[发明专利]制备阻隔组件的方法

说明书

相关专利申请

本专利申请根据美国专利法第35条119(e)款要求2012年8月16日提交的美国临时申请61/683,824和2013年3月13日提交的美国临时申请61/779432的权益。

技术领域

本公开一般涉及制备阻隔组件的方法。

背景技术

可再生能源是指来源于可补充的自然资源诸如阳光、风、雨、潮汐以及地热的能量。随着技术的进步和全球人口的增长，对可再生能源的需求大幅提高。尽管当今化石燃料提供了绝大部分的能量消耗，但这些燃料是不可再生的。对这些化石燃料的全球性依赖不仅带来关于其耗尽的担忧，还带来对于由燃烧这些燃料所致的排放有关的环境的担忧。由于这些担忧，世界各国一直都在倡导对大规模和小规模可再生能源的开发。

当今前景较好的能源之一为阳光。从全球来看，数以百万计的家庭目前从太阳能发电获得电力。对太阳能电力不断增长的需求伴随着对能够满足这些应用要求的装置和材料的不断增长的需求。光伏电池是太阳能发电快速增长的部分。

两种特定类型光伏电池-有机光伏器件(OPV)和薄膜太阳能电池(例如，铜铟镓二硒化物(CIGS))需要防水蒸气保护并且需要在室外环境中是耐用的(例如，对紫外(UV)光)。玻璃通常被用于这类太阳能器件，这是因为玻璃是非常好的水蒸气阻隔，经目测是透明的并且对UV光是稳定的。但玻璃重、脆、难以制成柔性的且难以搬运。透明的柔性封装材料正被开发以替代玻璃。优选地，这些材料具有类似玻璃的阻隔性和UV稳定性。这些柔性阻隔膜对于部件对水蒸气的侵入是敏感的电子设备诸如例如柔性薄膜和有机光伏太阳能电池以及有机发光二极管(OLED)是所需的。

这种一般类型的一些示例性阻隔膜包括被沉积在柔性塑料膜上以制备耐湿气渗透的高阻隔膜的聚合物和氧化物的多层叠堆。这些阻隔膜的例子在美国专利5,440,446；5,877,895；6,010,751；美国专利申请公布2003/0029493；以及66737US002中描述，这些专利均以引用方式并入本文，如同在本文完全阐述。

发明内容

本专利申请的发明人认识到，在一定条件下，在长期暴露在湿气后，聚合物和氧化物的多层叠堆会经受粘附性能的退化，可能导致这些高阻隔叠堆在氧化物-聚合物界面处剥离。

本公开的发明人认识到，临时性保护层到氧化物层的施加和后续移除产生具有改善的阻隔组件。在一些实施例中，保护层被施加于氧化物层以保护处理期间的氧化物层。在处理期间包含保护层，减少了氧化物层中的缺陷形成。在一些实施例中，保护层随后在下游处理期间从氧化物层移除。

制备具有改善的阻隔组件的一些方法涉及提供衬底；邻近衬底施加聚合物材料以形成聚合物层；邻近聚合物层施加含氧化物的材料以形成氧化物层；邻近氧化物层施加保护材料以形成保护层；移除保护层；并施加顶片。

在一些实施例中，顶片可包含粘合剂。在一些实施例中，粘合剂是压敏粘合剂。

在一些实施例中，施加聚合物材料和施加含氧化物的材料的步骤依次被重复许多次以形成具有许多交替聚合物层和氧化物层的阻隔组件。在一些实施例中，保护层包含(甲基)丙烯酸酯单体和/或低聚物中的至少一种。在一些实施例中，保护层包含聚氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、与苯乙烯共混的环氧(甲基)丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化三官能(甲基)丙烯酸酯、双丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化(4)双酚二(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、环状二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、以及由前述丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯形成的(甲基)丙烯酸酯化合物(例如，低聚物或聚合物)中的至少一种。

在一些实施例中，移除保护层涉及化学移除、机械移除和光学移除中的至少一种。在一些实施例中，移除保护层涉及化学溶解和反应中的至少一种。在一些实施例中，移除保护层涉及剥落、刮擦和使用机械移除装置中的至少一种。在一些实施例中，保护层是多层构造并包括粘合剂层。在一些实施例中，保护材料在真空中邻近氧化物层施加。在一些实施例中，阻隔组件是柔性和透光性的。