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柔性器件缓冲层及其制备方法与柔性器件与流程

时间:2019-08-10 11:57:53

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柔性器件缓冲层及其制备方法与柔性器件与流程

本发明涉及柔性器件技术领域,特别涉及一种柔性器件缓冲层及其制备方法与柔性器件。

背景技术:

柔性器件的衬底大多采用聚酰亚胺(Polyimide,PI)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate,PEN),但是这种衬底有很多缺点,比如对氧气、水蒸气的阻隔性能差;不耐高温,使用温度低,只能在低温下制备后续薄膜,这不利于化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)以及等离子体增强化学气相沉积 (plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)等方法制备后续薄膜时原子的扩散、形核、生长,从而使得制备的后续薄膜电阻率大,可见光透过率低以及与衬底的结合力差。

针对这些问题,目前大多采用在衬底表面沉积缓冲层,通过缓冲层来提高气体阻隔性能,增强耐高温性,改善与后续薄膜的匹配性。现有的缓冲层主要分为两类:一类是无机材料缓冲层,如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、以及氧化铝(Al2O3)等;另一类是有机材料缓冲层,如聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 等。然而,这些缓冲层在实际应用中依然存在以下问题:

(1)有机材料缓冲层,如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等,对氧气、水蒸气的阻隔性能差,氧气、水蒸气容易透过缓冲层对柔性器件产生严重破坏,并且不耐高温,使用温度低,由此会导致所制备后续薄膜的电阻率大,可见光透过率低以及与衬底的结合力差;

(2)无机材料缓冲层,如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、以及氧化铝(Al2O3)等,杨氏模量大,在柔性显示中不利于多次弯折。

技术实现要素:

本发明的主要目的是提供一种具有高气体和水汽阻隔性、耐高温并且低杨氏模量的柔性器件缓冲膜。

为实现上述目的,本发明提出的柔性器件缓冲层,包括乙烯-乙烯醇共聚物膜层和无机层,所述无机层设于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面。

进一步地,所述的柔性器件缓冲层,所述无机层包括含硅无机物和含铝无机物中的一种或两种。

进一步地,所述的柔性器件缓冲层,所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层的厚度为1μm到10μm;

且/或,所述无机层的厚度为20nm到100nm。

本发明还提出一种柔性器件缓冲层的制备方法,包括以下步骤:

制备乙烯-乙烯醇共聚物膜层,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层;

在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面制备无机层。

进一步地,所述的柔性器件缓冲层的制备方法,“在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面制备无机层”的步骤包括:

将所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层放入原子层沉积设备的反应室内;

将第一前驱体和第二前驱体以脉冲的方式交替地通入所述反应室并沉积在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面,以使所述第一前驱体和所述第二前驱体在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面反应生成无机层。

进一步地,所述的柔性器件缓冲层的制备方法,所述第一前驱体包括硅源前驱体和铝源前驱体中的一种或两种;

且/或,所述第二前驱体包括氧源前驱体和氮源前驱体中的一种或两种。

进一步地,所述的柔性器件缓冲层的制备方法,所述第一前驱体包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷、四甲基硅烷、三甲基铝、三叔丁基铝中的一种或多种。

进一步地,所述的柔性器件缓冲层的制备方法,“制备乙烯-乙烯醇共聚物膜层,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层”的步骤包括:

将乙烯-醋酸乙烯共聚物置于碱性条件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物;

将所述乙烯-乙烯醇共聚物进行涂布,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层。

进一步地,所述的柔性器件缓冲层的制备方法,“将乙烯-醋酸乙烯共聚物置于碱性条件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物”的步骤包括:

乙烯-醋酸乙烯共聚物置于第一碱性条件下,以进行第一次皂化,得到中间物;

将所述中间物置于第二碱性条件下,并升温以进行二次皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物,其中,所述第二碱性条件的碱性高于所述第一碱性条件的碱性。

本发明还提供一种柔性器件,包括衬底和所述的柔性器件缓冲层,所述柔性器件缓冲层设于所述衬底表面。

本发明的技术方案通过采用无机层设于乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面形成缓冲层,本发明所述缓冲层一方面利用乙烯-乙烯醇共聚物膜层低杨氏模量的特点,另一方面结合无机层的高气体和水汽阻隔性以及耐高温性,从而有效解决了单独的无机层或者单独的有机层作为缓冲层所存在的问题。本发明所述缓冲层不仅具有高气体和水汽阻隔性能,有效防止气体透过缓冲层对柔性器件产生严重破坏,而且耐高温,还具有良好的弯折性能,适用于柔性器件的生产制造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明柔性器件一实施例的结构示意图;

