CN107464891A - 外形复杂的oled显示屏的制造方法 - Google Patents

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朱霞珍
余荣清
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Abstract

本发明揭示了用3D打印技术制造外形复杂的OLED显示屏的方法，把支撑材料浆料、可光固化的显示屏基材浆料、金属阴极材料浆料、电子注入缓存（或电子传输）材料浆料、有机光发射材料浆料、空穴传输材料浆料、透明阳极材料浆料、混色导光材料浆料和遮光隔离材料浆料分别注入储料罐中，连接到喷头矩阵，设定计算机控制程序，按照上述层次的顺序，逐层三维喷射形成三基色空间混色像素，紫外光固化后制造诸如沙盘、人体和器官模型等复杂形态的OLED彩色显示屏，可供战争方案的计算机推演、医学教学科研、医疗手术方案的计算机推演等用，简单方便。

Description

外形复杂的OLED显示屏的制造方法
技术领域
本发明涉及光电子器件领域，具体而言，尤其涉及一种外形复杂的OLED显示屏的制造方法。
背景技术
有机发光二极管（OLED）又称为有机电激光显示、有机发光半导体，具有面光源、低驱动电压、发光效率高、能耗小、操作温度范围宽、轻、薄、可以做成柔性产品的优点，并且从原理上具有允许制造大面积制品等优点。如图2所示，OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)作为阳极层6，与电源8的正极相连，再加上另一个金属阴极2，包成如三明治的结构。整个结构层中还包括：空穴传输层(HTL)5、发光层(EL)4与电子传输层(ETL)3。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩，透过玻璃板7’即可自行发光。
OLED的特性是自己发光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为 21世纪最具前途的产品之一。可是采用真空热蒸镀或有机气相淀积工艺制作成本高，不能实现大尺寸器件的量产。用液相涂敷工艺制作，虽然产品性能不及真空工艺的制品，但有可能大面积涂敷，成本低，适适合于中高端产品生产。近年出现了采用石墨烯作为透明电极等3D打印OLED的技术，开辟了快速制作高端产品的新途径，但高难度高价格限制了其推广应用，而且基于平面基体的3D打印，即使基体具有柔性，制品可以适当弯曲，也还难以得到复杂的形状。因此，制造低价、复杂形状的大面积中高端OLED成形方法，成为当前的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种简单易行的低成本的用于外形复杂的OLED显示屏的制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种外形复杂的OLED显示屏的制造方法，所述OLED显示屏至少包括基体及依次设置在其上的金属阴极层、电子传输层、有机发光层、空穴传输层、ITO阳极层及混色导光层，所述制造方法包括如下步骤，
S1，建模步骤，通过计算机建立3D模型，再由计算机按层分解，将3D模型分解成二维模型；
S2、制料步骤，将基体、金属阴极层、电子传输层、有机发光层、空穴传输层、ITO阳极层及混色导光层的浆料制备后分别注入储料罐中，所述储料罐连接各自的喷头或喷头矩阵；
S3、成形步骤，根据步骤S1中产生的二维模型，通过计算机逐层打印二维产品，打印的同时进行紫外线光固化处理，形成立体的OLED显示屏。
优选的，步骤S2中，还包括遮光层的浆料的制备步骤和\或用于复杂立体形状支撑的支撑材料的浆料的制备步骤。
优选的，所述基体的浆料为可紫外光固化的白色不透明感光树脂，包括但不限于Stratasys公司的VeroWhitePlus RGD835；
所述金属阴极层的浆料为分散纳米银粉；
所述电子传输层的浆料为分散LiF微细粉体；
所述空穴传输层的浆料为溶液共混TPD；
所述ITO阳极层的浆料为分散ITO微细粉体。
优选的，所述有机发光层的浆料具体为，溶液共混三苯胺蒽制作红色发光材料浆料，溶液共混三苯胺萘制作绿色发光材料浆料，溶液共混耦合三苯胺制作蓝色发光材料浆料，以紫外光固化感光树脂作为粘结剂，所述溶液的溶剂为丁醇、甲乙酮、环己酮、甲苯、二甲苯、NMP、DMF的其中一种或其混合物，紫外光固化感光树脂为丙烯酸基感光聚合材料。
