(57)【要約】  本開示は概ね、バリア組立品を形成する方法に関する。いくつかの実施形態は、接着剤層及び／又はトップシートを付与して、ロールツーロール処理中にバリア積層物の露出した最上層を保護することを含む。いくつかの実施形態は、バリアフィルムの露出した最上層が固体表面又は処理用ロールに接触する前に、接着剤層及び／又はトップシートを付与することを含む。接着剤層及び／又はトップシートを含めることによって処理中に酸化物層が保護される結果、ロールツーロール処理を用いて製造可能な優れたバリア組立品が形成される。
2015528402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バリア組立品を形成する方法であって、
基材を準備する工程と、
前記基材に隣接してポリマー材料を付与してポリマー層を形成する工程と、
前記ポリマー層に隣接して酸化物含有材料を付与して酸化物層を形成する工程と、
接着性材料及びトップシート層の少なくとも一方を最上層に付与して多層膜を形成する工程と、を含み、
前記最上層は、前記酸化物層又は前記ポリマー層であり、
前記最上層が処理用ロールに接触する前に、前記接着性材料又は前記トップシート層を前記最上層に付与する、方法。
【請求項２】
前記接着性材料はＵＶ吸収剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接着性材料は感圧接着剤である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ポリマー材料を付与する前記工程及び／又は酸化物含有材料を付与する前記工程を順次に多数回繰り返して、交互のポリマー層及び／又は酸化物層を多数有するバリア組立品を形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記バリア組立品は可撓性で、可視光及び赤外光に対して透過性である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
バリア組立品の連続ロールを形成する工程を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法により作られたバリア組立品を含む、光学装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法により作られたバリア組立品を含む、光起電モジュール。
【請求項９】
バリア組立品を形成する方法であって、
基材を準備する工程と、
前記基材に隣接してポリマー材料を付与してポリマー層を形成する工程と、
前記ポリマー層に隣接して酸化物含有材料を付与して酸化物層を形成する工程と、
最上層が任意の固体表面に接触する前に、接着性材料及びトップシート層の少なくとも一方を前記最上層に付与する工程と、を含み、
前記最上面は、前記酸化物層又は前記ポリマー層の一方である、方法。
【請求項１０】
前記接着性材料は、ＵＶ吸収剤を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記接着性材料は感圧接着剤である、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
ポリマー材料を付与する前記工程及び／又は酸化物含有材料を付与する前記工程を順次に多数回繰り返して、交互のポリマー層及び／又は酸化物層を多数有するバリア組立品を形成する、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記バリア組立品は、可撓性及び光透過性である、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
バリア組立品の連続ロールを形成する工程を更に含む、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記トップシートは不透明部分を含む、請求項１〜６及び９〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
請求項９〜１４のいずれか一項に記載の方法により作られたバリア組立品を含む、光学装置。
【請求項１７】
請求項９〜１４のいずれか一項に記載の方法により作られたバリア組立品を含む、光起電モジュール。
【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、米国特許出願第６１／６８３，８２４号（２０１２年８月１６日に出願）及び米国特許出願第６１／７４６３５６号（２０１２年１２月２７日に出願）に対する優先権及びこれらの利益を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は概ね、バリア組立品の製造方法、及びこれらの方法を用いて製造されたバリア組立品に関する。
【背景技術】
【０００３】
