一种柔性电润湿显示基板及其制备方法、电润湿显示器件与流程

本发明涉及电润湿
技术领域：
，具体涉及一种柔性电润湿显示基板及其制备方法，以及包括该基板的电润湿显示器件。
背景技术：
：柔性显示器由于其轻便、便携、柔韧性好等优点，成为电子信息
技术领域：
倍受青睐的研究方向。如图1所示，柔性电润湿显示器的基本构造主要可分为柔性上基板1、导电层2、显示层3、像素墙4、绝缘疏水层5、柔性下基板6这几个部分，其中柔性基板(包括上基板和下基板)是实现柔性电润湿显示器件的关键。柔性基板对显示器件有着支撑与保护的作用，决定了柔性显示器件的柔韧性及寿命，因此许多企业及研究机构对柔性基板的研发十分重视，柔性显示器件对柔性基板的性能要求主要包括表面易改性、成膜性、柔韧性、热稳定性、耐溶剂性。柔性基板的制作在早前的专利申请中就有描述。例如，美国专利申请US2015/0287747A1公开一种含有丙烯酸树脂或者聚酰亚胺树脂的柔性基板及其制作方法。其中，所述的柔性基板包含了薄膜晶体管覆层。这种柔性基板可以在柔性基板弯曲的状态下，有效避免薄膜晶体管的破坏，同时提高应用的可靠性。此外，美国专利申请US2016/0108152A1描述了一种以接枝聚合物链为结构化合物的柔性基板。专利中所述的柔性基板具有良好的耐热效果，为在印刷过程中薄膜晶体管的形成提供一种耐热基板。专利CN103177656A提供了一种柔性显示器的柔性背板，包括结构层和铺设层，结构层采用形状记忆聚合物或其复合材料制成负泊松比蜂窝结构，可有效保护背板，铺设层均匀铺于结构层的中央平面内，背板可利用铺设层通电后发热的特性来改变其尺寸，该柔性背板具有可弯曲、抗冲击、防震特性、可智能驱动的特性。但是针对电润湿显示应用，因为器件结构的特殊性，其中基板材料需要与导电层具有良好的亲和力，才能保障柔性器件结构层间的粘附性，提高器件的稳定性；同时单层高分子柔性基板柔韧性很好，但是抗压和拉伸程度有限。技术实现要素：本发明的目的是提供一种提高抗压和拉伸能力的柔性电润湿显示基板。本发明的另一目的是提供柔性电润湿显示基板的制备方法。本发明的另一目的是提供包括该柔性电润湿显示基板的电润湿显示器件。为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：一种柔性电润湿显示基板，由支撑材料和柔性材料形成柔性材料/支撑材料/柔性材料的夹心结构，所述柔性材料是聚硅氧烷、环氧树脂、苯乙烯热塑性弹性材料、聚烯烃热塑性弹性材料、热塑性聚氨酯、聚酯型弹性体、聚酰胺热塑性弹性材料中的至少一种。进一步地，所述支撑材料是连续性网格类结构材料，柔韧性好，优选碳纤维布、铜网、导电布、活性炭纤维中的至少一种。一种制备上述基板的方法，包括以下步骤：S1、对支撑材料前处理；S2、制备柔性材料；S3、将柔性材料浇注形成第一层柔性材料，并预固化；S4、将支撑材料平铺在第一层柔性材料上；S5、将柔性材料浇注在支撑材料上形成第二层柔性材料，固化。进一步地，所述步骤S1具体为：支撑材料经过强酸浸泡，或者蒸镀，或者等离子表面处理。通过改性，可以提高支撑材料与柔性材料的结合力，具体而言，强酸处理能增大表面粗糙度，增加活性基团，蒸镀是对支撑材料进行表面亲疏水改性，等离子表面处理也能提高材料结合力。进一步地，所述步骤S2具体为：预聚物与固化剂发生交联反应得到柔性材料，或者将固体柔性材料加热使其变为液态，并去除气泡。进一步地，所述步骤S3具体为：将液态的柔性材料浇在光滑平坦的模具内，以保证基板的平坦，并预固化，使柔性材料处于粘稠、无明显流动但未完全固化的状态。进一步地，所述预固化的条件：柔性材料为聚硅氧烷时，45～55℃保留5～15min，55～65℃保留5～15min；柔性材料在常温下为固态时，降温预固化。进一步地，所述步骤S5固化的条件：柔性材料为聚硅氧烷时，45～55℃保留5～15min，55～65℃保留5～15min；65～75℃保留5～15min，75～85℃保留50～70min；柔性材料在常温下为固态时，降温固化。