[发明专利]制造阻隔组件的方法

说明书

      相关专利申请      

本专利申请要求2012年8月16日提出的美国专利申请61/683,824和2012年12月27日提出的美国专利申请61/746356的优先权和权益。

技术领域

本公开总体涉及制造阻隔组件的方法和使用这些方法制造的阻隔组件。

背景技术

可再生能源是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。全球对这些矿物燃料的依赖不仅唤起了人们对其枯竭的担忧，而且还引起人们对燃烧这些燃料所造成的排放物相关环境问题的担忧。为此，全世界的国家/地区均倡议开发大规模和小规模的可再生能源资源。

当今前景较好的能源资源之一为阳光。目前全世界有数百万的家庭由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器件和材料的不断增长的需求。光伏电池是太阳能发电的迅速增长的一环。

两种特定类型的光伏电池-有机光伏器件(OPV)和薄膜太阳能电池(例如，铜铟镓二硒(CIGS))在户外环境中需要保护以免受水蒸气的影响并且需要是耐用的(例如对紫外(UV)光)。玻璃通常被用于此类太阳能器件，因为玻璃是非常好的水蒸气屏障、光学透明且对UV光稳定。但玻璃笨重、易碎、难以制成柔性的并且难以搬运。透明柔性封装材料正被研制来代替玻璃。优选地，这些材料具有类似玻璃的阻隔性和UV稳定性。对于其部件对水蒸气的侵入敏感的电子器件，诸如，例如柔性薄膜和有机光伏太阳能电池和有机发光二极管(OLED)而言，这些柔性阻隔膜是所期望的。

这种一般类型的一些示例性阻隔膜包括沉积于柔性塑料膜上的聚合物和氧化物的多层叠堆，从而形成耐透湿的高阻隔膜。这些阻隔膜的实例在美国专利5,440,446、5,877,895、6,010,751、美国专利申请公布2003/0029493，和66737US002中有所描述，所有这些专利均以引用方式并入本文，好像在本文被完全提及那样。

发明内容

本专利申请的发明者认识到在某些条件下，聚合物和氧化物的多层叠堆在长时间暴露于水分后可能遭受粘附性能劣化，从而可能导致这些高阻隔叠堆在氧化物-聚合物交界处分层。例如，本公开的发明者认识到在一些实施例中，在使用或测试期间暴露于湿热时，第二聚合物层遭受低粘附力。发明者因此意识到在一些实施例中，优选的是在阻隔叠堆中不包括第二聚合物层。

本公开的发明者也认识到阻隔膜的辊到辊处理是提供效率和优异产品的优选制造方法。然而，阻隔膜的辊到辊处理面临着一些挑战。一个此类挑战是这种制造方法涉及使阻隔叠堆与处理辊(例如任何类型的处理辊，包括例如幅材处理辊、惰辊、舒展辊、输带辊、张力辊等)相接触。阻隔叠堆的最上层(在一些实施例中，是氧化物层或聚合物层)在处理过程中是暴露的(即，没有被另一层覆盖)，因此容易在处理过程中变形或降解。此类变形或降解可能对最终的阻隔叠堆或膜的性能特征产生负面影响。在一个具体实例中，不包括可选的第二聚合物层并且氧化物层在阻隔叠堆中是最上层(因此是暴露的)。因为氧化物层非常薄，所以当它接触处理辊时会变形或降解，导致最终的阻隔叠堆的性能受损。

解决上述担忧的一种方法是在辊到辊处理过程中在最上层布置临时保护层。这个临时层存在于涉及使暴露的最上层与处理辊接触的处理步骤中，但在形成最终的阻隔叠堆之前(例如通过添加层20和层22)被去除。该方法更详细地描述在美国专利申请61/683,824(全文以引用方式并入本文)中。

解决上述担忧的第二种方法涉及在处理过程中且在最上层与任何类型的处理辊或其它坚硬处理表面相接触之前，在暴露的最上层布置粘合剂层和/或顶片层。粘合剂层和/或顶片层在处理过程中保护暴露的最上层，这产生了可以利用辊到辊处理制造的改进的阻隔组件。在处理过程中包含粘合剂层和/或顶片层减少了最上层中的缺陷形成且因此提供了改进的最终产品阻隔叠堆或膜。

本公开的一些实施例涉及一种形成阻隔组件的方法，该方法涉及提供基材；邻近基材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材料以形成氧化物层；将粘合剂材料和顶片层中的至少一者施加于最上层以形成多层膜；其中最上层是氧化物层或聚合物层；并且其中在最上层接触处理辊之前，将粘合剂材料或顶片层施加于最上层。