可拉伸发光器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可拉伸发光器件及其制备方法，可拉伸发光器件包括可拉伸衬底、可拉伸栅阴极、可拉伸电子传输层、可拉伸发光层、可拉伸空穴传输层、可拉伸阳极、可拉伸顶封装层、可拉伸多孔光提取膜；多孔光提取薄膜通过呼吸图案法制备，在通过转印的方式实现多孔的可拉伸光提取阵列薄膜，由于多孔微结构对于光散射增强的作用，能实现器件功率效率和外量子效率的同步提升。而呼吸图案法和转印法结合实现的可拉伸外光提取结构，在改善力学本征拉伸性能的同时也有利于进一步降低工艺条件实现大规模的综合应用的高性能穿戴式发光电子器件。结合优异的光提取性能制备出的可拉伸发光器件在可穿戴电子，智能机器人等柔性电子领域有着广泛的应用前景。广泛的应用前景。广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
可拉伸发光器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及柔性可穿戴电子器件领域或柔性发光器件
，尤其涉及一种可拉伸发光器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，可穿戴柔性/可拉伸电子器件凭借其在电子皮肤领域的广泛应用前景受到了研究者们的关注，如用于实时生理信号监测、疾病预防和人机交互等。其中，作为电子皮肤和人类的软交互界面，电子皮肤显示器件的功能化就显得尤为重要，如实现高柔软性、高亮度、人体适应性和高拉伸性等。
[0003]为了使传统刚性显示器具有较好的柔性和拉伸性，通常采用的设计策略分为如下两个方面：第一个方面是将刚性的发光材料嵌入到弹性聚合物基质中；第二个方面是通过化学的方法在发光单元中引入可拉伸材料作为桥梁结构。然而，这些方法会不可避免的牺牲表皮发光器件的亮度、效率、分辨率和拉伸性等。我们注意到，自身具有拉伸性的聚合物材料不会遭遇上述难题，器件在实现高密度的同时也能实现较好的拉伸性。因此，我们将目标对准可拉伸发光器件的发光效率和密度。
[0004]在过去的几年里，利用传统的铟锡氧化物对器件内部结构进行了调控，可以有效抑制金属阳极有机波导层引起的光的非辐射耦合，从而增加光的出耦合，提高整体电流效率、功率效率和外量子效率。比如说以poly(2,3
‑
dihydrothieno
‑
1,4
‑
dioxin)
‑
poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS)为主体的准光子晶体结构提升了超过60％发光效率的白色有机发光二极管；利用纳米压印和光刻技术获得亚波长孔结构阳极实现的双边波纹电极器件的发光效率是平面器件的两倍。然而，这些内部光提取结构的制备会损害有机半导体层，限制发光器件制备的良率，降低器件的电学和光学等关键性能指标。相比之下，外光提取技术在发光性能以及制备工艺及成本等方面就具备一定的优势，因此微透镜阵列、介质布拉格光栅或屈曲结构等就应用于显示器件的高效光提取。
[0005]其中，外部散射结构阵列结构具有图案可调、设计多样、效率高、光提取性能好等特点，有利于进一步降低工艺条件实现大规模的综合应用，也是实现高效外光提取的关键技术。然而在柔性发光显示器件中，外部散射结构的本征力学性能不可靠，要实现可拉伸的发光器件还有很大的挑战。
[0006]因此需要研发出一种可拉伸发光器件及其制备方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题设计了一种可拉伸发光器件及其制备方法。
[0008]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0009]可拉伸发光器件，包括沿一个方向依次设置的可拉伸衬底、可拉伸栅阴极、可拉伸电子传输层、可拉伸发光层、可拉伸空穴传输层、可拉伸阳极、可拉伸顶封装层、可拉伸多孔
光提取膜，可拉伸多孔光提取膜上竖向均匀设置有的多个孔洞。
[0010]优选地，可拉伸衬底为PDMS、PU或者SEBS制备而成，厚度范围为1～10μm。
[0011]优选地，可拉伸阴极材料为PEDOT:PSS或者AgNWs制备而成，厚度范围为100～400nm。
[0012]优选地，可拉伸多孔光提取膜为具有可拉伸性的疏水聚合物介电材料制备而成，厚度范围为20～100nm。
[0013]进一步优选地，可拉伸多孔光提取膜为PMMA、PS或SEBS制备而成。
[0014]优选地，可拉伸阳极材料为PEDOT:PSS或者AgNWs制备而成，厚度范围为100～400nm。
