超疏水透明薄膜及制備方法、柔性有機電致發(fā)光顯示基板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超疏水透明薄膜及制備方法、柔性有機電致發(fā)光顯示基板，屬于疏水材料技術領域，其可解決現(xiàn)有技術中無法在溫和條件下制備低成本的透明疏水薄膜的問題。本發(fā)明的超疏水透明薄膜先在透明薄膜層上形成具有粗糙表面的膠黏劑，然后將納米柱粘至膠黏劑粗糙表面的凸起部上，得到疏水性能良好的超疏水透明薄膜。該方法制備的超疏水透明薄膜接觸角>170°，滾動角<4°，具有自清潔功能；其光透過率高，可以達到85?93％；本發(fā)明的制備方法簡單，成本低。本發(fā)明的超疏水透明薄膜適用于各種領域，尤其適用于柔性顯示裝置。
【專利說明】
超疏水透明薄膜及制備方法、柔性有機電致發(fā)光顯示基板
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于疏水材料的制備和應用的技術領域，具體涉及一種超疏水透明薄膜及制備方法、柔性有機電致發(fā)光顯示基板。
【背景技術】
[0002]以玻璃為基材的各種設備與人們的生活密不可分，例如顯示屏、汽車擋風玻璃等。然而以玻璃為基材的設備表面易粘附灰塵顆粒，不僅影響外觀，也影響使用。為此在可玻璃基材表面貼覆以防止這些問題出現(xiàn)的保護膜應運而生。
[0003]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在如下問題:超疏水材料因具有自清潔，防水，防霧等優(yōu)異性能，其應用領域廣泛，可用于保護膜，但同時具有優(yōu)異疏水性能與光學透明性能的柔性疏水材料薄膜卻少有報道?，F(xiàn)有技術中無法在溫和條件下制備低成本的透明疏水薄膜。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中無法在溫和條件下制備低成本的透明疏水薄膜的問題，提供一種超疏水透明薄膜及制備方法、柔性有機電致發(fā)光顯示基板。
[0005 ]解決本發(fā)明技術問題所采用的技術方案是:
[0006]—種超疏水透明薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0007]在透明薄膜層上形成膠黏劑，所述膠黏劑表面具有多個間隔設置的凸起部；
[0008]提供表面形成有納米柱的基板；
[0009]將所述基板表面的部分納米柱與所述膠黏劑的凸起部粘附；
[0010]除去所述基板；
[0011]除去未與所述凸起部粘附的納米柱，以使與凸起部粘附的納米柱形成納米束。
[0012]優(yōu)選的是，所述在透明薄膜層上形成膠黏劑為通過模板法在透明薄膜層上形成膠黏劑。
[0013]優(yōu)選的是，所述通過模板法在透明薄膜層上形成膠黏劑包括以下步驟:
[0014]在表面具有多個間隔設置的凸起部的第一模板上涂覆可固化的膠黏劑；
[0015]將上述第一模板的涂覆有可固化膠黏劑的面與透明薄膜層粘附；
[0016]將所述膠黏劑固化后脫除第一模板，透明薄膜層上形成具有多個間隔設置的凸起部的膠黏劑。
[0017]優(yōu)選的是，所述第一模板由聚二甲基硅氧烷構成。
[0018]優(yōu)選的是，所述第一模板包括多個陣列排布凸起部，在行方向和列方向上所述凸起部的尺寸為40-160um，且相鄰的凸起部的間距與凸起部的尺寸比值為0.25。
[0019]優(yōu)選的是，所述第一模板通過以下方法制備:
[0020]在第二模板表面上形成具有多個間隔設置的凸起部的光刻膠；
[0021]在所述光刻膠具有多個間隔設置的凸起部的表面上涂覆可聚合單體，并使可聚合單體聚合后從光刻膠剝離，得到第一模板。
[0022]優(yōu)選的是，所述第二模板由硬質材料構成。
[0023]優(yōu)選的是，所述在第二模板表面上形成具有多個間隔設置的凸起部的光刻膠通過光刻工藝形成。
[0024]優(yōu)選的是，所述在基板表面形成的納米柱陣列排布在所述基板表面。
