスフェア懸濁液に、室温で3分間浸漬させた。膜を取り出し、50%エタノール（v/v）で三回洗浄した。膜を空気乾燥させ、FITCフィルタセット（励起：490 nm／発光：515 nm）を用いたNikon蛍光顕微鏡で検査した。引っかき傷は明るい緑色の蛍光を発し、膜上で簡単に可視化され局在していた。
【００５７】
実施例4：二重蛍光ミクロスフェアを用いた表面欠陥の検出
鋭い22ゲージ注射針を用いて引っかくことで、幾つかの引っかき傷（約2 mm長さ、0.02 mm幅）をアルミナ被覆された薄いポリエチレンテレフタル酸（PET）膜片に作り、欠陥を模倣した。
【００５８】
5%ミクロスフェア液を50%エタノール、50%脱イオン化水の混合液（v/v）に添加して、最終濃度が0.5%ミクロスフェアとなるよう、表面電荷が低い110 nmの二重発光ミクロスフェア（発光最大565 nmおよび755 nm）の懸濁液を準備した。
【００５９】
膜サンプルをミクロスフェア懸濁液に、室温で3分間浸漬させた。膜を取り出し、50%エタノール（v/v）で三回洗浄した。膜を空気乾燥させ、XF101フィルタセット（励起：543 nm／発光：565 nm）およびXF48-2フィルタセット（励起：635 ± 25 nm／発光：725 nmロングパス）を用いたNikon蛍光顕微鏡で検査した。引っかき傷はXF101フィルタの下で検査するとオレンジ色の蛍光を発し、XF48-2フィルタセットの下で検査すると赤色の蛍光を発した。
【００６０】
実施例5：機械的亀裂の可視化
機械的亀裂は、疎水性置換基を持つジアザ-インダセン蛍光色素分子を用いて可視化された。25 nm厚さのALDアルミナバリア膜をポリエチレンナフタレート（PEN）基板（Teonex Q65、Dupont Teijin, Inc.）に蒸着させた。意図的に欠陥を生じさせるためにその一部が機械的に操作された被覆された検体を、次に蛍光標識溶液に5分間浸漬させた。70%エタノールおよび30%水を含有する溶媒溶液を使用して、膜に付着していない余分な標識分子を洗い流した。次に、清潔な乾燥空気を用いてサンプルを乾燥させ、紫外線に安全な環境で維持した。標識化サンプルを検査するために、LSM 510共焦点顕微鏡（Carl Zeiss, Inc.）を使用した。標識を励起させるために488 nm Argon 12レーザー源を使用し、505〜530 nm通過帯域フィルタで蛍光発光（最大515 nm）を測定した。被覆されていないPEN基板、ALDアルミナ被覆されたPEN基板、および意図的な引っかき傷のある同様に被覆されたPEN基板を比較した。標識分子は被覆のないPEN膜に付着してサンプル全体にわたり明視野が生まれ、その一方、すべての暗視野画像から標識はALDアルミナには付着しなかったことが明らかになった（データ未表示）。図1は、蛍光分子が親水性ALDアルミナ被覆への引っかき傷によってさらされた疎水性PEN基板のみに、選択的に付着したことを示す。
【００６１】
実施例6：機械的「溝形亀裂」の可視化
「溝形亀裂（channel crack）」の障害モードは、一般に脆い無機物被覆が機械的重圧または熱循環の影響を受けた時に遭遇する。しかしながら、一連のこうした亀裂は透明な膜では簡単に観察されない。親油性蛍光標識の使用を示すため、25 nmのALDアルミナで被覆されたPEN基板に外部引張荷重がかけられた。次に、実施例5に記載した手順に従い、蛍光標識がこれらの検体に塗布された。図2は、5%重圧に引き延ばした検体のゲージ部分にわたって特定された亀裂を示す。加圧された荷重に対して直角方向に広がるこのような亀裂は、脆い膜への加圧がその臨界閾値限界を超える時に一般的である。図2Aの亀裂は、図2Bに示されるサンプル準備中に生じた検体端部の亀裂とは区別されうる。端部に位置するこれらの亀裂は具体的に、アルミナACD被覆された検体が試験前に適切な大きさに切断される際に生じたものである。図2Bは、検体端部近くで素早く止まるというせん断亀裂の独自の特性を特定する。優れた画像コントラストが共焦点測定の全てで得られ、わずかなサンプル準備にもかかわらず亀裂を簡単に特定することができた。電界放射型走査電子顕微鏡法（FESEM）を使用して、亀裂の幅が測定された。せん断亀裂が完全に形成された領域において、JSM-7401F電界放射型走査電子顕微鏡（JEOL Limited）を用いて約20 nmの亀裂幅が観察された（図2C）。
【００６２】
実施例7：個々の欠陥および粒子の可視化
