图案化柔性有机薄膜及制备方法、层叠体及图案化方法技术

本发明专利技术涉及一种图案化柔性有机薄膜及制备方法、层叠体及图案化方法。一种图案化的柔性有机薄膜，其通过将功能性膜与待图案化的柔性有机薄膜接触而进行图案化而得到，其中：所述功能性膜中含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液；所述功能性膜为通过干法造纸法得到的、含有纤维的膜。

【技术实现步骤摘要】
图案化柔性有机薄膜及制备方法、层叠体及图案化方法
本专利技术属于柔性电子领域，特别涉及一种用于柔性电子器件的图案化(以下也可称为“图形化”)的柔性有机薄膜、有机衬底薄膜的图案化改性方法。更进一步，本专利技术还涉及一种图案化用层叠体以及使用该层叠体对柔性有机薄膜进行图案化处理的方法。
技术介绍
柔性衬底是柔性电子制造与发展过程中十分关键的研究内容，柔性电子的关键解决方案就是置功能元件于柔性基底之上。不同的柔性基底在可拉伸性、柔韧性、表面粘性等方面均可能不同，不同的柔性基底具备不同的特点与功能，同时需要做不同的处理。在柔性基底上进行薄膜图案化一般采用刻蚀(以下也可称为“蚀刻”)工艺，通过刻蚀去除未被掩蔽保护的裸露薄膜材料而获得图形化薄膜。传统的基底制作工艺中以光刻技术为主，在光刻掩模板的保护下进行图形的干法或湿法刻蚀。但是，上述的方法中，与硬质平滑的刚性基底不同，光刻胶在柔性基底上不易均匀分布，影响曝光精度和薄膜图案化效果。此外，以往的一些刻蚀技术中也需要借助使用掩模板，在这样的刻蚀过程中，容易造成侧刻蚀现象，影响图案化后线条特征尺寸的精度。可以看出，以往通常的实际操作中使用光刻胶时，由于存在加热过程，薄膜受热膨胀、遇冷收缩，其产生的应力应变往往使光刻胶膜层产生裂纹，在继续进行后续可能存在的一些刻蚀处理时，刻蚀溶液可从裂纹渗入，导致刻蚀不均匀。此外，尽管掩模边缘的精度要优于层叠体图案化后的边缘精度，但掩模法由于缺少对溶液的限制作用，但也可能出现两个坏的结果：改性效果差，即反应不均匀不完全，改性后的薄膜模量增长幅度小或者向非暴露区域扩散程度高。引用文献1公开了一种柔性衬底上的薄膜图形化方法，其直接贴附整张干膜进行光刻曝光，利用剥离方法代替刻蚀工艺，消除了侧刻蚀等问题。但是上述方法仍使用曝光技术形成掩模板，其刻蚀的基础是基于光引发的光-化学反应，因此，在纯化学反应进行的刻蚀时，仍然存在因为掩模的使用而无法良好地控制化学试剂所产生的不期望的扩散而引起刻蚀变宽的问题。引用文献2公开了一种利用软质光刻模板进行曲面薄膜图形化微制造方法，其将腐蚀溶剂涂在软质弹性膜的图形表面，然后附着在要刻蚀的薄膜进行刻蚀作用，去除弹性膜而得到了图案结构。上述方法使腐蚀溶剂粘附在弹性膜的表面，受限于它们之间的相互作用，并且腐蚀溶剂与要刻蚀的薄膜之间可能不能充分反应，可能导致刻蚀不均匀的现象。此外，在施行该手段进行刻蚀时，涂覆于软质弹性膜的腐蚀性溶液在将该膜与待刻蚀的薄膜进行接触时无规扩散，实际上对于刻蚀线宽变宽问题也依然存在着改进的余地。通常使用的柔性基底包括聚硫化物薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚二甲基硅氧烷薄膜等。对于聚硫化物薄膜基底，其通过双氧水(H2O2)氧化处理后模量会大大提升，但如何对薄膜进行图案化处理改性是其用于柔性电子衬底的关键所在。现有的技术中，通常采用以下两种方式进行图案化：(i)使用两个掩模，将待图案化的薄膜固定在所述两个掩模之间，然后，正反面涂覆掩模。通常情况下使用双氧水进行浸泡处理，此时，虽然可以较为方便的获得所期望的刻蚀图案，但在浸泡过程中，实际上难以避免双氧水可从薄膜侧面扩散进入，从而影响图案化改性的效果；(ii)若选择单侧涂覆掩模，在表面滴涂双氧水，则存在双氧水的量不可控且由于张力导致的分布不均的问题，同样会影响图案化改性的效果。因此，目前进行薄膜图案化过程中，对于图案化精度的控制仍然不能说是充分的，尤其对于图案的均匀、高精度的控制以及图案内应力的消除还存在进一步提升的余地，因此，开发一种薄膜表面与液体可控区域反应的方法显得尤为必要。引文列表专利文献专利文献1：CN107529387B专利文献2：CN104698744A
技术实现思路
专利技术要解决的问题为解决上述问题，本专利技术人进行了深入研究，并且发现了通过将特定的功能性膜与待图案化的柔性有机薄膜接触而进行图案化可得到适用于柔性基底的、图案化改性精度高、力学性能优异的柔性有机薄膜，因此，通过本专利技术制备的图案化柔性有机薄膜，能够提高目前柔性有机薄膜刻蚀中存在的刻蚀均匀性以及精度不佳问题，同时工艺过程简单易操作。此外，本专利技术的目的还在于提供一种柔性有机薄膜的图案化改性方法，由此可降低反应溶液的扩散问题，使得反应液扩散均匀、且反应液量扩散程度可控，避免侧刻蚀、突沿等带来的缺陷，提高了图案化改性的均匀性和精度。此外，本专利技术的目的还在于提供一种用于图案化用层叠体，该层叠体特别适合用于柔性薄膜的化学刻蚀，通过该层叠体的使用，相对于现有的刻蚀用层或刻蚀用掩模，在能够更为简便地使用的同时，其刻蚀过程中能够获得更为均匀和精细的刻蚀图案。用于解决问题的方案本专利技术通过如下方法进行实施：本专利技术首先提供了一种图案化的柔性有机薄膜，所述图案化的柔性有机薄膜通过将功能性膜与待图案化的柔性有机薄膜接触而进行图案化而得到，其中：所述功能性膜中含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液；所述功能性膜为通过干法造纸法得到的、含有纤维的膜。根据以上所述的图案化的柔性有机薄膜，所述纤维选自植物纤维和/或合成纤维，优选为植物纤维。根据以上所述的图案化的柔性有机薄膜，所述功能性膜中的含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液中包括氧化性成分，所述氧化性成分优选为过氧化物，更优选为过氧化氢。根据以上所述的图案化的柔性有机薄膜，所述图案化是在加热的条件下进行的。根据以上所述的图案化的柔性有机薄膜，其特征在于，所述柔性有机薄膜为包含硫化物的柔性有机薄膜。进一步，本专利技术还提供了一种柔性有机薄膜图案化方法，包括如下步骤：a)准备待图案化的柔性有机薄膜以及功能性膜的步骤；b)将功能性膜与待图案化的柔性有机薄膜进行接触的步骤，所述功能性膜中含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液，所述功能性膜为通过干法造纸法得到的、含有纤维的膜。根据以上所述的方法，所述步骤a)中，包括对待图案化的柔性有机薄膜进行预处理的步骤和/或对功能性膜施加所述溶液的步骤。根据以上所述的方法，所述纤维选自植物纤维和/或合成纤维，优选为植物纤维。根据以上所述的方法，所述功能性膜中的含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液中包括氧化性成分，所述氧化性成分优选为过氧化物，更优选为过氧化氢。根据以上所述的方法，所述图案化是在加热的条件下进行的。根据以上所述的方法，所述柔性有机薄膜为包含硫化物的柔性有机薄膜。此外，本专利技术还提供了一种图案化用层叠体，所述层叠体包括：基底层；功能性膜层，所述功能性膜层设置于基底层的至少一个表面上；以及任选的可剥离层，所述可剥离层设置于所述功能性膜层的与基底层相对的表面上，其中，所述功能性膜层包括通过干法造纸法得到的、含有纤维的膜。根据以上所述的层叠体，所述纤维选自植物纤维和/或合成纤维，优选为植物纤维。最后，本专利技术也提供了一种使用以上所述的层叠体对柔性有机薄膜进行图案化处理的方法，包括如下步骤：将所述层叠体形成任意形状或图案的步骤；将任选存在的可剥离层剥离的步骤；使用溶液浸渍所述功能性膜层的步骤；将浸渍后的功能性膜层与柔性有机薄膜接触的步骤；其中所述溶液中含有能够与所述柔性有机薄膜反应的成分。根据以上所述的图案化处理的方法，在所述将浸渍后的功能性膜层与柔性有机薄膜接触的步骤中，还包括对柔性有机薄膜进行加热的步骤。根据以上所述的图案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图案化的柔性有机薄膜，其特征在于，所述图案化的柔性有机薄膜通过将功能性膜与待图案化的柔性有机薄膜接触而进行图案化而得到，其中：所述功能性膜中含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液；所述功能性膜为通过干法造纸法得到的、含有纤维的膜。

