專利名稱：水氣阻障復(fù)合膜及封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水氣阻障膜，且特別涉及一種具高透明度及柔性的水氣阻障復(fù)合膜。
背景技術(shù)：
空氣、水氣及氧是造成光電組件中的有源層及低功函電極劣化的主要原因，特別是水氣更是主要元兇。因此，光電組件通常需要一水氣阻障層來阻隔水氣進(jìn)入光電組件內(nèi)部，以維持光電組件的效能并延長(zhǎng)其壽命。在應(yīng)用于光電組件的各種水氣阻障層中，塑料材料如聚亞酰胺(polyimide，PI)、聚降冰片烯(polynorbomene, PNB)、聚-2,6-萘 二酸乙 二醇酯(polyethylenenaphthalate,PEN)等的水氣阻障效果通常不佳，只能用于作為防止光電組件本身刮傷及磨損的抗刮膜層，幾乎沒有實(shí)際隔絕水氣穿透的效果。玻璃材料雖然具有良好的水氣阻障特性，但其制作耗能、易碎、幾乎無柔性及厚重等缺點(diǎn)使其應(yīng)用不易。金屬薄膜，例如鋁箔，則具有制作耗能及不可回收等缺點(diǎn)，且其高導(dǎo)電性及不透明性也令金屬薄膜不適合用作光電組件的水氣阻障層。既然單一材料無法達(dá)到光電組件的水氣阻障層所需的理想性質(zhì)，亦有關(guān)于復(fù)合材料的嘗試，例如蒸鍍金屬及二氧化硅的高分子復(fù)合膜材。此種復(fù)合膜材可同時(shí)達(dá)到柔性及比塑料材料更好的水氣阻障特性。然而，此種復(fù)合膜材對(duì)于空氣及水氣的阻障特性仍無法達(dá)到光電組件的阻氣要求，且透明度亦未能滿足作為光電組件的封裝材料的需求。因此，上述復(fù)合膜材仍不足以作為可理想地應(yīng)用于光電組件的水氣阻障層。因此，需要一種同時(shí)具有高透明度、高水氣阻障性及柔性特性的膜材以作為光電組件的水氣阻障層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種水氣阻障復(fù)合膜(水-氣低滲透復(fù)合膜)，包括:一由聚酯基膜或聚丙烯基膜形成的雙軸延伸共押出三層膜，其包含依序堆疊的第一層、第二層及第三層，其中當(dāng)此雙軸延伸共押出三層膜由聚酯基膜形成時(shí)，第一層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、經(jīng)酸修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯或其混合物，第二層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或其混合物，第三層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、經(jīng)酸修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯或其混合物，且其中第一層還包含一抗黏粘劑，其中當(dāng)此雙軸延伸共押出三層膜由聚丙烯基膜形成時(shí)，第一層包含聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物、高密度聚乙烯或其混合物，第二層包含聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物或其混合物，第三層包含聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物、高密度聚乙烯或其混合物，且其中第一層還包含一抗黏粘劑；以及在此共押出三層膜的第三層上交替地形成有多層有機(jī)保護(hù)層及多層無機(jī)層，其中這些無機(jī)層由原子層沉積法形成。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種封裝結(jié)構(gòu)，包括一光電組件及貼合于該光電組件上的上述水氣阻障復(fù)合膜。


為了使本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下:圖1顯示依照本發(fā)明一實(shí)施例的水氣阻障復(fù)合膜的剖面圖。圖2顯示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的水氣阻障復(fù)合膜的剖面圖。圖3顯示依照本發(fā)明一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖4顯示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面將提供許多不同的實(shí)施例以實(shí)施本發(fā)明中不同的特征。各特定實(shí)施例中的組成及配置將會(huì)在以下作描述以簡(jiǎn)化本發(fā)明。這些僅為實(shí)施例而并非用于限定本發(fā)明。此外，在本說明書的各種例子中可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的組件符號(hào)以便簡(jiǎn)化描述，但這不代表在各個(gè)實(shí)施例和/或附圖之間有何特定的關(guān)聯(lián)。