一种PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，基于水蒸气在PDMS聚合物表面的呼吸图自组装物理化学过程，结合旋涂产生的压缩应力使PDMS膜表皮层发生失稳协同产生了褶皱结构。水分子充当了传统方法中的母版，当水汽蒸发干燥后母版自移除，得到褶皱单元结构。利用湿度、旋涂转速以及稀释溶液的溶剂类型和用量等条件对褶皱尺寸进行调控。在含褶皱增透膜的基板导电侧真空蒸镀功能层，构筑红、绿或蓝光OLED器件。本发明专利技术方法是一种原位增透的简单高效方法。相比现有技术，本发明专利技术提供的OLED褶皱增透膜制备方法具有工艺简单、成本低、尺寸可调等特点，进而使得应用有该PDMS褶皱增透膜的红、绿或蓝光OLED出光显著增强。显著增强。显著增强。

【技术实现步骤摘要】
一种PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米加工和发光二极管制备
，特别是涉及一种PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法。

技术介绍

[0002]有机电致发光二极管(organic light
‑
emitting diode，OLED)凭借其自主发光、视角宽、色彩丰富、低压直流驱动等优点，在全彩平板显示和固态照明等领域显现出巨大应用潜力。尽管OLED内量子效率几乎接近100％，然而由于波导模式、衬底模式和等离基元模式引起的出光损失，有机发光层发出的光子大约80％被限制在器件内部，只有大约20％的光子被发送到外部，导致外量子效率极大低于内量子效率，因此增强OLED光取出可有效提升器件实际出光效率，改善实用价值。提升OLED光取出的方法包括外光提取和内光提取。其中外光提取主要包括在器件外部引入衍射光栅、光散射媒介、阳极表面图案、微透镜、散射膜、喷砂、多层阶梯膜等，以上技术大多涉及复杂的制程比如多次图案转移，或需要昂贵的设备、苛刻的反应条件、成本高或不适用于柔性基底等缺点。
[0003]研究发现随机微纳透镜结构、光散射介质层、聚合物多孔散射薄膜、随机凹凸波纹结构、纹理网状基板及随机褶皱结构等对器件亮度分布和光谱稳定性无明显影响，却可实现良好的外光提取作用。直接在器件表面原位制备一层增透膜是一种相对简单、成本低、适用于大面积光取出的方法。而制备出尺度均匀、可控的具有微纳米尺度的随机褶皱结构增透膜是实现这一目的的关键。研究发现薄膜表面褶皱结构的产生必须基于具有不同弹性模量的基底层和表皮层。在此基础上，需要得到物理性质不同的双层膜样品，然后引入应力使样品发生失稳形成褶皱结构。
[0004]目前制备褶皱膜常用的方法有拉力法、溶剂诱导法、模板印刷法、激光直写法等。其中，拉力法需要机械辅助，应力普遍较大，只能得到一般宏观尺度的褶皱；溶剂诱导法制备的褶皱对溶剂的扩散行为很敏感，且对环境要求很高，难以大面积制备；模板印刷法可得到与母版类似的褶皱复型，但存在母版需脱模以及母版需提前制备等相对繁琐的工艺；激光直写法虽然获得的褶皱尺寸更小且可调，但是使用的设备价格高昂，增加了制备成本，这成为亟待了解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，基于呼吸图法的物理化学过程结合旋涂产生的压缩应力原位形成褶皱增透膜，基于此增透膜制备多种单色OLED器件，显著提高外光提取效率和最终外量子效率。
[0006]为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将PDMS预聚体与固化剂以设定质量比混合，并添加有机溶剂进行稀释得到PDMS混合溶液；将所述混合溶液真空脱气30～60分钟，待用；利用去离子水调控旋涂仪内部氛围的相对湿度为60～90％；
[0009](2)待旋涂仪内部湿度稳定后，将清洗干净的导电基板反面非导电侧表面朝上水平放置，将100～200微升脱气后的PDMS混合溶液匀速滴加在表面静置60～120秒；将导电基板固定于旋涂仪上，以2000～6000rpm转速旋涂至少60秒；在80～200℃条件下退火人处理3～10小时，得到PDMS褶皱增透膜；本专利技术将去离子水加热至沸腾后，将产生的蒸汽导入旋涂仪使得密闭环境湿度达到动态平衡，控制相对湿度，保持加热温度不变，制备PDMS褶皱增透膜；此褶皱增透膜在导电基板上原位成膜无需转移或粘附步骤；
[0010](3)将PDMS褶皱增透膜连同导电基板一起采用有机溶剂进行清洗干净，在导电基板的导电侧表面原位形成真空蒸镀红光、绿光或蓝光有机发光二极管。