機械的亀裂とは対照的に、個々の欠陥またはピンホールは通常、粒子汚染および／または基板表面の粗さを理由に生じる。サブミクロン／ナノスケールの小さな個々の欠陥が、バリア性能を制限する重要な特徴である。これらの欠陥は、バリアの品質および高収率のバリア製造を保証するために点検・管理される必要がある。ALDアルミナでのバリア膜がPEN基板に蒸着され、実施例5で記載するように蛍光標識で処理された。図3Aは、20倍の対物レンズで共焦点顕微鏡を用いて収集された画像であり、25 nm厚さのAl2O3 ALD膜において欠陥の多い領域を示している。図3Aの白い矢印は、さらなるFESEM画像撮影のため欠陥の位置確認を促すべく使用される所定のマーカーの外観を示す。個々の欠陥を検証し、欠陥の大きさを判断するために、FESEMを用いてそれぞれ図3Bおよび3Cに示される部位#1および#2がその後に観察された。図3Bおよび3Cに示すように、直径〜200 nmおよび〜1.2 μmが部位#1および#2で観察された。しかしながら、200 nmよりも小さな欠陥もまた、蛍光標識分子の処理によって可視化された。画像は、数十〜数百ナノメートル規模の欠陥は親油性蛍光標識物質での処理後に簡単に可視化できることを示す。図3はまた、個々の欠陥の形態についての情報も提供する。図3Bから、楕円形の欠陥はその上端部に小さな亀裂がある。図3Cの欠陥は、可能性としては粒子汚染の結果として、Al2O3 ALD膜が高分子表面に結合できなかった領域を示す。特定された欠陥は、可能性としてはSEMを用いて観察されうるが、倍率が低いと欠陥位置ならびに欠陥密度を決定することができないため、欠陥検査は煩雑なものとなる。さらに、視野の大きさが小さい高倍率での検査には時間がかかる。SEMおよびAFMの観察と比べて、本方法に従った親油性蛍光物質の可視化によって、大きな視野の検査が可能となり、低倍率での連続的検査という利点を提供している。
【００６３】
本書で開示・請求したすべての組成および方法は、本開示に照らして、過度の実験をすることなく、作成および実施できる。本発明の組成および方法を、好ましい実施形態という点で説明してきたが、発明の概念、精神および範囲を逸脱することなく、本書で説明した組成や方法、また方法の手順や一連の手順に変形を適用しうることは、当業者にとって明らかとなる。さらに具体的に言えば、化学的に関連した一定の薬剤を、本書で説明した薬剤と置換することができ、同一または類似した結果を達成されることは明らかである。当業者にとって明らかなこれらすべての類似した置換および変更は、本発明の範囲および概念に含まれるものとみなされる。
【００６４】
本明細書で言及されたすべての米国特許、米国特許出願出版物、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許出版物の全体を参照により本明細書に組み込む。実施形態の態様は、さまざまな特許、出願および出版物の概念を用いてさらなる実施形態を提供する必要がある場合には修正されうる。
【図１】
2015007642.tif 000003
【図２】
2015007642.tif 000004
【図３】
2015007642.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月26日(2014.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）親水性層によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を有し、前記親水性層に欠陥がある基板を提供すること、
ｂ）親油性蛍光物質が欠陥に接触するために十分な時間、該物質を基板に接触させること、
ｃ）検出可能な蛍光反応を起こすために適切な波長でエネルギーによって蛍光物質を励起すること、および
ｄ）該物質の蛍光反応を検出することを含む、表面の欠陥を特定する方法であって、
親油性蛍光物質が４，４−ジフルオロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン部分を含む蛍光化合物である、方法。
【請求項２】
基板を親油性蛍光物質に接触させた後に基板を洗浄することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基板が高分子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
親水性層が無機物質である、または無機物質を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
親油性蛍光物質が親油性部分をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
親油性蛍光物質が二つ以上の親油性部分をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
親油性部分が１〜２０個の炭素原子を有する炭化水素である、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
親油性部分が１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
親油性部分がフェニル基またはスチリル基である、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
親水性層の厚さが１０Ａ未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
