CN107403881A - 一种增强oled光取出的散射膜及其制备方法 - Google Patents

一种增强oled光取出的散射膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种增强OLED光取出的散射膜及其制备方法，属于有机发光半导体领域。该制备方法，包括：将制膜溶液分散后涂覆于基底的出光面并进行固化；其中，制膜溶液按重量份数计包括：高折射率散射纳米颗粒10～15份、固化胶5～20份、分散剂0.05～1份、流平剂0.1～5份和消泡剂0.5～1份。由这种制备方法制得的散射膜具有很好的平整度和均匀性，散射效果极佳，能够有效减少从侧面射出的光损失，增强OLED的光取出效应，使用这种散射膜可将光学器件的OLED出光效率提高50％以上。

Description

一种增强OLED光取出的散射膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机发光半导体领域，具体而言，涉及一种增强OLED光取出的散射膜及其制备方法。
背景技术
OLED，即有机发光二极管，又称为有机电激光显示、有机发光半导体。OLED显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。
目前，OLED已在中小尺寸显示领域得到广泛的应用，并逐步进入大面积显示和照明等领域。但在OLED照明领域中，由于全反射等模式导致从侧面出射的光损失较多，且侧面射出的光集中在某一些波段，使得从正面发出的光比例很低，且光谱不全，外量子效率很低，进而使得光取出效率低，严重制约着OLED在照明领域的推广使用。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种增强OLED光取出的散射膜的制备方法，这种散射膜的制作工艺简单、成本低，且所制得的散射膜平整度好，能够显著增强OLED的光取出效应。
本发明的第二目的在于提供一种由上述制备方法制得的散射膜，这种散射膜具有很好的平整度和散射效果，能够显著提高OLED的光取出效率。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其包括：
将制膜溶液分散后涂覆于基底的出光面并进行固化；
其中，制膜溶液按重量份数计包括：
高折射率散射纳米颗粒10～15份、固化胶5～20份、分散剂0.05～1份、流平剂0.1～5份和消泡剂0.5～1份。
一种由上述制备方法制得的增强OLED光取出的散射膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果例如包括：
本公开内容提供的这种增强OLED光取出的散射膜及其制备方法，利用固化胶将高折射率散射纳米颗粒均匀的涂覆于基底的出光面，在基底的出光面形成一层很薄的散射膜，这种散射膜具有很好的平整度和均匀性，散射效果极佳，能够有效减少从侧面射出的光损失，增强OLED的光取出效应，使用这种散射膜可将光学器件的OLED出光效率提高50％以上。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施方式提供一种增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其包括：
步骤S1，配制制膜溶液：制膜溶液按重量份数计包括：高折射率散射纳米颗粒10～15份、固化胶5～20份、分散剂0.05～1份、流平剂0.1～5份和消泡剂0.5～1份。
可选的，制膜溶液按重量份数计包括：高折射率散射纳米颗粒12～15份、固化胶5～15份、分散剂0.08～0.15份、流平剂0.2～4份和消泡剂0.5～0.8份。
可选的，制膜溶液按重量份数计包括：高折射率散射纳米颗粒13～14份、固化胶8～12份、分散剂0.09～0.12份、流平剂1～3份和消泡剂0.6～0.7份。
可选的，制膜溶液按重量份数计包括：高折射率散射纳米颗粒13份、固化胶10份、分散剂0.1份、流平剂2份和消泡剂0.8份。
进一步的，高折射率散射纳米颗粒选自聚苯乙烯小球、TiO2、ZrO2和SiO2中的至少一种。优选的，高折射率散射纳米颗粒选自聚苯乙烯小球和TiO2。进一步的，高折射率散射纳米颗粒的粒径为1.5～6μm；或者为2～5μm；或者为3～4μm；或者为3.5μm。这类纳米颗粒为白色或无色，粒径小，且折射率高，用这类纳米颗粒制得的散射膜的散射效果佳。
进一步的，固化胶选自紫外固化胶或热固化胶。紫外固化胶，又称UV光固化胶，是一种单组份，不含溶剂，UV和可见光固化的粘接胶和密封胶，具有固化快、耗能少、无溶剂污染等优点。使用这种紫外固化胶，后续固化过程中可采用在紫外线下固化的方式，固化效果好。热固化胶，即靠热源来固化的胶黏剂，例如热固化聚氨酯胶，这种胶固化后没有副产物产生，粘结效果强。
加入分散剂，有助于高折射率散射纳米颗粒在固化胶中分散，防止纳米颗粒的沉降和凝聚，形成稳定的悬浮液，进而保障最后制备的散射膜的平整性和均匀度。进一步的，分散剂包括聚维酮、聚乙二醇、硬脂酸镁等，优选的，分散剂为聚维酮。
