(57)【要約】  基板（Ｓ）に有機コーティング層を与えるためのコーティング装置（１０）が内部に配置されているコーティングチャンバ（２０）を備えるコーティングシステム（１）が提供される。コーティング装置（１０）は、前記有機コーティング層のために、溶剤を含まない硬化性液体有機前駆体を堆積するためのコーティングデバイス（１２）と、前記液体有機前駆体にエネルギーを供給することによって前記基板（Ｓ）上に堆積された液体有機前駆体を硬化させるための硬化ユニット（１４）とを備える。コーティングシステムがさらに備える真空ポンプ（３０）は、コーティング中、前記コーティングチャンバの内部の圧力を１ｍｂａｒ未満に維持する。供給設備（１５２、１５２’）は、硬化性液体有機前駆体を、貯蔵器からコーティングデバイス（１２）へ制御可能に供給する。供給設備（１５２、１５２’）は、貯蔵器から硬化性液体有機前駆体を受け取るための入力（１５１０）を有する。貯蔵器の最下部（１５０Ｂ）の位置は、入力（１５１０）の上に高さ（Ｈ１）において配置されている。コーティングシステムは、コーティング装置に供給される硬化性液体有機前駆体がチャンバ圧力値以下の第１の圧力値をもつ圧力を有する真空に暴露される第１の動作モードと、第１の動作モードに続く第２の動作モードであって、供給設備（１５２、１５２’）が硬化性液体有機前駆体をコーティングデバイス（１２）に供給する第２の動作モードとを有する。
2018509279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（Ｓ）に有機コーティング層を与えるためのコーティング装置（１０）が内部に配置されているコーティングチャンバ（２０）を備えるコーティングシステム（１）であって、前記コーティング装置（１０）が、有機コーティングのために、溶剤を含まない液体光重合性有機前駆体を堆積するためのコーティングデバイス（１２）と、前記基板（Ｓ）上に堆積された前記有機前駆体にエネルギーを供給することによって前記有機前駆体を硬化させるための硬化ユニット（１４）とを備え、前記コーティングシステムが、前記コーティングシステムの動作モードにおいて前記コーティングチャンバの内部の圧力を１ｍｂａｒ未満のチャンバ圧力値に維持するための真空ポンプ（３０）と、前記基板を前記コーティング装置に沿って搬送するための搬送設備（１４１）と、前記液体光重合性有機前駆体用の貯蔵器（１５０）と、前記貯蔵器から前記液体光重合性有機前駆体を前記コーティングデバイスに制御可能に供給するための供給設備（１５２、１５２’）とをさらに備え、前記供給設備（１５２、１５２’）が、前記貯蔵器から液体光重合性有機前駆体を受け取るための入力（１５１０）を有し、前記貯蔵器の最下部（１５０Ｂ）の位置が、前記入力（１５１０）の上に高さ（Ｈ１）において配置されており、前記コーティングシステムが、前記コーティング装置に供給される液体光重合性有機前駆体が前記チャンバ圧力値以下の第１の圧力値をもつ圧力を有する真空に暴露される第１の動作モードと、前記第１の動作モードに続く第２の動作モードであって、前記供給設備（１５２、１５２’）が前記液体光重合性有機前駆体を前記コーティングデバイスに供給する第２の動作モードとを有し、前記コーティングシステムが、前記基板に無機コーティング層を与えるためのさらなるコーティング装置（４０）を前記コーティングチャンバ内に備え、前記搬送設備（１４１）が、前記基板を、前記コーティング装置（３０）から前記さらなるコーティング装置（４０）まで、または前記さらなるコーティング装置（４０）から前記コーティング装置（３０）まで、さらに搬送する、コーティングシステム（１）。
【請求項２】
前記第１の圧力が０．００１ｍｂａｒ〜０．１ｍｂａｒの範囲の間の値を有する、請求項１に記載のコーティングシステム（１）。
【請求項３】
１００〜３００ｍｂａｒの間の範囲の圧力の不活性ガスを用いて前記貯蔵器（１５０）にガス圧力を印加するように構成された加圧ガス供給源（１５７）をさらに備える、請求項１または２に記載のコーティングシステム。
【請求項４】
さらなる貯蔵器（１５４）と、前記液体光重合性有機前駆体（Ｃ）を前記さらなる貯蔵器（１５４）から前記貯蔵器（１５０）までポンピングするために設けられているポンプ（１５０１）とを備え、前記供給設備（１５２’）が、前記コーティングデバイス（１２）の上に、第２の高さ（Ｈ２）において配置されており、前記さらなる貯蔵器（１５４）の最下部（１５４Ｂ）が、前記ポンプ（１５０１）の入力（１５２０）の上に、第３の高さ（Ｈ３）において配置されており、前記第３の高さ（Ｈ３）が、前記第１の高さ（Ｈ１）と前記第２の高さ（Ｈ２）の合計よりも低い、請求項１から３のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項５】
液体光重合性有機前駆体が前記貯蔵器（１５０）から前記さらなる貯蔵器（１５４）まで流れて戻ることを可能にするための溢れ導管（１９５）を備える、請求項４に記載のコーティングシステム。
【請求項６】
前記コーティングデバイス（１２）が、堆積スロット（１２０）と、前記第２の動作モードにおいて前記堆積スロットの方向にガスの流れを噴出するために、互いに前記堆積スロット（１２０）の反対側に配置されている第１および第２の圧力チャンバ（１２１、１２２）とを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項７】
堆積ヘッドが堆積スロット（１２０）を含み、前記堆積ヘッドの表面エリア（１２３）が、前記液体光重合性有機前駆体に対して低い表面エネルギーを有する前記堆積スロットと境界を接する、請求項１から６のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項８】
前記表面エネルギーが２０ｍＮ／ｍ以下である、請求項７に記載のコーティングシステム。
【請求項９】
前記コーティングデバイス（１２）が、互いに反対側において堆積スロット（１２０）と境界を接する第１および第２の部分（１２４、１２５）であって、前記液体光重合性有機前駆体の流量を制御するために互いに対して変位可能である第１および第２の部分（１２４、１２５）を含み、この変位を用いて前記流量を制御することにより断続的に動作するように前記コーティング装置が構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項１０】
前記コーティング装置が、前記コーティングデバイス（１２）を前記基板（Ｓ）に対して制御可能な距離に位置決めするための位置決めユニットを含み、前記位置決めユニットが、前記コーティングデバイス（１２）を、第１の位置決めモードでは、前記基板（Ｓ）に対して第１の距離に位置決めし、第２の位置決めモードでは、前記基板（Ｓ）に対して前記第１の距離よりも大きい第２の距離に位置決めするように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項１１】
前記第１の動作モードにおいて前記貯蔵器内の前記液体光重合性有機前駆体が暴露される真空をもたらすための追加の真空ポンプ（１５８）を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のコーティングシステム。
【請求項１２】
−  液体光重合性有機前駆体を、第１の圧力を有する真空に暴露するステップと、
−  液体光重合性有機前駆体を、真空引きされたチャンバ内に配置されているコーティング装置のコーティングデバイスに供給するステップであって、前記液体光重合性有機前駆体が、前記コーティングデバイスに供給されるときには、溶剤および油溶性ガスを実質的に含まない、ステップと、
−  前記溶剤を含まない液体光重合性有機前駆体を前記基板上に堆積する一方で、前記基板を、コーティングチャンバ内で前記コーティングデバイスに沿って搬送するステップと、
