[发明专利]柔性透明电致发光薄膜的制备方法、显示器及显示器制备方法

说明书

本发明提供一种柔性透明电致发光薄膜的制备方法，其包括以下步骤：S1、制备电致发光材料墨水；S2、制备粘弹性基底；S3、喷墨打印柔性透明电致发光薄膜；S4、将高精度电致发光结构嵌入柔性透明薄膜；S5、对柔性电致发光薄膜的电致发光性能进行优化；S6、制备柔性透明电致发光薄膜显示器。本发明基于粘弹性基底喷墨打印柔性透明电致发光薄膜，对于制备柔性透明电致发光薄膜显示器具有重要研究意义及应用价值。

技术领域

本发明涉及印刷材料领域，具体地涉及一种基于粘弹性基底喷墨打印的柔性透明电致发光薄膜的制备方法。

背景技术

近年来，喷墨打印在功能材料图案化应用领域受到了广泛关注。与其他的功能材料图案化技术相比，喷墨打印是将功能材料直接沉积在基底上，不需要掩模和曝光刻蚀等过程，节约了成本并减少了污染。同时，还具备灵活、快速、大面积制备、环境适应性强、适应不同基材等优势。随着喷墨打印功能材料在器件制造中的研究及应用不断深入，其在绿色制版、单晶薄膜、晶体管、组织器官、太阳能电池、防伪包装、RFID标签及传感器等。

喷墨打印在实现功能材料图案化应用过程中，是将功能材料(纳米颗粒、高分子、液体等)分散或溶解在溶剂中制成墨水,利用仪器设备将墨滴释放到基底上进行浸润沉积，进而形成图案化的微纳米结构。喷墨墨滴浸润行为直接影响着喷墨打印结构的精度和性能。其中，在喷墨打印柔性透明功能薄膜领域，墨滴铺展会产生较宽的沉积结构，使薄膜透光度变差，同时，沉积结构与薄膜间较弱的结合力会造成较差的柔韧性，这严重限制了喷墨打印在柔性透明功能薄膜制备领域的应用。

随着喷墨打印技术的发展，很多研究致力于利用喷墨墨滴浸润行为提高喷墨打印结构在薄膜上的精度和结合力，进而制备柔性透明功能薄膜。首先，一类方法是通过在基材上预先制备物理或化学的限阈结构，使喷墨墨滴在特定的区域进行铺展，进而形成高精度结构。这类方法需要光刻等复杂手段进行预图案化，难以保证薄膜的柔韧性和透明性。另外，一类方法是利用“咖啡环”效应，将功能材料在喷墨墨滴浸润边缘沉积形成高精度结构，从而制备柔性透明功能薄膜。这类方法需要功能材料自身较好的连接力实现柔韧性，难以提升在薄膜上的结合力。还有，一类方法是利用喷墨墨滴的高接触角抑制墨滴铺展，实现高精度结构沉积。这类方法要求基材具有较低表面能，且难以实现喷墨墨滴融合结构的制备。进一步，哈佛大学Lewis课题组将针头深入粘弹性基材中挤出墨水，利用基材对墨滴的包裹作用完全抑制了墨滴的铺展。中科院化学研究所宋延林课题组喷墨打印低粘度导电材料墨水，在粘弹性基材内部融合形成高精度电路，这种嵌入薄膜的结构在弯折下防止了断裂及剥落。因此，喷墨打印实现高精度结构嵌入柔性透明薄膜，可以形成图案化的柔性透明功能薄膜。

由于人-机界面交互与融合在提升人类认知及行为能力方面发挥着越来越重要的作用，柔性透明薄膜显示器在可穿戴电子、生命医疗及智慧城市等领域的应用需求不断增长，国内外研究人员围绕柔性透明薄膜显示器制备开展了大量的研究工作。日本Fujifilm公司通过连续沉积光刻制备了分辨率为640ppi甚至1250ppi的高分辨的OLED器件，但OLED多层结构的工艺流程限制了柔性透明薄膜显示器的发展。Gu等选择性地交联聚合物薄膜进行图形化，实现了有机聚合物全彩显示，但聚合物薄膜结构复杂，难以保证柔韧性和透明性。近年来，根据“交流薄膜电致发光原理”ZnS:X掺杂在PDMS，PVDF或Ecoflex形成了一种常见的薄膜电致发光体系。Cai等直写印刷图案化银纳米线结合PDMS/荧光粉膜，制备了可拉伸电致发光显示器件。Ferri等在纺织品上使用电介质和ZnS:Cu、Cl荧光粉丝网印刷了200um厚的柔性电致发光显示器。Shin等在柔性电极上旋涂发光层制备了交流电致发光薄膜显示器。Chen等在透明导电薄膜上喷墨印刷金属超分子聚合物形成了图案化电致变色薄膜。Ho等控制凝胶电解质中电致变色材料的浓度实现了多色显示墨水并可以通过直写的方式制备了薄膜显示器。但是，这些研究中电致发光材料沉积结构的复杂性、精度及图案化等都难以达到制备柔性透明电致发光薄膜显示器的要求。

发明内容