專利名稱：防潮涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的方法包括制備所述組件的任何方法。
用于表示各層在阻隔性組件中或器件中的位置的諸如“在.....上方”、“在......之上”、“在最上方”之類的方位詞是指一層或更多層針對水平支承層的相對位置。我們無意于指阻隔性組件或阻隔器件在其制造期間或制造之后應(yīng)當(dāng)在空間內(nèi)具有任何特定的方位。
描述層相對于阻隔性組件的基底或其它部件的位置的術(shù)語“涂敷在......上”是指該層位于基底或其它部件的上方，但是該層不一定與所述的基底或其它部件鄰接。
術(shù)語“聚合物”是指均聚物和共聚物，以及可以通過(例如)共擠出或通過反應(yīng)(包括(例如)酯交換反應(yīng))形成的可混溶的共混物形式的均聚物或共聚物。術(shù)語“聚合物”還包括經(jīng)等離子體沉積的聚合物。術(shù)語“共聚物”既包括無規(guī)共聚物，又包括嵌段共聚物。術(shù)語“固化型聚合物”既包括交聯(lián)聚合物，又包括非交聯(lián)的聚合物。術(shù)語“交聯(lián)”聚合物是指這樣的聚合物，該聚合物的聚合物鏈通過共價化學(xué)鍵連接在一起(通常通過將分子或基團(tuán)交聯(lián))，從而形成網(wǎng)絡(luò)聚合物。交聯(lián)聚合物的普遍特征在于交聯(lián)聚合物是不溶的，但是在合適的溶劑存在的條件下其是可溶脹的。
術(shù)語“可見光透射型”支承體、層、組件或器件是指在光譜的可見光范圍內(nèi)，該支承體、層、組件或器件沿法向軸測定的平均透射率Tvis為至少約20％。
術(shù)語“類金剛石玻璃”(DLG)是指基本為無定形或完全為無定形的玻璃，該玻璃包含碳和硅，并且可任選地包含選自氫、氮、氧、氟、硫、鈦和銅中的一種或更多種附加成分。在某些實(shí)施方案中可以存在其它元素。無定形的類金剛石玻璃膜可以含有賦予類金剛石玻璃膜短程有序性的原子簇，但是該類金剛石玻璃膜基本不具有導(dǎo)致微結(jié)晶性或宏觀結(jié)晶性(該性質(zhì)會不利地使波長為180納米(nm)至800納米的輻射發(fā)生散射)的中程有序性和長程有序性。
術(shù)語“類金剛石碳”(DLC)層是指含有約50原子％至90原子％的碳和約10原子％至50原子％的氫的無定形膜或無定形涂層，并且該無定形膜或無定形涂層的克原子密度為約0.20克原子/立方厘米至約0.28克原子/立方厘米，并且該無定形膜或無定形涂層包含約50％至約90％的四面體鍵。
附圖簡要說明 通過結(jié)合以下附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方案進(jìn)行的詳細(xì)說明可以更徹底地理解本發(fā)明，其中

圖1為本發(fā)明公開的阻隔性組件的示意圖； 圖2為具有由交替的DLG層與聚合物層或者由交替的DLC層與聚合物層制得的多個層的、本發(fā)明公開的阻隔性組件的示意圖； 圖3為具有由聚合物制得的多個層的本發(fā)明公開的層疊阻隔性組件的示意圖； 圖4為用于實(shí)施本發(fā)明公開的阻隔性組件制備方法的裝置的示意圖； 圖5為可以結(jié)合阻隔性組件的示例性O(shè)LED器件的示意性剖視圖。
發(fā)明詳述 符合本發(fā)明的實(shí)施方案包括增強(qiáng)PECVD法，該方法產(chǎn)生具有優(yōu)異的水蒸氣阻隔性能的涂層。在一個具體的實(shí)施方案中，利用射頻(RF)等離子條件(該條件使得在能量非常高的離子轟擊下產(chǎn)生貧氧的氧化硅(oxygen depleted silicon oxide)涂層)在與鼓形電極(drumelectrode)緊密接觸的料片上形成的SiOCH膜具有優(yōu)異的阻隔性能。
采用該方法沉積的阻隔涂層的MVTR為小于0.005g/平方米·天(該值是采用ASTM F-1249在50℃下測定的)。根據(jù)某些實(shí)施方案，在高自偏電壓和低壓(約5毫托-10毫托)條件下沉積的厚度為至少100nm的阻隔涂層會產(chǎn)生優(yōu)異的水蒸氣透過率。該涂層被沉積于使用在正向功率為至少1000W下工作的RF源供能的鼓形電極上。真空室被構(gòu)建成使得所述的工作條件在鼓形電極上產(chǎn)生極高(＞500V)的負(fù)電壓。在高的基底偏置電壓條件下產(chǎn)生的離子轟擊導(dǎo)致所形成的涂層具有極低的自由體積。鼓形電極通常用水冷卻。在某些實(shí)施方案中，以使得所產(chǎn)生的涂層貧氧這樣的量引入硅源(例如四甲基硅烷(TMS))和氧氣。雖然所述涂層貧氧，但是該涂層具有較強(qiáng)的透光性。除氧氣外，還可以引入氮?dú)庖垣@得SiOCNH涂層。SiOCNH涂層也具有優(yōu)異的阻隔性質(zhì)。
因此，產(chǎn)生更好的阻隔涂層的工藝條件如下(1)通過RFPECVD法在高自偏電壓下于移動的鼓形電極上制得阻隔涂層；(2)在小于50毫托、優(yōu)選小于25毫托、最優(yōu)選小于10毫托的極低壓力下實(shí)施CVD法，以避免氣相成核和形成顆粒，并防止離子能量在較高壓力下發(fā)生碰撞淬滅；(3)使所述涂層明顯“貧氧”，即，針對涂層中的每個Si原子有不到1.5個氧原子(O原子/Si原子的比值＜1.5)。
阻隔涂層可用于多種封裝應(yīng)用。例如，電子封裝、醫(yī)用封裝、藥品封裝和食品封裝都對防水分或防氧氣具有不同要求。對于藥品而言，阻隔涂層可用于(例如)保護(hù)藥物免受氧氣和水分的侵襲，從而通過避免由污染物造成的不利影響而有助于保持藥物的純度并延長其保質(zhì)期。對于食品而言，阻隔涂層可用于(例如)保護(hù)食品免受氧氣和水分的侵襲，從而有助于保持食品的風(fēng)味，并延長其保質(zhì)期。其它的應(yīng)用包括使用所述涂層封裝熒光顆粒(包括電致發(fā)光熒光顆粒，如硫化鋅)、有機(jī)電致發(fā)光薄膜、光電器件和其它此類器件。具有阻隔涂層的基底可以用于制備撓性電子器件，所述電子器件例如為OLED、有機(jī)晶體管、液晶顯示器(LCD)和其它器件。這些涂層還可直接用于封裝OLED器件，并且阻隔膜可以用作覆蓋件來封裝具有玻璃基底或塑料基底的器件。由于采用上述PECVD條件制備的涂層具有優(yōu)異的阻隔性能，因此，可以以較低的成本制造性能較為優(yōu)異的上述器件。
示例性的阻隔性組件的結(jié)構(gòu) 圖1為具有涂層100的本發(fā)明公開的阻隔性組件的示意圖，其中，所述涂層100用來減少或防止水分和氧氣、或其它污染物實(shí)質(zhì)性地轉(zhuǎn)移到下面的基底102上。所述組件可以表示需要防水或防氧氣或者可從防水或防氧氣中受益的任何種類的制品，如以上所提供的例子。對于某些種類的電子器件或顯示器而言，(例如)氧氣和水分可以嚴(yán)重降低其性能或壽命，因此，涂層100可以在器件的性能方面提供顯著的優(yōu)點(diǎn)。
