一种柔性可拉伸基板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种柔性可拉伸基板的制备方法，包括配制高弹纳米纤维溶液，高弹纳米纤维溶液包括第一有机溶剂和溶于第一有机溶剂中的高弹纳米纤维、光固化树脂和稳定剂；配制导电溶液，导电溶液包括第二有机溶剂和溶于第二有机溶剂中的导电材料、稳定剂和催化剂，其中，导电材料包括纳米银线、石墨烯、碳纳米管、聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸中的至少一种；采用高弹纳米纤维溶液制备高弹纳米纤维层；再采用导电溶液，在高弹纳米纤维层上制备导电层，得到柔性可拉伸基板。本发明专利技术柔性可拉伸基板的制备方法操作简单、绿色环保、能耗低，制得的柔性可拉伸基板的柔性高、拉伸性能优异、导电性和透过率好，可用于柔性基板和可穿戴电子装置中。

A flexible stretchable substrate and its preparation method

The invention provides a preparation method of flexible stretchable substrate, including preparing high elastic nanofibers solution, high elastic nanofibers solution including first organic solvent and high elastic nanofibers dissolved in first organic solvent, light curing resin and stabilizer, and guiding electric solution, conductive solution including second organic solvent and solution. Conductive materials, stabilizers and catalysts in the second organic solvent, in which conductive materials include at least one of silver nanowires, graphene, carbon nanotubes, poly(3,4)-ethylenedioxythiophene)-polystyrene sulfonic acid; high elastic nanofibers layer is prepared by high elastic nanofibers solution; conductive solution is used to prepare high elastic nanofibers layer; and then conductive solution is used to high elastic nanofibers layer. The conductive layer was prepared on the nanofibers and the flexible stretchable substrate was obtained. The preparation method of the flexible stretchable substrate has the advantages of simple operation, environmental protection, low energy consumption, high flexibility, excellent tensile performance, good conductivity and transmittance, and can be used in flexible substrate and wearable electronic devices.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性可拉伸基板及其制备方法
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种柔性可拉伸基板及其制备方法。
技术介绍
目前，质量轻，厚度小，寿命长，可弯曲的柔性显示器成为一种最具发展潜力的下一代显示技术。柔性显示器的实现，除了对现有制备工艺及结构设计进行改变外，对材料性能的部分也提出了新的要求和挑战。柔性基板作为柔性显示器的重要组成部分，需要具有良好的稳定性、导电性的穿透率的性能。因此，如何制备出同时拥有以上特点的基板成为研究者研究的一个组要课题。然而，对现有技术而言，同时满足这些性能要求的基板是不存在的。现在主流的基板材料主要为超薄玻璃、金属类以及聚合物薄膜，其中应用最多的是聚合物柔性基板，如聚酰亚胺基板以其良好的力学性能、优异的耐化性能、良好的光学透过率、可“卷对卷”生产等特点，成为现有柔性基板的首选。但是，此类聚合物材料在应用中依然存在较多的问题，其制程后剥离易变形，拉伸性能差，影响其导电性能和透过率等都成为制约柔性基板生产的主要因素。因此，亟需一种柔性可拉伸基板，同时还能保持良好的导电性能和透过率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种柔性可拉伸基板的制备方法，包括在高弹纳米纤维层上直接设置导电层，该制备方法简单、绿色环保、能耗低，制得的柔性可拉伸基板的柔性高、拉伸性能优异，可以卷装制备存储，并且具有高的导电性和透过率；同时可以有效缓解在拉伸过程中的应力，并对导电性和透过率不造成影响。第一方面，本专利技术提供了一种柔性可拉伸基板的制备方法，包括：配制高弹纳米纤维溶液，所述高弹纳米纤维溶液包括第一有机溶剂和溶于所述第一有机溶剂中的高弹纳米纤维、光固化树脂和稳定剂；配制导电溶液，所述导电溶液包括第二有机溶剂和溶于所述第二有机溶剂中的导电材料、稳定剂和催化剂，其中，所述导电材料包括纳米银线、石墨烯、碳纳米管、聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸中的至少一种；采用所述高弹纳米纤维溶液制备高弹纳米纤维层；再采用所述导电溶液，在所述高弹纳米纤维层上制备导电层，得到柔性可拉伸基板。在本专利技术中，所述光固化树脂使得形成的高弹纳米纤维连接紧密，在反复拉伸过程中，纤维与纤维之间不会因断裂而脱落，保证了高弹纳米纤维层良好的拉伸性能。