柔性多层封装材料和具有该封装材料的电子器件制造技术

本发明专利技术公开了一种活性保护对潮气和氧化剂敏感的物体的柔性多层封装材料，其包括能够结合潮气和氧化剂的至少一个活性聚合物阻隔层，和至少一个陶瓷阻隔层。活性聚合物阻隔层和陶瓷阻隔层的组合极大地增强了多层封装材料的阻隔能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性多层封装材料和具有该封装材料的电子器件 专利技术背景许多物体，例如食物、电子器件或者药物，对潮气和/或氧化剂非 常敏感。这些产品中有许多一旦暴露于水、氧化剂或者其它气体或液 体中就迅速劣化。这些产品经常用聚合物基板如聚合物箔片封装。这些箔片往往对水蒸气和对氧化剂表现出超过lg/(m2天)范围的渗透 率。这么高程度的渗透率对于用聚合物箔片封装的大多数产品是不能 接受的。聚合物基板封装的应用的一个主要领域是有机电致发光器件 (0LED) 。 0LED器件包括形成于基板上的功能叠层。该功能叠层包括 夹在两个导电层之间的至少一个或者多个有机功能层。这些导电层用 作电极(阴极和阳极)。当施加电压到这些电极时，电荷栽流子通过 这些电极注入到功能层中，并且这些电荷载流子经过复合，就发射出 可见光(电致发光)。0LED的这个功能叠层对于潮气和氧化剂非常敏 感，潮气和氧化剂能够引起例如电极金属的氧化或者有机功能层的劣 化。由于有机功能层的固有属性，柔性0LED器件能够以柔性基板如聚 合物基板为基础建立。对于0LED足够长的使用寿命来说，聚合物基 底的对水或者氧化剂的渗透率要求在10—6g/(m2天)之下。国际专利申请W0 01/81649 Al描述了一种环境敏感显示器件， 其是用由陶瓷阻隔层和聚合物层(参见图1 )组成的阻隔(barrier) 组件封闭的。由于聚合物层的高渗透率，这个阻隔叠层的阻隔能力主 要归功于陶瓷阻隔层。因此，陶瓷必须是高质量的，并且应该具有尽 可能少的针孔、晶界、遮蔽效应或者其它缺陷。这些缺陷能够为穿过 陶瓷层的渗透物提供一个连续的通道，并且因此导致陶瓷阻隔层作为 阻隔层的能力的降低。为了减少这个问题，对陶瓷阻隔层来说，其沉 积条件必须精确控制。为了增强陶瓷阻隔层的阻隔能力，往往必须要 将若干薄的陶瓷层沉积在彼此的顶上。这导致柔性阻隔层的制造复杂 且因此昂贵。
技术实现思路
因此，对于聚合物基板来说，需要提高的阻隔能力。本专利技术通过 提供如基本权利要求1所述的柔性多层封装材料来满足这些需要。本 专利技术有利的实施例和具有该封装材料的电子器件是另外的从属权利要 求的主题。本专利技术根据基本权利要求的主题是一种用于保护对潮气和氧化剂敏感的物体的柔性多层封装材料，包括至少一个活性聚合物阻隔层，其能够结合潮气和氧化剂，和 至少一个陶乾阻隔层。与常规的多层封装材料相比，本专利技术提供一种活性聚合物阻隔层， 其能够主动地结合并因此中和渗透物。这个结合能够通过例如对渗透 物的化学或者物理吸附而产生。因此，相比于不能结合渗透物的常规 的钝性聚合物层，该活性聚合物阻隔层表现出增强的阻隔能力。通过本专利技术的多层封装材料，物体能够与环境中封闭开来，该物 体可能是例如食物、药物或者敏感电子器件。优选的是，该活性聚合 物层化学地因此持久地结合潮气和氧化剂。由于活性聚合物阻隔层相比于钝性聚合物层具有增强的阻隔能 力，因此所需要的陶资阻隔层的阻隔能力能够减小例如5*10—5g/ (m2天) 到5*10-4g/(m2天)这样的数量级。此外，用于陶瓷阻隔层的沉积条件 不必像具有更高阻隔能力的陶瓷阻隔层那样严格地控制。