专利名称：一种柔性发光器件用基板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及有机光电子技术领域，具体涉及一种柔性发光器件用基板及其制备方法。
背景技术：
光电子技术是继微电子技术之后迅速发展的科技含量很高的产业。随着光电子技术的快速发展，太阳能电池、光影像传感器、平面显示器、薄膜晶体管等光电子产品都逐渐发展成熟，它们大大改善了人们的生活。同时，光电子信息技术在社会生活各个领域的广泛应用，也创造了日益增长的巨大市场。发达国家都把光电信息产业作为重点发展的领域之一，光电子信息领域的竞争正在世界范围展开。有机材料在光电子器件中的广泛应用为光电子技术的发展起到了推波助澜的作用。自1987年，美国柯达公司邓青云等人在总结前人的基础上发明了三明治结构有机电致发光器件后，有机光电子器件进入高速发展的时期。有机材料被广泛应用光电探测、太阳能电池、显示器件等领域。通过有机材料的应用，光电子器件的生产成本大幅度降低，性能有了很大提高。目前有机光电子器件大都是制备在刚性基板(如玻璃或硅片上)，他们虽然具有优良的器件性能，但抗震动，抗冲击的能力较弱，重量相对较重，携带不甚方便，在某些场合的应用受到很大的限制。人们开始试图将有机光电子器件沉积在柔性基板上而不是刚性基板上。用柔性基板代替刚性基板的好处是产品更轻、不易破碎、所占空间小且更便于携带。但是，尽管有这些优点，用柔性基板代替刚性基板还存在许多限制，柔性器件的制备仍然有许多基础问题需要解决。如由于与刚性衬底相比，柔性衬底的表面平整性远不及玻璃衬底，而对柔性衬底进行表面平滑处理要特殊的设备且工艺难度较大，提高了基板的生产成本；有机光电子器件的电极材料在含氧的环境中极易被氧化从而导致器件性能的下降； 常规的电极层与柔性衬底之间结合力低，很容易发生剥离；柔性基板的水、氧透过率远大于刚性基板，导致光电子器件受从基板透过的水氧的影响，降低了器件的性能，因此是否能够解决这些问题将是柔性器件是否能够的被广泛应用的关键因数。
发明内容
本发明所要解决的问题是如何提供一种柔性发光器件用基板及其制备方法，该基板解决了导电层表面平整度差以及导电层与柔性衬底之间结合力差的问题，提高了导电层的电导率以及基板对水氧的阻隔能力。本发明所提出的技术问题是这样解决的提供一种柔性发光器件用基板，包括柔性衬底和导电层，其特征在于，所述导电层为石墨烯薄膜，所述柔性衬底为掺杂无机发光材料的紫外光固化胶粘剂，所述紫外光固化胶粘剂包括自由基型紫外光固化胶粘剂、阳离子型紫外光固化胶粘剂以及它们的混合体系。
按照本发明所提供的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述无机发光纳米颗粒尺寸为1 lOOnm，所述无机发光纳米颗粒的掺杂质量比小于或等于40%。按照本发明所提供的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述无机发光纳米颗粒是以硫化物、氧化物、氟化物、磷酸盐、钒酸盐、铌酸盐、铝酸盐、钼酸盐等为发光基质，以稀土镧系元素作为激活剂和助激活剂的发光颗粒。按照本发明所提供的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述硫化物包括硫化锌、 硫化镧、硫化钙、硫化铈、硫化镨、硫化钕、硫化钐和硫化钆；所述氧化物包括氧化锌、氧化钇、氧化钛、氧化钆和氧化镥；所述氟化物包括氟化钇、氟化钆、氟化镧和氟化铈；所述磷酸盐包括磷酸镧、磷酸钆、磷酸锶、磷酸钇和磷酸钡；所述钒酸盐包括钒酸钆、钒酸钇、钒酸镧、 钒酸铈、钒酸钙、钒酸铅和钒酸锶；所述铌酸盐包括铌酸钙、铌酸钇、铌酸钆和铌酸镥；所述铝酸盐包括铝酸钇、铝酸钡、铝酸钆、铝酸钙和铝酸锶；所述钼酸盐包括钼酸镧、钼酸锶和钼酸钡；所述稀土镧系元素包括铕、钐、铒、钕、铽、镝、钐、铈、镱和镨。