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用于oled裝置的納米結構的制作方法_3

文檔序號:9925450閱讀:來源:國知局
合物。對該混合物 進行輕微加熱導致通過銷催化的氨化硅烷化固化反應形成有機娃網絡。可使用其它有機娃 和催化劑達到相同效果。賓夕法尼亞州莫里斯維爾的蓋勒斯特公司(Gelest Inc., Morrisville,PA)制造了用多種反應性基團(環氧樹脂、甲醇、琉基、甲基丙締酷氧氨基、娃 燒醇)官能化的多種硅氧烷。蓋勒斯特公司(Gelest)也銷售運些硅氧烷與多種添加劑(諸如 完全縮合的二氧化娃納米粒子或MQ樹脂)的預混物,W調節有機娃網絡的機械性能。還可利 用其它銷催化劑,諸如(=甲基)甲基環戊二締銷(IV)(馬薩諸塞州紐柏立波特的施特雷姆 化學品公司(S化em化emicals Inc.,化wburypo;rt,MA)),其通過紫外線福射活化但仍需要 后續熱固化。光固化性有機娃體系是有利的,因為只要它們保持在暗處,它們的粘度就會隨 著增大的溫度而降低,從而允許氣泡逃逸并且更好地滲透到納米結構化工具中。
[0062] 上述不同的各種材料可通過將納米顆粒或金屬氧化物前體滲入聚合物樹脂中而 合成有更高的折射率。Silecs SC850材料是改性的倍半硅氧烷(n - 1.85),布魯爾科技 (化ewer Science)高折射率聚酷亞胺化tiNDEX Dl材料(n a 1.8)是運種類別中的示例。其 它材料包括甲基S甲氧基硅烷(MTMS)和雙S乙氧基甲娃烷基乙燒(BTSE)的共聚物(Ro et.al,Adv.Mater.2007,19,705-710(Ro 等人,《先進材料》,2007年,第 19 卷,第705-710 頁))。運種合成形成具有倍半硅氧烷的非常小的橋聯環狀網的可溶性聚合物。該柔性結構 導致涂層的堆積密度和機械強度增加。可調整運些共聚物的比率W得到非常低的熱膨脹系 數、低孔隙率和高模量。
[0063]在一些實施方案中,轉印層可包含聚乙締倍半硅氧烷聚合物。運些聚合物可通過 水解乙締基=乙氧基硅烷(I)制備。
[0065] 在聚合反應(通常通過添加光引發劑然后暴露于紫外線福射)后,通過許多乙締基 基團的自由基聚合來形成S維網絡。
[0066] 轉印層材料通常可滿足若干需要。首先,轉印層可適形于其涂布的模板層的結構 化表面。運意味著涂料溶液的粘度應該足夠低W能夠流到非常小的特征結構中而不會截留 氣泡,運將導致重復結構的良好保真性。如果轉印層是溶劑型的,其應當由不會使下面的模 板層溶解或溶脹的溶劑涂布,所述溶解或溶脹將導致轉印層出現破裂、溶脹或其它有害的 缺陷。希望溶劑的沸點低于模板層玻璃化轉變溫度。優選地,使用了異丙醇、下醇和其它醇 溶劑。第二,材料應當固化為具有足夠的機械完整性(例如,"生巧強度")。如果轉印層材料 在固化后不具有足夠的生巧強度,那么轉印層圖案特征結構可巧落并且復制保真性可降 低。第=,對于一些實施方案,固化材料的折射率應被調制為產生適當的光學效應。第四,轉 印層材料在基底的未來工藝步驟的上限W上的溫度下應當是熱穩定的(例如,顯示最少的 破裂、起泡或爆開)。通常,用于該層的材料發生縮合固化步驟,運導致涂層的收縮并在涂層 內積累壓縮應力。存在幾種用于使運些殘余應力的形成最小化的材料策略,在滿足所有上 述標準的若干市售涂料中已使用了運些策略。
[0067] 有利的是調節轉印層和OCL層兩者的折射率。例如,在化抓光提取應用中,通過轉 印膜賦予的納米結構位于轉印層的結構化表面處。轉印層具有在結構化界面處的第一側W 及與相鄰層OCL重合的第二側。在本專利申請中,轉印層的折射率可為與OCL層匹配的折射 率。
