[发明专利]一种柔性器件的制备方法

说明书

本发明提供了一种柔性器件的制备方法。该方法首先采用刚性衬底，在刚性衬底设置牺牲层，在牺牲层上制备器件，然后利用溶剂溶解牺牲层，使器件与刚性衬底分离，最后将器件转移至柔性衬底上进行层压结合，得到柔性器件。与现有技术相比，本发明方法简单易行，可降低柔性衬底厚度，保持柔性衬底形貌，以及降低衬底对器件形变的限制，在柔性电子器件技术领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及柔性电子技术领域，尤其是一种柔性器件的制备方法。

背景技术

近年来，柔性电子学得到迅速的发展，许多研究人员已经研究出各种柔性的电子设备，如柔性传感，柔性显示器，柔性致动器，人造电极皮肤以及各种可穿戴电子产品等，而用于健康监测和医疗的可穿戴电子设备已有万亿级市场。

例如，在柔性电子系统中存储器是用于信息存储和数据处理的重要组成部件，因此对存储器也提出了柔性化的发展要求。在众多的非易失性存储器当中，阻变存储器(RRAM)具有简单的三明治结构、操作速度快、功耗低、CMOS工艺兼容等优势。更为重要的是，RRAM在柔性化方面还具有器件结构简单(两端器件)，选材广泛等先天优势，使得其在下一代新兴柔性信息存储器中脱颖而出。

有机材料具有较好的机械性能，但是基于有机薄膜的器件性能受控于外部的环境，造成阻变性能不稳定、器件易失效。与有机材料相比，无机材料具有很好的阻变稳定性，且不易受环境的影响。在无机材料中，特别是无定形氧化物，具有一定的优点，包括较好的柔韧性，较大面积的均匀性，较低的制备温度，这使得采用无机材料作为柔性RRAM的功能层成为可能。

目前，器件的柔性化主要是通过沉积的方法在柔性衬底(PET、PI、PES)上直接制备器件。但是，一方面，无机介质弹性模量与柔性衬底不匹配，沉积薄膜易导致出现褶皱影响器件性能；另一方面，柔性衬底所能承受的温度有限，导致直接沉积时选用的衬底较厚，根据ε≈d/2R公式可知，柔性器件的形变极限受制于衬底厚度。

因此，发明一种方法使得器件承受应变能力不再受限于衬底，是柔性电子器件发展亟需解决的问题。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种柔性器件的制备方法，利用该方法可降低柔性衬底厚度，保持柔性衬底形貌，以及降低衬底对器件形变的限制。

为了实现上述技术目的，本发明首先采用刚性衬底，在刚性衬底设置牺牲层，在牺牲层上制备器件，然后利用溶剂溶解牺牲层，使器件与刚性衬底分离，最后将器件转移至柔性衬底上进行层压结合，得到柔性器件。

即，本发明的技术方案为：一种柔性器件的制备方法，包括如下步骤：

(1)在刚性衬底表面设置可溶解于溶剂的牺牲层，在牺牲层表面制备器件；然后，利用溶剂溶解牺牲层，使器件与刚性衬底分离；

(2)将器件转移至柔性衬底表面进行层压结合，得到柔性器件。

作为优选，所述步骤(1)中，牺牲层与器件之间设置保护层。作为进一步优选，所述保护层与器件之间设置缓冲层。

所述步骤(1)中，溶剂的作用是溶解牺牲层。溶剂包括但不限于丙酮、氯仿、二氯甲烷、苯酚、苯甲醚等中的一种或者几种。

作为优选，所述步骤(2)中，将器件转移至柔性衬底表面的过程中，采用支撑层支撑该器件。

作为一种实现方式，所述的支撑层是黏贴在器件顶部的水溶性胶带。作为优选，在所述步骤(1)中，在牺牲层表面制备器件后，在器件顶部黏贴该水溶性胶带，器件与刚性衬底分离后，以该水溶性胶带为支撑将器件转移至柔性衬底表面，使器件底部与柔性衬底表面进行层压结合。作为进一步优选，器件底部与柔性衬底表面进行层压结合之后，将器件浸入水中除去水溶性胶带。