专利名称：阻挡膜及其制造方法
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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。
发明内容
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)[g/m2/天]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。根据本发明的实施方式，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[g/m2/天]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。根据本发明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[g/m2/天]的水蒸气透过率。根据本发明的实施方式，能够得到具有良好的水蒸气阻挡性的阻挡膜。
图1是示意性地示出了根据本发明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发明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，将参考附图描述本发明的实施方式。<第一实施方式>[阻挡膜]图1是示意性地示出根据本发明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。
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(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。[形成第一阻挡层和第二阻挡层的方法]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)3C0)3Si0H;二乙基锌，(C2H5)2Zn ；三 (二乙基氨基)(叔丁基亚氨基)钽(V), (CH3) 3CNTa (N (C2H5)2) 3 ;H (叔戊氧基)硅烷醇， (CH3CH2C (CH3)20)3Si0H;(三甲基)甲基环戊二烯基钼(IV) ；C5H4CH3Pt (CH3) 3 ；双(乙基环戊二烯基)钌(II)，C7H9RuC7H9 ；3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺，H2N(CH2)3Si (OC2H5)3 ；四氯化硅，SiCl4 ；四氯化钛，TiCl4 ；四异丙醇钛(IV)，Ti [(OCH) (CH3)2J4 ；四(二甲基氨基)钛(IV)， [(CH3)2NJ4Ti ；四(二甲基氨基)锆(IV)，[ (CH3) 2N]4Zr;和三[N，N-双(三甲基硅烷)氨基]钇，[[(CH3)3SiI2NJ3Yο图2A至图2D示出了描绘利用ALD的薄膜形成方法的流程图。这里，示例出了分批工艺来描述形成阻挡膜14的方法，但如后面所述的，也可以采用辊对辊式的薄膜形成工艺。如图2A至图2D所示，当将基材膜15顺次地暴露于第一前驱气体16A、净化气体 (purge gas)16P、第二前驱气体16B和净化气体16P时，形成了氧化铝单层14C。基材膜15 对应于图1中所示的基材11。将基材膜15送进被抽成预定压力的腔内。如图2A所示，被引入腔内的第一前驱气体16A吸附在基材膜15的前表面上，由此在基材膜15的前表面上形成由前驱气体16A 形成的第一前驱层14A。
接着，如图2B所示，将净化气体16P引入腔内。因此，基材膜15的前表面暴露于净化气体16P，并且去除保留在基材膜15的前表面上的未贴附的前驱气体16A。当形成氧化铝薄膜时，例如，使用氩气(Ar)作为净化气体16P。此外，可以使用氮、氢、氧、二氧化碳等作为净化气体。
接下来，如图2C所示，将第二前驱气体16B引入腔内。第二前驱气体16B吸附在基材膜15的前表面上，并且在第一前驱层14A上形成由前驱气体16B形成的第二前驱层 14B。结果，第一前驱层14A和第二前驱层14B彼此化学反应，由此形成了氧化铝单层14C。 然后，如图2D所示，再将净化气体16P引入腔内，并去除保留在基材膜15的前表面上的未贴附的前驱气体16B去除。
通过重复上述工艺而在基材膜15的前表面上形成预定厚度的阻挡层14。
图3是示意性地示出了用于通过辊对辊的方式而在基材膜15的两个表面上形成第一阻挡层141和第二阻挡层142的膜形成装置(阻挡膜制造装置)的实施例的截面图。