固化是指柔性材料成为固态、不能流动且无粘度，预固化是柔性材料处于固化与液态之间的状态。对于常温时是固态的柔性材料，加热到熔点之后已经处于液态，要达到预固化的状态只需要降低一点温度就可以。一种电润湿显示器件，包括上述的柔性电润湿显示基板。本发明具有以下有益效果：1本发明所用柔性材料是柔韧性好、耐高温、耐化学性、绝缘性的高分子化合物，以保证基板具有优异的柔韧性、抗压和拉伸能力、热稳定性、耐化学性及表面易改性。2将液态的柔性材料浇注在光滑平坦的模具上，并在平坦的加热设备上缓慢进行固化，以提高基板的平滑度；固化后柔性基板可以直接从模具取下而不损伤基板。现有工艺把柔性基板先做到玻璃或者其他硬性的板上，不能直接取下，要进行剥离工艺，如激光剥离，工艺比较复杂耗时。3为了使基板具有很好的柔性、平坦性且易于后续工(例如表面改性或者导电层的结合)，以及避免基板过度弯曲拉伸造成基板受损，本发明在电润湿显示基板嵌入支撑材料，形成柔性材料/支撑材料/柔性材料的夹心模式，提高基板的柔韧性和抗摔性，基板平坦且表面易改性，有利于后续进行导电层涂覆或者结合，可有效保护柔性基板，防止柔性基板因各种压力、过度弯曲和拉伸造成损伤。4本发明的柔性基板可作为电润湿显示的柔性上基板和柔性下基板，有利用于柔性电润湿显示器件的后续工艺制作，柔性电润湿显示基板具有表面易改性、优异的柔韧性、耐高温性、耐化学性、绝缘性、光滑平坦等优点。5本发明工艺简单，效率高，成本较低，制备的柔性基板柔韧性好，适用于柔性电润湿显示。附图说明图1是柔性电润湿显示器的结构示意图；图2是实施例1的柔性电润湿显示基板的结构示意图；图3是实施例1的柔性电润湿显示基板的横截面图；图4是实施例1的柔性电润湿显示基板弯曲时的横截面图；图5是实施例1的柔性电润湿显示基板经过大量弯曲后的扫描电镜图；图6是实施例1的柔性电润湿显示基板经过大量弯曲、拉伸后的扫描电镜图；图7是实施例4的柔性电润湿显示基板的伸长率-拉伸强度曲线；图8是实施例5的柔性电润湿显示基板的伸长率-拉伸强度曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：实施例1一种柔性电润湿显示基板，由支撑材料和柔性材料形成柔性材料/支撑材料/柔性材料的夹心结构，如图2所示，基板包括第一层平滑的柔性材料10、第二层平滑的柔性材料12及支撑材料11。作为支撑结构的材料11为连续性网格类结构材料，例如碳纤维布、铜网、导电布、活性炭纤维等具有优秀柔韧性的材料，平滑的柔性材料10、12为柔韧性好、耐高温、耐化学性、绝缘性的高分子化合物，包括聚硅氧烷、环氧树脂、苯乙烯热塑性弹性材料、聚烯烃热塑性弹性材料、热塑性聚氨酯、聚酯型弹性体、聚酰胺热塑性弹性材料中的任一种或两种以上共混改性材料。按照以下步骤制备基板：1、对支撑材料前处理：对碳纤维布表面改性，碳纤维布用浓硝酸浸泡6h后，用大量去离子水冲洗干净，自然晾干，浓硝酸处理后的碳纤维表面活性基团增加，表面粗糙度也增大，提高了碳纤维布的结合力。2、制备柔性材料：聚二甲基硅氧烷预聚物与固化剂的比例可以是10∶1或者8∶1，预聚物与固化剂混合后借助搅拌器搅拌约2min，在50℃保留10min，60℃保留10min，70℃保留10min，80℃保留60min，生交联反应，得到柔性材料聚二甲基硅氧烷，通过抽真空把气泡去除，避免在固化后出现气孔导致基板容易破损。3、第一层柔性材料的预固化：将液态的聚二甲基硅氧烷浇注在光滑平坦的玻璃模具内，以保证基板的平坦，然后放在平坦的热板上，设置加热程序，50℃保留10min，60℃保留10min，预固化后聚二甲基硅氧烷处于粘稠、无明显流动但未完全固化的状态。4、第一层柔性材料与支撑材料的结合：将表面改性后的碳纤维布平铺在预固化的硅氧烷上，预固化的聚二甲基硅氧烷具有一定的流动性与粘性，能够与碳纤维布紧密结合。5、第一层与第二层柔性材料的固化：将液态的聚二甲基硅氧烷浇注在碳纤维布上面，然后在平坦的加热设备上固化，50℃保留10min，60℃保留10min；70℃保留10min，80℃保留60min。