像素化发光纤维的制备方法、像素化发光纤维及显示织物
文献发布时间:2023-06-19 18:32:25
技术领域
本发明涉及可穿戴显示技术领域,特别是涉及一种像素化发光纤维的制备方法、像素化发光纤维及显示织物。
背景技术
平板状的柔性显示屏已经大规模应用于智能手机、智能手表等便携式电子设备中。尽管柔性显示屏本身可实现弯折,但仍需形成平面状的柔性显示基板,这使得这种柔性显示屏的形态仍然会受到限制。可穿戴显示设备需要自由形态的柔性显示器件,电子织物具有自由的形态,因而基于电子织物的可穿戴显示设备被认为是极有潜力的柔性显示发展方向之一。
电子织物的核心部件是发光纤维,即在基底纤维上制备发光功能主体,实现单根纤维的自发光。传统技术中在基底纤维上制备发光功能主体的工艺主要有浸涂和蒸镀两种。浸涂可以应用于制备较细的发光纤维,但是浸涂制备得到的是完整的薄膜,并且通过浸涂法难以制备像素化的电极。蒸镀可以与掩膜版相配合以制备像素化的电极,但掩模版应用于曲面上时难以控制遮蔽位置和精度,这限制了基材的具体形状。
发明内容
基于此,有必要提供一种能够拓宽所适用的基底纤维形状范围的像素化发光纤维的制备方法,对应地,提供一种由该像素化发光纤维的制备方法制备得到的像素化发光纤维及显示织物。
根据本发明的一个实施例,一种像素化发光纤维的制备方法,其包括如下步骤:
提供表面具有第一电极的基底纤维;
在所述基底纤维上形成环绕包覆所述基底纤维的发光功能层;
在所述发光功能层上形成多个环绕包覆所述发光功能层的、绝缘的阻隔层,相邻的所述阻隔层之间间隔设置;
形成环绕覆盖所述发光功能层与所述阻隔层的第二电极前体;
在所述第二电极前体上形成多个环绕覆盖所述第二电极前体的第一阻挡层,相邻的所述第一阻挡层之间暴露出位于该相邻的所述第一阻挡层之间的所述阻隔层;
在所述第一阻挡层的阻挡下,去除位于相邻的所述第一阻挡层之间的所述第二电极前体,形成多个相间隔的第二电极。
在其中一个实施例中,采用刻蚀的方式去除位于相邻的所述第一阻挡层之间的所述第二电极前体。
在其中一个实施例中,在去除位于相邻的所述第一阻挡层之间的所述第二电极前体时,采用以水和/或醇为溶剂的刻蚀液进行刻蚀,所述阻隔层与所述第一阻挡层的材料均为高分子材料。
在其中一个实施例中,形成多个所述第一阻挡层的步骤具体包括:将溶解有第一阻挡层的材料的溶液环绕涂布于所述第二电极前体上的预设位置,并去除所述溶液中的溶剂,使所述第一阻挡层的材料固化于所述第二电极前体上。
在其中一个实施例中,所述第一阻挡层的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊二酰亚胺、聚苯乙烯和酚醛树脂中的一种或多种。
在其中一个实施例中,在形成所述第二电极前体的过程中,通过蒸镀的方式蒸镀金属以形成所述第二电极前体,在去除位于相邻的所述第一阻挡层之间的所述第二电极前体时,所述刻蚀液为酸性刻蚀液。
在其中一个实施例中,形成多个所述阻隔层的步骤具体包括:将液态的可固化胶间隔环绕涂覆于所述发光功能层上,并使所述可固化胶固化以形成多个间隔设置的所述阻隔层。
在其中一个实施例中,通过浸涂的方式形成所述发光功能层。
在其中一个实施例中,在去除所述第一阻挡层之后,还包括如下步骤:
形成环绕包覆所述各所述第二电极和各所述阻隔层、且露出部分所述第二电极的封装层;
在所述封装层露出的所述第二电极上形成与所述第二电极电连接的外接电极。
在其中一个实施例中,制备所述封装层的步骤具体为:
形成整体环绕包覆各所述第二电极和各所述阻隔层的封装前体;
在所述封装前体上形成覆盖部分所述封装前体的第二阻挡层,所述第二阻挡层上具有暴露出部分位于各所述第二电极上的所述封装前体的间隙;