圖2為本發(fā)明公開的層疊阻隔性組件110的示意圖，其中，所述阻隔性組件110具有由DLG或DLC層116、120與聚合物層114、118相交替而制得的、用于保護(hù)下面的基底112的多個層。圖3為本發(fā)明公開的層疊阻隔性組件130的示意圖，其中，所述阻隔性組件130具有由交替的不同種類的聚合物層(例如，交替的聚合物層136、140和聚合物層134、138)制得的多個層，其保護(hù)下面的基底132。在該例子中，層136和層140由第一種聚合物構(gòu)成，層134和層138由不同于所述第一種聚合物的第二種聚合物構(gòu)成。任何高度交聯(lián)的聚合物都可以用于上述各層，其例子在下文中給出。這樣，在一個實(shí)施方案中，組件130為全聚合物多層結(jié)構(gòu)的阻隔性組件，但是該組件130還可以具有其它種類的層。每一組不同的聚合物(例如，層134和136)、或者聚合物與DLG或DLC的組合(例如，層114和116)都被稱為成對物，并且所述組件可以包含任何數(shù)目的成對物。所述組件在成對物之間還可包含多種可任選的層，其例子在下文中給出。
組件110和組件130可以包含任何數(shù)目的交替層或其它層。加入更多的層可以通過增強(qiáng)組件針對氧氣、水分或其它污染物所具有的不透性來延長該組件的壽命。使用更多的層或多個層還可有助于覆蓋或掩蓋層內(nèi)的缺陷。層的數(shù)目可以根據(jù)具體的實(shí)施方式或其它因素而進(jìn)行優(yōu)化或做其它選擇。
基底 具有防潮涂層的基底可以包含用于制備顯示器或電子器件的任何種類的基材。通過(例如)使用玻璃或其它材料，基底可以為剛性的。通過(例如)使用塑料或其它材料，基底還可以彎曲或?yàn)閾闲缘??；卓梢跃哂腥魏嗡璧男螤?。特別優(yōu)選的支承體為撓性的塑料材料，其包括熱塑性膜，如聚酯(例如，PET)膜、聚丙烯酸酯(例如，聚甲基丙烯酸甲酯)膜、聚碳酸酯膜、聚丙烯膜、高密度或低密度聚乙烯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚氨酯膜、聚酰胺膜、聚乙烯醇縮丁醛膜、聚氯乙烯膜、聚偏二氟乙烯膜和聚乙烯硫醚(polyethylene sulfide)膜；和熱固性膜，如纖維素衍生物膜、聚酰亞胺膜、聚酰亞胺苯并唑膜和聚苯并唑膜。
用于基底的其它合適材料包括三氟氯乙烯-偏二氟乙烯共聚物(CTFE/VDF)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、氟化乙烯-丙烯共聚物(FEP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、全氟烷基-四氟乙烯共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯三元共聚物(THV)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(HFP/VDF)、四氟乙烯-丙烯共聚物(TFE/P)和四氟乙烯-全氟甲基醚共聚物(TFE/PFMe)。
可供選用的其它基底包括這樣的材料，該材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)較高，并且優(yōu)選的是，該材料在支承體不受約束的條件下使用熱定形技術(shù)、張力退火技術(shù)或其它防止收縮的技術(shù)在達(dá)到至少熱穩(wěn)定化的溫度下被熱穩(wěn)定化。如果支承體沒有被熱穩(wěn)定化，那么該支承體的Tg優(yōu)選高于聚甲基丙烯酸甲酯的Tg(PMMA，Tg＝105℃)。更優(yōu)選的是，所述支承體的Tg為至少約110℃，更優(yōu)選為至少約120℃，并且最優(yōu)選為至少約128℃。除了熱穩(wěn)定化的聚對苯二甲酸乙二醇酯(HSPET)之外，其它優(yōu)選的支承體包括其它熱穩(wěn)定化的高Tg的聚酯、PMMA、苯乙烯/丙烯腈共聚物(SAN，Tg＝110℃)、苯乙烯/馬來酸酐共聚物(SMA，Tg＝115℃)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，Tg＝約120℃)、聚甲醛(POM，Tg＝約125℃)、聚乙烯基萘(PVN，Tg＝約135℃)、聚醚醚酮(PEEK，Tg＝約145℃)、聚芳基醚酮(PAEK，Tg＝145℃)、高Tg的含氟聚合物(例如，DYNEONTM HTE，其為六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的三元共聚物，Tg＝約149℃)、聚碳酸酯(PC，Tg＝約150℃)、聚α-甲基苯乙烯(Tg＝約175℃)、聚芳酯(PAR，Tg＝190℃)、聚砜(PSul，Tg＝約195℃)、聚苯醚(PPO，Tg＝約200℃)、聚醚酰亞胺(PEI，Tg＝約218℃)、聚芳砜(PAS，Tg＝220℃)、聚醚砜(PES，Tg＝約225℃)、聚酰胺酰亞胺(PAI，Tg＝約275℃)、聚酰亞胺(Tg＝約300℃)和聚鄰苯二甲酰胺(熱撓曲溫度為120℃)。對于材料成本較為重要的應(yīng)用而言，由HSPET和PEN制備的支承體是特別優(yōu)選的。對于阻隔性能極為重要的應(yīng)用而言，可以使用由較貴的材料制備的支承體?；椎暮穸葍?yōu)選為約0.01毫米(mm)至約1mm，更優(yōu)選為約0.05mm至約0.25mm。
DLG層 類金剛石玻璃為包含大量的硅和氧、并表現(xiàn)出類金剛石性質(zhì)的無定形碳體系。在不計(jì)氫的條件下，這些膜含有至少30％的碳、大量的硅(通常為至少25％)和至多45％的氧。由相當(dāng)多的硅與大量的氧和大量的碳構(gòu)成的獨(dú)特組合使得所述膜具有較高的透明性和撓性(與玻璃不同)。
類金剛石玻璃薄膜可以具有多種透光性。取決于這種薄膜的組成，該薄膜在多種頻率下的透光性都可以得到增強(qiáng)。另一方面，在特定的實(shí)施方式中，上述薄膜(在厚度為約1微米時)對在約250nm至約800nm(更優(yōu)選為約400nm至約800nm)范圍內(nèi)的基本上所有波長的輻射的透射率都為至少70％。DLG膜的消光系數(shù)如下對于1微米厚的薄膜而言，透射率為70％相當(dāng)于其在400nm至800nm的可見光波長范圍內(nèi)的消光系數(shù)(k)為小于0.02。
以前曾在基底上沉積金剛石薄膜，該金剛石薄膜具有明顯不同于本發(fā)明的無定形類金剛石玻璃膜的特性，這是由于這兩種材料中碳原子的排布方式和分子間鍵的不同而造成的。分子間鍵的種類和數(shù)量可通過紅外(IR)光譜和核磁共振(NMR)譜來確定。碳沉積物大體上含有兩種碳-碳鍵三角形石墨鍵(sp2)和四面體金剛石鍵(sp3)。金剛石幾乎全部由四面體鍵構(gòu)成，類金剛石膜含有約50％至90％的四面體鍵，而石墨幾乎全部由三角形鍵構(gòu)成。
碳體系的結(jié)晶度和成鍵性質(zhì)決定了沉積物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。通過x射線衍射測定，金剛石是結(jié)晶性的，而類金剛石玻璃為無定形的非結(jié)晶性材料。金剛石基本上為純碳物質(zhì)，而類金剛石玻璃則含有大量的非碳成分(包括硅)。
