CN106876247A

CN106876247A - 柔性器件的制备方法

Info

Publication number: CN106876247A
Application number: CN201710082315.9A
Authority: CN
Inventors: 陈超
Original assignee: Najing Technology Corp Ltd
Current assignee: Najing Technology Corp Ltd
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2017-06-20
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: CN106876247B

Abstract

本发明提供了一种柔性器件的制备方法。该制备方法包括以下步骤：利用固液转换材料形成承载基板；在承载基板上设置柔性基板；对承载基板进行固液转换处理，将承载基板与柔性基板分离，其中，固液转换材料为第一固液转换材料或第二固液转换材料，第一固液转换材料为正电流变液或正磁流变液，第二固液转换材料为负电流变液或负磁流变液。由于该制备方法中利用固态的固液转换材料形成承载基板，然后在承载基板上设置柔性基板，最后对承载基板进行固液转换处理，使固液转换材料由固态变为液态，将承载基板与柔性基板分离，从而实现了承载基板与柔性基板之间简单的分离，且上述分离过程不会对柔性基板及其表面器件造成影响，保证了柔性器件的性能。

Description

柔性器件的制备方法

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体而言，涉及一种柔性器件的制备方法。

背景技术

现今，随着多媒体的发展，显示装置具有越来越大的重要性。其中，各种平板显示器，如LCD(液晶显示器)、PDP(等离子显示面板)、FED(场发射显示器)、OLED(有机发光二极管显示装置)、EPD(电泳显示器)等正在投入实际使用。

为了减少显示装置的厚度和重量，目前，已经开发出了柔性显示装置，其由柔性材料(如塑料等)而不是普通的非柔性玻璃基板制成，使得显示装置即使如纸一样弯曲时，也可以保持显示性能。但是，上述柔性显示装置等柔性器件中的柔性基板很容易弯曲，以至于在制造过程中柔性基板应当被支撑在如承载基板的硬基板上，才能够在柔性基板上进行元器件的制备，且在元器件制备还需要将承载基板从柔性基板的表面分离，分离工艺通常为刻蚀工艺，上述分离工艺不仅比较复杂，而且在分离时还可能会导致柔性基板上的元器件被损坏，从而导致柔性器件的性能降低。

为了避免刻蚀工艺对柔性基板的影响，现有技术中提供了一种柔性器件的制备方法，其中，通过在承载基板和柔性基板之间设置牺牲层，通过对牺牲层进行刻蚀，以实现承载基板和柔性基板的分离，然而上述制备方法由于还需要设置牺牲层，从而增加了制备工艺的复杂度；现有技术中还提供了一种柔性器件的制备方法，其中，通过在承载基板和柔性基板之间设置热发生器，从而通过加热以使承载基板和柔性基板的分离，上述方法由于需要设置热发生器，从而同样导致制备工艺较为复杂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种柔性器件的制备方法，以解决现有技术中承载基板与柔性基板的分离工艺复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种柔性器件的制备方法，包括以下步骤：S1，利用固液转换材料形成承载基板；S2，在承载基板上设置柔性基板；S3，对承载基板进行固液转换处理，将承载基板与柔性基板分离，其中，固液转换材料为第一固液转换材料或第二固液转换材料，第一固液转换材料为正电流变液或正磁流变液，第二固液转换材料为负电流变液或负磁流变液。

进一步地，固液转换材料为第一固液转换材料，步骤S1包括以下过程：将液态的固液转换材料设置于容器中；在外加电场或磁场的作用下使固液转换材料由液态变为固态，或者，在增强电场或磁场的作用下使固液转换材料由液态变为固态，以将固态的固液转换材料作为承载基板。

进一步地，电场的场强具有使电流变液由液态向固态转换的第一临界值，第一临界值为0～10KV/mm；磁场的场强具有使磁流变液由液态向固态转换的第二临界值，第二临界值为0～3.5×10⁵A/mm。

