[发明专利]提供不透气性改进的多层结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种提供不透气性改进的多层结构。

背景技术

已知在厚的聚合物基底(通常为10微米至几百微米厚)，例如由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的基底上生产致密的无机材料的薄层沉积物(通常在100纳米至几百纳米之间的厚度)，以提高其不透气性。该技术被广泛地用于食品包装领域，以改进食品保存。

然而，该无机沉积物导致产生机械应力，尤其是涉及无机层和聚合物之间机械性质和热性质不同(即，弹性模量的不同、变形能力的不同、热膨胀差异等)的机械应力。这些应力导致对沉积的无机层产生损伤，从而限制沉积的无机层的功能性质。随后可能出现裂缝，而降低由聚合物基底和无机沉积物形成的组件的气体阻隔性。

文献US2003/0203210描述了一种在厚的聚合物基底上生产无机层和聚合物层的交替叠层的方法，其中无机层和聚合物层的交替叠层为1微米至几微米厚。无机层和有机层的交替使得各个无机层的缺陷不能相关联，并且凭借此方式而大大改善了气体阻隔性。以该方式覆盖的聚合物基底具有气体阻隔性，足以保护对气氛高度敏感的装置，诸如有机发光二极管(OLED)。然而，生产这种交替结构是相对昂贵的，使得它们不适用于低成本的应用，例如光伏应用。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供：一种装置，该装置与现有技术中记载的结构相比具有改进了气体阻隔性的结构；以及，一种用于生产所述结构的方法，所述方法与现有方法相比具有较低的生产成本。

上面设定的目的通过如下的多层结构来实现：所述多层结构通过基底，至少一个由SiO_xN_yH_z类材料制成的层，以及至少一个SiO₂层来形成；其中，所述SiO_xN_yH_z类材料层被设计为插在基底和SiO₂层之间。所述SiO_xN_yH_z类材料层在所述基底和所述SiO₂层之间形成机械调节层，并且能够调整所述基底和所述SiO₂层之间的应力，这样防止或限制了SiO₂层的恶化，从而改进了SiO₂层的不透气性。

换句话说，产生了在所述基底和所述SiO₂层之间形成机械界面的层(该层比SiO₂层厚并且比SiO₂层的刚性低)，这样防止了SiO₂层发生破裂。

例如，基底为聚合物基底，该聚合物基底优选是透明的。

该双层叠层可以是重复的，并且这种叠层提供了出众的气体阻隔性，远远优于两个双层叠层所预期的气体阻隔性的总和。

在其它示例性实施方式中，例如在双层结构上也可沉积其它材料的层，例如由聚合物制成的层。

根据本发明的结构例如是通过VUV和UV辐照使液体全氢聚硅氮烷(PHPS)类的前体进行转化来得到。

非常有利地，SiO₂层和SiO_xN_yH_z类材料层同时形成，并且该形成发生在特定的低氧和低水的条件下。

随后，本发明的主题是一种多层结构，所述多层结构包括基底和第一叠层，所述第一叠层由SiO₂层和SiO_xN_yH_z类材料层组成，所述SiO_xN_yH_z类材料层位于所述基底和所述SiO₂层之间；其中，所述SiO₂层和所述SiO_xN_yH_z类材料层具有厚度，以便所述SiO₂层的厚度小于或等于60nm，所述SiO_xN_yH_z类材料层的厚度为所述SiO₂层的厚度的两倍以上，并且所述SiO₂层的厚度与所述SiO_xN_yH_z类材料层的厚度的总和在100nm至500nm之间；并且其中，z严格地(strictly)小于比值(x+y)/5，并且有利地，z严格地小于比值(x+y)/10。