在環(huán)境壓力下，相對于任何材料而言，金剛石都具有最高的堆積密度或克原子密度(GAD)。金剛石的GAD為0.28克原子/立方厘米。無定形的類金剛石膜的GAD為約0.20克原子/立方厘米至0.28克原子/立方厘米。與此形成對比的是，石墨的GAD為0.18克原子/立方厘米。類金剛石玻璃的高堆積密度為之提供了優(yōu)異的抗液態(tài)或氣態(tài)物質(zhì)擴(kuò)散的性質(zhì)。克原子密度是由材料的重量和厚度的測定結(jié)果而計(jì)算得到的。術(shù)語“克原子”是指用克表示的、材料的原子重量。
無定形的類金剛石玻璃之所以為類金剛石是因?yàn)槠涑司哂猩鲜鲱愃朴诮饎偸奈锢硇再|(zhì)以外，還具有許多金剛石的有利的性能特征，例如極高的硬度(通常為1000kg/平方毫米至2000kg/平方毫米)、較高的電阻率(通常為109歐姆·厘米至1013歐姆·厘米)、較低的摩擦系數(shù)(例如，0.1)以及在較寬的波長范圍內(nèi)具有光學(xué)透明性(在400nm至800nm范圍內(nèi)的常規(guī)消光系數(shù)為約0.01至0.02)。
金剛石膜還具有一些性質(zhì)，在許多應(yīng)用中，這些性質(zhì)使得它們不如無定形的類金剛石玻璃膜有利。通過電子顯微鏡法測定，金剛石膜通常具有晶粒結(jié)構(gòu)。晶粒間界是使基底受到化學(xué)侵蝕和發(fā)生降解的通道，并且還會使光化輻射發(fā)生散射。通過電子顯微鏡測定，無定形的類金剛石玻璃不具有晶粒結(jié)構(gòu)，因此，其非常適合于有光化輻射透過這種膜的應(yīng)用場合。金剛石膜的多晶結(jié)構(gòu)使得光線從晶粒間界處發(fā)生散射。
在制備類金剛石玻璃膜時，可以將多種附加成分加入到基礎(chǔ)的碳組成物中或者碳和氫的組成物中?？梢允褂眠@些附加成分來改變和增強(qiáng)由類金剛石玻璃膜賦予基底的性質(zhì)。例如，可能有利的是，進(jìn)一步增強(qiáng)阻隔性能和表面性能。
附加成分可以包含氫(如果尚未加入的話)、氮、氟、硫、鈦或銅中的一種或更多種成分。其它的附加成分也可以是有利的。加入氫會促進(jìn)四面體鍵的形成。加入氟可特別用于增強(qiáng)類金剛石玻璃膜的阻隔性能和表面性能，包括增強(qiáng)其分散在不可相容的基質(zhì)中的能力。加入氮可用于增強(qiáng)抗氧化性，并且提高導(dǎo)電率。加入硫可以增強(qiáng)粘附性。加入鈦傾向于增強(qiáng)粘附性以及擴(kuò)散性和阻隔性能。
可以將所述的這些類金剛石材料(該材料可以使用(例如)蒸氣源而沉積在組件上)看作是等離子體聚合物的形式。術(shù)語“等離子體聚合物”適用于在低溫下通過使用氣相中的前體單體、并采用等離子體來合成的一類材料。前體分子在等離子體中所存在的高能電子的作用下發(fā)生斷裂從而形成自由基物質(zhì)。這些自由基物質(zhì)在基底表面上反應(yīng)，并且導(dǎo)致聚合物薄膜生長。由于在氣相中和基底上的反應(yīng)過程均具有不確定性，因此，所產(chǎn)生的聚合物膜是高度交聯(lián)的，并且本質(zhì)上是無定形的。這類材料已被研究，并且總結(jié)于(例如)以下的出版物中H.Yasuda，“Plasma Polymerization”，Academic Press Inc.NewYork(1985)；R.d’Agostino(Ed)，“Plasma Deposition，Treatment &Etching of Polymers”，Academic Press，New York(1990)；以及H.Biederman和Y.Osada，“Plasma Polymerization Processes”，Elsever，New York(1992)。
通常，所述的聚合物由于存在烴類官能團(tuán)和含碳官能團(tuán)(例如CH3、CH2、CH、Si-C、Si-CH3、Al-C、Si-O-CH3等)而本身具有有機(jī)性質(zhì)?？梢酝ㄟ^諸如IR、核磁共振(NMR)和二次離子質(zhì)譜(SIMS)之類的分析技術(shù)來確認(rèn)這些官能團(tuán)的存在。可以通過化學(xué)分析用電子能譜(ESCA)對膜中的碳含量進(jìn)行定量測定。
并非所有的等離子體沉積方法都能產(chǎn)生等離子體聚合物。通常，在基底處于高溫的條件下通過PECVD來沉積無機(jī)薄膜，從而生產(chǎn)出諸如無定形硅、氧化硅、氮化硅、氮化鋁之類的無機(jī)薄膜。無機(jī)前體(例如硅烷(SiH4)和氨(NH3))可以使用低溫法。在一些情況下，通過將過量的氧氣流供入前體混合物中來在等離子體中除去前體中所存在的有機(jī)成分。通常由四甲基二硅氧烷(TMDSO)-氧氣混合物來制備富硅膜，在這種情況下，氧氣流速是TMDSO流速的10倍。在該情況下生產(chǎn)的膜所含的氧與硅的比值為約2，該比值接近于二氧化硅中氧與硅之比。
本發(fā)明的等離子體聚合物層在膜中的氧與硅之比和膜中的碳含量方面不同于其它的無機(jī)等離子體沉積薄膜。當(dāng)使用諸如ESCA之類的表面分析技術(shù)進(jìn)行分析時，可以在不計(jì)氫的條件下測得膜中的元素原子組成。本發(fā)明的等離子體聚合物膜中的無機(jī)成分基本上是亞化學(xué)計(jì)量的，并且大體上富含碳，這表明該膜具有有機(jī)性質(zhì)。例如，在含有硅的膜中，如DLG那樣，氧與硅的比值優(yōu)選低于1.8(二氧化硅中該比值為2.0)、最優(yōu)選低于1.5，并且碳含量為至少約10％。優(yōu)選的是，該碳含量為至少約20％、最優(yōu)選為至少約25％。此外，可以通過具有Si-CH3基團(tuán)的膜在1250cm-1和800cm-1處的IR光譜和通過二次離子質(zhì)譜(SIMS)來檢測膜的有機(jī)硅氧烷結(jié)構(gòu)。
與其它膜相比，DLG涂層或DLG膜的一個優(yōu)點(diǎn)在于其具有抗裂性。DLG涂層在所施加的應(yīng)力的作用下或是在膜的制備過程中所產(chǎn)生的固有應(yīng)力作用下均具有固有的抗裂性。該性能可通過從根據(jù)以下例1的表2中的工藝條件而制備的樣品#2(厚度為175nm的DLG涂層)和根據(jù)以下例1的表3中所述的條件而制備的樣品#1(厚度為60nm的SiOx濺射膜)上切下的75mm×10mm的條帶來測定。將所得條帶固定在自制軋鉗的鉗口處。通過附著在軋鉗上的數(shù)字測微器來測定鉗口移動的長度。通過將鉗口張開1.5mm從而使涂敷樣品的伸長率達(dá)到2％來拉伸樣品條帶。將拉伸后的樣品置于顯微鏡下，并且對涂層中的裂紋數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。將結(jié)果列于表1中。從結(jié)果可以看出，即使在DLG膜的厚度幾乎為SiOx濺射膜的厚度的3倍時，DLG膜的裂紋數(shù)目也明顯較低，這與通常預(yù)計(jì)的較厚的膜更傾向于出現(xiàn)裂紋這一結(jié)果相悖。