加入流平剂，有助于降低制膜溶液的表面张力，提高制膜溶液的流平性和均匀性，促使制膜溶液在干燥成膜的过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。进一步的，流平剂包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、乙二醇丁醚中的任一种；优选的，流平剂为乙二醇丁醚。
加入消泡剂，有助于抑制制膜溶液中泡沫的产生，提高制膜溶液的成模性。进一步的，消泡剂包括磷酸三丁酯、乳化硅油、聚二甲基硅氧烷中的任一种；优选的，消泡剂为磷酸三丁酯。
进一步的，该制膜溶液还包括触变剂和增稠剂，按重量份数计，触变剂为0.1～5份，或者为1～4份，或者为2～3份；增稠剂为0.2～4份，或者为0.5～2.5份，或者为1～2份。
加入触变剂，能使制膜溶液在低剪切下具有高粘度，在高剪切下具有低粘度。进一步的，触变剂为气相二氧化硅、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油或邻苯二甲酸二丁醚，较为优选的，触变剂为气相二氧化硅，气相二氧化硅与高折射率散射纳米颗粒功能相似，尺寸互补，具有一定光取出效果的同时还有触变效果。
加入增稠剂，用于改善制膜溶液的粘稠度，通过增稠剂的量可在涂布时便于调控散射膜的厚度。进一步的，增稠剂为乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素中的任意一种；优选的，增稠剂为乙基纤维素。
步骤S2，制膜：将制膜溶液分散后涂覆于基底的出光面并进行固化。
进一步的，采用喷涂或旋涂的方式将制膜溶液涂覆于出光面。采用旋涂或喷涂的方式，有助于使制膜溶液均匀的涂覆于出光面，形成平整性和均匀度较佳的膜层，进而提高所制得的散射膜的出光效率。较为优选的，采用喷涂的方式进行涂覆。
进一步的，当固化胶为紫外固化胶时，在出光面上涂覆制膜溶液后，在紫外线下固化10～60min。固化时间或者为20～50min；或者为30～40min，或者为35min。
固化胶为热固化胶，在出光面上涂覆制膜溶液后，于60～80℃下加热固化；加热温度或者为65～75℃，或者为68～72℃，或者为70℃。加热温度低于80℃，有助于防止在加热过程中使基底受到损坏。
制膜溶液在出光面上涂覆的厚度为1～10nm，或者为3～7nm，或者为4～6nm，或者为5nm。在这个厚度范围内制成的散射膜的成膜性好，出光效率高。
分散制膜溶液的方式可以为超声分散或者搅拌分散，较佳的方式是超声分散，进一步的，超声时间为15～60min，或者为20～50min，或者为30～40min，或者为35min；超声频率为30～40KHz，或者为32～28KHz，或者为35KHz。
进一步的，基底的材质为玻璃或者PEG塑料。
本实施方式提供的这种增强OLED光取出的散射膜的制备方法，利用固化胶将高折射率散射纳米颗粒均匀的涂覆于基底的出光面，在基底的出光面形成一层很薄的散射膜，制作工艺简单、成本低，且所制得的散射膜平整度好，能够显著增强OLED的光取出效应。
本实施方式还提供一种增强OLED光取出的散射膜，这种散射膜采用上述工艺制备，具有很好的平整度和均匀性，散射效果极佳，能够有效减少从侧面射出的光损失，增强OLED的光取出效应，使用这种散射膜可将光学器件的OLED出光效率提高50％以上。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供一种增强OLED光取出的散射膜，其制备方法包括：
a.配制制膜溶液：TiO2纳米颗粒13g、紫外固化胶10g、聚维酮0.1g、乙二醇丁醚2g和磷酸三丁酯0.8g。
b.制膜过程：将配置好的制膜溶液进行超声分散30min，随后将制膜溶液喷涂于基底的出光面，在紫外线下固化35min，即得散射膜。
实施例2
本实施例提供一种增强OLED光取出的散射膜，其制备方法包括：
a.配制制膜溶液：聚苯乙烯小球10g、紫外固化胶5g、聚乙二醇2000 0.05g、羧甲基纤维素0.1g和聚二甲基硅氧烷0.5g。
b.制膜过程：将配置好的制膜溶液进行超声分散15min，随后将制膜溶液喷涂于基底的出光面，在紫外线下固化60min，即得散射膜。
实施例3
本实施例提供一种增强OLED光取出的散射膜，其制备方法包括：
a.配制制膜溶液：ZrO2纳米颗粒15g、紫外固化胶20g、硬脂酸镁1g、聚丙烯酸5g和乳化硅油1g。
b.制膜过程：将配置好的制膜溶液进行超声分散60min，随后将制膜溶液旋涂于基底的出光面，在紫外线下固化10min，即得散射膜。
实施例4
本实施例提供一种增强OLED光取出的散射膜，其制备方法包括：
a.配制制膜溶液：SiO2纳米颗粒13g、紫外固化胶10g、聚维酮0.1g、乙二醇丁醚2g和磷酸三丁酯0.8g。
b.制膜过程：将配置好的制膜溶液进行超声分散25min，随后将制膜溶液喷涂于基底的出光面，在紫外线下固化50min，即得散射膜。
实施例5
本实施例提供一种增强OLED光取出的散射膜，其制备方法包括：
