化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜
阅读：571发布：2020-05-11
专利汇可以提供化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种可降解并具有高 水 氧 阻隔性能 薄膜 的 化学气相沉积 的制备工艺，可适用于各种超薄和柔性 电子 器件，医疗， 生物 等的高性能水氧阻隔薄膜的大面积制备的要求，尤其通过低压/常压化学气相沉积沉实现快速和大面积纳米薄膜层与可降解薄膜相结合的制备与整合，实现了提高可降解薄膜水氧阻隔的功能。，下面是化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜专利的具体信息内容。
1.化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜，其特征在于：包括可降解薄膜和通过化学气相沉积在可降解薄膜上的致密氧化层。
2.根据权利要求1所述的化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜，其特征在于：
在所述致密氧化层上涂敷并光固化有丙烯酸树脂层。
3.根据权利要求1所述的化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜，其特征在于：
可降解材料薄膜选自PLA, PHA，PBAS，PPC，PVA，PHB，PBS，以及生物工程塑料、生物通用塑料淀粉基，或者其选自单层或者多层混合降解材料结构，其厚度范围在5微米到500微米。
4.根据权利要求1所述的化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜，其特征在于：
致密的氧化层，其材料选自金属，无机氧化物，可以是单一纳米材料层，也可以是多种纳米材料混合层。
5.一种化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜制备工艺，其特征在于，包括：在超薄的可降解薄膜上进行表面处理，再通过低压/常压化学气相沉积纳米级别的致密阻挡层。
6.根据权利要求5所述的化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜制备工艺，其特征在于，可降解材料薄膜表面处理，可以选自，臭氧，等离子体，化学，电晕中的一种方法根据权利要求5所述的化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜制备工艺，其特征在于，化学气相沉积技术，可以是低压/或者是常压环境下，分别注入前驱物和氧化气体进入腔体的方法完成，其中低压在1-104帕斯卡，常压为一个大气压。
7.根据权利要求6所述的化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜制备工艺，其特征在于，化学气相沉积技术，可降解薄膜温度可以保持在室温到80摄氏度之内，不可以加热超过薄膜降解温度，镀膜速率为1-50纳米/分钟。
8.根据权利要求7所述的化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜制备工艺，其特征在于，前驱物，其材料可以选自金属卤化物，金属氢化物，有机化合物中的一种；氧化气体，其材料可以选自氧气，水汽，臭氧，氧等离子，高氧化气体中的一种。
9.根据权利要求6所述的化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜制备工艺，其特征在于，致密阻挡层上部镀膜UV固化丙烯酸树脂，UV光照后完成固化保护；UV固化丙烯酸树脂层，厚度在0.1-50微米之间。
化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜
技术领域
[0001] 本发明属于领域，特别涉及一种低压或者常压下化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜。
背景技术
