制備阻隔組件的方法
【專利說明】
[0001] 相關專利申請
[0002] 本專利申請根據(jù)美國專利法第35條119(e)款要求2012年8月16日提交的美國 臨時申請61/683, 824和2013年3月13日提交的美國臨時申請61/779432的權益。
技術領域
[0003] 本公開一般涉及制備阻隔組件的方法。
【背景技術】
[0004] 可再生能源是指來源于可補充的自然資源諸如陽光、風、雨、潮汐以及地熱的能 量。隨著技術的進步和全球人口的增長，對可再生能源的需求大幅提高。盡管當今化石燃料 提供了絕大部分的能量消耗，但這些燃料是不可再生的。對這些化石燃料的全球性依賴不 僅帶來關于其耗盡的擔憂，還帶來對于由燃燒這些燃料所致的排放有關的環(huán)境的擔憂。由 于這些擔憂，世界各國一直都在倡導對大規(guī)模和小規(guī)?？稍偕茉吹拈_發(fā)。
[0005] 當今前景較好的能源之一為陽光。從全球來看，數(shù)以百萬計的家庭目前從太陽能 發(fā)電獲得電力。對太陽能電力不斷增長的需求伴隨著對能夠滿足這些應用要求的裝置和材 料的不斷增長的需求。光伏電池是太陽能發(fā)電快速增長的部分。
[0006] 兩種特定類型光伏電池-有機光伏器件（OPV)和薄膜太陽能電池（例如，銅銦鎵 二硒化物（CIGS))需要防水蒸氣保護并且需要在室外環(huán)境中是耐用的（例如，對紫外（UV) 光）。玻璃通常被用于這類太陽能器件，這是因為玻璃是非常好的水蒸氣阻隔，經(jīng)目測是透 明的并且對UV光是穩(wěn)定的。但玻璃重、脆、難以制成柔性的且難以搬運。透明的柔性封裝 材料正被開發(fā)以替代玻璃。優(yōu)選地，這些材料具有類似玻璃的阻隔性和UV穩(wěn)定性。這些柔 性阻隔膜對于部件對水蒸氣的侵入是敏感的電子設備諸如例如柔性薄膜和有機光伏太陽 能電池以及有機發(fā)光二極管（OLED)是所需的。
[0007] 這種一般類型的一些示例性阻隔膜包括被沉積在柔性塑料膜上以制備耐濕氣滲 透的高阻隔膜的聚合物和氧化物的多層疊堆。這些阻隔膜的例子在美國專利5, 440, 446 ; 5,877,895 ;6, 010, 751 ;美國專利申請公布2003/0029493 ;以及66737US002中描述，這些 專利均以引用方式并入本文，如同在本文完全闡述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本專利申請的發(fā)明人認識到，在一定條件下，在長期暴露在濕氣后，聚合物和氧化 物的多層疊堆會經(jīng)受粘附性能的退化，可能導致這些高阻隔疊堆在氧化物-聚合物界面處 剝離。
[0009] 本公開的發(fā)明人認識到，臨時性保護層到氧化物層的施加和后續(xù)移除產(chǎn)生具有改 善的阻隔組件。在一些實施例中，保護層被施加于氧化物層以保護處理期間的氧化物層。在 處理期間包含保護層，減少了氧化物層中的缺陷形成。在一些實施例中，保護層隨后在下游 處理期間從氧化物層移除。
[0010] 制備具有改善的阻隔組件的一些方法涉及提供襯底；鄰近襯底施加聚合物材料以 形成聚合物層；鄰近聚合物層施加含氧化物的材料以形成氧化物層；鄰近氧化物層施加保 護材料以形成保護層；移除保護層；并施加頂片。
[0011] 在一些實施例中，頂片可包含粘合劑。在一些實施例中，粘合劑是壓敏粘合劑。
[0012] 在一些實施例中，施加聚合物材料和施加含氧化物的材料的步驟依次被重復許多 次以形成具有許多交替聚合物層和氧化物層的阻隔組件。在一些實施例中，保護層包含 (甲基）丙烯酸酯單體和/或低聚物中的至少一種。在一些實施例中，保護層包含聚氨基甲 酸酯（甲基）丙烯酸醋、（甲基）丙烯酸異冰片醋、二季戊四醇五（甲基）丙烯酸醋、環(huán)氧 (甲基）丙烯酸酯、與苯乙烯共混的環(huán)氧（甲基）丙烯酸醋、雙-三羥甲基丙烷四（甲基） 丙烯酸酯、二甘醇二（甲基）丙烯酸酯、1，3-丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、五（甲基）丙烯 酸酯、季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、乙氧基化（3)三羥甲 基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、乙氧基化（3)三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、烷氧基化三 官能（甲基）丙烯酸酯、雙丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、乙 氧基化（4)雙酚二（甲基）丙烯酸酯、環(huán)己烷二甲醇二（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸 異冰片酯、環(huán)狀二（甲基）丙烯酸酯、三（2-羥基乙基）異氰脲酸酯三（甲基）丙烯酸酯、 以及由前述丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯形成的（甲基）丙烯酸酯化合物（例如，低聚物或聚 合物）中的至少一種。