−  前記液体光重合性有機前駆体にエネルギーを供給することにより、前記基板上に堆積された前記液体光重合性有機前駆体を硬化させ、それによって前記基板上の有機コーティング層を得るステップと、
−  前記基板上に有機コーティング層を塗布した後および／または塗布する前に、前記真空引きされたチャンバ内に配置されたさらなるコーティング装置を用いて無機コーティング層を塗布するステップであって、前記真空引きされたチャンバ内のチャンバ圧力が１ｍｂａｒ未満であり、前記第１の圧力が前記チャンバ圧力以下である、ステップと、
を含む、基板（Ｓ）をコーティングする方法。
【請求項１３】
液体光重合性有機前駆体のボリュームの表面レベルを、前記第１の圧力を有する前記真空に暴露した状態で、貯蔵器内のより低いレベルにおける前記液体光重合性有機前駆体の前記ボリュームから、前記有機前駆体を、前記貯蔵器内の前記ボリュームの表面レベルへポンピングすることにより、前記液体光重合性有機前駆体を、前記貯蔵器内で循環させるステップを含む、請求項１２に記載の基板をコーティングする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコーティングシステムに関する。
【０００２】
本発明はコーティング方法にさらに関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの製品のために、互いに性質の異なる複数のコーティング層を有するコーティングされた基板を用意するのが望ましい。コーティング層の、互いに異なる性質のために、互いに異なるコーティング技術が必要とされる。しかしながら、これらのコーティング技術は、一続きのやり方で、すなわち、続いて起こるコーティングステップ間の、基板の中間保管を必要とせずに、続いて適用され得ることが望まれる。
【０００４】
この点で、有機層および第１の無機層を有する可撓性基板をコーティングするための装置を説明している国際公開第２０１１／０２８１１９号が参照される。この装置は、第１のチャンバおよび第２のチャンバ、ならびに第１のチャンバと第２のチャンバの間の空気分離スロットを含む。有機層を堆積するために、第１のチャンバ内に堆積設備が配置されており、第２のチャンバ内に、少なくとも第１の有機層が備わっている基板において、少なくとも第１の無機層を堆積するために、蒸気堆積設備が配置されている。可撓性基板は、第１のチャンバ内のプリント設備に沿って、空気分離スロット経由で、第２のチャンバ内の蒸気堆積設備に沿って導かれる。第１のチャンバ内の圧力は、１〜１０ｍｂａｒの範囲、たとえば５ｍｂａｒに維持される。この範囲未満の圧力において動作可能な、有機コーティング層を堆積するための堆積設備は、たとえば空気分離スロットに対する要件を緩和することにより、さらには空気分離スロットが簡単なスリットで置換されるのを可能にすることにより、さらには無機コーティング層のための堆積設備と有機コーティング層のための堆積設備の両方が共通のチャンバ内に配置されるのを可能にすることにより、無機コーティング層を塗布するための堆積設備と一体化するのがより容易であるため、そのような有機コーティング層の堆積設備を設けるのが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０２８１１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、有機コーティング層を堆積するのに適切なコーティング装置を有するコーティングシステムを提供することであり、このコーティングシステムは、無機層を堆積するのに適切な少なくとももう１つのコーティング装置を伴って、より簡単に拡張され得る。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、有機コーティングを堆積するのに適切なコーティングステップを含むコーティング方法を提供することであり、このコーティング方法は、無機層を堆積するのに適切な少なくとももう１つのコーティングステップを伴って、より簡単に拡張され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の言及された目的により、請求項１で特許請求されるコーティングシステムが提供される。
【０００９】
第２の言及された目的により、請求項１４で特許請求されるコーティング方法が提供される。
【００１０】
本発明によるコーティングシステムおよびコーティング方法では、コーティングチャンバの内部の圧力は１ｍｂａｒ未満のレベルに維持される。こうすることにより、無機層を堆積するのに適切な少なくとももう１つのコーティング装置を、同一のコーティングチャンバ内に配置することが可能になる。これにより、一続きの堆積プロセスにおいて、無機層と有機層の両方を含む複数の層を堆積することが可能になる。現在まで、低い圧力における有機層の堆積は、大気の背圧の欠如から生じる、堆積すべき有機物の流れの管理欠如など、予期される複雑化の要因からみて実現不可能であると考えられていた。１ｍｂａｒの前述のレベル未満の圧力において適切な堆積プロセスを提供することができたとしても、真空引きされた環境が有機物によって汚染されるために、そのような堆積プロセスの、無機コーティングの堆積プロセスとの簡単な統合が、可能になることはないであろうとも考えられていた。本発明者は、以下でより詳細に開示されるように、適切な手段を使用することにより、これらの複雑化の要因が防止され得ることを認識した。
【００１１】
第１の要件として、有機コーティングの準備のために、硬化性液体有機前駆体が使用される。すなわち溶剤を含まない液体有機物である。具体的には、この目的のためには光重合性材料が適切である。代わりに熱重合性材料が使用され得るが、コーティング装置の十分に冷却されていない部分において何かの事情で硬化する傾向があり得るので、それほど適切ではない。その上、光重合性材料、すなわち少なくとも１つの急速硬化性化合物および急速光開始剤を含んでいる光硬化性組成物を含む硬化性有機物は、硬化時間がほとんど瞬時であるという利点を有するので、望ましい。
【００１２】
光硬化性組成物は、１つまたは複数の急速重合性化合物を含む。急速重合性化合物は、好ましくはエチレン性不飽和のものであり、特に好ましくは少なくとも１つの、より好ましくは２つ以上の末端エチレン性不飽和結合を有する化合物（単官能性化合物または多官能性化合物）から選択される。より具体的には、急速重合性化合物は、モノマー、プレポリマー（すなわちダイマー、トリマー、およびオリゴマー）、それらの混合物およびそれらの共重合体の化学構造を有するものを含む、放射線硬化産業において広く知られているものから適切に選択され得る。そのような光硬化性組成物の詳細な例は、ＷＯ２０１２０５７６１５に見いだされ得る。
【００１３】
堆積すべき硬化性液体有機前駆体は、好ましくは１〜１００ｍＰａ・ｓの範囲の粘度、好ましくは１〜５０ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有する。
【００１４】
第１の態様によるコーティング装置は、硬化性液体有機前駆体用の貯蔵器を含む。コーティングシステムの第１の動作モードでは、貯蔵器内の硬化性液体有機前駆体は、チャンバ内の圧力値以下、好ましくは、有機コーティングが適用されるチャンバ内の圧力値の１／１０以下の圧力値をもつ圧力を有する真空に暴露される。その故に、第１の動作モードの間、コーティングチャンバ内の圧力が１ｍｂａｒ未満の値に維持されるので、貯蔵器内の圧力は、好ましくは、高くとも０．１ｍｂａｒ未満であるべきである。しかしながら、第１の動作モードの間の貯蔵器内の圧力は、この動作モードにおける硬化性液体有機前駆体がかなり蒸発するのを防止するために、好ましくは約０．００１ｍｂａｒよりも高い。第１の動作モードでは、硬化性液体有機前駆体からガスが流出する。たとえば液体前駆体の準備段階における処理を可能にするために、液体前駆体の中に何らかの溶剤または油溶性ガスが存在する場合には、第１の動作モードにおいて、これらの溶剤またはガスも、少なくともコーティングプロセスを複雑にしない程度にまで除去される。第１の動作モードに続く第２の動作モードの間、貯蔵器内の硬化性液体有機前駆体に対して圧力（たとえば１００ｍｂａｒ以上の圧力）がかけられてよい。この圧力は、たとえばＮ２といったガスによってかけられる場合、硬化性液体有機前駆体による加圧ガスの吸収を適度なレベルに維持するために、約３００ｍｂａｒの値を超えるべきでない。あるいは、圧力は、ピストンなどの固体の加圧手段によってかけられてよく、その場合には、より高い圧力が印加され得る。また、硬化性液体有機前駆体と混合する傾向のない加圧液体によって、より高い圧力がかけられ得る。