[0068] 可使用納米粒子調節轉印層和OCL層的折射率。例如,在丙締酸類樹脂涂層中,可 使用二氧化娃納米粒子(n - 1.42)來降低折射率,而可使用氧化錯納米粒子(n - 2.1)來增 大折射率。如果納米粒子與粘結劑之間的折射率差異較大,則將在涂層本體內部產生霧度。 對于其中霧度是所需的屬性的應用(例如,OLm)固態照明元件中的均勻光分布)中,折射率 匹配標準可通常是不嚴格的。對納米粒子和粘結劑的相對折射率的控制提供了對所得光學 特性的控制。另外在粒子聚集開始之前樹脂中的納米粒子濃度存在限制,從而限制涂層的 折射率的可調節程度。
[0069]皇 W70] ^ir低折射率和高折射率的熱穩定轉印材料
[0073]圖3示出了用于制備根據本公開的一個方面的納米結構化AM化ED裝置300的方 法。用于制備納米結構化AMOL抓裝置300的方法W具有頂部表面101的AMOLED 100開始,如 別處結合圖1所述。將具有PO化外表面311的光學禪合層前體(P0CU310沉積于頂部表面101 上(步驟3a)。如本文所用,光學禪合層前體(pOCL)還可稱為光敏0CL,因為在大多數情況下, 通常可通過使用可見光或紫外線福射固化來將光學禪合層前體固化為光學禪合層(0化)。 將具有設置在載體膜322上并且涂覆有任選剝離層(未示出,如下文所述)的納米結構化模 板層324的納米結構化模板膜320層合至PO化310,使得納米結構化模板層表面321接觸 PO化并且PO化310流動W填充納米結構化模板層表面321 (步驟3b)。在一個具體實施方案 中,納米結構化模板膜320可設置在剝離襯件(未示出,如別處所述)上,所述剝離襯件在層 合之前被移除,W便在處理期間保護納米結構化模板層表面321。通過納米結構化模板膜 320施加光化福射360,從而固化PO化310W變成光學禪合層(0化)312(步驟3c)。然后可將 納米結構化模板膜320從OCL 312移除,從而暴露納米結構化提取表面313并得到納米結構 化AMOL邸裝置300(步驟3d)。任選的剝離層(如果提供)可為防粘涂層的薄層(未示出),該薄 層在一些情況下通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積。或者,可W利用其它表面改性方 法或涂層來增強結構化模板層的隔離性能。在一些實施方案中,隔離性能可為結構化模板 層所固有的,并且任選的剝離層可能不是必要的,如別處所述。
[0074] 載體膜
[0075] 載體膜322可W是任何合適的膜,包括例如,可對其它層提供機械支撐的熱穩定的 柔性膜。載體膜322可W在高于50°C、或者70°C、或者高于120°C時為熱穩定的。載體膜322的 一個示例是聚對苯二甲酸乙二醋(PET)。在一些實施方案中,載體膜322可包括紙材、帶防粘 涂層的紙材、非織造物、織造物(織物)、金屬膜,W及金屬錐。
[0076] 由各種熱固性或熱塑性聚合物組成的各種聚合物膜基底適合用作載體膜322。載 體可W是單層膜或多層膜。可用作載體層膜的聚合物的示例性示例包括:(1)氣化聚合物, 諸如聚(=氣氯乙締)、聚(四氣乙締-六氣丙締共聚物)、聚(四氣乙締-全氣代(烷基)乙締基 酸共聚物)、聚(偏二氣乙締-六氣丙締共聚物);(2)具有鋼離子或鋒離子的聚(乙締-甲基丙 締酸共聚物)離子鍵乙締共聚物,諸如可得自特拉華州威明頓市的杜邦化學公司 化.I.duPont 化mours ,WiImington,DE.)