本發(fā)明屬于OLED領域，特別涉及一種用于柔性OLED底發(fā)射的納米纖維基板材料及其制備方法。

背景技術：
在顯示器領域，可彎曲的柔性OLED是將來最有前途的產(chǎn)品，其中底發(fā)射形式較頂發(fā)射形式出光效率高，底發(fā)射最有優(yōu)勢。同時要使顯示具有柔性，基板材料是關鍵。目前在柔性OLED基板材料中，金屬薄片(Foils)和塑料(Plastic)是主要基板材料。金屬薄片因為不具有良好透光性，其作為基板材料的OLED器件只能作為頂發(fā)射形式，從而導致出光率低。塑料如PEN，PI，PET等因具有良好的柔韌性和光學性能而被選為柔性OLED的基板材料。PI具有良好的耐高溫，但是因為顏色為棕色，也只能作為頂發(fā)射形式；PEN和PET等具有良好的透光性，可以作為底發(fā)射形式，但是操作溫度低，同時PEN，PI，PET等不能降解，不可回收。另外有些研究人員用納米纖維作為基板材料，因為納米纖維形態(tài)控制不好，而導致透光性差，霧度不好。

技術實現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種用于柔性OLED底發(fā)射的納米纖維基板材料的制備方法。本發(fā)明另一目的在于提供一種由上述方法制備得到的用于柔性OLED底發(fā)射的納米纖維基板材料。本發(fā)明再一目的在于提供上述用于柔性OLED底發(fā)射的納米纖維基板材料在制備柔性OLED基板材料中的應用。本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn)：一種用于柔性OLED底發(fā)射的納米纖維基板材料的制備方法，具體包括以下步驟：將纖維原料粉粹成渣纖維，然后加入到堿性溶液中恒溫攪拌，過濾得脫除木素的纖維，將所得脫除木素的纖維加入到氧化降解液中進行氧化降解，待氧化降解液的pH值不再變化時，得納米纖維懸浮液NFC，抽濾，將所得濾餅固定，干燥，即得納米纖維基板材料。所述的纖維原料為木材、甘蔗、麻類纖維和草類纖維中的至少一種。優(yōu)選的，所述的纖維原料為甘蔗或麻類纖維。所述的堿性溶液由水、氫氧化鈉、亞硫酸鈉和碳酸鈉組成，其中水、氫氧化鈉、亞硫酸鈉和碳酸鈉的質(zhì)量比為20:0.2:0.36:0.06。所用的堿性溶液的用量為每1g的渣纖維使用20mL的堿性溶液。所述的恒溫攪拌是指在100℃恒溫攪拌6h。所述的氧化降解液由以下方法制備得到：向水中加入4-乙?；?2,2,6,6-四甲基哌啶酮-1-氧化自由基(TEMPO)、NaBr，然后加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH＝10.5，再加入次氯酸鈉即得所需降解液；其中所用的水、TEMPO、NaBr和次氯酸鈉的質(zhì)量比為200:0.03:2:0.17。優(yōu)選的，所述的加入的次氯酸鈉為1.216mol/L的次氯酸鈉溶液。優(yōu)選的，所述的氫氧化鈉溶液的濃度為0.5mol/L。所述的降解液的用量為每含1g絕干纖維量的脫除木素的纖維對應使用107～115mL的降解液，其中絕干纖維為完全脫水的脫除木素的纖維。所述的抽濾是指用0.65微米的濾紙真空抽濾。所述的干燥是指在93℃，0.7MPa壓力下干燥。一種由上述方法制備得到的用于柔性OLED底發(fā)射的納米纖維基板材料，其具有的良好的光透射值和霧度值，是柔性OLED的理想基板。上述的用于柔性OLED底發(fā)射的納米纖維基板材料在制備柔性OLED基板材料中的應用。