一種柔性光電器件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及柔性電子器件領(lǐng)域，具體涉及一種柔性光電器件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)電致發(fā)光二極管(英文全稱為OrganicLight-EmittingDiodes,簡(jiǎn)稱為 0LED)、有機(jī)太陽能電池(英文全稱為OrganicPhotovoltaic,簡(jiǎn)稱為0PV)、有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng) 晶體管(英文全稱為OrganicThinFilmTransistor,簡(jiǎn)稱為0TFT)、有機(jī)光泵浦激光器(英 文全稱為OrganicSemiconductorLasers,簡(jiǎn)稱為0SL)等光電器件最具魅力的所在就是可 以實(shí)現(xiàn)柔性化，具體是將有電器件制作在柔性聚合物基板上，如聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)、 聚苯乙烯（PS)、聚礬醚（PES)、聚對(duì)萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚酰亞胺（PI)、聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯（PET)等，這些聚合物基板可以使得光電器件彎曲，并且可以卷成任意形狀。
[0003] 因?yàn)榫酆衔锘宕嬖谟捕鹊?、熱膨脹系?shù)高、耐高溫性能差等特點(diǎn)，在受熱或受力 的情況下易出現(xiàn)卷曲或剝落分離的現(xiàn)象，在器件的制備過程中會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的缺陷；因此，不 能簡(jiǎn)單地將常規(guī)的以玻璃等剛性材料為基板的光電器件的制備方法簡(jiǎn)單移植到聚合物柔 性基板上。現(xiàn)有技術(shù)中一般通過先將聚合物基板固定在剛性基板上，如玻璃基板，以完成基 板的傳送和各段工藝的制備，器件封裝完畢后再將柔性基板連同器件從剛性基板上剝離， 最終形成柔性光電器件。
[0004] 中國(guó)專利CN102651331A公開了一種柔性電子器件的制備方法，具體為：先采用光 刻工藝制備基板托盤，即在剛性基板(如玻璃基板）上刻蝕出多個(gè)凹槽，形成凹槽區(qū)，凹槽 區(qū)的外圍是平面狀的邊緣區(qū)；將柔性基板放置在基板托盤的上方，將附帶柔性基板的基板 托盤放入腔室內(nèi)做抽真空處理，并通過化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積在柔性基板上方沉積 固定層，固定層為導(dǎo)電層或絕緣層，固定層的外邊緣覆蓋延伸到柔性基板的外邊界以外，由 此將柔性基板固定在基板托盤上；在柔性基板上進(jìn)行電子器件的加工工藝；通過在固定層 上涂布光刻膠、進(jìn)行預(yù)固化、曝光、顯影，對(duì)顯影區(qū)域進(jìn)行刻蝕，刻蝕掉該區(qū)域上的固定層， 將柔性基板與基板托盤上其他區(qū)域的光刻膠剝離掉，柔性基板與基板托盤之間的真空被釋 放，柔性基板與基板托盤分離。與現(xiàn)有技術(shù)中常用的在剛性基板與柔性基板之間設(shè)置犧牲 層，器件制備完成后再將犧牲層除去以達(dá)到柔性基板與剛性基板剝離的技術(shù)相比，上述制 備方法工藝更加簡(jiǎn)單。但是上述制備方法多次采用光刻技術(shù)，還存在工藝成本高的問題，而 且在器件與剛性基板剝離的過程中，易出現(xiàn)膠體污染等問題；承載基板上設(shè)置有凹槽，在真 空狀態(tài)下就會(huì)破壞柔性基板表面的平整度，影響到后續(xù)器件制備過程以及器件的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為此，本發(fā)明所要解決的現(xiàn)有技術(shù)中柔性光電器件的制備工藝中工藝成本高，基 板表面平整度低的問題，提供工藝簡(jiǎn)單、基板表面平整度高的柔性光電器件的制備方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 本發(fā)明所述的一種柔性光電器件的制備方法，包括如下步驟：
[0008] S1、在玻璃載板上制備若干高粗糙區(qū)域和若干圍繞所述高粗糙區(qū)域的低粗糙區(qū) 域，每一高粗糙區(qū)域和圍繞所述高粗糙區(qū)域的低粗糙區(qū)域形成一器件制備單元區(qū)域；
[0009] S2、在所述器件制備單元區(qū)域上直接設(shè)置柔性聚合物基板，再置于腔室內(nèi)進(jìn)行高 溫、高壓處理；
[0010] S3、在所述高粗糙區(qū)域所對(duì)應(yīng)的所述柔性聚合物基板表面進(jìn)行光電器件的制備與 封裝；
[0011] S4、將所述高粗糙區(qū)域中所述柔性聚合物基板與之所承載的所述光電器件進(jìn)行裁 切，并將所述柔性聚合物基板與之所承載的所述光電器件從所述玻璃載板上剝離。
[0012] 步驟S4之后還包括如下步驟：