DLC層 金剛石和DLC由于這兩種材料中碳原子的排列方式不同而明顯不同。碳涂層大體上含有兩種碳-碳鍵三角形石墨鍵(sp2)和四面體金剛石鍵(sp3)。金剛石幾乎全部由四面體鍵構(gòu)成，DLC含有約50％至90％的四面體鍵，而石墨幾乎全部由三角形鍵構(gòu)成?？梢杂蒊R光譜和核磁共振(NMR)譜來測定鍵的種類和數(shù)量。
碳的結(jié)晶度和成鍵性質(zhì)決定了涂層的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。通過x射線衍射測定，金剛石是結(jié)晶性的，而DLC為無定形的非結(jié)晶性材料。與基本為純碳的金剛石不同，DLC含有大量的氫(10原子％至50原子％)。原子百分比是通過燃燒分析測定的。
在環(huán)境壓力下，相對于任何材料而言，金剛石都具有最高的堆積密度或克原子密度(GAD)。金剛石的GAD為0.28克原子/立方厘米。類金剛石碳的GAD為約0.20克原子/立方厘米至0.28克原子/立方厘米。與此形成對比的是，石墨的GAD為0.18克原子/立方厘米。DLC的高堆積密度為之提供了優(yōu)異的抗液態(tài)或氣態(tài)物質(zhì)擴(kuò)散的性質(zhì)。
DLC涂層之所以為類金剛石是因?yàn)镈LC涂層除了具有上述類似于金剛石的物理性質(zhì)以外，還具有許多金剛石的有利的性能特征，例如極高的硬度(1000kg/平方毫米至2000kg/平方毫米)、較高的電阻率(109歐姆·厘米至1013歐姆·厘米)、較低的摩擦系數(shù)(0.1)以及在較寬的波長范圍內(nèi)具有光學(xué)透明性(在400納米至800納米范圍內(nèi)的消光系數(shù)為小于0.1)。
然而，金剛石涂層還具有一些性質(zhì)，在許多應(yīng)用中，這些性質(zhì)使得它們作為涂層不如DLC有利。通過電子顯微鏡法測定，金剛石涂層由晶粒結(jié)構(gòu)構(gòu)成。晶粒間界是通過透過水或氧氣而使下面的敏感性材料受到化學(xué)侵蝕和發(fā)生降解的通道。通過電子顯微鏡測定，無定形的DLC涂層不具有晶粒結(jié)構(gòu)。
金剛石和DLC還具有不同的吸光特性。例如，金剛石在藍(lán)光范圍內(nèi)不具有本征基本吸收性，這是因?yàn)榻饎偸墓鈱W(xué)帶隙為5.56eV，并且其在紫外區(qū)域具有良好的透光性。另一方面，DLC由于存在碳-碳雙鍵而含有少量的不飽和鍵，這使得在電磁波譜的藍(lán)光區(qū)域形成光學(xué)吸收帶。
可以對DLC涂層使用多種添加劑。這些添加劑可以包含氮、氧、氟或硅中的一種或多種。加入氟可特別用于增強(qiáng)DLC涂層的阻隔性能和表面性能，包括增強(qiáng)其可分散性。氟源包括諸如四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、C2F6、C3F8和C4F10之類的化合物。向DLC涂層中加入硅和氧往往改善了涂層的光學(xué)透明度和熱穩(wěn)定性。加入氮可用于增強(qiáng)抗氧化性，并且提高導(dǎo)電率。氧源包括氧氣(O2)、水蒸氣、乙醇和過氧化氫。優(yōu)選的是，硅源包括諸如SiH4、Si2H6和六甲基二硅氧烷之類的硅烷。氮源包括氮?dú)?N2)、氨(NH3)和肼(N2H6)。
可以將添加劑加入到類金剛石基質(zhì)內(nèi)或附著在表面原子層上。如果將添加劑加入到類金剛石基質(zhì)內(nèi)，則它們會引起密度和/或結(jié)構(gòu)發(fā)生擾動，但是所產(chǎn)生的材料基本上是具有類金剛石碳特性(化學(xué)惰性、硬度、阻隔性能等)的密堆積網(wǎng)絡(luò)。如果添加劑濃度較大(超過碳濃度的50原子％)，則密度會受到影響，并且類金剛石碳網(wǎng)絡(luò)的有利性能會喪失。如果將添加劑附著在表面原子層上，則該添加劑只會改變表面結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)。類金剛石碳網(wǎng)絡(luò)的本體性質(zhì)會保持不變。
聚合物層 在阻隔性組件的多層疊堆中使用的聚合物層優(yōu)選為可交聯(lián)的。交聯(lián)的聚合物層位于基底或其它層的上方，并且該交聯(lián)的聚合物層可以由多種材料形成。優(yōu)選的是，聚合物層在底層的上方發(fā)生原位交聯(lián)。如果需要的話，可以使用常規(guī)的涂敷方法(例如，輥涂法(例如凹印輥涂法)、噴涂法(例如靜電噴涂法))施加聚合物層，然后采用(例如)紫外線(UV)輻射進(jìn)行交聯(lián)。最優(yōu)選的是，通過對上述的單體進(jìn)行閃蒸、蒸汽沉積和交聯(lián)來形成聚合物層?？蓳]發(fā)的(甲基)丙烯酸酯單體優(yōu)選用于上述工藝中，并且可揮發(fā)的丙烯酸酯單體是特別優(yōu)選的。優(yōu)選的(甲基)丙烯酸酯的分子量為約150至約600、更優(yōu)選為約200至約400。其它優(yōu)選的(甲基)丙烯酸酯的分子量與每個分子中丙烯酸酯官能團(tuán)的數(shù)目的比值為約150g/摩爾/(甲基)丙烯酸酯基團(tuán)至約600g/摩爾/(甲基)丙烯酸酯基團(tuán)、更優(yōu)選為約200g/摩爾/(甲基)丙烯酸酯基團(tuán)至約400g/摩爾/(甲基)丙烯酸酯基團(tuán)?？梢允褂梅肿恿糠秶^高的或所述比值較高(例如，分子量為約400至約3000；所述比值為約400至約3000g/摩爾/(甲基)丙烯酸酯基團(tuán))的氟化(甲基)丙烯酸酯。通過將支承體冷卻可以提高涂敷效率。特別優(yōu)選的單體包括可以單獨(dú)使用或與其它多官能或單官能的(甲基)丙烯酸酯組合使用的多官能的(甲基)丙烯酸酯，所述的其它多官能或單官能的(甲基)丙烯酸酯例如有二丙烯酸己二醇酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸苯氧基乙酯、(單)丙烯酸氰基乙酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸十八烷醇酯、丙烯酸異癸醇酯、丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸β-羧乙酯、丙烯酸四氫呋喃酯、丙烯酸二腈酯(dinitrile acrylate)、丙烯酸五氟苯酯、丙烯酸硝基苯酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸2，2，2-三氟甲酯、二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸二縮三丙二醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、丙氧基化二丙烯酸新戊二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸四甘醇酯、雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1，6-己二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸三(2-羥乙基)異氰脲酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙烯酸苯硫基乙酯、丙烯酸萘氧基乙酯、得自UCB Chemicals公司的IRR-214環(huán)二丙烯酸酯、得自Rad-Cure公司的環(huán)氧丙烯酸酯RDX80095、以及它們的混合物?？梢詫⒍喾N其它的固化型材料(例如，乙烯基醚、乙烯基萘、丙烯腈及它們的混合物)包含在交聯(lián)的聚合物層中。
