[发明专利]光交联聚合物-有机硅氧烷混合胶柔性衬底及用于制备有机电子器件

说明书

技术领域

本发明属于有机电子器件技术领域，具体涉及一种柔韧度可调节的光交联聚合物-有机硅氧烷混合胶制备有机电子器件的柔性衬底，该柔性衬底具备更加柔韧的弯曲性能，且阻隔水汽和氧气向有机电子器件的渗透能力更加优异。

背景技术

有机电子器件具有材料来源广泛，色彩丰富并可以形成柔性器件等特点。但目前，有机电子器件大都制备在刚性衬底上，例如玻璃，硅片等，他们虽然有优良的器件性能，但抗冲击抗、震动的能力较弱，重量相对较重，携带不方便，在某些场合的应用受到很大限制。用柔性衬底代替刚性衬底的好处是产品更轻，不易破碎、节省空间且更便于携带。但是，从目前的柔性电子器件发展来看，用柔性衬底代替刚性衬底还存在很多问题。首先，柔性衬底的表面平整度远不及刚性衬底，不平整的表面导致电子器件易出现短路，寿命缩短等性能下降；其次，不同的应用习惯需要不同柔韧程度的柔性衬底，例如，抗冲击，不易碎的产品需要弹性模量较高的衬底，而完全卷曲的可穿戴的柔性器件需要弹性模量较低的衬底。最为广泛使用的酯交换缩聚法制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底，虽然可以通过材料改性实现弹性模量的调节，但改性后的共聚酯因为分子链的对称性和规整性被破坏，而使PET出现团聚的现象从而导致表面平整性显著下降，不能作为有机器件的衬底。最后，柔性衬底材料阻隔水氧性能有限，而有机电子器件的电极材料在含氧环境下极易被氧化，从而导致器件退化。因此，柔性有机电子器件衬底还要具备一定的水氧阻隔性能，而该技术在国际上还处于探索阶段，成熟完备的技术工艺鲜有报道。

光交联聚合物和有机硅氧烷都是常见的封装胶体材料，都具有一定的柔软性质，为制备柔性衬底提供可能。光交联聚合物是能够通过光化学反应使液态聚合物的分子间发生交联，形成不溶、具有网状结构的固态聚合物。它是单组分固化胶且是100%实体，固化速度极快，取决于应用厚度和接受施加紫外光的能量。光交联聚合物弹性模量为1.65GPa，虽然光交联聚合物呈柔性，但固化后的光交联聚合物反复弯折易开裂。有机硅氧烷（例PDMS）具有不同于一般树脂的优异性能，如高弹性、低表面张力，较低的玻璃化转变温度，耐热、耐氧化等。其弹性模量为0.75MPa，但有机硅胶具有更小的共扼结构，使分子链刚性降低，支撑强度下降，存在基体力学性能弱的缺点，极易受到力学破坏。

本发明利用光交联聚合物的网状结构和有机硅氧烷的分子聚合物结构，将二种聚合物混合在一起形成新的混合胶。对于这种新形成的混合胶，由于光交联聚合物的网状结构，有机硅氧烷在和光交联聚合物混合的同时，部分有机硅氧烷分子还能进入到光交联聚合物的网状结构中，使光交联聚合物的弹性增强。因此，通过调节有机氧烷分子与光交联聚合物的配比，可以实现柔韧度可调节的柔性衬底，其弹性模量调节范围为0.75-1.65GPa区间。弥补了单一聚合物的柔韧度不可调节的缺点，混合胶固化后弯曲程度可以根据其应用不同而改变，且因为光交联聚合物和有机硅氧烷二种胶均已成熟的应用在传统的器件封装领域，在实现柔韧性可调节的同时，还能够保证器件不受外界水、氧的侵蚀。

发明内容

本发明属于有机电子器件技术领域，具体涉及一种光交联聚合物-有机硅氧烷混合胶制备的柔性衬底，该柔性衬底的柔韧度可调，并在弹性范围内可以进行有效的弯曲且具有阻隔水氧性能，从而用于制备有机电子器件。

本发明中为了得到阻隔性能更强的衬底，也可以根据需要对衬底进行再加工，在衬底上镀上一层无机氧化物封装层，例Al₂O₃、ZnO、ZrO₂等。

本发明中光交联聚合物-有机硅氧烷混合胶制得的衬底为了克服柔性衬底表面平整度远不及玻璃衬底的缺点，采用了剥离技术。将混合胶均匀旋涂在Si片上，用紫外固化后，将固化后的混合胶剥离下来，接触Si片表面的固化后混合胶粗糙度较小，解决了柔性衬底平整度问题。

本发明所述的光交联聚合物-有机硅氧烷混合胶柔性衬底，其由如下步骤制备得到：

1.将光交联聚合物和有机硅氧烷或硅树脂以质量比100：1～70：1的比例混合在一起制备得到光交联聚合物-聚硅氧烷混合胶；

2.将步骤1）制得的混合胶离心后静止30～50min，然后利用旋涂方法在清洁的Si片上制备得到一层平整的混合胶涂层，厚度为80～3000μm；

3.最后将步骤2）的涂有混合胶涂层的Si片放置在紫外灯下固化后剥离，从而得到光交联聚合物-有机硅氧烷混合胶柔性衬底。