膜形成装置100具有被抽成预定压力(0.31~01^至101101^(39.991^至13331^))的真空腔101、填充有净化气体16P的内部腔102以及在真空腔101中传送基材膜15的传送机制。此外，膜形成装置100还具有向基材膜15的前表面喷射前驱气体16A和16B的ALD 头105A和105B、向基材膜15的后表面喷射前驱气体16A和16B的ALD头107A和107B，以及安装在真空腔101的外部的温度控制器106。
传送机制具有将带状基材膜15解绕的解绕辊、将基材膜15卷绕的卷绕辊和安装在两个辊之间的多个导向辊103和104。导向辊103和104分别配置在彼此相对的内部腔 102的侧壁的外部，基材膜15在被交替地引导至导向辊103和导向辊104的同时而被传送。 在该实施例中，导向辊103和104均被配置为使得基材膜15的前表面与导向辊103接触并且基材膜的后表面与导向辊104接触。另外，导向辊103和104的每一个均被配置为可以根据温度控制器106的命令来调节其表面温度。
基材材料15可以通过的多个狭缝形成在内部腔102的两个侧壁中。每个狭缝均形成在线性布置于导向辊103和104之间的基材膜15可通过的区域中。因此，基材膜15 可以进入和离开内部腔102以每次在导向辊103和104之间通过。
ALD头105A和105B分别被配置为与导向辊103相对并且向每个导向辊103上的基材膜15的前表面喷射前驱气体16A和16B。一个ALD头105A喷射第一前驱气体16A而另一个ALD头105B喷射第二前驱气体16B。在该实施例中，ALD头105A和105B交替地被配置为在基材膜15的传送方向上分别与导向辊103相对。
ALD头107A和107B分别被配置为与导向辊104相对并且向每个导向辊104上的基材膜15的后表面喷射前驱气体16A和16B。一个ALD头107A喷射第一前驱气体16A并且另一个ALD头107B喷射第二前驱气体16B。在该实施例中，ALD头107A和107B交替地被配置为在基材膜15的传送方向上分别与导向辊104相对。
尽管图中没有示出，但膜形成装置100还包括用于排空真空腔101的内部的排出管线、向内部腔102供应净化气体16P的净化气体导入管线以及向ALD头105A、105B、107A 和107B等供应前驱气体的前驱气体导入管线。
在具有上述构造的膜形成装置100中，如图3所示，基材膜15通过包括导向辊103 和104等的传送机制而顺次地被传送至ALD头105A、105B、107A和107B。基材膜15被暴露于从ALD头105A(107A)喷出的第一前驱气体16A(图2A)，然后被暴露于内部腔102中的净化气体16P(图2B)。接着，基材膜15被暴露于从ALD头105B(107B)喷出的第二前驱气体 16B(图2C)，并且接下来被暴露于内部腔102中的净化气体16P(图2D)。通过依次重复该过程，在基材膜15的前表面和后表面上分别形成第一阻挡层141和第二阻挡层142。
根据基材膜15的传送速度、从ALD头105A、105B、107A和107B喷出的气体的量， 内部腔102的尺寸等来调整暴露基材膜15的前驱气体16A和16B以及净化气体16P的量、 暴露时间等。
以这种方式，制造了图1中所示的阻挡膜10。该实施方式的阻挡膜10具有通过 ALD法分别形成在基材11的前表面111和后表面112上的第一阻挡膜141和第二阻挡膜 142。因此，由于在基材11的两个表面上形成具有高覆盖特性的致密膜，因此能够实现等于或小于负四幂级的水蒸气透过率。因此，根据该实施方式的阻挡膜10，可以得到良好的水蒸气阻挡性。
可以通过膜形成时的压力条件来调节第一阻挡层141和第二阻挡层142的密度。 即，存在膜形成时的压力越大所形成的膜的包装密度越高的趋势。例如，当将在ALD膜形成中在0. ITorr至0. 2Torr(13. 3Pa至26. 6Pa)的一般压力条件下形成的氧化铝膜的包装密度设定为1时，在0. 3I~0rr至l(yTorr(39. 991 至1333Pa)的压力下形成的氧化铝膜的包装密度被提高到1.01至1. 10。
如上所述，阻挡层141和142的包装密度与膜形成时真空腔中的基础压力(下文中，也被称作膜形成压力)明显相关联。阻挡膜10的水蒸气阻挡性明显不仅取决于第一阻挡层141和第二阻挡层142的厚度，而且还取决于它们的包装密度。例如，用于实现小于等于负四幂级的水蒸气透过率[g/m2/天]的阻挡层141和142的膜形成压力在0. 3Torr至 IOTorr的范围内。
