[发明专利]一种多层结构高阻隔薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜的制备方法，特别涉及一种多层结构高阻隔薄膜的制备方法。

背景技术

液晶显示元件、有机太阳能电池、太阳能背板、有机电致发光元件等应用中，需要采用高阻隔性能的高阻隔膜，使其满足透水、透氧等性能的要求。为了实现这一目标公知的办法是：用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在塑料基材上沉积某种无机物镀层，再在无机物镀层上沉积另一层不同性质的无机物镀层，如此类推直至形成多层叠体。但是，这种方法存在如下缺点：沉积无机物镀层的时候，容易导致沉积的无机物镀层表面粗糙、不平坦、不密实，当沉积邻接的多层叠体结构无机物镀层时，沉积无机物镀层表面的粗糙度会随着镀层的递增而逐渐增大，结果越靠后沉积的无机镀层的粗糙度越大，容易出现针孔、裂缝等弊病，导致生产的无机物镀层阻隔性下降，最终导致高阻隔薄膜的质量会下降。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种多层结构高阻隔薄膜的制备方法，其工艺简单，设备投入低，得到的高阻隔膜表面平整，阻隔效果好。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种多层结构高阻隔薄膜的制备方法，它包括以下步骤：

a.在透明基材上用等离子体增强化学气相沉积法沉积一层无机镀层；

b.在1～80Pa真空状态下，利用具有刻蚀性能的气体放电形成等离子体对沉积的无机镀层进行刻蚀；

c.在上述被刻蚀的无机镀层表面用等离子体增强化学气相沉积法沉积一层无机镀层；

重复上述步骤，得到多层结构高阻隔薄膜。

上述多层结构高阻隔薄膜的制备方法，所述无机镀层可以是氧化物镀层、氮化物镀层或碳化物镀层。

上述多层结构高阻隔薄膜的制备方法，所述无机镀层的厚度为20～1000纳米。

上述多层结构高阻隔薄膜的制备方法，所述刻蚀厚度为5～80纳米，优选10～30纳米。

上述多层结构高阻隔薄膜的制备方法，所述氧化物镀层为氧化硅层、氢化氧氮化硅层。

上述多层结构高阻隔薄膜的制备方法，所述氮化物镀层为氮化钛层、氮化硅层、氮氧化硅层或氢化氮化硅层。

上述多层结构高阻隔薄膜的制备方法，所述碳化物镀层为碳化硅层、类金刚石层或氢碳化硅层。

上述多层结构高阻隔薄膜的制备方法，所述具有刻蚀性能的气体为氧气、氩气、氟气、氖气、氪气或氮气。

上述多层结构高阻隔薄膜的制备方法，所述透明基材是PET、PEN、PE、PA或PP。

与现有技术相比，本发明提供的方法通过对沉积的无机镀层进行真空刻蚀，使无机镀层表面凸起的岛状被刻蚀，达到平坦化，有效消除无机镀层表观不平整引起的问题；同时刻蚀过程中有少数的离子（比如氩离子）注入镀层中，使镀层原子的相对距离产生变化，而致原有的针眼变小、甚至消失，从而使得镀层分子间更密实，提高阻隔膜的阻隔效果，而且为下一次沉积得更好提供了前提条件，并且通过多次沉积和刻蚀，得到阻隔性能更好的高阻隔膜。本发明的多层结构高阻隔薄膜的制备方法，制备工艺简单、成本低，得到的高阻隔膜膜的表面平整，阻隔性能优良。

具体实施方式

等离子体增强化学气相沉积(Plasma-enhanced Chemical vapor deposition，简PECVD)是借助等离子体使含有薄膜组成原子的气态物质发生化学反应，而在基材上沉积薄膜的一种方法。等离子体增强化学气相沉积技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电(或另加发热体)使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜。PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要在高温下才能进行的CVD过程得以在低温实现。目前应用的PECVD装置虽然多种多样，但基本结构单元都大同小异。若按等离子体发生方法划分，可分为直流辉光放电、射频放电、微波放电等PECVD装置。