图2为图1中柔性器件的制造方法一实施例的流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。

需要强调的是,文中出现的“且/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“A 且/或B为例”,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合是不存在的,也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种柔性器件缓冲层。

在本发明实施例中,一种柔性器件缓冲层,包括乙烯-乙烯醇共聚物膜层和无机层,所述无机层设于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面。

本发明的技术方案通过采用无机层设于乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面形成缓冲层,本发明所述缓冲层一方面利用乙烯-乙烯醇共聚物膜层低杨氏模量的特点,另一方面结合无机层的高气体和水汽阻隔性以及耐高温性,从而有效解决了单独的无机层或者单独的有机层作为缓冲层所存在的问题。本发明所述缓冲层不仅具有高气体和水汽阻隔性能,有效防止气体透过缓冲层对柔性器件产生严重破坏,而且耐高温,还具有良好的弯折性能,适用于柔性器件的生产制造。

与其他有机层相比,本发明实施例采用乙烯-乙烯醇共聚物膜层作为有机层,乙烯-乙烯醇共聚物结合了乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔性,乙烯-乙烯醇共聚物膜不仅表现出高平整度,有利于无机层均匀沉积,而且对气体呈现出优异的阻断作用,进一步防止了氧气、水蒸气容易透过缓冲层对柔性器件产生严重破坏。并且,乙烯-乙烯醇共聚物膜还具有高的机械强度、表面硬度,耐磨性,耐候性,抗静电性,以及高光泽和低雾度,与无机层结合形成高性能的缓冲层,适用于柔性器件的生产制造。

进一步地,所述无机层包括含硅无机物和含铝无机物中的一种或两种。本发明实施例采用含硅无机物和含铝无机物中的一种或两种作为无机层,不仅具有良好的高气体和水汽阻隔性能,而且耐高温性能优异,还具有良好的绝缘性,有效地避免了柔性器件漏电的问题。当然,本发明所述含硅无机物包括硅氧化物和硅氮化物中的一种或两种;相应地,所述含铝无机物包括氧化铝和氮化铝中的一种或两种。甚至是,所述无机层还可以为硅铝氧化物或者硅铝氮化物。

再进一步地,所述硅氧化物的化学组成为SiOx,其中1≤X≤2。更进一步地,所述硅氧化物为二氧化硅(SiO2)。二氧化硅(SiO2)不仅具有良好的高气体和水汽阻隔性能,而且耐高温性能优异,绝缘性能好,还具有稳定结构。同理,所述硅氮化物的化学组成为SiNx,其中1≤X<2。更进一步地,所述硅氧化物为氮化硅(Si3N4),氮化硅(Si3N4)是一种超硬物质,本身具有润滑性、耐磨损、并且高温时抗氧化,有利于后续薄膜层的制备。

进一步地,所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层的厚度为1μm到10μm;且/或,所述无机层的厚度为20nm到100nm。本发明实施例乙烯-乙烯醇共聚物膜层的厚度为1μm到10μm,通过控制乙烯-乙烯醇共聚物膜层的厚度,降低了缓冲层的杨氏模量,保证了缓冲层能够被多次弯折,有利于柔性器件的制造。另外,所述无机层的厚度为20nm到100nm,在保证缓冲层杨氏模量的前提下,使得所制备的缓冲层具有高气体和水汽阻隔性能以及耐高温性能。本发明实施例通过调节乙烯-乙烯醇共聚物膜层与无机层的厚度,使得所制备的缓冲层不仅具有高气体和水汽阻隔性能,能够被多次弯折,而且耐高温性能优异。

本发明还提出一种柔性器件缓冲层的制备方法,包括所述柔性器件缓冲层,所述柔性器件缓冲层参照上述实施例,由于柔性器件缓冲层采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。所述柔性器件缓冲层的制备方法包括以下步骤:制备乙烯-乙烯醇共聚物膜层,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层;在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面制备无机层。本发明实施例制备的柔性器件缓冲层不仅具有高气体和水汽阻隔性能,有效防止气体透过缓冲层对柔性器件产生严重破坏,而且耐高温,还具有良好的弯折性能,适用于柔性器件的生产制造。

