[发明专利]一种柔性光电子器件用基板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机光电子技术领域，具体涉及一种柔性光电子器件用基板及其制备方法。

背景技术

光电子技术是继微电子技术之后迅速发展的科技含量很高的产业。随着光电子技术的快速发展，太阳能电池、光影像传感器、平面显示器、薄膜晶体管等光电子产品都逐渐发展成熟，它们大大改善了人们的生活。同时，光电子信息技术在社会生活各个领域的广泛应用，也创造了日益增长的巨大市场。发达国家都把光电信息产业作为重点发展的领域之一，光电子信息领域的竞争正在世界范围展开。

光电子技术是继微电子技术之后迅速发展的科技含量很高的产业。随着光电子技术的快速发展，太阳能电池、光影像传感器、平面显示器、薄膜晶体管等光电子产品都逐渐发展成熟，它们大大改善了人们的生活。同时，光电子信息技术在社会生活各个领域的广泛应用，也创造了日益增长的巨大市场。发达国家都把光电信息产业作为重点发展的领域之一，光电子信息领域的竞争正在世界范围展开。

目前有机光电子器件大都是制备在刚性基板(如玻璃或硅片上)，他们虽然具有优良的器件性能，但抗震动，抗冲击的能力较弱，重量相对较重，携带不甚方便，在某些场合的应用受到很大的限制。人们开始试图将有机光电子器件沉积在柔性基板上而不是刚性基板上。

用柔性基板代替刚性基板的好处是产品更轻、不易破碎、所占空间小且更便于携带。但是，尽管有这些优点，用柔性基板代替刚性基板还存在许多限制，柔性器件的制备仍然有许多基础问题需要解决。对于柔性衬底来说，由于柔性衬底的表面平整性也远不及刚性衬底，而对柔性衬底进行表面平滑处理要特殊的设备且工艺难度较大，提高了基板的生产成本；柔性衬底的水、氧透过率远大于刚性衬底，导致光电子器件受从基板透过的水氧的影响，降低了器件的性能。

对于电极层来说，常规的电极层材料In₂O₃:SnO₂(ITO)用作柔性基板的电极存在以下缺点：(1)ITO中的铟有剧毒，在制备和应用中对人体有害；(2)ITO中的In₂O₃价格昂贵，成本较高；(3)ITO薄膜易受到氢等离子体的还原作用，功效降低，这种现象在低温、低等离子体密度下也会发生；(4)在柔性衬底上的ITO薄膜会因为柔性衬底的弯曲而出现电导率下降的现象；(5)采用厚的ITO层会降低透光率，50-80％的光线在玻璃、ITO和有机层吸收掉，采用薄的ITO层工艺难度较大。由于碳纳米管具有高的机械强度和弹性和优良的导体特性而受到关注。2006年，加拿大的R.Martel等人(Appl.Phys.lett.，2006，88，183104)指出碳纳米管薄膜厚度的增加会降低薄膜的可见光透过率和电阻。为使碳纳米管薄膜获得较高可见光透过率，就必须减少碳纳米管薄膜的厚度，这样又增加了碳纳米管薄膜的方阻，使碳纳米管薄膜的方阻得到10³Ω/sq量级，降低了碳纳米管薄膜电导率。

因此，如果能够解决上述这些问题，将会使光电子器件得到更为广泛的应用和更加快速的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种柔性光电子器件用基板及其制备方法，该基板解决了薄层碳纳米管表面平整度差以及碳纳米管与柔性衬底之间结合力差的问题，提高了导电层的电导率以及基板对水氧的阻隔能力。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种柔性光电子器件用基板，包括柔性衬底和导电层，其特征在于，所述柔性衬底和导电层由以下两种方式构成：①柔性衬底为紫外光固化的有机硅胶粘剂，导电层为薄层碳纳米管，所述薄层碳纳米管的空隙中填充有石墨烯；②柔性衬底为掺杂石墨烯的紫外光固化的有机硅胶粘剂，导电层为薄层碳纳米管，所述薄层碳纳米管的空隙中填充有掺杂石墨烯的紫外光固化的有机硅胶粘剂，所述紫外光固化的有机硅胶粘剂原料包括以下质量百分比的组份：92～99.5％的光敏性的聚硅氧烷、0.1～5％的光引发剂和0.4～6％的稀释剂和助剂，所述薄层碳纳米管的厚度小于或等于100nm。

按照本发明所提供的柔性光电子器件用基板，其特征在于，在第②种方式中石墨烯的掺杂质量比小于或等于40％。

按照本发明所提供的柔性光电子器件用基板，其特征在于，所述光敏性的聚硅氧烷包括硫醇-烯烃官能化聚硅氧烷、丙烯酸酯化聚硅氧烷、环氧官能化聚硅氧烷、苯乙烯基聚硅氧烷或乙烯基醚官能化聚硅氧烷。