[發明專利]制備撓性有機?無機層壓材料的方法

在審

• 申請號: 201680017247.1
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN107429390A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: M·阿爾夫;J·弗朗克;T·阿德爾曼;S·克洛茨
• 申請（專利權）人: 巴斯夫涂料有限公司
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;C23C16/455
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 張雙雙,劉金輝

本發明屬于通過原子層沉積制備撓性有機-無機層壓材料以及包含撓性有機-無機層壓材料的阻擋膜的方法的領域。

電子器件由于其對濕氣和氧氣的高敏感性需要有效包封和鈍化。典型地，無機材料如氧化物、氮化物、碳化物或玻璃由于其顯示出優異濕氣和氧氣阻擋性能而用作阻擋材料。然而，無機材料由于其剛性而強烈限制電子器件的形狀因子。此外，例如大型玻璃片的脆性使得制備方法困難并且昂貴。含有材料如玻璃的電子器件受機械應力易于斷裂。

US 2010/0 178 481 A1公開由兩個無機非二氧化硅層組成的阻擋層，其間存在一個撓性層。然而，該阻擋層在彎曲之后，尤其是在圍繞小半徑彎曲之后顯示出不令人滿意的阻擋性能。

本發明的目的為提供一種制備具有高水和氧氣阻擋性能的薄膜的方法。同時旨在提供一種制備在高機械應力如彎曲下保留其阻擋性能的薄膜的方法。另一目的為提供一種在升高的溫度下在潮濕氛圍中制備具有高抗降解穩定性的薄膜的方法。

該目的通過制備層壓材料的方法來實現，該方法包括至少兩次的包含以下的序列：

(a)通過進行3至150個原子層沉積方法的循環來沉積無機層，和

(b)通過進行1至3個分子層沉積方法的循環來沉積包含氮的有機層。

本發明進一步涉及一種層壓材料，其包含至少兩次的包含以下的層序列：

(a)厚度為0.3至15nm的無機層，和

(b)厚度為0.1至3nm的含氮有機層。

本發明進一步涉及一種包含本發明的層壓材料的阻擋膜。

本發明進一步涉及本發明的阻擋膜在包封、包裝或鈍化中的用途。

本發明進一步涉及包含本發明的阻擋膜的電子器件。

本發明的優選具體實例可見于說明書和權利要求書中。不同實施方案的組合屬于本發明的范圍。

在本發明的上下文中，層壓材料為至少兩個不同化學組成的層彼此緊密接觸的產品。除非此外指明，否則通常不特定限制各層的大小、組成或各層結合在一起的強度。如原子層沉積領域中通常所用，層為厚度可在單一原子尺寸至宏觀厚度的范圍內變化的平坦結構。

在本發明的上下文中，無機是指含有至少1wt％，優選至少2wt％，更優選至少5wt％，尤其是至少10wt％的至少一種金屬或半金屬的材料。在本發明的上下文中，有機是指含有99wt％以上，優選99.5wt％以上，尤其是全部或基本全部含有非金屬的材料。非金屬甚至更優選為C、H、O、N、S、Se和/或P。

原子層沉積(ALD)為進行一系列自限制表面反應，由此取決于所進行的自限制反應數積累具有精確厚度的保形涂層的技術。典型地，表面反應在前體由氣態吸附至基材時發生。當基材的所有可達表面位置均被占據時，不再有其他前體吸附至基材從而使反應自限制。在移除過量前體之后，沉積層經化學或物理處理，由此允許其他前體后續沉積。在ALD方法中包含該類沉積和處理的序列通常稱為循環。ALD方法由George詳細描述(化Chemical Reviews，110(2010),111-131)。若在ALD方法中沉積有機分子，則該方法通常稱為分子層沉積方法(MLD)。

本發明方法包括通過進行3至150個原子層沉積方法的循環來沉積無機層。該方法優選包含至少4個循環，更優選至少5個循環，尤其是至少6個循環。該方法優選包含不超過50個循環，更優選不超過40個循環，尤其是不超過30個循環，例如不超過20個循環。

ALD方法中形成無機層的循環典型地包括使含金屬或半金屬化合物或其混合物變為氣態并且將其由氣態沉積于基材上。在下文中，術語“金屬或半金屬”縮寫為“(半)金屬”。使含(半)金屬化合物變為氣態可通過將其加熱至升高的溫度來實現。在任何情況下，必須選擇低于含(半)金屬化合物的分解溫度的溫度。優選地，加熱溫度在略高于室溫至300℃，更優選30℃至250℃，甚至更優選40℃至200℃，尤其是50℃至150℃的范圍內。替換地或額外地，可將惰性氣體如氮氣或氬氣吹掃通過含(半)金屬化合物。以該方式與含(半)含化合物的蒸氣壓對應，將惰性氣體用氣態的含(半)金屬化合物飽和。