[0002] 随着电子行业新材料，新技术，新产品的快速升级和更新，很多新颖的微电子器件出现在我们的生活中，其中包括快速发展的柔性电子产业，可印刷电子，机电子器件，生物电子，薄膜电子产业等。这些新型的产业改变着我们周围的生活，工作，以及我们的未来。例如： 可折叠屏幕手机，曲面电视等显示和固态照明，能源，探测器，笔记本，医疗器械，食品检测基未来可穿戴领域有着广阔的应用前景。这些新型的技术拥有优秀的，如超薄，光电特性，柔性等无与伦比的特性。将是很多未来，下一代电子，信息技术的核心或者关键技术。其发展得到了所有发达国家，国际公司的注重和大量投入。作为重要基础材料之一的柔性，高水氧阻隔薄膜是重要发展项目之一，世界上只有少数几家公司拥有前沿的技术。
[0003] 我们在发展新型薄膜封装材料和技术的同时，不得不面对一个重要的的问题。电子垃圾，塑料垃圾已经危害到我们整个地球，整个人类社会的发展和安定。在努力提高我们人类生活水平，技术水平的基础上，我们也要关注环境和环保，垃圾问题。不能为了发展一个新的技术，对环境，对生态造成危害，其社会效益和经济效益都会大打折扣。而作为现阶段封装薄膜领域，就面对这种两难的困境，一方面高性能的水氧阻隔薄膜很难被自然界降解，又和电子产品相整合。变成了一个难回收和利用，对环境危害较大的新产品。
[0004] 随着很多生物和材料工业的发张，可生物降解或者对环境有好的塑料，薄膜材料正在被开发出来，并且开始应用我们的生活中。用来取代现有的不可降解，危害环境的的塑料制品。那么是否可以应用这些材料和薄膜，开发出新型的高水氧阻隔薄膜。同时具有满足封装高要求的水氧阻隔性能，同时又是可降解，对环境和可回收的封装双优势。这就需要在原有的技术上升级和开发新型工艺和技术来解决问题。首先，相比较传统塑料薄膜。可降解薄膜在物理性能上和水氧阻隔性能上就处在劣势。相比较在传统塑料薄膜的高水氧阻隔技术就需要进一步改进和优化。例如可降解材料纤维过大，薄膜不均匀，表面厚度分散，薄膜中空间大，温度不易过高等问题。
[0005] 公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种在可降解薄膜上依靠低成本，高效低压/常压化学气相沉积制备高致密纳米层，（或者其上的UV丙烯酸树脂保护层）从而获得一种新型高水氧阻隔的可降解封装薄膜。，从而克服上述现有 技术中的缺陷。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜，包括可降解薄膜和通过化学气相沉积在可降解薄膜上的致密氧化层。
[0008] 这是一种建立在高效低压/常压化学气相沉积技术上制备纳米阻挡层与可降解薄膜（或可UV固化丙烯酸树的优点）相融合在一起的薄膜制备工艺，利用低压/常压化学气相沉积中前驱分子与反应气体分子在腔体中，制备单层或者多层纳米致密层，将原有的可降解薄膜或材料的水氧阻隔性能高效提高3-6个量级，从而极大的改善可降解薄膜在水氧阻隔性能方面的劣势和缺点。此技术使可降解薄膜同样拥有了与传统，已商业化的塑料薄膜相近的水氧阻隔性能。由于具有了高水氧阻隔性能，使的可降解薄膜和塑料也拥有了在柔性高封装领域应用的前景和潜能。传统和现有的塑料和聚合物等薄膜虽然拥有成熟的技术方案和较高的水氧阻隔性能，但是其原有非讲解的环保垃圾问题同样制约了其在柔性和薄膜电子领域的发展。会引起诸多环境，回收，废弃，处理等社会和产业问题：例如：1.柔性电子产品同时会产生新的电子垃圾和塑料垃圾，2.不同的塑料和电子产品的难统一回收和分离。3对现有的垃圾回收和分类增加了新的难题和成本。柔性的塑料/聚合物在把自身优势带入到电子行业的同时，也把自身环保，回收处理等环境问题带进如电子行业。例如，现在很多柔性电子器件的报废和回收，成本，手段和技术要求更高，消费者在享受新产品的同时也会被新的垃圾和环保问题所困扰。如果，在材料层面，就早早引入环保材料，或者开发新的可封装，高水氧阻隔的降解薄膜，就可以从开始减少产品对环境和社会的伤害。本发明利用低压/常压化学气相沉积方案，有效的，低成本，大面积在可降解薄膜上沉积致密的纳米层，极大的降低水分子， 氧分子通过可降解大分子之间的间隙的通道。甚至利用多层沉积镀膜或者混合镀膜的方法进一步提高对水氧的阻隔性能，从而获得远远超过原有可降解薄膜水氧阻隔性能。由于都是采用的低压/常压化学气相沉积技术，还可以与UV固化丙烯酸树脂相结合使用：在纳米层上可以再镀膜丙烯酸树脂，固化后可以获得更好水氧阻隔性能和耐久性的薄膜产品。由于采用的低压/常压化学气相沉积，高效致密纳米层的制备得到极大提升，例如，可大面积roll to roll制备，设备造价低，生产成本低，快速制备等特点。其适合代替一些高性能水氧阻隔的非降解塑料薄膜，应用在柔性电子器件封装，电子器件封装，医药封装，食品等敏感材料的封装领域。此发明创新的提出了一种新的环保封装薄膜的设计和制备工艺方案，用低成本，高效的低压/常压化学气相沉积制备技术，将纳米层镀膜和有机降解薄膜与固化树脂等镀膜技术结合。虽然工艺特殊，但是却能把两种材料的物理特性和封装特性的优点整合在一起，可以极大提高可降解材料的封装性能和应用稳定性。
