可降解的柔性光电子器件用基板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机光电子技术领域，具体涉及一种可降解的柔性光电子器件用基板 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 光电子技术是继微电子技术之后迅速发展的高科技含量的产业。随着光电子技术 的快速发展，太阳能电池、光影像感测器、电浆平面显示器、电致发光显示器、薄膜晶体管以 及液晶显示器面板等光电子产品，都逐渐发展成熟，它们大大改善了人类的生活。同时，光 电子信息技术在社会生活各个领域的广泛应用，也创造了日益增长的巨大市场。发达国家 都把光电信息产业作为重点发展的领域之一，光电子信息领域的竞争正在世界范围展开。
[0003] 有机材料在光电子器件中的广泛应用为光电子技术的发展起到了推波助澜的作 用。自1987年，美国柯达公司邓青云等人在总结前人的基础上发明了三明治结构超薄有机 电致发光器件后，有机光电子器件进入高速发展的时期。有机材料被广泛应用于光电探测、 太阳能电池、显示器件等领域。通过有机材料的应用，光电子器件的生产成本大幅度降低， 性能有了很大提尚。
[0004] 目前，有机光电子器件大都是制备在刚性衬底（如玻璃或硅片上）。他们虽具有优 良的器件性能，但抗震动、抗冲击的能力较弱，重量相对较重，携带不甚方便，在某些场合的 应用受到很大的限制。人们开始试图将有机光电子器件沉积在柔性衬底上而不是玻璃衬底 上。也许不久的将来，我们可以把计算机显示器卷入一只钢笔中随身携带；可以把太阳能电 池制作在可穿戴式手机和掌上电脑上，利用阳光为便携式设备供电；可以把柔性TFT制作 成无线射频识别标识技术的塑料标签，检测不同气体、溶液体系离子的含量。
[0005] 用柔性衬底代替刚性衬底的好处是产品更轻、不易破碎、所占空间小且更便于携 带。但是，尽管有这些优点，用柔性衬底代替刚性衬底还存在许多限制，柔性器件的制备仍 然有许多基础问题需要解决。例如，首先，由于与刚性衬底相比，柔性衬底的表面能低，所 以，相对要沉积的薄膜附着性较差，此外柔性衬底的表面平整性也远不及玻璃衬底。而且有 机光电子器件的电极材料在含氧的环境中极易被氧化，从而导致器件性能的下降；有机材 料对杂质、氧、水都非常敏感，很容易被污染从而降低器件效率。此外，大多数柔性衬底不 可降解或具有一定的毒性，因此，电子垃圾导致的生态环境污染也是存在于柔性光电子领 域的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明为了解决上述问题，而提供一种可降解的柔性光电子器件用基板及其制备 方法，显著提高导电层在柔性衬底上的附着力，平整柔性衬底表面，提高柔性基板的柔韧 性，增强柔性衬底的水氧阻隔能力，提高柔性衬底的光透过率。另外，柔性衬底具有生物可 降解特性，对环境无破坏。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
[0008] -种可降解的柔性光电子器件用基板，包括柔性衬底和导电层，所述导电层位于 柔性衬底的上方，其特征在于，所述柔性衬底为虫胶，所述虫胶中掺有质量比为〇. 3-6. 5% 的紫外敏感胶，所述紫外敏感胶由包括自由基型紫外敏感胶和阳离子型紫外敏感胶的混合 体系。
[0009] 所述自由基型紫外敏感胶的组分及质量比为：
[0010]
[0011] 所述阳离子型紫外敏感胶的组分及质量比为：
[0012] 阳离子单体 88-98%
[0013] 稀释剂 1.2-9%
[0014] 阳离子光引发剂0.8-4%。