刻蚀未被所述第二阻挡层覆盖的部分所述封装前体,暴露出部分的各所述第二电极;
去除所述第二阻挡层。
对应地,一种像素化发光纤维,其包括:表面具有第一电极的基底纤维、发光功能层、多个相间隔设置的阻隔层和多个相间隔设置的第二电极;
所述发光功能层环绕包覆所述基底纤维;
各所述阻隔层环绕包覆所述发光功能层,相邻的两个所述阻隔层之间露出有部分所述发光功能层;
所述第二电极环绕包覆相邻阻隔层之间的所述发光功能层,相邻的两个所述第二电极之间的间隔位于所述阻隔层上。
在其中一个实施例中,所述第二电极环绕包覆相邻阻隔层之间的所述发光功能层,并且还延伸至所述发光功能层两侧的所述阻隔层上。
在其中一个实施例中,所述基底纤维呈长条状,所述基底纤维的截面为圆形、椭圆形、长方形或梯形,所述基底纤维的径向宽度为5μm~1000μm。
在其中一个实施例中,所述阻隔层的材料选自疏水型高分子材料;和/或
所述第二电极为金属材料。
在其中一个实施例中,所述发光功能层包括有机发光层或量子点发光层。
在其中一个实施例中,还包括封装层,所述封装层环绕包覆各第二电极和各阻隔层,并且露出部分所述第二电极,在所述封装层露出的所述第二电极上设置有外接电极,所述外接电极与所述第二电极电连接。
进一步地,一种显示织物,其包括根据上述任一实施例所述的像素化发光纤维的制备方法制备所得的像素化发光纤维,或包括根据上述任一实施例所述的像素化发光纤维。
在其中一个实施例中,还包括阻隔纤维、导电纤维和支撑纤维,所述像素化发光纤维和所述阻隔纤维沿第一方向延伸且并排交替间隔设置,所述导电纤维与所述支撑纤维沿与所述第一方向不同的第二方向延伸且并排交替间隔设置,所述第一方向与所述第二方向相交,所述像素化发光纤维和所述阻隔纤维为第一纤维,所述导电纤维与所述支撑纤维为第二纤维,所述第一纤维一上一下穿插入所述第二纤维之间进行交织,所述第二纤维一上一下穿插入所述第一纤维之间进行交织,各所述导电纤维电连接于各所述像素化发光纤维中的第二电极。
传统技术中,如果需要形成像素化的电极,通常需要借助掩模版的遮蔽进行,但是掩模版一般只适用于在具有较大面积的平面上使用,在曲面上使用时会导致难以对位的问题。上述至少一个实施例中的像素化发光纤维的制备方法通过引入阻隔层和第一阻挡层,以定向去除部分第二电极前体,形成像素化的第二电极,能够摆脱掩模版的使用,进而能够拓宽所适用的基底纤维形状范围。具体地,不仅能够在具有较小面积、侧面为平面的基底纤维上制备出像素化的第二电极,还能够在侧面为曲面的基底纤维上制备出像素化的第二电极。
附图说明
图1为像素化发光纤维的制备过程的截面示意图;
图2为图1中像素化发光纤维中发光功能层的结构示意图;
图3为像素化发光纤维的结构截面示意图;
图4为显示织物的编织结构示意图;
其中,各附图标记及其含义如下:
100、像素化发光纤维;110、基底纤维;120、发光功能层;121、空穴注入层;122、空穴传输层;123、电致发光材料层;124、电子注入层;130、阻隔层;140、第二电极;141、第二电极前体;150、封装层;151、封装前体;160、外接电极;210、第一阻挡层;220、第二阻挡层;300、阻隔纤维;400、支撑纤维;500、导电纤维。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。文中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的“多”包括两个和多于两个的项目。本文所使用的“某数以上”应当理解为某数及大于某数的范围。
根据本发明的一个实施例,一种像素化发光纤维的制备方法,其包括如下步骤:
提供表面具有第一电极的基底纤维;