因此对于陶更便宜。活性聚合物阻隔层优选从具有分散的环状糊精的聚合物基体，环 烯共聚物，和带有酐的聚合物基体及其它们的混合物中选择。环状糊精是a-D-葡萄糖的环状低聚物，通过某种酶例如环状糊精 糖基转移酶(cyclodextrin glucotransferases )的作用产生。环状 糊精包括六、七或者八个a-1，4-连接葡萄糖单体，已知如a-，p-,Y-环状糊精。该环状糊精分子彼此之间以专门的方式取向，使得在该环 状糊精的晶体点阵内形成连续通道。这些通道具有一定体积的大的中 空内部，并且因此能够结合渗透物例如气体分子。渗透物甚至能够以 共价方式与环状糊精分子结合，例如，通过原羟基在葡萄糖一半的六 一碳位置和二次羟基(secondary hydroxyl group)在分子的二一和三-碳位置。为了改变环状糊精的溶解性、相容性和热稳性，这些羟基 也能够用其它基团取代。也可以用羟基的取代基来将结合强度调整到 位于环状糊精和潜在渗透物的结合强度之间的一个值。因此，环状糊 精能够持久地中和，例如潮气或者氧化剂。环状糊精最好分散在聚合 物基体如聚丙烯中。环烯共聚物可以，例如，包括通过挤压混合的两种成分。 一种成 分可以，例如，是可氧化的聚合物，如聚(乙烯-甲基丙烯酸酯/环己烯基-甲基丙烯酸酯)(EMCM)。第二种成分可以例如包括光引发剂和 催化剂，例如过渡金属催化剂。两种成分可以形成所谓的氧化净化系 统，其能够在例如暴露于UV辐射时激活。这些聚合物的环烯基团然 后能够通过开环反应或者芳构化反应与例如氧气分子发生化学反应。在另一个实施例中，活性聚合物阻隔层还可以是带有酐的聚合物 基体。该酐最好是能够通过从各个自由酸中除去水而形成的碳酸肝， 因此，这些酐能够非常有效地结合潮气，例如水分子。用于酸酐的优 选例子是有机酸的酸酐如马来酸肝。酸秆最好易于与聚合物基体例如 聚苯乙烯共价。也可以使用环状糊精、环烯共聚物和酐的混合物，以 保证对于不同类型的氧化剂或者潮气有最佳阻隔性能。还可以使用液晶聚合物作为活性聚合物阻隔层。这些聚合物表现 出与液晶相同的性能，并且往往是通过芳族二羧酸和芳族二胺或者苯 盼的缩聚反应合成的。在本专利技术一个优选实施例中，陶瓷阻隔层从金属氮化物、金属氧 化物和金属氮氧化物中选择。这些金属氮化物、金属氧化物或者金属 氮氧化物中的金属成分最好从铝或者硅中选择。这些陶瓷阻隔层提供 了对气体或者液体渗透物的物理阻隔。除了这些材料，其它的陶瓷材 料(主要包括无机和非金属化合物或者元素)也能够使用。在本专利技术一个有利的实施例中，至少一个活性聚合物阻隔层和至 少一个陶瓷阻隔层是透明的。对于例如有机光学器件(如上述0LED), 透明、柔性、多层封装材料是优选的材料，因为这些材料对于0LED 发出的光是透明的。本专利技术的另外的目的是一个用于保护物体的容器，其包括本专利技术 的多层柔性封装材料。这个容器最好包括聚合物阻隔层和陶瓷阻隔层 的交替组件。交替的陶瓷阻隔层和聚合物阻隔层的组件表现出非常高的阻隔能力，并且例如恰好表现10—6g/ (m2天)达几千小时的渗透率。最好，该组件的陶瓷阻隔层之一对着容器的外面。这个陶资阻隔 层就可以防止大部分的潮气和氧化剂渗入容器的内部。尽管有一些分 子能够通过这个外侧的陶瓷阻隔层渗入，但是活性聚合物阻隔层也能 够将其吸收，该活性聚合物阻隔层优选对着容器的内部并且布置在陶 瓷阻隔层上。布置在l,厚的活性聚合物隔层上的具有10—/(mV天) 扩散率的陶瓷隔层能够达到在第 一渗入分子能够到达封装在本专利技术的 容器中的物体之前有10000小时。