再生可能エネルギーは、太陽光、風、雨、潮汐、及び地熱等、補充が可能な天然資源から誘導されるエネルギーである。再生可能エネルギーの需要は、テクノロジーの進歩と世界人口の増大につれて大幅に増大している。今日のエネルギー消費の大半は化石燃料によって供給されているが、化石燃料は再生可能ではない。これら化石燃料に対する世界的な依存については、枯渇に関する懸念だけでなく、これら燃料を燃焼させた結果生じる排出物質に伴う環境面の懸念も提起されている。これらの懸念の結果、世界中の国々が大規模及び小規模両方の再生可能エネルギー源の開発に取り組んでいる。
【０００４】
現在、見込みのあるエネルギー源の１つは、太陽光である。世界的には、数百万の世帯が、現在のところ、太陽光発電から電力を得ている。太陽発電の需要増大に伴い、この用途の要件を満たすことができるデバイスと材料の需要が増大している。光電池は、太陽光発電の急速に増大しているセグメントである。
【０００５】
２つの特定タイプの光電池である有機光起電力装置（ＯＰＶ）及び薄膜太陽電池（例えば、銅インジウムガリウムジセレン化物（ＣＩＧＳ））は、水蒸気から保護する必要があり、屋外環境における耐久性（例えば、紫外線（ＵＶ）光に対して）が必要とされる。ガラスが通常、このような太陽装置用に用いられるが、それは、ガラスが水蒸気に対して非常に良好なバリアであり、光透過性であり、紫外線に対して安定しているからである。しかしながら、ガラスは重く、脆く、可撓性にするのが困難であり、取り扱いが困難である。透明で可撓性の封入材料が、ガラスに代わるものとして開発されている。好ましくは、これらの材料は、ガラスに似たバリア特性及びＵＶ安定性を有している。これらの可撓性バリアフィルムは、構成部品が水蒸気の侵入に影響されやすい電子装置に対して望ましい。例えば、可撓性薄膜及び有機光起電太陽電池及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などである。
【０００６】
この一般的なタイプのいくつかの例示的なバリアフィルムとしては、ポリマー及び酸化物の多層積層物を可撓性プラスチックフィルム上に堆積させて、透湿に対して耐性のある高バリアフィルムを作ったものが挙げられる。これらのバリアフィルムの例は、米国特許第５，４４０，４４６号、同第５，８７７，８９５号、同第６，０１０，７５１号；米国特許出願公開第２００３／００２９４９３号、及び同第６６７３７ＵＳ００２号（これらはすべて、本明細書において十分に説明されているものとして、本明細書において参照により取り入れられている）に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本出願の発明者らは、ある特定の条件下で、ポリマー及び酸化物の多層積層物が、湿分に長期間さらした後に接着性能の劣化を受ける場合があり、おそらくこの結果、これらの高バリア積層物が酸化物−ポリマー界面において層状に剥離することを認識している。例えば、本開示の発明者らは、いくつかの実施形態では、第２のポリマー層が、使用中又は試験中に湿熱にさらされたときに接着力の低下を受けることを認識している。こうして発明者らは、いくつかの実施形態では、第２のポリマー層をバリア積層物内に含まない方が好ましい場合があることを理解している。
【０００８】
本開示の発明者らはまた、バリアフィルムをロールツーロール処理することが、効率と優れた製品とが得られる好ましい製造方法であることを認識している。しかし、バリアフィルムのロールツーロール処理にはいくつかの問題がある。このような問題の１つは、この製造方法には、バリア積層物を処理用ロール（例えば、任意のタイプの処理用ロール、例えば、ウェブハンドリングロール、アイドラロール、拡散器ロール、キャプスタンロール、テンションロールなどを含む）に接触させる工程が含まれていることである。バリア積層物の最上層（いくつかの実施形態では、酸化物層又はポリマー層）は、処理中に露出している（すなわち、別の層に覆われていない）ため、処理中に変形又は劣化の影響を受けやすい。このような変形又は劣化は、最終的なバリア積層物又はフィルムの性能特性に悪影響を及ぼす可能性がある。１つの具体例では、任意的な第２のポリマー層は含まれておらず、酸化物層がバリア積層物における最上（したがって露出）層である。酸化物層は非常に薄いため、処理用ロールに接触すると変形又は劣化する可能性があり、その結果、最終的なバリア積層物の性能が悪化する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した懸念に対処する１つの方法は、ロールツーロール処理中に最上層に一時的な保護層を配置することである。一時的な層は、露出した最上層を処理用ロールに接触させることを含む処理工程中に存在するが、最終的なバリア積層物を（例えば、層２０及び２２を加えることによって）形成する前に取り除かれる。この方法は、米国特許出願第６１／６８３，８２４号（本明細書において参照によりその全体において取り入れられている）により詳しく記載されている。
【００１０】