在基底纤维上形成环绕包覆基底纤维的发光功能层;
在发光功能层上形成多个环绕包覆发光功能层的、绝缘的阻隔层,相邻的阻隔层之间间隔设置;
形成环绕覆盖所述发光功能层与所述阻隔层的第二电极前体;
在第二电极前体上形成多个环绕覆盖第二电极前体的第一阻挡层,相邻的第一阻挡层之间暴露出位于该相邻的第一阻挡层之间的阻隔层;其中,相邻的第一阻挡层之间可以是暴露出部分该阻隔层;
在第一阻挡层的阻挡下,去除位于相邻的第一阻挡层之间的第二电极前体,形成多个相间隔的第二电极。
其中,基底纤维是长条状的纤维,具体地,其长度≥1cm;纤维的长度上限可由技术人员根据实际织物需求进行选取,例如,基底纤维的长度≤1000cm。基底纤维可以是直线型的,也可以是曲线型的。基底纤维的横截面可以选自由曲线围成的形状,例如圆形或椭圆形。基底纤维的横截面也可以选自由折线围成的形状,例如矩形或梯形。可以理解,若基底纤维的横截面是由曲线围成的形状,则基底纤维的侧面是曲面。传统技术中,如果需要形成像素化的电极,通常需要借助掩模版的遮蔽进行,但是掩模版一般只适用于在具有较大面积的平面上使用,在曲面上使用时会导致难以对位的问题。该实施中提供的像素化发光纤维的制备方法不仅适用于具有较小面积的平面上进行,还可以在曲面上进行,以兼顾适应多种不同形状的基底纤维。
在其中一个具体示例中,基底纤维的径向宽度为5μm~1000μm,其中,径向宽度指的是径向上距离最远的两个点之间的距离。例如,基底纤维的横截面为圆形,则其径向宽度为其直径;基底纤维的横截面为矩形,则其径向宽度为该矩形的对角线;基底纤维的横截面为椭圆形,则其径向宽度为该椭圆形的长轴。进一步地,基底纤维的径向宽度为5μm、10μm、20μm、50μm、100μm、500μm、1000μm或上述各径向宽度之间的范围。
请参照图1,其示出了一种上述像素化发光纤维100的制备方法的具体制备工艺,其包括如下步骤。
步骤S1,提供基底纤维110,基底纤维110具有第一电极。在基底纤维110上形成环绕包覆基底纤维110的发光功能层120。
在其中一个具体示例中,基底纤维110选自导电纤维。具体地,导电纤维可以选自金属纤维、碳纤维、导电聚合物纤维、表面涂覆有导电层的人工高分子纤维或表面涂覆有导电层的天然纤维。其中,人工高分子纤维可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维,表面的导电层可以是导电聚合物或金属形成的导电层。导电纤维一方面可以直接用作第一电极,避免额外制备第一电极的工序,另一方面,导电纤维上的第一电极是公共的第一电极,在使用时直接将导电纤维整体接入电源即可对公共的第一电极通电。
在其中一个具体示例中,在形成发光功能层120之前,还包括采用臭氧处理基底纤维110的步骤。臭氧或氧等离子体处理可以提高该基底纤维110的浸润能力,以便于后续浸涂功能层溶液。。
其中,可以理解,在该像素化发光纤维100上,发光功能层120是电致发光的发光功能层120。发光功能层120环绕包覆基底纤维110,且发光功能层120电连接于基底纤维110上的第一电极,以便于通电使得发光功能层120发光。
其中,制备发光功能层120的方式可以选自浸涂法。浸涂法主要用于形成环绕包覆基底纤维110的材料层,通过浸涂法制备的材料层是一个完整的膜层,膜层之间难以形成间隔。浸涂法一般具体包括如下步骤:将基底纤维110浸入含有待制备层的材料的溶液中,并拉拔一次或多次后进行退火处理。
进一步地,发光功能层120包括多个材料层,通过浸涂法制备发光功能层120时,依次通过浸涂法制备发光功能层120的各个材料层。