[0013] S5、在所述器件制備單元區(qū)域中存留的所述柔性聚合物基板上制備掩膜層，并通 過掩膜層對(duì)所述柔性聚合物基板進(jìn)行灰化處理，在柔性聚合物基板上形成貫通通道；
[0014] S6、將步驟S5制得的部分存留所述柔性聚合物基板的所述玻璃載板置于含有H20 氣體的腔室內(nèi)進(jìn)行加熱處理，再將剩余所述柔性聚合物基板從所述玻璃載板上剝離。
[0015] 步驟S1中所述低粗糙區(qū)域的粗糙度為Ra〈0. 1，所述高粗糙區(qū)域的粗糙度為 0? 3〈Ra〈0. 5。
[0016] 步驟S2中所述高溫、高壓步驟中溫度為200?250°C，壓力為0? 3?0? 5MPa。
[0017] 步驟S2中所述高溫、高壓步驟的處理時(shí)間為30?90分鐘。
[0018] 步驟S5中所述掩膜層為設(shè)置有微孔的金屬遮蔽層。
[0019] 所述金屬遮蔽層的厚度為0. 1?0. 5mm，所述微孔的孔徑為40?100iim。
[0020] 步驟S6中所述加熱步驟的加熱溫度為180?220°C。
[0021] 步驟S6中所述加熱步驟的處理時(shí)間為20?60分鐘。
[0022] 步驟S2中所述柔性聚合物基板直接放置或通過旋轉(zhuǎn)涂布、化學(xué)氣相沉積、真空蒸 鍍的方法設(shè)置在所述玻璃載板上。
[0023] 步驟S2中優(yōu)選將所述柔性聚合物基板直接放置在所述玻璃載板上。
[0024] 步驟S2中所述高溫、高壓步驟前還包括抽真空處理，真空度為1(T4?l(T2Pa。
[0025] 步驟S1中所述高粗糙區(qū)域和所述低粗糙區(qū)域通過酸法刻蝕工藝制備。
[0026] 步驟S3中所述光電器件的制備步驟之前，還包括在所述柔性聚合物基板上制備 包括至少2層阻隔單元層和至少1層平坦化單元層交替設(shè)置的水氧阻隔層，所述阻隔單 元層包括呈陣列分布的若干阻隔單元，所述平坦化單元層包括呈陣列分布的若干平坦化單 元，所述平坦化單元設(shè)置在相鄰所述阻隔單元的間隙中并延伸至所述阻隔單元上。
[0027] 所述阻隔單元的材料相同或者不同，選自氧化鋁、氧化硅、氮化硅、氧化鈦、氧化 鋯、氮氧化鋁、氮氧化硅、非晶碳中的一種或多種的組合。
[0028] 所述平坦化單元的材料選自聚丙烯酸酯、聚對(duì)二甲苯、聚脲、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯中的一種或多種的組合。
[0029] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0030] 1、本發(fā)明提供一種柔性光電器件的制備方法，其中，在玻璃載板中器件制備單元 區(qū)域上設(shè)置柔性聚合物基板，再置于腔室內(nèi)進(jìn)行高溫、高壓處理；高溫、高壓條件下，柔性聚 合物基板中聚合物分子能量加大，運(yùn)動(dòng)速度加快，逐漸掙脫聚合物分子間氫鍵的束縛，使得 氫鍵斷開；而玻璃載板的表面具有大量的一Si-0H，根據(jù)勒沙特列原理，高溫、高壓下，聚合 物分子逐漸與玻璃表面的一OH形成氫鍵，使得柔性聚合物基板貼合于玻璃載板表面。在 所述器件制備單元區(qū)域上制備用于器件制備的高粗糙區(qū)域和用于柔性基板粘附的低粗糙 區(qū)域，所述低粗糙區(qū)域環(huán)繞所述高粗糙區(qū)域；低粗糙區(qū)域表面的一0H數(shù)量相對(duì)較多，柔性 聚合物基板和玻璃載板的附著性較好。而用于器件制備的區(qū)域設(shè)置成高粗糙區(qū)域，使得該 區(qū)域的玻璃載板與柔性聚合物基板的接觸面積減少，從而降低了該區(qū)域柔性聚合物基板與 玻璃載板間氫鍵的數(shù)量，在不影響光電器件制備的情況下盡量減少柔性聚合物基板的附著 性，在器件的裁切工藝后可輕易將該區(qū)域的柔性聚合物基板與之所承載的光電器件從玻璃 載板上剝離出來，制備工藝簡(jiǎn)單。
[0031] 2、本發(fā)明提供一種柔性光電器件的制備方法，在柔性聚合物基板的固定過程中未 使用粘合劑、也未設(shè)置犧牲層，工藝步驟更加簡(jiǎn)單；基板裁切時(shí)未采用光刻工藝，無須進(jìn)行 光刻膠的清除等步驟，步驟簡(jiǎn)單也不會(huì)出現(xiàn)膠體污染等問題，工藝成本低；而且，基板表面 平整度高，所述高粗糙區(qū)域的粗糙度Ra僅為〇. 3?0. 5,有利于后續(xù)光電器件的制備過程。
[0032] 3、本發(fā)明提供一種柔性光電器件的制備方法，其中，在所述器件制備單元區(qū)域存 留的柔性聚合物基板上制備掩膜層，并通過掩膜層對(duì)所述柔性聚合物基板進(jìn)行灰化處理， 在柔性聚合物基板上形成貫通通道；再置于含有H20氣體的腔室內(nèi)進(jìn)行加熱處理，在此條件 下，所述貫通通道邊緣的聚合物分子容易與H20分子形成氫鍵而逐漸取代與玻璃載板表面 的一0H間的氫鍵，使得剩余所述柔性聚合物基板可輕易從所述玻璃載板上剝離，玻璃載板 可以重復(fù)利用，而且工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。
[0033] 4、本發(fā)明提供一種柔性光電器件的制備方法，在柔性聚合物基板上還設(shè)置包括至 少2層阻隔單元層和至少1層平坦化單元層交替設(shè)置的水氧阻隔