专利名称：一种柔性电子器件的制备方法
技术领域：
本发明涉及显示器的制备方法，尤其涉及一种柔性电子器件的制备方法。
背景技术：
柔性显示装置是通过将其显示器件形成在柔性基板，进而实现在其被折叠或弯曲时也能正常显示信息，使得其在便携式电子设备等领域具有广泛的应用前景；其中，应用于柔性显示装置的显示器件包括:胆留相液晶LCD、电泳器件和有机发光器件(OLED)等。有机电致发光器件(OLED)主要由有机发光材料置于刻注入电子的阴极层和可注入空穴的阳极层构成，并通过在阴极层与阳极层之间施加适当极性的电压，以使得从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子结合而将能量释放为光，进而电致发光，即OLED是自发光，所以OLED不需要背光(Back-lighting)，从而使得OLED可以支撑轻、薄，且可挠性的显示器。现有技术中，通过将柔性基板、TFT背板和OLED组合在一起，以制备柔性的OLED器件，而制备OLED工艺中比较关键的技术是柔性基板和分离技术(De-bonding技术)。I)柔性基板相关技术:应用于柔性显示装置的柔性基板主要有:有机塑料基板(如PC、PET、PEN、PES或PI等)、有机材料和采用无机材料层压或采取其他方式制备而成的复合材料基板以及包含不锈钢或铝的金属基板等。目前，柔性背板的使用方式主要包括两种:①采用已经制备好的板材，然后使用粘结剂把板材粘结到如玻璃等硬质基 底上采用涂布有机聚合物前驱体(如聚酰亚胺酸前驱体)到硬质基底上。由于柔性背板需要在表面形貌、热稳定性、较低的热膨胀系数、可靠性等方面具有较佳的表现，特别是随着智能手机的兴起，其功能越来越多，而屏幕是用户主要互动接口，对品牌手机而言，高分辨率大尺寸面板已经成为相当重要的规格，即对柔性电子器件的要求越来越高。在柔性电子器件制备过程中，目前主要是通过掺杂无机粉体到有机材料前驱体中，以获得的最近热膨胀系数(CTE)为 20ppm/°C (SID2010, Jia-Ming Liu etc.，InvitedPaper:High Performance Organic-1norganic Hybrid Plastic Substrate for FlexibleDisplay and Electronics.),来控制改善的尺寸热稳定性；但是,这与常用的硬质衬底的热膨胀系数仍有较大差别(如玻璃的热膨胀系数约为3.39ppm/°C)，使得在柔性电子器件的制备过程中，会造成层间应力的产生，进而导致基板产生翘曲，后续会造成薄膜剥离、龟裂等问题，最终导致各种显示缺陷。同时，柔性基板对氧气或湿气的透气性是很重要的一个参数，如有机发光二极管非常容易受到氧气或湿气的影响，这就是因为由于氧气或湿气的渗透而降低有机发光二极管的性能和寿命的问题。传统工艺中，为了避免上述层间应力和/或透气性问题，韩国专利(登记号030042)公开了一种设有多个阻气层的有机电致发光器件的塑料基板，其中阻气层可以如韩国专利(公开号:2004-0111403)所公开由各种金属氧化物制程，或者如韩国专利(公开号:2003-0074783)所公开由有机-无机混合物制成。但是上述工艺都是单独制备阻气层，相应的会产品的成本和复杂度。2)分离技术:分离技术是指附着在硬质基底如玻璃上的柔性衬底制备所需的电子器件之后，然后把两者进行分离的技术，比如Philips开发的“EPLAR”和Seiko-Epson开发的“SUFTLA” 技术(US2008309867A1, Vida Kampstra, Process for fabricating a flexibleelectronic device of the screen type,including a plurality of thin-filmcomponents.)。由于上述分离技术是使用非晶硅作为牺牲层，并需要采用激光设备，会造成其成本较高。图1是本发明背景技术中ITRI公布的分离层胶材技术的结构示意图；如图1所不，ITRI 公开了一种分离层胶材(De-bonding layer)技术(SID2010, Cheng-Chung Leeetc,Invited Paper: A Novel Approach to Make Flexible Active Matrix Displays.),依次通过在硬质衬底玻璃11上贴上一层胶材12，且该胶材12与硬质衬底玻璃(glass) 11具有适中的粘结特性；然后涂布PI前驱体溶液上去，其涂布的面积要稍大于分离层的面积，随后进行PI固化形成PI膜13 ;继续在PI膜13上进行常规的TFT工艺，形成器件(如TFT)14 ;最后，沿着DBL层(胶材12)的边缘内侧切割PI膜13，因为PI膜13与胶材12之间具有较弱的粘结特性，在切割工艺完成后，能够较容易的从胶材12上将PI膜分离开来。虽然，上述分离技术较EPLAR和SUFTLA的分离方式更为简单，但由于PI膜13会在周边部分直接和硬质衬底11直接接触，其所产生的粘结力会造成TFT工艺过程中的对位失准现象。