所得到的柔性电润湿显示基板横截面如图3所示，第一层柔性材料与第二层柔性材料的厚度基本一致；弯曲时的横截面如图4所示，柔性电润湿显示基板具有良好的柔韧性，能够在弯曲时仍然保持完整性，支撑结构与柔性材料结合很好，不会分离脱落；经过大量弯曲后，如图5所示，在扫描电镜下看到柔性明材料与支撑结构仍然结合很好，不会发生脱离；过大量弯曲、拉伸后，如图6所示，支撑材料与第一层、第二层柔性材料仍然能够紧密地结合，柔性基板未发生损坏。图5、6中的文字除了表示放大倍数、长度等必要信息外，没有其他含义。实施例2按照以下步骤制备基板：1、对支撑材料前处理：支撑材料选用网格状的铜网，改性的试剂可选用FDTS(CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3)或者OTS(CH3(CH2)17SiCl3)等可在支撑材料上沉积疏水的自组装分子膜，以提高支撑材料与聚二甲基硅氧烷的结合性能，操作过程：先把支撑材料和一个敞开式的小容器放入干燥器内，然后抽真空10min，接着通氮气5min，依次重复这两步操作3次，然后迅速用胶头滴管取1～2滴FDTS或者OTS放在敞开式的小容器内，接着抽真空约30min至观察到试剂有明显气泡鼓出，然后静置1～2h后取出，在热板上加热120～150℃，10～30min，改性完成。2、制备柔性材料：将苯乙烯热塑性弹性材料加热到200～300℃，使其变为液态，并去除气泡。3、第一层柔性材料的预固化：将液态的苯乙烯热塑性弹性材料浇注在光滑平坦的玻璃模具内，以保证基板的平坦，然后放在平坦的热板上，稍微降低温度预固化，苯乙烯热塑性弹性材料处于粘稠、无明显流动但未完全固化的状态。4、第一层柔性材料与支撑材料的结合：将表面改性后的铜网平铺在预固化的苯乙烯热塑性弹性材料上，预固化的苯乙烯热塑性弹性材料具有一定的流动性与粘性，能够与铜网紧密结合。5、第一层与第二层柔性材料的固化：将液态的苯乙烯热塑性弹性材料浇注在铜网上面，然后在平坦的加热设备上降温固化。实施例3按照以下步骤制备基板：1、对支撑材料前处理：支撑材料可选择连续性网格状的聚四氟乙烯薄膜，直接把支撑材料放入plasma清洗机，抽真空，真空度达到560mTorr时把能量档设置在低档，持续10min后plasma完成。2、制备柔性材料：将热塑性聚氨酯加热到200～300℃，使其变为液态，并去除气泡。3、第一层柔性材料的预固化：将液态的热塑性聚氨酯浇注在光滑平坦的玻璃模具内，以保证基板的平坦，然后放在平坦的热板上，稍微降低温度预固化，热塑性聚氨酯处于粘稠、无明显流动但未完全固化的状态。4、第一层柔性材料与支撑材料的结合：将表面改性后的聚四氟乙烯薄膜平铺在预固化的热塑性聚氨酯上，预固化的热塑性聚氨酯具有一定的流动性与粘性，能够与聚四氟乙烯薄膜紧密结合。5、第一层与第二层柔性材料的固化：将液态的热塑性聚氨酯浇注在聚四氟乙烯薄膜上面，然后在平坦的加热设备上降温固化。实施例4按照实施例1的步骤进行，不同之处在于，所用支撑材料是导电布。实施例5按照实施例1的步骤进行，不同之处在于，所用支撑材料是活性炭纤维。性能测试参照国家标准GB/T228.1-2010金属室温拉伸实验，GBT1040-1992塑料拉伸性能试验方法。实验仪器：Zwick/RoellZ020型万能力学实验机。图7是实施例4的柔性电润湿显示基板的伸长率-拉伸强度曲线；图8是实施例5的柔性电润湿显示基板的伸长率-拉伸强度曲线；实验数据如下表：样品模量E/Mpa强度σ/Mpa伸长率ε/％实施例419.32.6999实施例51.311.61160由图7、8和上表可知，本发明的柔性电润湿显示基本具有优异的柔韧性、耐拉伸性能。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本
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的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。当前第1页1 2 3