前述した懸念に対処する第２の方法は、接着剤及び／又はトップシート層を、露出した最上層に配置する工程を、処理中に、また最上層が任意のタイプの処理用ロール又は他の固体処理表面に接触する前に行なうことを含む。接着剤及び／又はトップシート層によって、処理中に、露出した最上層が保護される結果、ロールツーロール処理を用いて製造可能な改善されたバリア組立品が形成される。処理中に接着剤層及び／又はトップシート層を含めることによって、最上層における欠陥形成が減り、その結果、改善された最終製品のバリア積層物又はフィルムが得られる。
【００１１】
本開示のいくつかの実施形態は、バリア組立品を形成する方法であって、基材を準備する工程と、基材に隣接してポリマー材料を付与してポリマー層を形成する工程と、ポリマー層に隣接して酸化物含有材料を付与して酸化物層を形成する工程と、接着性材料及びトップシート層の少なくとも一方を最上層に付与して多層フィルムを形成する工程と、を含み、最上層は酸化物層又はポリマー層であり、最上層が処理用ロールに接触する前に、接着性材料又はトップシート層を最上層に付与する、方法に関する。
【００１２】
本開示のいくつかの実施形態は、バリア組立品を形成する方法であって、基材を準備する工程と、基材に隣接してポリマー材料を付与してポリマー層を形成する工程と、ポリマー層に隣接して酸化物含有材料を付与して酸化物層を形成する工程と、最上層が任意の固体表面に接触する前に、接着性材料及びトップシート層の少なくとも一方を最上層に付与する工程と、を含み、最上面は酸化物層又はポリマー層の一方である、方法に関する。
【００１３】
いくつかの実施形態では、接着性材料はＵＶ吸収剤を含む。幾つかの実施形態では、接着剤は感圧接着剤である。
【００１４】
いくつかの実施形態では、ポリマー材料を付与する工程及び／又は酸化物含有材料を付与する工程を順次に多数回繰り返して、交互のポリマー層及び／又は酸化物層を多数有するバリア組立品を形成する。いくつかの実施形態では、バリア組立品は、可撓性で、可視光及び赤外光に対して透過性である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、本方法は更に、バリア組立品の連続ロールを形成する工程を含む。いくつかの実施形態は、本明細書で説明するようなバリア組立品を含む光学装置である。いくつかの実施形態は、本明細書で説明するようなバリア組立品を含む光起電モジュールである。
【００１６】
本出願の他の特徴及び優位性を、以下の詳細な明細書において記載又は説明する。詳細な明細書は添付図面と一緒に考慮しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本開示の様々な実施形態の以下の詳細な説明を、添付の図面と合せて考慮することで、本開示のより完全な理解が可能である。
【図１】処理用ロール上の例示的なバリアフィルムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を構成し、１つの例示的な特定の実施形態が例として示されている添付の図面を参照する場合がある。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され実施され得る点を理解されたい。
【００１９】
本開示は概ね、バリア組立品又はフィルムを形成する方法であって、処理中に、また最上層が任意のタイプの処理用ロール又は他の固体処理表面に接触する前に、バリア積層物の露出した最上層に接着剤層及び／又はトップシートを配置する工程を含む、方法に関する。接着剤層及び／又はトップシートによって、処理中に、露出した最上層が保護され、その結果、ロールツーロール処理を用いて製造可能なバリア組立品が形成される。いくつかの実施形態では、最上層は酸化物層である。いくつかの実施形態では、最上層はポリマー層である。
【００２０】
図１に、１つの例示的なバリア組立品１０を示す。バリア組立品１０は、基材１２と、第１のポリマー層１４（例えば、アクリレート層）と、酸化物層１６と、第２のポリマー層（例えば、アクリレート層）１８と、接着剤層２０と、トップシート層２２と、を含んでいる。バリア組立品１０の基材１２を処理用ロール３０上に示している。図１に示す例示的なバリア積層物では、最上層は第２のポリマー層１８である。しかし、最上層は任意の層とすることができ、通常はポリマー又は酸化物層である。最上層は、処理中に接着剤層２０及びトップシート層２２によって保護される。
【００２１】