优选的，所述混色导光层的浆料为FullCure®720，所述混色导光层内具有与所述ITO阳极层的折射率不同的交联单分散高分子聚合物微球，所述交联单分散高分子聚合物微球为直径在1.5um以上的聚苯乙烯微球或聚甲基丙烯酸甲脂微球。
优选的，所述遮光层的浆料为紫外光固耐候性化感光树脂，包括但不限于Stratasys公司的VeroBlackPlus RGD875。
优选的，所述支撑材料为无毒凝胶类光敏聚合物支撑材料，包括但不限于聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物，或丙烯酸基感光聚合材料。
优选的，所述步骤S4中，加热温度高于支撑材料的熔点。
优选的，所述有机发光层具有相对独立的条纹状的红光发射区、绿光发射区及蓝光发射区。
优选的，所述红光发射区、蓝光发射区及绿光发射区的条纹宽度介于0.1mm~20mm之间。
本发明的有益效果主要体现在：通过计算机预先设计OLED 器件及封装薄膜的三维模型，并精确定位各层结构的扫描路径，进而打印形成OLED 器件，本发明可一次性成型器件并实现封装，省去了多次装填材料的麻烦，大大缩减了工作时间。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明全彩有机电发光片的截面图；
图2：现有技术有机电发光片的截面图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图1所示，本发明揭示了一种外形复杂的OLED显示屏的制造方法，所述的外形复杂可以是复杂的有厚度的平面结构、或者复杂的有厚度的曲面结构，或者是其他外形复杂的三维立体结构。
所述OLED显示屏至少包括基体1及依次设置在其上的金属阴极层2、电子传输层3、红绿蓝三种颜色的有机发光层4、空穴传输层5、ITO阳极层6及混色导光层7，所述制造方法包括如下步骤，
S1，建模步骤，通过计算机建立3D模型，再由计算机按层分解，将3D模型分解成二维模型；
S2、制料步骤，将基体、金属阴极层、电子传输层、有机发光层、空穴传输层、ITO阳极层及混色导光层的浆料制备后分别注入储料罐中，所述储料罐连接各自的喷头或喷头矩阵；
S3、成形步骤，根据步骤S1中产生的二维模型，通过计算机逐层打印二维产品，打印的同时进行紫外线光固处理，形成立体的OLED显示屏。
对于一些形状比较复杂的外形，还可以选择性地采用遮光层和/或用于复杂立体形状支撑的支撑材料，因此步骤S2中还包括遮光层及支撑材料的浆料的制备步骤。
优选的，所述基体的浆料为可紫外光固化的白色不透明感光树脂，例如Stratasys公司的VeroWhitePlus RGD835。
金属阴极层的浆料为分散纳米银粉；
所述电子传输层的浆料为分散LiF微细粉体；
所述有机发光层的浆料具体为，溶液共混三苯胺蒽制作红色发光材料浆料，溶液共混三苯胺萘制作绿色发光材料浆料，溶液共混耦合三苯胺制作蓝色发光材料浆料，以紫外光固化感光树脂作为粘结剂，所述溶液的溶剂为丁醇、甲乙酮、环己酮、甲苯、二甲苯、NMP、DMF的其中一种或其混合物，紫外光固化感光树脂为丙烯酸基感光聚合材料，例如Stratasys公司的Objet VeroClear。
所述空穴传输层的浆料为溶液共混TPD，所述溶液的溶剂为丁醇、甲乙酮、环己酮、甲苯、二甲苯、NMP、DMF的其中一种或其混合物；
所述ITO阳极层的浆料为分散ITO微细粉体；
所述混色导光层的浆料为Stratasys公司的FullCure®720，所述混色导光层内具有与所述ITO阳极层的折射率不同的交联单分散高分子聚合物微球，所述交联单分散高分子聚合物微球为直径在1.5um以上的聚苯乙烯微球或聚甲基丙烯酸甲脂微球。
所述遮光层的浆料为紫外光固耐候性化感光树脂，例如Stratasys公司的VeroBlackPlus RGD875。
本发明制备得到的OLED显示屏从所述有机发光层4中产生的三色光在所述混色导光层7内由所述交联单分散高分子聚合物微球71进行折射混合，进而形成全彩发光。
优选的，所述步骤S4中，加热温度高于支撑材料的熔点。这样，最后成形的OLED显示屏的支撑材料已经被熔化。
