本發(fā)明涉及柔性器件技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種柔性器件緩沖層及其制備方法與柔性器件。
背景技術(shù):
柔性器件的襯底大多采用聚酰亞胺(polyimide,pi)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate,pen),但是這種襯底有很多缺點(diǎn),比如對(duì)氧氣、水蒸氣的阻隔性能差;不耐高溫,使用溫度低,只能在低溫下制備后續(xù)薄膜,這不利于化學(xué)氣相沉積(chemicalvapordeposition,cvd)、物理氣相沉積(physicalvapordeposition,pvd)以及等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasmaenhancedchemicalvapordeposition,pecvd)等方法制備后續(xù)薄膜時(shí)原子的擴(kuò)散、形核、生長(zhǎng),從而使得制備的后續(xù)薄膜電阻率大,可見光透過率低以及與襯底的結(jié)合力差。
針對(duì)這些問題,目前大多采用在襯底表面沉積緩沖層,通過緩沖層來提高氣體阻隔性能,增強(qiáng)耐高溫性,改善與后續(xù)薄膜的匹配性?,F(xiàn)有的緩沖層主要分為兩類:一類是無機(jī)材料緩沖層,如硅氧化物(siox)、硅氮化物(sinx)、以及氧化鋁(al2o3)等;另一類是有機(jī)材料緩沖層,如聚乙烯吡咯烷酮(pvp)等。然而,這些緩沖層在實(shí)際應(yīng)用中依然存在以下問題:
(1)有機(jī)材料緩沖層,如聚乙烯吡咯烷酮(pvp)等,對(duì)氧氣、水蒸氣的阻隔性能差,氧氣、水蒸氣容易透過緩沖層對(duì)柔性器件產(chǎn)生嚴(yán)重破壞,并且不耐高溫,使用溫度低,由此會(huì)導(dǎo)致所制備后續(xù)薄膜的電阻率大,可見光透過率低以及與襯底的結(jié)合力差;
(2)無機(jī)材料緩沖層,如硅氧化物(siox)、硅氮化物(sinx)、以及氧化鋁(al2o3)等,楊氏模量大,在柔性顯示中不利于多次彎折。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的是提供一種具有高氣體和水汽阻隔性、耐高溫并且低楊氏模量的柔性器件緩沖膜。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出的柔性器件緩沖層,包括乙烯-乙烯醇共聚物膜層和無機(jī)層,所述無機(jī)層設(shè)于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面。
進(jìn)一步地,所述的柔性器件緩沖層,所述無機(jī)層包括含硅無機(jī)物和含鋁無機(jī)物中的一種或兩種。
進(jìn)一步地,所述的柔性器件緩沖層,所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層的厚度為1μm到10μm;
且/或,所述無機(jī)層的厚度為20nm到100nm。
本發(fā)明還提出一種柔性器件緩沖層的制備方法,包括以下步驟:
制備乙烯-乙烯醇共聚物膜層,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜層;
在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面制備無機(jī)層。
進(jìn)一步地,所述的柔性器件緩沖層的制備方法,“在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面制備無機(jī)層”的步驟包括:
將所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層放入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)室內(nèi);
將第一前驅(qū)體和第二前驅(qū)體以脈沖的方式交替地通入所述反應(yīng)室并沉積在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面,以使所述第一前驅(qū)體和所述第二前驅(qū)體在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面反應(yīng)生成無機(jī)層。
進(jìn)一步地,所述的柔性器件緩沖層的制備方法,所述第一前驅(qū)體包括硅源前驅(qū)體和鋁源前驅(qū)體中的一種或兩種;
且/或,所述第二前驅(qū)體包括氧源前驅(qū)體和氮源前驅(qū)體中的一種或兩種。
進(jìn)一步地,所述的柔性器件緩沖層的制備方法,所述第一前驅(qū)體包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷、四甲基硅烷、三甲基鋁、三叔丁基鋁中的一種或多種。