[0015]优选地，可拉伸顶封装层材料为PDMS制备而成，厚度范围为50～100nm。
[0016]可拉伸发光器件的制备方法，用于对可拉伸发光器件的制备，包括以下步骤：
[0017]S1、通过在硅片上旋涂PDMS、PU或者SEBS溶液，然后进行烘干、剥离；制备得到可拉伸衬底；
[0018]S2、在可拉伸衬底上覆盖掩模版，喷涂或印刷电极材料，表面旋转涂覆、并进行热退火；制备得到可拉伸栅阴极；
[0019]S3、在可拉伸栅阴极上方依次旋涂电子传输层、发光层和空穴传输层，每一层均进行热退火；分别得到可拉伸电子传输层、可拉伸发光层、可拉伸空穴传输层；
[0020]S4、在可拉伸空穴传输层的薄膜上方覆盖掩模版，喷涂或印刷电极材料，表面旋转涂覆、并进行热退火；制备得到可拉伸阳极；
[0021]S5、在可拉伸阳极的上方旋涂封装层，并进行热退火；制备得到可拉伸顶封装层；
[0022]S6、在超薄载玻片上旋涂牺牲层材料并退火，在恒温湿度箱中旋涂多孔聚合物薄膜，然后在水溶液中进行转印制备外光提取薄膜；制备得到可拉伸多孔光提取膜。
[0023]优选地，步骤S1中，旋涂PDMS、PU或者SEBS溶液时，旋涂速度为800rpm，持续时间为1min；烘干温度范围在60～90℃，烘干时间范围为6～10h。
[0024]优选地，步骤S6中，牺牲层材料为聚乙烯醇或者葡聚糖，旋涂牺牲层材料时的旋涂速度为3000rpm，持续时间为1min；退火温度为110℃，恒温湿度箱中氛围为25℃，90％湿度环境。
[0025]本专利技术的有益效果在于：
[0026]1、通过使用呼吸图案法实现高规整度的可拉伸多孔光提取膜，可拉伸多孔光提取膜有效降低结构层间的光损耗，在外部诱导强漫反射透射，从而降低衬底内部的总内反射，从而提升光输出耦合效率。
[0027]2、通过本征力学可拉伸性的聚合物混合制备可拉伸多孔光提取膜，有效的改善了光提取膜的力学性能，首次实现了外光提取膜的可拉伸性能，在结合电极、传输层、发光层及封装层的可拉伸性，实现了高性能本征可拉伸的发光电子器件。
[0028]3、通过实现具备可拉伸光提取层的可拉伸的高性能发光器件的基础上，其具备应用于实时生理信号监测、疾病预防和人机交互等前沿领域的广泛前景，并为进一步发展高密度集成的高性能可拉伸发光器件打下夯实基础。
附图说明
[0029]图1是本专利技术所涉及的可拉伸发光器件的结构示意图(剖视图)；
[0030]图2是本专利技术中可拉伸多孔光提取膜的俯视图；
[0031]图中附图标记为：1、可拉伸衬底，2、可拉伸栅阴极，3、可拉伸电子传输层，4、可拉伸发光层，5、可拉伸空穴传输层，6、可拉伸阳极，7、可拉伸顶封装层，8、可拉伸多孔光提取膜。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0033]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可拉伸发光器件，其特征在于，包括沿一个方向依次设置的可拉伸衬底、可拉伸栅阴极、可拉伸电子传输层、可拉伸发光层、可拉伸空穴传输层、可拉伸阳极、可拉伸顶封装层、可拉伸多孔光提取膜，可拉伸多孔光提取膜上竖向均匀设置有的多个孔洞。2.根据权利要求1所述的可拉伸发光器件，其特征在于，可拉伸衬底为PDMS、PU或者SEBS制备而成，厚度范围为1～10μm。3.根据权利要求1所述的可拉伸发光器件，其特征在于，可拉伸阴极材料为PEDOT:PSS或者AgNWs制备而成，厚度范围为100～400nm。4.根据权利要求1所述的可拉伸发光器件，其特征在于，可拉伸多孔光提取膜为具有可拉伸性的疏水聚合物介电材料制备而成，厚度范围为20～100nm。5.根据权利要求4所述的可拉伸发光器件，其特征在于，可拉伸多孔光提取膜为PMMA、PS或SEBS制备而成。6.根据权利要求1所述的可拉伸发光器件，其特征在于，可拉伸阳极材料为PEDOT:PSS或者AgNWs制备而成，厚度范围为100～400nm。7.根据权利要求1所述的可拉伸发光器件，其特征在于，可拉伸顶封装层材料为PDMS制备而成，厚度范围为50～100nm。8.可拉伸发光器件的制备方法，用于对权利要求1
‑
7任一项可拉伸发光器件的制备，其特征在于，包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仕强，洪仁辉，张仕刚，
申请(专利权)人：四川京龙光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：