此外，一第一組件形成于一第二組件“上方”、“之上”、“之下”或“上”可包含實(shí)施例中的該第一組件與第二組件直接接觸，或者也可包含該第一組件與第二組件之間還有其它額外組件使該第一組件與第二組件無直接接觸。本發(fā)明實(shí)施例提供水氣阻障復(fù)合膜。此水氣阻障復(fù)合膜可有效阻絕水氣，并同時(shí)具有高透明度及柔性的特性，因而可應(yīng)用于各種光電組件的封裝膜層。參見圖1，其顯示為依照本發(fā)明一實(shí)施例的水氣阻障復(fù)合膜。此水氣阻障復(fù)合膜主要由聚酯基膜(polyester film)或聚丙烯基膜(polypropylene film)形成的共押出三層膜102以及含多層有機(jī)保護(hù)層112及多層無機(jī)層114的有機(jī)無機(jī)交替結(jié)構(gòu)組成。共押出三層膜102可包含依序堆疊的第一層104、第二層106及第三層108。在一實(shí)施例中，共押出三層膜102可為雙軸延伸的三層膜。此共押出三層膜102皆由高分子形成，雙軸延伸技術(shù)可使此共押出三層膜102在縱橫兩個(gè)方向經(jīng)歷一定程度的拉伸，改變了高分子鏈段的排列，大大提升共押出三層膜102的強(qiáng)度與韌性等物理性質(zhì)。此外，經(jīng)由雙軸延伸的此共押出三層膜也可具有較佳的透明度。此共押出三層膜可由雙螺桿押出機(jī)(twin screw extruder)進(jìn)行熔融加工得到。例如，將三層膜各層的材料各自輸入至雙螺桿押出機(jī)中，經(jīng)T型模頭熔融押出，最后經(jīng)由鑄模輪(casting drum)在15°C至40°C得到共押出三層膜。雙螺桿押出機(jī)的溫度介于275°C至300°C之間。接著，將共押出三層膜進(jìn)行雙軸拉伸步驟，例如在循環(huán)熱風(fēng)烘箱內(nèi)進(jìn)行單次同步或逐步拉伸。在另一實(shí)施例中，雙軸拉伸步驟為連續(xù)式兩階段拉伸:先以加熱滾輪的方式縱向拉伸2 4倍，拉伸溫度為80°C 120°C，目的是增進(jìn)機(jī)械方向(MD direction)的抗拉性質(zhì)，再進(jìn)熱烘箱內(nèi)進(jìn)行橫向拉伸(TDdirection)3 6倍，拉伸溫度為80°C 120°C。在一實(shí)施例中，當(dāng)共押出三層膜102由聚酯基膜形成時(shí)，第一層104可包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PETG)、經(jīng)酸修飾的聚對(duì)苯 二甲酸-1,4_ 環(huán)己燒二 甲醇酯(acid-modified polycyclohexanedimethyIeneterephthalate, PCTA)、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己燒二甲醇酯(glycol-modified po lycyc lohexanedimethy I eneterephthalate, PCTG)或其混合物。在另一實(shí)施例中，當(dāng)共押出三層膜102由聚丙烯膜形成時(shí)，第一層104可包含聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物、高密度聚乙烯(HDPE)或其混合物。此聚丙烯薄膜是于200°C 250°C經(jīng)三層熔融共押出，經(jīng)鑄膜輪冷卻至15°C 50°C，再經(jīng)雙軸延伸而成(MD方向于80°C 135°C延伸4 6倍；TD方向于130°C 165°C延伸6 10倍)。此外，無論共押出三層膜是由聚酯基膜或聚丙烯基膜形成，第一層104都還可包含添加劑，例如抗黏粘劑?？桂ふ硠┛砂趸?、硅酸鎂、碳酸鈣、聚硅氧烷、聚四氟乙烯或前述的組合?？桂ふ硠┛山档偷谝粚?04與其本身或其它物體之間的摩擦黏粘，因而可使共押出三層膜102在撓曲時(shí)不會(huì)因黏粘而難以回復(fù)原狀。在一實(shí)施例中，第一層104中的抗黏粘劑的添加濃度為約100至3000ppm。如抗黏粘劑的濃度太高將導(dǎo)致第一層的透明度降低。第一層104的厚度可介于I μ m 5 μ m。在一實(shí)施例中，當(dāng)共押出三層膜102由聚酯基膜形成時(shí)，第二層106可包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(polypropylene terephthalate, PPT)、聚對(duì)苯二 甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate, PBT)、聚-2,6_ 萘二酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)或其混合物。在另一實(shí)施例中，當(dāng)共押出三層膜102由聚丙烯基膜形成時(shí)，第二層106可包含聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物或其混合物。