一种快速制备有机电子元器件的方法与流程

文档序号:13074502阅读:455来源:国知局
本发明涉及有机电子元器件制造领域,具体地,其涉及有机薄膜晶体管、电容器制造领域,更具体地,其涉及薄膜晶体管、电容器等电子元器件中功能层的后处理工艺。
背景技术
:电子元器件包括电子元件和电子器件,其中电子元件本身不产生电子,对电压、电流无控制和变换作用,所以又称为无源器件,例如电阻器、电容器、电感器等;电子器件本身能产生电子,对电压、电流有控制、变换作用(检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制),所以又称为有源器件,例如晶体管、电子管、集成电路。电容器和晶体管是显示
技术领域
常用的两种电子元器件。电容器由两个彼此绝缘、相互靠近的导体与中间一层不导电的绝缘介质构成的储能元件,在电路中起到调谐、振荡、隔直、滤波、耦合、旁路的作用。晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,1947年,美国贝尔实验室由肖克莱、巴丁和布拉顿组成的研究小组,研制出了一种点接触型锗晶体管,从此开始了用相对小巧的、低功耗的电子器件来代替体积大、功耗大的电子管的研究热潮。1961年,美国无线电公司的保罗·魏玛研究组首次提出了薄膜晶体管的概念,其将半导体材料蒸镀在绝缘层上来构筑晶体管,这项技术的实现可以在一张邮票大小的基板上构筑数千个晶体管,大大提高了晶体管的集成度。目前,薄膜晶体管是平板显示的核心元件,薄膜晶体管液晶显示器是液晶显示器中重要的一员,广泛应用于电视机、笔记本电脑、监视器、手机等领域,因此晶体管的性能的提高、制备工艺的优化、生产效率的提高、成本的降低等方面均是该领域研究的热点。在薄膜晶体管制备工艺中,功能层沉积后一般需要进行热处理或退火。对金属电极层进行退火可提高金属层的结晶度,从而提高电极的导电性。对有机层进行热处理,可以消除有机层材料内应力及成型过程中造成的缺陷,提高材料的塑性和柔性。现有技术中对金属电极或有机层的热处理一般采用高温炉退火或快速热退火。采用高温炉退火需要数小时的升温、降温过程,工艺时间长,且不适用于柔性基底或玻璃基底的器件的制备;而采用快速热退火虽然瞬时温度也较高,但时间短,热源不会对柔性基底产生破坏,只是需要增加专门的退火设备,提高了在线设备成本、人力成本。为了解决上述问题,现有技术中进行了多种尝试,比如cn106128944a中在制备金属氧化物薄膜晶体管阵列基板时,采用紫外光、微波、或者红外光对有源层进行后处理,但其对后处理的时间和温度没有进一步地说明;cn103390592a中公布的阵列基板制备方法中涉及通过激光照射工艺对非晶硅层材料进行后处理使其晶化的过程,但在激光照射中对激光束的线形、激光束与待处理层的角度有一定的要求。cn102214737b中公布了一种太阳能电池用化合物薄膜的制备方法,其中将所述化合物薄膜置于电阻式热源与卤钨灯热源区分别退火一定时间,退火时间为1~6min,退火温度在500~600℃,但其整个过程是在密闭状态下进行,设备维护成本高。基于此,提供一种简单易行的、可在低温下操作的、快速后处理的方法是有机电子元器件制备工艺中亟待解决的问题。技术实现要素:本发明要解决的技术问题是提供一种简单易行的、可在低温下操作的、快速后处理的方法,用于有机电子元器件制备工艺中,对功能层进行后处理,从而提高整个工艺生产效率,同时由于低温或者瞬时高温,有力地保护柔性基底,提高整个电子元器件的性能。