一种生物可降解的柔性光电子器件用基板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机光电子技术领域，具体涉及一种生物可降解的柔性光电子器件用 基板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 柔性电子与柔性光电子技术是继微电子技术之后迅速发展的高科技含量产业，同 时也是电子信息产业发展的重要方向。具有超轻、可弯曲、可卷曲甚至可折叠，透明特性的 柔性电子产品，包括柔性液晶显示器、柔性有机电致发光显示器、柔性有机太阳能电池等已 经逐渐发展为最具前景的高科技产业，光电子信息领域的竞争正在世界范围展开。然而，此 领域仍然存在一些亟待解决的问题：1、柔性电子与柔性光电子设备所用常规的刚性基板不 能够满足人们对便携性，质轻性的要求；2、日益增多的柔性电子与柔性光电子产品由于其 不可降解性容易造成大量环境污染。因此，研宄可降解的柔性光电子器件用基板对扩宽柔 性光电子/电子技术的应用范围和环境保护具有非常重大的意义。
[0003] 另一方面，为了获得附着性良好的柔性有机光电子器件用基板，会采用机械抛光、 电化学抛光或沉积致密无机薄膜等常规的方法对柔性衬底进行处理以增加基板与有机膜 之间的亲和性和良好的机械强度再制作导电薄膜，这些方法需要特殊的设备且工艺难度较 大，提高了基板的生产成本。基板是柔性电子与柔性光电子器件的支撑部位，其物理、化学 特性在很大程度上决定了器件的适用范围。日常应用中常用的基板材质包括玻璃、石英、硅 和塑料。其中，玻璃基板、石英基板和硅基板具有质地硬、重量大、携带不方便、不可降解等 缺点，并且易碎，不具备柔性；而塑料基板虽然具有质地轻、柔性等特点，但大多数塑料的水 氧阻隔特性一般，而且不可降解或具有一定的毒性，机械强度一般，在大气环境中易氧化， 对自然生态环境造成很大程度的破坏。目前，研宄机构已经开始对生物可降解的基板进行 研宄，但是仍存在一些难题：1、生物可降解基板的柔韧性一般，很难直接应用于柔性光电子 器件中；2、生物可降解基板的水氧阻隔能力仍不够好，在器件运行过程当种水氧侵蚀会大 大降低器件寿命；3、生物可降解基板的表面平整度不够好，并且与导电层结合力差，导电层 易剥离；4、生物可降解基板的透光性不够高，影响器件的性能。综上所述，这些问题的存在， 极大程度上制约了柔性光电子器件领域的发展。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决上述技术问题，而提供一种生物可降解的柔性光电子器件用基板 及其制造方法，增加柔性衬底的柔韧性，提高基板的水氧阻隔能力，改善柔性衬底与导电层 的结合力，提高导电层的附着能力，改善了衬底表面的平整度和与导电层的亲和度，增加了 衬底的光透过能力；对衬底表面起到良好的平滑作用，同时改善基板的透光率，进而提高柔 性光电子器件的光电或电光转换效率。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
[0006] -种生物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，所述柔性衬底为掺有多硫醇型紫外敏感胶的虫胶，所述 多硫醇型紫外敏感胶的组分及质量比为：
[0007] 多硫醇一多烯体系 8CT89.5% 单官能团或多官能团丙烯酸 4.5~7% 光引发剂 1.5"7% 光敏剂和助剂 4.5~6%;
[0008] 其中光引发剂为乙酰苯衍生物，光敏剂为硫杂蒽醌或米蚩酮，助剂包括防静电剂、 阻燃剂和偶联剂。
[0009] 所述多硫醇一多烯体系为以下结构式的物质：
[0010]
[0011]
[0012] 所述偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基一 氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、y-氨丙基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷、聚氢甲基硅氧烷、聚 甲基甲氧基硅氧烷、y -甲基丙烯酸丙醋基三甲氧基硅烷、y -氨丙基三乙氧基硅烷、y -缩 水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、氨丙基倍半硅氧烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 长链烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、Y -氯丙基三乙氧基 硅烷、双-(Y -三乙氧基硅基丙基）、苯胺甲基三乙氧基硅烷、N-(氨乙基）-y -氨丙基三 甲氧基硅烷、N_ (0 -氨乙基）-y -氨丙基二乙氧基硅烷、N- 0 (氨乙基）-y -氨丙基甲基二 甲氧基硅烷、y-(2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲基硅 烧、Y_疏基丙基二甲氧基硅烷或Y _疏基丙基二乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0013] 所述多硫醇型紫外敏感胶在柔性衬底中所占的质量比为0. 5-5. 4%。