進(jìn)一步地,所述的柔性器件緩沖層的制備方法,“制備乙烯-乙烯醇共聚物膜層,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜層”的步驟包括:
將乙烯-醋酸乙烯共聚物置于堿性條件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物;
將所述乙烯-乙烯醇共聚物進(jìn)行涂布,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜層。
進(jìn)一步地,所述的柔性器件緩沖層的制備方法,“將乙烯-醋酸乙烯共聚物置于堿性條件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物”的步驟包括:
乙烯-醋酸乙烯共聚物置于第一堿性條件下,以進(jìn)行第一次皂化,得到中間物;
將所述中間物置于第二堿性條件下,并升溫以進(jìn)行二次皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物,其中,所述第二堿性條件的堿性高于所述第一堿性條件的堿性。
本發(fā)明還提供一種柔性器件,包括襯底和所述的柔性器件緩沖層,所述柔性器件緩沖層設(shè)于所述襯底表面。
本發(fā)明的技術(shù)方案通過采用無機(jī)層設(shè)于乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面形成緩沖層,本發(fā)明所述緩沖層一方面利用乙烯-乙烯醇共聚物膜層低楊氏模量的特點(diǎn),另一方面結(jié)合無機(jī)層的高氣體和水汽阻隔性以及耐高溫性,從而有效解決了單獨(dú)的無機(jī)層或者單獨(dú)的有機(jī)層作為緩沖層所存在的問題。本發(fā)明所述緩沖層不僅具有高氣體和水汽阻隔性能,有效防止氣體透過緩沖層對(duì)柔性器件產(chǎn)生嚴(yán)重破壞,而且耐高溫,還具有良好的彎折性能,適用于柔性器件的生產(chǎn)制造。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅為本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
圖1為本發(fā)明柔性器件一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1中柔性器件的制造方法一實(shí)施例的流程圖。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例,參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者,按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
需要強(qiáng)調(diào)的是,文中出現(xiàn)的“且/或”的含義為,包括三個(gè)并列的方案,以“a且/或b為例”,包括a方案,或b方案,或a和b同時(shí)滿足的方案。另外,各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合,但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ),當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合是不存在的,也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明提出一種柔性器件緩沖層。
在本發(fā)明實(shí)施例中,一種柔性器件緩沖層,包括乙烯-乙烯醇共聚物膜層和無機(jī)層,所述無機(jī)層設(shè)于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面。
本發(fā)明的技術(shù)方案通過采用無機(jī)層設(shè)于乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面形成緩沖層,本發(fā)明所述緩沖層一方面利用乙烯-乙烯醇共聚物膜層低楊氏模量的特點(diǎn),另一方面結(jié)合無機(jī)層的高氣體和水汽阻隔性以及耐高溫性,從而有效解決了單獨(dú)的無機(jī)層或者單獨(dú)的有機(jī)層作為緩沖層所存在的問題。本發(fā)明所述緩沖層不僅具有高氣體和水汽阻隔性能,有效防止氣體透過緩沖層對(duì)柔性器件產(chǎn)生嚴(yán)重破壞,而且耐高溫,還具有良好的彎折性能,適用于柔性器件的生產(chǎn)制造。