【技术特征摘要】
1.一种图案化的柔性有机薄膜，其特征在于，所述图案化的柔性有机薄膜通过将功能性膜与待图案化的柔性有机薄膜接触而进行图案化而得到，其中：所述功能性膜中含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液；所述功能性膜为通过干法造纸法得到的、含有纤维的膜。2.根据权利要求1所述的图案化的柔性有机薄膜，其特征在于，所述纤维选自植物纤维和/或合成纤维，优选为植物纤维。3.根据权利要求1或2所述的图案化的柔性有机薄膜，其特征在于，所述功能性膜中的含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液中包括氧化性成分，所述氧化性成分优选为过氧化物，更优选为过氧化氢。4.根据权利要求1-3任一项所述的图案化的柔性有机薄膜，其特征在于，所述图案化是在加热的条件下进行的。5.根据权利要求1-4任一项所述的图案化的柔性有机薄膜，其特征在于，所述柔性有机薄膜为包含硫化物的柔性有机薄膜。6.一种柔性有机薄膜图案化方法，其特征在于，包括如下步骤：a)准备待图案化的柔性有机薄膜以及功能性膜的步骤；b)将功能性膜与待图案化的柔性有机薄膜进行接触的步骤，所述功能性膜中含有能够与待图案化的柔性有机薄膜反应的溶液，所述功能性膜为通过干法造纸法得到的、含有纤维的膜。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中，包括对待图案化的柔性有机薄膜进行预处理的步骤和/或对功能性膜施加所述溶液的步骤。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述纤维选自植物纤维和/或合成纤维，优选为植物纤维。9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述功能性膜中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，曹宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11