进一步地,“在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面制备无机层”的步骤包括:将所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层放入原子层沉积设备的反应室内;将第一前驱体和第二前驱体以脉冲的方式交替地通入所述反应室并沉积在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面,以使所述第一前驱体和所述第二前驱体在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面反应生成无机层。

原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)方法是一种特殊的化学气相沉积方法,是通过将气相前驱体脉冲交替通入反应室并在沉积基体表面发生化学吸附反应形成薄膜的一种方法。本发明的技术方案通过采用原子层沉积方法将无机层沉积在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层上,一方面保证了沉积无机层厚度的均匀性和致密性,实现了无机层沉积厚度的可调,另一方面无机层采用高活性的前驱体作为反应源,能够在低温下进行沉积,避免了高温对乙烯- 乙烯醇共聚物膜层的破坏,保证了缓冲层的结构稳定性。本发明实施例通过第一前驱体和第二前驱体脉冲交替通入所述反应室,使得无机层的单原子层逐次沉积,一方面实现了单原子层的沉积,另一方面也保证了单原子层沉积的均匀性以及优异的一致性。并且,本发明实施例还可以通过调节脉冲交替的数次来实现无机层厚度的可调。

再进一步地,所述第一前驱体包括硅源前驱体和铝源前驱体中的一种或两种,所述第二前驱体包括氧源前驱体和氮源前驱体中的一种或两种。所述第一前驱体中的硅原子或者铝原子与第二前驱体中的氧原子或者氮原子结合生成单原子的无机层,反应活性高,反应速度快,第一前驱体和第二前驱体通过接触即可完成反应,提高了反应效率。

又进一步地,所述第一前驱体包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷、四甲基硅烷、三甲基铝、三叔丁基铝中的一种或多种。所述硅源前驱体包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷和四甲基硅烷;所述氮源前驱体包括三甲基铝和三叔丁基铝。根据沉积第一前驱体的不同,原子层沉积有两种不同的自限制机制,即化学吸附自限制和顺次反应自限制。与顺次反应自限制不同,化学吸附自限制沉积过程中,不需要活性前驱体物质,第一前驱体直接化学吸附在乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面,当第二前驱体通入所述反应室时,第二前驱体就会与已吸附的第一前驱体发生反应。本发明实施例所述第一前驱体不仅具有挥发性,通过加热容易形成蒸汽,而且具有较高的活化能,能够在乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面快速形成稳定的化学吸附,还热稳定性好。另外,当交替送入不同的第一前驱体时,将会得到不同的无机层。比如,第一前驱体交替通入硅源前驱体和铝源前驱体,第二前驱体为氧源前驱体,则能够形成硅铝氧化物的无机层。比如,第一前驱体交替通入硅源前驱体和铝源前驱体,第二前驱体为氮源前驱体,则能够形成硅铝氮化物的无机层。

更进一步地,所述氧源前驱体为水蒸气。当然,第二前驱体还可以采用臭氧和氧气中的一种或者两种。从经济和环保角度考虑,本发明实施例所述第二前驱体采用水蒸气。所述氮源前驱体可以为氨气。

具体来说,以氧化铝作为无机层为例,“在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面制备无机层”的步骤包括:将所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层放入原子层沉积设备的反应室内,三甲基铝形成蒸汽以脉冲形式送入所述反应室,经过第一次惰性气体吹扫后,水蒸气以脉冲形式送入所述反应室,水蒸气吸附到所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层的三甲基铝上,三甲基铝与水蒸气通过原子层反应生成氧化铝,经过再次惰性气体吹扫后再送入三甲基铝,如此重复交替脉冲循环 200次,氧化铝不断沉积在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层上形成氧化铝层。其中,所述原子层反应原理为:

2Al(CH3)3(g)+3H2O(g)→Al2O3(s)+6CH4(g);

