科普：水汽阻隔膜制备工艺及发展史

很多科学研究注释危害有机EL元器件使用寿命的原因之一是水分和O2的存有对有机EL原材料的功效，格外是水分起了非常大的功效。

封装形式好的OLED元器件在置放一段时间后，有闪光总面积减少乃至不可以照亮的迹象。

经观查发觉如许的元器件的粘合后盖板和镀有元器件原材料的夹层玻璃顶盖的环氧树脂胶有裂缝。这代表着封装形式密封性不佳，气体与元器件有直接接触的很有可能。

元器件闪光总面积的减少，很可能与如许的粘接层裂缝相关。o2和水蒸气经过安全通道进到元器件內部，对元器件的特性造成危害，使元器件的闪光总面积产生变化。

OLED封装形式原材料必需具备出色的隔绝特性，尤其是基材和封装形式后盖板的隔绝特性要更强。

软性OLED有二种封装形式方式：

1、与传统式技术性相近给元器件加一个软性的高聚物后盖板，随后在基材和后盖板上制做阻挡层以阻拦水蒸气和O2的渗入。如下图（b）。

2、做为主要表现器生产制造加工工艺的一部分隔绝层立即堆积在主要表现板上，

现阶段基材和后盖板对水、氧的隔绝可以利用在软性基材外型堆积双层层叠构造的有机物塑料薄膜来完成，还可以根据黏贴隔绝膜来完成。

隔绝膜一样平时全是以塑胶为板材，在其上根据磁控溅射法、离子束蒸镀法或等离子加强化学气相沉积法将有机物金属氧化物堆积在衬底上产生水蒸气隔绝膜。

后一方式对比起來元器件更薄，并且无须焦虑在软性主要表现时，高聚物外盖的损坏，可是这类封装形式规定塑料薄膜阻挡层在产生全过程中务必与OLED的基材密切粘合，该全过程一样平时在较低的溫度下进行，并且要尽量减少对有机化学层的毁坏。

现如今早已有很多不一样工艺技术制造的隔绝膜能满足软性封装形式的规定。全部的这种方法全是在高聚物板材上刷上高密度、全透明、对注氧隔绝的原材料，如许既能维持全透明又能对注氧隔绝。

隔绝原材料一样平时都用的是有机物金属氧化物或有机化学有机物层叠。

有机化学有机物层叠构造中有机物层阻水氧高、有机化学层能具有光滑和填补缺点的功效，并且这类构造可避免双层构造中空气氧化层的缺点拓展。无机材料关键有金属氧化物和氮化合物如SiOx、SiNx、Al2O3等。

隔绝膜发展趋势

在上世纪90时代年至今，隔绝膜刚开始开发设计关键是对于包装制品行业。其所应用的隔绝膜包含铝铂、高阻隔有机化学聚合物膜和施胶膜。

铝铂阻水氧率最好是，但其柔韧度差、成本增加，且不全透明；高阻隔有机化学聚合物因透光性好，常温状态高阻隔精湛，可做到10－1，且柔韧度好，成本费较低，现阶段尚仍普遍用以多种多样食品类的包裝，但其较大的瑕玷是高温湿度下高阻隔显著着陆，并且双层共挤包裝无法收购，PVDC施胶膜也存有对自然环境的不友好题型。

对于以上题型，许多企业陆续进行了对有机物金属氧化物类表层的镀膜的科学研究，在其中以三菱、丝网印刷和大日本包装印刷最领跑，并且于2000-2002年中间发布了分别的市面上商品。

此阶段的有机物金属氧化物表层的镀膜多见12μm板材 单面有机物隔绝层的构造，其高阻隔多在100～10－1，透光性好，对自然环境友好，高温湿度下高阻隔不着陆，可以适用必需高溫蒸制杀菌的包装制品，及其对耐老化有较高标准的太阳能电池盒液晶主要表现等行业。但其也是有表层的镀膜较脆、不抗弯曲、成本费较高的缺点。表层的镀膜的机器设备关键有高频率磁感应蒸镀（如三菱公司）、离子束蒸镀（如丝网印刷、东洋纺、尾池工业生产、澳大利亚ALCAN等）。