[0013] 在一些實施例中，移除保護層涉及化學移除、機械移除和光學移除中的至少一種。 在一些實施例中，移除保護層涉及化學溶解和反應中的至少一種。在一些實施例中，移除保 護層涉及剝落、刮擦和使用機械移除裝置中的至少一種。在一些實施例中，保護層是多層構 造并包括粘合劑層。在一些實施例中，保護材料在真空中鄰近氧化物層施加。在一些實施 例中，阻隔組件是柔性和透光性的。
[0014] 在一些實施例中，本方法還包括鄰近氧化物層施加剝離劑以形成剝離劑層。在一 些實施例中，剝離劑層在施加保護層之前被施加。在一些實施例中，剝離劑層包含硅烷。
[0015] 在一些實施例中，本方法還包括形成阻隔組件的連續(xù)卷。在一些實施例中，保護層 包含剝離劑和單體。
[0016] 一些實施例是包括如本文所述阻隔組件的光學裝置。一些實施例是包括如本文所 述阻隔組件的光伏組件。
[0017] -些實施例是制備阻隔組件的方法，其涉及提供襯底；鄰近襯底施加聚合物材料 以形成聚合物層；鄰近聚合物層施加含氧化物的材料以形成氧化物層；鄰近氧化物層施加 保護材料以形成保護層；并移除保護層。在這些實施例中，保護層包含剝離劑和單體。
[0018] 一些實施例還包括在移除保護層之后鄰近氧化物層施加頂片。在一些實施例中， 頂片包含粘合劑材料。在一些實施例中，粘合劑材料是壓敏粘合劑。
[0019] 在一些實施例中，施加聚合物材料和施加含氧化物的材料的步驟依次被重復許多 次以形成具有許多交替聚合物層和氧化物層的阻隔組件。在一些實施例中，保護層包含 (甲基）丙烯酸酯單體和/或低聚物中的至少一種。在一些實施例中，保護層包含下列中的 至少一種：聚氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸異冰片酯、二季戊四醇五（甲 基）丙烯酸酯、環(huán)氧（甲基）丙烯酸酯、與苯乙烯共混的環(huán)氧（甲基）丙烯酸酯、雙-三羥 甲基丙烷四（甲基）丙烯酸酯、二甘醇二（甲基）丙烯酸酯、1，3_ 丁二醇二（甲基）丙烯酸 酯、五（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、乙 氧基化（3)三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、乙氧基化（3)三羥甲基丙烷三（甲基）丙 烯酸酯、烷氧基化三官能（甲基）丙烯酸酯、雙丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲 基）丙烯酸醋、乙氧基化⑷雙酚A二（甲基）丙烯酸醋、環(huán)己烷二甲醇二（甲基）丙烯酸 酯、（甲基）丙烯酸異冰片酯、1，10-癸二醇二丙烯酸酯、1，6_二丙烯酸己二醇酯、1，9_壬二 醇二丙烯酸酯、1，12-十二烷二醇二丙烯酸酯、環(huán)狀二（甲基）丙烯酸酯、三（2-羥基乙基） 異氰脲酸酯三（甲基）丙烯酸酯、以及由前述丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯形成的（甲基）丙 烯酸酯化合物（例如，低聚物或聚合物）。
[0020] 在一些實施例中，移除保護層涉及化學移除、機械移除和光學移除中的至少一種。 在一些實施例中，移除保護層涉及化學溶解和反應中的至少一種。在一些實施例中，移除保 護層涉及剝落、刮擦和使用機械移除裝置中的至少一種。在一些實施例中，保護層是多層構 造并包括粘合劑層。在一些實施例中，保護材料在真空中鄰近氧化物層施加。在一些實施 例中，阻隔組件是柔性和透光性的。
[0021] 在一些實施例中，本方法還包括鄰近氧化物層施加剝離劑以形成剝離劑層。在一 些實施例中，剝離劑層在施加保護層之前被施加。在一些實施例中，剝離劑層包含硅烷。
[0022] 在一些實施例中，本方法還包括形成阻隔組件的連續(xù)卷。在一些實施例中，保護層 包含剝離劑和單體。
[0023] 一些實施例是包括如本文所述阻隔組件的光學裝置。一些實施例是包括如本文所 述包括阻隔組件的光伏組件。
[0024] 在一些示例性實施例中，柔性電子設備可用本文所述的方法直接封裝。例如，該設 備可被附接至柔性承載襯底，并且掩模可被沉積以在該設備的沉積期間阻止無機層、（共） 聚合物層或其它層電連接。組成多層阻隔組件的無機層、（共）聚合物層和其它層可以如 本公開的其它地方所述被沉積，并且掩?？呻S后被移除，從而暴露電連接。
[0025] 在一個示例性直接沉積或直接封裝實施例中，濕氣敏感設備是濕氣敏感電子設 備。濕氣敏感電子設備可以是例如有機、無機或雜化有機/無機半導體器件，其包括例如光 伏器件諸如銅銦鎵（二）硒化（CIGS)太陽能電池；顯示裝置諸如有機發(fā)光顯示器（OLED)、 電致變色顯示器、電泳顯示器或液晶顯示器（IXD)諸如量子點IXD顯示器；OLED或其它電 致發(fā)光固態(tài)照明裝置或它們的組合等等。
[0026] 用于制備多層阻隔組件的合適工藝和合適的透明多層阻隔涂料的例子可在例如 美國專利 5, 440, 4祕（Shaw 等人）；5, 877, 8% (Shaw 等人）；6, 010, 75I (Shaw 等人）；以及 7, 018, 713 (Padiyath等人）中發(fā)現(xiàn)。在一個目前優(yōu)