交聯(lián)的聚合物層的物理厚度部分地取決于其折射率，并且部分地取決于膜的所需光學(xué)特性(例如，取決于膜是否應(yīng)含有Fabry-Perot疊堆)。對于在紅外抑制型Fabry-Perot疊堆中的應(yīng)用而言，交聯(lián)的聚合物空間層的折射率通常為約1.3至約1.7，并且其光學(xué)厚度優(yōu)選為約75nm至約200nm、更優(yōu)選為約100nm至約150nm，并且相應(yīng)的物理厚度為約50nm至約130nm、更優(yōu)選為約65nm至約100nm。
用于聚合物層的可供選用的其它材料包括其Tg大于或等于HSPET的Tg的材料?？梢允褂枚喾N可供選用的其它聚合物材料?？尚纬蒚g適當(dāng)高的聚合物的可揮發(fā)單體是特別優(yōu)選的。優(yōu)選的是，可供選用的其它聚合物層的Tg大于PMMA的Tg，其Tg更優(yōu)選為至少約110℃、甚至更優(yōu)選為至少約150℃、最優(yōu)選為至少約200℃?？捎糜谛纬伤鰧拥奶貏e優(yōu)選的單體包括聚氨酯丙烯酸酯(例如，CN-968(Tg＝約84℃)和CN-983(Tg＝約90℃)，二者均可購自Sartomer公司)、丙烯酸異冰片酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-506，Tg＝約88℃)、二季戊四醇五丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-399，Tg＝約90℃)、與苯乙烯共混的環(huán)氧丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的CN-120S80，Tg＝約95℃)、二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯(例如可購自Sartomer公司的SR-355，Tg＝約98℃)、二丙烯酸二甘醇酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-230，Tg＝約100℃)、二丙烯酸1，3-丁二醇酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-212，Tg＝約101℃)、五丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-9041，Tg＝約102℃)、季戊四醇四丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-295，Tg＝約103℃)、季戊四醇三丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-444，Tg＝約103℃)、乙氧基化(3)的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-454，Tg＝約103℃)、乙氧基化(3)的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-454HP，Tg＝約103℃)、烷氧基化的三官能丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-9008，Tg＝約103℃)、二丙烯酸二丙二醇酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-508，Tg＝約104℃)、二丙烯酸新戊二醇酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-247，Tg＝約107℃)、乙氧基化(4)的雙酚A二甲基丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的CD-450，Tg＝約108℃)、環(huán)己烷二甲醇二丙烯酸酯(例如，可購自Sartomer公司的CD-406，Tg＝約110℃)、甲基丙烯酸異冰片酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-423，Tg＝約110℃)、環(huán)醇二丙烯酸酯(例如，可購自UCB Chemicals公司的IRR-214，Tg＝約208℃)、三丙烯酸三(2-羥乙基)異氰脲酸酯(例如，可購自Sartomer公司的SR-368，Tg＝約272℃)、以及上述甲基丙烯酸酯的相應(yīng)的丙烯酸酯和上述丙烯酸酯的相應(yīng)的甲基丙烯酸酯。其它可任選的層、涂層和處理 可以將多種功能層或功能涂層施加到阻隔性組件上，以改變或改善阻隔性組件的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)，特別是改變或改善阻隔膜表面上的這些性質(zhì)。這種層或涂層可以包括(例如)可見光透過性傳導(dǎo)層或電極(例如，由氧化銦錫構(gòu)成的層或電極)；抗靜電涂層或抗靜電膜；阻燃劑；UV穩(wěn)定劑、耐磨材料或硬涂材料；光學(xué)涂層；防霧材料；磁涂層或磁膜或者磁光涂層或磁光膜；感光乳劑；棱鏡膜；全息膜或全息圖象；粘合劑，如壓敏粘合劑或熱熔粘合劑；促進(jìn)與相鄰的層粘合的底涂層；以及當(dāng)阻隔性組件以帶有粘合劑的卷材形式使用時所用的粘附性較低的背部面漆材料。可以將這些功能成分加入到阻隔性組件的一個或更多個最外層中或者將這些功能成分以單獨(dú)的膜或涂層的形式施用。
可任選的層還可以包括功能性地結(jié)合于阻隔涂層中的或與阻隔涂層相鄰的“吸氣劑”層或“干燥劑”層；以上各層的例子在共同待審的美國專利申請公開2006-0063015-A1和2006-0061272-A1中有所描述。吸氣劑層包括含有吸收氧氣或使氧氣鈍化的材料的層，而干燥劑層包括含有吸收水或使水鈍化的材料的層。