[0025]優(yōu)選的是，所述在金屬層表面形成的納米柱通過電化學氧化法形成。
[0026]優(yōu)選的是，在行方向和列方向上所述納米柱的尺寸為0.05-0.2um，所述納米柱的高度為0.1-0.25um，相鄰的納米柱間距為0.05-0.2um。
[0027]優(yōu)選的是，所述除去基板是采用第一刻蝕液將基板除去。
[0028]優(yōu)選的是，所述除去未與凸起部粘附的納米柱包括:噴淋第二刻蝕液后清洗，以使未與膠黏劑粘附的納米柱除去。
[0029]優(yōu)選的是，所述基板由鋁構成，所述納米柱為氧化鋁納米柱，所述第一刻蝕液為氯化銅與氯化氫的混合溶液，所述第二刻蝕液為磷酸溶液。
[0030]本發(fā)明還提供一種超疏水透明薄膜，其包括透明薄膜層，所述透明薄膜層上設有膠黏劑，所述膠黏劑表面具有多個間隔設置的凸起部，所述凸起部遠離薄膜的一側設有由多個納米柱形成的納米束。
[0031 ]優(yōu)選的是，所述透明薄膜層的厚度為10nm-500nm。
[0032]優(yōu)選的是，所述透明薄膜層由聚碳酸酯(PC)，聚乙烯(PE)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)中的任意一種構成。
[0033]本發(fā)明還提供一種柔性有機電致發(fā)光顯示基板，包括上述的超疏水透明薄膜。
[0034]本發(fā)明的超疏水透明薄膜先在透明薄膜層上形成具有粗糙表面的膠黏劑，然后將納米柱粘至膠黏劑粗糙表面的凸起部上，得到疏水性能良好的超疏水透明薄膜。該方法制備的超疏水透明薄膜接觸角>170°，滾動角〈4°，具有自清潔功能;其光透過率高，可以達到85-93%;本發(fā)明的制備方法簡單，成本低。本發(fā)明的超疏水透明薄膜適用于各種領域，尤其適用于柔性顯示裝置。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的實施例1的超疏水透明薄膜的制備示意圖；
[0036]圖2-8為本發(fā)明的實施例2的超疏水透明薄膜的制備示意圖；
[0037]圖9為本發(fā)明的實施例3的超疏水透明薄膜的結構示意圖；
[0038]其中，附圖標記為:1、透明薄膜層;2、膠黏劑;3、基板;4、納米柱;5、納米束;6、第一模板;70、第二模板;71、光刻膠;81、第一刻蝕液;82、第二刻蝕液。
【具體實施方式】
[0039]為使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0040]實施例1:
[0041]本實施例提供一種超疏水透明薄膜的制備方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0042]在透明薄膜層I上形成膠黏劑2，所述膠黏劑2表面具有多個間隔設置的凸起部；
[0043]提供表面形成有納米柱4的基板3;
[0044]將所述基板3表面的部分納米柱4與所述膠黏劑2的凸起部粘附；
[0045]除去所述基板3;
[0046]除去未與所述凸起部粘附的納米柱4，以使與凸起部粘附的納米柱4形成納米束5。
[0047]本實施例的超疏水透明薄膜先在透明薄膜層I上形成具有粗糙表面的膠黏劑2，然后將納米柱4粘至膠黏劑2粗糙表面的凸起部上，得到疏水性能良好的超疏水透明薄膜。該方法制備的超疏水透明薄膜接觸角> 170°，滾動角〈4°，具有自清潔功能；其光透過率高，可以達到85-93%;本發(fā)明的制備方法簡單，成本低。本發(fā)明的超疏水透明薄膜適用于各種領域，當透明薄膜層I采用柔性透明材料時，所制備的超疏水透明薄膜適用于柔性顯示裝置。
[0048]實施例2:
[0049]本實施例提供一種超疏水透明薄膜的制備方法，如圖2-8所示，包括以下步驟:
[0050]SOl、制備第一模板6，其中所述第一模板6包括多個陣列排布凸起部，在行方向和列方向上所述凸起部的尺寸為40-160um，且相鄰的凸起部的間距與凸起部的尺寸比值為
0.25ο
[0051]具體的，如圖2所示，通過光刻工藝在第二模板70表面上形成具有多個間隔設置的凸起部的光刻膠71;在所述光刻膠71具有多個間隔設置的凸起部的表面上涂覆可聚合單體，可聚合單體聚合后從光刻膠71剝離，得到第一模板6。