[0015] 所述基础树脂为不饱和聚酯树脂、丙烯酸系树脂或多硫醇-多烯体系中的一种或 多种；所述单体为苯乙烯及其衍生物、单官能团或多官能团丙烯酸酯中的一种或多种；所 述光引发剂为安息香或者安息香衍生物，所述安息香衍生物为安息香甲醚、安息香乙醚、安 息香异丙醚或乙酰苯衍生物中的一种或多种；所述光敏剂为二苯甲酮、硫杂蒽醌或米蚩酮 中的一种或多种；所述助剂包括增塑剂、触变剂、填充剂、防静电剂、阻燃剂和偶联剂；所述 阳离子单体为环氧树脂、改性环氧树脂、含氟以及不含氟的混合树脂或者脂肪族或者双酚 D-型混合环氧树脂中的一种或者多种；所述稀释剂为活性环氧树脂稀释剂、环醚、环内酯 或乙烯基醚单体中的一种或者多种；所述阳离子光引发剂为二芳基碘鑰盐、三芳基碘鑰盐、 三芳基硫鑰盐或三芳基硒鑰盐中的一种或者多种。
[0016] 所述丙烯酸系树脂为聚酯-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯或 聚醚-丙烯酸酯中的一种或多种。
[0017] 所述多硫醇-多烯体系为下列结构式的物质：
[00181
[0019] 所述混合体系原料包括环氧树脂E-51，二芳基碘鑰盐和二异丙基噻唑酮。
[0020] 所述混合体系原料包括双酚A环氧树脂，硫鑰离子六氟磷酸盐和硫鑰离子六氟锑 酸盐，丁基缩水甘油醚，长碳链缩水甘油醚，羟基单体，二官能和三官能的聚己内酯多元醇。
[0021] 所述混合体系原料包括三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯，3,4_环氧环己基甲 基-3'，4' -环氧环己烷羧酸酯，a -羟基环己基苯酮，2, 2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，安息 香二甲醚和六氟磷酸二苯基碘鑰盐。
[0022] 所述混合体系原料包括2-乙二醇烯丙基醚，环氧丙烯酸树脂，二甲苯基碘鑰盐， 2, 2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和2-羟基-2-甲基苯丙酮。
[0023] 可降解的柔性光电子器件用基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
[0024] ①对表面粗糙度小于lnm的刚性基板进行清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
[0025] ②在刚性基板上采用辊涂、LB膜法、刮涂、旋涂、滴涂、喷涂、提拉法、流延法、浸涂、 喷墨打印、自组装或丝网印刷制备柔性衬底，所述柔性衬底为虫胶，所述虫胶中掺有紫外敏 感胶，所述紫外敏感胶为自由基型紫外敏感胶和阳离子型紫外敏感胶的混合体系；
[0026] ③在柔性衬底表面采用辊涂、LB膜法、滴涂、喷涂、提拉法、喷墨打印或丝网印刷法 制备导电层；
[0027] ④对步骤③得到的柔性衬底进行紫外光处理；
[0028] ⑤将步骤④中紫外光处理后的柔性衬底从刚性基板上剥离，形成柔性光电子器件 用基板。
[0029] 制备完成后，测试柔性光电子器件用基板的降解特性、方阻、表面形貌、水氧透过 率和光透过率。
[0030] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0031] (1)掺入紫外敏感胶的虫胶通过紫外处理后，虫胶中树脂分子结晶度降低，从而减 小了光的散射，提高了光透过率，进而提高器件的性能。
[0032] (2)在虫胶中掺入适量的紫外敏感胶，通过紫外光处理后分子之间相互交联，分子 排列更加致密，从而提高柔性衬底的机械强度，同时也增加了柔性基板的抗水氧能力。
[0033] (3)有效地增加了导电层在柔性衬底上的结合力。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明的可降解的柔性光电子器件用基板的结构示意图；
[0035] 图中标记：1、导电层，2、柔性衬底。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分 实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出 创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