可以改变不同陶乾阻隔层和活性聚合物阻隔层的次序。例如，可以将第一和第二阻隔层相互重叠设置，第一陶瓷阻隔层面对容器的外 面，从容器的外面到该容器的内部，可以有活性聚合物阻隔层紧随这 两个陶瓷阻隔层，该活性聚合物阻隔层能够吸收通过这两个陶瓷阻隔 层而渗入的残留分子。两个陶资阻隔层的阻隔能力能够通过脱开第一 和第二陶瓷阻隔层的缺陷的联系而增强。例如通过改变这两个陶乾阻隔层的沉积期间的沉积参数和生长条本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于保护对潮气和氧化剂敏感的物体的柔性多层封装材料，包括：　　　　至少一个活性聚合物阻隔层，其能够结合潮气和氧化剂，和　　　　至少一个陶瓷阻隔层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-5-30 60/474,427;US 2004-4-2 10/816,7181. 用于保护对潮气和氧化剂敏感的物体的柔性多层封装材料，包括至少一个活性聚合物阻隔层，其能够结合潮气和氧化剂，和至少一个陶瓷阻隔层。2. 如权利要求1所述的封装材料，其中该活性聚合物阻隔层能够化学地结合潮气和氧化剂。3. 如权利要求1所述的封装材料，其中该活性聚合物阻隔层从下列材料中选择 具有分散的环状糊精的聚合物基体， 环烯共聚物，和 带有Sf的聚合物基体。4. 如权利要求1所述的封装材料，其中该陶瓷阻隔层从金属氮化物、金属氧化物和金属氮氧化物中 选择。5. 如权利要求3所述的封装材料，其中该陶资阻隔层从金属氮化物、金属氧化物和金属氮氧化物中 选择。6. 如权利要求4所述的封装材料， 其中该金属从Al和Si中选择。7. 如权利要求1所述的封装材料，其中该至少一个活性聚合物阻隔层和该至少一个陶乾阻隔层是透 明的。8. 如权利要求5所述的封装材料，其中该至少一个活性聚合物阻隔层和该至少一个陶瓷阻隔层是透 明的。9. 包括如权利要求1所述的封装材料的用于保护物体的容器， 其中该活性聚合物阻隔层和陶瓷阻隔层是整合到所述容器中的。10. 如权利要求9所述的容器，还包括由至少两个陶乾阻隔层和至少两个活性聚合物阻隔层组成的交替 组件。11. 如权利要求10所述的容器，其中该容器对着外部的表面由陶瓷阻隔层组成。12. 对潮气或者氧化剂敏感的有机电子器件，包括 柔性基板，位于该基板上的有机功能区域，包括活性元件， 封闭该有机功能区域的罩，和如权利要求1所述的柔性多层封装材料，用于保护该有机功能区13. 对潮气和氧化剂敏感的有机电子器件，包括 柔性基板，位于该基板上的有机功能区域，包括活性元件， 封闭该有机能够区域的罩，如权利要求3所述的柔性多层封装材料，用于保护该有机功能区14. 如权利要求13所述的有机电子器件，其中该柔性多层封装材料是布置在该功能区域和该基板之间的。15. 如权利要求12所述的有机电子器件， 其中该柔性多层封装材料布置在该功能区域和该基板之间。16. 如权利要求12所述的电子器件， 其中该罩包括柔性多层封装材料，其由以下组成 至少一个活性聚合物阻隔层，其能够结合潮气和氧化剂，和 至少一个陶瓷阻隔层。17. 如权利要求12所述的电子器件， 其中该罩包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：D亨泽勒，K霍伊泽，R佩措尔德，G维特曼，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]