[0052 ]優(yōu)選的是，所述第二模板70由硬質材料構成。
[0053]也就是說，第二模板70采用硬質材料，例如，第二模板70可以采用硅模板，這樣可以使得聚合得到第一模板6后，易于與兩個模板相分離，不粘連。
[0054]優(yōu)選的是，所述第一模板6由聚二甲基硅氧烷(PDMS)構成。
[0055]其中，可聚合單體在固化過程中，邊角處的PDMS膜已經(jīng)掀起，這樣固化后就容易掀起PDMS模板。可以理解的是，在所述光刻膠71表面上涂覆可聚合單體，具體的可以是涂覆聚二甲基硅氧烷的預聚物，也可以是聚二甲基硅氧烷的可聚合單體，例如二氯二甲基硅烷。
[0050]在此本實施例提供了一種第一模板6的制備方法，可以理解的是，米用其他方法制備第一模板6也可是可行的。
[0057]S02、如圖3所示，在表面具有多個間隔設置的凸起部的第一模板6上涂覆可固化的膠黏劑2;這樣膠黏劑2與第一模板6相接觸的面就形成了粗糙表面。其中，膠黏劑2可選用紫外(UV)固化的高分子膠黏劑，即通過UV引發(fā)，高分子單體發(fā)生聚合得到具有膠黏性質的膠黏劑，此種膠黏劑不僅對透明薄膜層有粘結力，對無機及金屬材料都有很強的粘附力。
[0058]S03、如圖4所示，將上述第一模板6的涂覆有可固化膠黏劑2的面與透明薄膜層I擠壓以使二者粘接;其中，透明薄膜層I可以是聚碳酸酯(PC)，聚乙烯(PE)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)中的任意一種，當透明薄膜層I采用柔性透明材料時，所制備的超疏水透明薄膜適用于柔性顯示裝置?？梢岳斫獾氖牵该鞅∧覫的凸起部與第二模板70的凸起部相同，二者的凸部均與第一模板6的凹部相對;實際生產(chǎn)中若想調整透明薄膜層I上的膠黏劑2的粗糙程度，即表面的凸起部凸起的高度或排布密度，只需改變第二模板70的粗糙程度即可。
[0059]S04、將所述膠黏劑2固化后脫除第一模板6，透明薄膜層I上形成具有多個間隔設置的凸起部的膠黏劑2?？梢岳斫獾氖牵摮牡谝荒０?是可以循環(huán)使用的，在第一次得到第一模板6后，無需每次制備超疏水透明薄膜前均做這一步驟。
[0060]S05、在基板3表面形成陣列排布的納米柱4;其中，在行方向和列方向上所述納米柱4的尺寸為0.05-0.2um，所述納米柱4的高度為0.1_0.25um，相鄰的納米柱4間距為0.05-
0.2um。
[0061]優(yōu)選的是，所述在基板3表面形成陣列排布的納米柱4為通過電化學氧化法形成納米柱4。以鋁片作為基板3，具體制備步驟如下:將鋁片放在電解池中作為陽極，另一金屬作為陰極，以草酸為電解液，接通恒壓電壓45V電源。陽極氧化初期，鋁表面生成一層致密的具有較高電阻的氧化鋁膜。阻礙了電流通過及氧化反應的繼續(xù)進行，電流急劇下降。氧化約5s后，電流不再減小，開始緩慢上升，這是由于氧化鋁膜被電解液溶解而變薄，電阻減小，電流上升。由于氧化膜的厚度并不絕對均勻，溶液便使氧化膜最薄的地方形成凹坑，凹坑產(chǎn)生后，電解液得以與新的鋁表現(xiàn)接觸，電化學反應繼續(xù)進行，導致氧化鋁膜表面形成更多的凹坑。鋁片表面凹坑處電勢高，電流密度較大，電化學反應速率遠遠高于電解液化學腐蝕速率，使最開始產(chǎn)生凹坑的地方反應速率進一步加快，從而形成孔洞。當陽極氧化進行十幾秒后，電流上升至一定數(shù)值后趨于平穩(wěn)，此時氧化鋁膜的生成速度與溶解速度基本達到平衡，電流保持平穩(wěn)。但在每個孔洞底部氧化膜的生成與溶解仍在進行，使孔洞逐漸向鋁片內部生長，隨著氧化時間的延長，孔洞加深形成孔隙和孔壁，多孔層逐漸加厚，陽極氧化20min后，如圖5所示，鋁片上得到成完美的陣列排布的納米柱4。
[0062]S06、將基板3形成有納米柱4的表面粘附至所述膠黏劑2上，使部分納米柱4與所述膠黏劑2上的凸起部粘結；
[0063]也就是說，如圖6所示，將圖5的納米柱4與圖4的膠黏劑粘接，相當于膠黏劑的一面粘接透明薄膜層I，膠黏劑的另一面粘接納米柱4。
