[发明专利]借助于纤维形式的纳米结构吸气剂吸着气态污染物的方法

说明书

在电子装置例如OLED型(有机电致发光显示器)的有机显示器以 及太阳能电池例如OSC(有机太阳能电池)领域的进期发展已经对这 类装置的外罩中气态污染物的脱除提出了更为严格的要求。

这些装置实际上对气态污染物、特别是水和氧的存在非常敏感， 所述气态污染物造成装置性能的逐渐降低。对于OLED显示器，有关这 些污染物的有害影响的更多信息可参见文章“Correlation between dark 8pot growth and pinhole size in organic light-emitting diodes”，Shuang Fang Lim等，发表于Applied Physics Letters， Vol.78，April 9，2001；对于OSC型太阳能电池，更多信息可参见 书籍“Organic Photovoltaics-Coneepts and Realization”的第五 章，Brabec等，由Springer-Verlag于2003年出版。

吸气剂从对气态杂质的存在敏感的装置的外罩脱除气态杂质的应 用是已知的。例如，本申请人的国际专利申请WO2004/072604公开了 使用分散于适当多孔基体中的活性组分，而本申请人的两件国际专利 申请WO2007/013118和WO2007/013119公开了纳米结构体系，其中将 活性组分限制在多孔装置中，而所述装置又分散在聚合基体中。国际 专利申请WO2007/074494中公开了使用分散于渗透性聚合基体的功能 环。

本发明在于一种吸着气态污染物的方法，该方法使所述气态污染 物得以更有效地脱除，而且在其第一个方面，本发明在于借助含有活 性材料的分散的纳米粉末的纳米结构纤维从对气态污染物的存在敏感 的装置的外罩脱除气态污染物的方法，其中所述纤维具有不大于1000 纳米(nm)的直径。在一个优选的实施方案中，所述纳米结构纤维的 直径不大于100nm。

本发明的纤维也可以具有不完全圆形的截面。在这种情况下，用 语“直径”旨在表示所述纤维的最大厚度。

下文将参照图1描述本发明，图1表示出一种借助于静电纺丝 (electrospinning)制造纳米结构纤维的系统的略图。

在图1中，所示各种元件的尺寸和尺寸比例不是精确的，而是为 了有助于理解该图而进行了改动，这特别而不唯一地关于纳米结构纤 维的厚度。

所述纤维可以用聚合材料制成，可特别提到的有缩醛聚合物、丙 烯酸类聚合物、纤维素聚合物、含氟聚合物、离子交联聚合物、聚酰 胺、聚碳酸酯、聚酯、聚烯烃、聚砜、聚乙烯醇、乙烯基聚合物、苯 乙烯类聚合物、聚氨酯类、聚乙二醇(polyethylenglicole)、聚丙 二醇(polypropylenglycole)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚 硅氧烷、多氧化物、液晶高分子、聚醚、聚酐、聚酰亚胺、聚酮。

可以用于脱除H₂O的活性材料是碱土金属的氧化物(其中优选的 是氧化钙)、沸石和高氯酸镁。

所述纳米结构纤维的活性材料可以包含与氧相互作用后能够提高 其氧化态的金属氧化物或者由这样的金属氧化物制成，优选铁、镍、 铜和锰的氧化物，其中锰具有从II到VI的氧化值。这些材料适合于 O₂的脱除。可以用于实施本发明的其它氧气吸气剂可以是具有不饱和 键的有机化合物。

前述的所有活性材料都以分散的纳米粉末的形式存在于所述纤维 中，其中所述纳米粉末的优选尺寸不高于所述纤维厚度的一半，即， 纤维半径。

可以通过使用复合纤维从所述敏感装置的外罩吸着不同的气态物 种，其中在同一纤维的内部提供多种吸气剂材料，或者可能在同一外 罩内部采用不同的纳米结构纤维，每种纳米结构纤维具有特定的活性 材料，因而对给定的污染物具有特定的反应性。这类解决方式具有这 样的优点，即，可能为了特定的用途来控制活性材料的数量和种类， 例如，通过在所述敏感装置的外罩的内部简单地引入更大量的各自吸 着性纳米结构纤维，可以提高能吸着水的材料的量。

能用于从敏感装置的外罩脱除气态污染物的所述纳米结构纤维的 一种令人关注的替代方案要求采用纳米管，即，中空的纳米纤维。这 种构型的优点是，由于暴露面增大，对湿气、或者更一般而言对污染 物的活性提高。

从所述装置的外罩脱除气态污染物可以按两种方式发生：