CN106887407B - 柔性电子器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种柔性电子器件的制造方法。包括如下步骤：提供刚性衬底，在所述刚性衬底上依次制作形成光响应离型层、牺牲层及柔性衬底本体；在所述柔性衬底本体上依次形成的电子器件制作显示单元及封装薄膜；对所述光响应离型层一侧施加紫外光，使所述光响应离型层发生分子构型转化而产生翘曲；将已产生翘曲的所述光响应离型层从所述刚性衬底剥离，与所述刚性衬底分离的部分光响应离型层、牺牲层、柔性衬底本体、电子器件以及封装薄膜共同形成所述柔性电子器件。本发明提供的柔性电子器件的制造方法，具有剥离无损伤的特点，能提高电子器件的性能。本发明还提供一种由该制造方法制造得到的柔性电子器件。

Description

柔性电子器件及其制造方法
【技术领域】
本发明涉及发光二极管显示装置技术领域，具体涉及一种柔性电子器件及其制造方法。
【背景技术】
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)装置可以作为显示装置及照明装置的发光来源，已得到越来越广泛的应用，尤其在电子产品技术领域。其中，可任意弯折的柔性OLED显示技术是未来智能手机的发展技术方向，具有广阔的应用前景。三星S6Edge产品即应用了柔性OLED显示装置，可实现边缘弯折和窄边框显示，用户体验好。
柔性OLED装置的制作工艺中，以刚性衬底作为载台，并在刚性衬板上完成OLED装置的制作，从而保证柔性OLED装置制作的平整度，从而保证其产品性能。柔性OLED装置制作完成后，其附着于所述刚性衬底上，然后将柔性OLED装置与所述刚性衬板进行分离，得到柔性OLED装置。
相关技术中，所述柔性OLED装置与所述刚性衬底的分离采用308nmXeCl激光作为热源，将激光聚焦扫描到所述柔性OLED装置与所述刚性衬板的界面处，由于所述刚性衬底不吸收激光而所述柔性OLED装置的柔性衬底能够吸收激光而转化为高温，并将界面处的化学键高温分解掉，从而实现两者的分离。该分离技术能够在一定程度上实现所述OLED装置与所述刚性衬底的快速分离，同时也存在很大的技术风险，表现为：
1、所述柔性OLED装置表面损伤。采用308nm XeCl的激光镭射剥离技术，其核心的技术原理是采用紫外激光将柔性衬底与刚性衬底界面处的共价化学键通过吸收激光转化为热分解的方式进行高温分解，这种方案一定程度上对激光剥离后的柔性衬底产生了机械损伤(例如，表面灼烧)，制备后的柔性OLED装置在弯曲机械测试时不合格。
2、柔性衬底阻隔性能降低。由于激光镭射后的柔性衬底已经部分发生高温化学分解，柔性衬底的厚度或表面性能受到损伤，水氧分子容易从这一侧浸透进入OLED单元，使OLED单元氧化，产品性能劣化。如果为了弥补这一缺陷，需要进一步增加柔性衬底表面的无机阻隔层，工序较为复杂。
3、异物“爆炸”。由于相关技术中的柔性衬底一般是PI聚酰亚胺，通过旋涂单体和高温固化形成的高分子薄膜，其成膜环境中经常掉入环境异物P/T，这些环境异物P/T就会残留在柔性衬底里面。当紫外镭射激光扫到这些异物P/T时，由于能量聚集产生高温，会将这些异物瞬间灰化而产生“爆炸”，导致柔性衬底上制作的电路失效。
因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种剥离无损伤的柔性电子器件的制造方法，能提高电子器件的性能。
本发明的技术方案是：
一种柔性电子器件的制造方法，包括如下步骤：
提供刚性衬底，在所述刚性衬底上依次制作形成光响应离型层、牺牲层及柔性衬底本体；
在所述柔性衬底本体上依次形成的电子器件及封装薄膜；
对所述光响应离型层一侧施加紫外光，使所述光响应离型层发生分子构型转化而产生翘曲；
将已产生翘曲的所述光响应离型层从所述刚性衬底剥离，与所述刚性衬底分离的部分光响应离型层、牺牲层、柔性衬底本体、电子器件以及封装薄膜共同形成所述柔性电子器件。
优选的，所述光响应离型层为对300-400nm波段紫外光响应的光致异构体分子层。
优选的，所述光响应离型层材料为偶氮苯衍生物、苯并螺吡喃衍生物、三苯基甲烷衍生物或肉桂酸衍生物中的一种。
优选的，所述光响应离型层材料为偶氮苯聚酰亚胺衍生物。
优选的，所述牺牲层为无机阻隔薄膜层，其材料为氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物或碳氧化物中的至少一种。
优选的，所述牺牲层的材料为SiOx或/和SiN。
优选的，所述柔性衬底主体材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜树脂或聚碳酸酯中的一种。
优选的，紫外光的波长为300-400nm。
本发明还提供一种柔性电子器件，由所述柔性电子器件的制造方法制造得到。
优选的，所述柔性电子器件为有机发光二极管、柔性液晶显示器或无机纳米量子点显示器。