具体地,可同时参照图2。发光功能层120具体可以包括电致发光材料层123,电致发光材料层123设置于第一电极与第二电极140之间。可选地,电致发光材料层123是量子点发光层或有机发光层。制备电致发光层的具体方法是浸涂法,具体地,电致发光材料层123的制备方法包括:将基底纤维110浸入含有电致发光材料的溶液中,再拉拔上来之后进行退火处理。
进一步地,发光功能层120还可以包括空穴功能材料层和电子功能材料层。空穴功能材料层还可以进一步包括空穴注入层121和空穴传输层122,电子功能材料层包括电子注入层124。空穴注入层121、空穴传输层122和电子注入层124也均可以采用浸涂的方法制备。例如,空穴注入层121的制备方法包括:将基底纤维110浸入含有空穴注入材料的溶液中,再拉拔上来之后进行退火处理;其他各材料层通过浸涂制备的过程同理。
其中,第一电极和第二电极140中的一者为阳极,另一者为阴极。在本实施例中,第一电极为阳极,第二电极140为阴极,在形成发光功能层120之前,采用臭氧处理基底纤维110能够提高第一电极的功函数,使空穴更容易注入器件内部。空穴注入层121和空穴传输层122设置于阳极与电致发光材料层123之间,其中空穴注入层121更靠近阳极,空穴传输层122更靠近电致发光材料层123。电子注入层124设置于阴极与电致发光材料层123之间,其中电子注入层124更靠近阴极,电子传输层更靠近电致发光材料层123。
其中,发光功能层120的横向导电性较差,因此即使发光功能层120可以不实现像素化,而只对第二电极140实现像素化,即可获得可寻址的显示织物。
步骤S2,在发光功能层120上形成多个环绕包覆发光功能层120的、绝缘的阻隔层130,相邻的阻隔层130之间间隔设置。
阻隔层130主要用于划分后续形成的各第二电极140的区域,同时兼具保护位于阻隔层130下方的发光功能层120的作用。
在其中一个具体示例中,各阻隔层130成周期地形成于发光功能层120上;具体地,各阻隔层130的宽度相同,且各相邻的阻隔层130之间的间距也相同。
在其中一个具体示例中,相邻的阻隔层130之间的间距为50μm~300μm。进一步地,相邻的阻隔层130之间的间距为100μm~200μm,例如,相邻的阻隔层130之间的间距为160μm。各阻隔层130的宽度可以是20μm~200μm,进一步地,各阻隔层130的宽度为40μm~120μm,例如,各阻隔层130的宽度为80μm。
步骤S3,形成环绕覆盖发光功能层120与阻隔层130的第二电极前体141。
在其中一个具体示例中,第二电极前体141的材质为金属,例如银。金属可以通过蒸镀的方式形成,简化制备工序。可以理解,第二电极141应当具有透光的性质,因此其厚度应当较薄,例如,第二电极141的厚度≤100nm。
可以理解,在形成环绕覆盖发光功能层120与阻隔层130的第二电极前体141时,不采用掩膜进行遮蔽。由于不采用掩模版,因此此时制备的第二电极前体141是完整的膜层,整体包覆发光功能层120,其中不存在将第二电极前体141分隔的间隙。
步骤S4,在第二电极前体141上形成多个环绕覆盖第二电极前体141的第一阻挡层210,相邻的第一阻挡层210之间暴露出覆盖阻隔层130的第二电极前体141。
其中,第一阻挡层210主要用于遮蔽位于其下方的第二电极前体141,以暴露出部分待刻蚀的第二电极前体141。
在其中一个具体示例中,第一阻挡层210之间的间隙仅暴露部分覆盖阻隔层130的第二电极前体141,以在阻隔层130上留存另一部分第二电极前体141。
在其中一个具体示例中,各第一阻挡层210成周期地形成于第二电极前体141上,具体地,各第一阻挡层210的宽度相同,且各相邻的第一阻挡层210之间的间距也相同;并且,各第一阻挡层210的形成周期与各阻隔层130的形成周期相同。其中,第一阻挡层210的形成周期指的是某一第一阻挡层210的宽度及其之后的第一阻挡层210之间的间距之和。