【００１５】
コーティングシステムが硬化性液体有機前駆体用の単一の貯蔵器を含む場合、第１の動作モードは、硬化性液体有機前駆体が基板上に堆積する動作モードに先行し、第２の動作モードは、堆積が行われる動作モードと一致する。
【００１６】
しかしながら、コーティングシステムが複数の貯蔵器を含む場合、貯蔵器の第１の動作モードおよび第２の動作モードは、堆積が行われる動作モードと同期する必要はない。たとえば、第２の貯蔵器は、その中の硬化性液体有機前駆体をガス抜きするために第１の動作モードであってよく、その一方で第１のコーティング貯蔵器は、コーティングデバイス向けに硬化性液体有機前駆体を送出する。
【００１７】
本発明により、コーティングされるべき基板の中間保管を必要とすることなく、有機層と無機層の両方の堆積が続いて起こり得るロールツーロールプロセスが可能になる。基板の搬送速度は、たとえば０．５〜５０ｍ／ｍｉｎ程度であってよい。有機材料の層の厚さは、たとえば１〜５０μｍの範囲でよい。
【００１８】
これらおよび他の態様を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第２の実施形態を示す図である。
【図３Ａ】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第３の実施形態の一部分を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第４の実施形態の一部分を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第５の実施形態の一部分を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｃの一部分の詳細を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第６の実施形態の一部分のそれぞれの動作状態を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第６の実施形態の一部分のそれぞれの動作状態を示す図である。
【図５】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第７の実施形態の一部分を示す図である。
【図６】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第８の実施形態を部分的に示す図である。
【図７】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第９の実施形態を概略的に示す図である。
【図７Ａ】前記第９の実施形態の一部分をより詳細に示す図である。
【図８】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第１０の実施形態を概略的に示す図である。
【図８Ａ】前記第１０の実施形態の一部分をより詳細に示す図である。
【図９】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第１１の実施形態を部分的に示す図である。
【図１０】本発明の第２の態様によるコーティング方法の一実施形態を概略的に示す図である。
【図１１】本発明の第１の態様によるコーティングシステムの第１２の実施形態を部分的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
様々な図面において、同様の参照符号は、別様に示されなければ同様の要素を示す。
【００２１】
本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、別様に定義されなければ、この発明が属する技術分野の当業者によって説明および図面の文脈において読み取られたとき一般に理解されるものと同一の意味を有する。一般に使用される辞書において定義されるものなどの用語は、関連する技術の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、理想化された意味または過度に形式的な意味には、本明細書においてそのように明確に定義されない限り、解釈されないはずであることがさらに理解されよう。いくつかの事例では、本システムおよび方法の説明が不明瞭にならないように、周知のデバイスおよび方法の詳細な説明は省略されることがある。特別の実施形態を説明するために使用される用語は、本発明を限定するようには意図されていない。単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、本明細書で用いられたとき、文脈によってそうでないことが明瞭に示された場合を除けば、複数形も含むように意図されている。用語「および／または」は、関連する列挙された項目の１つまたは複数のいずれか、またはすべての組合せを含む。「備える」および／または「備えている」という用語は、明示された機能の存在を規定するが、１つまたは複数の他の機能の存在または追加を排除するものではないことがさらに理解されよう。本明細書で言及されたすべての出版物、特許出願、特許、および他の参考文献は、それらの全体が参照によって組み込まれる。矛盾する場合には、定義を含めて、本明細書が支配することになる。
【００２２】
本明細書で使用される「基板」という用語は、この場合は層堆積である処理が行われる表面を備える物体としての、材料科学におけるその通常の意味を有する。たとえば可撓性電子回路の生産といったこの状況において、基板は一般的にはフォイルを備える。「フォイル」という用語は、材料の１つまたは複数の層を備えるシートを指す。フォイルは、ロールツーロール（Ｒ２Ｒ）の製造プロセスにおいて使用され得るように、可撓性である。そのような目的のために、フォイルは、その本質的な機能（たとえば電子的機能）を失うことなく、たとえば１２ｃｍといった５０ｃｍ以下の曲率半径の上に巻かれること、または曲がることができる場合、可撓性であると考えられ得る。その代わりに、またはそれと併せて、フォイルは、５００Ｐａ・ｍ３未満の曲げ剛性を有する場合、可撓性であると考えられ得る。フォイルとして、またはフォイルのために層として適切な材料には、たとえばＰＥＴ、ＰＥＮまたはＰＩなどのポリマーがある。あるいは、アルミニウム、鋼または銅などの金属が、この目的のために使用され得る。フォイルは、必要な強度および可撓性に依拠して、たとえば１μｍ〜１ｍｍの範囲の厚さを有する。
【００２３】
本明細書で使用される「コーティング」という用語は、材料の層を塗布するプロセスを示すために使用される。「コーティング層」という用語は、基板の一部分を覆う材料の層または中間層を示す。本明細書で説明されるコーティング層に関して一般的なことは、堆積後に、たとえば界面エネルギーの差によって駆動される、コーティングの、ある程度の自己組織化または移動が可能になるように、最初に流体または液体として塗布され得るということである。コーティング層が所望のパターンを達成した後、コーティング層は、たとえば硬化および／または乾燥によって強固にされ得る。