另外，为了解决透气性问题，上述分离技术还需要在PI膜13的上面制备一层阻气层(包括SiNx和混合层)，该阻气层虽然能一定程度上改善PI膜13的水/氧渗透的问题，但因PI膜与分离层(DBL即胶材12)层间粘结力强度不高，而且层间仍然存在热膨胀系数的差异，使得在后续的TFT工艺制程中，会造成应力产生的对位不准等现象，尤其是在较大尺寸的玻璃基板上(>G2代)采用该技术，上述问题会更严重，进而降低了产品的良率。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明揭示了一种柔性电子器件的制备方法，主要通过在胶材和PI膜之间增加具有一定表面粗糙度的无机膜，以有效改善在制备PI膜及后续的工艺时，塑料基板的尺寸稳定性和柔性衬底的水/氧阻隔特性，进而提高产品的良率和使用寿命。本发明的目的是通过下述技术方案实现的:一种柔性电子器件的制备方法，其中，包括以下步骤:于一硬质衬底上制备一分离层，且所述分离层部分覆盖所述硬质衬底的上表面；沉积无机膜覆盖所述分离层的侧壁及其上表面，且所述无机膜还覆盖暴露的所述硬质衬底的上表面；
涂布塑料基板的前驱体覆盖所述无机膜的侧壁及其上表面，且部分覆盖暴露的所述硬质衬底的上表面，固化后形成显示器件衬底；于所述显示器件衬底的上表面制备电子元件。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备所述无机膜。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，在小于200°C的温度条件下，采用以硅烷为主的混合气体，利用等离子体激发功率快速制备所述无机膜。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，所述无机膜的厚度小于300nm。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，所述无机膜的材质为非晶硅或氮化硅。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，所述分离层与所述硬质衬底之间的粘结力小于一预设值。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，所述无机膜的上表面是粗糙的。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，所述分离层为双面胶材。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，所述无机膜的上表面的表面粗糙度大于或等于Rz0.2 μ m且小于或等于Rz3 μ m。上述的柔性电子器件的制备方法，其中，所述硬质衬底的材质为玻璃。综上所述，本发明一种柔性电子器件的制备方法，通过在胶材和PI膜之间增加具有一定表面粗糙度的无机膜，以有效改善在制备PI膜及后续的工艺时，塑料基板的尺寸稳定性和柔性衬底的水/氧阻隔特性，进而提高产品的良率和使用寿命。
图1是本发明背景技术中ITRI公布的分离层胶材技术的结构示意图；图2-4为柔性电子器件的制备方法的工艺流程结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明:本发明一种柔性电子器件的制备方法，首先，在硬质衬底如玻璃等的上表面制备一分离层(如在玻璃衬底的上表面黏贴一双面胶材作为后续工艺的分离层)，且该分离层部分覆盖上述硬质衬底的上表面；其次，沉积无机膜(如采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备沉积材质为非晶硅或氮化硅薄膜的无机膜)覆盖分离层的侧壁及其上表面，且该无机膜还覆盖暴露的硬质衬底的上表面；最后，涂布塑料基板的前驱体覆盖上述无机膜的侧壁及其上表面，且部分覆盖暴露的硬质衬底的上表面，固化后形成显示器件衬底后，继续在该显示器件衬底的上表面制备电子元件。其中，无机膜的上表面的表面粗糙度大于或等于Rz0.2 μ m且小于或等于Rz3 μ m，且分离层与硬质衬底之间的粘结力小于一预设值。该预设值可为分离层与无机膜之间的粘结力，该预设值还可为无机膜与显示器件衬底之间的粘结力。图2-4为柔性电子器件的制备方法的工艺流程结构示意图；如图2-4所示，首先在硬质衬底21上制备一分离层22，使得分离层22覆盖部分硬质衬底21的上表面，其中该硬质衬底21可以为玻璃衬底等，该分离层22可以为双面胶材等。
然后，沉积无机膜23覆盖分离层22的侧壁及其上表面，该无机膜23可以为采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备材质为非晶硅(如氢化硅)或氮化硅等的无机薄膜，具体的:在小于200°C (如 200°c、190°c、18(rc、17(rc、15(rc或 120°C等)的温度条件下，采用以硅烷为主的混合气体，利用等离子体激发功率于分离层22的上表面快速制备无机膜23，该无机膜23覆盖分离层22的上表面及其侧壁，且还部分覆盖暴露的硬质衬底21的上表面；其中，无机膜23的厚度可以小于300nm，如lOOnm、150nm、200nm或300nm等。