本發(fā)明的機理為：當用纖維材料組成的網(wǎng)絡結構作為OLED基板材料時，如果把纖維的尺寸(直徑)降低到可見光光波波長400～760nm的1/10時，可見光就不會發(fā)生散射，而直接通過。本發(fā)明通過對纖維的氧化降解，使纖維的尺寸達到了小于光波波長1/10尺寸大小，從而具有良好的透明度和清晰度。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及有益效果：(1)本發(fā)明地球上原料充足，可降解；(2)本發(fā)明具有良好的表面平整性，可彎曲；(3)本發(fā)明具有良好的光學性能，尤其有較低的霧度值，超清晰；(4)本發(fā)明具有良好的機械性能；(5)本發(fā)明上制成的OLED器件具有良好的功能。附圖說明圖1為實施例1中的甘蔗原料的SEM圖。圖2為實施例1中的渣纖維的SEM圖。圖3為實施例1中制備得到的納米纖維基板材料的表面SEM圖。圖4為PET塑料膜和實施例1中制備的納米纖維基板材料的氧氣透過性能對比圖。圖5為PET塑料膜和實施例1中制備的納米纖維基板材料在不同波長下的透光率曲線圖。圖6為PET塑料膜和實施例1中納米纖維基板材料的霧化性能圖。圖7為實施例1中制備得到的納米纖維基板材料的力學性能圖。圖8為實施例1中制備得到的納米纖維基板材料的XRD圖。圖9為實施例1中制備得到的納米纖維基板材料的AFM圖。圖10為實施例1中制備得到的納米纖維基板材料的表面形貌圖。圖11為以實施例1中的納米纖維基板材料作為基板制備的OLED場發(fā)射場效應晶體管器件構造圖。圖12為以實施例1中的納米纖維基板材料作為基板制備的OLED場發(fā)射場效應晶體管的開關電流比性能曲線。圖13為實施例2中脫除木素后的麻纖維的顯微鏡圖。圖14為實施例2中脫除木素后的麻纖維SEM圖；圖15為實施例2中脫除木素后的麻纖維長度分布圖；圖16為實施例2中脫除木素后的麻纖維寬度分布圖；圖17為實施例2中制備得到的納米纖維基板材料的表面SEM圖；圖18為實施例2中制備得到的納米纖維基板材料的截面SEM圖；圖19為PET塑料膜和實施例2中制備的納米纖維基板材料的氧氣透過性能對比圖；圖20為PET塑料膜和實施例2中制備的納米纖維基板材料在不同波長下的透光率曲線圖；圖21為PET塑料膜和實施例2中納米纖維基板材料的霧化性能圖；圖22為實施例2中制備得到的納米纖維基板材料的力學性能圖；圖23為實施例2中制備得到的納米纖維基板材料的AFM圖；圖24為以實施例2中的納米纖維基板材料作為基板制備的OLED場發(fā)射場效應晶體管器件構造圖。圖25為以實施例2中的納米纖維基板材料作為基板制備的OLED場發(fā)射場效應晶體管的開關電流比性能曲線。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例中所用原料均可從市場購得。實施例1堿性溶液的配制：向600mL水中加入6g的氫氧化鈉、10.8g的亞硫酸鈉、1.8g的碳酸鈉，即得堿性溶液。降解液的制備：向200mL水中加入0.03gTEMPO、2gNaBr，然后用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH＝10.5，再加入14mL，1.216mol/L的次氯酸鈉溶液即得所需的降解液。選用甘蔗為原料，將甘蔗壓榨成甘蔗渣，再把30g的甘蔗渣加入到600mL的堿性溶液中100℃恒溫攪拌6h，過濾得脫除木素的纖維，取部分脫除木素后的纖維，完全脫水，測定含2g絕干纖維量的脫除木素后的纖維的質(zhì)量。