【００２４】
本発明の実施形態が示されている添付図面を参照しながら、本発明を、以下でより完全に説明する。しかしながら、この発明は、多くの異なる形式で具現され得、本明細書で説明された実施形態に限定されるように解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が完全かつ十分になるように提供されるものであり、当業者に対して本発明の範囲を存分に伝えるはずである。例示的実施形態の説明は、添付図面に関連して読み取られるように意図されており、添付図面は、記載された説明の全体の一部分と考えられるべきである。図面において、システム、コンポーネント、層、および領域のサイズおよび相対的サイズは、明瞭さのために誇張されることがある。実施形態は断面図を参照しながら説明され、断面図は、本発明の、場合により理想化された実施形態および中間構造の概略図である。
【００２５】
説明において、相対語ならびにそれらの派生語は、次いで説明されるように、または論考中の図面において示されるように、配向に言及するように解釈されたい。これらの相対語は、説明の便宜のためのものであり、別様に明示されなければ、システムが特別の配向において構成されること、または動作されることを必要としない。要素または層が、別の要素または層の「上にある」、「接続されている」または「結合されている」と称されたとき、要素または層が、他の要素または層に対して、直接上にある、直接接続されている、もしくは直接結合されていることがあり得、または介在する要素または層が存在し得ることがさらに理解されよう。対照的に、ある要素が別の要素または層に対して、「直接上にある」、「直接接続されている」または「直接結合されている」と称されたとき、介在する要素または層は存在しない。方法の特定のステップが、別のステップの後に続くと称されたとき、この特定のステップが前記他のステップに直接続くことがあり得、または、１つもしくは複数の中間ステップが、この特定のステップを実行する前に実行されてもよいことがさらに理解されよう。
【００２６】
図１に概略的に示されるコーティングシステム１が備えるコーティング装置は、スロットダイコーティング装置１０など、有機材料のコーティング層を堆積するためのものであり、コーティングチャンバ２０内に、壁２１によって境界を接して配置されている。スロットダイコーティング装置１０は、基板Ｓ上に硬化性液体有機前駆体をコーティングするためのコーティングデバイス１２を備える。図３Ａにおいてより詳細に示されるように、この実施形態では、コーティングデバイス１２が含む堆積スロット１２０により、硬化性液体有機前駆体Ｃが基板Ｓ上に堆積される。スロットダイコーティング装置がさらに備える搬送設備は、ここに、基板Ｓをコーティングデバイス１２に沿って移送するための搬送ロール１４１を含む。コーティングシステム１は、コーティングチャンバ２０を真空引きするための真空ポンプ３０を含む。コーティングシステム１の動作モードにおいて、真空ポンプは、コーティングチャンバの内部の圧力を１ｍｂａｒ未満のレベルに維持する。
【００２７】
示された実施形態において、コーティングシステム１が備えるさらなるコーティング装置４０は、無機材料を堆積するのに適切なものであり、コーティングチャンバ２０内に配置されている。搬送設備は、基板Ｓを、供給ロール１４２から、コーティング装置１０およびさらなるコーティング装置４０経由で、保管ロール１４３まで搬送する。搬送設備は、搬送ロール１４１は別として、基板Ｓを供給ロール１４２から搬送ロール１４１の方へ導くための誘導ロール１４５、基板Ｓをコーティング装置１０からさらなるコーティング装置４０まで導くための誘導ロール１４６をさらに含み得る（たとえば図３Ｃおよび図６を参照されたい）。さらなるコーティング装置４０は、たとえばスパッタコーティングデバイス、または化学気相堆積デバイス、物理気相堆積デバイスなどの気相堆積デバイスである。有機コーティング装置１０が１ｍｂａｒ未満の圧力において動作するとき、さらなるコーティング装置４０が適切に機能することができる。
【００２８】
明瞭さのために、コーティングシステムは、１つのコーティング装置１０および１つのさらなるコーティング装置４０のみを伴って示されている。実際には、コーティングシステムは、コーティングチャンバ２０内に配置された多くのコーティング装置を含み得る。たとえば、コーティングシステムは、スロットダイコーティング装置と気相堆積装置が交番する一連のものを備えてよく、搬送設備は、基板を、これらのコーティング装置経由で搬送してよく、交番する無機層と有機層のスタックを備える基板をもたらす。
【００２９】
示された実施形態では、搬送設備は、たとえば１ｍ／ｍｉｎといった、たとえば０．５ｍ／ｍｉｎを超える速度で基板Ｓを搬送する。
【００３０】
図１に示されるように、コーティング装置は、硬化性液体有機前駆体Ｃ用の貯蔵器１５０を含む。コーティングシステムの第１の動作モードでは、貯蔵器１５０内の硬化性液体有機前駆体は、０．００１ｍｂａｒ〜１ｍｂａｒの間の範囲、具体的には０．００５ｍｂａｒ〜１ｍｂａｒの範囲の、たとえば０．０１ｍｂａｒ、０．１ｍｂａｒまたは１ｍｂａｒといった真空に暴露される。この圧力は、数時間、たとえば５〜１０時間維持される。この動作モードでは、硬化性液体有機前駆体の中に溶解されたガスが放出される。このプロセスは、たとえば貯蔵器内のブレードを用いて硬化性液体有機前駆体を撹拌することによって加速されてよい。あるいは、硬化性液体有機前駆体は、硬化性液体有機前駆体を、外部のポンプシステムにより、好ましくは貯蔵器の最下部１５０Ｂから貯蔵器の最上部へポンピングして戻すことにより、循環されてよい。次に、第２の動作モードでは、少なくとも１００ｍｂａｒの圧力が、貯蔵器内の硬化性液体有機前駆体にかけられる。示された実施形態では、これは、加圧ガス供給源１５７によって、好ましくはＮ２などの不活性ガスまたは貴ガスである加圧ガスを供給することにより達成される。加圧ガスが硬化性液体有機前駆体によって吸収されるのを緩和するために、圧力は、好ましくは３００ｍｂａｒ未満、たとえば約２００ｍｂａｒである。図１において点線で示されるように、圧力を印加するために、ピストン１５３などの他の手段も適用され得る。それに加えて、またはその代わりに、硬化性液体有機前駆体は、コーティングデバイス１２に向けた導管の中で、重力によって、すなわち貯蔵器１５０を十分な高さに配置することによって加圧され得る。
【００３１】
図１の実施形態では、貯蔵器１５０内の圧力およびコーティングチャンバ２０内の圧力は、それぞれ個別の真空ポンプ１５８および３０によって制御される。
【００３２】
図２に示される代替実施形態では、コーティングシステムは、コーティングチャンバ２０を貯蔵器に制御可能に接続するために、制御可能な弁１５９を含む。制御可能な弁１５９は、第１の動作モードの間は開いて保持され、第２の動作モードの間は閉じて保持される。その故に、第１の動作モードでは、硬化性液体有機前駆体Ｃの上の空気とコーティングチャンバの両方が、真空ポンプ３０により、０．００１ｍｂａｒ〜１ｍｂａｒの範囲、具体的には０．００５ｍｂａｒ〜１ｍｂａｒの範囲の、たとえば０．１ｍｂａｒといった前述の圧力まで、真空引きされる。制御可能な弁１５９が閉じた後、硬化性液体有機前駆体Ｃの上の空気の圧力とコーティングチャンバ内の空気の圧力は、それぞれ加圧ガス供給源１５７および真空ポンプ３０によって独立して制御される。
【００３３】
図１および図２の実施形態では、供給設備はポンプ１５２を含む。ポンプ１５２は、第１の動作モードの間、硬化性液体有機前駆体Ｃを貯蔵器１５０からコーティングデバイス１２までポンピングするように構成され、第２の動作モードでは硬化性液体有機前駆体を逆方向にポンピングするように構成される。こうすることにより、真空引きされたチャンバ２０内のコーティングデバイスによって送出される硬化性液体有機前駆体の流れの、より優れた制御が可能になる。この流れ制御のさらなる改善のために、たとえば図３Ａ〜図３Ｄおよび図４Ａ、図４Ｂに示されるような様々な他の手段が提供され得る。