与相关技术相比，本发明提供的柔性电子器件的制造方法，具有如下有益效果：
一、无损伤剥离。在所述刚性衬底和所述柔性衬底主体之间增加光响应离型层和牺牲层，使所述刚性衬底和所述柔性衬底主体紧密结合起来，且使剥离工艺发生变化，具体为：对所述光响应离型层一侧施加特定波长的紫外光，使得所述光响应离型层发生分子构型转化，如由反式异构体转化成顺式异构体，从而发生翘曲；然后通过刀片或蚀刻液剥离技术，将已产生翘曲的所述光响应离型层从所述刚性衬底剥离，而不损害所述柔性衬底本体的性能；当进行剥离工艺时，所述牺牲层用于保护所述柔性衬底主体的完整性，并进一步增加所述柔性衬底本体的气体分子阻隔性。
二、所述柔性电子器件的制造工艺中，因采用无损伤的剥离技术，从而提高电子器件的性能，如水氧阻隔能力；同时，因采用紫外光进行剥离工艺，不会产生异物灰化的现象，从而保证了在所述柔性衬底本体上制作的电路的有效性。
三、设备成本低。本发明提供的柔性电子器件的制造方法，采用光响应剥离技术实现电子器件与刚性衬底的剥离，只需一台紫外扫描仪对产品进行光照，与相关技术中采用激光剥离技术相比，设备成本低。
【附图说明】
图1示出了本发明提供的柔性电子器件的制造方法；
图2为采用图1所示的制造工艺得到的柔性电子器件的结构示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1，为本发明提供的柔性电子器件的制造方法的工艺流程图。所述柔性电子器件的制造方法，包括如下步骤：
步骤S1：提供刚性衬底11，在所述刚性衬底11上依次制作形成光响应离型层12、牺牲层13及柔性衬底本体14(参阅图1(a)、(b))；
具体的，通过在所述刚性衬底11上涂敷所述光响应离型层12的前躯体，然后通过高温固化的方式形成反式异构体结构的所述光响应离型层12；再在所述光响应离型层12上沉积形成所述牺牲层13；然后再按照常规发光二极管技术依次制作成型所述柔性衬底主体14；
其中，所述刚性衬底11作为载台，保证电子器件制作的平整度，其材料可以为玻璃、金属、硅片或其它材料。
所述光响应离型层12是一种对特定光线响应的高分子材料层，吸收特定光线后，所述光响应离型层12发生分子构型转化，从而产生翘曲，方便与所述刚性衬底11分离。
其中，特定光线为300-400nm波段紫外光；且所述光响应离型层12的材料为偶氮苯衍生物、苯并螺吡喃衍生物、三苯基甲烷衍生物或肉桂酸衍生物中的一种；优选为偶氮苯衍生物。
偶氮苯衍生物是一种典型的光致异构体分子，在高温制程中可以保持相对耐热性，以保证完成所述柔性衬底主体14上的电路制作。
反式异构体的偶氮苯及其衍生物，两个偶氮苯分子间距较长，约为0.9nm，热力学结构较稳定，适合后续的高温制程。当施加波长为315nm的紫外光照射反式异构体时，反式异构体将发生分子构型转化，形成顺式异构体。顺式异构体的偶氮苯及其衍生物，两个偶氮苯分子间距较短，约缩短一半分子间距。反式异构体转化为顺式异构体宏观表现为材料与附着物发生翘曲，减弱与附着物的粘性。
偶氮苯衍生物光响应原理如下：
特别优选的，所述光响应离型层12的材料为偶氮苯聚酰亚胺衍生物。通过在所述刚性衬底11上涂敷偶氮苯聚酰亚胺单体，然后通过高温固化形成反式偶氮苯聚酰亚胺离型层。
所述牺牲层13为无机阻隔薄膜层，形成于所述柔性衬底主体14与所述光响应离型层12之间，当进行光感应剥离工艺时，所述牺牲层13用于保护所述柔性衬底主体14的完整性，并进一步增强所述柔性衬底主体14的气体分子阻隔性。
所述牺牲层13的材料为氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物或碳氧化物中的至少一种；优选为SiOx或/和SiN。所述牺牲层13通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、溅镀工艺(sputter)、或原子层沉积(ALD)等方式形成。
所述柔性衬底主体14材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜树脂或聚碳酸酯中的一种；优选为聚酰亚胺。
步骤S2：在所述柔性衬底本体14上依次形成电子器件15及封装薄膜16(参阅图1(c))；
以制作柔性OLED装置为例，所述电子器件为显示单元15包括依次沉积形成的导电阳极、空穴传输部、发光层、电子传输部以及阴极，所述导电阳极形成于所述柔性衬底主体14上，所述阴极与所述导电阳极电连接。所述空穴传输部、发光层、电子传输部以及阴极通过真空蒸镀工艺沉积形成。
所述封装薄膜16包裹于所显示单元15外，且与所述柔性衬底主体14粘接，用于封装所述显示单元15。所述封装薄膜16可以由两层无机阻隔层和一层有机阻隔层形成，其中有机阻隔层形成于两层无机阻隔层之间。无机阻隔层的材料为氮化物、氧化物、碳化物、碳氮化物、碳氧化物、氮氧化物中的一种，或者它们的组合，分别通过物理或化学方法沉积形成，可以是溅射、真空沉积、化学气相沉积或原子层沉积法等沉积方法。有机阻隔层由高分子材料制成，如硅氧烷聚合物。