按照本发明所提供的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述自由基型紫外光固化胶粘剂和阳离子型紫外光固化胶粘剂的混合体系中自由基型紫外光固化胶粘剂和阳离子型紫外光固化胶粘剂的质量比为10 1 1 10。按照本发明所提供的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述自由基型紫外固化胶粘剂包括以下质量百分比的组份90 99. 5%的基础树脂、0. 2 3%的单体、0. 1 3% 的光引发剂和0. 2 6%的光敏剂及助剂；所述阳离子型紫外光固化胶粘剂包括以下质量百分比的组份90 99. 5%的阳离子单体、0.4 8%的稀释剂和0. 1 3%的阳离子光引发剂。按照本发明所提供的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述基础树脂包括不饱和聚酯树脂、丙烯酸系树脂和多硫醇-多烯体系；所述单体包括苯乙烯及其衍生物、单官能团或多官能团丙烯酸；所述光引发剂包括安息香及其衍生物安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醇和乙酰苯衍生物；光敏剂包括二苯甲酮、硫杂蒽醌和米蚩酮，助剂包括增塑剂、触变剂、填充剂、防静电剂、交联剂、阻燃剂和偶联剂；所述阳离子单体包括各种环氧树脂或改性环氧树脂或含氟以及不含氟的混合树脂或脂肪族和双酚D-型混合环氧树脂；所述稀释剂包括甲苯、二甲苯、活性环氧树脂稀释剂以及各种环乙醚、环内酯、乙烯基醚单体；所述阳离子光引发剂有碘三芳基碘鐺盐、三芳基硫鐺盐和三芳基硒鐺盐。按照本发明所提供的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述丙烯酸系树脂包括聚酯-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚醚-丙烯酸酯。按照本发明所提供的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述多硫醇-多烯体系包括以下四种物质O
C(CH2ot(CH2)nSH))4
O
CH3(CH2)nC(CH2Ott(CH2)nSH)3
(I )
(II )
HS(CH2CH2O)nCH2CH2SH
(III)
HS(CH2)nBo(CH2CH2O)nIi(CH2)nSH
(IV)一种柔性发光器件用基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤①对表面粗糙度小于Inm的刚性基板(如铜箔片或铁箔片或镍箔片)进行清洗， 清洗后用干燥氮气吹干；②采用化学气相沉积的方法在洁净的刚性基板上制备石墨烯薄膜，其制备条件包括所采用的碳源为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、甲醇、乙醇中的一种或多种，石墨烯薄膜的化学气相沉积生长环境为温度为700°C 1000°C的常压或负压下；③在石墨烯薄膜上旋涂或喷涂掺杂无机发光纳米颗粒的紫外光固化胶粘剂层，所述紫外光固化胶粘剂包括自由基型紫外光固化胶粘剂、阳离子型紫外光固化胶粘剂以及它们的混合体系；④对紫外光固化胶粘剂层进行紫外光固化处理30秒；⑤将石墨烯薄膜和固化后的掺杂无机发光纳米颗粒的紫外光固化胶粘剂层剥离刚性基板表面，形成柔性导电基板；⑥测试柔性导电基板的透过率、电导率和表面形貌的各项参数。