【００３４】
第１の例として、図３Ａに示される実施形態では、硬化性液体有機前駆体Ｃを供給するための堆積開口１２０は、硬化性液体有機前駆体が基板Ｓ上に堆積される位置よりも低い位置に配置されている。具体的には、図３Ａでは、塗工機のロール１４１の回転軸１４１２が、塗工機のロール１４１に面するコーティングデバイス１２の堆積スロット１２０よりも高く配置されており、塗工機のロール１４１の外表面１４１１に沿って基板Ｓが搬送されることが認められ得る。その上、硬化性液体有機前駆体Ｃ用のチャネルには、堆積スロット１２０に向けて上向きの傾斜θがある。
【００３５】
図３Ｂに示される第２の例では、コーティングデバイス１２は第１の圧力チャンバ１２１および第２の圧力チャンバ１２２をさらに含み、これらは、互いに、堆積スロット１２０の反対側に配置されている。ポンプの第２の動作モードの間、これらの圧力チャンバは、堆積スロット１２０の方向にガスの流れを噴出する。それによって、堆積スロットの環境において圧力が局部的に増加し、それによって、堆積ヘッドからのさらなる流れを防止するために、硬化性液体有機前駆体Ｃに対して背圧がかかる。図３Ｂは、硬化性液体有機前駆体が、より低い位置から堆積される必要がないことを示す。それにもかかわらず、図３Ａの機構のコーティングデバイス１２を図３Ｂに示されたコーティングデバイス１２で置換することにより、図３Ｂの手段と図３Ａの手段が組み合わされ得る。
【００３６】
図３Ｃおよび図３Ｄは、再び、別の機構を示す。そこで、図３Ｄは、図３Ｃのコーティングデバイス１２の詳細を示す図である。この機構では、堆積スロット１２０の境界１２３が有する表面エネルギーは、硬化性液体有機前駆体に対して低い。境界は個別のリムとして適用されてよいが、必要なことではない。具体的には、表面エネルギーは２０ｍＮ／ｍ以下である。一例として、堆積スロット１２０の境界１２３は、比較的低い表面エネルギーを達成するために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような材料、またはそれでコーティングされた金属によって形成され得る。別の例として、フルオロ−オクチル−トリクロロ−シラン（ＦＯＴＳ）のＳＡＭ層が、１７ｍＮ／ｍの表面エネルギーを有して適用され得る。図３Ｄの堆積スロット１２０は、図３Ａもしくは図３Ｂの機構、または図３Ｂのコーティングデバイス１２を有する図３Ａの機構にも適用され得る。
【００３７】
図４Ａ、図４Ｂは、使用のために特に適切なコーティングデバイス１２の別の例を示す。この実施形態では、スロットダイコーティング装置のコーティングデバイス１２に含まれる第１の部分１２４と第２の部分１２５は、互いに反対側において堆積スロット１２０と境界を接する。第１の部分１２４と第２の部分１２５は互いに対して変位可能であり、それによって、硬化性液体有機前駆体の流れを制御するための代替手段または追加手段をもたらす。図４Ａが示す、コーティングデバイス１２の第１の状態では、第１の部分１２４と第２の部分１２５が互いに対して押しつけられて、堆積スロット１２０が閉じる。図４Ｂが示す、コーティングデバイス１２の第２の状態では、第１の部分１２４と第２の部分１２５が互いから変位されて、堆積スロット１２０が開く。示された実施形態では、オプションとして、堆積スロット１２０と境界を接する第２の部分１２５の表面は、図３Ｃおよび図３Ｄを参照しながら説明されたように境界１２３を備える。図４Ａ、図４Ｂのヘッドは、任意選択で境界１２３を有し、図３Ａもしくは図３Ｂの機構、または図３Ｂのコーティングデバイス１２を有する図３Ａの機構にも適用され得る。
【００３８】
図５に示される実施形態においてコーティング装置に含まれる位置決めユニットは、コーティングデバイス１２を、前記基板Ｓに対して制御可能な距離Ｄに位置決めするためのものである。位置決めユニットは、コーティングデバイス１２を、第１の位置決めモードでは、基板に対して第１の距離に位置決めし、第２の位置決めモードでは、前記基板Ｓに対して第１の距離よりも大きい第２の距離に位置決めするように構成されている。
【００３９】
可逆回転形ポンプ１５２を有する機構では、第１の位置決めモードは、ポンプの第１の動作モードと少なくとも実質的に一致し、第２の位置決めモードは、ポンプの第２の動作モードと少なくとも実質的に一致する。
【００４０】
図５の装置では、参照数字６５は、図１、図２または図３Ａにおいて、より詳細に示されたように、基板Ｓを搬送するための、たとえば塗工機のロール１４１の形式の基板搬送装置６５を示す。
【００４１】
この実施形態では、この装置が備えるコーティングデバイスは、少なくともヘッド側ユニット５０および支持側ユニット５５を有し、これらは、少なくとも１つのモータ５２、５６によって、互いに対して移動可能である。
【００４２】
ヘッド側ユニット５０は、少なくとも１つのモータの変換機構部分５２およびスロットダイコーティングデバイス１２を備える。使用するとき、スロットダイコーティングデバイス１２が備える流出開口から、硬化性液体有機前駆体が流れる。使用するとき、流出開口は、基板表面Ｓの上に、スリット方向ｙに構成されたスリットを形成する。
【００４３】
少なくとも支持側ユニット５５は、少なくとも１つのモータの固定子部分５６を備える。
【００４４】
この装置は、コーティングデバイス１２の流出開口と基板表面の間の、スリット方向ｙを並進方向ｘに横切る距離Ｄを測定するためのセンサ設備７０を備える。センサ設備７０は、距離Ｄの測定値を表す感知信号をもたらす。あるいは、センサ設備は、基板搬送装置６５の表面までの距離を測定してもよい。その場合、基板表面までの距離は、測定された距離から基板の厚さを差し引くことによって決定され得る。
【００４５】
スロットダイコーティングデバイス１２を、所望の値を有する距離に位置決めするために、少なくとも１つのモータ５２、５６を、距離Ｄの所望の値を表す入力信号Ｄｓおよび感知信号Ｄｍに従って制御するように構成された制御器８０が提供される。
【００４６】
第１の部分５０と第２の部分５５の間の相対運動は、たとえば空気ベアリングまたは弾性ベアリングといったベアリング５３によって容易になる。第２の部分５５と支持体６０の間の相対運動は、たとえば空気ベアリングまたは弾性ベアリングといったさらなるベアリング５８によって容易になる。
【００４７】
少なくとも支持側ユニット５５の質量は、少なくともヘッド側ユニット５０の質量に少なくとも等しく、少なくとも支持側ユニット５５は、支持体６０に弾性結合される。結合のばね定数Ｋ１は、たとえば１００〜１００，０００Ｎ／ｍの範囲、好ましくは１０００〜５０，０００Ｎ／ｍの範囲において選択される。比較のために、モータの変換機構部分５２とコーティングデバイス１２の間の機械的結合のばね定数Ｋ２は、一般的にはたとえば１０８〜１０１０Ｎ／ｍ程度といったかなり高い値を有する。また、基板搬送装置６５と支持体６０の間の機械的結合のばね定数Ｋ３は、たとえば１０６〜１０８Ｎ／ｍ程度といったかなり高い値を有する。
【００４８】
例として、固定子５６および付加質量５７を含む支持側ユニット５５は、約２５０ｋｇの質量ｍ１を有する。各モータおよび各コーティングデバイス１２の変換機構５２は、２５ｋｇの質量を有する。したがって、支持側ユニット５５の質量は、ヘッド側ユニット５０の質量よりも５倍大きい。基板搬送装置６５の質量は１００ｋｇである。支持体６０として働く床の重量は、１０，０００ｋｇと推定される。
【００４９】
一般的には、支持側ユニット５５の質量がより大きい場合、連結器Ｋ１にはより高い剛性が使用される。剛性Ｋ１を支持側ユニットの質量で割った比は、たとえば１０〜１００ｓ−２の範囲にあり、この場合は４０ｓ−２である。
