箔形電光產品、半成品、制造其的方法及裝置的制作方法

專利名稱：箔形電光產品、半成品、制造其的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種箔形電光產品。本發明還涉及一種箔形電光半成品。本發明還涉及一種制造上述產品和半成品的方法。本發明還涉及一種制造上述產品和半成品的裝置。
背景技術：
電光器件是一種響應電信號而提供光學效應,或是響應光刺激而產生電信號的器件。第一器件的實例為發光二極管，諸如有機發光二極管和電鉻器件。第二器件的實例為光伏電池和光學傳感器。現如今，可以在滾卷法中制造這些電光器件為相對廉價的箔。由此得到的器件具有平板形狀。然而，對于電光器件，通常需要曲面，以獲得例如特定的光分布。例如，US2007159072描述管形OLED以及制造該管形OLED的方法。其中所述的方 法包括如下步驟制備具有第一孔的模板；在第一孔內形成具有第二孔的第一管狀電極，所述第二孔的直徑小于第一孔的直徑;在第二孔內形成管狀發光部件，該部件具有第三孔，所述第三孔的直徑小于第二孔的直徑；以及在第三孔內形成第二電極。這種方法的缺點是它無法通過滾卷技術來實現。因此，需要一種方法，該方法能夠使用滾卷技術制造出在外形上不同于平板形狀的電光器件。還需要根據該方法制造出的電光器件。

發明內容
根據本發明的第一方面，提供了一種制造曲箔形電光產品的方法，包括以下步驟在至少第一區域內提供可收縮或可膨脹的有機物質的基底層；在所述至少第一區域內提供至少另一層，以與所述基底層形成疊層；提供電光結構；實施使所述有機物質收縮的處理，使得所述疊層在具有所述可收縮的有機物質的一側向內彎曲；或者實施使所述有機物質膨脹的處理，使得所述疊層在所述可收縮的有機物質的一側向外彎曲。由于存在可收縮的有機物質，箔形電光產品自發地呈現出所需的形狀，而無需外部支撐結構得以實現。各個層，電光結構，可以在臨時載體基底上涂布。載體基底可例如由剛性材料形成,例如玻璃板。可替換地,該載體基底材料也可包含柔性材料,例如金屬箔或聚合物。在該方法執行過程中或是完成之后，可將載體基底從要被制造的電光產品中移除，例如溶化或蝕刻臨時載體基底，或是通過防粘襯墊將臨時載體基底從要制造的產品中釋放出來。有幾種選擇能獲得所需要的收縮或膨脹。在根據本發明第一方面所述的方法的實施方式中，可收縮的有機物質是一種熱收縮材料，且該有機物質的處理是熱處理。熱收縮材料是分子鏈已在選定方向拉伸，然后被冷藏至玻璃狀網狀物的聚合物物質。加熱時分子鏈的移動性增大并且該材料會變軟，這使得分子鏈松馳發生，由此該材料沿拉伸軸向呈現顯著的收縮。熱縮聚合物的例子包括輻照過的低密度聚乙烯(LDPE)，聚烯烴，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，聚氯乙烯(PVC)，和含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯丙烯(FEP)和聚(全氟烷氧基)(PFA)。上述熱縮材料在加熱時的收縮程度取決于它在冷藏階段的拉伸程度。這種相依性可以在制造過程中用于控制制造產品的彎曲度。可對熱縮聚合物選擇耐化學品性、零吸水性或非常低的吸水性、電絕緣、耐磨損或抗拉扯、減震且抗粘附的性能。
要注意的是W0200609733公布了一種用于制造電子或光電子器件的方法。此方法包括以下幾個步驟(i)形成聚合物底層；(ii)在至少一個方向上拉伸該底層；(iii)在大約15至19公斤/米薄膜寬度范圍內且張力受三維約束情況下進行熱固化，熱固化的溫度高于底層聚合物的玻璃化轉變溫度但是低于它的熔化溫度；(iv)在溫度高于基底層聚合物的玻璃軟化溫度但是低于它的熔化溫度時使薄膜熱穩定；(V)涂布平坦化涂層組合物，使得被涂覆的基底表面呈現出小于0. 6納米的Ra值和/或小于0. 8納米的Rq值；(vi)借助高能量氣相沉積涂布厚度在2至1000納米的無機阻擋層；以及(vii)提供包括上述聚合物底層的復合膜，所述平坦化涂層和無機阻擋層作為上述電子或光電子器件的基底。因此，在已知的方法中，在其它層之前以及在用作光電子器件的基底之前，使聚合物基底層熱穩定。已知的方法能避免得到曲形的產品。根據本發明第一方面的方法的另一實施方式，可收縮或可膨脹的有機物質是聚合物的前體，且該有機物質的處理包括聚合或轉化所述有機物質的步驟。依據所需的彎曲程度，該前體可包括以下類別之一的紫外固化-或熱固化/交聯的無溶劑配方i)高聚合收縮率，ii)中聚合收縮率，iii)低至中聚合收縮率，以及iv)無聚合收縮至低聚合收縮率，或甚至聚合膨脹。類型i)的實例是通過自由基加成聚合來固化的體系，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和硫醇-烯體系，以及通過不會導致開環的加成反應來反應的體系，例如異氰酸酯-胺體系和異氰酸酯-羥基體系。