本发明实施例采用三甲基铝作为第一前驱体,当然,第一前驱体还可以是三叔丁基铝等烷基铝,为了减少空间位阻对原子层反应的影响,保证原子层反应充分进行,本发明实施例采用三甲基铝作为第一前驱体。并且,在三甲基铝脉冲送入后,第一次惰性气体吹扫反应室,以便带出反应室内过量的三甲基铝(包括反应室内未吸附在乙烯-乙烯醇共聚物膜层上的三甲基铝),防止了三甲基铝在反应器中发生气相反应。反应后进行第二次惰性气体吹扫,有利于带出原子层反应的甲烷副产物,具有净化作用。当然,惰性气体包括氮气或氩气等惰性气体。不难看出,脉冲循环的次数可控,根据无机层的厚度控制脉冲循环的次数,从而实现了不同厚度无机层的沉积,达到了无机层厚度的可控调节。另外,本发明实施例三甲基铝脉冲时间为0.03s,三甲基铝停留时间为5s,第一次惰性气体吹扫时间为10s,水蒸气脉冲时间为0.02s,水蒸气停留时间为3s,第二次惰性气体吹扫时间为5s。本发明通过控制脉冲时间、停留时间以及吹扫时间,保证了三甲基铝蒸汽与水蒸气充分反应,避免了其他因素对反应的影响。

进一步地,“制备乙烯-乙烯醇共聚物膜层,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层”的步骤包括:将乙烯-醋酸乙烯共聚物置于碱性条件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物;将所述乙烯-乙烯醇共聚物进行涂布,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层。乙烯-醋酸乙烯共聚物的皂化方法分为两种类型,一种为非均相皂化,另一种为均相皂化。非均相皂化是将乙烯-醋酸乙烯共聚物放入在非良溶剂(如极性醇、水等)中,在保持乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂形态的前提下进行皂化反应,这种方法的优点是可以保持乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂原形,且皂化物的分离和干燥比较容易。均相皂化是先将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶于适当的良溶剂 (苯、甲苯、二甲苯等)中形成均相溶液,接着在碱性条件下与醇类进行皂化反应,最后加入乙烯-醋酸乙烯共聚物的非良溶剂(如极性醇、水等),使皂化物乙烯-乙烯醇共聚物析出。均相皂化的优点是反应速度快,乙烯-醋酸乙烯共聚物在短时间内就可高度皂化,能够制备出不同形态的乙烯-乙烯醇共聚物。

再进一步地,“将乙烯-醋酸乙烯共聚物置于碱性条件下,以皂化生成乙烯 -乙烯醇共聚物”的步骤包括:将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解后置于碱性条件下,以均相皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物。将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解后,乙烯- 醋酸乙烯共聚物发生均相皂化反应,保证了乙烯-醋酸乙烯共聚物被充分高度皂化,提高了皂化反应的均匀性,使得乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂表面和内部皂化度一致,同时也便于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层的涂布成型。

更进一步地,“将乙烯-醋酸乙烯共聚物置于碱性条件下,以皂化生成乙烯 -乙烯醇共聚物”的步骤包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物置于第一碱性条件下,以进行第一次皂化,得到中间物;将所述中间物置于第二碱性条件下,并升温以进行二次皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物,其中,所述第二碱性条件的碱性高于所述第一碱性条件的碱性。本发明实施例第一次皂化是将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解后加入到弱碱的醇溶液中,加热至30℃到80℃中进行第一次皂化,第一次皂化的皂化度最高可达98%。若需达到更高的皂化度,则要进行二次皂化,即将强碱溶液加入到上述皂化物中,升温至50℃到150℃的条件下并搅拌,这样可以得到皂化度高达99.5%以上的乙烯-乙烯醇共聚物。本发明实施例在一次皂化结束后加入以水为主体的强碱水溶液,强碱水溶液一方面作为反应液使得乙烯-醋酸乙烯共聚物进一步充分皂化,另一方面作为沉淀液使得皂化生成的乙烯-乙烯醇共聚物沉淀并粒子化,保证其在二次皂化过程中不会重新聚结成团,使得二次皂化反应均匀充分进行。另外,本发明通过增加乙烯-醋酸乙烯共聚物的皂化度,使得乙烯-醋酸乙烯共聚物被充分反应生成乙烯-乙烯醇共聚物,从而保证了乙烯-乙烯醇共聚物膜层的气体阻隔性能。

具体来说,“制备乙烯-乙烯醇共聚物膜层,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层”的步骤包括:首先,将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解于叔丁醇中;然后,加入醋酸盐的醇溶液,加热至30℃到80℃进行第一步皂化;接着,加入强碱的水溶液,并升温到50℃到100℃进行二次皂化;再将皂化物洗涤后溶解在叔丁醇中;最后,皂化物溶液旋涂在衬底表面,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层。