其它可任選的層包括一個或更多個無機(jī)阻隔層。當(dāng)使用多個無機(jī)阻隔層時，這些無機(jī)阻隔層不必是相同的?？梢允褂枚喾N無機(jī)阻隔材料。優(yōu)選的無機(jī)阻隔材料包括金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氮氧化物、金屬硼氧化物以及它們的組合，具體例如有氧化硅(如二氧化硅)、氧化鋁(如三氧化二鋁)、氧化鈦(如二氧化鈦)、氧化銦、氧化錫、氧化銦錫(“ITO”)、氧化鉭、氧化鋯、氧化鈮、碳化硼、碳化鎢、碳化硅、氮化鋁、氮化硅、氮化硼、氮氧化鋁、氮氧化硅、氮氧化硼、硼氧化鋯、硼氧化鈦、以及它們的組合。氧化銦錫、氧化硅、氧化鋁和它們的組合是特別優(yōu)選的無機(jī)隔離材料。ITO是特種陶瓷材料的例子，通過對各種元素成分的相對比例進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇其可以具有導(dǎo)電性。當(dāng)將無機(jī)阻隔層結(jié)合到組件中時，優(yōu)選的是，通過膜金屬化領(lǐng)域中采用的技術(shù)(例如，濺射技術(shù)(如陰極濺射技術(shù)或平面磁控濺射技術(shù))、蒸鍍技術(shù)(如電阻蒸鍍技術(shù)或電子束蒸鍍技術(shù))、化學(xué)氣相沉積技術(shù)、鍍覆技術(shù)等)來形成該無機(jī)阻隔層。最優(yōu)選的是，采用濺射技術(shù)(例如，反應(yīng)濺射技術(shù))形成無機(jī)阻隔層。與諸如常規(guī)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)之類的低能量技術(shù)相比，當(dāng)通過諸如濺射技術(shù)之類的高能量沉積技術(shù)來形成無機(jī)層時，可以觀察到阻隔特性得到增強(qiáng)。無意于受到理論的束縛，據(jù)信，性能得到增強(qiáng)是由于凝聚物質(zhì)以較大的動能到達(dá)基底，由此壓實(shí)而使得空隙率較低?？梢酝ㄟ^諸如上文所述的那些預(yù)處理(例如，等離子體預(yù)處理)技術(shù)來增強(qiáng)各個無機(jī)阻隔層的平滑性和連續(xù)性、以及該無機(jī)阻隔層對底層的粘附性。
對于一些應(yīng)用而言，可能有利的是通過以下方法來改變阻隔性組件的外觀或性能，所述方法例如有通過將著色膜層層疊到阻隔性組件上，將帶顏色的涂層施加到阻隔性組件的表面上，或者將染料或顏料加入到用于制備阻隔性組件的一種或更多種材料中。染料或顏料可以吸收光譜的一個或更多個所選區(qū)域(包括紅外光譜部分、紫外光譜部分或可見光譜部分)的光。染料或顏料可用于補(bǔ)充阻隔性組件的性能，在阻隔性組件使一些頻率的光透射而使其它頻率的光反射的情況下尤其如此。
可以使用(例如)油墨或其它印刷標(biāo)記(例如，用于顯示產(chǎn)品標(biāo)識、方向信息、廣告、警告、裝飾或其它信息的那些)來處理阻隔性組件?？梢允褂枚喾N技術(shù)(例如，絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、熱轉(zhuǎn)印、凸版印刷、膠版印刷、柔版印刷、點(diǎn)描印刷(stipple printing)、激光印刷等技術(shù))來在阻隔性組件上進(jìn)行印刷，并且可以使用多種油墨，包括單組分油墨和雙組分油墨、氧化干燥油墨和UV干燥油墨、溶解的油墨、分散的油墨以及100％的油墨體系。
阻隔性組件還可以具有保護(hù)性聚合物頂涂層。如果需要的話，可以采用常規(guī)的涂敷方法(例如，輥涂法(例如凹印輥涂法)、噴涂法(例如靜電噴涂法))施加所述的聚合物頂涂層，然后采用(例如)UV輻射進(jìn)行交聯(lián)?？梢栽谛纬删酆衔镯斖繉又斑M(jìn)行預(yù)處理(例如，等離子體預(yù)處理)。聚合物頂涂層的所需的化學(xué)組成和厚度部分地取決于底層的性質(zhì)或表面形貌、阻隔性組件可能遭遇的危害、以及應(yīng)用器件的要求。優(yōu)選的是，聚合物頂涂層的厚度足以提供平滑、無缺陷、將保護(hù)底層免受常規(guī)危害的侵害的表面。
用于涂敷各層的常規(guī)技術(shù) 可以通過將一層單體或低聚物施加到基底上并使該層交聯(lián)、從而原位形成聚合物的過程來形成所述的聚合物層，其中所述的施加單體或低聚物的方法例如有對可輻射交聯(lián)的單體進(jìn)行閃蒸和氣相沉積，所述的進(jìn)行交聯(lián)的過程采用(例如)電子束裝置、UV光源、放電裝置或其它合適的設(shè)備?？梢酝ㄟ^將支承體冷卻來提高涂敷效率。還可以采用常規(guī)的涂敷方法(例如，輥涂法(例如凹印輥涂法)、噴涂法(例如靜電噴涂法))將單體或低聚物施加到基底上，然后按照上述方法使該單體或低聚物交聯(lián)。還可以通過以下方法形成聚合物層，所述方法為施加含有處于溶劑中的低聚物或聚合物的層，并將如此施加的層干燥以除去溶劑。如果等離子體聚合法會提供在高溫下呈玻璃態(tài)的、并且其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于或等于HSPET的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物層，那么也可以采用等離子體聚合法。最優(yōu)選的是，通過如以下文獻(xiàn)所述的方法進(jìn)行閃蒸和氣相沉積、然后進(jìn)行原位交聯(lián)來形成所述的聚合物層，所述的文獻(xiàn)(例如)為美國專利No.4,696,719(Bischoff)、美國專利No.4,722,515(Ham)、美國專利No.4,842,893(Yializis等人)、美國專利No.4,954,371(Yializis)、美國專利No.5,018,048(Shaw等人)、美國專利No.5,032,461(Shaw等人)、美國專利No.5,097,800(Shaw等人)、美國專利No.5,125,138(Shaw等人)、美國專利No.5,440,446(Shaw等人)、美國專利No.5,547,908(Furuzawa等人)、美國專利No.6,045,864(Lyons等人)、美國專利No.6,231,939(Shaw等人)和美國專利No.6,214,422(Yializis)；PCT申請公開No.WO 00/26973(Delta V Technologies公司)；文獻(xiàn)D.G.Shaw和M.G.Langlois，“A New Vapor DepositionProcess for Coating Paper and Polymer Webs”，6th InternationalVacuum Coating Conference(1992)；文獻(xiàn)D.G.Shaw和M.G.Langlois，“A New High Speed Process for Vapor Depositing AcrylateThin FilmsAn Update”，Society of Vacuum Coaters 36th AnnualTechnical Conference Proceedings(1993)；文獻(xiàn)D.G.Shaw和M.G.Langlois，“Use of Vapor Depoisted Acrylate Coatings to Improve theBarrier Properties