類型ii)的實例是通過小環體系參與的開環聚合來固化的體系，例如環氧衍生物(陽離子固化)、環氧-胺體系、酸酐-胺體系、以及酸酐-醇體系。類型iii)的實例是通過比環氧化物類體系情況下大的環系統參與的開環聚合來固化的體系，諸如氧雜環丁烷(陽離子固化)和氧雜環丁烷-胺體系。類型iv)的實例是通過雙環開環聚合來固化的體系，產生非常低的收縮至零收縮或乃至聚合膨脹，諸如螺環原酸酯和螺環原碳酸酯。上述提到的交聯功能可基于功能性基本嵌段，諸如低聚(環氧乙烷)、聚環氧乙烷、烷基嵌段、脂肪族的聚酯或低聚酯、芳香族的聚酯或低聚酯、聚丁二烯或低聚丁二烯、月旨肪族的聚醚或低聚醚、芳香族的聚醚或低聚醚、脂肪族的聚碳酸酯或低聚碳酸酯、芳香族的聚碳酸酯或低聚碳酸酯、脂肪族的聚氨酯或低聚氨酯、芳香族的聚氨酯或低聚氨酯、脂肪族聚氨酯、芳香族聚氨酯、多酚、烷氧基化酚類、脂肪族的聚環氧衍生物或低聚環氧衍生物、芳香族的聚環氧衍生物或低聚環氧衍生物(例如基于雙酚-A或乙氧基化的雙酚-A)、新戊二 醇、季戊四醇、二季戊四醇、三羥甲基丙烷、乙氧基化的三羥甲基丙烷、己內酯、聚硅氧烷或低聚硅氧烷、脂肪族的聚肽或低聚肽、芳香族的聚肽或低聚肽、脂肪族的聚胺或低聚胺、芳香族的聚胺或低聚胺、聚苯乙烯或低聚苯乙烯，及其任何組合。反應性稀釋劑可從上述任一個交聯分類中選擇，并可基于上述任一個功能性基本嵌段。通過由上述四種交聯類別中的每一種進行任選數量的組合，可以精細地調整固化配方的總聚合收縮或膨脹。例如聚合期間膨脹的體系可與聚合期間收縮的體系結合，以獲得不收縮的組合物。另一種調節整體聚合收縮的方法是，通過對配方中的每個組分選擇任意數量的交聯官能團。可選用單官能團、二官能團、三官能團或更高官能團的材料。還可以使用任意裝載比的顆粒狀惰性材料來進一步調整整體聚合收縮或膨脹，諸如聚合物、陶瓷、任何形式的碳、硅酸鹽、金屬、(有機金屬)金屬絡合物以及金屬鹽。這些粒子可能具有也可能沒有與基質材料反應的交聯基團，因此增強對基質材料的附著性。根據本發明的第二方面，提供一種含有電光結構的曲箔形電光產品，在第一曲形區域內具有至少基底層，該基底層具有凸面和凹面，上述基底層包含已收縮的有機物質，并在其凸面上具有至少另一層；或者上述基底層包含已膨脹的有機物質，并在其凹面上具有至少另一層，這些層彼此機械連接。由于存在已收縮或已膨脹的有機物質，實現了箔形電光產品在不需要外部支承結構的情況下自發地呈現出所需形狀。根據本發明第二方面的曲箔形電光產品可通過根據第三方面的半成品獲得。根據本發明的第三方面，提供一種包括電光結構的箔形半成品，該半成品包括具有可收縮或可膨脹的有機物質的基底層和至少另一層的至少第一區域，這些層彼此機械連接。根據本發明的第三方面，箔形半成品實施方式包括多個區段(zone)，每個區段有一個或多個被第一和第二阻擋層密封的電光結構。這可以依據半成品各區段間的間隔線來分隔這些區段。依據本發明第三方面，可通過以下步驟獲得半成品在至少第一區域內提供可收縮或可膨脹的有機物質的基底層；在所述至少第一區域內提供至少另一層，以與所述基底層形成疊層；
提供電光結構。隨后根據本發明第二方面，曲箔形電光產品可以從半成品經過以下額外步驟獲得實施使所述有機物質收縮的處理，使得所述疊層在具有所述可收縮的有機物質的一側向內彎曲；或者實施使所述有機物質膨脹的處理，使得所述疊層在所述可膨脹的有機物質的一側向外彎曲。根據第二方面的曲箔形電光產品可通過將獲得半成品所需的步驟與從半成品獲得曲箔形電光產品的步驟相結合而直接獲得。電光結構通常包括多個層，例如第一電極層、第二電極層以及插入在該第一電極層和第二電極層之間的一個或多個電光層。可替換地，電光結構可形成為單層，例如包括形 成為兩個咬合梳狀結構的第一和第二電極，在該兩個咬合梳狀結構之間涂布電光材料。依據用途，保護層和其它輔助層(諸如電極分流層)也是可用的。在實施方式中，至少第一區域位于相互獨立的第二區域之間，其中每個第二區域均包括電光結構。此方法的優勢在于在包含電光結構的區域之外的區域中引入產品的曲率。這使得能在不損害電光結構的前提下獲得相對較大的曲率。在實施方式中，相互分開的區域通過可拉伸的電連接線進行電聯接。在實施方式中，可拉伸的電連接線是曲折電連接線。該曲折電連接線可在隔離的第二區域之間的至少第一區域中顯著拉伸，即使用于電連接的材料本身具有相對高的彈性模量。這使得能從大量材料中選出用于電連接的材料，包括具有良好的電導率和有限的拉伸性的材料，例如銅或銀。在根據本發明第二方面的電光產品的實施方式中，電光結構布置于已收縮的有機物質的凸面上。在本實施方式中，電光結構是被壓縮而不是被拉伸。由于避免了拉伸電光結構，這使得電光產品相比于電光結構被布置在凹面上時獲得較大的曲率。電光結構可以包括上述另一層。在實施方式中，該另一層為另一底層，所述另一底層與上述基底層相對布置，并經歷不同于上述基底層的收縮量或膨脹量。該另一底層為產品提供了更規則的曲率。然而，在另一實施方式中，電光結構可具有足以實施該另一基底層的功能的剛度。在后一實施方式的具體實施方式
中，電光結構位于至少部分地與至少第一區域重疊的第二區域中，該電光結構位于上述基底層和上述另一底層之間。這種布局的優勢在于只要至少第一區域與第二區域重疊，電光結構就會受到雙邊保護，且該電光結構被布置在形變相對較小的區段內。半成品可以提供為箔的形式，該箔可以由全局或局部的熱或光子輻射通過施加熱進一步加工為曲箔形產品。在實施方式中，可收縮的有機物質是能可逆收縮的有機物質。這樣一來，可以根據實際情況修改成品的形狀。由此，提供一種具有電光結構的箔形電光產品，具有能可逆收縮的材料的至少一個基底層，以及與該基底層機械連接的至少另一層。在具體實施方式