进一步地，在步骤S3中，去除电场或磁场对承载基板的作用，或者，减弱电场或磁场对承载基板的作用，以使承载基板形成液态的固液转换材料并与柔性基板分离。

进一步地，第一固液转换材料包括固体粒子和载液，优选固体粒子选自Fe₃O₄微粒、Fe₃N微粒、Fe微粒、Co微粒、Ni微粒、硅钢微粒、氧化硅微粒、高分子包覆磁性颗粒、合金颗粒、复合磁性颗粒、硅胶微粒、硅铝酸盐微粒、复合金属氧化物微粒、复合金属氢氧化物微粒与高分子半导体粒子中的任一种或多种，优选载液包括硅油、矿物油、食油、合成油、凡士林油、润滑油、煤油、烷烃类化合物、甘油、水、乙二醇、胶体状磁流体和石墨颗粒的未聚合的环氧树脂基体中的任一种或多种，优选第一固液转换材料还包括添加剂，更优选添加剂选自表面活性剂、水、酸、碱与盐类物体中的一种或多种，优选第一固液转换材料为氧化硅微粒和甘油的混合物。

进一步地，第一固液转换材料的剪切强度为2～200kPa。

进一步地，固液转换材料为第二固液转换材料，在步骤S1中，将固态的固液转换材料设置于容器中，并将固液转换材料作为承载基板。

进一步地，在步骤S3中，在外加电场或磁场的作用下使承载基板的固液转换材料由固态变为液态，形成液态的固液转换材料，或者，在增强电场或磁场的作用下使承载基板的固液转换材料由固态变为液态，形成液态的固液转换材料，以使承载基板与柔性基板分离。

进一步地，柔性器件为柔性显示器件，在步骤S3之前，制备方法还包括以下步骤：在柔性基板上设置薄膜晶体管；在薄膜晶体管上设置电致发光元件；在电致发光元件远离薄膜晶体管的表面上设置封装构件。

进一步地，在步骤S3之后，制备方法还包括步骤：S4，去除柔性基板表面残留的液态的固液转换材料。

应用本发明的技术方案，提供了一种柔性器件的制备方法，由于该制备方法中利用固态的固液转换材料形成承载基板，然后在承载基板上设置柔性基板，最后对承载基板进行固液转换处理，使固液转换材料由固态变为液态，将承载基板与柔性基板分离，从而实现了承载基板与柔性基板之间简单的分离，且上述分离过程不会对柔性基板及其表面器件造成影响，从而保证了柔性器件的性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施方式所提供的柔性器件的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中柔性器件的制备方法由于需要设置热发生器，从而同样导致制备工艺较为复杂。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种柔性器件的制备方法，如图1所示，该制备方法包括以下步骤：S1，利用固液转换材料形成承载基板；S2，在承载基板上设置柔性基板；S3，对承载基板进行固液转换处理，将承载基板与柔性基板分离，其中，上述固液转换材料包括第一固液转换材料或第二固液转换材料，上述第一固液转换材料为正电流变液或正磁流变液，上述第二固液转换材料包括负电流变液或负磁流变液。

上述正电流变液或正磁流变液在电场或磁场变强时由液态转变为固态，上述的负电流变液或负磁流变液，可以在电场或磁场变强时由固态转变为液态。具体地，当电流变液的流变性质(如表观粘度和剪切应力等)随外加电场的增加而有所提高时，被称为正电流变液；而当电流变液的流变性质(如表观粘度和剪切应力等)随外加电场的增加而降低时，被称为负电流变液。

本发明的上述制备方法中由于利用固态的固液转换材料形成承载基板，然后在承载基板上设置柔性基板，最后对承载基板进行固液转换处理，使形成承载基板的固液转换材料由固态变为液态，将承载基板与柔性基板分离，从而实现了承载基板与柔性基板之间简单的分离，且上述分离过程不会对柔性基板及其表面器件造成影响，从而保证了柔性器件的性能。

下面将更详细地描述根据本发明提供的柔性器件的制备方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。

首先，执行步骤S1：利用固液转换材料形成承载基板。当上述固液转换材料为电流变液或磁流变液时，上述固液转换材料为第一固液转换材料，当上述固液转换材料为在电场或磁场变强(由无变为有，或者由弱变强)时由固态转变为液态的材料时，上述固液转换材料为第二固液转换材料，其中，上述第一固液转换材料可以包括固体粒子和载液。