[0014] 所述柔性衬底厚度为10-900 ym,所述导电层的厚度不超过100nm。
[0015] 所述导电层的材料为石墨稀、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。
[0016] 金属单质纳米线为铁纳米线、铜纳米线、银纳米线、金纳米线、错纳米线、镍纳米 线、钴纳米线、锰纳米线、镉纳米线、铟纳米线、锡纳米线、钨纳米或铂纳米线中的一种或多 种。
[0017] 所述金属合金纳米线为铜铁合金纳米线、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、铟猛合金 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、铂锡合金纳米线或铂钨合金纳米线中的一种或多种。
[0018] 金属异质结纳米线为铜铁异质结纳米线、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、铂锡异质结纳米线或铂钨异质 结纳米线中的一种或多种。
[0019] 一种生物可降解的柔性光电子器件用基板的制造方法，包括以下步骤：
[0020] ①对表面粗糙度小于2nm的刚性基板进行清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
[0021] 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，所述虫胶中掺有多硫醇 型紫外敏感胶；
[0022] 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；
[0023] ④对步骤③得到的柔性衬底进行紫外光处理；
[0024] 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。
[0025] 进一步，在基板制作完成后再对基板进行降解特性、方阻、表面形貌、水氧透过率 和光透过率进行测试。
[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0027] (1)在虫胶中掺入适量的多硫醇型紫外敏感胶，通过紫外光处理后分子之间相互 交联，防止虫胶中树脂分子结晶，从而使光散射降低，提高了柔性衬底的透光率，从而对柔 性光电子器件性能有很大的提升。
[0028] (2)在虫胶中掺入适量的多硫醇型紫外敏感胶，通过紫外光处理后分子之间相互 交联，从而增加了虫胶的柔韧性。
[0029] (3)经紫外光处理后的掺有适量多硫醇型紫外敏感胶的虫胶，分子排列更加紧密， 有效地提高了水氧阻隔能力。
[0030] (4)有效地增加了导电层在柔性衬底上的结合力。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明的生物可降解的柔性光电子器件用基板的结构示意图；
[0032] 图中标记：1、导电层，2、柔性衬底。
【具体实施方式】
[0033]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。
[0034] 结合附图，本发明提供的生物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；所述柔性衬底为掺有多硫醇型紫外敏感胶的虫胶，所述多硫醇型紫外敏感胶的组分及 质量比为：
[0035] 多硫醇一多烯体系 8CT89.5% 单官能团或多官能团丙烯酸 4.5~7% 光引发剂 l.S~7% 光敏剂和助剂 4.5~6%;
[0036] 其中光引发剂为乙酰苯衍生物，光敏剂为硫杂蒽醌或米蚩酮，助剂包括防静电剂、 阻燃剂和偶联剂。
[0037] 所述多硫醇一多烯体系为以下结构式的物质：
[0038]
[0039]
[0040]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。
[0041]所述偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基一 氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、y-氨丙基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷、聚氢甲基硅氧烷、聚 甲基甲氧基硅氧烷、y -甲基丙烯酸丙醋基三甲氧基硅烷、y -氨丙基三乙氧基硅烷、y -缩 水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、氨丙基倍半硅氧烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 长链烷基三甲氧基硅