本明細書で説明するバリア組立品の少なくともいくつかの実施形態は、可視光及び赤外光に対して透過性である。用語「可視光及び赤外光に対して透過性である」は、本明細書で用いる場合、スペクトルの可視部分及び赤外部分上での平均透過率が、法線軸に沿って測定して少なくとも約７５％（いくつかの実施形態では、少なくとも約８０、８５、９０、９２、９５、９７、又は９８％）であることを意味する。いくつかの実施形態では、バリア組立品の４００ｎｍ〜１４００ｎｍの範囲での平均透過率が、少なくとも約７５％（いくつかの実施形態では、少なくとも約８０、８５、９０、９２、９５、９７、又は９８％）である。通常、可視光及び赤外光透過性組立品であれば、可視及び赤外光の吸収（例えば、光電池による）を妨げない。一部の実施形態では、可視光及び赤外線透過性組立品は、光電池に有用である光の波長の範囲の平均透過率が少なくとも約７５％（一部の実施形態では少なくとも約８０、８５、９０、９２、９５、９７又は９８％）である。バリア組立品内の層を屈折率及び厚さに基づいて選択して、可視光及び赤外光に対する透過を高めることができる。
【００２２】
少なくともいくつかの実施形態では、本明細書で説明するバリア組立品は可撓性である。本明細書で用いる場合、用語「可撓性」は、ロールに成形することができることを指す。いくつかの実施形態では、バリア組立品は、最大７．６センチメータ（ｃｍ）（３インチ）で、いくつかの実施形態では、最大６．４ｃｍ（２．５インチ）、５ｃｍ（２インチ）、３．８ｃｍ（１．５インチ）、又は２．５ｃｍ（１インチ）の曲率半径を有するロールコアの周りに屈曲可能である。いくつかの実施形態では、バリア組立品は、少なくとも０．６３５ｃｍ（１／４インチ）、１．３ｃｍ（１／２インチ）、又は１．９ｃｍ（３／４インチ）の曲率半径の周りに屈曲可能である。
【００２３】
本開示によるバリア組立品は、一般に、多層構造体中の熱応力又は収縮から生じる可能性のある、層間剥離又はカールを呈さない。本明細書では、カールは、「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｗｅｂ  Ｃｕｒｌ」（Ｒｏｎａｌｄ  Ｐ．Ｓｗａｎｓｏｎにより２００６  ＡＷＥＢ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓで発表）（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｅｔａｌｌｉｚｅｒｓ，Ｃｏａｔｅｒｓ  ａｎｄ  Ｌａｍｉｎａｔｏｒｓ，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｗｅｂ  Ｈａｎｄｌｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，２００６）に記述されている、カールゲージを用いて測定される。この方法によれば、カールを０．２５ｍ−１曲率の分解能で測定することができる。一部の実施形態では、本開示によるバリア組立品は、最大７、６、５、４、又は３ｍ−１のカールを呈する。固体力学より、梁の曲率は、それに付与される曲げモーメントに比例することが知られている。翻って、曲げ応力の大きさは、曲げモーメントに比例することが知られている。これらの関係から、試料のカールを使用して、残留応力を相対的に比較することができる。
【００２４】
本明細書において記載及び請求されるタイプのバリア組立品のいくつかの実施形態は、追加的なポリマー及び／又は酸化物の交互層を含むことができる。バリア組立品１０に対する例示的な材料及び構築方法が、米国特許第５，４４０，４４６号、同第５，８７７，８９５号、同第６，０１０，７５１号、米国特許出願公開第２００３／００２９４９３号、同第６９８２１ＵＳ００２号、及び同第６６７３７ＵＳ００２号（これらはすべて、本明細書において十分に説明されているものとして、参照により本明細書に取り入れられている）において、また本開示の実施例において認められる。本明細書で用いる場合、用語「ポリマーの」は、有機ホモポリマー及びコポリマーばかりでなく、相溶性ブレンド中に例えば同時押出成形又は反応（例えば、エステル交換）によって形成してもよいポリマー又はコポリマーを含むものと理解される。用語「ポリマー」及び「コポリマー」は、ランダム及びブロックコポリマーの両方を含む。
【００２５】
本出願の一実施形態では、ロールツーロール処理中に、露出した最上層に接着性材料及び／又はトップシートを付与する。いくつかの実施形態では、最上層は酸化物層である。いくつかの実施形態では、最上層はポリマー層である。いくつかの実施形態では、ニッピングを用いて、トップシート及び／又は接着剤層をバリア積層物に接着させる。接着性材料及び／又はトップシートを含めることにより、製造中に最上層における欠陥形成が減るが、これは、接着性材料及び／又はトップシート（単独で又は組み合わせて）によって、真空ウェブハンドリング及び以後の処理ステップ中に最上層が損傷から保護されるからである。
【００２６】
任意の接着剤を、本明細書で説明した方法において用いてもよい。いくつかの実施形態では、接着性材料は感圧接着剤である。いくつかの実施形態では、安定剤を感圧接着剤に添加する。このような安定剤の例としては、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）（例えば、赤方偏移ＵＶ吸収剤）、ヒンダードアミン光吸収剤（ＨＡＬＳ）又は酸化防止剤が挙げられる。他の例示的な実施形態には、米国特許出願公開第２０１２／０００３４４８号（ワイゲル（Weigel）ら）（本明細書において参照により全体として取り入れられている）に列記されたものが含まれる。接着剤層のみを酸化物層上に堆積させるか又は付与する実施形態の場合には、接着剤層は好ましくは剥離ライナを含んでいる。