在其中一个具体示例中,相邻的第一阻挡层210之间的间距为20μm~200μm。进一步地,相邻的第一阻挡层210之间的间距为20μm~100μm,例如,相邻的第一阻挡层210之间的间距为40μm。各第一阻挡层210的宽度可以是50μm~300μm,进一步地,各第一阻挡层210的宽度为100μm~300μm,例如,各阻第一阻挡层210的宽度为200μm。
步骤S5,在第一阻挡层210的阻挡下,去除位于相邻的第一阻挡层210之间的第二电极前体141,形成多个相间隔的第二电极140。
其中,在第一阻挡层210的阻挡下,刻蚀相邻的两个第一阻挡层210之间的第二电极前体141直至露出所述阻隔层130,可在原本是完整膜层的第二电极前体141上形成间隔,进而形成像素化的第二电极140。
其中,由于相邻的两个第一阻挡层210之间仅露出部分覆盖阻隔层130的第二电极前体141,因此形成的第二电极140不仅完全覆盖发光功能层120,还延伸覆盖部分阻隔层130。
在其中一个具体示例中,选用刻蚀液对第二电极前体141进行刻蚀。可选地,刻蚀液选自以水为溶剂的刻蚀液,阻隔层130选自疏水的高分子材料。为了防止残留,使得刻蚀液完全刻蚀掉无第一阻挡层210遮蔽的部分第二电极前体141,刻蚀液可能会长时间接触阻隔层130,此时刻蚀液中的溶剂或溶质可能会渗入阻隔层130中并逐渐到达发光功能层120,影响发光功能层120的质量。若选取阻隔层130为疏水的高分子材料,能够使得以水为溶剂的在阻隔层130表面结成小液珠,小液珠难以渗透入阻隔层130中,从而进一步减少刻蚀液的渗入。
进一步地,刻蚀液选自以水为溶剂的酸性刻蚀液。酸性刻蚀液中的溶剂应当针对具体的第二电极前体141的材料进行选取。例如,第二电极前体141的材料为银,则酸性刻蚀液应当选取含有强氧化性酸的刻蚀液,例如硝酸。
其中,阻隔层130的高分子材料为固态,难以直接制备形成于发光功能层120上,因此选取可固化胶制备阻隔层130。具体地,在发光功能层120上形成多个间隔设置的绝缘的阻隔层130的步骤具体包括:将液态的可固化胶间隔环绕涂覆于发光功能层120上,并使可固化胶固化以形成多个间隔设置的阻隔层130。
在其中一个具体示例中,可固化胶具体选自热固化胶或光固化胶。例如,可固化胶选自热固化胶,具体可选自加热交联型的聚苯乙烯前驱体、聚乙烯前驱体和聚碳酸酯前驱体。
在其中一个具体示例中,形成多个环绕覆盖第二电极前体141的第一阻挡层210的步骤具体包括:将溶解有第一阻挡层210材料的溶液环绕涂布于第二电极前体141上的预设位置,并去除溶液中的溶剂,使第一阻挡层210材料固化于第二电极前体141上。在其中一个具体示例中,采用烘烤的方法去除溶液中的溶剂。
在其中一个具体示例中,第一阻挡层210的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊二酰亚胺、聚苯乙烯和酚醛树脂中的一种或多种。进一步地,第一阻挡层210的材料的重均分子量为5000~20000,例如分子量为10000的聚甲基丙烯酸甲酯,将其形成第一阻挡层210之后,可以选用有机溶剂溶解去除,具体的有机溶剂可以是苯或苯的同系物。
在其中一个具体示例中,在刻蚀第二电极前体141之后及去除第一阻挡层210之前,还包括清洗残留的刻蚀液并干燥的步骤。可选地,采用异丙醇清洗残留的刻蚀液。
像素化发光纤维的制备方法还包括:
步骤S6,形成覆盖各第二电极140和各阻隔层130、并且露出部分所述第二电极140的图案化的封装层150;