乙烯-醋酸乙烯共聚物的溶解液可以采用苯、甲苯或者二甲苯等。本发明实施例采用叔丁醇作为乙烯-醋酸乙烯共聚物的溶解液,一方面叔丁醇可以充分溶解乙烯-醋酸乙烯共聚物,另一方面叔丁醇毒性小,对环境和人体的危害小。当然,本发明中乙烯-醋酸乙烯共聚物的溶解液还可以考虑其他低极性的醇类。另外,本发明实施例采用醋酸盐作为弱碱进行第一步皂化,很显然,弱碱还可以包括氨水、氢氧化铝等。可以想到的是,醋酸盐包括醋酸钠和醋酸钾等,只要保证弱碱性条件即可。通过加入强碱的水溶液进行二次皂化,强碱的水溶液一方面作为反应液使得乙烯-醋酸乙烯共聚物进一步充分皂化,另一方面作为沉淀液使得皂化生成的乙烯-乙烯醇共聚物沉淀并粒子化,保证其在二次皂化过程中不会重新聚结成团,使得二次皂化反应均匀充分进行。在本发明实施例中所述强碱包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡等。二次皂化的产物为乳液状,乳液状的产物经过高极性溶剂(如甲醇、乙醇等)洗涤,分液除去高极性杂质,保证了所述乙烯-乙烯醇共聚物产物的纯度,为乙烯- 乙烯醇共聚物成膜提供了保障。洗涤后的乙烯-乙烯醇共聚物中加入良溶剂(如叔丁醇),通过良溶剂溶解乙烯-乙烯醇共聚物并旋涂在衬底的表面形成乙烯- 乙烯醇共聚物膜层,确保了乙烯-乙烯醇共聚物膜层的平整度,有利于无机层的均匀沉积。

本发明还提出一种柔性器件,如图1所示,包括所述柔性器件缓冲层和所述柔性器件缓冲层的制备方法,所述柔性器件缓冲层和所述柔性器件缓冲层的制备方法参照上述实施例,由于柔性器件采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。所述柔性器件,包括衬底和柔性器件缓冲层100,所述柔性器件缓冲层100包括乙烯-乙烯醇共聚物膜层110和无机层120,所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层110设于衬底200表面,所述无机层120设于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层110表面,所述无机层120表面设有薄膜层300,所述薄膜层 300包括有源层310和栅绝缘层330,所述有源层310设于所述无机层220表面,所述有源层310与所述栅绝缘层330之间设有源漏电极层320,所述源漏电极层320位于所述有源层310两端,所述栅绝缘层330表面设有栅电极层 340。本发明实施例通过在衬底200上设置乙烯-乙烯醇共聚物膜层110,再在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层110设置无机层120,不仅通过乙烯-乙烯醇共聚物膜层降低了杨氏模量,增强了对气体和水汽的阻隔性能,有效防止气体透过缓冲层对柔性器件产生严重破坏,而且无机层耐高温,能够适应于化学气相沉积、物理气相沉积以及等离子体增强化学气相沉积等方法制备薄膜层时原子的扩散、形核、生长,保证了薄膜层的电阻率、透过率以及与衬底的结合力。

本发明还提出一种柔性器件的制造方法,如图2所示,包括以下步骤: S1,在衬底上涂布乙烯-乙烯醇共聚物,形成乙烯-乙烯醇共聚物膜层;S2,采用原子层沉积方法在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层上沉积无机层;S3,通过溅射方法在所述无机层上依次溅射有源层和源漏电极层并图案化处理;S4,采用原子层沉积方法或化学气相沉积方法在所述有源层和源漏电极层上沉积栅绝缘层并图案化处理;S5,在所述栅绝缘层上沉积栅电极层,形成所述柔性器件。本发明实施例的柔性器件增强了对气体和水汽的阻隔性能,防止了气体透过缓冲层对柔性器件产生严重破坏。

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。应当理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)乙烯-乙烯醇共聚物膜层的制备

首先,将乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解于叔丁醇中;然后,加入醋酸盐的醇溶液,加热至30℃到80℃进行初步皂化;接着,加入强碱的水溶液,并升温到50℃到100℃进行二次皂化;再将皂化物通过乙醇洗涤后溶解在叔丁醇中;最后,将皂化物溶液旋涂在衬底的表面,形成乙烯-乙烯醇共聚物膜层,乙烯- 乙烯醇共聚物膜层的厚度为1μm到10μm。