【００２７】
接着性材料の堆積は任意の望ましい方法で行なうことができる。例えば、接着性材料は、従来のコーティング方法、例えばロールコーティング（例えば、グラビアロールコーティング）又は噴霧コーティング（例えば、静電気噴霧コーティング）を用いて付与することができる。いくつかの実施形態では、接着剤を架橋することができる。いくつかの実施形態では、接着剤は、溶媒中に層を付与し、このように付与した層を乾燥させて溶媒を除去することによって、形成することができる。更に加えて、接着性材料は、酸化物層に直接隣接してフィルムを配置することによって、酸化物層に接着させるか又は取り付けることができる。いくつかの実施形態では、前述した方法のいずれかをインライン処理として行なう。いくつかの実施形態では、接着剤を２つのライナ間にコーティングし、その一方を取り除いて、露出した接着面をトップシートに付与する（又は積層する）。結果として生じる接着剤／トップシート構造全体を次に、バリア積層物の最上層に付与することができる（例えば、真空槽内で）。
【００２８】
任意のトップシート材料を本出願の実施形態において用いることができる。トップシートを形成することができる有用な材料としては、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリイミド、ポリオレフィン、フルオロポリマー、及びそれらの組み合わせが挙げられる。トップシート中で用いる例示的な材料としては、米国特許出願公開第２０１２／０００３４４８号（ワイゲルら）（本明細書において参照により全体として取り入れられている）に列記されたものが挙げられる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、トップシートの一部は、可視光（例えば、３８０〜７５０ｎｍ）がバリア積層物に到達するのを妨げる。いくつかの実施形態では、トップシートの一部は不透明である。本開示の目的上、バリア積層物の不透明部分の透過率が、３８０〜４５０ｎｍの任意の波長において最大で２０％である場合、トップシートの一部は不透明である。いくつかの実施形態では、不透明部分の光透過率は、３８０〜４５０ｎｍの任意の波長において１５％未満である。いくつかの実施形態では、不透明部分の光透過率は、３８０〜４５０ｎｍの任意の波長において１０％未満である。いくつかの実施形態では、不透明部分の光透過率は、３８０〜４５０ｎｍの任意の波長において５％未満である。いくつかの実施形態では、不透明部分の光透過率は、３８０〜４５０ｎｍの任意の波長において２％未満である。いくつかの実施形態では、不透明部分の光透過率は、３８０〜４５０ｎｍの任意の波長において０．２％未満である。不透明部分は、例えば、米国特許出願第６１／６０５５２５号及び同第６１／５１５０７３号（本明細書においてそれらの全体において参照により取り入れられている）に記載されたものなどのパターンを形成してもよい。不透明部分を形成するために用いることができる例示的な材料としては、例えば、インク及びテープが挙げられる。不透明領域に不透明なテープが含まれる場合、テープは多層フィルム内で任意の方向であってもよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、安定剤をトップシートに加えて紫外線に対するその耐性を向上させる。このような安定剤の例としては、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）（例えば、赤方偏移ＵＶ吸収剤）、ヒンダードアミン光吸収剤（ＨＡＬＳ）又は酸化防止剤が挙げられる。他の例示的なものとしては、米国特許出願公開第２０１２／０００３４４８号（ワイゲルら）（本明細書において参照により全体として取り入れられている）に列記されたものが挙げられる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、トップシートは接着剤層を含む。いくつかの実施形態では、その接着剤層は感圧接着剤である。
【００３２】
トップシートを接着性材料又は酸化物層に付与することは、任意の望ましい方法で行なうことができる。通常、トップシートは、接着剤又は酸化物層に直接隣接してフィルムを配置することによって、接着剤又は酸化物層に接着するか又は取り付ける。しかし、接着剤に関して前述した付与方法のいずれもトップシートに対して用いることができる。
【００３３】
本明細書で説明したプロセスを用いて作製されたバリアフィルム又は組立品の少なくともいくつかの実施形態は、光透過が高く、８５％以上である。本明細書で説明したプロセスを用いて作製されたバリアフィルム又は組立品の少なくともいくつかの実施形態は、水蒸気透過率が低く、５０℃及び１００％ＲＨにおいて０．００５ｇ／ｍ２／日以下である。更に加えて、本明細書で説明したプロセスを用いて作製されたバリアフィルム又は組立品の少なくともいくつかの実施形態は、非常に耐久性があり、外部応力（例えば、紫外線、温度サイクリング、及び湿気進入など）にさらされたときに層間接着を維持する。