为了解决上述问题,本发明人经过大量尝试,提供了一种快速制备有机电子元器件的方法,包括以下步骤:a)在柔性基底上形成第一导电层;b)对所述第一导电层进行后处理;c)在经过后处理的导电层上形成绝缘层;d)对所述绝缘层进行后处理;e)在经过后处理的绝缘层上形成第二导电层;f)对所述第二导电层进行后处理;g)在经过处理的第二导电层上形成半导体层;h)对所述半导体层进行后处理,其中所述b)对所述第一导电层进行后处理、所述d)对所述绝缘层进行后处理、所述f)对所述第二导电层进行后处理以及所述h)对所述半导体层进行后处理是指将所述层置于卤钨灯下照射。本发明所述的沉积各层的方法为选自旋涂、喷涂、刮涂或喷墨打印中一种。优选地,第一导电层为金属导电层,更优选为银层。优选地,绝缘层为有机聚合物绝缘层,更优选为聚(4-乙烯基苯酚)。优选地,第二导电层为金属导电层,更优选为银层。本发明中技术方案中所用卤钨灯的功率为100w~500w。优选地,卤钨灯距离所述待后处理层的距离为0.5~2.0cm。优选地,卤钨灯照射任意层的时间为3s~30min。优选地,本发明所述有机电子元器件为有机薄膜晶体管。优选地,本发明所述有机电子元器件为电容器。在以上技术方案中,通过在室温敞开环境中,利用卤钨灯照射对电子元器件的电极层和绝缘层进行后处理,实现了快速退火、设备简单化、工艺简单化的技术效果,由于卤钨灯瞬间产生300℃左右的高温,退火可在几秒钟内完成,有力地保护了柔性基底的形貌,保证了整个电子元器件的性能。另外,以上方案还可用于其他有机电子元器件,如有机光伏器件等的制备工艺中。具体实施方式为使本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂,下文将通过优选的实施例对本发明的结构及使用方法做进一步说明,但实施例不视为对本发明的保护范围的限定。实施例1在聚酰亚胺基底上打印银,采用昆山海斯的银墨水(购于昆山海斯电子有限公司,型号jet-600c);采用500w的卤钨灯离基底2cm的高度照射5秒中,瞬间温度达到300℃,即完成了本应该在加热台上用150℃热退火10分钟的退火程序。在聚酰亚胺基底上打印pvp(聚(4-乙烯基苯酚)),采用500w的卤钨灯离基底2cm的高度照射15秒中,即完成了本应该在加热台上用180℃加热退火2小时的退火程序。分别测试了按照如上条件处理之后银的方阻和用pvp做绝缘层的电容器件的电容数据,并将其分别与传统加热后处理所得材料的性能作对比,如表1和表2所示。表1传统加热退火与卤钨灯退火所得pvp层电容值对比在聚酰亚胺基底上打印pvp墨水加热时间电容(pf)传统的加热方式(热台150℃加热)2h10.1卤钨灯照射加热方式(500w0.5cm高度)7s9.8表2传统加热退火与卤钨灯退火所得导电层方阻值对比在聚酰亚胺基底上打印haisi-ag墨水加热时间方阻(ω/□)传统的加热方式(热台150℃加热)20min0.89卤钨灯照射加热方式(500w0.5cm高度)3s0.92从整体工艺流程上看,采用卤钨灯照射极大地缩短了整个器件制备过程中后处理所需要的时间,从而提高器件的制备效率,从表3可以看出,采用了卤钨灯退火工艺后,整个晶体管制备过程中所需要的退火时间从近3h缩短至15s。表3晶体管制备工艺中不同退火方式所需要的时间表4中为pvp(聚(4-乙烯基苯酚))在不同高度和不同瓦数的卤钨灯下照射的时间。表5为海斯银在不同高度和不同瓦数的卤钨灯下照射的时间。表4pvp(聚(4-乙烯基苯酚))在不同高度和不同瓦数的卤钨灯下照射的时间表5海斯银在不同高度和不同瓦数的卤钨灯下照射的时间以上仅为本发明的较佳实施例而已,不能以此限定本发明的保护范围,本领域技术人员在脱离本发明的原理的前提下,根据本发明权利要求书及
发明内容所做的简单的等效变化与修改,皆仍属于本发明专利申请的保护范围。当前第1页12
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