步骤S3：对所述光响应离型层12一侧施加紫外光，使所述光响应离型层12发生分子构型转化而产生翘曲(参阅图1(d))；
具体的，对所述光响应离型层12的一侧施加波段为300-400nm的紫外光，优选为315nm；所述光响应离型层12中的分子由反式异构体转化为顺势异构体，从而产生翘曲，减弱与所述刚性衬底11的粘性；
步骤S4：将已产生翘曲的所述光响应离型层12从所述刚性衬底剥离，与所述刚性衬底11分离的部分形成所述柔性电子器件100(参阅图1(e))。
具体的，使用刀片或蚀刻液将所述光响应离型层12从所述刚性衬底11剥离。
为方便以下对所述柔性电子器件100进行描述，将已产生翘曲的光响应离型层定义为光响应转化层12＇。
请参阅图2，为采用图1所示的制造工艺得到的柔性电子器件的结构示意图。所述柔性电子器件100包括依次形成的所述光响应转化层12＇、牺牲层13、柔性衬底本体14、显示单元15及封装薄膜16。所述光响应转化层12＇的分子结构为顺式异构体。
根据所述电子器件15不同，所述柔性电子器件100为有机发光二极管、柔性液晶显示器或无机纳米量子点显示器，或者其它类型的电子器件。
与相关技术相比，本发明提供的柔性电子器件的制造方法，具有如下有益效果：
一、无损伤剥离。在所述刚性衬底11和所述柔性衬底主体14之间增加所述光响应离型层12和牺牲层13，使所述刚性衬底11和所述柔性衬底主体14紧密结合起来，且使剥离工艺发生变化，具体为：对所述光响应离型层12一侧施加特定波长的紫外光，使得所述光响应离型层12发生分子构型转化，如由反式异构体转化成顺式异构体，从而发生翘曲；然后通过刀片或蚀刻液剥离技术，将已产生翘曲的所述光响应离型层12从所述刚性衬底11剥离，而不损害所述柔性衬底本体14的性能；当进行剥离工艺时，所述牺牲层13用于保护所述柔性衬底主体14的完整性，并进一步增加所述柔性衬底本体14的气体分子阻隔性。
二、所述柔性电子器件100的制造工艺中，因采用无损伤的剥离技术，从而提高电子器件的性能，如水氧阻隔能力；同时，因采用紫外光进行剥离工艺，不会产生异物灰化的现象，从而保证了在所述柔性衬底本体14上制作的电路的有效性。
三、设备成本低。本发明提供的柔性电子器件的制造方法，采用光响应剥离技术实现电子器件与所述刚性衬底11的剥离，只需一台紫外扫描仪对产品进行光照，与相关技术中采用激光剥离技术相比，设备成本低。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种柔性电子器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供刚性衬底，在所述刚性衬底上依次制作形成光响应离型层、牺牲层及柔性衬底本体；
在所述柔性衬底本体上依次形成的电子器件及封装薄膜；
对所述光响应离型层一侧施加紫外光，使所述光响应离型层发生分子构型转化而产生翘曲；
将已产生翘曲的所述光响应离型层从所述刚性衬底剥离，与所述刚性衬底分离的部分光响应离型层、牺牲层、柔性衬底本体、电子器件以及封装薄膜共同形成所述柔性电子器件；
所述光响应离型层为对300-400nm波段紫外光响应的光致异构体分子层；
所述光响应离型层材料为偶氮苯衍生物、苯并螺吡喃衍生物、三苯基甲烷衍生物或肉桂酸衍生物中的一种。
2.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制造方法，其特征在于，所述光响应离型层材料为偶氮苯聚酰亚胺衍生物。
3.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层为无机阻隔薄膜层，其材料为氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物或碳氧化物中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的柔性电子器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材料为SiOx或/和SiN。
5.根据权利要求1所述的柔性电子器件的制造方法，其特征在于，所述柔性衬底本体材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜树脂或聚碳酸酯中的一种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的柔性电子器件的制造方法，其特征在于，紫外光的波长为300-400nm。
7.一种柔性电子器件，其特征在于，由权利要求1-6中任一项所述的柔性电子器件的制造方法制造得到。
8.根据权利要求7所述的柔性电子器件，其特征在于，所述柔性电子器件为有机发光二极管、柔性液晶显示器或无机纳米量子点显示器。
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