例如：打印动物咬合时头骨上力的传递过程的显示屏，就需要打印头骨，并在其外表面打印显示屏。因为头骨中有许多空心结构，而打印是从打印机的底板向上逐层叠加的，空心的部分在打印过程中需要用支撑材料来把上面一层骨质材料从下面一层的骨质材料上撑起来。而且头骨的最下面又是高高低低的，高出打印机底板的部分在打印过程中也需要用支撑材料来把最下面一层骨质材料从打印机底板上撑起来，打印结束以后还需要把打印件从打印机底板上取下来。这些支撑材料最后可以用加热溶化或用溶剂（包括水）溶解除去。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述OLED显示屏至少包括基体（1）及依次设置在其上的金属阴极层（2）、电子传输层（3）、有机发光层（4）、空穴传输层（5）、ITO阳极层（6）及混色导光层（7），所述制造方法包括如下步骤，
S1，建模步骤，通过计算机建立3D模型，再由计算机按层分解，将3D模型分解成二维模型；
S2、制料步骤，将基体（1）、金属阴极层（2）、电子传输层（3）、有机发光层（4）、空穴传输层（5）、ITO阳极层（6）及混色导光层（7）的浆料制备后分别注入储料罐中，所述储料罐连接各自的喷头或喷头矩阵；
S3、成形步骤，根据步骤S1中产生的二维模型，通过计算机逐层打印二维产品，打印的同时进行紫外线光固化处理，形成立体的OLED显示屏。
2.根据权利要求1所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：步骤S2中，还包括遮光层（10）的浆料的制备步骤和\或用于复杂立体形状支撑的支撑材料的浆料的制备步骤。
3.根据权利要求1或2所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述基体（1）的浆料为可紫外光固化的白色不透明感光树脂；
所述金属阴极层（2）的浆料为分散纳米银粉；
所述电子传输层（3）的浆料为分散LiF微细粉体；
所述空穴传输层（5）的浆料为溶液共混TPD；
所述ITO阳极层（6）的浆料为分散ITO微细粉体。
4.根据权利要求1或2所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述有机发光层（4）的浆料具体为，溶液共混三苯胺蒽制作红色发光材料浆料，溶液共混三苯胺萘制作绿色发光材料浆料，溶液共混耦合三苯胺制作蓝色发光材料浆料，以紫外光固化感光树脂作为粘结剂，所述溶液的溶剂为丁醇、甲乙酮、环己酮、甲苯、二甲苯、NMP、DMF的其中一种或其混合物，紫外光固化感光树脂为丙烯酸基感光聚合材料。
5.根据权利要求1或2所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述混色导光层（7）的浆料为FullCure720，所述混色导光层（7）内具有与所述ITO阳极层（6）的折射率不同的交联单分散高分子聚合物微球（71），所述交联单分散高分子聚合物微球（71）为直径在1.5um以上的聚苯乙烯微球或聚甲基丙烯酸甲脂微球。
6.根据权利要求2所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述遮光层（10）的浆料为紫外光固耐候性化感光树脂。
7.根据权利要求2所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述支撑材料为无毒凝胶类光敏聚合物支撑材料，包括但不限于聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物，或丙烯酸基感光聚合材料。
8.根据权利要求2所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述步骤S4中，加热温度高于支撑材料的熔点。
9.根据权利要求1或2所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述有机发光层（4）具有相对独立的条纹状的红光发射区（41）、绿光发射区（42）及蓝光发射区（43）。
10.根据权利要求9所述的外形复杂的OLED显示屏的制造方法，其特征在于：所述红光发射区（41）、蓝光发射区（42）及绿光发射区（43）的条纹宽度介于0.1mm~20mm之间。
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