本发明的有益效果本发明的导电层采用石墨烯薄膜，由于石墨烯的电导率远远超过了一般导体，提高了柔性基板中导电层的电导率；由于石墨烯具有强度高的特点，使本发明的柔性基板被反复弯曲后，石墨烯导电层不会发生断裂，电导率也不会出现下降的现象；衬底层中存在无机发光纳米颗粒，使衬底层在激发光照射下发光，不仅增强了基于该基板的发光器件的发光强度，而且简化了基于该基板的发光器件的结构和所需的材料；由于石墨烯薄膜具有致密的结构，使水氧难以通过，同时经固化后的掺杂无机发光纳米颗粒的紫外光固化胶粘剂层也具有具有致密的结构，提高了柔性基板对水氧的阻隔能力；在粗糙度小的刚性基板上制备导电层和紫外光固化胶粘剂层，通过剥离的方法形成柔性基板，提高了导电层表面的平整度；本发明的柔性衬底中的紫外光固化胶粘剂具有高的可见光透过率、粘结度以及快速固化的特点，提高了柔性基板的可见光透过率，增加了导电层与柔性衬底之间的结合力，减少了制备柔性基板所需的时间。
图1是本发明实施例1-12的柔性发光器件用基板的结构示意图；图2是本发明实施例1中的基板的可见光透过率。其中，1、柔性衬底，2、导电层。
具体实施例方式下面结合附图以及实施例对本发明作进一步描述
本发明的技术方案是提供一种柔性发光器件用基板，如图1所示，器件的结构包括柔性衬底1，导电层2。本发明中柔性衬底1为导电层的依托，它有较好的弯折性能，有一定的防水汽和氧气渗透的能力，有良好的化学稳定性和热稳定性，所述柔性衬底为掺杂无机发光材料的紫外光固化胶粘剂，所述紫外光固化胶粘剂包括自由基型紫外光固化胶粘剂、阳离子型紫外光固化胶粘剂以及它们的混合体系。导电层2要求有良好的导电能力，所述导电层为石墨烯薄膜。本发明中自由基型紫外光固化胶粘剂和阳离子型紫外光固化胶粘剂中的各成份说明如下基础树脂包括不饱和聚酯树脂、丙烯酸系树脂和多硫醇-多烯体系。不饱和聚酯树脂不饱和聚酯是由不饱和的二元酸(或酸酐)混以部分饱和二元酸(或酸酐)与二元醇在引发剂的作用下起反应制成的线型聚酯。在其分子结构中有不饱和的乙烯基单体存在，如果用活泼的乙烯基单体与这类不饱和的乙烯基单体共聚，则交联固化而成为体型结构。一般来说，由这种树脂制得的胶粘剂由于固化过程中体积收缩较大，胶接接头的内应力很大。在胶层的内部容易出现微裂纹而导致胶接力变小；同时，由于高分子链中含有酯键，遇酸、碱容易水解，因而耐介质性和耐水性较差，在高温多湿的环境下容易变形；另外，其固化速度较慢，因此，表现出较差的综合性能，故大都作为非结构胶使用。通过降低不饱和化学键含量、采用聚合收缩率低的单体、加入无机填料和热塑性高分子等手段，可以改善其整体性能。丙烯酸系树脂该树脂体系固化速度快，目前研究得较多。多硫醇-多烯体系具体包括以下结构式
权利要求
1.一种柔性发光用基板，包括柔性衬底和导电层，其特征在于，所述导电层为石墨烯薄膜，所述柔性衬底为掺杂无机发光材料的紫外光固化胶粘剂，所述紫外光固化胶粘剂包括自由基型紫外光固化胶粘剂、阳离子型紫外光固化胶粘剂以及它们的混合体系。
2.根据权利要求1所述的柔性发光用基板，其特征在于，所述无机发光纳米颗粒尺寸为1 lOOnm，所述无机发光纳米颗粒的掺杂质量比小于或等于40%。
3.根据权利要求1所述的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述无机发光材料是以硫化物、氧化物、氟化物、磷酸盐、钒酸盐、铌酸盐、铝酸盐或钼酸盐为发光基质，以稀土镧系元素作为激活剂或助激活剂的发光颗粒。
4.根据权利要求3所述的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述硫化物包括硫化锌、 硫化镧、硫化钙、硫化铈、硫化镨、硫化钕、硫化钐和硫化钆；所述氧化物包括氧化锌、氧化钇、氧化钛、氧化钆和氧化镥；所述氟化物包括氟化钇、氟化钆、氟化镧和氟化铈；所述磷酸盐包括磷酸镧、磷酸钆、磷酸锶、磷酸钇和磷酸钡；所述钒酸盐包括钒酸钆、钒酸钇、钒酸镧、 钒酸铈、钒酸钙、钒酸铅和钒酸锶；所述铌酸盐包括铌酸钙、铌酸钇、铌酸钆和铌酸镥；所述铝酸盐包括铝酸钇、铝酸钡、铝酸钆、铝酸钙和铝酸锶；所述钼酸盐包括钼酸镧、钼酸锶和钼酸钡；所述稀土镧系元素包括铕、钐、铒、钕、铽、镝、钐、铈、镱和镨。
