一种柔性光电器件的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及柔性电子器件领域，具体涉及一种柔性光电器件的制备方法。
【背景技术】
[0002] 有机电致发光二极管(英文全称为OrganicLight-EmittingDiodes,简称为 0LED)、有机太阳能电池(英文全称为OrganicPhotovoltaic,简称为0PV)、有机薄膜场效应 晶体管(英文全称为OrganicThinFilmTransistor,简称为0TFT)、有机光泵浦激光器(英 文全称为OrganicSemiconductorLasers,简称为0SL)等光电器件最具魅力的所在就是可 以实现柔性化，具体是将有电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)、聚矾醚（PES)、聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚酰亚胺（PI)、聚对苯二甲酸 乙二醇酯（PET)等，这些聚合物基板可以使得光电器件弯曲，并且可以卷成任意形状。
[0003] 因为聚合物基板存在硬度低、热膨胀系数高、耐高温性能差等特点，在受热或受力 的情况下易出现卷曲或剥落分离的现象，在器件的制备过程中会导致严重的缺陷；因此，不 能简单地将常规的以玻璃等刚性材料为基板的光电器件的制备方法简单移植到聚合物柔 性基板上。现有技术中一般通过先将聚合物基板固定在刚性基板上，如玻璃基板，以完成基 板的传送和各段工艺的制备，器件封装完毕后再将柔性基板连同器件从刚性基板上剥离， 最终形成柔性光电器件。
[0004] 中国专利CN102651331A公开了一种柔性电子器件的制备方法，具体为：先采用光 刻工艺制备基板托盘，即在刚性基板(如玻璃基板）上刻蚀出多个凹槽，形成凹槽区，凹槽 区的外围是平面状的边缘区；将柔性基板放置在基板托盘的上方，将附带柔性基板的基板 托盘放入腔室内做抽真空处理，并通过化学气相沉积或物理气相沉积在柔性基板上方沉积 固定层，固定层为导电层或绝缘层，固定层的外边缘覆盖延伸到柔性基板的外边界以外，由 此将柔性基板固定在基板托盘上；在柔性基板上进行电子器件的加工工艺；通过在固定层 上涂布光刻胶、进行预固化、曝光、显影，对显影区域进行刻蚀，刻蚀掉该区域上的固定层， 将柔性基板与基板托盘上其他区域的光刻胶剥离掉，柔性基板与基板托盘之间的真空被释 放，柔性基板与基板托盘分离。与现有技术中常用的在刚性基板与柔性基板之间设置牺牲 层，器件制备完成后再将牺牲层除去以达到柔性基板与刚性基板剥离的技术相比，上述制 备方法工艺更加简单。但是上述制备方法多次采用光刻技术，还存在工艺成本高的问题，而 且在器件与刚性基板剥离的过程中，易出现胶体污染等问题；承载基板上设置有凹槽，在真 空状态下就会破坏柔性基板表面的平整度，影响到后续器件制备过程以及器件的性能。
【发明内容】
[0005] 为此，本发明所要解决的现有技术中柔性光电器件的制备工艺中工艺成本高，基 板表面平整度低的问题，提供工艺简单、基板表面平整度高的柔性光电器件的制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0007] 本发明所述的一种柔性光电器件的制备方法，包括如下步骤：
[0008] S1、在玻璃载板上制备若干高粗糙区域和若干围绕所述高粗糙区域的低粗糙区 域，每一高粗糙区域和围绕所述高粗糙区域的低粗糙区域形成一器件制备单元区域；
[0009] S2、在所述器件制备单元区域上直接设置柔性聚合物基板，再置于腔室内进行高 温、高压处理；
[0010] S3、在所述高粗糙区域所对应的所述柔性聚合物基板表面进行光电器件的制备与 封装；
[0011] S4、将所述高粗糙区域中所述柔性聚合物基板与之所承载的所述光电器件进行裁 切，并将所述柔性聚合物基板与之所承载的所述光电器件从所述玻璃载板上剥离。
[0012] 步骤S4之后还包括如下步骤：
[0013] S5、在所述器件制备单元区域中存留的所述柔性聚合物基板上制备掩膜层，并通 过掩膜层对所述柔性聚合物基板进行灰化处理，在柔性聚合物基板上形成贯通通道；
[0014] S6、将步骤S5制得的部分存留所述柔性聚合物基板的所述玻璃载板置于含有H20 气体的腔室内进行加热处理，再将剩余所述柔性聚合物基板从所述玻璃载板上剥离。
