一种高阻隔薄膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高阻隔薄膜技术领域，特别涉及一种适用于有机电致发光器件、柔性光伏器件、柔性显示器件等电子器件封装的高阻隔薄膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]高阻隔薄膜，尤其是柔性透明高阻隔薄膜可适宜用作有机电致发光器件、柔性光伏器件、柔性显示器件等的阻隔封装薄膜，在柔性电子器件阻隔封装领域具有非常广泛的应用前景。然而，目前在普通食品、药品包装领域应用的柔性透明塑料薄膜及共挤出膜或聚合物多层层合物等阻隔材料，虽然具有良好的柔韧性和透明性，但均无法满足柔性电子器件对水氧阻隔性的高要求。近年来，人们对透明氧化物和氮化物等无机薄膜材料作为阻隔涂层也进行了大量研宄，发现阻隔材料的渗透是一种缺陷控制现象，通过减少无机层薄膜的缺陷和增加薄膜厚度可以改善样品的阻隔性能，但完全无缺陷地形成无机膜是非常困难的，而且通过单纯地增加无机层膜厚，由于缺陷连续生长或因薄膜应力存在反而裂纹增加等因素，因此也很难得到所期望的高气体阻隔性膜，通常仅比那些聚合物衬底的渗透率好两三个量级，仍无法满足柔性显示、柔性光伏等柔性电子器件对水氧阻隔性的高的要求。
[0003]为了获得阻隔性、柔韧性和透明性均比较优良的超高阻隔薄膜，以有机无机杂化材料作为阻隔涂层的技术受到了人们的关注。有机无机杂化材料阻隔涂层通常利用等离子体增强化学气相沉积技术以有机硅化合物和含氧气体作为前驱物来制备。然而，在利用有机硅化物和含氧气体制备薄膜的等离子体化学气相沉积过程中，在很多工艺条件下会形成大量的粉尘粒子，这些粉尘粒子是所制备薄膜的主要污染源之一，将导致最终所制备的薄膜中存在大量缺陷，这在很大程度上制约了最终所获得的薄膜产品的阻隔性能。因此，在成膜时，需要较严格的控制工艺条件，防止在等离子体中形成较大颗粒的粉尘粒子，但这也会限制薄膜沉积时对各实验参量的调节范围，导致高阻隔薄膜的沉积速率较低，生产成本较尚O
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的是提供一种高阻隔薄膜制备的方法，该方法能够实时地清除等离子体增强化学气相沉积过程中在等离子体中所产生的粉尘粒子，使得即使在有粉尘粒子产生的等离子体化学条件下，仍然可实现阻隔层的无污染制备，大大拓展了利用等离子体增强化学气相沉积技术制备高阻隔薄膜、各实验参量的调节范围，生产过程更易控制，同时能够提高阻隔层的沉积速率，提高成品率，降低成本并得到阻隔性能更好的柔性透明高阻隔薄膜。
[0005]本发明所述技术问题是通过以下技术方案解决的:
一种高阻隔薄膜的制备方法，包括下述工艺步骤:
(1)将基材放置于基片台或绕于电极辊上，并对反应室抽真空至1X10_2Pa以下；
(2)使用Ar或O2等离子体对基材表面进行活性处理； (3)使用等离子体对成膜气体进行化学气相沉积，在基材上沉积高阻隔层，得到柔性透明高阻隔薄膜，
所述高阻隔薄膜光透过率80%以上；
所述等离子体化学气相沉积时在真空室内使用粉尘粒子清除装置，并在通入成膜气体后、开启射频电源之前，开启粉尘粒子清除装置；
所述粉尘粒子清除装置为包含至少一个捕集粉尘粒子的电极、控制捕集电极电位的电源和电路、粉尘粒子存储及将被捕集的粉尘粒子排除真空腔外的装置。
[0006]上述高阻隔薄膜的制备方法，所述捕集粉尘粒子的电极的表面由绝缘材料覆盖。
[0007]上述高阻隔薄膜的制备方法，所述基材为光透过率为85%以上的膜或片材。
[0008]上述高阻隔薄膜的制备方法，所述成膜气体为含有硅以及碳、氧、氮中的一种或几种。
[0009]上述高阻隔薄膜的制备方法，所述成膜气体中含有硅、氧和碳三种元素。
[0010]上述高阻隔薄膜的制备方法，高阻隔薄膜的高阻隔层为50?3000 nm厚的碳氧化硅薄膜。