然后再取含2g絕干纖維量的脫除木素的纖維加入到214mL的氧化降解液中氧化降解，待氧化降解液的pH值不再變化時，得納米纖維懸浮液NFC；將所得納米纖維懸浮液NFC用0.65微米的濾紙真空抽濾，濾餅用兩個金屬板夾在中間，同時中間用硅板襯托，93℃，0.7MPa壓力下干燥，揭下來即得超清納米纖維基板材料。圖1為甘蔗原料的SEM圖。其中(a)和(b)為甘蔗原料橫截面的SEM圖；(c)和(d)為甘蔗原料縱截面的SEM圖。從圖1中可以看出，甘蔗胞腔很大，細胞壁很薄。這些薄壁會在制漿過程中成為碎片，從而進一步降解為纖維。圖2為渣纖維的SEM圖，從圖中可以看出，該甘蔗纖維的直徑在100μm左右。圖3為實施例1中制備得到的納米纖維基板材料的表面SEM圖，從圖中可以看出，該納米纖維基板材料具有良好的表面平整性，同時基板內(nèi)部致密，無孔隙。說明超清納米纖維基板材料具有良好的光學性能。圖4為PET塑料膜和實施例1中制備的納米纖維基板材料的氧氣透過性能對比圖。從圖中可以看出，納米纖維基板材料的氧氣阻隔性能為1.2cm3·μm/m2·day·kPa@50％RH；同時PET膜的為2.08cm3·μm/m2·day·kPa@50％RH，說明本發(fā)明制備得到的超清納米纖維基板材料的氧氣阻隔性能比PET塑料膜的要好。圖5為PET塑料膜和實施例1中制備的納米纖維基板材料在不同波長下的透光率曲線，從圖中可以看出，在可見光范圍內(nèi)，納米纖維基板材料的透光性優(yōu)于PET膜，超過90％；在600nm波長為91.34％。圖6為PET塑料膜和實施例1中納米纖維基板材料的霧化性能圖，從圖中可以看出，本發(fā)明制備的納米纖維基板材料的霧度為2.25％～1.15％,PET塑料膜為1.32％～1.05％，在600nm波長處，本發(fā)明制備的納米纖維基板材料為1.36％，PET膜為1.07％，霧度值與PET膜很接近，說明本發(fā)明的制備的納米纖維基板材料基本達到了PET膜的清晰度，這是制備OLED底發(fā)射的關鍵，說明本發(fā)明具備做OLED底發(fā)射的條件。圖7為實施例1中納米纖維基板材料的力學性能圖，從圖7中可知基板的拉伸強度可達63.49MPa，表明本發(fā)明的納米纖維基板材料的力學性能較佳。圖8為實施例1中納米纖維基板材料的XRD圖，從圖中可以看出，峰出現(xiàn)在2θ＝16.5和22.5，說明納米纖維基板材料的組成主要是纖維素I，實施例1制備得到的納米纖維基板材料具有較好的拉伸強度。圖9為實施例1中納米纖維基板材料的AFM圖，從圖中可以看出，超清納米纖維基板材料的組成主要為納米結晶纖維素，長約200nm左右，直徑為10nm，小于70nm，即小于光波波長的1/10，所以具有良好的透光性。圖10為實施例1中納米纖維基板材料的表面形貌圖，從圖中可看出超清納米纖維基板材料具有良好的平整度，AFM高度值為～5nm。將實施例1中制備得到的納米纖維基板材料做成基板，然后在其上制作電極，50nm厚的金電極為源極和漏極，在兩級間覆蓋MoS2為柵極，即得OLED場發(fā)射場效應晶體管，該OLED場發(fā)射場效應晶體管器件構造圖如圖11所示。偏電壓設置為0.1伏，進行測試，晶體管開關電流比性能曲線圖如圖12所示，從圖12中可以看出，場效應管的開關電流比為>104，效果與SiO2/Si基板的相當。結果表明納米纖維基板是良好的基板材料。實施例2堿性溶液的配制：向600mL水中加入6g的氫氧化鈉、10.8g的亞硫酸鈉、1.8g的碳酸鈉，即得堿性溶液。降解液的制備：向200mL水中加入0.03gTEMPO、2gNaBr，然后用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH＝10.5，再加入14mL，1.216mol/L的次氯酸鈉溶液即得所需的降解液。