[0064]S07、除去基板3;
[0065]優(yōu)選的是，所述除去基板3是采用第一刻蝕液81將基板3除去。其中，本實施例的基板3由鋁構成，在此，第一刻蝕液81采用氯化銅與鹽酸的混合液。其中，如圖7所示，第一刻蝕液81采用噴淋的方式將基板3除去。
[0066]S08、除去未與所述凸起部粘附的納米柱4，以使與凸起部粘附的納米柱4形成納米束5。
[0067]其中，本實施例形成的納米柱4由氧化鋁構成，在此，第二刻蝕液82為磷酸溶液。優(yōu)選的是，所述除去未與凸起部粘附的納米柱4包括噴淋第二刻蝕液82后清洗，以將未與膠黏劑2粘附的納米柱4除去。具體的，當刻蝕液將粘接鋁層刻蝕掉后，噴淋第二刻蝕液82時，如圖8所示，由于膠黏劑的存在，與膠黏劑粘附的納米柱4反應面積較小(只有三面可與第二刻蝕液82接觸)，未與膠黏劑粘附的納米柱4直接沖到在第二刻蝕液82中，然后再進行清洗。因此，膠黏劑上納米柱4結構依然存在，但由于納米柱4周邊被刻蝕，相當于其孔壁變薄，納米柱4會團聚成為納米束5，得到具有超疏水功能的透明薄膜。
[0068]實施例3:
[0069]本實施例提供一種超疏水透明薄膜，其采用上述實施例的方法制備，如圖9所示，該超疏水透明薄膜包括透明薄膜層I，所述透明薄膜層I上設有膠黏劑2，所述膠黏劑2表面具有多個間隔設置的凸起部，所述凸起部遠離薄膜的一側設有納米束5，所述納米束由多個納米柱的一端聚集形成。
[0070]優(yōu)選的是，所述透明薄膜層I的厚度為10nm-500nmo
[0071]優(yōu)選的是，所述透明薄膜層I由聚碳酸酯(PC)，聚乙烯(PE)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)中的任意一種構成。
[0072]在此，本實施例給出一個具體的實例:透明薄膜層I由PET構成，其厚度為0.1mm;第一模板6由PDMS構成，其包括多個陣列排布凸起部，在行方向和列方向上所述凸起部的尺寸為120um，且相鄰的凸起部間距30um。
[0073]以鋁片作為基板3，在行方向和列方向上所述納米柱4的尺寸為lOOnm，相鄰的納米柱4間距為100]1111，納米柱4高度20011111。
[0074]經(jīng)測試，該超疏水透明薄膜的光透過率為86%，接觸角為172°，滾動角為3.5°。其中，其余條件不變，當薄膜層的厚度為1nm時，制備的超疏水透明薄膜的光透過率為93%。
[0075]顯然，上述各實施例的【具體實施方式】還可進行許多變化;例如:可以根據(jù)要求改變透明薄膜層的材料或厚度，或者膠黏劑的粗糙程度、納米束的密度等以獲得不同光透過率的疏水透明薄膜。
[0076]實施例4:
[0077]本實施例提供了一種柔性有機電致發(fā)光顯示基板，包括上述實施例的超疏水透明薄膜，其中，超疏水透明薄膜設于柔性有機電致發(fā)光顯示基板的外表面，該柔性有機電致發(fā)光顯不基板具有自清潔功能。
[0078]實施例5:
[0079]本實施例提供了一種顯示裝置，其外表面包括上述任意一種包括上述的超疏水透明薄膜。所述顯示裝置可以為:液晶顯示面板、電子紙、OLED面板、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。
[0080]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 在透明薄膜層上形成膠黏劑，所述膠黏劑表面具有多個間隔設置的凸起部； 提供表面形成有納米柱的基板； 將所述基板表面的部分納米柱與所述膠黏劑的凸起部粘附； 除去所述基板； 除去未與所述凸起部粘附的納米柱，以使與凸起部粘附的納米柱形成納米束。2.根據(jù)權利要求1所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述在透明薄膜層上形成膠黏劑為通過模板法在透明薄膜層上形成膠黏劑。3.