中，可逆收縮取決于物質的溫度。該實施方式例如適用于光伏型的電光產品。隨著太陽在天空中的位置變換，環境溫度也在變化。取決于溫度的上述基底層的可逆收縮可用于使電光產品變彎曲，用于接收最佳量的太陽輻射，并可用于防止電光產品過熱。在實施方式中，能可逆收縮的光學物質的溫度受控于電阻元件。通過此方法，可明確地控制基底層的收縮率和產品的曲率。在LED或其它光子輻射源中，這可用于控制光子輻射的分布。根據本發明的第四方面，提供一種用于制造箔形電光產品的裝置，該裝置包括第一設備，用于提供具有可收縮的有機物質的基底層的至少第一區域；第二設備，用于提供至少一個電光結構；第三設備，用于實施使所述有機物質收縮或膨脹的處理，使得所述至少第一區域向具有可收縮的有機物質的一側向內或向外彎曲。 根據本發明的第五方面，提供一種箔形電光產品，其具有有機材料的底層以及由所述底層支撐的電光結構，所述底層具有與所述電光結構重疊的至少第一部分以及與電光結構不重疊的第二部分，其中，與至少一個電光結構不重疊的至少一個部分由相對可拉伸的材料構成，并且與所述電光結構重疊的至少一個部分由相對不可拉伸的材料構成。與相對不可拉伸的材料相比，可拉伸的材料是指以相對較小的力下材料可被彈性拉伸或非彈性拉伸。通常，相對可拉伸的材料也將是柔性的。依據應用，相對不可拉伸的材料既可以是柔性的，也可以是非柔性的。依據本發明的第二和第五方面，箔形電光產品可以具有組合的特征。例如，一器件可具有根據本發明第二方面的基底層和根據本發明第五方面的另一底層。依據本發明的第六方面，提供一種制造箔形電光產品的方法，包括以下步驟提供電光結構；提供有機材料的底層，用于支撐電光結構；以及其中，提供所述底層的步驟包括由相對不可拉伸的材料提供所述底層的至少第一部分，所述至少第一部分與所述電光結構重疊；以及由相對可拉伸的材料提供所述底層的至少第二部分，所述至少第一部分不與所述電光結構重疊。在實施方式中，底層在電光結構之前涂布。在另一實施方式中，底層在電光結構之后涂布。具有所述至少第一部分和至少第二部分的上述底層可提供為半成品。可通過在所述至少第一部分和至少第二部分涂布相互不同的材料的前體和/或通過對上述至少第一部分和至少第二部分施加相互不同的處理，來制造上述底層。如果對至少第一部分和至少第二部分使用互不相同的前體，也允許這些前體在界面上彼此部分地擴散。可以通過以重疊方式涂布互不相同的前體來增大界面面積。這種情況下，互不相同的前體用高度上彼此相反的梯度進行印刷，以便重疊區域的總高度保持不變。各種不同的層，電光結構，和要制造的電光產品的可能的其它部分，可以施加在臨時性載體基底上。該載體基底可以例如由剛性材料形成,例如玻璃板。可替換地,該載體基底也可以由柔性材料形成，例如金屬箔或聚合物。在該方法執行過程中或是完成之后，可將上述載體基底從要制造的電光產品中移除。例如通過溶化或蝕刻臨時性載體基底，或是通過防粘襯墊將臨時性載體基底從要制造的產品中釋放。根據本發明的第七方面，提供一種用于制造箔形電光產品的裝置，包括用于提供電光結構的設備；用于提供有機材料的底層的設備，該底層用于支撐所述電光結構，其中，用于提供所述底層的所述設備被布置用于由相對不可拉伸的材料提供所述底層的至少第一部分，所述至少第一部分與所述電光結構重疊；以及由相對可拉伸的材料提供所述底層的至少第二部分，所述至少第一部分不與所述電光結構重疊。用于提供電光結構的設備可以包括用于此目的的常規裝置。用于提供底層的設備可以包括印刷裝置，例如噴墨印刷機、旋轉式絲網印刷機或者鼓式凹版印刷機。用于提供底 層的設備可進一步具有用于例如通過光子輻射或熱處理固化底層的設備。


附圖更詳細地描述了本發明的上述內容以及其它方面。其中圖I示出了根據本發明第二方面的曲箔形電光產品的實施方式。圖IA更加詳細地示出了根據圖I中20A的圖I的產品橫截面圖。圖IB不出了另一個實施方式的橫截面圖。圖IC至IF示出了根據本發明第一方面的方法的實施方式，其中，圖IC闡明了上述方法的第一步；圖ID闡明了上述方法的第二步；圖IE闡明了上述方法的第三步；圖IF闡明了由上述方法的第三步產生的根據本發明第三方面的半成品。圖2示出了根據本發明第四方面的裝置的實施方式。圖3示出了根據本發明第二方面的曲箔形電光產品的另一個實施方式。圖4A示出了根據本發明第二方面的曲箔形電光產品的又一個實施方式的橫截面圖。圖4B示出了上述曲箔形電光產品的透視圖。圖4C示出了根據本發明第三方面的可用于制造圖4A和圖4B中產品的半成品。圖4D示出了圖4C中IVD-IVD的半成品的橫截面圖。圖5A示出了根據本發明的第二、第三方面的另一半成品。圖5B示出了根據圖5A中的VB-VB的橫截面圖。圖5C示出了從圖5A的半成品獲得的最終產品的橫截面圖。圖示出了上述最終產品的透視圖。圖5E示出了上述最終產品的細節。圖6示出了根據本發明第五方面的產品的實施方式。圖6A為根據圖6中vIA-VIA的橫截面圖。圖7示出了根據本發明第二方面的產品的另一實施方式。圖8更詳細地示出了上述產品的一部分。圖8A進一步更詳細示出了上述產品的一部分。
圖9A至圖9C示出了根據本發明第二方面的產品的又一實施方式的三種狀態。圖10示出了根據本發明第二方面的產品的細節。圖11示出了根據本發明的第三方面的半成品的又一實施方式。圖12A和圖12B示出了本發明方法中的第一步和第二步。
具體實施例方式圖I示出了曲箔形電光產品1，曲箔形電光產品I具有至少第一區域，該第一區域具有已收縮的有機物質的基底層10。該基底層10具有凸面12和凹面14，且產品I在基底層10的凸面12上包括至少另一層。電光產品I進一步包括具有電光結構20的至少第二區域。該電光結構20例如是將電流轉換成光的多層的疊層。該疊層可以包括電光結構通常包括疊層，該疊層包括導電材料的陽極22、空穴傳輸層24、發光層 26和陰極28，其中，圖IA示出了該電光結構的一部分20A。此種情況下，陽極22優選用高反光性金屬形成，例如鋁或銀，以便向內照射的光線被向外反射，但也可以選用其它導電材料，如其它金屬層，諸如ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)、ATO(氧化錫銻)或氧化錫等的導電金屬氧化物層。還可以使用其它金屬氧化物，包括但不限于鎳鎢氧化物、摻銦的氧化鋅、鎂銦氧化物，且諸如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯或摻雜聚合物等的導電聚合物層也適用。附圖標記24指示空穴傳輸層，用于空穴傳輸層的空穴傳輸材料的例子已經在Y. Wang的Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology, FourthEdition, Vol. 18, p. 837-860,1996 (《化工技術百科全書》第四版，Vol. 18,p. 837-860,1996)中得以概括總結。空穴傳輸分子和聚合物皆可使用。常用的空穴傳輸分子包括但不局限于4，4'，4"-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(TDATA)、4，4'，
