[发明专利]柔性基材上的薄膜氮化硅阻挡层

说明书

本发明提供了一种包括聚合物基材和至少一个无机阻挡层的制品，其中所述无机阻挡层具有不大于约400MPa的应力和至少约1.5g/cm3的密度。所述制品优选为光学装置，如有机发光二极管(OLED)或光伏(PV)组件，其中氮化硅阻挡层经由等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)直接沉积于柔性聚合物基材上。

技术领域

本发明涉及一种用于保护诸如有机发光二极管或光伏电池的湿气敏感元件的沉积于聚合物基材上的无机薄膜阻挡层。本发明也涉及一种包括这种阻挡层构件的制品，以及用于制造这种构件的方法。

背景技术

光学装置的功能元件由于环境条件的作用，特别是由于暴露于湿气和空气的影响而易于劣化。举例而言，在有机发光二极管(OLED)或有机光伏电池的情况中，有机材料对环境条件特别敏感。

为了防止电子装置的功能元件由于暴露于湿气而劣化，已知的是制造具有层合结构的装置，其中功能元件用保护基材封装。

取决于装置的应用，保护基材可由玻璃或有机聚合物材料制得。用柔性聚合物基材而不是玻璃基材密封的OLED或光伏电池具有柔韧、超薄且轻质的优点。

然而，已发现当电子装置包括抵靠对空气和/或湿气敏感的功能元件设置的有机聚合物基材时，装置具有高劣化速率。这是因为聚合物基材往往储存湿气，并促进污染物质(如水蒸气或氧)迁移至敏感的功能元件中，因此损害该功能元件的性质。

为了保护这种装置中的水敏感的电子部件，已知的是在聚合物基材的顶部上施用一组阻挡层。然而，特别是在柔性基材的情况中，薄膜阻挡层的沉积是极具挑战性的，因为在柔性基材上的相对刚性的无机薄膜往往易于产生裂纹和层离，这劣化了它们的阻挡性质。另外，多个有机阻挡层的叠堆的通常已知应用需要大量的制造工作，希望具有更经济更简单的方法来改进阻挡性能。

发明内容

本发明提供了一种包括聚合物基材和至少一个无机阻挡层的制品，其中所述无机阻挡层具有不大于约400MPa的应力和至少约1.5g/cm3的密度。所述制品优选为光学装置，如有机发光二极管(OLED)或光伏(PV)组件。

在一方面，所述无机阻挡层为经由等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)沉积于柔性聚合物基材上的氮化硅阻挡层。已发现在高密度和低应力的组合下获得氮化硅层对湿气的最佳阻挡性能。

本发明的另一主题为一种经由PECVD制备沉积于聚合物基材上的氮化硅层的方法。所述方法包括具体选择反应关键参数(如SiH4与NH3的摩尔比、反应温度、压力和应用的功率)的范围，以在沉积的氮化硅层中获得所需的高密度和低应力。

本发明的其他特征和优点将在如下详细描述中陈述，并且根据描述而部分明显或可通过实践本发明而知晓。本发明将通过在书面描述和权利要求中特别指出的方法和装置而实现或获得。该描述仅通过举例并参照所附附图而给出。

附图说明

图1包括显示了取决于其密度和应力值的氮化硅单层的湿气阻挡性能的图。

图2显示了相比于商业参照FG500和对比例，根据本发明的氮化硅单层的长期湿气阻挡性能。

图3显示了使用MOCON Aquatran测试，相比于商业参照FG500，两个代表实例的水蒸气透过速率(WVTR)。

图4显示了相比于商业参照FG500，热循环对3个根据本发明的氮化硅层的湿气阻挡性能的影响。

图5显示了用以确定获得最佳阻挡性能的氮化硅层的临界厚度的实例。

具体实施方式