当膜形成压力小于0. 3Torr时，包装密度增大效果较小并且难于实现等于或小于负四幂级的水蒸气透过率。另一方面，当膜形成压力大于IOTorr时，极大地缩短了平均自由行程(mean free path)，并由此降低了膜形成效率并增大了原材料气体的消耗量。可以平衡改善阻挡性和保证产量的膜形成压力为大于等于0. 3Torr小于等于5T0rr (大于等于 39. 99Pa小于等于666. 5Pa)。另外，能够通过将膜形成压力设置为大于等于0. 5Torr小于等于3Τοπ·来获得IOX 10_5至IOX l(T[g/m7天]的水蒸气透过率。
下文中，将描述通过发明人所执行的实验性实施例。制备了在构造和膜形成条件上不同的多个样本，并且相互间比较样本的水蒸气透过率(WVTR)。每个样本的构造和膜形成条件如下。
(样本 1)
作为样本1，使用单层塑料膜形成的基材。具有125μπι厚度的聚邻苯二甲酸酯 (PEN)被用于基材。
(样本 2)
在图4A中示出了样本2的构造。样本2具有构成样本1的基材S和在基材S的一个表面上形成的无机阻挡层Bl的层压结构。无机阻挡层Bl是通过ALd法形成的具有20nm厚度的氧化铝薄膜。
无机阻挡层Bl是通过图2A至图2D中所述的方法形成的。这里，腔内的基础压力为0.2TorrO6.66Pa)的氮环境。TMA被用作第一前驱气体，H2O被用作第二前驱气体，并且氮气被用作净化气体。
(样本 3)
样本3具有图4A中所示的结构。阻挡层Bl是在与样本2相同的条件下形成的， 只是阻挡层Bl的厚度为50nm。
(样本4)
样本4具有图4A中所示的结构。阻挡层Bl是在与样本2相同的条件下形成的， 只是阻挡层Bl的厚度为60nm。
(样本 5)
样本5具有图4A中所示的结构。阻挡层Bl是在与样本2相同的条件下形成的， 只是阻挡层Bl的厚度为25nm。
(样本 6)
在图4B中示出了样本6的构造。样本6具有构成样本1的基材S、形成在基材S 的一个表面上的无机阻挡层Bl以及形成在基材S的另一表面上的第二无机阻挡层B2的层压结构。无机阻挡层Bl和B2是通过ALd法形成的具有30nm厚度的氧化铝膜。
无机阻挡层Bl和B2是通过图2A至图2D中所述的方法来形成的。这里，腔内的基础压力为0.6Torr(666.5Pa)的氮环境。TMA被用作第一前驱气体，H2O被用作第二前驱气体，并且氮气被用作净化气体。图2A、图2B、图2C和图2D中所示的过程的处理次数分别由Tl (秒)、T2 (秒)、T3 (秒)和T4 (秒)来表示，并且在设定为Tl至T4的总时间的一个周期内重复多次，直到得到20nm的厚度。
(样本7)
样本7具有图4B中所示的结构。阻挡层Bl和B2是在与样本6相同的条件下形成的，只是阻挡层Bl和B2的厚度为50nm。
(样本 8)
样本8具有图4B中所示的结构。阻挡层Bl和B2是在与样本6相同的条件下形成的，只是阻挡层Bl和B2的厚度为25nm。
测量样本1至样本8的水蒸气透过率(WVTR)。在测量中，使用由Mitsuwa Frontech Corp.制造的钙腐蚀观察装置“MFB 1000”。测量条件是40°C和90% RH(相对湿度)。表1 示出了测量结果。
表 1
结构WVTR(g/m2/天)压力(1Torr)样本1聚合物膜(PEN)EO 1样本2PEN/ALD20nm2.6E-22E-1样本3PEN/ALD50nm2.OE-32E-1样本4PEN/ALD60nm3. 6E-42E-1样本5PEN/ALD25nm1. 8E-36E-1样本6ALD30nm/PEN/ALD30nm5.2E-42E-1样本7ALD50nm/PEN/ALD50nm2.8E-42E-1样本8ALD25nm/PEN/ALD25nmE-7 -66E-1
当比较样本2、样本3和样本4时，可以发现，ALD层(阻挡层)的膜厚度越大，可以得到的水蒸气阻挡性就越高。这表明关于基材材料表面的覆盖特性与水蒸气阻挡性密切相关，并且ALD的膜厚和覆盖特性之间存在很强的关联。
当比较样本3和样本5时，在这两个情况下均得到了负三幂级的水蒸气透过率。根据样本5的结果，可以发现，通过将膜形成压力增加到样本3的三倍，以样本3的ALD层的一半的厚度得到了与样本3相同的水蒸气阻挡性。
此外，当比较样本4、样本6和样本7时，在这些情况下得到了负四幂级的水蒸气透过率。因此，可以发现，水蒸气阻挡性取决于ALD层的总厚度。此外，根据样本8的结果， 可以发现通过将膜形成压力增加到样本6的三倍，以样本6的ALD层的一半的厚度得到了负七至负六幂级的水蒸气透过率。在两个测量区域中，样本8的具体水蒸气透过率分别为 3. 0E-6 和 7. 7E-7。
从上面的结果中显而易见的是，根据图1中所示的该实施方式的阻挡膜10，能够实现等于或小于负四幂级的水蒸气透过率[g/m2/天]，并且能够得到极高的水蒸气阻挡性。
另外，可以通过将第一阻挡膜141和第二阻挡膜142的膜形成压力设置为高于正常压力条件来将水蒸气透过率减小至负七幂级。