【００５０】
図１に示されるような実施形態では、モータの固定子部分５６に対して付加質量５７が緊密に結合される。しかしながら、あるいは、固定子部分５６自体が比較的大きい質量を有するように設計されてよく、それによって個別の質量が不要になる。
【００５１】
制御器８０は、規定された値Ｄｓと距離の測定値Ｄｍの間の差ｅに基づいて第１の制御信号Ｓｅを生成するためのフィードバック制御部分ＰＩＤを有する。制御器８０は、規定された値Ｄｓに基づいて予測制御信号Ｓｐを生成するためのフィードフォワード制御部分ＦＦも有する。フィードバック制御部分ＰＩＤの信号Ｓｅおよびフィードフォワード制御部分ＦＦの信号Ｓｐから加算ユニットＡＤ１によって取得された和信号Ｓｔが、モータを制御するのに使用される。制御器は、システムの観測された挙動に基づいて精度および応答時間を改善するために、適応部分をさらに有し得る。
【００５２】
図６に示されるコーティングシステム１の実施形態では、さらなるコーティング装置４０は気相堆積装置である。示された実施形態では、さらなるコーティング装置４０は、プラズマ洗浄ユニット４１および蒸着デバイス４２を備える。基板Ｓを、コーティング装置１０からさらなるコーティング装置４０まで導くために、誘導ロール１４６が設けられている。搬送設備は、さらなるコーティング装置４０の内部の基板を保管ロール１４３まで搬送するためのドラム１４４も含む。コーティング装置１０が１ｍｂａｒ未満の圧力において動作するとき、さらなるコーティング装置４０が適切に機能することができる。
【００５３】
図７は、基板Ｓをコーティングしてコーティングされた基板Ｓ１を取得するためのコーティングシステムを概略的に示す。明瞭さのために、有機コーティング層を塗布するためのコーティング装置の一部分のみが示されている。やはり明瞭さのために、図７には、さらなるコーティング装置は示されていない。図７は、硬化性液体有機前駆体Ｃをコーティングデバイス１２に供給するための供給機構を、より詳細に示す。
【００５４】
示された実施形態では、供給機構は、硬化性液体有機前駆体Ｃのボリュームを保管するための貯蔵器１５０を含む。通常動作の間、弁１７１は開状態であって、硬化性液体有機前駆体Ｃがポンプユニット１５２の方へ流れることができ、その実施形態は図７Ａにおいてより詳細に示される。示された実施形態では、ポンプユニット１５２は、ポンプ１５０１に加えて、硬化性液体有機前駆体Ｃの所望の流量を達成するために、フィルタと、流量計１５０２と、制御弁１５０４と、制御弁およびポンプ１５０１を制御するための制御器１５００とを備え得る。貯蔵器１５０は、その最下部が、ポンプユニット１５２の入力の上に距離Ｖｃを伴って配置されており、それによって、貯蔵器１５０内の低い圧力にもかかわらず、硬化性液体有機前駆体Ｃがポンプユニット１５２の方へ流れることができる。ポンプユニット１５２は、硬化性液体有機前駆体Ｃを、制御可能な弁１５６経由でコーティングデバイス１２までポンピングし、制御可能な弁１５６は、この動作モードでも開状態である。硬化性液体有機前駆体Ｃの余りを、ポンプユニット１５２から、ニードル弁１７４および制御可能な弁１７５経由で、貯蔵器１５０の方へ戻して再循環させる再循環経路が設けられている。この再循環の結果として、貯蔵器の最下部からの硬化性液体有機前駆体Ｃが、貯蔵器の上部の方へ恒久的に導かれ、ここで、硬化性液体有機前駆体Ｃに残っているガスが容易に逃がされ得る。硬化性液体有機前駆体Ｃがコーティングデバイス１２までポンピングされるこの動作モードでは、弁１７６、１７７、１７８は閉じたままである。別の動作モードでは、弁１７６、１７７が開かれる一方で、弁１７１および１７５が閉じられたままであり、それによって、さらなる貯蔵器１８０内に包含されている洗浄液が、ポンプユニット１５２を通って（必要に応じてコーティングデバイス１２の方へ、同デバイスも通って）循環することができる。通常動作の前に行われるべきガス抜きのために、貯蔵器１５０内の硬化性液体有機前駆体の表面の上の空気の真空引きを可能にするように、弁１７８が開かれる。ガス抜きの間、硬化性液体有機前駆体を再循環経路経由で循環させるためにポンプユニット１５２が使用されてよく、それによってガス抜きプロセスを加速する。代替形態として、たとえば貯蔵器１５０の内部に配置された動翼によって、硬化性液体有機前駆体Ｃが内部で循環されてもよい。保全のために、図７の機構の様々な部分が、取外し可能な結合要素１８１、１８２、１８３、１８４によって迅速に分離され得る。
【００５５】
ポンプ１５０１は、歯車ポンプ、偏心ディスクポンプまたは真空用途に適した他のタイプの連続流ポンプであり得る。示された実施形態では、ポンプユニット１５２において使用されるポンプ１５０１は歯車ポンプである。この種のポンプは、高度に一定の流れを供給するのに適している。しかしながら、歯車ポンプ内の歯車間の摩擦の結果として熱が生じる。ガス抜きされた硬化性液体有機前駆体における酸素阻害の欠如のために、これらの環境下では硬化性液体有機前駆体が容易に硬化する傾向があり、結果としてポンプが詰まる。これを防止するために、直接的に、または冷却された状態の硬化性液体有機前駆体をポンプに送出することにより、ポンプを冷却することが必要であろう。
【００５６】
図７Ａは、ポンプユニット１５２をより詳細に示す。そこに示されるように、ポンプユニット１５２は、動作において制御信号Ｓ１５０１を用いてポンプ１５０１を制御する制御器１５００を含む。ポンプ１５０１は、入力１５１０経由でポンプユニット１５２に入る硬化性液体有機前駆体Ｃを受け取り、硬化性液体有機前駆体Ｃを、流量計１５０２および流量調節弁１５０４経由で、ここでは上記で明示された要素１７２、１８１および１５６を介してコーティングデバイス１２に結合されている第１の出力まで、ポンピングする。流量計１５０２は、制御器への流れの大きさを表す流量信号Ｓ１５０２を供給する。示された実施形態では、流量計１５０２はコリオリ流量計であり、非接触で流量を測定するという点で有利である。これにより、保全および洗浄が容易になる。たとえばＰＩＤ制御器である制御器１５００は、信号Ｓ１５０２を使用して、制御信号Ｓ１５０４を流量調節弁１５０４に供給し、それによって、硬化性液体有機前駆体Ｃは、コーティングデバイス１２の方へ所定の値に近い流量で流れることができる。図７Ａに示されるように、ポンプユニット１５２が有する第２の出力１５１４により、硬化性液体有機前駆体の余りが、ニードル弁１７４および弁１７５を介して貯蔵器１５０へ流れて戻ることができる。
【００５７】
図７Ａにさらに示されるように、制御器１５００は、主制御器２００によって制御信号Ｓ１５００を用いて制御される。主制御器２００は、制御器１５００から出力信号Ｏ１５００を受け取ってもよい。主制御器２００は、コーティングシステムの様々な他のコンポーネントを制御してもよく、たとえば図７Ａに概略的に示されるように、主制御器２００は、それぞれの制御信号Ｓ１５６、Ｓ１７１、Ｓ１７５、Ｓ１７６、Ｓ１７７およびＳ１７８によって、弁１５６、１７１、１７５、１７６、１７７および１７８を制御してよい。
【００５８】
図８Ａには、硬化性液体有機前駆体Ｃをコーティングデバイス１２に供給するための供給ユニット１５２’を有する、図８に示されたシステムの代替実施形態が、より詳細に示されている。図７の実施形態のポンプユニット１５２とは違って、供給ユニット１５２’はポンプを含まない。代わりに、この実施形態では、加圧ガス供給源１５７は、不活性ガス（たとえばＮ２、または貴ガス）によって、硬化性液体有機前駆体Ｃ上に圧力を印加する。ガス圧力は、０．０１ｂａｒ〜０．３ｂａｒの範囲内でよく、たとえばコーティングチャンバ２０内の圧力に依拠して０．２ｂａｒでよい。硬化性液体有機前駆体に印加された圧力と、わずかな高さの差との結果として、硬化性液体有機前駆体は、構成要素１５００、１５０２、１５０４によって制御された十分な流量で、コーティングデバイス１２に供給され得る。