4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺(MTDATA)、N，K - 二苯基-N，K -雙(3-甲基苯基)-[1，1'-聯苯]_4，4' -二胺(TH))、1，I-雙[(二-4-甲苯基氨基)苯基]環己烷(TAPC)、N，N'-雙(4-甲基苯基)-N，N'-雙(4-乙基苯基)-[1，I' -(3，3' - 二甲基)聯苯]-4，4' -二胺(ETPD)、四-(3-甲基苯基)-N，N，N'，N' -2，5-苯二胺(PDA)、a-苯基-4-N，N-二苯氨基苯乙烯(TPS)、對-(二乙基氨基)苯甲醛二苯基腙(DEH)、三苯胺(TPA)、雙[4-(N，N-二乙基氨基)-2-甲基苯基](4-甲基苯基)甲烷(MPMP)、1_苯基-3-[對_( 二乙基氨基)苯乙烯基]-5-[對-(二乙基氨基)苯基]二氫化吡唑(PPR或 DEASP)、1，2-反式-雙(9H-咔唑-9-yl)環丁烷(DCZB)、N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)_(1，1'-聯苯)_4，4' -二胺(TTB)、N，N'-雙(萘-I-基)-N，N' -二-(苯基)對二氨基聯苯(a-NPB);以及卟啉化合物，諸如銅酞菁。常用的空穴傳輸聚合物包括但不限于聚(9，9，-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)二苯胺)等、聚乙烯基咔唑、(苯基甲基)聚硅烷、聚(二氧噻吩)、聚苯胺以及聚吡咯。還可以通過將諸如上面提到的空穴傳輸分子摻雜到諸如聚苯乙烯和聚碳酸酯的聚合物中來獲得空穴傳輸聚合物。發光層26或光活性層可通常包括任何有機電致發光(“EL”)材料，包括但不限于，小分子有機熒光化合物、熒光和磷光金屬絡合物、共軛聚合物，及它們的組合或混合物。熒光化合物的實例包括但不局限于芘、茈、紅熒烯、香豆素，及其衍生物和混合物。金屬絡合物的例子包括但不限于金屬螯合的阿克西納德(oxinoid)化合物，諸如三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、環金屬化銥和鉬電致發光化合物，諸如是由Petrov等人在美國專利No. 6，670, 645和公開的PCT申請W003/063555和W02004/016710中描述的銥與苯基吡啶、苯基喹啉、或苯基嘧啶配體的絡合物，例如在公開的PCT申請W003/008424、W003/091688和W003/040257中描述的有機金屬絡合物及其混合物。Thompson等人在美國專利No. 6, 303, 238中以及Burrows和Thompson在公開的PCT申請W000/70655和W001/41512中已闡述了電致發光層包括帶電荷的主體材料以及金屬絡合物。共軛聚合物的例子包括但不限于聚(亞苯基亞乙烯基)、聚芴、聚(螺環二芴)、聚噻吩、聚(對-亞苯基)，及其共聚物，并可進一步包括它們的組合或混合物。特定材料的選擇可取決于特定的用途、操作過程使用的潛能、或其他因素。包含電致發光有機材料的EL層26可用任何數量的技術涂布，包括氣相沉積、溶液處理技術或熱轉印。在另一實施方式中，電致發光層的前體可以被應用并且一般通過加熱或其它外部能量源(例如，可見光或紫外線輻射)轉化成聚合物。陰極層28是對注入電子或負電荷載流子特別有效的電極。陰極層28可以是具有比第一電接觸層(在該情況中是陽極層)更低的功函的任何金屬或非金屬。如文中所使用 的，術語“低功函”指的是功函不大于約4. 4eV的材料。如文中所使用的，“高功函”是指功函至少是大約4. 4eV的材料。陰極層的材料可選自第I族的堿金屬(例如鋰、鈉、鉀、銣、銫)，第2族金屬(例如鎂、鈣、鋇等)，第12族金屬，鑭系元素(例如鈰、釤、銪等)，以及錒系元素(例如釷、鈾等)。也可以選用諸如鋁、銦、鐿等材料及其組合。用于陰極層的材料的非限定性的具體例子包括但不限于鋇、鋰、鈰、銫、銪、銣、鐿、鎂、釤及其合金和組合。通常采用化學或物理氣相沉積法形成陰極層28。在常規實施方式中，陰極包括面向發光層26且厚度約為5納米的鋇的第一層以及背向發光層且厚度約為100 400納米的鋁的第二層。在圖I示出的電光器件I的實施方式中，電光結構20被第一屏蔽結構30和第二屏蔽結構40所保護，其中屏蔽結構30和40將電光結構20密封起來。在此情況下，電光結構20被應用在基底層10的凸面12上。在電光產品的另一實施方式中，電光結構20’被應用在已收縮的有機物質10的凹面14上。屏蔽結構通常包含亞層的疊層。在第一實施方式中，屏蔽結構是包括夾在第一無機層和第二無機層之間的有機層的疊層。該疊層可以包括彼此相互交替的其它有機層和無機層。有機層可包括吸濕劑。有機層可由已交聯的(熱固的)材料、彈性體、線性聚合物、或者分支或超支化聚合物體系，或前述材料的任何組合來提供，這些材料可選地用尺寸足夠小至仍能保證光線透過的無機顆粒填充。