新型阻挡层堆体及其方法、组合物技术

本发明专利技术描述了一种阻挡层堆体。该阻挡层堆体包括：(i)包括缺陷的阻挡材料；(ii)遮盖阻挡材料缺陷的密封层；(iii)其中，在阻挡层堆体处于运行状态时，密封层的存在可减少或防止蒸汽和/或气体分子通过阻挡材料的缺陷进行扩散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】新型阻挡层堆体及其方法、组合物相关申请本专利申请要求2012年8月31日提交的申请号为61/696，113的美国临时专利申请的优先权，其内容以引用方式并入本文，以用于所有目的。
本专利技术总体上涉及其新型阻挡层堆体(barrier layer stacks)及其方法和组合物。更具体地说，本专利技术涉及包括密封层的阻挡层堆体，以及该阻挡层堆体的制造方法和组合物。
技术介绍
许多产品(例如电子器件、医疗器件和药品)对水蒸气和环境气体具有敏感性，并且接触水蒸气和环境气体会导致产品变质和/或产品性能下降。因此，为了避免此类不想要的接触，通常会使用阻隔涂层或阻隔材料作为保护措施。塑料涂层或塑料薄膜经常被用作阻隔材料。不幸的是，它们对气体和液体的耐渗透性较弱，与合格产品性能的所需耐渗透值相比，数值要低好几个数量级。举例来说，某些LED显示器和太阳能电池封装应用需要水蒸气透过率大约低于10_4克/平方米/天；与此相反，PET (Polyethylene Terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇醋)作为一种常用的塑料薄膜，其水蒸气透过率约介于大约I克/平方米/天和大约10克/平方米/天的范围之间。本领域的技术人员将会认识到，水蒸气透过率可以被认为与抗水渗透能力成反比。其他方法通过在PET之类的塑料薄膜上涂布阻隔涂层以减少水蒸气渗透性，防止接触不想要的元素。这些涂层通常采用单层的无机材料，比如Al、S1x,、AlOdP Si 3N4，使用熟知的真空沉积方法将这些材料沉积在塑料基层上。这些无机材料的单层涂层一般会将PET的水蒸气透过率由1.0降至0.1克/平方米/天。因此，在塑料基层上的单层阻隔涂层也无法达到所需耐渗透值。无论将单个塑料薄膜还是将使用阻隔涂层或阻隔材料的塑料基层作为保护措施，上述传统的扩散阻挡方案都无法为下层器件或底层产品提供特定应用(比如太阳能电池应用和LED显示器应用)所需程度的保护。具体而言，无机层中存在的缺陷无法有效得到填补，为水分和不想要的环境气体提供了从阻隔层表面进入聚合物基层的扩散途经。因此，传统的聚合物薄膜不能充分保护所封装的底层产品，避免其接触水分和不想要的环境气体。所以，底层产品会随时间而退化，最终报废，导致生命周期相对缩短。因此，需要采用新型的阻挡层设计，这种设计能有效保护对水分和气体敏感的底层产品，使其免受水分和不想要的环境气体的影响，并且不会产生单独使用薄膜或采用阻隔涂层等传统设计所拥有的缺点。
技术实现思路
按照上述内容，本专利技术一方面提供了一种阻挡层堆体。该阻挡层堆体包括:(i)包括缺陷的阻挡材料；(ii)遮盖阻挡材料缺陷的密封层；(iii)其中在阻挡层堆体处于运行状态时，密封层的存在可减少或防止蒸汽和/或气体分子通过阻挡材料的缺陷进行扩散。在本专利技术的优选实施例中，缺陷包括位于阻挡材料内的凹口，密封层并不突进所述凹口内。举例来说，所述密封层的厚度介于大约0.1微米和大约10微米之间，所述阻挡材料的厚度介于大约10纳米至大约I微米之间。所述密封层包括聚合物和/或无机材料。较佳的，所述密封层可包括丙烯酸酯、环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。所述阻挡材料可以是一个无机层，其包括金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、金属碳氮化物和金属碳氧化物中的至少一种。按照本装置的一个方面，所述无机阻挡层包括铝、银、硅、锌、锡、钛、钽、铌、钌、镓、铂、钒和铟中的至少一种。所述阻挡材料可以是透明材料。