| 阻隔膜发展

在上世纪90年代年以来，阻隔膜刚开始开发重要是针对包装材料领域。其所使用的阻隔膜包括铝箔、高阻隔有机高聚物膜和涂布膜。

铝箔阻水氧率最好，但其柔韧性差、成本高，且不透明；高阻隔有机高聚物因透明性好，常温下阻隔性精良，可达到10－1，且柔韧性好，成本较低，目前尚仍广泛用于多种食品的包装，但其最大的瑕玷是高温湿下阻隔性明显降落，而且多层共挤包装难以回收，PVDC涂布膜也存在对环境的不友爱题目。

针对以上题目，很多公司纷纷开展了对无机氧化物类镀膜的研究，其中以三菱、凸版印刷和大日本印刷最领先，而且于2000-2002年之间推出了各自的市售产品。

此时期的无机氧化物镀膜多为12μm基材+单层无机阻隔层的结构，其阻隔性多在100～10－1，透明性好，对环境友爱，高温湿下阻隔性不降落，可以适用于必要高温蒸煮灭菌的包装材料，以及对耐候性有较高要求的太阳电池盒液晶表现等领域。但其也有镀膜较脆、不耐弯折、成本较高的缺陷。镀膜的设备重要有高频感应蒸镀（如三菱公司）、电子束蒸镀（如凸版印刷、东洋纺、尾池工业、加拿大ALCAN等）。

2005年左右，随着液晶表现领域的迅猛发展，对阻隔膜提出了新的要求，要求阻隔膜的水氧阻隔率达到10－2，掀起了又一轮研究的高潮。

为达到这一要求阻隔膜结构也发生了转变，多为50～100μmPET/有机层/无机阻隔层/有机层的结构。

因为所要求的阻隔性能的进步，原有的蒸镀设备已经难以知足开发的必要，因此加大了应用新型设备的研究，如大日本印刷等离子体加强化学气相沉积（PECVD）和溅射、柯尼卡PECVD、三井、日本合成化学、住友化学、三菱化学CAT-CVD法、富士CCP-CVD法。

随着越来越多的能产生高能粒子轰击的设备应用于无机阻隔层的生产，使得镀层能以更加紧密的方式形成于有机层外观，基材与阻隔层间的有机层又增长了一项新的功能—耐蚀刻性。

阻隔性的进步使得人们更加关注有机层的平坦化程度，因此有机层所用的材料也随之发生了响应的转变，采用了更多耐热性耐蚀刻性较好的成分，更多应用到热硬化树脂类型。此时期也已经出现多层无机阻隔层叠层结构的雏形。

2007年以后，阻隔膜的研究与柔性OLED行业密切相干，柔性OLED行业密封材料透水氧率要求达到10－4以下。

要实如今电子行业的应用，基材多数选择了耐热性更好，热膨胀系数更小的PEN，厚度多选择100μm。

涂层结构以多层为主，主体研究集中在膜层结构设计、有机层组成成分以及有机层成膜方式的选择上。Vitex、GE、3M等公司都已开发出本身独特的设备和产品，并在市场上销售。

在20时纪70年代末到80年代初期，GE公司制造了一种多层聚合物/铝结构的电容器，这种结构具有很平滑的外观，有些研究人员就意识到这种结构可以改善阻隔材料的性能，对此工艺赓续改动就有了Vitex公司的PML工艺。

这一工艺的关键之处在于首先在基材上通过闪蒸技术沉积液体单体膜（聚丙烯酸酯）。

由于这层膜是液体的，所以可以添补外观的缺陷，从而使得外观平滑、平坦，然后再UV固化成膜，如许可以使得外观的粗糙度小于1nm。然后再在平滑外观上反应溅射沉积阻隔材料。

如此有机膜和无机膜循环沉积几次，沉积几双（一双为一层有机层加一层无机层）所得的产品即可达到超高阻隔性能。产品结构的扫描电镜（SEM）截面图如下。

这种结构中的有机层可以使无机层的缺陷彼此不关联，如许通过一层的水氧就不能直接穿过整个结构。PML工艺既可以使用单独的阻隔基材（柔性基材），也可以制作成封装材料。

多层阻隔膜在卷对卷工艺上延续制成（无印刷），其宽度可最长可达1.5m，速度上限可达到3m/min。生产成本因工艺设计、大小、生产能力不同，Barix封装材料为0.05～0.10$/m2，柔性阻隔膜成本为5～50S|/m2（因基材和所需性能不同）。

在柔性基材上的阻隔产品使用钙法测试其透水量小于10－6g/m2。应用不同其层厚也不同，单层聚合物膜厚为0.25到几微米，单层无机层厚为20～100nm。

氧化铝层的沉积采用直流反应溅射，其工艺温度较低，平均温度为40℃，最高温度才80℃。产品的透明度在可见光范围内可达到90%。

Barix产品可直接替换玻璃盖板用于OLED表现器上。在2008年，三星SDI公司使用Barix产品创造了世界上最薄的表现器。

美国3M公司的多层阻隔膜结构与Vitex的相似，采用的也是真空卷对卷工艺。

在此工艺中采用化学气相沉积有机层，溅射沉积无机层。其产品的阻水率达到10－6g/m2。在2005年3M就与Add-Vision公司紧密合作，使PLED表现器的寿命超过了1000h。

*PECVD

美国GE公司采用装有平板电容耦合等离子体源的PECVD工艺沉积延续梯度结构的阻隔层。

延续梯度结构重要是指图中的有机无机层都是由硅化合物组成，包括硅烷、氮化硅或氮氧化硅。

*层压工艺

加拿大Alcan包装公司采用卷绕式EBPVD方式在9和12μm基材上沉积氧化硅/氧化铝镀膜产品，再通过层压工艺获得透水量＜0.01g/m2的阻隔产品。

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