可通過溶液或是100%固體物料來處理所述材料。用紫外光、可見光、紅外光或熱能、電子束、g-射線或上述的任何組合照射濕的材料，或適宜地配制有光敏或熱敏自由基或超酸引發劑的濕的材料，可示例性發生固化或干燥。有機層優選具有低的特定的水蒸氣傳輸速率和高疏水性。適宜的交聯(熱固)體系的實例是以下材料中任意一種或任意組合脂肪族的或芳香族環氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、飽和烴丙烯酸酯、環氧衍生物、環氧化物-胺體系、環氧化物-羧酸組合、氧雜環丁烷、乙烯基醚、乙烯基衍生物、硫醇-烯體系。高彈性材料的適合例子是聚硅氧烷。分支或線性聚合物體系的適合例子可以由以下任何單—種或共聚物或物理組合聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯、聚降冰片烯、環烯烴共聚物、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚六氟丙烯。有機層厚度可以在0. I 100微米之間，優選地在5 50微米之間。無機層可以是任何陶瓷，包括但不限于金屬氧化物，諸如氧化銦(In203)、氧化錫(Sn02)、氧化銦錫(ITO);金屬氮化物， 諸如氮化鋁(AIN)、氮化硅(SiN);碳化物，諸如碳化硅；金屬氮氧化物，諸如氮氧化硅；或其它任意組合，諸如金屬氧碳化物、金屬碳氮化物、金屬氧碳氮化物。在電子器件具有光學作用的情況下，恰當的是至少一個側面(底部或上蓋)基本上為透明陶瓷。由此，合適的材料例如是二氧化硅(Si02)、氧化鋁(A1203)、氧化鈦(Ti02)、氧化銦(In203)、氧化錫(Sn02)、氧化銦錫(HO, In203+Sn02)、(SiC)、氮氧化硅(SiON)及其組合物。無機層的水蒸汽傳輸速率最多為104g. nT2.天'無機層實際上基本比有機層薄。無機層的厚度范圍是10至1000納米，優選范圍是100至300納米。第一和第二阻擋層的總厚度優選至少為50微米。厚度若基本小于50微米，例如20微米，得到的被密封的電子器件容易損壞過快。上述總厚度優選小于500微米，如果厚度太厚，例如達到I毫米，就會損壞產品的柔韌性。取決于廣品的尺寸和所需的彎曲量，基底可以具有的厚度范圍是I至5000 □ m。曲率半徑可在例如I至1000毫米的范圍內變化。在示出的實施方式中，基底層10包含已收縮的有機物質。基底層10界定了第一區域。電光結構20在與第一區域重疊的第二區域上方延伸。在另一實施方式中，如圖IB所示，層22、24、26和28以反向順序布置。圖IC到圖IF示意性圖解說明了制造圖I所示產品的方法。在圖IC示出的第一步中，提供熱縮材料的聚合物箔10。在圖ID示出的第二步中，提供具有屏蔽結構12的箔10，屏蔽結構12例如是氮化
硅與二氧化硅層彼此交替的疊層。在圖IE示出的第三步中，電光結構20應用在屏蔽結構12上。該電光結構20可以包括多層的疊層，該多層包括電光材料、陰極、陽極、空穴注入層等。在圖IF示出的第四步中，又應用了另一屏蔽結構40，該另一屏蔽結構40與屏蔽結構12—起密封電光結構20。在第五步中，對箔10進行熱處理。這導致箔10收縮，進而產品向內彎曲，得到如圖I所示的產品。為了加熱箔10，可用該箔能充分吸收的波長射線進行輻射。為使電光結構20保持在相對低溫，輻射可為施加的脈沖方式。根據本發明，圖2示意性說明了制造箔形電光產品I的裝置100。該裝置包括第一設備110，該第一設備110用于提供具有可收縮的有機物質的基底層的至少第一區域。該第一設備包括輥，該輥包括由熱縮材料形成的可收縮有機物質的連續的箔1A。這種熱縮材料是聚合物，該聚合物的鏈在選定方向(此處由X指示的方向)上已被拉伸，然后冷卻至玻璃狀網狀物。可替換地，該箔可以在另一方向被拉伸，例如在垂直于方向X且垂直于圖的平面的方向I上被拉伸。裝置100還包括第二設備120，第二設備120用于提供具有電光結構的至少第二區域。第二設備120可以布置例如單個第二區域，該第二區域例如在整個箔IA的上延伸，第二設備120也可在箔IA上交替布置多個互相分離的第二區域。附圖標記IB表示其中一個或多個區域提供有電光結構的箔。除了電光結構之外，第二設備120可進一步布置其它層或結構，諸如屏蔽結構、電導體、以及另一底層。切割設備130將第二設備120處理過的箔分割加工成各個獨立的部件1C。如果電光結構含有對空氣中諸如水分、氧氣等物質敏感的材料，且如果需要防止側面漏泄，可如US2007/196682中公開的提供測試。或者，可以在真空中或保護氣氛中對部件IC進行進一步處理。各個獨立的部件IC被傳送機械140傳輸到第三設備150，用于實施使有機物質收縮的處理。在該情況中，第三設備包含加熱器，該加熱器促使形成基底層的可收縮物質的鏈移動性提高，并使該物質軟化。這會發生鏈松弛，由此沿著拉伸軸的方向，基底層會出現收縮。結果，由基底層或基底層的加熱部分界定的至少第一區域，在其具有可收縮的有機物質的一側向內彎曲，因此形成圖I的曲箔形電光產品。圖3示出了根據本發明的曲箔形電光產品的另一實施方式，該實施方式因為該器 件具有另一底層60而不同于圖I所示的實施方式。該另一底層60施加在由基底層10界定的第一區域且背向所述基底層10，以便將電光結構20布置在基底層10與另一底層60之間。該另一底層60包括在生產制造過程中比基底層10的材料經歷收縮量少的材料。甚至另一底層60包括在聚合過程中產生膨脹的材料也是可能的，所述材料例如是上述提及的第四類的材料。