【００３４】
いくつかの実施形態では、バリアフィルムは、米国特許第５，４４０，４４６号（ショー（Shaw）ら）及び第７，０１８，７１３号（パディヤス（Padiyath）ら）（両方とも本明細書において参照により全体として取り入れられている）に記載されているか、又は記載されたシステムと同様のロールツーロール真空槽の中で複数の層を基材上に堆積することによって作製することができる。
【００３５】
本開示の方法のいくつかの優位性には、例えば、低コストで連続的なロールツーロール処理を利用できることが含まれる。更に加えて、接着剤層及び／又はトップシートの少なくとも一方を付与することによって、バリア組立品を形成する際の界面を少なくすることができるが、これは、付与することによって、一時的な保護層及び第２のポリマー層が最終的なバリア組立品から除かれるからである。界面が少なくなると、界面間（例えば、酸化物とポリマー層との間）で接着破壊が生じる危険性が減る場合がある。選考技術の保護層が接着損失の影響を受けやすかった場合、この保護層を最終的な構造から除去する結果、バリア組立品の耐候性及び寿命が増加する場合がある。処理中に一時的な保護層が存在することによって、処理／製造中に粒子汚染が発生することが減る。また、処理中に一時的な保護層が存在することによって、露出した最上層が、処理及び取り扱い中に損傷又は汚染から保護される。
【００３６】
一実施形態では、本開示のバリア組立品を光起電モジュールにおいて用いる。光起電モジュールは、バックシート、太陽電池、及び先行する請求項のいずれかに記載された方法により作られたバリア組立品を含んでいる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、本開示のバリア組立品を、光学装置、光学的表示装置、又は固体照明装置において用いる。１つの例示的な光学装置は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
バリアフィルムの調製は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材フィルム（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから、商品名「ＸＳＴ  ６６４２」で入手）を、米国特許第５，４４０，４４６号（ショーら）及び同第７，０１８，７１３号（パディヤスら）（両方とも本明細書において参照により取り入れられている）に記載されたコーターと同様の真空コーター上で、ポリマー基層及び無機シリコン酸化アルミニウム（ＳｉＡｌＯｘ）バリア層の積層物で覆うことによって実施した。個々の層は以下のように形成された。
【００３９】
層１（ポリマー層）：０．１２７ｍｍ厚×３６６ｍｍ幅のＰＥＴフィルムの３１０メートル長ロールを、ロールツーロール真空処理チャンバ内に充填した。チャンバを圧力２×１０−５Ｔｏｒｒ（０．００２７Ｐａ）に減圧した。ウェブ速度として４．９メートル／分を保持しながら、ＰＥＴフィルムの背面をコーティングドラム（−１０℃に冷却）と接触させたままにした。背面をドラムと接触させた状態で、フィルム正面表面を、０．０２ｋＷのプラズマ電力で窒素プラズマ処理した。フィルム正面表面に次に、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートモノマー（商品名「ＳＲ−８３３Ｓ」で、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＵＳＡ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡから入手）をコーティングした。モノマーを、コーティング前に真空下で圧力２０ｍＴｏｒｒ（２．７Ｐａ）まで脱ガスし、シリンジポンプ内に充填し、流量１．３３ｍＬ／分で超音波アトマイザ（動作周波数は６０ｋＨｚ）を通してポンピングして、加熱された気化チャンバ（２６０℃に維持）内に入れた。結果として生じるモノマー蒸気ストリームはフィルム表面上に凝縮されており、これを、マルチフィラメント電子ビーム硬化銃（動作条件は７．０ｋＶ及び４ｍＡ）を用いて電子ビーム架橋して、７２０ｎｍ厚のポリマー基層を形成した。
【００４０】