選用麻類纖維馬尼拉麻為原料，將麻桿壓榨成渣，再把30g的渣纖維加入到600mL堿性溶液中100℃恒溫攪拌6h，過濾得脫除木素后的麻纖維，取部分脫除木素后的麻纖維，完全脫水后，測定含2g絕干纖維量的脫除木素后的纖維的質(zhì)量。然后再取含2g絕干纖維量的脫除木素后的麻纖維加入到230mL的氧化降解液中氧化降解，待氧化降解液的pH值不再變化時，得納米纖維懸浮液NFC；將所得納米纖維懸浮液NFC用0.65微米的濾紙真空抽濾，濾餅用兩個金屬板夾在中間，同時中間用硅板襯托，93℃，0.7MPa壓力下干燥，揭下來即得超清納米纖維基板材料。圖13為脫除木素后的麻纖維的顯微鏡圖；圖14為脫除木素后的麻纖維的SEM圖。從圖13、14中可以看出，麻類纖維較長，呈現(xiàn)纏繞狀。圖15為脫除木素后的麻纖維長度分布圖，從圖15可以看出，麻纖維長度在0～7.6mm間，平均長度為2.38mm；圖16為麻纖維寬度分布圖。從圖16中可以看出，麻纖維寬度在10～30um間，平均寬度為14.77um。圖17為實施例2中制備得到的納米纖維基板材料的表面SEM圖，從圖中可以看出，該納米纖維基板材料表面平整，從圖18所示的實施例2中制備得到的納米纖維基板材料的截面SEM圖可以看出，基板內(nèi)部致密，無孔隙。說明超清納米纖維基板材料具有良好的光學性能。圖19為PET塑料膜和實施例2中制備的納米纖維基板材料的氧氣透過性能對比圖。從圖中可以看出，納米纖維基板材料的氧氣阻隔性能為1.6cm3·μm/m2·day·kPa@50％RH；同時PET膜的為2.08cm3·μm/m2·day·kPa@50％RH，說明本發(fā)明制備得到的超清納米纖維基板材料的氧氣阻隔性能比PET塑料膜的要好。圖20為PET塑料膜和實施例2中制備的納米纖維基板材料在不同波長下的透光率曲線，從圖中可以看出，在可見光范圍內(nèi)，納米纖維基板材料的透光性與PET膜的接近，600nm時候，本基板86.51％；PET膜為89.51％。圖21為PET塑料膜和實施例2中納米纖維基板材料的霧化性能圖，從圖中可以看出，可見光范圍內(nèi)，本發(fā)明制備的納米纖維基板材料的霧度為0.7％～0.4％；600nm時為0.46％,PET塑料膜為1.32％～1.05％，600nm時為1.07％，說明本發(fā)明的制備的納米纖維基板材料比PET膜的清晰度高，這是制備OLED底發(fā)射的關鍵，說明本發(fā)明具備做OLED底發(fā)射的條件。圖22為實施例2中納米纖維基板材料的力學性能圖，從圖22中可知基板的拉伸強度可達68.85MPa，表明本發(fā)明的納米纖維基板材料的力學性能較佳。圖23為實施例2中納米纖維基板材料的AFM圖，從圖中可以看出，超清納米纖維基板材料的組成主要為納米結晶纖維素，長約100nm左右，直徑為20nm，小于70nm，即小于光波波長的1/10，所以具有良好的透光性。將實施例2中制備得到的納米纖維基板材料做成基板，然后在其上制作電極，50nm厚的金電極為源極和漏極，在兩級間覆蓋MoS2為柵極，即得OLED場發(fā)射場效應晶體管，該OLED場發(fā)射場效應晶體管構造圖如圖24所示。偏電壓設置為0.1伏，進行測試，晶體管開關電流比性能曲線圖如圖25所示，從圖25中可以看出，場效應管的開關電流比為>104，效果與SiO2/Si基板的相當。結果表明納米纖維基板是良好的基板材料。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。