在示出的實施方式中，具有電光結構20的至少第二區域與至少第一區域至少部分地重疊，此電光結構置于基底層10與另一底層60之間。這種結構的優點在于只要至少第一區域與第二區域重疊，電光結構就會得到雙邊保護，這種結構也會使電光結構布置在變形相對小的區段中。由已收縮的有機物質的層所界定的第一區域與包含電光結構的第二區域彼此重疊并不是必需的。在圖4A和圖4B所示的實施方式中，器件I (形成為半徑為r且長度為I的管)包含多個相互獨立的第二區域lb。第一區域Ia置于獨立的第二區域之間。每個第二區域Ib各自含有電光結構20。第一區域Ia包含已收縮的有機物質的基底層。包含電光結構20的第二區域Ib不收縮。圖4A和圖4B中所不的廣品可以從圖4C中所不的半成品犾得。圖4C中的半成品包括多個狹長區域lb，每個狹長區域Ib都含有被區域Ia相互隔開的電光結構20。根據圖4C中IVD-IVD的橫截面圖示于圖4D中。在圖4D和圖4C中可見，該半成品包括在x_y平面上延伸的可收縮的箔的基底層10。基底10提供有第一屏蔽結構30。每個電光結構都包含如前所述的各個功能層22、24、26和28。第二屏蔽結構50在通過第一屏蔽結構30和電光結構20形成的整個表面上延伸，以便于用屏蔽結構30和50密封電光結構20。基底10在第一區域Ia通過局部脈沖輻射R進行選擇性加熱，使得在上述區域Ia中，基底開始收縮，使產品發生彎曲，同時未暴露在輻射下的其它區域Ib保持平展。圖5A示出了具有根據如圖5B中示出的VB-VB的橫截面圖的另一中間產品。此種情況下，該產品具有連續的可收縮層的收縮箔10，收縮箔10限定了第一區域，在該情況中該第一區域在產品的整個面積上延展。該產品包括具有與基底機械連接的電光結構20的多個區域。此種情況下，圖5A所示的箔形半成品包含多個區段2。每個區段2包括被第一和第二阻擋層30，50密封的一個或多個電光結構20。沿著切線3，區段2可以與圖5A中所示的半成品分離開來。從圖5B中的橫截面可見該半成品具有另一底層60,該另一底層60包括部分61和部分62，其中部分61在區域Ic中與電光結構重疊，部分62在區域Id中不與電光結構重疊。不與電光結構20重疊的部分62由相對可拉伸的材料構成。與電光結構重疊的部分61由相對不可拉伸的材料構成。可拉伸的材料被認為是可以相對較小的力彈性或非彈性拉伸的材料。即，當在部分61和部分62施加預定強度的力時，部分62比部分61拉伸得多。然而，部分61與62都是相對柔性的。圖5C示出了根據圖5A中的視圖VC，從圖5A中的半成品分離出來的區段2。區段2接受熱處理，使得半成品的收縮箔10在y方向向上彎曲，結果此半成品呈現出管狀形狀。如圖所示，由于另一底層60的相對可拉伸的部分62，該管狀產品在區域Id中可以進一步變形。具有電光結構20的區域Ic大體上保持了直管的形狀。
為提供與電光結構的電極的可靠電連接，可有多種選擇。一種選擇就是使用可拉伸的導電聚合物來提供電連接。另一種選擇是提供曲折導體形式的電連接。這種情況下，導體不需要是可拉伸的。如果導電體的材料是柔性的就足夠了。圖5E示意性示出了具有這種導電體的半成品的VE部分的例子。用于將電光結構20與外部電源電聯接的導體71、72在具有另一底層60的相對可拉伸部分62的區域Id中包括彎曲導體部分71d、72d。在與電光結構20重疊的那些區域Ic中，其中相對不可拉伸的材料用于另一底層60，導電體71，72包括平直部分7lc、72c。可替換地，導電體71和72也可以形成為彎曲形狀，但這不是必須的，且平直形狀的優點是能為導電體的預定的橫截面提供最好的電導性。在其它實施方式中，導電體可以通過嵌在橡膠中的金屬線形成，例如PDMS基體。可替換地，也可以用內嵌金屬或石墨的納米粒子或微粒子的導體。導體還可以通過內嵌的納米粒子形成。作為例子，該另一基底的相對不可拉伸的區域由以下組合物形成，該組合物包括26 %丙烯酸異冰片酯/9 %沙多馬SR833S/65 %沙多馬SR307/2 % (基于總混合物)IRGACURE819。該另一基底的相對可拉伸的區域由以下組合物形成，該組合物包括67%沙多馬CN914FF88C聚丁二烯-基聚氨酯丙烯酸酯/33%丙烯酸異癸酯/2% (基于總混合物)IRGA⑶RE651。此組合物允許在其分界面處被混合并且用光固化。需要注意的是，將具有相對可拉伸的區域和相對不可拉伸的區域的另一底層與可收縮材料的基底層結合不是必須的。在一個實施方式中，提供一種箔形電光產品，其僅包括含有相對可拉伸部分和相對不可拉伸部分的基底層，其中電光結構布置在該相對不可拉伸的部分。圖6示出了例子。箔形電光產品包括具有其中布置有電光結構的相對可拉伸部分和相對不可拉伸部分的基底層。電光結構與穿過相對可拉伸區域延展的電導體71、72相連接。導體71、72可由導電的可拉伸聚合物形成，也可形成為具有相對可拉伸的材料或相對不可拉伸的材料(諸如銅或鋁)的曲折導體。圖6A示出根據圖6中VIA-VIA的橫截面圖。其中，基底層10包括相對可拉伸區域11和相對不可拉伸區域12。電光結構20被應用在基底層10的相對不可拉伸的區域12中。圖7示出了一個光學傳感器系統，它是同一申請人在歐洲申請的專利(P85977EP00)，該系統包括一組傳感器結點82、印刷電路84、電子組件86和電池88。圖8示出了根據本發明實施方式的單個傳感器結點82。在示出的實施方式中，傳感器包括發光源20C、光接收探測器20D和光導元件81。在操作中，將發光源20C發出的光83經由光導元件81導至光接收探測器20D。發光源20C和光接收探測器20D在基底彎曲的第一區域Ia處朝向彼此傾斜。可以使用多種技術來布置光導元件81，例如但不限于印刷、壓紋或模制。可以將光導元件81直接印刷、壓紋或模制在具有光學元件的基底層10上。