优选的，该无机膜23的上表面231为凹凸不平的表面，即该上表面231具有一定的粗糙程度，该无机膜23可以有效改善在制备PI膜及后续的工艺时，塑料基板的尺寸稳定性和柔性衬底的水/氧阻隔特性，进而提高产品的良率和使用寿命；其中，该无机膜23的表面粗糙度可以大于或等于Rz0.2 μ m且小于或等于Rz3 μ m (如Rz0.2 μ m、Rz0.24 μ m、Rz0.26 μ m、Rz0.28 μ m或Rz0.3 μ m等)，且判断上述表面粗糙度是以上表面231的微观不平度十点高度作为衡量标准。之后，涂布塑料基板的前驱体如PI溶液等，覆盖无机膜23的上表面231及其侧壁，同时也部分覆盖暴露的硬质衬底21的上表面，固化工艺后,形成显示器件衬底24。最后，在显示器件衬底24的上表面制备电子元件25如TFT等(该电子元件25不限于TFT)，并在电子元件25制备完成后，沿分离层22的内边缘(如沿箭头26所示位置)切下，由于分离层22与硬质衬底21的粘结力不强，可以轻易的将制备的电子器件(包括切割后剩余的显示器件衬底、剩余的无机膜和剩余的分离层)从硬质衬底21上分离开来，这样就完成带有显示衬底和无机薄膜的显示器件。其中，分离层22与硬质衬底21之间的粘结力小于某一预设值，该预设值可为分离层22与无机膜23之间的粘结力，该预设值还可为无机膜23与显示器件衬底24之间的粘结力，以保证该分离层22与硬质沉底21之间的粘结力在满足后续工艺正常进行的前提下，使得后续分离工艺(切割工艺后，剩余的分离层与硬质衬底21之间的分离工艺)能够顺利进行。由于，通过在胶材的上表面增加一层无机膜，且该无机膜的上表面还具有一定的表面粗糙度，这样就能有效的改善在其上采用涂布方式制备的PI等塑料基板及其在随后工艺过程中的尺寸稳定性，尤其是进行大尺寸柔性面板的生产时，其效果更加明显，同时在底部分离层(胶材)上面沉积的非晶硅或氮化硅等无机薄膜，还能有效改善柔性衬底的水/氧阻隔特性，进而提高OLED的使用寿命。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明实施例柔性电子器件的制备方法，通过在胶材和PI膜之间增加具有一定表面粗糙度的无机膜，以有效改善在制备PI膜及后续的工艺时，塑料基板的尺寸稳定性和柔性衬底的水/氧阻隔特性，进而提高产品的良率和使用寿命。通过说明和附图，给出了具体实施方式
的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
权利要求
1.一种柔性电子器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 于一硬质衬底上制备一分离层，且所述分离层部分覆盖所述硬质衬底的上表面； 沉积无机膜覆盖所述分离层的侧壁及其上表面，且所述无机膜还覆盖暴露的所述硬质衬底的上表面； 涂布塑料基板的前驱体覆盖所述无机膜的侧壁及其上表面，且部分覆盖暴露的所述硬质衬底的上表面，固化后形成显示器件衬底； 于所述显示器件衬底的上表面制备电子元件。
2.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备所述无机膜。
3.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，在小于200°C的温度条件下，采用以硅烷为主的混合气体，利用等离子体激发功率快速制备所述无机膜。
4.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，所述无机膜的厚度小于300nm。
5.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，所述无机膜的材质为非晶硅或氮化硅。
6.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，所述分离层与所述硬质衬底之间的粘结力小于一预设值。
7.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，所述无机膜的上表面是粗糖的。
8.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，所述分离层为双面胶材。
9.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，所述无机膜的上表面的表面粗糙度大于或等于Rz0.2 μ m且小于或等于Rz3 μ m。
10.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制备方法，其特征在于，所述硬质衬底的材质为玻璃。
全文摘要
本发明涉及显示器的制备方法，尤其涉及一种柔性电子器件的制备方法，主要通过在胶材和PI膜之间增加具有一定表面粗糙度的无机膜，以有效改善在制备PI膜及后续的工艺时，塑料基板的尺寸稳定性和柔性衬底的水/氧阻隔特性，进而提高产品的良率和使用寿命。
文档编号H01L21/77GK103151306SQ201310073718
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者张其国, 黄成沛, 黄初旺 申请人:上海和辉光电有限公司