與其他有機(jī)層相比,本發(fā)明實(shí)施例采用乙烯-乙烯醇共聚物膜層作為有機(jī)層,乙烯-乙烯醇共聚物結(jié)合了乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔性,乙烯-乙烯醇共聚物膜不僅表現(xiàn)出高平整度,有利于無機(jī)層均勻沉積,而且對(duì)氣體呈現(xiàn)出優(yōu)異的阻斷作用,進(jìn)一步防止了氧氣、水蒸氣容易透過緩沖層對(duì)柔性器件產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。并且,乙烯-乙烯醇共聚物膜還具有高的機(jī)械強(qiáng)度、表面硬度,耐磨性,耐候性,抗靜電性,以及高光澤和低霧度,與無機(jī)層結(jié)合形成高性能的緩沖層,適用于柔性器件的生產(chǎn)制造。
進(jìn)一步地,所述無機(jī)層包括含硅無機(jī)物和含鋁無機(jī)物中的一種或兩種。本發(fā)明實(shí)施例采用含硅無機(jī)物和含鋁無機(jī)物中的一種或兩種作為無機(jī)層,不僅具有良好的高氣體和水汽阻隔性能,而且耐高溫性能優(yōu)異,還具有良好的絕緣性,有效地避免了柔性器件漏電的問題。當(dāng)然,本發(fā)明所述含硅無機(jī)物包括硅氧化物和硅氮化物中的一種或兩種;相應(yīng)地,所述含鋁無機(jī)物包括氧化鋁和氮化鋁中的一種或兩種。甚至是,所述無機(jī)層還可以為硅鋁氧化物或者硅鋁氮化物。
再進(jìn)一步地,所述硅氧化物的化學(xué)組成為siox,其中1≤x≤2。更進(jìn)一步地,所述硅氧化物為二氧化硅(sio2)。二氧化硅(sio2)不僅具有良好的高氣體和水汽阻隔性能,而且耐高溫性能優(yōu)異,絕緣性能好,還具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。同理,所述硅氮化物的化學(xué)組成為sinx,其中1≤x<2。更進(jìn)一步地,所述硅氧化物為氮化硅(si3n4),氮化硅(si3n4)是一種超硬物質(zhì),本身具有潤(rùn)滑性、耐磨損、并且高溫時(shí)抗氧化,有利于后續(xù)薄膜層的制備。
進(jìn)一步地,所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層的厚度為1μm到10μm;且/或,所述無機(jī)層的厚度為20nm到100nm。本發(fā)明實(shí)施例乙烯-乙烯醇共聚物膜層的厚度為1μm到10μm,通過控制乙烯-乙烯醇共聚物膜層的厚度,降低了緩沖層的楊氏模量,保證了緩沖層能夠被多次彎折,有利于柔性器件的制造。另外,所述無機(jī)層的厚度為20nm到100nm,在保證緩沖層楊氏模量的前提下,使得所制備的緩沖層具有高氣體和水汽阻隔性能以及耐高溫性能。本發(fā)明實(shí)施例通過調(diào)節(jié)乙烯-乙烯醇共聚物膜層與無機(jī)層的厚度,使得所制備的緩沖層不僅具有高氣體和水汽阻隔性能,能夠被多次彎折,而且耐高溫性能優(yōu)異。
本發(fā)明還提出一種柔性器件緩沖層的制備方法,包括所述柔性器件緩沖層,所述柔性器件緩沖層參照上述實(shí)施例,由于柔性器件緩沖層采用了上述所有實(shí)施例的全部技術(shù)方案,因此至少具有上述實(shí)施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效果,在此不再一一贅述。所述柔性器件緩沖層的制備方法包括以下步驟:制備乙烯-乙烯醇共聚物膜層,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜層;在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面制備無機(jī)層。本發(fā)明實(shí)施例制備的柔性器件緩沖層不僅具有高氣體和水汽阻隔性能,有效防止氣體透過緩沖層對(duì)柔性器件產(chǎn)生嚴(yán)重破壞,而且耐高溫,還具有良好的彎折性能,適用于柔性器件的生產(chǎn)制造。
進(jìn)一步地,“在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面制備無機(jī)層”的步驟包括:將所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層放入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)室內(nèi);將第一前驅(qū)體和第二前驅(qū)體以脈沖的方式交替地通入所述反應(yīng)室并沉積在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面,以使所述第一前驅(qū)體和所述第二前驅(qū)體在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面反應(yīng)生成無機(jī)層。