[0009] 解決目前柔性电子器件封装过程中用到很多塑料薄膜对环境危害，不可降解，是新型塑料污染源的问题。同时很多纳米致密制备方案设备成本，制备成本，镀膜效率等问题，导致制备的产量和成本都难以令人满意。本发明的基本原理是把利用低成本，可大面积制备的低压/常压化学气相沉积利用便宜简单的分子化学反应来制备纳米级的无机原子，分子。反应过程中和之后的纳米分子部分覆盖在可降解的有机分子上部，部分填充在这些分子间从而形成致密的纳米阻挡层，随后的纳米阻挡层和可降解薄膜可以通过UV固化材料保护覆盖。此外由于低压/常压化学气相沉积技术是在可降解薄膜表面完成的纳米分子反应，其反应产生的致密纳米层会较牢固的连接在可降解材料的分子上。这种方式制备的塑料薄膜，不但具有高水氧阻隔特性，而且对环境的压力和污染大大减轻。同时解决了柔性电子封装高性能的要求和环保技术的要求。可以极大的提高高水氧阻隔薄膜的应用范围和长远规划。这种高水氧阻隔薄膜既可以应用在柔性电子产品的基底上，也可以应用在这些产品的封装过程中。而且可降解薄膜具有的环保和健康特性，甚至可以应用在很多，医疗，生物，制剂，食品等高密封要求的邻域。此专利设计从纳米层的制备，对可降解薄膜在制备中稳定性考虑优化了制备工艺和方案。而且相比与其他纳米致密层沉积技术，低压/常压化学气相沉积更加经济，成本和产量更加有优势。从纳米保护层设计和制备上解决了原有可降解材料水氧阻隔性能差的问题，。
[0010] 优选地，上述技术方案中，在所述致密氧化层上涂敷并光固化有丙烯酸树脂层。
[0012] 优选地，上述技术方案中，可降解材料薄膜，其选自单层或者多层混合降解材料结构，其厚度范围在5微米到500微米。
[0013] 优选地，上述技术方案中，致密的纳米层，其材料选自金属，无机氧化物，可以是单一纳米材料层，也可以是多种纳米材料混合层。
[0014] 一种化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜制备工艺，包括：在超薄 的可降解薄膜上进行表面处理，再通过低压/常压化学气相沉积纳米级别的致密阻挡层。
[0015] 优选地，上述技术方案中，可降解材料薄膜表面处理，可以选自，臭氧，等离子体，化学，电晕中的一种方法优选地，上述技术方案中，化学气相沉积技术，可以是低压/或者是常压环境下，分别注入前驱物和氧化气体进入腔体的方法完成。
[0016] 优选地，上述技术方案中，化学气相沉积技术，低压在1-104帕斯卡，常压为一个大气压。
[0017] 优选地，上述技术方案中，化学气相沉积技术，可降解薄膜温度可以保持在室温到80摄氏度之内，不可以加热超过薄膜降解温度，镀膜速率为1-50纳米/分钟。
[0018] 优选地，上述技术方案中，前驱物，其材料可以选自金属卤化物，金属氢化物，有机化合物等。
[0019] 优选地，上述技术方案中，氧化气体，其材料可以选自氧气，水汽，臭氧，氧等离子，高氧化气体等。
[0020] 优选地，上述技术方案中，致密阻挡层上部镀膜UV固化丙烯酸树脂，UV光照后完成固化保护。
[0021] 优选地，上述技术方案中，UV固化丙烯酸树脂层，厚度在0.1-50微米之间。
[0022] 本发明提出的室温附近温和的低压/常压化学气相沉积方案，可以有效的沉积致密的纳米层在可降解薄膜中，同时有效的利用前驱物和反应分子在沉积过程中填补分子之间的空隙，共同达到阻隔水氧分子穿透薄膜的目的。我们的工艺，相对公布的技术，在纳米致密层大面积，低成本制备上，纳米层致密性，均匀度还有可靠性上就有很大的提高，其技术特点应有以下要求：A. 可降解薄膜在纳米层制备过程中稳定，无损。
[0023] B. 可降解薄膜在真个过程中无降解发生。
[0024] C. 致密纳米层在纳米分子反应时可控制反应速度，保证反应分子，气体可以均匀的覆盖在可降解材料分子上面和中间。
[0025] D. 气相化学沉寂中化学反应产生的致密纳米层，应该是原子或分子直径小于1纳米的金属氧化物，无机物氧化物等，才能高效阻挡水，氧分子。
[0026] E. 最后的纳米层可覆盖UV固化层保护也可不用。。
[0028] 图中：1.可降解薄膜。2.可降解薄膜表面在低压/常压化学气相沉积腔内制备致密纳米层。3.制备完成后的无机纳米保护层。4.覆盖光固化丙烯酸树脂。5.金属卤化物的前驱物注入腔体。6.反应的氧化气体注入腔体。