2005年上下，伴随着液晶主要表现方面的飞速发展，对隔绝膜明确提出了新的规定，规定隔绝膜的注氧隔绝率做到10－2，刮起了又一轮科学研究的高朝。

为做到这一规定隔绝膜结构工程也发生了变化，多见50～100μmPET/有机化学层/有机物隔绝层/有机化学层的构造。

由于所规定的隔绝特性的发展，原来的蒸镀机器设备早已无法满足开发设计的必需，因而增加了运用新式机器设备的科学研究，如大日本包装印刷等离子加强化学气相沉积（PECVD）和磁控溅射、柯美PECVD、三井、日本合成化学、住友化学、三菱化学CAT-CVD法、博仕CCP-CVD法。

伴随着愈来愈多的能造成高能粒子负电子的机器设备运用于有机物隔绝层的生产制造，促使涂层能以更为密切的方法产生于有机化学层外型，板材与隔绝固层的有机化学层又提高了一项新的作用—耐腐蚀刻性。

高阻隔的发展促使大家更为关心有机化学层的平整化水平，因而有机化学层常用的资料也随着发生了回应的变化，选用了大量耐温性耐腐蚀刻性不错的成份，大量运用到热硬底化环氧树脂种类。此阶段也早已发生双层有机物隔绝重叠层构造的发展历程。

2007年之后，隔绝膜的研究分析与软性OLED领域紧密相关，软性OLED领域橡胶密封件透水性氧率规定做到10－4下列。

要实现如今电子产业的运用，板材大部分挑选了耐温性更强，线膨胀系数更小的PEN，薄厚多挑选100μm。

镀层构造以双层为主导，行为主体科学研究集中化在膜层产品结构设计、有机化学层构成成份及其有机化学层涂膜方法的选用上。Vitex、GE、3M等公司早已开发设计出自身与众不同的机器设备和商品，并在市場上市场销售。

隔绝膜制取加工工艺

高聚物双层加工工艺

英国Vitex企业选用高聚物双层（PML）加工工艺，完成了极高隔绝膜的商业化的生产制造。PML加工工艺是由英国GE公司生产制造电力电容器的加工工艺发展趋势过来的。

PML加工工艺图

在20时纪70时代末到80时代前期，GE公司生产制造了一种双层高聚物/铝构造的电力电容器，这类构造具备很光滑的外型，有一些科学研究工作人员就意识到这类构造可以改进隔绝原材料的特性，对于此事加工工艺历久弥新修改就拥有Vitex企业的PML加工工艺。

这一加工工艺的主要之处取决于最先在板材上根据闪蒸技术性堆积液态单个膜（丙烯酸酯乳液）。

因为这层膜是液态的，因此可以填补外型的缺点，进而促使外型光滑、平整。随后再UV固化涂膜。如许可以促使外型的表面粗糙度低于1nm。随后再在光滑外型上反应溅射堆积隔绝原材料。

这般有机膜和无机膜循环系统堆积几回，堆积两双（一双为一层有机化学层加一层有机物层）所得的的设备就可以做到极高隔绝特性。产品构造的电镜（SEM）剖面图如下所示。

四双隔绝膜的SEM剖面图

这类构造中的有机化学层可以使有机物层的缺点彼此之间不关系，如许根据一层的注氧就不可以立即越过全部构造。PML加工工艺既可以应用独立的隔绝板材（软性板材），还可以制做成封装形式原材料。

双层隔绝膜在卷对卷加工工艺上持续做成（无包装印刷），其总宽可最多可达1.5m，速率限制可做到3m/min。产品成本因工艺技术、尺寸、生产量不一样，Barix封装形式原材料为0.05～0.10$/m2，软性隔绝膜成本费为5～50S|/m2（因板材和需要特性不一样）。