原子層沉積(atomiclayerdeposition,ald)方法是一種特殊的化學(xué)氣相沉積方法,是通過將氣相前驅(qū)體脈沖交替通入反應(yīng)室并在沉積基體表面發(fā)生化學(xué)吸附反應(yīng)形成薄膜的一種方法。本發(fā)明的技術(shù)方案通過采用原子層沉積方法將無機(jī)層沉積在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層上,一方面保證了沉積無機(jī)層厚度的均勻性和致密性,實(shí)現(xiàn)了無機(jī)層沉積厚度的可調(diào),另一方面無機(jī)層采用高活性的前驅(qū)體作為反應(yīng)源,能夠在低溫下進(jìn)行沉積,避免了高溫對(duì)乙烯-乙烯醇共聚物膜層的破壞,保證了緩沖層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本發(fā)明實(shí)施例通過第一前驅(qū)體和第二前驅(qū)體脈沖交替通入所述反應(yīng)室,使得無機(jī)層的單原子層逐次沉積,一方面實(shí)現(xiàn)了單原子層的沉積,另一方面也保證了單原子層沉積的均勻性以及優(yōu)異的一致性。并且,本發(fā)明實(shí)施例還可以通過調(diào)節(jié)脈沖交替的數(shù)次來實(shí)現(xiàn)無機(jī)層厚度的可調(diào)。
再進(jìn)一步地,所述第一前驅(qū)體包括硅源前驅(qū)體和鋁源前驅(qū)體中的一種或兩種,所述第二前驅(qū)體包括氧源前驅(qū)體和氮源前驅(qū)體中的一種或兩種。所述第一前驅(qū)體中的硅原子或者鋁原子與第二前驅(qū)體中的氧原子或者氮原子結(jié)合生成單原子的無機(jī)層,反應(yīng)活性高,反應(yīng)速度快,第一前驅(qū)體和第二前驅(qū)體通過接觸即可完成反應(yīng),提高了反應(yīng)效率。
又進(jìn)一步地,所述第一前驅(qū)體包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷、四甲基硅烷、三甲基鋁、三叔丁基鋁中的一種或多種。所述硅源前驅(qū)體包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷和四甲基硅烷;所述氮源前驅(qū)體包括三甲基鋁和三叔丁基鋁。根據(jù)沉積第一前驅(qū)體的不同,原子層沉積有兩種不同的自限制機(jī)制,即化學(xué)吸附自限制和順次反應(yīng)自限制。與順次反應(yīng)自限制不同,化學(xué)吸附自限制沉積過程中,不需要活性前驅(qū)體物質(zhì),第一前驅(qū)體直接化學(xué)吸附在乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面,當(dāng)?shù)诙膀?qū)體通入所述反應(yīng)室時(shí),第二前驅(qū)體就會(huì)與已吸附的第一前驅(qū)體發(fā)生反應(yīng)。本發(fā)明實(shí)施例所述第一前驅(qū)體不僅具有揮發(fā)性,通過加熱容易形成蒸汽,而且具有較高的活化能,能夠在乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面快速形成穩(wěn)定的化學(xué)吸附,還熱穩(wěn)定性好。另外,當(dāng)交替送入不同的第一前驅(qū)體時(shí),將會(huì)得到不同的無機(jī)層。比如,第一前驅(qū)體交替通入硅源前驅(qū)體和鋁源前驅(qū)體,第二前驅(qū)體為氧源前驅(qū)體,則能夠形成硅鋁氧化物的無機(jī)層。比如,第一前驅(qū)體交替通入硅源前驅(qū)體和鋁源前驅(qū)體,第二前驅(qū)體為氮源前驅(qū)體,則能夠形成硅鋁氮化物的無機(jī)層。
更進(jìn)一步地,所述氧源前驅(qū)體為水蒸氣。當(dāng)然,第二前驅(qū)體還可以采用臭氧和氧氣中的一種或者兩種。從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保角度考慮,本發(fā)明實(shí)施例所述第二前驅(qū)體采用水蒸氣。所述氮源前驅(qū)體可以為氨氣。
具體來說,以氧化鋁作為無機(jī)層為例,“在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層表面制備無機(jī)層”的步驟包括:將所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層放入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)室內(nèi),三甲基鋁形成蒸汽以脈沖形式送入所述反應(yīng)室,經(jīng)過第一次惰性氣體吹掃后,水蒸氣以脈沖形式送入所述反應(yīng)室,水蒸氣吸附到所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層的三甲基鋁上,三甲基鋁與水蒸氣通過原子層反應(yīng)生成氧化鋁,經(jīng)過再次惰性氣體吹掃后再送入三甲基鋁,如此重復(fù)交替脈沖循環(huán)200次,氧化鋁不斷沉積在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層上形成氧化鋁層。其中,所述原子層反應(yīng)原理為:
2al(ch3)3(g)+3h2o(g)→al2o3(s)+6ch4(g);
本發(fā)明實(shí)施例采用三甲基鋁作為第一前驅(qū)體,當(dāng)然,第一前驅(qū)體還可以是三叔丁基鋁等烷基鋁,為了減少空間位阻對(duì)原子層反應(yīng)的影響,保證原子層反應(yīng)充分進(jìn)行,本發(fā)明實(shí)施例采用三甲基鋁作為第一前驅(qū)體。并且,在三甲基鋁脈沖送入后,第一次惰性氣體吹掃反應(yīng)室,以便帶出反應(yīng)室內(nèi)過量的三甲基鋁(包括反應(yīng)室內(nèi)未吸附在乙烯-乙烯醇共聚物膜層上的三甲基鋁),防止了三甲基鋁在反應(yīng)器中發(fā)生氣相反應(yīng)。反應(yīng)后進(jìn)行第二次惰性氣體吹掃,有利于帶出原子層反應(yīng)的甲烷副產(chǎn)物,具有凈化作用。當(dāng)然,惰性氣體包括氮?dú)饣驓鍤獾榷栊詺怏w。不難看出,脈沖循環(huán)的次數(shù)可控,根據(jù)無機(jī)層的厚度控制脈沖循環(huán)的次數(shù),從而實(shí)現(xiàn)了不同厚度無機(jī)層的沉積,達(dá)到了無機(jī)層厚度的可控調(diào)節(jié)。另外,本發(fā)明實(shí)施例三甲基鋁脈沖時(shí)間為0.03s,三甲基鋁停留時(shí)間為5s,第一次惰性氣體吹掃時(shí)間為10s,水蒸氣脈沖時(shí)間為0.02s,水蒸氣停留時(shí)間為3s,第二次惰性氣體吹掃時(shí)間為5s。本發(fā)明通過控制脈沖時(shí)間、停留時(shí)間以及吹掃時(shí)間,保證了三甲基鋁蒸汽與水蒸氣充分反應(yīng),避免了其他因素對(duì)反應(yīng)的影響。
進(jìn)一步地,“制備乙烯-乙烯醇共聚物膜層,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜層”的步驟包括:將乙烯-醋酸乙烯共聚物置于堿性條件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物;將所述乙烯-乙烯醇共聚物進(jìn)行涂布,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜層。乙烯-醋酸乙烯共聚物的皂化方法分為兩種類型,一種為非均相皂化,另一種為均相皂化。非均相皂化是將乙烯-醋酸乙烯共聚物放入在非良溶劑(如極性醇、水等)中,在保持乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂形態(tài)的前提下進(jìn)行皂化反應(yīng),這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以保持乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂原形,且皂化物的分離和干燥比較容易。均相皂化是先將乙烯-醋酸乙烯共聚物溶于適當(dāng)?shù)牧既軇?苯、甲苯、二甲苯等)中形成均相溶液,接著在堿性條件下與醇類進(jìn)行皂化反應(yīng),最后加入乙烯-醋酸乙烯共聚物的非良溶劑(如極性醇、水等),使皂化物乙烯-乙烯醇共聚物析出。均相皂化的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快,乙烯-醋酸乙烯共聚物在短時(shí)間內(nèi)就可高度皂化,能夠制備出不同形態(tài)的乙烯-乙烯醇共聚物。
再進(jìn)一步地,“將乙烯-醋酸乙烯共聚物置于堿性條件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物”的步驟包括:將乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解后置于堿性條件下,以均相皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物。將乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解后,乙烯-醋酸乙烯共聚物發(fā)生均相皂化反應(yīng),保證了乙烯-醋酸乙烯共聚物被充分高度皂化,提高了皂化反應(yīng)的均勻性,使得乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂表面和內(nèi)部皂化度一致,同時(shí)也便于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層的涂布成型。