然而，值得注意的是，無論共押出三層膜是由聚酯基膜或聚丙烯基膜形成，第二層106中可不包含添加劑或其它摻雜物。第二層106的厚度可為13 μ m 240 μ m,以提供足夠的機(jī)械性質(zhì)，使共押出三層膜102可順利地共押出成膜并作雙軸延伸。第三層108可包含與第二層106及第一層104相同或不同的材料。第三層108的黏度可等于或小于第二層106，以避免在共押出或作雙軸延伸時(shí)產(chǎn)生亂流而導(dǎo)致與第二層106混雜。例如，當(dāng)共押出三層膜102由聚酯基膜形成時(shí)，第三層108可包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PETG)、經(jīng)酸修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯(PCTA)、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯(PCTG)或其混合物。當(dāng)共押出三層膜102由聚丙烯基膜形成時(shí)，第三層108可包含聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、高密度聚乙烯(HDPE)或其混合物。第三層108中可不包含添加劑或摻雜物，以具有平滑表面，使鍍于其上的其它膜層具有較佳的成膜品質(zhì)。第三層108的厚度可為Iym 5μπι。在一實(shí)施例中，可對(duì)此第三層108作電暈(corona)處理。由于共押出三層膜102的三膜層均由低水氣穿透率的高分子形成，且經(jīng)過雙軸延伸加強(qiáng)強(qiáng)度與韌性等物理性質(zhì)，此共押出三層膜102的水氣穿透率比普通的塑料材料低，且具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度來作為基材。在本實(shí)施例中，共押出三層膜102的每日水氣穿透率可介于I 100g/m2。此外，由于如抗黏粘劑等添加劑僅添加于第一層104中，僅需少量的抗黏粘劑即可使共押出三層膜102具有抗黏粘的性質(zhì)，且不影響共押出三層膜102的光學(xué)性質(zhì)。多層有機(jī)保護(hù)層112及多層無機(jī)層114交替地形成于共押出三層膜102的第三層108上，使之成為含多層有機(jī)保護(hù)層112及多層無機(jī)層108的有機(jī)無機(jī)交替結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例中，有機(jī)保護(hù)層112可為由一多官能基聚合單體(其官能基數(shù)至少大于等于2)、此多官能基聚合單體的寡聚物所交聯(lián)形成的高分子層。例如，可由此多官能基聚合單體、此多官能基聚合單體的寡聚物及一起始劑作為起始材料，經(jīng)照射UV或加熱而進(jìn)行聚合反應(yīng),形成有機(jī)保護(hù)層112高分子層。多官能基聚合單體可包含丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯。多官能基聚合單體的寡聚物為聚合單體的低度聚合產(chǎn)物，用以提供有機(jī)保護(hù)層112足夠的黏度而黏著于共押出三層膜102或無機(jī)層114上。多官能基聚合單體的寡聚物可另外由多官能基聚合單體及起始劑經(jīng)照射UV光或加熱反應(yīng)形成。用以形成此有機(jī)保護(hù)層中112的多官能基聚合單體的寡聚物與多官能基聚合單體的起始重量比可為8:1至2:1。起始劑可包含選自下列群組的自由基起始劑:二苯甲酮、1-羥基環(huán)己基苯基丙酮(1-hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone)及(2,4,6-三甲基苯甲酸基)二苯基氧化勝(diphenyl (2,4,
6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide),或選自下列群組的陽離子起始劑:二芳香基碘鐵鹽(diarylindonium salts,Ar2I+X-)、三芳香基統(tǒng)鹽(triaryl sulfonium salts,Ar3S+X-)、二茂鐵錯(cuò)合物(ferrocenium complexes)及芳香基重氮鹽(aryl diazonium salts)。起始劑的起始含量相對(duì)于多官能基聚合單體的寡聚物與多官能基聚合單體的總重可為約
