阻挡膜及其制造方法技术

本发明专利技术涉及阻挡膜及其制造方法，该阻挡膜包括：基材，由具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的塑料膜形成；第一阻挡层，通过原子层沉积法形成在第一表面上并且由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成；和第二阻挡层，通过原子层沉积法形成在所述第二表面上并且由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对水蒸气等具有阻挡性的阻挡膜以及制造该阻挡膜的方法。
技术介绍
已知一种在塑料膜的表面上形成诸如氧化铝或氧化硅的金属氧化物薄膜的阻挡膜。这些类型的阻挡膜被广泛地用于需要与氧气或水蒸气隔离的产品的包装并用于防止食物、工业品、药品等变质的包装。近年来，除了包装用途以外，阻挡膜还被广泛地应用于例如太阳能电池和显示元件(诸如有机EL)的电子领域。例如，在日本专利第42M350号中，具有对透明阻挡膜的描述，在该透明阻挡膜中，在树脂基材上依次堆叠有有机物层1、无机物层1、有机物层2和无机物层2并且水蒸气透过率小于30g/m2/天。此外，日本未审查专利申请公开第2007-90803号披露了一种具有以下结构的气体阻挡膜，其中，在塑料基板上交替地形成至少一层有机层和使用原子层沉积法(ALD方法)形成的至少一层无机阻挡层。
技术实现思路
近年来，例如，为了防止元件的性能在一定时间段易受潮气的影响而劣化，需要用于电子器件的阻挡膜具有例如lE-4(lX10_4)以下的水蒸气透过率的性能。然而，在日本专利第42M350号和日本未审查专利申请公开第2007-90803号中，没有对具有等于或小于负四幂级的水蒸气透过率的气体阻挡膜的描述。希望提供一种具有等于或小于负四幂级的水蒸气透过率的阻挡膜以及制造该阻挡膜的方法。根据本专利技术的实施方式，阻挡膜具有基材、第一阻挡层和第二阻挡层。基材具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且其由塑料膜形成。第一阻挡层通过原子层沉积法而形成在第一表面上，并且其由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成。第二阻挡层通过原子层沉积法而形成在第二表面上，并且其由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成。阻挡膜具有通过原子沉积法(也被称作ALD方法)不仅形成在基材的一个表面上而且还形成在另一表面上的阻挡层。因此，由于在基材的两个表面上均形成了具有高覆盖特性的致密膜，因此可以得到具有等于或小于负四幂级的水蒸气透过率的阻挡膜。 第一阻挡层和第二阻挡层可以使用在大于等于0. 3Torr且小于等于IOTorr (大于等于39. 99Pa小于等于1333 )的压力下形成的氧化铝膜。在该压力条件下形成的氧化铝膜具有高于在例如0. ITorr至0. 2Torr(13. 3Pa至 26. 6Pa)的压力条件下形成的氧化铝膜的包装密度。因此，第一阻挡层和第二阻挡层可以被制成致密的并且能够实现小于等于IOX 10_5的水蒸气透过率。该阻挡膜还可以具有第三阻挡层和第四阻挡层。第三阻挡层通过溅射法而形成在第一表面和第一阻挡层之间，并且其由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成。第四阻挡层通过溅射法形成在第二表面和第二阻挡层之间，并且其由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成。根据本专利技术的另一实施方式的制造阻挡膜的方法包括在保持大于等于0.5ΤΟΠ· 且小于等于5Τοπ·的压力的真空腔中通过原子层沉积法而在塑料膜的第一表面上形成由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成的第一阻挡层。在真空腔中，通过原子层沉积法而在塑料膜的与第一表面相对的第二表面上形成由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成的第二阻挡层。在该制造方法中，能够形成具有高于在例如0. ITorr至0. 2Torr (13. 3Pa至 26. 