根據(jù)權利要求2所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述通過模板法在透明薄膜層上形成膠黏劑包括以下步驟: 在表面具有多個間隔設置的凸起部的第一模板上涂覆可固化的膠黏劑； 將上述第一模板的涂覆有可固化膠黏劑的面與透明薄膜層粘附； 將所述膠黏劑固化后與第一模板脫除，透明薄膜層上形成具有多個間隔設置的凸起部的膠黏劑。4.根據(jù)權利要求3所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述第一模板由聚一■甲基娃氧燒構成。5.根據(jù)權利要求3所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述第一模板包括多個陣列排布凸起部，在行方向和列方向上所述凸起部的尺寸為40-160um，且相鄰的凸起部的間距與凸起部的尺寸比值為0.25。6.根據(jù)權利要求3所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述第一模板通過以下方法制備: 在第二模板表面上形成具有多個間隔設置的凸起部的光刻膠； 在所述光刻膠具有多個間隔設置的凸起部的表面上涂覆可聚合單體，并使可聚合單體聚合后從光刻膠剝離，得到第一模板。7.根據(jù)權利要求6所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述第二模板由硬質材料構成。8.根據(jù)權利要求6所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述在第二模板表面上形成具有多個間隔設置的凸起部的光刻膠通過光刻工藝形成。9.根據(jù)權利要求1所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述基板表面形成的納米柱陣列排布在所述基板表面。10.根據(jù)權利要求1所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述基板表面形成的納米柱通過電化學氧化法形成。11.根據(jù)權利要求9所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，在行方向和列方向上所述納米柱的尺寸為0.05-0.2um，所述納米柱的高度為0.1-0.25um，相鄰的納米柱間距為 0.05-0.2umo12.根據(jù)權利要求1所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，除去所述基板是采用第一刻蝕液將基板除去。13.根據(jù)權利要求12所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述除去未與凸起部粘附的納米柱包括:噴淋第二刻蝕液后清洗，以使未與膠黏劑粘附的納米柱除去。14.根據(jù)權利要求13所述的超疏水透明薄膜的制備方法，其特征在于，所述基板由鋁構成，所述納米柱為氧化鋁納米柱，所述第一刻蝕液為氯化銅與氯化氫的混合溶液，所述第二刻蝕液為磷酸溶液。15.—種超疏水透明薄膜，其特征在于，包括透明薄膜層，所述透明薄膜層上設有膠黏劑，所述膠黏劑表面具有多個間隔設置的凸起部，所述凸起部遠離薄膜的一側設有由多個納米柱形成的納米束。16.根據(jù)權利要求15所述的超疏水透明薄膜，其特征在于，所述透明薄膜層的厚度為10nm_500nmo17.根據(jù)權利要求15所述的超疏水透明薄膜，其特征在于，所述透明薄膜層由聚碳酸酯，聚乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚對苯二甲酸乙二酯中的任意一種構成。18.—種柔性有機電致發(fā)光顯示基板，其特征在于，包括權利要求15-17任一項所述的超疏水透明薄膜。
【文檔編號】H01L51/52GK105860870SQ201610417081
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】胡海峰, 謝濤峰, 曾亭, 張由婷, 馬偉杰, 殷劉岳
【申請人】京東方科技集團股份有限公司, 合肥鑫晟光電科技有限公司