[0011]优选地，在所述步骤(1)中，预聚体与固化剂质量比为10:1。所述PDMS褶皱增透膜折射率与玻璃接近，有利于光出射。
[0012]优选地，在所述步骤(1)中，所述有机溶剂采用三氯甲烷、二氯甲烷、氯苯和二氯苯中的任意一种或任意几种的混合物；按照PDMS预聚体与PDMS交联剂的混合物3.3g添加0.2～2.0毫升有机溶剂的比例，利用有机溶剂进行稀释。所述PDMS褶皱增透膜折射率与玻璃接近，有利于光出射。
[0013]优选地，在所述步骤(2)中，使得环境湿度达到动态平衡的方式为：使用湿度计对所述环境湿度进行监测，以使所述环境湿度保持在60～90％范围内的任一湿度。
[0014]优选地，在所述步骤(2)中，所述导电基板的材料采用ITO、FTO、AZO、IZO、PET/ITO、PI/ITO中的至少一种。
[0015]优选地，在所述步骤(2)中，所制备的PDMS褶皱增透膜具有从纳米到微米宽范围的褶皱结构，褶皱宽度为1.0～5.0um，褶皱高度为0.5～3.0um，褶皱间隙为0.5～1.5um。
[0016]优选地，在所述步骤(3)中，进行单色光有机发光二极管的制备时，首先采用有机溶剂超声清洗含上述褶皱增透膜的导电基板，干燥，使基板导电侧朝上UV
‑
O3处理15～30分钟；
[0017]然后将基板导电侧朝下放置于真空蒸镀室中，依次层叠蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层，发光层为红光、绿光或蓝光发光层；更换掩模版，在电子注入层上蒸镀金属阴极，制备得到红光、绿光或蓝光有机发光二极管。
[0018]优选地，在所述步骤(3)中，所述导电基板的材料为ITO、FTO、AZO、IZO、PET/ITO、PI/ITO中的至少一种。
[0019]优选地，在所述步骤(3)中，所述空穴注入层优选的小分子材料包括但不限于4,4',4"
‑
tris(N
‑3‑
methy lphenyl
‑
N
‑
phenyl
‑
amino)triphenylamine(m
‑
MTDATA)、4,4',4"
‑
tris(N
‑
(naphthaalene
‑2‑
yl)
‑
N
‑
phenyl
‑
amino)triphenylamine(2T
‑
NATA)、copper(II)phthalocyanine(CuPC)、titanium(IV)oxide phthalocyanine(TiOPC)、pyrazino[2,3
‑
f][1,10]phenanthroline
‑
2,3
–
dicarbonitrile(PPDN)、N,N,N',N'
‑
tetrakis(4
‑
methoxyphenyl)benzidine(MeO
‑
TPD)、N,N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将PDMS预聚体与固化剂以设定质量比混合，并添加有机溶剂进行稀释得到PDMS混合溶液；将所述混合溶液真空脱气30～60分钟，待用；利用去离子水调控旋涂仪内部氛围的相对湿度为60～90％；(2)待旋涂仪内部湿度稳定后，将清洗干净的导电基板反面非导电侧表面朝上水平放置，将100～200微升脱气后的PDMS混合溶液匀速滴加在表面静置60～120秒；将导电基板固定于旋涂仪上，以2000～6000rpm转速旋涂至少60秒；在80～200℃条件下退火人处理3～10小时，得到PDMS褶皱增透膜；(3)将PDMS褶皱增透膜连同导电基板一起采用有机溶剂进行清洗干净，在导电基板的导电侧表面原位形成真空蒸镀红光、绿光或蓝光有机发光二极管。2.根据权利要求1所述PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，预聚体与固化剂质量比为10:1。3.根据权利要求1所述PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，所述有机溶剂采用三氯甲烷、二氯甲烷、氯苯和二氯苯中的任意一种或任意几种的混合物；按照PDMS预聚体与PDMS交联剂的混合物3.3g添加0.2～2.0毫升有机溶剂的比例，利用有机溶剂进行稀释。4.根据权利要求1所述PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，使得环境湿度达到动态平衡的方式为：使用湿度计对所述环境湿度进行监测，以使所述环境湿度保持在60％～90％范围内的任一湿度。5.