a.配制制膜溶液：TiO2纳米颗粒13g、热固化胶10g、聚维酮0.1g、乙二醇丁醚2g和磷酸三丁酯0.8g。
b.制膜过程：将配置好的制膜溶液进行超声分散15min,超声频率为40KHz，随后将制膜溶液喷涂于基底的出光面，在80℃下加热固化，即得散射膜。
实施例6
本实施例提供一种增强OLED光取出的散射膜，其制备方法包括：
a.配制制膜溶液：TiO2纳米颗粒13g、热固化胶10g、聚维酮0.1g、乙二醇丁醚2g和磷酸三丁酯0.8g。
b.制膜过程：将配置好的制膜溶液进行超声分散40min，随后将制膜溶液旋涂于基底的出光面，涂覆的厚度为10nm，在60℃下加热固化，即得散射膜。
实施例7
本实施例提供一种增强OLED光取出的散射膜，其制备方法包括：
a.配制制膜溶液：TiO2纳米颗粒13g、热固化胶10g、聚维酮0.1g、乙二醇丁醚2g、磷酸三丁酯0.8g、二甲酸二丁醚为0.1g、乙基纤维素0.2。
b.制膜过程：将配置好的制膜溶液进行超声分散35min，随后将制膜溶液喷涂于基底的出光面，涂覆的厚度为1nm，在70℃下加热固化，即得散射膜。
实施例8
本实施例提供一种增强OLED光取出的散射膜，其制备方法包括：
a.配制制膜溶液：TiO2纳米颗粒13g、紫外固化胶10g、聚维酮0.1g、乙二醇丁醚2g、磷酸三丁酯0.8g、聚酰胺蜡5g、羟丙基甲基纤维素4g。
b.制膜过程：将配置好的制膜溶液进行超声分散35min，随后将制膜溶液喷涂于基底的出光面，涂覆的厚度为5nm，在紫外线下固化30min，即得散射膜。
实验例
验证散射膜的光取出效率实验：
一、实验过程：
1.用光学测试仪测试OLED的基底的出光效率；
2.采用实施例1提供的制备方法，在步骤1的基底上涂覆制膜溶液，制备散射膜；随后用同一台光学测试仪测试增加散射膜后的OLED的基底的出光效率。
二、实验结果：
在相同亮度下，比较OLED的基底在施加散射膜前后的出光效率，结果如表1所示：
表1.增设散射膜前后基底的出光效率
由表1可知，在增设散射膜前，基底在600～800cd/m2的亮度下，出光效率为2.95～3.66；而增设散射膜后，基底在600～800cd/m2的亮度下，出光效率为4.55～5.59。相比于增设散射膜前，在相同亮度下，增设散射膜后的出光效率显著提高。
通过下式计算散射膜的效率增幅：
效率增幅＝(η-ηo)/ηo×100％
其中，ηo为增设散射膜前的出光效率；η为增设散射膜后的出光效率。
通过计算可得出，基底在相同亮度下出光效率的增幅为51.09％～54.24％，说明在该散射膜的作用下，基底的出光效率得到显著增强。
另外，将其它实施例提供的制备该散射膜的方法用于进行上述实验，实验结果与实施例1类似，在此不一一赘述了。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，其包括：
将制膜溶液分散后涂覆于基底的出光面并进行固化；
其中，所述制膜溶液按重量份数计包括：
高折射率散射纳米颗粒10～15份、固化胶5～20份、分散剂0.05～1份、流平剂0.1～5份和消泡剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，所述制膜溶液还包括0.1～5重量份的触变剂。
3.根据权利要求1所述的增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，所述触变剂选自气相二氧化硅、聚酰胺蜡、邻苯二甲酸二丁醚或氢化蓖麻油。
4.根据权利要求1所述的增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，所述固化胶选自紫外固化胶或热固化胶。
5.根据权利要求1所述的增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，所述高折射率散射纳米颗粒选自聚苯乙烯小球、TiO2、ZrO2和SiO2中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，所述高折射率散射纳米颗粒的粒径为1.5～6μm。
7.根据权利要求1所述的增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，采用喷涂或旋涂的方式将所述制膜溶液涂覆于所述出光面。
8.根据权利要求1所述的增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，所述固化胶为紫外固化胶，在所述出光面上涂覆所述制膜溶液后，在紫外线下固化10～60min。
9.根据权利要求1所述的增强OLED光取出的散射膜的制备方法，其特征在于，所述制膜溶液在所述出光面上涂覆的厚度为1～10μm。
10.一种由权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的增强OLED光取出的散射膜。
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