更進(jìn)一步地,“將乙烯-醋酸乙烯共聚物置于堿性條件下,以皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物”的步驟包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物置于第一堿性條件下,以進(jìn)行第一次皂化,得到中間物;將所述中間物置于第二堿性條件下,并升溫以進(jìn)行二次皂化生成乙烯-乙烯醇共聚物,其中,所述第二堿性條件的堿性高于所述第一堿性條件的堿性。本發(fā)明實(shí)施例第一次皂化是將乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解后加入到弱堿的醇溶液中,加熱至30℃到80℃中進(jìn)行第一次皂化,第一次皂化的皂化度最高可達(dá)98%。若需達(dá)到更高的皂化度,則要進(jìn)行二次皂化,即將強(qiáng)堿溶液加入到上述皂化物中,升溫至50℃到150℃的條件下并攪拌,這樣可以得到皂化度高達(dá)99.5%以上的乙烯-乙烯醇共聚物。本發(fā)明實(shí)施例在一次皂化結(jié)束后加入以水為主體的強(qiáng)堿水溶液,強(qiáng)堿水溶液一方面作為反應(yīng)液使得乙烯-醋酸乙烯共聚物進(jìn)一步充分皂化,另一方面作為沉淀液使得皂化生成的乙烯-乙烯醇共聚物沉淀并粒子化,保證其在二次皂化過程中不會(huì)重新聚結(jié)成團(tuán),使得二次皂化反應(yīng)均勻充分進(jìn)行。另外,本發(fā)明通過增加乙烯-醋酸乙烯共聚物的皂化度,使得乙烯-醋酸乙烯共聚物被充分反應(yīng)生成乙烯-乙烯醇共聚物,從而保證了乙烯-乙烯醇共聚物膜層的氣體阻隔性能。
具體來說,“制備乙烯-乙烯醇共聚物膜層,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜層”的步驟包括:首先,將乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解于叔丁醇中;然后,加入醋酸鹽的醇溶液,加熱至30℃到80℃進(jìn)行第一步皂化;接著,加入強(qiáng)堿的水溶液,并升溫到50℃到100℃進(jìn)行二次皂化;再將皂化物洗滌后溶解在叔丁醇中;最后,皂化物溶液旋涂在襯底表面,得到乙烯-乙烯醇共聚物膜層。
乙烯-醋酸乙烯共聚物的溶解液可以采用苯、甲苯或者二甲苯等。本發(fā)明實(shí)施例采用叔丁醇作為乙烯-醋酸乙烯共聚物的溶解液,一方面叔丁醇可以充分溶解乙烯-醋酸乙烯共聚物,另一方面叔丁醇毒性小,對(duì)環(huán)境和人體的危害小。當(dāng)然,本發(fā)明中乙烯-醋酸乙烯共聚物的溶解液還可以考慮其他低極性的醇類。另外,本發(fā)明實(shí)施例采用醋酸鹽作為弱堿進(jìn)行第一步皂化,很顯然,弱堿還可以包括氨水、氫氧化鋁等??梢韵氲降氖?,醋酸鹽包括醋酸鈉和醋酸鉀等,只要保證弱堿性條件即可。通過加入強(qiáng)堿的水溶液進(jìn)行二次皂化,強(qiáng)堿的水溶液一方面作為反應(yīng)液使得乙烯-醋酸乙烯共聚物進(jìn)一步充分皂化,另一方面作為沉淀液使得皂化生成的乙烯-乙烯醇共聚物沉淀并粒子化,保證其在二次皂化過程中不會(huì)重新聚結(jié)成團(tuán),使得二次皂化反應(yīng)均勻充分進(jìn)行。在本發(fā)明實(shí)施例中所述強(qiáng)堿包括氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鋇等。二次皂化的產(chǎn)物為乳液狀,乳液狀的產(chǎn)物經(jīng)過高極性溶劑(如甲醇、乙醇等)洗滌,分液除去高極性雜質(zhì),保證了所述乙烯-乙烯醇共聚物產(chǎn)物的純度,為乙烯-乙烯醇共聚物成膜提供了保障。洗滌后的乙烯-乙烯醇共聚物中加入良溶劑(如叔丁醇),通過良溶劑溶解乙烯-乙烯醇共聚物并旋涂在襯底的表面形成乙烯-乙烯醇共聚物膜層,確保了乙烯-乙烯醇共聚物膜層的平整度,有利于無機(jī)層的均勻沉積。
本發(fā)明還提出一種柔性器件,如圖1所示,包括所述柔性器件緩沖層和所述柔性器件緩沖層的制備方法,所述柔性器件緩沖層和所述柔性器件緩沖層的制備方法參照上述實(shí)施例,由于柔性器件采用了上述所有實(shí)施例的全部技術(shù)方案,因此至少具有上述實(shí)施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效果,在此不再一一贅述。