根据该实施方式的阻挡膜10，由于所有的层都是透明的，因此阻挡膜10可以优选地被用作例如在有机EL显示器和太阳能电池模块中的具有透明性的阻挡膜。
此外，由于阻挡膜10具有适当的柔韧性，因此阻挡膜10可以被弯曲成所期望的要使用的形状。
<第二实施方式>
图5是示意性示出根据本发明第二实施方式的阻挡膜的截面图。在该实施方式中，将省略和简化与第一实施方式中相同的构造和动作的描述，将主要描述与第一实施方式不同的部分。
该实施方式的阻挡膜20与第一实施方式的不同在于在基材11与第一阻挡层141 和第二阻挡层142之间介入了其他层。即，阻挡膜20具有在基材11和第一阻挡层141之间的衬层(underlayer) 121和第三阻挡层131，并且具有在基材11和第二阻挡层142之间的衬层122和第四阻挡层132。
(衬层)
衬层121和122分别形成在基材11的表面上，用于增加表面的平滑度。衬层121和122的构成材料没有特别限制，但通常使用透明树脂材料。作为这种树脂材料，诸如紫外线固化树脂的能量射线固化树脂是合适的，并且可以得到目标透明度和表面平坦度。例如， 使用丙烯酸固化树脂作为紫外线固化树脂。
衬层121和122的厚度没有特别限制，并且它们具有足够大的厚度以增加基材11 的表面的平坦度。例如，它们具有大于等于5μπι小于等于50μπι的厚度。根据使用的基材 11的表面粗糙度，紫外线固化树脂的粘度等，衬层121和122的厚度可以大于等于ΙΟμπι小于等于30 μ m。
衬层121和122是通过用紫外线照射施加至基材11的表面的固化了的紫外线固化树脂来形成的。施加紫外线固化树脂的方法没有特别限制，可以使用诸如旋涂法，辊涂法或条形码法的适当的施加技术。
(第三阻挡层和第四阻挡层)
第三阻挡层131和第四阻挡层132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。
形成第三阻挡层131和第四阻挡层132的方法没有特别限制，并且可使用诸如溅射法、真空沉积法、CVD法以及溶胶法的各种膜形成技术。第三阻挡层131和第四阻挡层132 的厚度没有特别限制，例如，厚度大于等于IOnm小于等于lOOnm。当考虑膜形成均勻性和产量时，阻挡层131和132具有大于等于IOnm小于等于50nm的厚度。
在该实施方式中，第三阻挡层131和第四阻挡层132由Si-Crli 氧化物形成并且通过溅射法形成在衬层121和122的前表面上。由于衬层12形成在基材11的表面上，即使当基材11的表面粗糙度相对较高时，也在基材11上形成具有高覆盖性(遮覆性)的第三阻挡层131和第四阻挡层132。
通常，Si-Cr-Zr氧化物的烧结体被用作形成第三和第四阻挡层13的溅射靶，除此以夕卜，阻挡层131和132可以通过同时分别溅射Si02、Cr203和^O2的靶或在氧环境中同时分别溅射Si、Cr和ττ的靶来形成。
(第一阻挡层和第二阻挡层)
第一阻挡层141和第二阻挡层142是通过ALD法形成在第三阻挡层131和第四阻挡层132上的。膜形成压力例如在0. 3Torr至IOTorr (39. 99Pa至1333Pa)的范围内。在形成膜时，可以使用如图3所示的膜形成装置100。在这种情况下，使用基材11、衬层121 和122以及和第三阻挡层131和第四阻挡层132的层压体作为在腔中传送的基材。
如上所述而构造的该实施方式的阻挡膜20除了具有第一阻挡层141和第二阻挡层142以外还包括具有水蒸气阻挡性的第三阻挡层131和第四阻挡层132。因此，与被构造成仅具有第一阻挡层141和第二阻挡层142的阻挡层的情况相比较，可易进一步降低水蒸气透过率。
另外，通过设置由ALD形成的第一阻挡层141和和第二阻挡层142作为最外层，与将第三阻挡层131和第四阻挡层132设置成最外层的情形相比可以改善水蒸气阻挡性。
如上所述，已经对本发明实施方式进行了描述，但本发明不限于此，并且可以基于本发明的技术思想来进行各种修改。
例如，在上述实施方式中，阻挡膜的最上层(最外层)是由ALD层形成的。然而，可以在ALD层上进一步形成用于增加其耐用性的保护层。
在上述第二实施方式中，衬层121和122是由紫外线固化树脂制成的。然而，代替这一点，衬层121和122可以由氧化铝的ALD层形成。另外，衬层可以形成为具有紫外线固化树脂和氧化铝的ALD层的层压结构。在这种情形中，紫外线固化树脂层形成在基材侧上并且ALD层形成在紫外线固化树脂层上。即使当衬层具有这种结构时也可以提高水蒸气阻挡性。