層２（無機層）：ポリマー基層を堆積した直後に、ＰＥＴフィルムの背面を依然としてドラムと接触させた状態で、ＳｉＡｌＯｘ層を３０ｍ長のポリマー基層上にスパッタ堆積した。２つの交流（ＡＣ）電源を用いて、２つの陰極を制御した。各陰極は、２つの９０％  Ｓｉ／１０％  Ａｌスパッタリングターゲット（Ｍａｔｅｒｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍａｙｆｉｅｌｄ  Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＯＨから入手）を収容していた。スパッタ堆積中、各電源からの電圧信号を比例−積分−差動制御ループに関する入力として使用して、各陰極に対する所定の酸素の流れを維持した。ＡＣ電源は、５０００ワットの電力を用いて、ガス混合物（８５０標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）アルゴン及び９２ｓｃｃｍ酸素を含む）により、スパッタ圧力３．２ミリトール（０．４３Ｐａ）で、９０％  Ｓｉ／１０％  Ａｌターゲットをスパッタリングした。この結果、２６ｎｍ厚のＳｉＡｌＯｘ層が層１のポリマー基層上に堆積した。
【００４１】
２層積層物を次に、０．０５ｍｍ厚の感圧接着剤（ＰＳＡ）（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから商品名「３Ｍ  ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ  ＣＬＥＡＲ  ＡＤＨＥＳＩＶＥ  ８１７２Ｐ」で市販）と、０．０５ｍｍ厚のＥＴＦＥ（Ｓｔ．Ｇｏｂａｉｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｗａｙｎｅ，ＮＪから商品名「ＮＯＲＴＯＮ  ＥＴＦＥ」で市販されて入手可能）とで覆った。
【００４２】
バリアフィルムの分光透過率（Ｔｖｉｓ）を、分光計（モデル「ＬＡＭＢＤＡ  ９００」、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡから市販）を用いて測定した。分光透過率を、入射角０°における４００ｎｍ〜７００ｎｍでの平均透過率パーセント（Ｔｖｉｓ）として記録した。
【００４３】
実施例１のバリアフィルムの水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）を、ＡＳＴＭ  Ｆ−１２４９−０６「変調赤外線センサを用いたプラスチックフィルムとシーティングとを通る水蒸気透過率に対する標準試験方法」に概説された手順に従って、ＭＯＣＯＮ  ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗモデル７００  ＷＶＴＲ試験システム（ＭＯＣＯＮ，Ｉｎｃ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮから入手）を用いて測定した。温度として約５０℃、相対湿度（ＲＨ）として約１００％を使用し、ＷＶＴＲをグラム／平方メートル／日（ｇ／ｍ２／日）で表す。試験システムの最も低い検出限界は、０．００５ｇ／ｍ２／日であった。
【００４４】
実施例１のバリア層を含む例示的な代表的太陽電池モジュールの調製
実施例１のバリア層を含む例示的な代表的太陽電池モジュール（「代表的モジュール」）を、実施例１のバリアフィルムのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）側を、０．１４ｍｍ（０．００５６ｉｎ）厚で２１．６ｃｍ×１４ｃｍのＰＴＦＥコーティングされたアルミホイル（商品名「８６５６Ｋ６１」でＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ，Ｓａｎｔａ  Ｆｅ  Ｓｐｒｉｎｇｓ，ＣＡから入手）のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）側に配置することによって調製した。ＰＴＦＥコーティングされたアルミホイルは、各寸法においてバリアフィルムよりも１．２７ｃｍだけ小さいため、ＰＥＴの一部が露出されたままであった。１３ｍｍ（０．５ｉｎ）幅の乾燥したエッジテープ（商品名「ＳＯＬＡＲＧＡＩＮ  ＥＤＧＥ  ＴＡＰＥ  ＳＥＴ  ＬＰ０１」でＴｒｕｓｅａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｓｏｌｏｎ，ＯＨから入手）を、ＰＴＦＥコーティングされたアルミホイルの周囲に配置して、実施例１のバリアフィルムをＰＴＦＥ層の上に固定した。塩化コバルト計測記録用紙のストリップを、ＰＴＦＥコーティングされたホイルとバリアフィルムとの間に配置して、湿気進入をモニタした。０．３８ｃｍ（０．０１５ｉｎ）厚の封入材フィルム（商品名「ＪＵＲＡＳＯＬ」としてＪｕｒａＦｉｌｍｓ，Ｄｏｗｎｅｒ  Ｇｒｏｖｅ，ＩＬから入手）を、ＰＴＦＥコーティングされたアルミホイルのアルミニウム側に配置した。第２の積層されたバリアシートのＰＥＴ層を、封入材フィルム上に配置して、積層構造を形成した。構造を１５０℃において１２分間、真空積層した。
【００４５】