[0015] 步骤S1中所述低粗糙区域的粗糙度为Ra〈0. 1，所述高粗糙区域的粗糙度为 0? 3〈Ra〈0. 5。
[0016] 步骤S2中所述高温、高压步骤中温度为200?250°C，压力为0? 3?0? 5MPa。
[0017] 步骤S2中所述高温、高压步骤的处理时间为30?90分钟。
[0018] 步骤S5中所述掩膜层为设置有微孔的金属遮蔽层。
[0019] 所述金属遮蔽层的厚度为0. 1?0. 5mm，所述微孔的孔径为40?100iim。
[0020] 步骤S6中所述加热步骤的加热温度为180?220°C。
[0021] 步骤S6中所述加热步骤的处理时间为20?60分钟。
[0022] 步骤S2中所述柔性聚合物基板直接放置或通过旋转涂布、化学气相沉积、真空蒸 镀的方法设置在所述玻璃载板上。
[0023] 步骤S2中优选将所述柔性聚合物基板直接放置在所述玻璃载板上。
[0024] 步骤S2中所述高温、高压步骤前还包括抽真空处理，真空度为1(T4?l(T2Pa。
[0025] 步骤S1中所述高粗糙区域和所述低粗糙区域通过酸法刻蚀工艺制备。
[0026] 步骤S3中所述光电器件的制备步骤之前，还包括在所述柔性聚合物基板上制备 包括至少2层阻隔单元层和至少1层平坦化单元层交替设置的水氧阻隔层，所述阻隔单 元层包括呈阵列分布的若干阻隔单元，所述平坦化单元层包括呈阵列分布的若干平坦化单 元，所述平坦化单元设置在相邻所述阻隔单元的间隙中并延伸至所述阻隔单元上。
[0027] 所述阻隔单元的材料相同或者不同，选自氧化铝、氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化 锆、氮氧化铝、氮氧化硅、非晶碳中的一种或多种的组合。
[0028] 所述平坦化单元的材料选自聚丙烯酸酯、聚对二甲苯、聚脲、聚对苯二甲酸乙二醇 酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
[0029] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0030] 1、本发明提供一种柔性光电器件的制备方法，其中，在玻璃载板中器件制备单元 区域上设置柔性聚合物基板，再置于腔室内进行高温、高压处理；高温、高压条件下，柔性聚 合物基板中聚合物分子能量加大，运动速度加快，逐渐挣脱聚合物分子间氢键的束缚，使得 氢键断开；而玻璃载板的表面具有大量的一Si-0H，根据勒沙特列原理，高温、高压下，聚合 物分子逐渐与玻璃表面的一OH形成氢键，使得柔性聚合物基板贴合于玻璃载板表面。在 所述器件制备单元区域上制备用于器件制备的高粗糙区域和用于柔性基板粘附的低粗糙 区域，所述低粗糙区域环绕所述高粗糙区域；低粗糙区域表面的一0H数量相对较多，柔性 聚合物基板和玻璃载板的附着性较好。而用于器件制备的区域设置成高粗糙区域，使得该 区域的玻璃载板与柔性聚合物基板的接触面积减少，从而降低了该区域柔性聚合物基板与 玻璃载板间氢键的数量，在不影响光电器件制备的情况下尽量减少柔性聚合物基板的附着 性，在器件的裁切工艺后可轻易将该区域的柔性聚合物基板与之所承载的光电器件从玻璃 载板上剥离出来，制备工艺简单。
[0031] 2、本发明提供一种柔性光电器件的制备方法，在柔性聚合物基板的固定过程中未 使用粘合剂、也未设置牺牲层，工艺步骤更加简单；基板裁切时未采用光刻工艺，无须进行 光刻胶的清除等步骤，步骤简单也不会出现胶体污染等问题，工艺成本低；而且，基板表面 平整度高，所述高粗糙区域的粗糙度Ra仅为〇. 3?0. 5,有利于后续光电器件的制备过程。
[0032] 3、本发明提供一种柔性光电器件的制备方法，其中，在所述器件制备单元区域存 留的柔性聚合物基板上制备掩膜层，并通过掩膜层对所述柔性聚合物基板进行灰化处理， 在柔性聚合物基板上形成贯通通道；再置于含有H20气体的腔室内进行加热处理，在此条件 下，所述贯通通道边缘的聚合物分子容易与H20分子形成氢键而逐渐取代与玻璃载板表面 的一0H间的氢键，使得剩余所述柔性聚合物基板可轻易从所述玻璃载板上剥离，玻璃载板 可以重复利用，而且工艺简单，易于实施。
[0033] 4、本发明提供一种柔性光电器件的制备方法，在柔性聚合物基板上还设置包括至 少2层阻隔单元层和至少1层平坦化单元层交替设置的水氧阻隔