可替換地，還可以分別運用注塑法或壓紋技術來形成光導元件81。在該實施例中，光導元件81至少部分地位于發光源20C和光接收探測器20D之間。光導元件81包含傳感器活性物質，該傳感器活性物質對流體中被分析物的量敏感。此處的術語流體解釋為傳感器80周圍 的氣體和液體的總稱。可替換地，波導本身可由傳感器活性材料組成。 圖8A示出了圖8中VIIIA部分內的第一區域la，對應于圖8中的第一區域。如圖8A所示，基底層10包括第一亞層11和第二亞層12。第二亞層12的材料由可收縮的有機物質獲得并且受到引起該材料收縮的處理，而第一亞層11的材料在該處理期間不收縮。如圖8A所示，這引起至少第一區域在具有可收縮的有機物質的一側向內彎曲。可收縮的有機物質可以是可收縮的聚合物，或是在固化時收縮的前體。用于第二亞層的材料可以是不可收縮的聚合物，或是在固化時不可收縮的前體。可收縮的物質可以局部涂布于要彎曲的區域Ia中，或可全部涂布，但在第一區域中局部實施導致收縮的處理。可以在傳感器上各種元件和結構的布局之后可實施第二亞層的收縮處理，使得該傳感器可在滾卷法中基本制得。由于傳感器的制造方法可使得平面基底10基本完好無損，因此傳感器陣列可以很容易地連接到傳統的(柔性)印刷電路版(F)PCB上。相反地，基底10本身可能被用做印刷電路板的替代品。同時，可以使用模制互聯設備(MID)，其中光學元件和印刷電路板兩者都是通過模制技術制造。圖9A、圖9B和圖9C不出了根據本發明的箔形電光產品的又一實施方式。在該不出的實施方式中，箔形電光產品包括位于雙層箔上的多個電光結構20，此雙層箔包括第一層11和第二層12。第一層11相比于第二層12具有相對較高的熱膨脹系數。為此目的，可選用具有相對高膨脹系數的橡膠態聚合物與具有相對低膨脹系數的玻璃態聚合物的組合。例如，具有相對較低的玻璃化轉變溫度Tg的PDMS或者聚丁二烯可作為具有相對較高的熱膨脹系數的聚合物使用；以及，具有相對較高的玻璃化轉變溫度Tg的聚碳酸酯或者PET可作為具有相對較低的熱膨脹系數的聚合物使用。圖9A示出了處在相對較低溫度下的產品，圖9B示出了處在較高溫度下的產品，圖9C示出了處在更高溫度下的產品。因此，承載電光結構的雙層箔11，12的表面在高溫下呈現向內彎曲。這可以用于改進太陽能電池，太陽能電池包括光伏單元作為電光結構20，以降低電光結構對太陽輻射的捕獲量，并阻止電光結構的溫度進一步上升。如果用于基底的可收縮的有機物質是各向同性收縮的物質，例如聚合時收縮的物質，基底的形變方向可通過處理該產品的機器控制。基底層可以例如固定在模具中以實現產品朝向預定方向卷起。可替換地，基底層還可以具有強化結構，防止基底向非預定方向折起。例如在圖4A、圖4B的實施方式中，第二區域可以包括具有足夠剛性的材料，用來預防產品在長度方向上收縮。在另一實施方式中，區段Ib可提供有在長度方向L上延展的剛性材料的條。在如圖10所示的又一實施方式中，基底具有從最小值Dmin (例如，10或20微米)到最大值Dmax (例如，100至200微米)范圍內變化的厚度梯度。當采用用于基底的熱收縮箔制造曲箔形電光產品時，需要注意的是對電光產品的加工要求要在低于熱收縮箔片的最低收縮溫度的溫度下進行。此外，熱收縮箔需要在不損害形成電光結構的部分的其它材料的溫度下產生收縮。
然而，可替換地，熱收縮箔可以在制造曲箔形電光產品的后期階段，例如作為生成曲箔形電光產品的最后一道工序布置到箔形電光產品。在此情況下，可使用具有相對較低的收縮溫度的熱收縮箔。在電光產品的實施方式中，已收縮的物質是屏蔽結構的一部分。例如在圖11所示的實施方式中，電光結構20被第一屏蔽結構16、10、18和第二屏蔽結構66、60、68密封。第一屏蔽結構包括位于第一無機層16和第二無機層18之間的第一有機層10。第二屏蔽結構包括位于第一無機層66和第二無機層68之間的第二有機層60。在制造過程中，有機層10和60發生不同程度的收縮，以便將箔形電光產品轉變成曲箔形電光產品。在不出的實施方式中，第一有機層10被第一和第二無機層16,18密封。同樣地，第二有機層60被第一和第二無機層66、68密封。這樣可以防止水分和氧氣經由有機層10,60側漏。另外，疊層16、10、18、20、66、60、68也可經由密封結構而橫向封閉。如說明書中所述，本發明可應用于各種類型的電光產品。本發明尤其適用于發光的電光產品，以獲得所需的光分布。盡管如此，本發明同樣適用于其它類型的電光產品，例如光伏電池。光伏電池的電光結構通常對大氣成分不敏感，因此不需要屏蔽結構的保護。本發明還可應用于電鉻產品，例如有關電壓控制傳輸的光子輻射的產品。當在同一層中涂布不同的有機物質時，具有分界面是理想的。這可如例如參考圖6A所述實現，在相互毗鄰的區域中通過涂布，例如印刷有機物質，并且允許有機物質在固化前彼此擴散。在又一實施方式中，有機物質被涂布在相互重疊的區域中。例如圖12A示出了第一有機物質11如何涂布于第一區域Ic中，接著第二有機物質12涂布于與第一區域Ic部分重疊的第二區域Id中。以此方式，在已涂布的第一和第二有機物質之間得到大的接觸面。特別地，第一和第二有機物質在它們的重疊區域中具有彼此互補的厚度系數。以此方式，由第一和第二有機物質共同形成的層厚基本上是平整的。
權利要求