[0029] 具体实施方式：下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护 范围并不受具体实施方式的限制。
[0031] 一种化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜，包括可降解薄膜和通过化学气相沉积在可降解薄膜上的致密氧化层。
[0032] 可选的，在所述致密氧化层上涂敷并光固化有丙烯酸树脂层。
[0033] 可选的，可降解材料薄膜选自PLA, PHA，PBAS，PPC，PVA，PHB，PBS，以及生物工程塑料、生物通用塑料(聚烯烃和聚氯乙烯)淀粉基。
[0034] 可选的，可降解材料薄膜，其选自单层或者多层混合降解材料结构，其厚度范围在5微米到500微米。
[0035] 可选的，致密的纳米层，其材料选自金属，无机氧化物，可以是单一纳米材料层，也可以是多种纳米材料混合层。
[0036] 一种化学气相沉积增强水氧阻隔性能的可降解薄膜制备工艺，包括：在超薄 的可降解薄膜上进行表面处理，再通过低压/常压化学气相沉积纳米级别的致密阻挡层。
[0037] 可选的，可降解材料薄膜表面处理，可以选自，臭氧，等离子体，化学，电晕中的一种方法可选的，化学气相沉积技术，可以是低压/或者是常压环境下，分别注入前驱物和氧化气体进入腔体的方法完成。
[0038] 可选的，化学气相沉积技术，低压在1-104帕斯卡，常压为一个大气压。
[0039] 可选的，化学气相沉积技术，可降解薄膜温度可以保持在室温到80摄氏度之内，不可以加热超过薄膜降解温度，镀膜速率为1-50纳米/分钟。
[0040] 可选的，前驱物，其材料可以选自金属卤化物，金属氢化物，有机化合物等。
[0041] 可选的，氧化气体，其材料可以选自氧气，水汽，臭氧，氧等离子，高氧化气体等。
[0042] 可选的，致密阻挡层上部镀膜UV固化丙烯酸树脂，UV光照后完成固化保护。
[0043] 可选的，UV固化丙烯酸树脂层，厚度在0.1-50微米之间。
[0044] 根据发明的设计和工艺，其纳米层镀膜和结构方案简单，可大面积，低成本，采用如下步骤：第一步，准备好待可降解材料薄膜1，可对表面进行清洗。并放入化学气相沉积腔体抽取真空，去除多于吸附的水汽和氧气，温度小于60摄氏度。
[0045] 第二步，充入氮气，保持气压在1千帕。
[0046] 第三步，保持低压在1-104帕斯卡，利用管道反复，重复的依次注入反应金属卤化物和纯氧气，达到反复纳米分子反应和沉积。整个过程温度控制在60摄氏度以下，同时溅射过程不可以高温或者过快溅射（反应前驱物和氧化气体不可以重复太快，导致反应不充分，纳米致密层质量下降）。
[0047] 第四步，随后再抽真空和注入氧气，与前驱物在薄膜表面反应，形成纳米SiO2层。
[0048] 第五步，反复重复3，4步骤，达到多层镀膜的目的。
[0050] 第七步，把镀UV丙烯酸树脂的样品传入UV腔体，进行UV照射固化3分钟，完成样品最终定型和保护。
[0051] 第八步，最后获得的可降解薄膜可以达到WVTR（水汽渗透率）低于10-3克.平米/天的水平。
[0052] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种显示装置、电子设备、移动终端 | 2020-05-08 | 363 |
| 一种高透明度柔性薄膜晶体管及制作方法 | 2020-05-08 | 467 |
| 柔性多层结构变形能力仿真方法、装置、计算机设备 | 2020-05-08 | 902 |
| 一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法 | 2020-05-08 | 412 |
| 摄像头模组及电子设备 | 2020-05-08 | 690 |
| 一种基于二维黑磷材料实现IGZO光电流调控的方法 | 2020-05-08 | 550 |
| 一种电子设备 | 2020-05-08 | 757 |
| 一种多功能智能复合凝胶材料、制备方法及其应用 | 2020-05-11 | 423 |
| 一种柔性象素交互屏及电子设备 | 2020-05-08 | 922 |
| 一种电子柔性液晶屏写字板的驱动系统 | 2020-05-08 | 969 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
柔性电子热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