步骤S7,在封装层150露出的第二电极140上形成与第二电极140电连接的外接电极160。
进一步地,请参照图1,步骤S6具体包括步骤S61~步骤S63。
步骤S61,形成整体包覆各第二电极140和各阻隔层130的封装前体151。
其中,形成的封装前体151是一个完整的、不具有间隙的膜层。形成封装前体151的具体方法可以是原子层沉积法。
其中,封装前体151的具体材料可以选自本领域常见的封装材料,例如陶瓷材料,具体地,封装前体151的材料可以是氧化铝、氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的一种或多种。进一步地,形成的封装前体151的厚度为50nm~500nm。
步骤S62,在封装前体151上形成覆盖部分封装前体151的第二阻挡层220,第二阻挡层220上具有暴露出部分位于各第二电极140上的封装前体151的间隙。
在其中一个具体示例中,第二阻挡层220的材料可以与第一阻挡层210相同,形成第二阻挡层220的具体方法也可以与形成第一阻挡层210的具体方法相同。
步骤S63,刻蚀未被第二阻挡层220覆盖的部分封装前体151,形成暴露出部分的各第二电极140的封装层150,去除第二阻挡层220。
在其中一个具体示例中,刻蚀封装前体151可以选用能够和封装前体151反应但不和第二阻挡层220反应的物质进行刻蚀。例如,封装前体151的材料选自氧化铝,则可以采用盐酸进行刻蚀;若封装前体151的材料选自氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的一种,可以采用氢氟酸进行刻蚀。
在其中一个具体示例中,在刻蚀封装前体151之后及去除第二阻挡层220之前,还包括清洗残留的刻蚀物质并干燥的步骤。可选地,采用异丙醇清洗残留的刻蚀液。
通过上述步骤S61~S63,可以完成露出部分第二电极140的阻挡层150,露出的第二电极140可以用于与外部电极的电接触,以对制备的该像素化发光纤维进行通电。
进一步地,还包括步骤S7,步骤S7主要目的是在露出的第二电极140上制备与该第二电极140电连接的外接电极160,外部电极可以通过该外接电极160电接触至第二电极140,额外设置的外接电极160可以避免搭接不良的情况。
本发明还提供了一种像素化发光纤维100。可参照图3,其包括:表面具有第一电极的基底纤维110、发光功能层120、多个相间隔设置的阻隔层130和多个相间隔设置的第二电极140;
发光功能层120环绕包覆基底纤维110;
各阻隔层130环绕包覆发光功能层120,相邻的两个阻隔层130之间露出有部分发光功能层120;
第二电极140环绕包覆相邻阻隔层130之间的发光功能层120,相邻的两个第二电极140之间的间隔位于该两个第二电极140之间的阻隔层130上。
进一步地,相邻的两个第二电极140之间的间隔可以仅露出部分而非全部阻隔层130,例如,第二电极140环绕包覆相邻阻隔层130之间的发光功能层120,并且还延伸至该发光功能层120两侧的阻隔层130上。
其中,基底纤维110是长条状的纤维,具体地,其长度≥1cm;进一步地,基底纤维110的长度≤1000cm。基底纤维110可以是直线型的,也可以是曲线型的。基底纤维110的横截面并不做特别限定,例如可以是圆形、椭圆形、矩形或梯形。
在其中一个具体示例中,基底纤维110的径向宽度为5μm~1000μm,进一步地,基底纤维110的径向宽度为5μm、10μm、20μm、50μm、100μm、500μm、1000μm或上述各径向宽度之间的范围。
在其中一个具体示例中,阻隔层130的材料选自疏水型高分子材料。具体地,阻隔层130的材料选自加热交联后形成的聚苯乙烯、聚乙烯和聚碳酸酯。