的SURLYN-8920牌和SURLYN-9910牌;(3)低密度聚 乙締,例如低密度聚乙締;線性低密度聚乙締;和極低密度聚乙締;增塑型面化乙締聚合物, 諸如增塑型聚(氯乙締);(4)聚乙締共聚物,包括酸官能化聚合物,諸如聚(乙締-丙締酸共 聚物r'EAA"、聚(乙締-甲基丙締酸共聚物r'EMA"、聚(乙締-馬來酸共聚物)、和聚(乙締-延 胡索酸共聚物);丙締酸官能化聚合物,諸如聚(乙締-丙締酸烷基醋共聚物),其中烷基基團 為甲基、乙基、丙基、下基等,或C冊(C肥)n-,其中n為0至12, W及聚(乙締-醋酸乙締共聚物) 巧VA";和(5)(例如)脂族聚氨醋。載體層通常為締屬聚合物材料,其通常包含至少50重量% 的具有2至8個碳原子的締屬控,其中最常用的是乙締和丙締。其它本體層包括(例如)聚(糞 二甲酸乙二醋)、聚碳酸醋、聚(甲基)丙締酸醋(例如,聚甲基丙締酸甲醋或"PMMA")、聚締控 (例如,聚丙締或"PP")、聚醋(例如,聚對苯二甲酸乙二醋或"陽T")、聚酷胺、聚酷亞胺、酪醒 樹脂、二乙酸纖維素、S乙酸纖維素(TAC)、聚苯乙締、苯乙締-丙締臘共聚物、環締控共聚 物、環氧樹脂等等。
[0077] 納米結構化模板層
[0078] 納米結構化模板層324是將結構賦予涂覆到納米結構化模板層324上的PO化或任 何其它納米結構化轉印層(未示出,別處所述)的層。納米結構化模板層是由模板材料構成 的。納米結構化模板層324可通過例如壓印、復制工藝、擠出、誘鑄或表面結構化來形成。應 當理解,納米結構化模板層324通常可為模板層,該模板層可具有結構化表面,所述結構化 表面可W包括納米結構、微觀結構、或分層結構,但一般來講納米結構是本文所述的。納米 結構包括至少一個尺寸(例如,高度、寬度或長度)小于或等于1微米的特征結構。微觀結構 包括至少一個尺寸(例如,高度、寬度或長度)小于或等于1毫米的特征結構。分層結構是納 米結構和微觀結構的組合。在一些實施方案中,模板層可與圖案化、光化圖案化、壓印、擠出 和共擠出相容。
[0079] 通常,模板層包含光固化性材料,該材料在復制過程中可具有較低粘度,然后可快 速固化W形成"鎖定在"復制的納米結構、微觀結構或分層結構中的永久交聯聚合物網絡。 本領域的普通技術人員已知的任何光固化性樹脂可用于模板層。用于模板層的樹脂在交聯 時必須能夠在所公開的結構化帶材的使用過程中與轉印層隔離,或者應當與剝離層的施加 (參見下文)和用于施加剝離層的方法相容。另外,用于模板層的樹脂優選地與粘合增進層 的施加相容,如別處所述。
[0080] 可用作模板層的聚合物還包括W下物質:苯乙締丙締臘共聚物;苯乙締丙締酸甲 醋共聚物;聚甲基丙締酸甲醋;聚碳酸醋;苯乙締馬來酸酢共聚物;有核半結晶聚醋;聚糞二 甲酸乙二醋的共聚物;聚酷亞胺;聚酷亞胺共聚物;聚酸酷亞胺;聚苯乙締;間同立構聚苯乙 締;聚苯酸;環締控聚合物;W及丙締臘、下二締和苯乙締的共聚物。一種優選的聚合物為可 購自美國英力i(美國)公司(Ineos ABS(USA)Co巧oration)的Lustran SAN Sparkle材料。 用于福射固化模板層的聚合物包括交聯丙締酸醋,諸如多官能丙締酸醋或環氧樹脂和與單 官能團和多官能團單體共混的丙締酸醋化聚氨醋。
[0081] 可通過如下方式形成圖案化的結構化模板層:將福射固化性組合物層沉積到福射 透射載體的一個表面上W提供具有暴露表面的層;在能夠將所述圖案賦予到所述層的足夠 接觸壓力下,使母模與具有圖案的預成型表面接觸,所述圖案能夠將包括遠側表面部分和 相鄰的凹陷表面部分的精確成型和定位的交互式功能性中斷部分的=維微觀結構賦予到 所述載體上福射固化性組合物層的暴露表面中;將所述固化性組合物暴露于透過所述載體 的足夠水平的福射中,W在福射固化性組合物層與母模的圖案化表面接觸的同時固化所述 組合物。運種誘鑄和固化工藝可通過W下步驟W連續方式完成:使用載體卷,將固化性材料 層沉積到載體上,抵靠母模層合固化性材料,W及使用光化福射固化固化性材料。隨后可將 所得的其上設置有圖案化的結構化模板的載體卷卷起來。運種方法在例如美國專利6,858, 253(Williams等人)中有所公開。