0.5wt% 10wt%。在另一實(shí)施例中，有機(jī)保護(hù)層112可為聚偏二氯乙烯(polyvinylidenechloride)、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物(ethylene vinyl alcohol)、其它透明酯類或前述的組合。有機(jī)保護(hù)層112的厚度可為約I μ m 8 μ m或可為約I μ m 5 μ m。有機(jī)保護(hù)層112可作為以原子層沉積形成無機(jī)層114時(shí)的保護(hù)層或前導(dǎo)物，促進(jìn)無機(jī)層114的鍍膜粘著效果。無機(jī)層114可包含由原子層沉積法形成的透明的無機(jī)氧化物或無機(jī)氮化物，例如氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯、氧化鉿、氧化硅、氮化銦或前述的組合。無機(jī)層114可具有120 200層原子層沉積的厚度，或可具有180 200原子層沉積的厚度。原子層沉積步驟可包含:通入金屬前驅(qū)物至欲沉積的表面而使該金屬前驅(qū)物吸附于該表面上，并接著通入水與金屬前驅(qū)物反應(yīng)以形成單層的原子層沉積。接著，重復(fù)上述單層原子層沉積的步驟100 500次,至達(dá)到所欲的厚度為止。在本實(shí)施例中，無機(jī)層114的厚度可介于10 50nm。在一實(shí)施例中，如圖1所示，多層無機(jī)層114的最下層可直接通過原子層沉積法沉積于共押出三層膜102的第三層108上，而有機(jī)保護(hù)層112的最下層可形成于無機(jī)層114的最下層上。由于共押出三層膜102的第三層108中不包含添加物或其它摻雜，具有足夠的平滑表面，因而可使無機(jī)層114直接通過原子層沉積法沉積于其上。此外，有機(jī)保護(hù)層112的最上層可位于無機(jī)層114層的最上層上，以提供無機(jī)層114物理性的保護(hù)，而使其不易劣化。亦即，在此實(shí)施例中，多層有機(jī)保護(hù)層112及多層無機(jī)層114共包含η層的有機(jī)保護(hù)層112及η層的無機(jī)層，η為2以上的任意整數(shù)。有機(jī)保護(hù)層112可作為以原子層沉積形成無機(jī)層114時(shí)的保護(hù)層或前導(dǎo)物，促進(jìn)無機(jī)層114的鍍膜粘著效果。由于無機(jī)層114可由原子層沉積形成，其階梯覆蓋率高且針孔密度極低，僅需極薄的薄膜厚度(例如10 50nm)，即可具有高阻氣的效果，因而與有機(jī)保護(hù)層112的阻氣協(xié)同效應(yīng)更為顯著。既然無機(jī)層114的厚度極薄，無機(jī)層114亦不會(huì)具有如傳統(tǒng)無機(jī)氧化物的易碎及不具柔性的缺點(diǎn)，且透明度也因此提高。因此，交替形成的多層無機(jī)層114及多層有機(jī)保護(hù)層112不但可具有良好的水氣阻障性，還具有良好的柔性及透明度。亦即，由多層無機(jī)層114、多層有機(jī)保護(hù)層112與共押出三層膜102所形成的水氣阻障復(fù)合膜不但具有良好的水氣阻障性，且具有良好的柔性及透明度。因此，依照本發(fā)明實(shí)施例的水氣阻障復(fù)合膜同時(shí)兼具了高透明度、高水氣阻性、柔性的特性，且具有足夠的強(qiáng)度與韌性，可適用于作為光電組件的水氣阻障層或封裝材料。例如，在此實(shí)施例中，水氣阻障復(fù)合膜的每日水氣穿透率可小于約0.02g/m2，且全光譜穿透度可至少大于80%。此外，由于此水氣阻障復(fù)合膜主要是由有機(jī)高分子及厚度極薄的無機(jī)層組成，其質(zhì)量相對(duì)于玻璃材料及金屬材料更輕，也可符合光電組件的封裝材料輕薄化的趨勢(shì)。參見圖2，其顯示為依照本發(fā)明另一實(shí)施例的水氣阻障復(fù)合膜。在此實(shí)施例中，與前述實(shí)施例相同的標(biāo)號(hào)代表相同或類似的組件。如圖2所示，多層有機(jī)保護(hù)層112及多層114交替地形成于共押出三層膜102的上表層108上，其中多層有機(jī)保護(hù)層112的最下層可直接形成于共押出三層膜102的第三層108上，多層無機(jī)層114的最下層則以原子層沉積法沉積于有機(jī)保護(hù)層112的最下層上。有機(jī)保護(hù)層112可作為以原子層沉積形成無機(jī)層114時(shí)的前導(dǎo)物，促進(jìn)無機(jī)層114的鍍膜粘著效果。此外，有機(jī)保護(hù)層112的最上層亦可位于無機(jī)層114的最上層上，以提供無機(jī)層114物理性的保護(hù)，而使其不易劣化。亦即，在此實(shí)施例中，多層有機(jī)保護(hù)層112及多層無機(jī)層114共包含n+1層的有機(jī)保護(hù)層112及η層的無機(jī)層，η為2以上的任意整數(shù)。如同前述實(shí)施例，由于無機(jī)層114可由原子層沉積形成，其階梯覆蓋率高且針孔密度極低，僅需極薄的薄膜厚度即可達(dá)成高阻氣的效果，與有機(jī)保護(hù)層112的阻氣協(xié)同效應(yīng)更為顯著。此外，無論是有機(jī)保護(hù)層112、無機(jī)層114及共押出三層膜102皆具有柔性及高透明度等特性。因此，如圖2所示的水氣阻障復(fù)合膜亦同時(shí)兼具了高透明度、高水氣阻性、柔性的特性，且具有足夠的強(qiáng)度與韌性，可適用于作為光電組件的水氣阻障層或封裝材料。例如，在此實(shí)施例中，水氣 阻障復(fù)合膜的每日水氣穿透率可小于約0.02g/m2，且全光譜穿透度可至少大于80%。