水氧阻隔层的制备方法_2

文档序号:9689570阅读:来源:国知局
早的镀膜方法,虽然后来的溅射镀及离子镀在许多方面优于蒸镀,但是某些领域采用却是最好的选择。薄膜以哪种方式生长决定了膜层的结构,性能。影响因素主要有:1.基片的表面性质;2.蒸镀时的温度;3.蒸镀速度;4.真空度;5.蒸发源与基片的相对位置。通过调节改变一种或几种主要影响参数,可以显著改变膜层形态、性质。
[0016]在以上所述的各类镀膜技术中,通过调节一种或几种影响薄膜沉积的相关参数,便可以使得薄膜以不同结构、不同性质甚至不同生长模式进行生长,进而使得在前一个膜层中的水汽通路与后一个膜层中的水汽通路失配,不能联通的水汽通路无法导通大气中的水氧,从而增强了薄膜的水氧阻隔性能,具体改变何种参数需视实际需要进行设定。
[0017]上述基板优选采用PEN、PET和PI中任意一种柔性衬底或玻璃、硅片和硬质塑料中的任意一种刚性基底。
[0018]本发明方法简便易行,适用范围广,推广性强,能显著提升水氧阻隔层阻隔效果。首先,由于本发明方法能够仅通过适当改变沉积成膜时的相关参数,无需改变沉积材料,无需破坏真空环境,无需进行其他后续处理,使得界面失配法在操作上的简便,可行性高,同时也符合未来低碳生产的发展趋势。其次,本发明方法采用的任何一种薄膜沉积方法成膜质量都与许多参数相关,因此通过调节一个或几个制备参数,可以控制薄膜的生长速度、膜层的应力大小等等,进而获得所预期的具有不同界面的膜层的组合,由于本发明采用的各种沉积方法都是可以改变相关参数来影响膜层质量及结构的,所以界面失配法的适用范围很广。最后,由于工业生产中的阻隔层制备方法都是应用较为成熟的沉积方法,相对全面的理论基础与实践为界面失配法提供了更为可靠、可信、可行的应用平台,加上本发明方法的简便易行,适用性强,本发明界面失配法在各种薄膜沉积方法中均适用,符合未来节能生产趋势,使得其在未来工业生产中的推广潜力很大。
[0019]本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明方法显著降低了阻隔层的水氧透过率,仅通过调节一个或几个相应参数完成,不需要破坏真空环境,便可以达到水汽通路失配的作用,操作上简单;
2.本发明对于各种不同的薄膜制备方法,均能采取该方法改善水氧阻隔性,适用范围广;
3.本发明在薄膜制备过程中,能够在不需要更换材料的情况下,能够实现在同一种材料上实现阻隔性能的大幅度提升;
4.本发明方法并不改变制备方法本身的原有属性和特点,在原有制备方法适用的情况下,应用界面失配法后仍然适用,并且与其他传统方法仍可同时使用,并不会因为使用了本发明方法而丧失了与其他方法共同制备相应膜层的兼容性,本发明方法的简单易用性使得其在未来柔性显示阻隔层的工业生产中具有相当的可推广潜力。
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施例一采用溅射法制备水氧复合阻隔层时的薄膜溅射生长模式示意图。
[0021]图2是本发明实施例一采用溅射法制备的双层失原理示意图。
[0022]图3是本发明实施例一采用溅射法制备的双层失配阻隔层结构示意图。
[0023]图4是本发明实施例二采用溅射法制备的多层失配原理示意图。
[0024]图5是本发明实施例二采用溅射法制备的三层失配阻隔层结构示意图。
[0025]图6是本发明实施例三采用原子层沉积法制备的多层失配阻隔层结构示意图。
[0026]图7是本发明实施例四采用化学气相沉积法制备的多层失配阻隔层结构示意图。
[0027]图8是本发明实施例五采用真空蒸镀法制备水氧复合阻隔层的三种膜生长模式示意图。
【具体实施方式】
[0028]本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中,参见图1?3,一种水氧阻隔层的制备方法,采用磁控溅射法,在PI柔性衬底之上依次溅射金属Al制备2层阻隔性材料薄膜层,形成水氧复合双层失配阻隔层。阻隔性材料薄膜层的制备过程中,第一层阻隔性材料薄膜层采用第一组参数制备,第二层阻隔性材料薄膜层更改某些影响膜层性质结构的参数,继续沉积,这样便制备出了双层失配阻隔层。
[0029]在本实施例中,衬底采用PI柔性衬底,溅射材料采用纯Al,制备该双层失配阻隔层的具体方法如下:先清洁PI柔性衬底,在衬底上先在室温下以100W功率、20cmcc氩气流量、1rpm转速沉积第一层,沉积厚度为50nm;然后将改功率改为500W,适当提升基板温度,其余参数不变,继续沉积,沉积厚度同样为50nm。这样便采用磁控溅射法制备出了双层失配阻隔层。基片偏压影响膜层与基底的结合力,而基片温度及气压PAr能够改变膜层的生长模式,具体影响如附图1所示。
[0030]本实施例根据界面失配原理,在不改变沉积材料的前提下,通过改变某些制备的工艺参数,使得改变前后膜层具有不同的性质,例如密度、晶体结构、表面粗糙度等等,不同的界面形态使得改变前后所生长薄膜中的针孔、裂纹等缺陷,也就是水汽通道,不能够连续的生长,达到了水汽通路失配的目的,增强了水氧的阻隔性能。
[0031]实施例二:
本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,参见图4和图5,采用磁控溅射法,在PI柔性衬底之上依次采用三种不同参数溅射金属Al制备3层阻隔性材料薄膜层,形成水氧复合多层失配阻隔层。阻隔性材料薄膜层的制备过程中,第一层阻隔性材料薄膜层采用第一组参数制备,第二层阻隔性材料薄膜层更改某些影响膜层性质结构的参数,继续沉积;第三层阻隔性材料薄膜层更改某些影响膜层性质结构的参数,继续沉积,这样便制备出了 3层失配阻隔层;。
[0032]在本实施例中,衬底采用PI柔性衬底,溅射材料采用纯Al,制备该双层失配阻隔层的具体方法如下:先清洁PI柔性衬底,在衬底上先在室温下以10W功率、20cmcc氩气流量、1rpm转速沉积第一层,沉积厚度为50nm;然后将改功率改为300W,适当提升基板温度,其余参数不变,继续沉积,沉积厚度同样为50nm;然后将改功率改为500W,适当提升基板温度,其余参数不变,继续沉积,沉积厚度同样为50nm,这样便采用磁控溅射法制备出了 3层失配阻隔层。本实施例通过相邻膜层制备参数不同,使得上下两层膜中作为水汽通路的针孔、裂纹缺陷无法连接而达到失配增强阻隔性能的效果。
[0033]实施例三:
本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,参见图6,一种水氧阻隔层的制备方法,采用原子层沉积法,在PI柔性衬底之上依次沉积Al2O3制备多层阻隔性材料薄膜层,形成水氧复合多层失配阻隔层。本实施例是失配法在制备阻隔膜层的一种拓展,不破坏真空环境,在改变反应气体流量比和前驱体种类这些特殊参数时,不改变生成物种类,但是却明显改变了生成物薄膜层的结构性质,在本实施例中,借助这一种类不变但性质差异的同种物质来形成膜层,进而达到水汽通路失配的效果,也是失配法实施的重要手段之一。本实施例在原子层沉积氧化铝的过程中,通过采用更换不同的阻隔H
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