在上述包括固体粒子和载液的第一固液转换材料中，优选地，上述固体粒子选自Fe₃O₄微粒、Fe₃N微粒、Fe微粒、Co微粒、Ni微粒、硅钢微粒、氧化硅微粒、高分子包覆磁性颗粒、合金颗粒、复合磁性颗粒、硅胶微粒、硅铝酸盐微粒、复合金属氧化物微粒、复合金属氢氧化物微粒与高分子半导体粒子中的任一种或多种；优选地，上述载液包括硅油、矿物油、食油、合成油、凡士林油、润滑油、煤油、烷烃类化合物、甘油、水、乙二醇、胶体状磁流体和石墨颗粒的未聚合的环氧树脂基体中的任一种或多种。上述第一固液转换材料还可以包括添加剂，优选所述添加剂选自表面活性剂、水、酸、碱与盐类物体中的一种或多种。

上述第一固液转换材料优选为氧化硅微粒和甘油的混合物，但并不局限于上述优选的种类，本领域技术人员可以根据现有技术对第一固液转换材料的种类进行合理选取；并且，在一个优选的实施例中，上述第一固液转换材料的剪切强度为2～100kPa，当第一固液转换材料为电流变液时，该电流变液可以为剪切强度较大的巨电流变液。

根据固液转换材料的种类不同，上述承载基板可以具有不同的形成方式，在一种优选的实施方式中，上述固液转换材料为第一固液转换材料，即电流变液或磁流变液，此时，上述步骤S1包括以下过程：将液态的固液转换材料设置于容器中；在外加电场或磁场的作用下使固液转换材料由液态变为固态，或者，在增强电场或磁场的作用下使固液转换材料由液态变为固态，以将固态的固液转换材料作为承载基板。

在上述优选的实施方式中，将液态的电流变液或磁流变液设置于容器中，以防止固液转换材料的流动，并通过外加或增强电场以使电流变液由液态变为固态，或通过外加或增强磁场使磁流变液由液态变为固态，从而使液态的电流变液或磁流变液形成固态的承载基板。上述电场的场强具有使电流变液由液态向固态转换的第一临界值，该第一临界值可以为0～10KV/mm；上述磁场的场强具有使磁流变液由液态向固态转换的第二临界值，上述第二临界值可以为0～3.5×10⁵A/mm。

在另一种优选的实施方式中，上述固液转换材料为第二固液转换材料，即固液转换材料在电场或磁场改变时由固态转变为液态，此时，在上述步骤S1中，将固态的固液转换材料设置于容器中，并将固液转换材料作为承载基板。由于设置于容器中的上述固液转换材料形成了稳定的固态结构，从而能够作为承载基板使用。

在完成步骤S1之后，执行步骤S2：在承载基板上设置柔性基板。本领域技术人员可以根据实际需求对柔性基板的种类进行合理选取，柔性基板可以通过在承载基板上涂覆液态聚合物材料，并对液态聚合物材料进行热固化处理而形成，形成柔性基板的材料可以选自聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的任一种或多种。

在设置柔性基板的步骤之后，上述柔性器件的制备方法还可以包括以下步骤：在柔性基板上设置薄膜晶体管；在薄膜晶体管上设置电致发光元件；在电致发光元件远离薄膜晶体管的表面上设置封装构件。此时，形成的柔性器件为柔性显示器件。

由于在上述制备柔性器件的步骤中，制备好柔性器件的柔性基板需要与承载基板分离，而现有技术通常需要通过加热来实现，而加热会导致柔性基板弯曲或延伸，从而难以使设置在柔性基板上的薄膜晶体管、电致发光元件和/或导线的精确薄膜图案保持完好，且高温会对电致发光元件的寿命和效率产生影响。而本申请中通过将柔性基板设置于承载基板上，从而在柔性器件的后续制备工艺中(如在柔性基板上形成薄膜晶体管期间)，使承载基板能够为柔性基板提供足够的支撑，并且制作好柔性器件之后，将柔性器件的柔性基板与承载基板分离的过程中，无需加热工艺，没有高热产生，通过电场或磁场的改变使承载基板由固态变为液态，液化的承载基板可以巧妙与柔性基板分离，从而实现了在不损坏发光元件的条件下有效地分离柔性基板与承载基板的效果。

在完成步骤S2之后，执行步骤S3：对承载基板进行固液转换处理，将承载基板与柔性基板分离。同样地，根据固液转换材料的种类不同，上述承载基板与柔性基板可以具有不同的分离方式，在一种优选的实施方式中，上述固液转换材料为第一固液转换材料，即电流变液或磁流变液，此时，在步骤S3中，去除电场或磁场对承载基板的作用，或者，减弱电场或磁场对承载基板的作用，以使承载基板形成液态的固液转换材料并与柔性基板分离。