參見圖3，其顯示依照本發(fā)明一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)。封裝結(jié)構(gòu)包含一光電組件302及一水氣阻障復(fù)合膜貼合于光電組件302上。在一實(shí)施例中，光電組件可包含有機(jī)發(fā)光二極管、薄膜太陽能電池、有機(jī)太陽能電池、染料敏化太陽能電池、電子紙或前述的組合。水氣阻障復(fù)合膜可為圖1或2所示的水氣阻障復(fù)合膜，包括共押出三層膜104、106、108、多層有機(jī)保護(hù)層112及多層無機(jī)層114。在此實(shí)施例中，水氣阻障復(fù)合薄膜可以多層有機(jī)層114的最上層貼合于光電組件上。如此，既然水氣阻障復(fù)合膜具有高透明度及柔性，可在不影響光電組件302的出光或吸光特性及柔性下，阻擋水氣及空氣進(jìn)入，并亦可提供足夠的物理保護(hù)及抗黏粘的特性。水氣阻障復(fù)合膜可與光電組件分開制造，可待光電組件制造形成之后，再貼合于其上。參見圖4，其顯示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)。封裝結(jié)構(gòu)包含一光電組件402及一貼合于光電組件上的水氣阻障復(fù)合膜。水氣阻障復(fù)合膜可為圖1或2所示的水氣阻障復(fù)合膜，包括共押出三層膜104、106、108及含多層有機(jī)保護(hù)層112及多層無機(jī)層114的有機(jī)無機(jī)交替結(jié)構(gòu)。既然水氣阻障膜為柔性的，水氣阻障復(fù)合膜可包覆整個(gè)光電組件402。水氣阻障復(fù)合膜可在不影響光電組件402的吸光能力及柔性下，阻擋水氣及空氣進(jìn)入，并可提供足夠的物理保護(hù)及抗黏粘的特性。水氣阻障復(fù)合膜可與光電組件分開制造，可待光電組件制造形成之后，再貼合于其上。實(shí)施例1將第一層、第二層及第三層的材料各自注入雙螺桿押出機(jī)進(jìn)行共押出工藝的熔融加工，得到共押出三層膜。第一層為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)，并摻雜有600ppm的二氧化硅(抗黏粘劑)；第二層為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯；第三層為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。在此共押出工藝中，工藝溫度為275°C，且三層膜最后經(jīng)同一 T型模頭熔融押出，經(jīng)冷卻輪在溫度20°C形成膜片。接著，將此共押出三層膜進(jìn)行雙軸延伸步驟(在MD方向拉伸3倍，TD方向拉伸3.5倍)。經(jīng)上述步驟得到的雙軸延伸共押出三層膜總厚度為188 μ m，第三層及第一層的厚度皆為lym。對(duì)此雙軸延伸共押出三層膜的第一層及三層的表面作電暈處理。接著，以三甲基招(trimethyl aluminum)及水作前驅(qū)物,于120°C下在第三層表面以原子層沉積作200層原子層的氧化鋁沉積，形成無機(jī)層。隨后，以線棒涂布97wt%的丙烯酸酯UV膠、1.5被％的1-羥基環(huán)己基苯基丙酮(第一光起始劑)及1.5被％的(2，4，6_三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(第二光起始劑)所形成的混合物，以UV曝光固化此混合物，形成有機(jī)保護(hù)層。在此有機(jī)保護(hù)層中，多官能基聚丙烯酸酯寡聚物及多官能基聚丙烯酸酯的單體的重量比為8: I。重復(fù)上述無機(jī)層及有機(jī)保護(hù)層的形成步驟，形成共押出三層膜/氧化鋁/聚丙烯酸酯/氧化鋁/聚丙烯酸酯的疊層結(jié)構(gòu)，其即為水氣阻障復(fù)合膜。此水氣阻障復(fù)合膜于ASTM F1249測(cè)試方法下的水氣穿透率值為每日0.017g/m2，全光譜穿透度為92%。實(shí)施例2同實(shí)施例1的步驟，但第一層為聚丙烯(PP)并摻雜有600ppm的二氧化硅(抗黏粘劑)，第二層及第三層為聚丙烯。雙軸延伸步驟為在MD方向拉伸5倍，TD方向拉伸8倍，所得到的共押出三層聚丙烯膜總厚度為50μπι，第一層及第三層的厚度皆為Ιμπι。此水氣阻障復(fù)合膜于ASTM F1249測(cè)試方法下的水氣穿透率值為每日0.010g/m2，全光譜穿透度為88%。實(shí)施例3同實(shí)施例1的步驟，但第一層為聚丙烯(PP)并摻雜有600ppm的二氧化硅(抗黏粘劑)，第二層為聚丙烯，第三層為乙烯丙烯共聚物(乙烯的摩爾含量約I %)。雙軸延伸步驟為在MD方向拉伸5倍，TD方向拉伸8倍。所得到的雙軸延伸共押出三層PP膜總厚度為50μπι，第一層及第三層的厚度皆為Ιμπι。此水氣阻障復(fù)合膜于ASTM F1249測(cè)試方法下的水氣穿透率值為每日0.006g/m2，全光譜穿透度為81%。實(shí)施例4將實(shí)施例1的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)共押出三層膜的第一及三層的表面作電暈處理。