所述柔性器件,包括襯底和柔性器件緩沖層100,所述柔性器件緩沖層100包括乙烯-乙烯醇共聚物膜層110和無機(jī)層120,所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層110設(shè)于襯底200表面,所述無機(jī)層120設(shè)于所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層110表面,所述無機(jī)層120表面設(shè)有薄膜層300,所述薄膜層300包括有源層310和柵絕緣層330,所述有源層310設(shè)于所述無機(jī)層220表面,所述有源層310與所述柵絕緣層330之間設(shè)有源漏電極層320,所述源漏電極層320位于所述有源層310兩端,所述柵絕緣層330表面設(shè)有柵電極層340。本發(fā)明實(shí)施例通過在襯底200上設(shè)置乙烯-乙烯醇共聚物膜層110,再在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層110設(shè)置無機(jī)層120,不僅通過乙烯-乙烯醇共聚物膜層降低了楊氏模量,增強(qiáng)了對(duì)氣體和水汽的阻隔性能,有效防止氣體透過緩沖層對(duì)柔性器件產(chǎn)生嚴(yán)重破壞,而且無機(jī)層耐高溫,能夠適應(yīng)于化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積以及等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等方法制備薄膜層時(shí)原子的擴(kuò)散、形核、生長(zhǎng),保證了薄膜層的電阻率、透過率以及與襯底的結(jié)合力。
本發(fā)明還提出一種柔性器件的制造方法,如圖2所示,包括以下步驟:s1,在襯底上涂布乙烯-乙烯醇共聚物,形成乙烯-乙烯醇共聚物膜層;s2,采用原子層沉積方法在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層上沉積無機(jī)層;s3,通過濺射方法在所述無機(jī)層上依次濺射有源層和源漏電極層并圖案化處理;s4,采用原子層沉積方法或化學(xué)氣相沉積方法在所述有源層和源漏電極層上沉積柵絕緣層并圖案化處理;s5,在所述柵絕緣層上沉積柵電極層,形成所述柔性器件。本發(fā)明實(shí)施例的柔性器件增強(qiáng)了對(duì)氣體和水汽的阻隔性能,防止了氣體透過緩沖層對(duì)柔性器件產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。
下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
實(shí)施例1
(1)乙烯-乙烯醇共聚物膜層的制備
首先,將乙烯-醋酸乙烯共聚物溶解于叔丁醇中;然后,加入醋酸鹽的醇溶液,加熱至30℃到80℃進(jìn)行初步皂化;接著,加入強(qiáng)堿的水溶液,并升溫到50℃到100℃進(jìn)行二次皂化;再將皂化物通過乙醇洗滌后溶解在叔丁醇中;最后,將皂化物溶液旋涂在襯底的表面,形成乙烯-乙烯醇共聚物膜層,乙烯-乙烯醇共聚物膜層的厚度為1μm到10μm。
(2)無機(jī)層的沉積
將所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層放入原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)室內(nèi),三甲基鋁形成蒸汽以脈沖形式送入所述反應(yīng)室,三甲基鋁的脈沖時(shí)間為0.03s,三甲基鋁停留時(shí)間為5s,經(jīng)過氬氣吹掃后,氬氣吹掃時(shí)間為10s,水蒸氣以脈沖形式送入所述反應(yīng)室,水蒸氣的脈沖時(shí)間為0.02s,水蒸氣的停留時(shí)間為3s,水蒸氣吸附到所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層的三甲基鋁上,同時(shí)三甲基鋁水解生成氧化鋁,經(jīng)過第二次氬氣吹掃后再送入三甲基鋁,第二次氬氣吹掃時(shí)間為5s,如此重復(fù)交替脈沖循環(huán)200次,氧化鋁不斷沉積在所述乙烯-乙烯醇共聚物膜層上,氧化鋁層的厚度為20nm到100nm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明實(shí)施例所制備的柔性器件緩沖膜,不僅對(duì)氧氣、水蒸氣的阻隔性好,可見光透過率高,與襯底的結(jié)合力好,而且楊氏模量小,能多次彎折,耐高溫,改善了與后續(xù)沉積薄膜的匹配性,有利于制備后續(xù)沉積薄膜時(shí)原子的擴(kuò)散、形核、生長(zhǎng),保證了后續(xù)沉積薄膜的低電阻率。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下,利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換,或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。