在上述优选的实施方式中，通过去除电场或减弱电场以使电流变液由固态变为液态，或通过去除磁场或减弱磁场以使磁流变液由固态变为液态，从而通过使作为承载基板的固态电流变液或固态磁流变液转变为液态，实现了承载基板从柔性基板表面的分离。具体地，可以通过去除上述电场或将电场的场强降低至上述第一临界值或以下，以实现电流变液由固态向液态的转换，从而将承载基板形成液态的电流变液；并且，可以通过去除上述磁场或将磁场的场强降低至上述第二临界值或以下，以实现磁流变液由固态向液态的转换，从而将承载基板形成液态的磁流变液。

在另一种优选的实施方式中，上述固液转换材料为第二固液转换材料，即固液转换材料在电场或磁场改变时由固态转变为液态，此时，在步骤S3中，在外加电场或磁场的作用下使承载基板的固液转换材料由固态变为液态，形成液态的固液转换材料，或者，在增强电场或磁场的作用下使承载基板的固液转换材料由固态变为液态，形成液态的固液转换材料，以使承载基板与柔性基板分离。上述承载基板在形成液态的固液转换材料后被盛载在容器中，从而不会随意流动。

在上述优选的实施方式中，通过外加或增强电场以使固液转换材料由固态变为液态，从而通过使作为承载基板的固液转换材料形成转变为液态，实现了承载基板从柔性基板表面的分离。

在上述实施例的步骤S3之后，优选地，上述制备方法还包括步骤S4，去除分离完成后所述柔性基板上残留的固液转换材料。在承载基板上做好柔性基板后，再将承载基板外部的电场或磁场条件改变，将该固态的承载基板变为液态，从而使液态的承载基板与柔性基板实现巧妙的分离。为了保证分离更加干净彻底，可以采用擦拭、刮除、吸出等方式，清除柔性基板上的液态的固液变换材料。

应用本申请的制备方法，实现了承载基板与柔性基板之间简单的分离，且上述分离过程不会对柔性基板及其表面器件造成影响，从而保证了柔性器件的性能。

下面将结合实施例进一步说明本发明提供的柔性器件的制备方法。

实施例1

本实施例提供的柔性器件的制备方法的步骤包括：

将液态的电流变液设置于容器中，并在外加场强为1KV/mm的电场作用下使电流变液转换为固态，以作为承载基板，其中，该电流变液为氧化硅微粒和甘油的混合物(1mg/ml)，其中，该氧化硅的颗粒半径是20μm、颗粒间隙是0.1nm，该电流变液的剪切屈服强度的为2kPa；

在承载基板上依次设置柔性基板、薄膜晶体管、发光元件和封装构件；

去除电场对承载基板的作用，以使承载基板形成液态的电流变液并与柔性基板分离。

实施例2

本实施例提供的柔性器件的制备方法的步骤包括：

将液态的电流变液设置于容器中，并将外加电场的场强由2KV/mm增加至5KV/mm，使电流变液转换为固态，以作为承载基板，其中，该电流变液为湿化学法合成以Ca-Ti-O纳米颗粒为基的电流变液，其屈服强度为200kPa。；

将外加电场的场强由5KV/mm降低至2KV/mm，以使承载基板形成液态的电流变液并与柔性基板分离。

实施例3

本实施例提供的柔性器件的制备方法的步骤包括：

将液态的电流变液设置于容器中，并将外加场强为4KV/mm的电场作用下，使电流变液转换为固态，以作为承载基板，其中，该电流变液是尿素包覆Ba-Ti-O纳米颗粒，该电流变液由表面包裹尿素薄层的[Ba-Ti-O(C₂O₄)₂]纳米颗粒与硅油混合而成，该纳米颗粒的尺寸为30～70nm，尿素薄层的厚度为2～5nm，其屈服强度为100kPa。

将外加电场的场强由4KV/mm降低至0KV/mm，以使承载基板形成液态的电流变液并与柔性基板分离。

实施例4

本实施例提供的柔性器件的制备方法的步骤包括：

将液态的磁流变液设置于容器中，其中，磁流变液采用30nm的铁氧粉分散于非磁性载液中制成的非胶体悬浮液，且磁流变液中还含有油酸添加剂，并在外加场强为1.5×10⁵A/mm的磁场作用下使磁流变液转换为固态，其屈服强度为4kPa，以作为承载基板；