在其中一个具体示例中,第二电极140为金属材料。可选地,第二电极140为银。进一步地,第二电极140的厚度≤100nm,以便于第二电极140的透光性。
在其中一个具体示例中,发光功能层120包括有机发光层或量子点发光层。进一步地,发光功能层120还可以包括空穴功能材料层和电子功能材料层。空穴功能材料层还可以进一步包括空穴注入层121和空穴传输层122,电子功能材料层包括电子注入层124和电子传输层。其中,第一电极和第二电极140中的一者为阳极,另一者为阴极,空穴注入层121和空穴传输层122设置于阳极与电致发光材料层123之间,其中空穴注入层121更靠近阳极,空穴传输层122更靠近电致发光材料层123。电子注入层124和电子传输层设置于阴极与电致发光材料层123之间,其中电子注入层124更靠近阴极,电子传输层更靠近电致发光材料层123。
在其中一个具体示例中,还包括封装层150,封装层150设置于第二电极140和阻隔层130上,封装层150上具有暴露部分各第二电极140的间隙。进一步地,还包括多个外接电极160,各外接电极160分别对应电连接于暴露于封装层150中的各第二电极140。
在其中一个具体示例中,该像素化发光纤维100是由根据上述制备方法制备所得的像素化发光纤维100。
进一步地,本发明还提供了一种显示织物,其由包括根据上述实施例的像素化发光纤维100或根据由上述实施例的像素化发光纤维100制备所得的像素化发光纤维100的纤维原料编制而成。
具体地,可参照图4,该显示织物中包括沿第一方向延伸的第一纤维和沿第二方向延伸的第二纤维,第一方向与第二方向相交,第一纤维包括交替并排且间隔设置的多条像素化发光纤维100和多条阻隔纤维300,即相邻的像素化发光纤维100之间设置有阻隔纤维300。可以理解,为了实现显示功能,该像素化发光纤维100包括像素化红光纤维、像素化绿光纤维和像素化蓝光纤维,且像素化红光纤维、像素化绿光纤维和像素化蓝光纤维呈周期性排列。像素化红光纤维、像素化绿光纤维和像素化蓝光纤维的主要区别在于发光功能层发出的光线颜色。第二纤维包括交替并排且间隔设置的多条支撑纤维400和多条导电纤维500。该显示织物由第一纤维和第二纤维编织而成,具体的编织方式可以是:各第一纤维一上一下穿插入第二纤维之间进行交织,各第二纤维穿插入第一纤维之间进行交织,其中各导电纤维电连接于各像素化发光纤维中的第二电极。
在其中一个具体示例中,第一方向为经向,第二方向为纬向,第一方向与第二方向相垂直,第一方向的各纤维与第二方向的各纤维的编织组织形式为平纹。
在其中一个具体示例中,像素化发光纤维100包括与第二电极140电连接的外接电极160,各导电纤维500通过所述外接电极160电连接于各像素化发光纤维100中的第二电极140。
其中,可选地,阻隔纤维300和支撑纤维400是绝缘的纤维,例如PET纤维。
由于其中的各发光纤维实现了第二电极的像素化,因此由该发光纤维编制呈的显示织物能够实现可寻址显示。
为了更易于理解及实现本发明,本发明还提供了如下的像素化发光纤维的具体制备过程作为参考。
如无特殊说明,以下各实施例所用的原材料皆可从市场上常规购得。
步骤1:提供表面涂覆有导电聚合物层的PET纤维作为基底纤维,采用臭氧处理2min,该PET纤维的直径为100μm,截面呈圆形。
步骤2:将该PET纤维置于含有空穴注入层材料的溶液中拉拔两次,拉拔的速度为3cm/min,在120℃下退火1h,以在基底纤维上制备完整环绕包覆基底纤维的空穴注入层;其中,空穴注入层的材料是PEDOT:PSS,该溶液的具体由PEDOT:PSS、去离子水和乙二醇组成,三者的质量比为8:1.5:0.5。