親油性蛍光物質が微粒子と関連している、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
親油性蛍光物質が半導体ナノ結晶である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
４，４−ジフルオロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン部分および親油性部分を含む、親油性蛍光物質。
【請求項１４】
親油性部分が１〜２０個の炭素原子を有する炭化水素である、請求項１３に記載の親油性蛍光物質。
【請求項１５】
親油性部分が１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項１３に記載の親油性蛍光物質。
【請求項１６】
親油性部分がフェニル基またはスチリル基である、請求項１３に記載の親油性蛍光物質。
【請求項１７】
物質が微粒子と関連している、請求項１３に記載の親油性蛍光物質。
【請求項１８】
下記の特定可能な欠陥を含む基板：
ａ）疎水性表面（欠陥がある親水性層によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を有している基板）、および
ｂ）４，４−ジフルオロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン部分および親油性部分を含む、欠陥と接触している親油性蛍光物質。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本明細書で提供される組成、キットおよび方法は、表面欠陥の可視化に対して従来のアプローチよりも数多くの利点を提供しており、既存のアプローチに対する安価、迅速、かつ比較的簡単な使用の代替策を提供している。
[本発明1001]
a)親水性層によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を有し、前記親水性層に欠陥がある基板を提供すること、
b)親油性蛍光物質が欠陥に接触するために十分な時間、該物質を基板に接触させること、
c)検出可能な蛍光反応を起こすために適切な波長でエネルギーによって蛍光物質を励起すること、および
d)該物質の蛍光反応を検出することを含む、表面の欠陥を特定する方法。
[本発明1002]
基板を親油性蛍光物質に接触させた後に基板を洗浄することをさらに含む、本発明1001に記載の方法。
[本発明1003]
基板が高分子を含む、本発明1001に記載の方法。
[本発明1004]
親水性層が無機物質である、または無機物質を含む、本発明1001に記載の方法。
[本発明1005]
親油性蛍光物質が4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分を含む蛍光化合物である、本発明1001に記載の方法。
[本発明1006]
親油性蛍光物質が親油性部分をさらに含む、本発明1001に記載の方法。
[本発明1007]
親油性蛍光物質が二つ以上の親油性部分をさらに含む、本発明1006に記載の方法。
[本発明1008]
親油性部分が1〜20個の炭素原子を有する炭化水素である、本発明1006に記載の方法。
[本発明1009]
親油性部分が1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である、本発明1006に記載の方法。
[本発明1010]
親油性部分がフェニル基またはスチリル基である、本発明1006に記載の方法。
[本発明1011]
親水性層の厚さが10 A未満である、本発明1001に記載の方法。
[本発明1012]
親油性蛍光物質が微粒子と関連している、本発明1001に記載の方法。
[本発明1013]
親油性蛍光物質が半導体ナノ結晶と関連している、本発明1001に記載の方法。
[本発明1014]
4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分および親油性部分を含む、親油性蛍光物質。
[本発明1015]
親油性部分が1〜20個の炭素原子を有する炭化水素である、本発明1014に記載の親油性蛍光物質。
[本発明1016]
親油性部分が1〜20個の炭素原子を有するアルキル基である、本発明1014に記載の親油性蛍光物質。
[本発明1017]
親油性部分がフェニル基またはスチリル基である、本発明1014に記載の親油性蛍光物質。
[本発明1018]
物質が微粒子と関連している、本発明1014に記載の親油性蛍光物質。
[本発明1019]
下記の特定可能な欠陥を含む基板：
a）疎水性表面（欠陥がある親水性層によって少なくとも部分的に被覆された疎水性表面を有している基板）、および
b）欠陥と接触している親油性蛍光物質。
[本発明1020]
親油性蛍光物質が4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン部分および親油性部分を含む、本発明1019に記載の基板。