接著，以三甲基鋁及水作前驅(qū)物，于120°C下在第三層表面以原子層沉積作200層原子層的氧化鋁沉積，形成無機(jī)層。隨后，以線棒涂布97wt%的丙烯酸酯UV膠、1.5wt%的1-羥基環(huán)己基苯基丙酮(光起始劑)、1.5wt%的(2，4，6_三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(第二光起始劑)所形成的混合物，以UV曝光固化此混合物，形成有機(jī)保護(hù)層。在此有機(jī)保護(hù)層中，多官能基聚丙烯酸酯寡聚物及多官能基聚丙烯酸酯的單體的重量比為8: I。依此，此膜的結(jié)構(gòu)為聚丙烯酸酯/氧化鋁/聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/氧化鋁，作為第一阻氣膜。以上述相同方法復(fù)制結(jié)構(gòu)為聚丙烯酸酯/氧化鋁/聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/氧化鋁的第二阻氣膜。使用聚丙烯酸酯作為粘著劑，將第一阻氣膜與第二阻氣膜貼合，形成下述結(jié)構(gòu)的高阻氣復(fù)合膜:聚丙烯酸酯/氧化鋁/聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/氧化鋁/聚丙烯酸酯/氧化鋁/聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/氧化鋁/聚丙烯酸 酯。此復(fù)合膜于ASTM F1249測(cè)試方法下的水氣穿透率值為每日0.0036g/m2，全光譜穿透度為90%。
雖然實(shí)施例1-3使用不同的材料作為水氣阻障復(fù)合膜的共押出三層膜的第一層、第二層及第三層。每日水氣穿透率皆低于0.02g/m2，且最低可低至0.006g/m2。若如實(shí)施例4形成具有更多有機(jī)保護(hù)層及無機(jī)層的阻氣膜，每日水氣穿透率更可低至0.0036g/m2。由上述結(jié)果亦可得知，水氣阻障復(fù)合膜的全光譜穿透度亦可能隨著水氣穿透率的下降而劣化，但最低依然可達(dá)80%以上，且本領(lǐng)域技術(shù)人員可依據(jù)設(shè)計(jì)需求來選擇所需使用的材料，以使水氣阻障復(fù)合膜具有所欲的水氣穿透率及全光譜穿透度。因此可知，本發(fā)明實(shí)施例所提供的水氣阻障復(fù)合膜所具有的高透明度、高水氣阻性及柔性特性，同時(shí)亦具有質(zhì)量輕及工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，使其可適用于作為光電組件的水氣阻障層。雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作任意修改與改變，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種水氣阻障復(fù)合膜,包括: 一由聚酯基膜或聚丙烯基膜形成的雙軸延伸共押出三層膜，其包含依序堆疊的一第一層、一第二層及一第三層， 其中當(dāng)該雙軸延伸共押出三層膜由聚酯基膜形成時(shí)，該第一層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、經(jīng)酸修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯或其混合物，該第二層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或其混合物，該第三層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、經(jīng)酸修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯、經(jīng)乙二醇修飾的聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯或其混合物，且其中該第一層還包含一抗黏粘劑， 其中當(dāng)該雙軸延伸共押出三層膜由聚丙烯基膜形成時(shí)，該第一層包含聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物、高密度聚乙烯或其混合物，該第二層包含聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物或其混合物，該第三層包含聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物、高密度聚乙烯或其混合物，且其中該第一層還包含一抗黏粘劑；以及 含多層有機(jī)保護(hù)層及多層無機(jī)層的有機(jī)無機(jī)交替結(jié)構(gòu)，形成于該共押出三層膜的該第三層上，其中該些無機(jī)層由原子層沉積法形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該些無機(jī)層的最下層直接形成于該共押出三層膜的該第三層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該含多層有機(jī)保護(hù)層及多層無機(jī)層的有機(jī)無機(jī)交替結(jié)構(gòu)的最上層為有機(jī)保護(hù)層。