【００５９】
図８に示される機構は、硬化性液体有機前駆体Ｃを、貯蔵器１５０の最下部から、貯蔵器内の硬化性液体有機前駆体Ｃの表面がある貯蔵器の上部まで循環させるために、個別の循環ポンプ１５５が設けられているという点で、図７の機構とはさらに異なるものである。循環ポンプ１５５は、蠕動ポンプもしくは偏心ディスクポンプまたは真空用途に適した他のタイプのポンプでよい。この場合、再循環ポンプ１５５は蠕動ポンプである。この種のポンプは、特に冷却されなくとも、その中にある硬化性液体有機前駆体の意図せぬ硬化によって詰まる傾向はないことが見いだされている。加えて、この実施形態では、コーティングチャンバ２０内に収容された貯蔵器１９１に対して制御可能な弁１９０を介して結合されたバイパスが与えられている。システムのスタートアップの際、硬化性液体有機前駆体Ｃにはいくらかのガス泡が存在する可能性がある。この段階では、硬化性液体有機前駆体Ｃがタンク１９１に流れることを可能にするためにバイパスが使用され得、それによって、硬化性液体有機前駆体Ｃがコーティングデバイス１２に流れてコーティングプロセスの信頼性が低下するのを防止する。
【００６０】
図７、図７Ａの実施形態では、制御器１５００は、それ自体が主制御器２００によって制御され、主制御器２００は、それぞれの制御信号Ｓ１５５、Ｓ１５７、Ｓ３０、Ｓ１５６、Ｓ１７８およびＳ１９０によって、蠕動ポンプ１５５、加圧ガス供給源１５７、真空ポンプ３０、弁１５６、１７８および１９０などのシステムの様々な他の構成要素も制御する。
【００６１】
図９は、別の機構のいくつかの態様を示す。そこで、貯蔵器１５０は、供給設備１５２’の上に高さＨ１において設けられており、供給設備１５２’自体は、コーティングデバイスの上に第２の高さＨ２において配置されている。第１の高さと第２の高さの合計Ｈ１＋Ｈ２は、硬化性液体有機前駆体が、これを加圧するための追加手段を必要とすることなく、供給ユニット１５２’によって制御された十分な流量で、導管１９４を介してコーティングデバイス１２に供給されるように、十分に大きくとるべきである。合計Ｈ１＋Ｈ２は、たとえば少なくとも３ｍである。供給ユニット１５２’は、たとえば図８Ａに示されたような供給ユニット１５２’に類似のものでよい。ここで、硬化性液体有機前駆体Ｃを、さらなる貯蔵器１５４から、導管１９２を介して貯蔵器１５０へポンピングするために、導管１９３を介してポンピングユニット１５０１が設けられている。貯蔵器１５０は、コーティング流体Ｃのポンプ１５０１への流れが重力によって誘起され得るように、ポンプ１５０１の上に、Ｈ１＋Ｈ２の合計未満の、たとえば１ｍといった高さＨ１において配置されている。図９に示されるように、硬化性液体有機前駆体が貯蔵器１５０からさらなる貯蔵器１５４へ戻る流れを可能にするように、溢れ導管１９５が設けられている。この溢れ導管１９５は、２つの目的を兼ねた働きをする。第１に、それによって、貯蔵器１５０内の硬化性液体有機前駆体Ｃの流体レベルが一定レベルに維持される。また、それによって、供給ユニット１５２’の入力１５１０における流体圧力も一定に維持され、硬化性液体有機前駆体の、コーティングデバイス１２への流量を一定に制御するのが容易になる。第２に、硬化性液体有機前駆体Ｃが、さらなる貯蔵器１５４の最下部から、導管１９２、ポンプ１５０１、導管１９３、貯蔵器１５０および溢れ導管１９５経由で、さらなる貯蔵器１５４の最上部へ再循環される。前述のように、これによって、硬化性液体有機前駆体Ｃのガス抜きが改善される。この実施形態では、ポンプ１５０１は、硬化性液体有機前駆体を貯蔵器１５０に送出する平均の量が、コーティングデバイス１２に供給される流量を上回る限り、硬化性液体有機前駆体の一定の流量を供給する必要はないことが注目される。したがって、明白に脈動する流れを供給する蠕動ポンプでさえ、十分なはずである。
【００６２】
溢れ導管１９５の代替形態として、貯蔵器１５０内の硬化性液体有機前駆体のレベルに依拠してレベルを実質的に一定の高さに維持するようにポンプ１５０１の動作を制御するフィードバック回路が使用され得る。
【００６３】
図１０は、本発明の第２の態様による方法を概略的に示す。この例示的方法に含まれる第１のステップＳ１では、硬化性液体有機前駆体（Ｃ）が、たとえば０．００１ｍｂａｒ〜１ｍｂａｒの範囲のたとえば０．１ｍｂａｒといった第１の圧力を有する真空に暴露される。第１の圧力は、図１に示されるように、たとえばポンプ１５８といった専用の真空ポンプによって維持され得る。あるいは、図２または図８における真空ポンプ３０などの共有の真空ポンプが使用されてよく、これは、堆積チャンバを真空引きする働き、および／または堆積チャンバを真空状態に維持する働きもする。この第１のステップＳ１において、硬化性液体有機前駆体がガス抜きされる。この第１のステップＳ１の間、硬化性液体有機前駆体は、たとえば、硬化性液体有機前駆体がガス抜きされる貯蔵器内の硬化性液体有機前駆体を撹拌することによって循環されてよい。あるいは、硬化性液体有機前駆体は、前記硬化性液体有機前駆体のボリュームの表面レベルを、第１の圧力を有する真空に暴露した状態で、前記貯蔵器内のより低いレベルにおける前記硬化性液体有機前駆体の前記ボリュームから、液体有機前駆体を、前記貯蔵器内の前記ボリュームの表面レベルへポンピングすることによって、貯蔵器内で循環されてよい。これは、たとえば図７に示されている。図７のポンピングユニット１５２は、貯蔵器１５０内の硬化性液体有機前駆体を循環させる。同様に、図８の実施形態では、ポンプ１５５が、貯蔵器１５０内の硬化性液体有機前駆体を循環させる。この実施形態では、ポンプ１５０１が、さらなる貯蔵器１５４内の硬化性液体有機前駆体を循環させる。一実施形態では、約１〜１０リットルのボリュームの硬化性液体有機前駆体が、２〜３時間でガス抜きされる。それによって、硬化性液体有機前駆体が、約１０〜２００ｍｌ／ｍｉｎの流量でポンピングすることによって循環された。ステップＳ１の結果として、硬化性液体有機前駆体がガス抜きされ、硬化性液体有機前駆体の中に存在し得たいかなる溶剤および／または油溶性ガスも、少なくともチャンバ２０内のコーティングプロセスを複雑にしない程度にまで除去される。
【００６４】
前記第１のステップＳ１の後の第２のステップＳ２において、ガス抜きされた硬化性液体有機前駆体が、真空引きされたチャンバ２０内に配置されているたとえば約０．１５ｍｂａｒといった１ｍｂａｒ未満の圧力を有するコーティング装置１０のコーティングデバイス１２（たとえば堆積スロットまたはプリントヘッド）に供給される。第１のステップＳ１の間の貯蔵器１５０または１５４内の圧力は、第２のステップＳ２の間のチャンバ２０内の圧力以下である。より具体的には、ステップＳ１の間の貯蔵器１５０内のガス抜き圧力は、ステップＳ２の間のチャンバ２０内のチャンバ圧力の１／１０未満と小さく、ここでは１／１５である。第１のステップＳ１の後に、硬化性液体有機前駆体を有する貯蔵器の内部の圧力は増加されてよいが、そのガスが硬化性液体有機前駆体に再び吸収されるのを防止するために、圧力は、好ましくは、たとえば３００ｍｂａｒ未満の比較的低いレベルに維持される。硬化性液体有機前駆体は、ポンプユニット１５２または供給ユニット１５２’によって、コーティングデバイス１２に制御可能に供給され、供給ユニット１５２’の入力は、貯蔵器の最下部１５０Ｂよりもたとえば１ｍといった距離Ｈ１だけ低くするべきである。図９に示されるように、硬化性液体有機前駆体のコーティングデバイス１２に向かう流量はもっぱら重力によって誘起され、供給ユニット１５２’によってさらに制御され得る。この場合、流量を誘起するために重力のみが利用される場合、距離Ｈ１＋Ｈ２は比較的大きく、たとえば３ｍ以上にするべきである。あるいは、たとえば図１、図２および図８に示されるように、加圧ガス供給源１５７によって挿入される不活性ガスによって、貯蔵器内の硬化性液体有機前駆体に圧力がかけられてよい。