一种改进高分子基底水阻隔性的方法技术

一种改进高分子基底水阻隔性的方法，其特征是用含氟丙烯酸或含氟丙烯酸酯聚合产生一层憎水的含氟聚合物膜层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种制备对水具有良好阻隔性的柔性衬底材料或封装及其相关方法的。这种材料及制备技术适用于柔性电子器件的衬底或封装。
技术介绍
随着信息技术的快速发展，微纳电子器件如有机场效应晶体管(FET)、有机/高分子电致发光二极管(OLED)、有机光伏电池、有机激光器、有机光导纤维、有机化学与生物传感器、有机纳米信息存储器等相继出现，并日益扮演着十分重要的角色。以显示技术为例，自从1987年美国柯达公司首先发表了用有机材料制作发光二极管、1990年英国剑桥大学报道了低电压下高分子电致发光的现象以来，OLED技术发展十分迅速。与液晶显示相比，这种全新的显示技术具有更薄更轻、主动发光(即不需要背光源)、广视角、高清晰、响应快速、能耗低、低温和抗震性能优异、潜在的低制造成本以及柔性和环保设计等信息显示和器件制造所要求的几乎所有优异特征，被认为是下一代显示技术。该类器件的制备一般是以覆有ITO膜的玻璃作为衬底，其中ITO膜作为电致发光器件的阳极，然后将有机/聚合物材料用旋涂或真空热蒸发等方法按照各种结构制作在ITO玻璃表面，再在其上蒸发一层低功函数金属如Mg、Mg:Ag、Ca、Li、Al等作为器件负电极，光从覆有ITO膜的玻璃衬底侧输出。玻璃基材最大的优势是可见光透过率高，对氧和水的阻隔能力强。但通常的玻璃基底很脆、不可弯曲，不能用来制备柔性器件。要实现大面积柔性显示，必须要用柔韧性好、且具有良好透光性材料代替玻璃作为衬底。如M.D.J.Auch等用超薄玻璃作为基材，试图制成具有一定形变能力的显示器件(M.D.J.Auch，O.K.Soo，G.Ewald et al.，Thin Solid Films，2002，(417)47-50)。但在柔性显示方面，人们尝试更多的是各种塑料，这是因为塑料薄膜具有很好的柔韧性、可变形、可卷曲，并且具有适当硬度和刚性，可以实现柔性器件的辊筒(Roll to Roll)印刷或喷墨打印。如A.J.Heeger等人1992年第一次专利技术了用塑料做为衬底制备显示器(Gustufsson G，Cao Y，Treacy GM，et al，Nature，1992，357(6378)477-479；Cao Y，Treacy GM，Smith p，et al.，Appl.Phys.Lett.，1992，60(22)2711-2713)，他们采用聚苯胺(PANI)或聚苯胺的混合物作为导电材料，通过溶液旋涂的方法在柔性透明衬底材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate，PET)上形成导电膜，并以此作为发光器件的电极制备高分子柔性显示器件。1997年，Princeton大学的Forrest等人(Gu G，Burrows PE，Venkatesh S，Forrest SR and Thompson ME，Optics Lett.，1997，22172-174；Gu G，Shen Z，Burrows PE，Forrest SR，Adv.Mat.，1997，9725-729)专利技术了用PET基于小分子磷光材料为发光层的柔性；Muguruma H等(Muguruma H，Matsumura K，Hott S，Materials Letters，2003，572688-2692)还用聚酰亚胺(PI)作为基材，在其上通过磁控溅射的方法沉积一层ITO薄膜作为阳极，以制备柔性器件；除最常用的PET、PI之外，Moosheimer U等人(Bichler Ch，Kerbstadt T，LangowskiH-C，Moosheimer U，Surface and Coatings Technology 1999，112373-378)还尝试用聚碳酸酯(PC)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)、透明聚氯乙烯(PVC)等作为基底材料。塑料尽管具有很好的韧性和透明性，但其具有一个致命的弱点，就是其对水和氧气的阻隔性能差。而OLED器件对氧气及水汽侵入特别敏感氧气是三线态淬灭剂，使发光量子效率显著下降；氧气对空穴传输层(一般为芳香胺类化合物)及发光层的氧化(生成羰基化合物)，使发光效率和器件寿命大大降低。水汽的影响更显而易见，其对电极材料、传输材料及发光材料的水解作用，将大大降低器件的寿命。特别是在OLED器件中，有机层厚度一般小于2000A，其发光极易被氧和水所猝灭；加之其阴极一般均采用非常活泼的Ca、Mg等金属，也极易被氧化和和水解。因而，作为衬底或封装材料，要求对水和氧气的阻隔性非常高。目前通常采用的改进方法是在塑料基底上沉积金属、陶瓷、类金刚石和疏水性聚合物，以提高其对氧、水的阻隔性。US2003062519提出了一种方法，在PET等柔性聚合物基底上沉积Al2O3，使得器件稳定性得以提高；通用电器公司的专利US6465953中，用化学气相沉积(PECVD)法在PET、PC、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和硅树脂等基底上制备SiO2和Si3N4的无机涂层，以达到阻隔水和氧气的目的；IBM的专利US5,952,778专利技术了一种在塑料基底上同时沉积无机物层和有机物层的方法，以提高对水和氧气的阻隔性共三层，第一层为蒸镀、磁控溅射等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等方法沉积的钝化金属如金、银、铝等薄膜，第二层沉积的是SiO、SiO2、Si3N4、GeO、ZrO等无机物薄膜，第三层为层压法制得的憎水聚合物层，如聚硅氧烷、聚四氟乙烯(PTFE)、支化聚烯烃(如PE，PP)。Motorola的专利US5,693,956中，用PVC，PI，聚烯烃，聚丙烯酸酯，含氟聚合物，聚砜等高分子作基底，采用同时沉积一层无机物、一层有机物的方法以提高其阻隔性。总之，这种在塑料基底上沉积无机有机多层膜的方法，日益受到人们的关注，其中无机物膜如类金属、类金刚石(DLC)、Al2O3、陶磁等通常通过等离子增强化学气相沉积法(PECVD)和磁控溅射技术制备；而有机膜通常用等离子体聚合、层压热合、表面接枝等方法制备。目前在憎水聚合物有机层制备方面，主要有二类一是通过用四氟化碳、四氟乙烯等的等离子体在基底上聚合形成；二是用光、等离子体等产生自由基引发丙烯酸或丙烯酸酯等可聚合单体在基底表面接枝。
技术实现思路
本专利技术的目的是获得。本专利技术提出一种在塑料基片上制备对水具有良好阻隔性的高分子层的方法。具体地，在塑料基片表面上通过接枝聚合的方法，用含氟化合物、特别是含氟丙烯酸或含氟丙烯酸酯产生一层憎水的含氟丙烯酸或丙烯酸酯聚合物膜层，从而提高对水的阻隔性。这种材料和改性方法可以用作制备柔性有机电致发光器件的基底或封装，实现提高器件稳定性和使用寿命的目的。作为基底的材料，可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、含硅聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、透明聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)聚乙烯醇(PVA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(Nylon)、醋酸纤维素(PT)等透明材料，或以它们为基础的改性材料，或它们之间及它们与其它材料的混合物等。作为基底的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维，冯嘉春，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：