4.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該些無機(jī)層包含氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯、氧化鉿、氧化硅、氮化銦或前述的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該些無機(jī)層的每一層的厚度可為120層 200層原子層厚度的沉積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該有機(jī)保護(hù)層為一多官能基聚合單體及一該多官能聚合單體的寡聚物所交聯(lián)形成的高分子層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該多官能基聚合單體包含聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、聚丙烯酸酯或前述的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該高分子層是以該多官能基聚合單體、該多官能基聚合單體的寡聚物及一起始劑作為起始材料，經(jīng)加熱或照射UV光而進(jìn)行聚合反應(yīng)形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該起始劑包含選自下列群組的自由基起始劑:二苯甲酮、1-羥基環(huán)己基苯基丙酮及(2，4，6_三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦，或選自下列群組的陽離子起始劑:二芳香基碘鎗鹽(Ar2I+F)、三芳香基銃鹽(Ar3S+F)、二茂鐵錯(cuò)合物及芳香基重氮鹽。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該有機(jī)保護(hù)層包含聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物其它透明的酯類或前述的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該抗黏粘劑包含二氧化硅、硅酸鎂、碳酸鈣、聚硅氧烷、聚四氟乙烯或前述的組合，且該添加劑的濃度為約300 2000ppm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該第二層的厚度為13μ m 240 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該第三層不包含添加劑或其它摻雜物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該水氣阻障復(fù)合膜具有柔性。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該水氣阻障復(fù)合膜的水氣穿透率小于每天0.02g/m2。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，其中該水氣阻障復(fù)合膜的全光譜穿透度大于80%。
17.—種封裝結(jié)構(gòu),包括: 一光電組件；以及 權(quán)利要求1所述的水氣阻障復(fù)合膜，貼合于該光電組件上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中該水氣阻障復(fù)合膜包覆該光電組件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中該光電組件包含有機(jī)發(fā)光二極管、薄膜太陽能電池、有機(jī)太陽能電 池、染料敏化太陽能電池、電子紙或前述的組合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水氣阻障復(fù)合膜，包括一由聚酯基膜或聚丙烯基膜形成的雙軸延伸共押出三層膜，其包含依序堆疊的一第一層、一第二層及一第三層，且其中該第一層還包含一抗黏粘劑，以及含多層有機(jī)保護(hù)層及多層無機(jī)層的有機(jī)無機(jī)交替結(jié)構(gòu)設(shè)置于該共押出三層膜的該第三層上，其中該些無機(jī)層由原子層沉積法形成。此外，本發(fā)明還提供一種封裝結(jié)構(gòu)，包括一光電組件，其上覆有前述水氣阻障復(fù)合膜。
文檔編號(hào)B32B27/00GK103158289SQ2011104612
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者徐瑞鴻, 馮名正, 唐志孟, 龔丹誠 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院