このやり方で圧力をかけるとき、液体に加圧ガスが吸収されるのを防止するために、図２に示されるように、貯蔵器内の硬化性液体有機前駆体の表面が板１５３’によって覆われてよい。あるいは、圧力は、図１に示されるようにピストン１５３によってかけられてもよい。加圧ガスまたはピストンによって追加の圧力をかけるとき、貯蔵器１５０の最下部１５０Ｂの高さは、ポンプ１５２または供給ユニット１５２’の入力の高さをたとえば約１ｍだけ上回ることを条件に、適度なものであり得る。ポンプ１５２が設けられる場合には圧力をかける必要はないが、それでも、貯蔵器１５０の最下部１５０Ｂの高さは、ポンプ１５２の入力の高さをたとえば１ｍだけ上回るべきである。それに加えて、ポンプが十分に冷却されない場合、ガス抜きされた硬化性液体有機前駆体がポンプの中で何かの事情で硬化する可能性があることを考慮に入れるべきである。ポンプユニット１５２または供給ユニット１５２’は、基板の搬送速度、基板のサイズおよび有機コーティング層の必要な厚さに依拠して、ガス抜きされた硬化性液体有機前駆体の、たとえば１〜１００ｍｌ／ｍｉｎといった制御された流量を、コーティングデバイスに供給する。例として、約２０ミクロンのコーティング層の厚さを達成するように、基板の幅は約５０ｃｍであり、その搬送速度は１ｍ／ｍｉｎであって、流量は１０ｍｌ／ｍｉｎである。
【００６５】
実際には第２のステップＳ２と一致する第３のステップＳ３では、コーティングデバイス１２が、硬化ステーション１４に向けてコーティングデバイスに沿って搬送されている基板Ｓ上に、溶剤を含まないガス抜きされた液体有機前駆体を堆積する。
【００６６】
第４のステップＳ４では、基板上に堆積された、溶剤を含まない液体有機前駆体が、硬化ステーション１４を用いてエネルギーを硬化性液体有機前駆体に供給されることにより硬化され、それによって基板Ｓ上に有機コーティング層が得られる。硬化は、堆積された硬化性液体有機前駆体のタイプに依拠して、硬化性液体有機前駆体を加熱すること、または硬化性液体有機前駆体に光子放射を照射することによって達成され得る。本実施形態では、硬化性液体有機前駆体は、３６５ｎｍの波長で約４０ｍＪ／ｃｍ２の硬化放射線量のＵＶ放射によって光重合（たとえばアクリル基を使用するラジカル重合）される。第２の態様による方法はロールツーロールプロセスであるので、実際には、堆積している硬化性液体有機前駆体を硬化させるステップＳ４と、基板Ｓの新規の部分の上に硬化性液体有機前駆体を堆積するステップＳ３が一致することが理解されよう。
【００６７】
基板上に有機コーティング層を塗布するステップの後または前に、第５のステップＳ５として、図６に示され、図６を参照しながら説明されたように、たとえば気相堆積装置４０を用いて無機コーティング層が塗布され得る。図６の実施形態では、気相堆積装置４０は、有機コーティング層の最上部に無機コーティング層を塗布するように「下流に」配置される。その代わりに、またはそれに加えて、無機コーティング層を塗布するためのさらなるコーティング装置がコーティング装置の上流に配置されてよく、それによって無機コーティング層が与えられ、その上に有機コーティング層が与えられる。実際には、有機コーティング層を塗布するための装置１０のタイプのコーティング装置と、無機コーティング層を塗布するための装置４０のタイプの装置との任意の数が順に配置されてよく、搬送システムは、これらの様々なコーティング装置に沿って基板を搬送する。堆積ステップがロールツーロールプロセスで行われるので、有機コーティング層を堆積するためのステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４および無機コーティング層のためのステップＳ５、はすべて一致する。装置１０のタイプのコーティング装置は、低い圧力において動作するので、無機コーティング層を堆積するためのコーティング装置と容易に組み合わされ得る。実際には、これら両タイプのコーティング装置を分離するには、それほど厳密な要件は必要ではない。実際には、基板を通過させるための郵便受け形の開口を有する簡単な壁によってこれらの装置を分離すれば十分である。
【００６８】
有機コーティング層を与えるためのコーティング装置が硬化性液体有機前駆体用の追加の供給源を備えていれば、ステップＳ１も、他のステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４およびＳ５と一致し得ることが注目される。これは、図１１に概略的に示されている。第１の期間中、貯蔵器１５５０は、ガス抜きされた硬化性液体有機前駆体を、開いた弁１７５０および供給ユニット１５２’を介してコーティングデバイス１２に供給する。この第１の期間中、第２の弁１７６０は閉じており、貯蔵器１５６０が硬化性液体有機前駆体で満たされ、次に、第１の期間の残りを通じて硬化性液体有機前駆体がガス抜きされる。第１の期間の終わりに、貯蔵器１５６０は、ガス抜きされた硬化性液体有機前駆体を、開いた弁１７６０および供給ユニット１５２’経由でコーティングデバイス１２に供給し、その一方で貯蔵器１５５０が硬化性液体有機前駆体で満たされ、次に硬化性液体有機前駆体がガス抜きされる。このプロセスは、ガス抜きされた硬化性液体有機前駆体をコーティングデバイス１２に対して連続的に供給するように繰り返され得る。
【符号の説明】
【００６９】
１  コーティングシステム
１０  コーティング装置
１２  コーティングデバイス
１４  硬化ステーション
２０  コーティングチャンバ
２１  壁
３０  真空ポンプ
４０  コーティング装置
４１  プラズマ洗浄ユニット
４２  蒸着デバイス
５０  ヘッド側ユニット
５２  モータ
５３  ベアリング
５５  支持側ユニット
５６  モータの固定子部分
５７  付加質量
５８  ベアリング
６０  支持体
６５  基板搬送装置
７０  センサ設備
８０  制御器
１２０  堆積スロット
１２１  第１の圧力チャンバ
１２２  第２の圧力チャンバ
１２３  堆積スロット１２０の境界
１２４  スロットダイコーティング装置の第１の部分
１２５  スロットダイコーティング装置の第２の部分
１２６
１４１  搬送ロール
１４２  供給ロール
１４３  保管ロール
１４４  ドラム
１４５  誘導ロール
１４６  誘導ロール
１５０  貯蔵器
１５０Ｂ  貯蔵器１５０の最下部
１５２  ポンプ
１５２’  供給設備、供給ユニット
１５３  ピストン
１５３’  板
１５４  貯蔵器
１５５  循環ポンプ
１５６  制御可能な弁
１５７  加圧ガス供給源
１５８  真空ポンプ
１５９  制御可能な弁
１７１  弁
１７２  要素
１７４  ニードル弁
１７５  制御可能な弁
１７６  弁
１７７  弁
１７８  弁
１８０  貯蔵器
１８１  結合要素
１８２  結合要素
１８３  結合要素
１８４  結合要素
１９０  制御可能な弁
１９１  貯蔵器
１９２  導管
１９３  導管
１９５  溢れ導管
２００  主制御器
１４１１  ロール１４１の外表面
１４１２  ロール１４１の回転軸
１５００  制御器
１５０１  ポンプ
１５０２  流量計
１５０４  流量調節弁
１５１０  入力
１５１２  第１の出力
１５１４  第２の出力
１５２０  ポンプ１５０１の入力
１５５０  貯蔵器
１５６０  貯蔵器
１７５０  弁
１７６０  弁
ＡＤ１  加算ユニット
Ｃ  硬化性液体有機前駆体
ＦＦ  フィードフォワード制御部分
ｍ１  支持側ユニット５５の質量
ＰＩＤ  フィードバック制御部分
Ｓ  基板
Ｓ１  コーティングされた基板
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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