根据权利要求1所述PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，所述导电基板的材料采用ITO、FTO、AZO、IZO、PET/ITO、PI/ITO中的至少一种。6.根据权利要求1所述PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，所制备的PDMS褶皱增透膜具有从纳米到微米宽范围的褶皱结构，褶皱宽度为1.0～5.0um，褶皱高度为0.5～3.0um，褶皱间隙为0.5～1.5um。7.根据权利要求1所述PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，进行单色光有机发光二极管的制备时，首先采用有机溶剂超声清洗含上述褶皱增透膜的导电基板，干燥，使基板导电侧朝上UV
‑
O3处理15～30分钟；然后将基板导电侧朝下放置于真空蒸镀室中，依次层叠蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层，发光层为红光、绿光或蓝光发光层；更换掩模版，在电子注入层上蒸镀金属阴极，制备得到红光、绿光或蓝光有机发光二极管。8.根据权利要求1所述PDMS原位褶皱增透膜及单色光有机发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述发光层为红光、绿光或蓝光发光层，其中发光客体材料为发绿光、蓝光或红光的任意一种荧光、磷光和热活化延迟荧光材料；绿光客体材料采用fac
‑
tris(2
‑
phenylpyridine)iridium(III)(fac
‑
Ir(ppy)3)、bis(2
‑
phenylpyridine)(acetylacetonate)iridium(III)(Ir(ppy)2(acac))、9,10
‑
bis[N,N
‑
di
‑
(p
‑
tolyl)
‑
amino]anthracene(TTPA)、N
10
,N
10
,N
10
',N
10
'
‑
tetraphenyl
‑
9,9'
‑
bianthracene
‑
10,10'
‑
diamine(BA
‑
TAD)、9,9',9
”‑
(5
‑
(4,6
‑
diphenyl
‑
1,3,5
‑
triazin
‑2‑
yl)benzene
‑
1,2,3
‑
triyl)tris(3,6
‑
dimethyl
‑
9H
‑
carbazole)(TmCzTrz)、(4s,6s)
‑
2,4,5,6
‑
tetra(9H
‑
carbazol
‑9‑
yl)isophthalonitrile(4CzIPN)、2,5
‑
bis(4
‑
(10H
‑
phenoxazin
‑
10
‑
yl)phenyl)
‑
1,3,4
‑
oxadiazole(2PXZ
‑
OXD)、10,10'
‑
(4,4'
‑
sulfonylbis(4,1
‑
phenylene))bis(10H
‑
phenoxazine)(PXZ
‑
DPS)、1,4
‑
bis(9,9
‑
dimethylacridan
‑
10
‑
yl
‑
pphenyl)
‑
2,5
‑
bis(p
‑
tolyl
‑
methanoyl)benzene(AcPmBPX)、bis(4
‑
(9,9
‑
dimethylacridin
‑
10(9H)
‑
yl)phenyl)methanone(DMAC
‑
BP)、5
‑
chloro
‑
2,4,6
‑
tris(3,6
‑
di
‑
tert
‑
butyl
‑
9H
‑
carbazol
‑9‑
yl)isophthalonitrile(t3CzIPN)、4,4
”‑
di
‑
10H
‑
phenoxazin
‑
10
‑
yl[1,1':2',1
”‑
terphenyl]
‑
4',5'
‑
dicarbonitrile(Px
‑
VPN)中的至少一种；蓝光客体材料采用4,4'
‑
bis(9
‑
ethyl
‑3‑
carbazovinylene)
‑
1,1'
‑
biphenyl(BCzVBi)、perylene、2,5,8,11
‑
tetra
‑
tert
‑
butylperylene(TBPe)、4,4'
‑
bis[4
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑燕琼，李维光，陈与欢，陈俊聪，陈维安，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：