of Metallized Film”，Society of Vacuum Coaters 37thAnnual Technical Conference Proceedings(1994)；文獻(xiàn)D.G.Shaw、M.Roehrig、M.G.Langlois和C.Sheehan，“Use of EvaporatedAcrylate Coatings to Smooth the Surface of Polyester andPolypropylene Film Substrates”，RadTech(1996)；文獻(xiàn)J.Affinito、P.Martin、M.Gross、C.Coronado和E.Greenwell，“VacuumDeposited polymer/metal multilayer films for optical application”，ThinSolid Films 270，43-48(1995)；和文獻(xiàn)J.D.Affinito、M.E.Gross、C.A.Coronado、G.L.Graff、E.N.Greenwell和P.M.Martin，“Polymer-Oxide Transparent Barrier Layers”，Society of VacuumCoaters 39th Annual Technical Conference Proceedings(1996)。
制造工藝 圖4示出可用于以卷對卷(roll-to-roll)的方式生產(chǎn)本發(fā)明的阻隔性組件(例如，圖1-3所示的阻隔性組件和上文所述的阻隔性組件)的優(yōu)選裝置180。用于制備阻隔涂層的真空系統(tǒng)的更詳細(xì)的圖和說明在美國專利No.5,888,594中有所描述。主動輥181a和181b使支承料片182來回通過裝置180?？販剞D(zhuǎn)鼓183a和183b以及從動輥184a、184b、184c、184d和184e輸送料片182通過金屬濺射涂布器185、等離子體預(yù)處理器186、單體蒸鍍器187和電子束交聯(lián)設(shè)備188。來自貯液器190的液態(tài)材料189被供給蒸鍍器187?？梢圆捎檬沽掀?82多次通過裝置180的方式在料片182上施加依次排列的層或成對的層?？梢?例如)沿著鼓183a和183b的外周緣將附加的涂布器、預(yù)處理器、蒸鍍器和交聯(lián)設(shè)備添加到裝置180中，從而能夠連續(xù)地沉積多個成對的層。電源191可以向鼓183a提供合適的偏置電壓。裝置180可以被裝在合適的室中(代表方法是用盒子來封裝裝置180)，并且裝置180可以被保持在真空下或被供以合適的惰性氣氛，以便防止氧氣、水蒸氣、灰塵和其它大氣污染物干擾各個預(yù)處理工序、單體涂敷工序、交聯(lián)工序和濺射工序。此外，可供選用的其它方式是裝置180可以沿著用于將各層施加到料片上的合適部件只使用一個鼓183a來涂敷料片182。
具有阻隔性組件的顯示器件 圖5為本發(fā)明公開的OLED器件的示意性剖視圖。可以在多種應(yīng)用中使用本發(fā)明的阻隔性組件(例如，圖1-3所示的阻隔性組件和上文所述的阻隔性組件)來防止水蒸氣、氧氣或其它氣體透過。除了以上提供的例子外，本發(fā)明的阻隔性組件還可特別用于封裝OLED、光閥(例如，LCD)和其它電子器件。圖5示出代表性的經(jīng)封裝的OLED器件200。在圖5中，該器件200的前側(cè)或發(fā)光側(cè)朝下。器件200包含具有起陽極作用的氧化銦錫外層(圖5中未示出，但是該氧化銦錫層被定向?yàn)槌?的可見光透過性阻隔性組件210。
發(fā)光結(jié)構(gòu)220被形成在阻隔性組件210上并與ITO外層接觸。結(jié)構(gòu)220包含多個層(圖5未單獨(dú)示出該多個層)，當(dāng)適當(dāng)?shù)毓┮噪娔軙r，所述這些層協(xié)同發(fā)光，所發(fā)的光向下穿過阻隔性組件210。器件200還包含導(dǎo)電陰極230和金屬箔外包層250。金屬箔外包層250通過粘合劑240被粘附在器件200的背面、側(cè)面和部分前面。粘合劑240所形成的缺口260使得金屬箔250的一部分270可以發(fā)生變形從而與陰極230接觸。另一個由金屬箔250所形成的缺口(圖5中未示出)使得金屬箔250可以與由阻隔性組件210的ITO外層所形成的陽極接觸。金屬箔250和阻隔性組件210主要防止水蒸氣和氧氣到達(dá)發(fā)光結(jié)構(gòu)220。
現(xiàn)在參照以下非限定性例子對本發(fā)明進(jìn)行說明。
例1 制備UV固化型聚合物溶液，該聚合物溶液含有溶解在1000克甲乙酮中的100克環(huán)氧丙烯酸酯(可購自位于美國佐治亞州Smyrna市的UCB Chemicals公司，商品名為“Ebecryl 629”)、2克1-羥基-環(huán)己基-苯酮(可購自位于美國紐約州Tarrytown市的Ciba SpecialtyChemicals公司，商品名為“Irgacure 184”)。使用裝配有90R滾花的微型凹印涂布機(jī)(可購自位于日本的Yasui Seiki公司，商品名為“Model CAG150”)以20英尺/分鐘的料片速度將所得溶液涂敷在6.5英寸寬、100微米厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)襯里(可購自位于日本的Teijin公司，商品名為“HSPE 100”)上。使所得涂層于70℃在線干燥，并且使用以100％功率工作的UV燈(可購自位于美國馬里蘭州Gaithersburg市的Fusion UV systems公司，商品名為“F-600 Fusion D UV lamp”)在氮?dú)鈿夥障聦⑵涔袒?，結(jié)果干態(tài)涂層的厚度為約1.2微米。
將上述涂敷有聚合物的料片裝入用于制備美國專利No.5,888,594所示的DLG涂層的涂敷系統(tǒng)的真空室內(nèi)，并將該真空室內(nèi)的壓力抽至約1毫托。將反應(yīng)性氣體引入真空室中，并向所用的鼓施加RF能量。調(diào)節(jié)料片速度，以得到所需的涂層厚度。按照與第一聚合物層相似的條件將第二聚合物層涂敷到所得的第一DLG涂層上，不同之處在于使用110R滾花，結(jié)果聚合物層的厚度為約0.7微米。表2示出DLG涂層的沉積條件以及所得的阻隔涂層(該涂層在上述真空室內(nèi)制得)的MVTR。
為了進(jìn)行對比，還使用了反應(yīng)濺射法來制得阻隔涂層。將涂有第一聚合物層的PET料片涂以在表3所示條件下沉積形成的SiOx涂層。將第二聚合物層涂敷在第一SiOx層上，然后將第二SiOx層涂敷在第二聚合物層上。將通過反應(yīng)濺射法制備的涂層的沉積條件和MVTR列于表3中。
*MVTR(50℃/100％RH)＝0.008g/m2·天 例2 通過沉積由類金剛石膜和以溶液形式涂布的丙烯酸酯層構(gòu)成的兩對疊堆來確定類金剛石膜沉積條件的影響。具體而言，參見圖2，所分析的樣品包含PET基底112、丙烯酸酯層114和118、以及DLG膜層116和120。涂敷丙烯酸酯層的方法如例1所述。