1.一種制造曲箔形電光產品的方法，包括以下步驟 在至少第一區域內提供可收縮或可膨脹的有機物質的基底層； 在所述至少第一區域內提供至少另一層，以與所述基底層形成疊層； 提供一個或多個電光結構(20)； 實施使所述有機物質收縮的處理，使得所述疊層在具有所述可收縮的有機物質的一側向內彎曲；或者 實施使所述有機物質膨脹的處理，使得所述疊層在具有所述可收縮的有機物質的一側向外彎曲。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述可收縮的有機物質是熱縮材料，使所述有機物質收縮的處理是熱處理。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，所述可收縮或可膨脹的有機物質是聚合物的前體，使所述有機物質收縮或膨脹的處理包括聚合或轉化所述有機物質的步驟。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述有機物質包括能夠由自由基加成聚合來固化的體系。
5.根據權利要求3所述的方法，其中，所述有機物質包括能夠通過不會導致開環的加成反應來反應的體系。
6.根據權利要求3所述的方法，其中，所述有機物質包括能夠通過開環而固化的小的環體系。
7.根據權利要求3所述的方法，其中，所述有機物質包括能夠通過開環而固化的大的環體系。
8.根據權利要求3所述的方法，其中，所述有機物質包括能夠通過雙開環而固化的環體系。
9.一種含有電光結構的箔形半成品，通過以下步驟獲得 在至少第一區域內提供可收縮或可膨脹的有機物質的基底層； 在所述至少第一區域內提供至少另一層，以與所述基底層形成疊層； 提供一個或多個電光結構。
10.根據權利要求9所述的箔形半成品，包括多個區段，每個區段具有被第一阻擋層和第二阻擋層密封的所述一個或多個電光結構中的至少一個。
11.一種曲箔形電光產品，由權利要求9或10所述的半成品通過以下步驟獲得 實施使所述有機物質收縮的處理，使得所述疊層在具有所述可收縮的有機物質的一側向內彎曲；或者 實施使所述有機物質膨脹的處理，使得所述疊層在具有所述可膨脹的有機物質的一側向外彎曲。
12.根據權利要求11所述的曲箔形電光產品，其中，至少第一曲形區域位于相互獨立的第二區域之間，每個第二區域包括所述一個或多個電光結構中的至少一個。
13.根據權利要求12所述的曲箔形電光產品，其中，所述相互獨立的第二區域通過可拉伸的電連接線電聯接。
14.根據權利要求13所述的曲箔形電光產品，其中，所述可拉伸的電連接線是曲折電 連接線。
15.根據權利要求11所述的曲箔形電光產品，其中，所述電光結構施加在已收縮或已膨脹的有機物質的凸面上。
16.根據權利要求11所述的曲箔形電光產品，其中，所述另一層是與所述基底層相對布置，并且經歷不同于所述基底層的收縮量或膨脹量的另一底層。
17.根據權利要求16所述的曲箔形電光產品，其中，所述電光結構位于第二區域，所述第二區域與至少第一區域至少部分地重疊，并且其中，所述電光結構位于所述基底層與所述另一底層之間。
18.根據權利要求11所述的箔形電光產品，其中，用于所述基底層的有機物質是能夠可逆收縮的材料。
19.根據權利要求18所述的箔形電光產品，其中，所述可逆收縮由所述物質的溫度決定。
20.根據權利要求19所述的箔形電光產品，其中，可逆收縮的光學物質的溫度受控于電阻元件。
21.一種用于制造箔形電光產品的裝置，包括 第一設備，用于為至少第一區域提供可收縮的有機物質的基底層； 第二設備，用于提供至少一個電光結構； 第三設備，用于施加使所述有機物質收縮或膨脹的處理，使得所述至少第一區域向具有可收縮的有機物質的一側向內或向外彎曲。
22.—種箔形電光產品，具有有機材料的底層，并具有由所述底層支撐的電光結構，所述底層具有與所述電光結構重疊的至少第一部分以及與所述電光結構不重疊的第二部分，其中，與至少一個電光結構不重疊的至少一個部分由相對可拉伸的材料構成，并且與所述電光結構重疊的至少一個部分由相對不可拉伸的材料構成。
23.一種制造箔形電光產品的方法，包括以下步驟 提供電光結構； 提供有機材料的底層，以支撐所述電光結構；以及 其中，提供所述底層的步驟包括由相對不可拉伸的材料提供所述底層的至少第一部分，所述至少第一部分與所述電光結構重疊；以及由相對可拉伸的材料提供所述底層的至少第二部分，所述至少第一部分不與所述電光結構重疊。
24.一種用于制造箔形電光產品的裝置，包括 用于提供電光結構的設備； 用于提供有機材料的底層的設備，所述底層用于支撐所述電光結構，且 其中，用于提供所述底層的所述設備被布置用于由相對不可拉伸的材料提供所述底層的至少第一部分，所述至少第一部分與所述電光結構重疊；并且由相對可拉伸的材料提供所述底層的至少第二部分，所述至少第一部分不與所述電光結構重疊。
25.一種涂布相互不同的有機物質的方法，在同一層的相互毗鄰的區域印刷所述有機物質，并允許所述物質在固化前擴散入彼此中。
26.根據權利要求25所述的方法，其中，所述相互不同的有機物質被涂布于互相重疊的區域中。
27.根據權利要求26所述的方法，其中，第一有機物質和第二有機物質在它們重疊的區域中以相互互補的厚度系數涂布，由此共同形成厚度基本恒定的層。
28.根據權利要求25所述的方法，其中，所述層是電光產品的基底層，并且其中，所述相互毗鄰的區域包括第一相對可拉伸的區域和第二相對不可拉伸的區域。
全文摘要
本發明提供一種曲箔形電光產品(1)，具有至少第一區域，該第一區域具有已收縮的有機物質的具有凸面和凹面的基底層(10)，并在基底層的凸面(12)處包括至少另一層(20)，該電光產品還包括具有電光結構(20)的至少第二區域。
文檔編號H01L51/00GK102804445SQ201180014357
公開日2012年11月28日 申請日期2011年1月14日 優先權日2010年1月15日
發明者M·M·德科克, 喬安妮·莎拉·威爾森, L·M·竇嫩, 賈斯帕·約斯特·米歇爾斯 申請人:荷蘭應用自然科學研究組織Tno