[发明专利]一种柔性有机发光器件透明耐高温基底材料的制备及应用

说明书

本发明属于柔性OLED领域，公开了一种柔性OLED透明耐高温基底材料的制备及应用。本发明选择纳米纤维素CNF对聚芳酯进行改良制备柔性OLED基底材料，利用CNF表面丰富羟基和聚芳酯进行良好界面作用；所得基底材料具有良好的表面平整性、较高的透明性和良好的热性能，相比于纯聚芳酯，当含4％CNF时，基底材料的热分解温度、杨氏模量和抗张强度分别提高了17℃、46％、41％，粗糙度2.97nm，透光率～85％@600nm，最高操作温度180℃。当在基底材料上沉积PEDOT:PSS时，120℃高温处理后所得的薄膜在80℃和‑10℃温差变化下依然保持良好的贴合性能和良好的导电性，导电率可达1358S/cm。

技术领域

本发明属于柔性有机发光器件(Organic light-emitting diode,OLED)领域，特别涉及一种柔性有机发光器件透明耐高温基底材料的制备及应用。

背景技术

近年来，柔性OLED技术引起了全世界的广泛关注并得到了迅速发展。柔性OLED显示技术具有自发光、广视角、高对比度、较低耗电、极高反应速度等优点，是未来显示技术的发展方向，具有广阔的应用前景。基底对柔性OLED起支撑和保护作用，是实现柔性的关键。因此，柔性OLED制造的关键是选取合适的柔性基底材料以及如何在更大幅面的柔性基底上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性器件。此外，柔性基底对OLED的显示品质具有重要的影响，其直接决定了器件的使用性能及寿命，这就要求OLED的柔性基底材料需要具备优异的热稳定性、光学性能、力学性能和平滑的表面，这样有利于沉积器件的其它功能层。

目前，可用于OLED柔性基底的材料有不锈钢、铝等金属薄板和高分子聚合物等，其中聚合物透明性好，质量轻，易于制备，是一种具有广阔应用前景的基底材料，最常见的有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)等，但聚合物材料作为OLED基底仍存在一些问题，如：聚合物不耐高温，热膨胀系数(Coefficient of ThermalExpansion，CTE)高，热稳定性差，或者透光率较低。常用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的热膨胀系数是33ppm/K，容易发生热变形，此外，它的玻璃化温度较低，用作柔性OLED基底时，当温度高于玻璃化温度，它的热膨胀系数会急剧增大导致器件性能不稳定；PI耐高温性能良好，玻璃化温度可达350℃左右，热膨胀系数在20-45ppm/K，但PI通常是黄色，导致其透光率较低，一般在40％～70％，而且价格昂贵，以上基底存在不够透明或热稳定性不佳的问题。聚芳酯是综合性能良好的高分子聚合物，相比于耐高温性能良好但价格昂贵的无色PI，聚芳酯具有便宜易得的优势，但仍存在热稳定性和机械强度不佳的问题。因此，为了获得性能优异且价格低廉的基底材料，需要对聚芳酯进行增强改性，改善聚芳酯热学、力学性能，进一步扩大聚芳酯的应用范围。

目前，聚合物的增强改性主要是采用碳酸钙、二氧化硅、氧化锌等纳米无机粒子在机械性能方面对聚合物起增韧作用。然而，无机粒子对聚合物的热性能影响不大，改性后的聚合物耐热性依然不好。此外，无机粒子的添加将会显著降低聚芳酯的透光率。但是作为柔性OLED基底，高透光率及热稳定性是聚芳酯的重要性能，只有具备良好的热稳定才能在此基底上沉积器件的导电层及其他功能层，作为显示器件基底，低透光率将会影响器件的显示性能。因此，无机纳米粒子不适合用来增强改性聚芳酯。

纳米纤维素(Cellulose Nanofibrils,CNF)是通过化学、机械、酶解法等不同方法对天然纤维素进行处理，得到的高结晶度的产物。相比于天然纤维素，CNF表面丰富羟基丰富，具有极大的长径比、较小的密度以及较高的结晶度，较大的比表面积和界面比，同时还具有良好的成膜性，由其制得的薄膜透光率可达90％以上，热稳定性能良好，CTE可低至2.7ppm/K，而且机械性能优异，其抗张强度和杨氏模量分别可达233MPa和6.9GPa，此外，CNF还具有表面柔韧性好、氧气阻隔性能好等特点。CNF的这些特性使其成为一种良好的聚合物增强材料，能有效改善其热学性能，降低聚合物的CTE。

现有技术中还没有利用纳米纤维素对聚合物进行增强改性以便得到可用于OLED柔性基底的材料的报道。