6Pa)的压力条件下形成的氧化铝膜的包装密度的薄膜。因此，第一阻挡层和第二阻挡层可以被制成致密的并且能够实现小于等于IOX 10_5的水蒸气透过率。根据本专利技术的实施方式，能够得到具有良好的水蒸气阻挡性的阻挡膜。附图说明图1是示意性地示出了根据本专利技术第一实施方式的阻挡膜的截面图；图2A至图2D示出了描绘形成阻挡膜的第一阻挡层和第二阻挡层的方法的流程图；图3是示意性地示出了形成第一阻挡层和第二阻挡层的膜形成装置的截面图；图4A和图4B示出了示意性地呈现各种样本阻挡膜的截面图；以及图5是示意性地示出根据本专利技术第二实施方式的阻挡膜的截面图。具体实施例方式在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施方式。<第一实施方式>图1是示意性地示出根据本专利技术第一实施方式的阻挡膜的截面图。该实施方式中的阻挡膜10具有基材11、第一阻挡层141和第一阻挡层142的层压结构。(基材)基材11具有前表面111(第一表面)和与前表面111相对的后表面112(第二表面)。在该实施方式中，基材11由软塑料膜形成。作为这种塑料膜，使用透明塑料材料。其实例包括聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚邻苯二甲酸酯(PEN)、聚醚砜(PEQ、聚苯乙烯(PQ、芳族聚酰胺、三乙酰纤维素(TAC)、环烯聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。基材11的厚度没有特别限定。例如，该厚度大于等于10 μ m小于等于1000 μ m。 当厚度小于等于IOym时，则担心操作特性和可靠性降低。另一方面，当厚度大于1000 μ m 时，透光率明显减小。基材11的厚度优选地大于等于50 μ m小于等于200 μ m。尤其是，当形成基材11的厚度为200 μ m以下时，能简单地应用后面所述的辊对辊方式的薄膜形成工艺。4(第一阻挡层和第二阻挡层)第一阻挡层141和第二阻挡层142是由具有水蒸气阻挡性的透明无机材料制成。 这种无机材料的实例包括包含诸如Al、Si、Si、Cr、Zr、Cu和Mg的金属元素中的至少一种的氧化物、氮化物等。关于构成第一阻挡层141和第二阻挡层142的无机材料，所述第一阻挡层141和第二阻挡层142可以使用相同的材料或使用不同的材料形成。在该实施方式中，第一阻挡层141和第二阻挡层142是由氧化铝(矾土)制成的。通过ALD方法在基材11的前表面111上形成第一阻挡层141。通过ALD方法在基材11的前表面112上形成第二阻挡层142。第一阻挡层141和第二阻挡层142的厚度越大，它们的蒸汽阻挡性就越高。然而，当厚度过大时，可能发生由于内部应力导致的弯曲和断裂。根据这个观点，阻挡层141和142具有大于等于IOnm小于等于200nm的厚度，优选地为大于等于IOnm小于等于lOOnm，并且更优选地为大于等于20nm小于等于50nm。第一阻挡层141和第二阻挡层142可以形成为具有相同或相近的厚度或者具有不同的厚度。在该实施方式中，形成了具有相同厚度的第一阻挡层141和第二阻挡层142。这里，将描述形成第一阻挡层141和第二阻挡层142的方法。在下面的描述中，除个别的描述以外，第一阻挡层141和第二阻挡层142将被统称为“阻挡层14”。如上所述，通过ALD方法形成阻挡层14。ALD方法是一种薄膜形成方法，其中，将多种原材料气体(前驱气体)交替地导入腔内并且在安装于腔内的基材的表面上每次一个原子层地沉积反应产物。已知在腔内形成等离子的方法(等离子ALD法)、加热基材的方法 (加热ALD方法)等来促使原材料气体的反应，并且可以采用任何方法。当阻挡层14由氧化铝薄膜形成时，使用第一前驱气体和第二前驱气体。第一前驱气体的实例包括三甲基铝(TMA，(CH3)3Al)等。第一前驱气体的示例包括水(H2O)等。除了上面的材料，下面的材料也可以被用作这些前驱气体。其实例包括双(叔丁基亚氨基)双(二甲基氨基)钨(IV)， ((CH3)3CN)2W(N(CH3)2)2 ；三(叔丁氧基)硅烷醇，((CH3)3C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：余泽中，小野洋明，川名隆宏，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：