去除磁场对承载基板的作用，以使承载基板形成液态的磁流变液并与柔性基板分离。

实施例5

本实施例提供的柔性器件的制备方法的步骤包括：

将液态的磁流变液设置于容器中，其中，该磁流变液采用纯铁粉和羰基铁粉、矿物油、硅胶的混合物(1mg/ml)，并将外加磁场的场强由1.2×10⁵A/mm增加至350KV/mm，使电流变液转换为固态，以作为承载基板，该承载基板的屈服强度为150kPa；

将外加磁场的场强由3.5×10⁵A/mm降低至1.2×10⁵A/mm，以使承载基板形成液态的磁流变液并与柔性基板分离。

将上述实施例1至5中制备出的柔性器件与容器分离，通过观察上述柔性器件可以看出，实施例1至5中的柔性器件均实现了承载基板与柔性基板的分离。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

通过提供容器，并在容器中设置固液转换材料，形成承载基板，然后在承载基板上设置柔性基板，最后对承载基板进行固液转换处理，将承载基板与柔性基板分离，从而实现了承载基板与柔性基板之间简单的分离，且上述分离过程不会对柔性基板及其表面器件造成影响，从而保证了柔性器件的性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种柔性器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，利用固液转换材料形成承载基板；

S2，在所述承载基板上设置柔性基板；

S3，对所述承载基板进行固液转换处理，将所述承载基板与所述柔性基板分离，

其中，所述固液转换材料为第一固液转换材料或第二固液转换材料，所述第一固液转换材料为正电流变液或正磁流变液，所述第二固液转换材料为负电流变液或负磁流变液。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固液转换材料为所述第一固液转换材料，所述步骤S1包括以下过程：

将液态的所述固液转换材料设置于容器中；

在外加电场或磁场的作用下使所述固液转换材料由液态变为固态，或者，在增强电场或磁场的作用下使所述固液转换材料由液态变为固态，以将固态的所述固液转换材料作为所述承载基板。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述电场的场强具有使所述电流变液由液态向固态转换的第一临界值，所述第一临界值为0～10KV/mm；

所述磁场的场强具有使所述磁流变液由液态向固态转换的第二临界值，所述第二临界值为0～3.5×10⁵A/mm。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，去除所述电场或磁场对所述承载基板的作用，或者，减弱所述电场或磁场对所述承载基板的作用，以使所述承载基板形成液态的所述固液转换材料并与所述柔性基板分离。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一固液转换材料包括固体粒子和载液，优选所述固体粒子选自Fe₃O₄微粒、Fe₃N微粒、Fe微粒、Co微粒、Ni微粒、硅钢微粒、氧化硅微粒、高分子包覆磁性颗粒、合金颗粒、复合磁性颗粒、硅胶微粒、硅铝酸盐微粒、复合金属氧化物微粒、复合金属氢氧化物微粒与高分子半导体粒子中的任一种或多种，优选所述载液包括硅油、矿物油、食油、合成油、凡士林油、润滑油、煤油、烷烃类化合物、甘油、水、乙二醇、胶体状磁流体和石墨颗粒的未聚合的环氧树脂基体中的任一种或多种，优选所述第一固液转换材料还包括添加剂，更优选所述添加剂选自表面活性剂、水、酸、碱与盐类物体中的一种或多种，优选所述第一固液转换材料为氧化硅微粒和甘油的混合物。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一固液转换材料的剪切强度为2～200kPa。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固液转换材料为所述第二固液转换材料，在所述步骤S1中，将固态的所述固液转换材料设置于所述容器中，并将所述固液转换材料作为所述承载基板。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在外加电场或磁场的作用下使所述承载基板的固液转换材料由固态变为液态，形成液态的所述固液转换材料，或者，在增强电场或磁场的作用下使所述承载基板的固液转换材料由固态变为液态，形成液态的所述固液转换材料，以使所述承载基板与所述柔性基板分离。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述柔性器件为柔性显示器件，在所述步骤S3之前，所述制备方法还包括以下步骤：

在所述柔性基板上设置薄膜晶体管；

在所述薄膜晶体管上设置电致发光元件；

在所述电致发光元件远离所述薄膜晶体管的表面上设置封装构件。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，所述制备方法还包括步骤：

S4，去除所述柔性基板表面残留的液态的所述固液转换材料。