初期Ｔ剥離接着を以下のように試験した。代表的モジュールのバリアフィルムを、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層から切り離すことによって、積層物構造から取り除いた。バリアフィルムを次に切断して、１．０ｉｎ幅（２．５４ｃｍ）部分にした。これらの部分を、ＡＳＴＭ  Ｄ  １８７６−０８「接着剤の耐剥離性に対する標準試験方法（Ｔ字剥離試験）」に概説された手順に従って、引張り強度テスター（商品名「ＩＮＩＳＩＧＨＴ  ２  ＳＬ」として、Ｔｅｓｔｗｏｒｋｓ  ４ソフトウェア付きで、ＭＴＳ，Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｉｒｉｅ，ＭＮから入手）内に配置した。剥離速度として２５４ｍｍ／分（１０インチ／分）を用いた。接着は、ニュートン／センチメートル（Ｎ／ｃｍ）で、１３ｍｍ（０．５インチ）〜１５１ｍｍ（５．９５インチ）の引っ張りの間の４つの剥離測定の平均値として、下表１に記録する。
【００４６】
代表的モジュールを次に、５００時間、以下のようにエージングした。代表的モジュールを、温度約８５℃及び相対湿度約８５％に設定した環境室（モデル「ＳＥ−１０００−３」、Ｔｈｅｒｍｏｔｒｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｈｏｌｌａｎｄ，ＭＩから入手）内に５００時間配置した。塩化コバルト計測記録用紙を代表的モジュール内に配置していたところ、５００時間後に青色のままであった（すなわち、水侵入は検出されなかった）。
【００４７】
エージングされた代表的モジュールのＴ剥離接着試験を、前述した方法を用いて行なった。接着は、ニュートン／センチメートル（Ｎ／ｃｍ）で、１３ｍｍ（０．５インチ）〜１５１ｍｍ（５．９５インチ）の引っ張りの間の４つの剥離測定の平均値として、下表１に記録する。
【００４８】
【表１】
2015528402.tif 000003
【００４９】
言及された全ての参照は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５０】
本明細書で使用する場合、「上に」及び「隣接する」という語は、直接的に何かの上に、及び可能性として他の層がそれらの間に位置した状態で間接的に何かの上にある両方の層を包含する。
【００５１】
本明細書で使用する場合、「主表面（単数）」及び「主表面（複数）」という用語は、３組の対向する表面を有する、三次元形状上の最も大きい表面積を有する表面を指す。
【００５２】
他に指示がない限り、本開示及び「特許請求の範囲」で使用される特徴の大きさ、量、物理特性を表わす数字は全て、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の「特許請求の範囲」で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。
【００５３】
本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示物を有する実施形態を包含する。
【００５４】
本開示及び添付の「特許請求の範囲」において使用する場合、その内容について別段の明確な指示がない限り、「又は」という用語は概して、「及び／又は」を包含する意味で用いられる。
【００５５】
品目リストがその後に続くフレーズ「〜のうちの少なくとも１つ」及び「〜のうちの少なくとも１つを含む」は、リスト内の品目のいずれか１つ及びリスト内の２つ以上の品目の任意の組み合わせを指す。すべての数値範囲は、特に断らない限り、その端点と、端点間の非整数値を含む。
【００５６】
本開示の様々な実施形態及び実施が開示される。開示された実施形態は、例証するために提示されるもので、制限するためのものではない。上記の実施及び他の実施は以下の請求項の範囲内である。本開示が、開示されたもの以外の実施形態及び実施により実行され得ることは当業者には理解されよう。上記の実施形態及び実施の詳細には、本発明の基礎をなす原理から逸脱することなく多くの変更を加えることができる点は当業者に認識されるであろう。本発明は、本明細書に記載される例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではない点、また、こうした実施例及び実施形態はあくまで例示を目的として示されるにすぎないのであって、本発明の範囲は本明細書において以下に記載する「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである点は理解すべきである。更に、本発明に対する様々な改変及び変形が、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく当業者にとって明らかとなろう。したがって、本出願の範囲は、以下の「特許請求の範囲」によってのみ定められるべきものである。
【図１】
2015528402.tif 000004
【国際調査報告】
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2015528402.tif 000006