(2)无机层的沉积

将所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层放入原子层沉积设备的反应室内,三甲基铝形成蒸汽以脉冲形式送入所述反应室,三甲基铝的脉冲时间为0.03s,三甲基铝停留时间为5s,经过氩气吹扫后,氩气吹扫时间为10s,水蒸气以脉冲形式送入所述反应室,水蒸气的脉冲时间为0.02s,水蒸气的停留时间为3s,水蒸气吸附到所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层的三甲基铝上,同时三甲基铝水解生成氧化铝,经过第二次氩气吹扫后再送入三甲基铝,第二次氩气吹扫时间为 5s,如此重复交替脉冲循环200次,氧化铝不断沉积在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层上,氧化铝层的厚度为20nm到100nm。

与现有技术相比,本发明实施例所制备的柔性器件缓冲膜,不仅对氧气、水蒸气的阻隔性好,可见光透过率高,与衬底的结合力好,而且杨氏模量小,能多次弯折,耐高温,改善了与后续沉积薄膜的匹配性,有利于制备后续沉积薄膜时原子的扩散、形核、生长,保证了后续沉积薄膜的低电阻率。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征:

1.一种柔性器件缓冲层,其特征在于,包括乙烯-乙烯醇共聚物膜层和无机层,所述无机层设于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面。

2.如权利要求1所述的柔性器件缓冲层,其特征在于,所述无机层包括含硅无机物和含铝无机物中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的柔性器件缓冲层,其特征在于,所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层的厚度为1μm到10μm;

且/或,所述无机层的厚度为20nm到100nm。

4.一种柔性器件缓冲层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

制备乙烯-乙烯醇共聚物膜层,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层;

在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面制备无机层。

5.如权利要求4所述的柔性器件缓冲层的制备方法,其特征在于,“在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面制备无机层”的步骤包括:

将所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层放入原子层沉积设备的反应室内;

将第一前驱体和第二前驱体以脉冲的方式交替地通入所述反应室并沉积在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面,以使所述第一前驱体和所述第二前驱体在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜层表面反应生成无机层。

6.如权利要求5所述的柔性器件缓冲层的制备方法,其特征在于,所述第一前驱体包括硅源前驱体和铝源前驱体中的一种或两种;

且/或,所述第二前驱体包括氧源前驱体和氮源前驱体中的一种或两种。

7.如权利要求6所述的柔性器件缓冲层的制备方法,其特征在于,所述第一前驱体包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷、四甲基硅烷、三甲基铝、三叔丁基铝中的一种或多种。

8.如权利要求4所述的柔性器件缓冲层的制备方法,其特征在于,“制备乙烯-乙烯醇共聚物膜层,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层”的步骤包括:

将乙烯-醋酸乙烯共聚物置于碱性条件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物;

将所述乙烯-乙烯醇共聚物进行涂布,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜层。

9.如权利要求8所述的柔性器件缓冲层的制备方法,其特征在于,“将乙烯-醋酸乙烯共聚物置于碱性条件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物”的步骤包括:

乙烯-醋酸乙烯共聚物置于第一碱性条件下,以进行第一次皂化,得到中间物;

将所述中间物置于第二碱性条件下,并升温以进行二次皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物,其中,所述第二碱性条件的碱性高于所述第一碱性条件的碱性。

10.一种柔性器件,其特征在于,包括衬底和权利要求1至9中任一项所述的柔性器件缓冲层,所述柔性器件缓冲层设于所述衬底表面。

技术总结

本发明公开一种柔性器件缓冲层及其制备方法与柔性器件,其中,所述柔性器件缓冲层,包括乙烯‑乙烯醇共聚物膜层和无机层,所述无机层设于所述乙烯‑乙烯醇共聚物膜层表面。本发明所述缓冲层一方面利用乙烯‑乙烯醇共聚物膜层低杨氏模量的特点,另一方面结合无机层的高气体和水汽阻隔性以及耐高温性,从而有效解决了单独的无机层或者单独的有机层作为缓冲层所存在的问题。本发明所述缓冲层不仅具有高气体和水汽阻隔性能,有效防止气体透过缓冲层对柔性器件产生严重破坏,而且耐高温,还具有良好的弯折性能,适用于柔性器件的生产制造。

技术研发人员:夏玉明;卓恩宗

受保护的技术使用者:惠科股份有限公司;滁州惠科光电科技有限公司

技术研发日:.06.11

技术公布日:.10.11

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