步骤3:将该PET纤维置于含有空穴传输层材料的溶液中拉拔一次,拉拔的速度为2cm/min,在120℃下退火1h,以在基底纤维上制备完整环绕包覆基底纤维的空穴传输层;其中,空穴传输层的材料是TFB,溶液具体为质量浓度为8mg/mL的TFB/氯苯溶液。
步骤4:将该PET纤维置于含有量子点发光层材料的溶液中拉拔一次,拉拔的速度为4cm/min,在120℃下退火0.5h,以在基底纤维上制备完整环绕包覆基底纤维的量子点发光层;其中,量子点发光层的材料是CdSe,溶液具体为质量浓度为10mg/mL的CdSe/正辛烷溶液。
步骤5:将该PET纤维置于含有电子传输层材料的溶液中拉拔两次,拉拔的速度为6cm/min,在100℃下退火0.5h,以在基底纤维上制备完整环绕包覆基底纤维的电子传输层;其中,电子传输层的材料是镁掺杂氧化锌,溶液具体为质量浓度为30mg/mL的镁掺杂氧化锌/乙醇溶液。
步骤6:在该PET纤维上间隔160μm涂布宽度为80μm、环绕电子传输层的的加热交联型的聚苯乙烯前驱体,在100℃下烘烤0.5h以使其固化形成阻隔层。
步骤7:将该PET纤维置于真空中蒸镀整体包覆该PET纤维侧面的银,形成第二电极前体,沉积厚度约为30cm。
步骤8:在二电极前体表面上间隔涂布多个含有重均分子量为10000的短链PMMA的甲苯溶液,以形成多个相间隔的第一阻挡层,在80℃下烘烤10min以去除甲苯使得短链PMMA固化;各第一阻挡层之间的间隔为40μm,各第一阻挡层的宽度为200μm,相邻的第一阻挡层之间的间隔位于阻隔层上方。
步骤9:采用刻蚀液去除位于相邻的第一阻挡层之间的二电极前体,以形成像素化的多个第二电极,刻蚀液中包括磷酸、硝酸、醋酸和甲醇,其质量比为3:3:20:1,再采用异丙醇(IPA)浸洗。
步骤10:浸入甲苯中溶解掉短链PMMA,在100℃下烘烤1h。
步骤11:采用原子层沉积设备制造100nm厚的、整体环绕包覆各第二电极和各阻隔层的氧化铝封装前体。
步骤12:在封装前体上间隔40μm涂布宽度为200μm的重均分子量为10000的短链PMMA的甲苯溶液,在80℃下烘烤10min以去除甲苯使得短链PMMA固化,以形成具有间隔的第二阻挡层,第二阻挡层上的间隔位于各第二电极的搭接部上。
步骤13:以10cm/min的速度在HCl(0.001mol/L)溶液中拉拔一次,以去除位于第二阻挡层之间的封装前体。
步骤14:经异丙醇浸洗干燥后浸入甲苯中溶解掉短链PMMA,以去除第二阻挡层,在100℃下烘烤1h。
通过上述制备过程,可制备得到像素化发光纤维。可以理解,像素化发光纤维的具体发光颜色取决于其中发光功能层的具体设计。具体地,采用发射红光的发光功能层,可以制备得到像素化红光纤维,采用发射绿光的发光功能层,可以制备得到像素化绿光纤维,采用发射蓝光的发光功能层,可以制备得到像素化蓝光纤维。
进一步地,可以将红、绿、蓝三种颜色的像素化发光纤维在径向依次周期排列,之间以直径为10μm的PET绝缘纤维阻隔;并采用直径为30μm的导电纤维以及制成纤维沿纬向依次重复编制,使导电纤维搭接在阴极上,随后在导电纤维与发光纤维搭接处捆绑固定,将导电纤维及发光纤维的两端连接驱动电路。由于其中的各发光纤维实现了第二电极的像素化,因此由该发光纤维编制呈的显示织物能够实现可寻址显示。
可以理解,通过调整纤维的编织密度,可以自定义显示织物的显示分辨率。在其他实施例中,还可以通过采用不同尺寸的像素化发光纤维,以进一步拓宽显示织物的分辨率可调范围。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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