5.根据权利要求1所述的柔性发光用基板，其特征在于，所述自由基型紫外光固化胶粘剂和阳离子型紫外光固化胶粘剂的混合体系中自由基型紫外光固化胶粘剂和阳离子型紫外光固化胶粘剂的质量比为10 1 1 10。
6.根据权利要求1或5所述的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述自由基型紫外固化胶粘剂包括以下质量百分比的组份90 99. 5%的基础树脂、0. 2 3%的单体、0. 1 3%的光引发剂和0.2 6%的光敏剂及助剂；所述阳离子型紫外光固化胶粘剂包括以下质量百分比的组份90 99. 5%的阳离子单体、0. 4 8%的稀释剂和0. 1 3%的阳离子光引发剂。
7.根据权利要求6所述的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述基础树脂包括不饱和聚酯树脂、丙烯酸系树脂或多硫醇-多烯体系；所述单体包括苯乙烯及其衍生物、单官能团或多官能团丙烯酸；所述光引发剂包括安息香及其衍生物安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醇或乙酰苯衍生物；光敏剂包括二苯甲酮、硫杂蒽醌或米蚩酮，助剂包括增塑剂、触变剂、填充剂、防静电剂、交联剂、阻燃剂和偶联剂；所述阳离子单体包括各种环氧树脂或改性环氧树脂或含氟以及不含氟的混合树脂或脂肪族和双酚D-型混合环氧树脂；所述稀释剂包括甲苯、二甲苯、活性环氧树脂稀释剂以及各种环乙醚、环内酯、乙烯基醚单体；所述阳离子光引发剂包括碘三芳基碘鐺盐、三芳基硫鐺盐或三芳基硒鐺盐。
8.根据权利要求7所述的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述丙烯酸系树脂包括聚酯-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚醚-丙烯酸酯。
9.根据权利要求7所述的柔性发光器件用基板，其特征在于，所述多硫醇-多烯体系包括以下四种物质
10. 一种柔性发光用基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤①对表面粗糙度小于Inrn的刚性基板(如铜箔片或铁箔片或镍箔片)进行清洗，清洗后用干燥氮气吹干；②采用化学气相沉积的方法在洁净的刚性基板上制备石墨烯薄膜，其制备条件包括 所采用的碳源为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、甲醇、乙醇中的一种或多种，石墨烯薄膜的化学气相沉积生长环境为温度为700°C 1000°C的常压或负压下；③在石墨烯薄膜上旋涂或喷涂掺杂无机发光纳米颗粒的紫外光固化胶粘剂层，所述紫外光固化胶粘剂包括自由基型紫外光固化胶粘剂、阳离子型紫外光固化胶粘剂以及它们的混合体系；④对紫外光固化胶粘剂层进行紫外光固化处理30秒；⑤将石墨烯薄膜和固化后的掺杂无机发光纳米颗粒的紫外光固化胶粘剂层剥离刚性基板表面，形成柔性导电基板；⑥测试柔性导电基板的透过率、电导率和表面形貌的各项参数。
全文摘要
本发明公开了一种柔性发光器件用基板，包括柔性衬底和导电层，其特征在于，所述导电层为石墨烯薄膜，所述柔性衬底为掺杂无机发光纳米颗粒的紫外光固化胶粘剂，所述紫外光固化胶粘剂包括自由基型紫外光固化胶粘剂、阳离子型紫外光固化胶粘剂以及它们的混合体系。该基板解决了导电层表面粗糙度大以及导电层与柔性衬底之间结合力差的问题，提高了导电层与柔性衬底之间结合力以及基板对水氧的阻隔能力。
文档编号C09J167/06GK102208566SQ201110096948
公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者于军胜, 李璐, 臧月, 蒋亚东 申请人:电子科技大学