此外，在上述实施方式中，已经描述了应用于有机EL显示器、太阳能电池模块等的阻挡膜作为实施例。然而，应用目标不仅限于此，并且阻挡膜可以作为可能具有水蒸气阻挡性的所有产品的组件而被应用。例如，阻挡膜可以被用于显示装置、便携式电子装置、半导体器件、电池、包装组件等。这里，显示装置的实例除包括上述的有机EL显示器以外还包括液晶显示器、等离子显示器、触控板、电子书等。便携式电子装置的实例包括移动电话、便携式音乐播放器、数据卡等，并且还包括具有显示功能的装置。半导体装置的实例包括薄膜晶体管(TFT)、IC芯片、IC标签、半导体存储器、半导体传感器、微电子机械系统(MEMS)元件以及结合在太阳能电池模块中的光电转换元件等。电池的实例包括一次电池、诸如锂离子电池的蓄电池、燃料电池、存储电池等。另外，本发明还可以应用于具有水蒸气阻挡性的其他电子或电气装置。此外，本发明还可被应用于用于食物、精密测量装置、卡、艺术品等的包装组件中。
本发明包含于2010年11月1日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2010-245132所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本领域的技术人员应当理解的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、 组合、子组合和变形，只要它们都在所附权利要求及其等价物的范围内。权利要求
1.一种阻挡膜，包括基材，由具有第一表面和与所述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所述第一表面上并且由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成；以及第二阻挡层，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。
2.根据权利要求1所述的阻挡膜，其中，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层是在大于等于0. 3T0rr小于等于IOTorr的压力下形成的氧化铝膜。
3.根据权利要求2所述的阻挡膜，其中，所述阻挡膜具有小于等于10X10_5[g/m7天]的水蒸气透过率。
4.根据权利要求2所述的阻挡膜，其中，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层均具有大于等于20nm小于等于50nm的厚度。
5.根据权利要求1所述的阻挡膜，还包括第三阻挡层，所述第三阻挡层通过溅射法形成在所述第一表面和所述第一阻挡层之间并且由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成。
6.根据权利要求1所述的阻挡膜，还包括第三阻挡层，所述第三阻挡层通过溅射法形成在所述第一表面和所述第一阻挡层之间并且由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成；以及第四阻挡层，所述第四阻挡层通过溅射法形成在所述第二表面和所述第二阻挡层之间并且由具有水蒸气阻挡性的无机材料制成。
7.根据权利要求1所述的阻挡膜，其中，所述无机材料是包含Al、Zn、Si、Cr、Zr、Cu和 Mg的金属元素中的至少一种的氧化物和/或氮化物。
8.—种显示装置，包括根据权利要求1至7中的任一项所述的阻挡膜。
9.一种便携式电子装置，包括根据权利要求1至7中的任一项所述的阻挡膜。
10.一种半导体器件，包括根据权利要求1至7中的任一项所述的阻挡膜。
11.一种电池，包括根据权利要求1至7中的任一项所述的阻挡膜。
12.一种包装组件，包括根据权利要求1至7中的任一项所述的阻挡膜。
13.—种制造阻挡膜的方法，所述方法包括在压力保持在大于等于0. 5Torr小于等于5T0rr的真空腔中通过原子层沉积法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；和在所述真空腔中，通过原子层沉积法在与所述塑料膜的与所述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。
14.根据权利要求13所述的制造阻挡膜的方法，其中，所述无机材料为氧化铝。
全文摘要
本发明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。
文档编号B32B9/04GK102529203SQ2011103283
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月25日 优先权日2010年11月1日
发明者余泽中, 小野洋明, 川名隆宏 申请人:索尼公司