[0037] 结合附图，本发明提供的可降解的柔性光电子器件用基板，包括柔性衬底2和导 电层1，导电层1位于柔性衬底2的上表面，柔性衬底2为导电层1的依托，柔性衬底2有一 定的弯折性能，有一定的防水汽和氧气渗透的能力，有良好的平整性，有良好的透光性。
[0038]本发明中导电层1要求具有良好的成膜性能，良好的导电性，通常采用石墨烯、 碳纳米管、金属单质纳米线、金属合金纳米线、金属异质结纳米线、氧化锌、氧化钛、氧化铟 锡或聚合物电极材料中的一种或多种。其中，金属单质纳米线包括铁纳米线、铜纳米线、 银纳米线、金纳米线、铝纳米线、镍纳米线、钴纳米线、锰纳米线、镉纳米线、铟纳米线、锡纳 米线、鹤纳米线和钼纳米线。金属合金纳米线包括铜铁合金纳米线、银铁合金纳米线、金 铁合金纳米线、铝铁合金纳米线、镍铁合金纳米线、钴铁合金纳米线、锰铁合金纳米线、镉 铁合金纳米线、铟铁合金纳米线、锡铁合金纳米线、钨铁合金纳米线、铂铁合金纳米线、银 铜合金纳米线、金铜合金纳米线、铝铜合金纳米线、镍铜合金纳米线、钴铜合金纳米线、锰 铜合金纳米线、镉铜合金纳米线、锡铜合金纳米线、钨铜合金纳米线、铂铜合金纳米线、金 银合金纳米线、铝银合金纳米线、镍银合金纳米线、钴银合金纳米线、锰银合金纳米线、镉银 合金纳米线、铟银合金纳米线、锡银合金纳米线、钨银合金纳米线、铂银合金纳米线、铝金合 金纳米线、镍金合金纳米线、钴金合金纳米线、猛金合金纳米线、镉金合金纳米线、铟金合金 纳米线、锡金合金纳米线、鹤金合金纳米线、钴镍合金纳米线、猛镍合金纳米线、镉镍合金纳 米线、铟镍合金纳米线、锡镍合金纳米线、鹤镍合金纳米线、钼镍合金纳米线、镉猛合金纳米 线、铟锰合金纳米线、锡锰合金纳米线、钨锰合金纳米线、铂锰合金纳米线、铟镉合金纳米 线、锡镉合金纳米线、钨镉合金纳米线、铂镉合金纳米线、锡铟合金纳米线、钨铟合金纳米 线、铂铟合金纳米线、钨锡合金纳米线、铂锡合金纳米线、铂钨合金纳米线。金属异质结纳米 线包括铜铁异质结纳米线、银铁异质结纳米线、金铁异质结纳米线、铝铁异质结纳米线、镍 铁异质结纳米线、钴铁异质结纳米线、锰铁异质结纳米线、镉铁异质结纳米线、铟铁异质结 纳米线、锡铁异质结纳米线、钨铁异质结纳米线、铂铁异质结纳米线、银铜异质结纳米线、金 铜异质结纳米线、铝铜异质结纳米线、镍铜异质结纳米线、钴铜异质结纳米线、锰铜异质结 纳米线、镉铜异质结纳米线、锡铜异质结纳米线、钨铜异质结纳米线、铂铜异质结纳米线、金 银异质结纳米线、铝银异质结纳米线、镍银异质结纳米线、钴银异质结纳米线、锰银异质结 纳米线、镉银异质结纳米线、铟银异质结纳米线、锡银异质结纳米线、钨银异质结纳米线、铂 银异质结纳米线、铝金异质结纳米线、镍金异质结纳米线、钴金异质结纳米线、锰金异质结 纳米线、镉金异质结纳米线、铟金异质结纳米线、锡金异质结纳米线、钨金异质结纳米线、钴 镍异质结纳米线、锰镍异质结纳米线、镉镍异质结纳米线、铟镍异质结纳米线、锡镍异质结 纳米线、钨镍异质结纳米线、铂镍异质结纳米线、镉锰异质结纳米线、铟锰异质结纳米线、锡 锰异质结纳米线、钨锰异质结纳米线、铂锰异质结纳米线、铟镉异质结纳米线、锡镉异质结 纳米线、钨镉异质结纳米线、铂镉异质结纳米线、锡铟异质结纳米线、钨铟异质结纳米线、铂 铟异质结纳米线、钨锡异质结纳米线、铂锡异质结纳米线、铂钨异质结纳米线。聚合物电极 材料包括聚（3, 4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）或3, 4-聚乙烯二氧噻吩。
[0039] 虫胶是一种天然树脂，具有独特的优良特性，被广泛应用于食品、医药、塑料、军 事、电气、橡胶、油墨、皮革、涂料、染料和粘合剂等行业。虫胶无毒，目前在医药工业中