在對樣品進(jìn)行研究的過程中所探究的主要變量如下(1)四甲基硅烷(TMS)/氧氣的比值和等離子體功率；(2)等離子體功率；和(3)DLG膜的沉積時間(沉積厚度)。
對如下表4所示的十六種不同的條件進(jìn)行研究，并且針對這些條件中的每種條件在50℃下測定這些膜的防潮性能。MVTR值示于下表4的最后一欄中。從這些結(jié)果可以看出，有這樣幾種條件，在該條件下在50℃下測定的MVTR值處于Mocon測試儀的檢測限或低于該檢測限。其它顯著方面如下。對于TMS/O2比值和功率為固定值的情況而言，MVTR值隨著類金剛石膜的厚度的增加而降低。對于功率為任何固定值的情況而言，與TMS/O2比值為0.25時相比，MVTR值在TMS/O2比值為1.0時較小。這表明，有機(jī)含量較高的膜具有得到改善的阻隔性能。對于TMS/O2比值和厚度為任何固定值的情況而言，與等離子體功率為1000瓦特時相比，MVTR值在等離子體功率為2000瓦特時稍高一些。

權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)水分敏感性制品或氧氣敏感性制品的復(fù)合組件，該復(fù)合組件包含
基底；
涂敷在所述基底上的第一聚合物層；和
涂敷在所述第一聚合物層上的第二聚合物層，
其中，所述第一聚合物層由第一聚合物構(gòu)成，所述第二聚合物層由不同于所述第一聚合物的第二聚合物構(gòu)成，并且其中所述第二聚合物包含等離子體聚合物。
2.權(quán)利要求1所述的組件，其中所述基底包含剛性材料或撓性材料。
3.權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一聚合物層包含等離子體聚合物。
4.權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一聚合物層包含紫外線固化的丙烯酸酯。
5.權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一聚合物層與涂敷在所述第一聚合物層上的所述第二聚合物層構(gòu)成成對物，并且其中所述組件具有多對涂敷在所述基底上的所述成對物。
6.權(quán)利要求5所述的組件，該組件還包含位于至少兩對所述成對物之間的附加層。
7.一種用于保護(hù)水分敏感性制品或氧氣敏感性制品的復(fù)合組件，該復(fù)合組件包含
基底；
涂敷在所述基底上的聚合物層；和
涂敷在所述聚合物層上的類金剛石碳層。
8.權(quán)利要求7所述的組件，其中所述基底包含剛性材料或撓性材料。
9.權(quán)利要求7所述的組件，其中所述類金剛石碳層包括這樣的涂層，該涂層包含約50原子％至90原子％的碳和約10原子％至50原子％的氫，并且該涂層的克原子密度為約0.20克原子/立方厘米至約0.28克原子/立方厘米，并且該涂層含有約50％至約90％的四面體鍵。
10.權(quán)利要求7所述的組件，其中所述類金剛石碳層與涂敷在所述類金剛石碳層上的所述聚合物層構(gòu)成成對物，并且其中所述組件具有多對涂敷在所述基底上的所述成對物。
11.權(quán)利要求10所述的組件，該組件還包含位于至少兩對所述成對物之間的附加層。
12.一種用于保護(hù)水分敏感性制品或氧氣敏感性制品的復(fù)合組件，該復(fù)合組件包含
基底；
涂敷在所述基底上的聚合物層；和
涂敷在所述聚合物層上的類金剛石玻璃層。
13.權(quán)利要求12所述的組件，其中所述基底包含剛性材料或撓性材料。
14.權(quán)利要求12所述的組件，其中所述類金剛石玻璃層包含至少基本為無定形的玻璃，該無定形的玻璃含有碳和硅。
15.權(quán)利要求14所述的組件，其中所述類金剛石玻璃層還包含選自氫、氮、氧、氟、硫、鈦和銅的一種或更多種成分。
16.權(quán)利要求12所述的組件，其中所述的類金剛石玻璃層包含其中氧與硅的比值小于約1.5的貧氧層。
17.權(quán)利要求12所述的組件，其中所述類金剛石玻璃層與涂敷在所述類金剛石玻璃層上的所述聚合物層構(gòu)成成對物，并且其中所述組件具有多對涂敷在所述基底上的所述成對物。
18.權(quán)利要求17所述的組件，該組件還包含位于至少兩對所述成對物之間的附加層。
19.權(quán)利要求12所述的組件，其中在所述類金剛石玻璃層的厚度為約1微米時，該類金剛石玻璃層對在約400nm至約800nm范圍內(nèi)的基本上所有波長的輻射的透射率均為至少70％。
20.一種制備用于保護(hù)水分敏感性制品或氧氣敏感性制品的復(fù)合組件的方法，該方法包括
提供基底；
在所述基底上涂敷第一聚合物層；以及
在所述第一聚合物層上涂敷第二聚合物層，
其中，所述第一聚合物層由第一聚合物構(gòu)成，并且所述第二聚合物層由不同于所述第一聚合物的第二聚合物構(gòu)成。
21.權(quán)利要求20所述的方法，該方法還包括實(shí)施以下步驟在壓力小于10毫托、并且基底的偏置電壓大于500V的環(huán)境下涂敷所述的第二聚合物層。
22.權(quán)利要求20所述的方法，其中所述的涂敷所述第二聚合物的步驟包括涂敷等離子體聚合物。
23.一種制備用于保護(hù)水分敏感性制品或氧氣敏感性制品的復(fù)合組件的方法，該方法包括
提供基底；
在所述基底上涂敷聚合物層；并且
在所述聚合物層上涂敷類金剛石碳層。
24.權(quán)利要求23所述的方法，該方法還包括實(shí)施以下步驟在壓力小于10毫托、并且基底的偏置電壓大于500V的環(huán)境下涂敷所述的聚合物層。
25.一種制備用于保護(hù)水分敏感性制品或氧氣敏感性制品的復(fù)合組件的方法，該方法包括
提供基底；
在所述基底上涂敷聚合物層；并且
在所述聚合物層上涂敷類金剛石玻璃層。
26.權(quán)利要求25所述的方法，該方法還包括實(shí)施以下步驟在壓力小于10毫托、并且基底的偏置電壓大于500V的環(huán)境下涂敷所述的聚合物層。
27.權(quán)利要求25所述的方法，其中所述的涂敷所述類金剛石玻璃層的步驟包括涂敷其中氧與硅的比值小于約1.5的貧氧層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種阻隔性組件，該阻隔性組件具有其上涂敷有全聚合物多層疊堆的撓性基底或剛性基底。所述基底上的多層結(jié)構(gòu)包括交替的類金剛石玻璃層與聚合物層、或者交替的類金剛石碳層與聚合物層。另一多層結(jié)構(gòu)包括使用不同種類的聚合物形成的交替的聚合物層。所述阻隔層可以用于裝配、覆蓋、封裝或形成用于保護(hù)水分敏感性制品或氧氣敏感性制品的復(fù)合組件。
文檔編號C08J7/04GK101228217SQ200680026571
公開日2008年7月23日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月20日
發(fā)明者拉古納特·帕迪亞斯, 摩西·M·戴維 申請人:3M創(chuàng)新有限公司