在软性板材上的隔绝商品应用钙法检测其透水流量低于10－6g/m2。运用不一样其层厚也不一样，单面高聚物膜厚为0.25到1微米，单面有机物层厚为20～100nm。

三氧化二铝层的堆积选用直流电反应溅射，其加工工艺溫度较低，气温为40℃，最高温度才80℃。商品的清晰度在可见光范围内可做到90%。

Barix商品可立即更换玻璃盖板用以OLED主要表现器上。在2008年，三星SDI企业应用Barix商品造就了世界最薄的主要表现器。

英国3M企业的双层隔绝膜结构工程与Vitex的类似，选用的也是真空泵卷对卷加工工艺。

在这里加工工艺中选用化学气相沉积有机化学层，磁控溅射堆积有机物层。其商品的阻水率做到10－6g/m2。在2005年3M就与Add-Vision企业密切协作，使PLED主要表现器的使用寿命超出了1000h。

PECVD

英国GE公司选用配有平板电脑电容耦合等离子源的PECVD加工工艺堆积持续梯度方向构造的隔绝层。

持续梯度方向构造关键就是指图内的有机化学有机物层全是由硅化学物质构成，包含氯硅烷、氮化硅或氮氧化硅。

梯度方向构造隔绝层的剖面图

梯度方向极高隔绝层的TEM纵横截面

梯度方向极高隔绝层的XPS光谱图

其有机化学隔绝层关键由氯硅烷构成，有机物隔绝层由氮氧化硅构成。与页面间突然变化的双层构造（如2．1中的有机化学有机物双层构造）对比，这类梯度方向构造的可以减少双层中间的分层次，加强黏附結果。

梯度方向构造的隔绝膜可以从薄厚上阻拦缺点拓展，也可发展机械设备牢固和应力松弛。这类膜对比PML生产制造的隔绝膜更薄，这有利于减少水在水平方向上的透过率。

分子层堆积加工工艺

法国CPI企业选用分子层堆积做成低透过率的隔绝膜。分子层堆积的基本工作原理是利用将气相色谱前驱体单脉冲更替进入管式反应器中并在堆积基材上产生有机化学吸咐，每一次单脉冲就可造成一层分子层。所得的隔绝膜沒有针眼、有较强的黏附性、薄厚匀称等特性。

隔绝膜结构工程由多种多样有机化学无机化合物构成。隔绝膜的渗透系数大概为10－5g/m2。CPI企业与美国杜邦帝人塑料薄膜企业合作，关键承担开发设计和提升隔绝膜的堆积方式。

双磁控反应溅射加工工艺

法国FraunhoferPOLO企业生产制造软性双层隔绝层的办法是真空泵加工工艺堆积有机物层，干法施胶混和高聚物层。该企业有三种不一样的真空泵生产工艺堆积有机物层：离子束热挥发、反应溅射、PECVD。

在其中双磁控反应溅射可以获得最好高阻隔的有机物层。混和有机化学层选用溶胶凝胶法产生有机硅材料。

完备隔绝膜的间歇性生产制造工艺设计流程图

涂在SiOx上混和高聚物的SEM

POLO企业不一样双层构造隔绝膜的透氧值

层压加工工艺

澳大利亚Alcan包装印刷公司选用倒丝机式EBPVD方法在9和12μm板材上堆积二氧化硅/三氧化二铝表层的镀膜商品，再根据压层加工工艺得到透水流量＜0.01g/m2的隔绝商品。

伴随着柔性电子商品销售市场的历久弥新发展趋势，极高隔绝膜的市场前景也必定进一步扩张。

现如今早已有很多世界各国企业和科学研究组织都是在历久弥新开发设计更高阻隔特性的隔绝膜及全套的解决方法，以期满足销售市场历久弥新发展趋势的必需。

中国层面，万顺股份OLED封装形式行业的高阻隔膜商品已送样，康得集团隔绝膜已建成投产，WVTR值可达10-6克/平米/天。

由于康得集团为独立产品研发，因而在成本费层面占据非常大引风，其封装形式解决方法算性价比高较高。

据统计康得集团隔绝膜生产能力早已被如数预订，下面，怎样满足领域大量要求、怎样对隔绝膜更强的开展多功能性加上是康得集团必需科学研究的题型。

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