[0082] 對于擠出或壓印的模板層,可根據待施加的頂部結構化表面的具體外形來選擇構 成模板層的材料。通常,選擇材料使得在該材料固化之前結構得W完全復制。運將部分取決 于材料在擠出工藝期間所保持的溫度和用于施加頂部結構化表面的工具的溫度,也取決于 執行擠出操作的速度。通常,在頂層中使用的可擠出聚合物具有小于約14(TC的Tg,或者約 85°C至約12(TC的Tg, W便能夠經受大多數操作條件下的擠出復制和壓印。在一些實施方案 中,可同時共擠出載體膜和模板層。該實施方案需要至少兩個共擠出層,頂層具有一種聚合 物,底層具有另一種聚合物。如果頂層包含第一可擠出聚合物,那么第一可擠出聚合物可具 有小于約140°C的Tg,或者具有約85°C至約120°C的Tg。如果頂層包含第二可擠出聚合物,那 么可用作載體層的第二可擠出聚合物具有小于約14(TC的Tg,或者具有約85°C至約12(TC的 Tg。諸如分子量和烙融粘度的其它特性還應該在考慮之內,并且將取決于所使用的一種或 多種具體聚合物。還應該選擇模板層中使用的材料,使得運些材料提供與載體的良好粘附 力,從而在光學制品的有效期期間使運兩層的分層最小化。
[0083] 可將擠出或共擠出的模板層誘鑄到母模卷上,該母模卷可向模板層賦予圖案化結 構。運可分批或者W連續的卷對卷處理完成。另外,可將納米結構化轉印層擠出到擠出或共 擠出模板層上。在一些實施方案中,可一次性共擠出全部=個層一一載體層、模板層和納米 結構化轉印層。
[0084] 可用作模板層聚合物的可用聚合物包括選自下列的一種或多種聚合物:苯乙締丙 締臘共聚物;苯乙締丙締酸甲醋共聚物;聚甲基丙締酸甲醋;苯乙締馬來酸酢共聚物;有核 半結晶聚醋;聚糞二甲酸乙二醋的共聚物;聚酷亞胺;聚酷亞胺共聚物;聚酸酷亞胺;聚苯乙 締;間同立構聚苯乙締;聚苯酸;W及丙締臘、下二締和苯乙締的共聚物。可用作第一可擠出 聚合物的特別有用的聚合物包括W購自陶氏化學公司(Dow化emical)的TYRIL共聚物著稱 的苯乙締丙締臘共聚物;示例包括TYRIL 880和125。可用作模板聚合物的其它特別可用的 聚合物包括均來自努發化學公司(Nova化emical)的苯乙締馬來酸酢共聚物DYLA服332和 苯乙締丙締酸醋共聚物NAS 30。另外可用的是與成核劑(諸如娃酸儀、醋酸鋼或亞甲基雙 (2,4-二叔下基苯酪)酸憐酸鋼)共混的聚對苯二甲酸乙二醋。
[0085] 可用作頂部表層的示例性聚合物包括Co陽N(聚糞二甲酸乙二醋的共聚物KCoPVN (聚乙締基糞的共聚物)和包括聚酸酷亞胺的聚酷亞胺。適用的樹脂組合物包括尺寸上穩定 的、耐用的、耐候性的并且容易形成所需構型的透明材料。適用的材料的示例包括:折射率 為約1.5的丙締酸類樹脂,諸如羅口哈斯公司(Rohm and化as Company)制造的化EXIGLAS 牌樹脂;折射率為約1.59的聚碳酸醋;反應性材料,諸如熱固性丙締酸醋和環氧丙締酸醋; 聚乙締型離聚物,諸如由杜邦公司化.1.D叩ont de Nemours and Co.,Inc.)W商品
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