在本专利技术的一个实施例中，所述阻挡材料包括两个阻挡层以及夹在两个阻挡层之间的反应层。在本实施例中，每个阻挡层均可采用一种或多种无定形材料制成。另一方面，本专利技术提供了一种组合装置。该组合装置包括:⑴下层器件；(ii)至少能够部分封装该下层器件的封装体(encapsulant);且该封装体包括(a)包括缺陷的阻挡材料；(b)遮盖阻挡材料缺陷的密封层；其中在阻挡层堆体处于运行状态时，密封层的存在可减少或防止蒸汽和/或气体分子通过阻挡材料的缺陷进行扩散。在此方面，该组合装置可包括太阳能电池组件、发光模块、发光二极管显示器、电解槽以及反射显示模块中的一个。在另一方面，本专利技术提供了一种防腐包装。该防腐包装包括:(i)对蒸汽和/或气体分子具有敏感性的物体；以及(ii)至少能够部分封装该物体的封装体；且该封装体包括(a)包括缺陷的阻挡材料；(b)遮盖阻挡材料缺陷的密封层；其中，在阻挡层堆体处于运行状态时，密封层的存在可减少或防止蒸汽和/或气体分子通过阻挡材料的缺陷进行扩散。较佳的，该物体包括食品、医疗用品和生物活性物质中的一种。在另一方面，本专利技术提供了一种制造阻挡层堆体的方法。该方法包括:⑴获取阻挡材料；(ii)邻近所述阻挡材料涂布保护膜；以及(iii)固化该保护膜以形成阻挡层堆体。较佳的，所述涂布该保护膜包括涂布丙烯酸酯、环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。保护膜的固化可以在介于大约10°C和大约100°C间的温度范围内处理所述保护膜和/或使用紫外线辐射处理所述保护膜。在本专利技术的优选实施例中，获取阻挡材料的过程包括:(i)将柔性基层装入一台涂布机上；(ii)放置柔性基层或涂层机的一部分，使得柔性基层处于涂布机内部的第一位置；以及(iii)当柔性基层处在第一个位置时，在柔性基层上制造一个或多个阻挡层，阻挡层包括允许蒸汽和/或气体分子传送的缺陷。在另一个方面，本专利技术提供了一种阻挡层堆体的组合物。该组合物包括:(i)具有允许气体和/或蒸汽穿过的缺陷的阻挡材料，该阻挡材料包括金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、金属碳氮化物和金属氧碳氮化物中的至少一个；以及(ii)包括聚合物材料的密封层，该聚合材料为丙烯酸酯、环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。该阻挡材料的浓度可介于大约1% (以重量计)和大约99% (以重量计)之间，该密封层的浓度可介于大约1% (以重量计)和大约99% (以重量计)之间。然而，当结合附图阅读时，可以由以下的具体实施例的描述中得到对本专利技术的构建和操作方法以及附加目的和优点的最好理解。【附图说明】图1示出了根据本专利技术的一个实施例的用于阻挡水分和其他不想要气体的阻挡层堆体的侧面截面图。图2示出了根据本专利技术的另一个实施例的用于阻挡水分和其他不想要气体的另一个阻挡层堆体的侧面截面图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的涂布机的俯视图，该涂布机用于辊对辊(roll-to-roll)制造创新的阻挡层堆体(如图1和图2的阻挡层堆体)。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的创新的当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个阻挡层堆体，包括：包括缺陷的阻挡材料；遮盖所述阻挡材料的缺陷的密封层；以及其中在所述阻挡层堆体处于运行状态时，所述密封层的存在可减少或防止蒸汽和/或气体分子通过所述阻挡材料的所述缺陷进行扩散。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：偌维·布拉萨德，
申请(专利权)人：维特里弗莱克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US