[0011]上述高阻隔薄膜的制备方法，碳氧化硅薄膜的厚度为100?2000 nm。
[0012]上述高阻隔薄膜的制备方法，所述基材为5.0?500 μπι厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺等各种树脂膜以及具有有机无机混合结构的倍半硅氧烷为基本骨架的耐热透明膜以及层叠二层以上上述树脂层叠而构成的树脂膜中的一种。
[0013]有益效果
1、本发明在等离子体增强化学气相沉积过程中使用粉尘粒子清除装置，可以实时捕获并清除在等离子体增强化学气相沉积过程中的粉尘粒子，消除大颗粒粉尘粒子对所沉积阻隔薄膜的污染，使得即使在有大颗粒粉尘粒子产生的等离子体化学条件下，仍然可实现高阻隔薄膜无污染的制备，从而大大拓展了在利用等离子体增强化学气相沉积技术制备碳氧化硅薄膜时各实验参量的调节范围，更加便于通过优化实验条件来实现高质量柔性透明碳氧化硅高阻隔薄膜的制备。
[0014]2、由于不用考虑粉尘对所沉积薄膜的污染，可以在更高功率和气压条件下进行高质量柔性透明超高阻隔薄膜制备，可以获得更高的薄膜沉积速率，从而提高生产效率、提高成品率、降低生产成本。
【附图说明】
[0015]图1为实施例1采用的安装有粉尘粒子清除装置的平板式等离子体增强化学气相沉积装置结构示意图；
图2为实施例1采用的粉尘粒子捕集电极结构示意图；
图3为实施例1采用的粉尘粒子捕集电极的截面示意图；
图4为实施例2采用的安装有粉尘粒子清除装置的卷绕式等离子体增强化学气相沉积装置的结构示意图；
图5为实施例2采用的粉尘粒子捕集电极结构示意图；
图6为实施例2采用的粉尘粒子捕集电极的截面示意图。
[0016]图中各标号表不为:101、真空腔室；102、下电极板；103、上电极板；104、基材；105、捕集电极装置；106、排气管；107、粉尘粒子；108、陶瓷垫片；109、直流电源；110、不锈钢支架；111、供气装置；112、真空泵组；113、排气口 ；114、射频电源；115、导体电极；116、由绝缘材料制成的储存粉尘粒子的管；117、开口小孔。
[0017]201、真空腔室；202、真空泵组；203、捕集电极装置；204、中频电源；205、排气管；206、电极辊;207、进气管;208、导向辊;209、磁铁;210、基膜;211、放卷辊；212、收卷辊；213、直流电源；214、开口小孔；215、由绝缘材料制成的储存粉尘粒子的管；216、导体电极；217、粉尘粒子。
【具体实施方式】
[0018]本发明通过使用粉尘粒子实时去除装置，消除在等离子体增强化学气相沉积过程中的大颗粒粉尘粒子对所沉积阻隔薄膜的污染，在有大颗粒粉尘粒子产生的等离子体化学条件下，通过实验条件的合理控制实现高质量柔性透明超高阻隔碳氧化硅薄膜的制备。
[0019]本发明使用等离子体增强化学气相沉积技术，包括下述工艺步骤:
(1)将基材放置于基片台或绕于电极辊上，并对反应室抽真空至1X10_2Pa以下；
(2)使用Ar或O2等离子体对基材表面进行活性处理；
(3)使用增强等离子体对成膜气体进行化学气相沉积，得到柔性透明高阻隔薄膜，
其特征在于，所述高阻隔薄膜为光透过率80%以上的柔性高阻隔薄膜；
所述等离子体气相沉积时在真空室内使用粉尘粒子清除装置，并在通入成膜气体后、开启射频电源之前，开启粉尘粒子清除装置；
所述粉尘粒子清楚装置为包含至少一个捕集粉尘粒子的电极、控制捕集电极电位的电源和电路、粉尘粒子存储及将被捕集的粉尘粒子排除真空腔外的装置。
[0020]本发明中的粉尘粒子清除装置适用于带有负电荷的粉尘粒子的清除，一般使用的成膜气体为含有硅，以及碳、氧、氮中的至少一种物质，优选使用含有硅、碳和氧的成膜气体，最后得到碳氧化硅薄膜。此外成膜气体也可以包含其他辅助气体，作为这样的气体，可以列举例如Ar