可选的，所述高弹纳米纤维的拉伸弹性伸长率为100％-300％。进一步可选的，所述高弹纳米纤维的拉伸弹性伸长率为120％-280％、150％-250％或150％-180％。可选的，所述高弹纳米纤维溶液中所述高弹纳米纤维的质量占比为10％-30％。可选的，所述高弹纳米纤维溶液中所述光固化树脂的质量占比为10％-20％。可选的，所述高弹纳米纤维溶液中所述稳定剂的质量占比为1％-3％。可选的，所述高弹纳米纤维溶液中所述第一有机溶剂的质量占比为50％-70％。可选的，所述稳定剂包括苯甲酮类稳定剂、苯并三唑类稳定剂、辛氧基酚类稳定剂和亚磷酸酯类稳定剂中的至少一种。可选的，所述高弹纳米纤维溶液还包括添加剂，所述添加剂的质量占比为1％-5％，所述添加剂包括粘结剂、爽滑剂、增塑剂、阻燃剂和交联剂中的至少一种。在本专利技术，所述第一有机溶剂可以为任意一种或多种溶解高弹纳米纤维、光固化树脂和稳定剂的有机溶剂。可选的，所述第一有机溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇和丙三醇中的至少一种。可选的，所述高弹纳米纤维的直径为100nm-200nm，长度为10μm-100μm。进一步可选的，所述高弹纳米纤维的直径为100nm-180nm、100nm-160nm或100nm-135nm。具体的，所述高弹纳米纤维的直径可以但不限于为100nm、120nm、150nm或180nm。进一步可选的，所述高弹纳米纤维的长度为15μm-92μm、22μm-86μm或25μm-75μm。具体的，所述高弹纳米纤维的长度可以但不限于为10μm、30μm、50μm、75μm或88μm。可选的，当所述导电材料为聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸，以及纳米银线、石墨烯和碳纳米管中的至少一种时，所述纳米银线、所述石墨烯和所述碳纳米管需要经过预先浸泡或紫外光照处理。在本专利技术中，若导电材料中含有聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸，其表面具有大量的-H基团，因此，纳米银线、石墨烯和碳纳米管经过预先浸泡或紫外光照处理后可以使得表面富含-OH基团，从而使得聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸更加紧密的包覆在表面，提高致密度。同时，聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸还能保护纳米银线、石墨烯和碳纳米管的导电性能和机械性能。可选的，所述导电溶液的粘度为3cps-20cps，固含量为1％-20％。进一步可选的，所述导电溶液的粘度为5cps-15cps，固含量为5％-18％。可选的，所述导电溶液中所述导电材料的质量占比为0.5％-8％。可选的，所述导电溶液中所述稳定剂的质量占比为1％-5％。可选的，所述导电溶液中所述催化剂的质量占比为1％-3％。可选的，所述导电溶液中所述第二有机溶剂的质量占比为90％-95％。进一步可选的，所述导电溶液中所述纳米银线的质量占比为0.5％-3％。更进一步可选的，所述导电溶液中所述纳米银线的质量占比为1％-2.5％。进一步可选的，所述导电溶液中所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的质量占比为1％-8％。更进一步可选的，所述导电溶液中所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的质量占比为2％-7％。可选的，所述纳米银线的直径为5nm-20nm，长度为5μm-30μm。进一步可选的，所述纳米银线的直径为5nm-18nm、6nm-15nm或7nm-13nm。具体的，所述纳米银线的直径可以但不限于为5nm、8nm、15nm或19nm。进一步可选的，所述纳米银线的长度为5μm-25μm、7μm-23μm或10μm-20μm。具体的，所述纳米银线的长度可以但不限于为5μm、10μm、18μm、22μm或30μm。可选的，所述碳纳米管的直径为1nm-20nm，长度为2μm-50μm。进一步可选的，所述碳纳米管的直径为5nm-15nm，长度为10μm-30μm。可选的，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸为长链状聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸和颗粒状聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸中的至少一种。在本专利技术，所述第二有机溶剂可以为任意一种或多种溶解导电材料、稳定剂和催化剂的有机溶剂。可选的，所述第二有机溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇和丙三醇中的至少一种。在本专利技术中，所述催化剂具有强氧化性，可以促进导电材料的交联。在本专利技术中，高弹纳米纤维溶液中的稳定剂和导电溶液中的稳定剂独立的选自苯甲酮类稳定剂、苯并三唑类稳定剂、辛氧基酚类稳定剂和亚磷酸酯类稳定剂中的至少一种。在本专利技术中，高弹纳米纤维层和导电层的材质均为线状存在，具有优异的透过率；同时，高弹纳米纤维层和导电层为线状搭接，具有较好的可拉伸性和柔性。可选的，采用所述高弹纳米纤维溶液制备高弹纳米纤维层，包括：提供一基底，将所述高弹纳米纤维溶液涂覆在所述基底表面，或采用抽滤的方式，将所述高弹纳米纤维溶液进行抽滤并附着在抽滤纸上；经过光固化后形成高弹纳米纤维层，将所述高弹纳米纤维层与所述基底或所述抽滤纸分离即可。具体的，可以但不限于为将所述高弹纳米纤维溶液在抽滤机上进行抽滤，在抽滤纸上得到一层均匀分散的高弹纳米纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性可拉伸基板的制备方法，其特征在于，包括：配制高弹纳米纤维溶液，所述高弹纳米纤维溶液包括第一有机溶剂和溶于所述第一有机溶剂中的高弹纳米纤维、光固化树脂和稳定剂；配制导电溶液，所述导电溶液包括第二有机溶剂和溶于所述第二有机溶剂中的导电材料、稳定剂和催化剂，其中，所述导电材料包括纳米银线、石墨烯、碳纳米管、聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸中的至少一种；采用所述高弹纳米纤维溶液制备高弹纳米纤维层；再采用所述导电溶液，在所述高弹纳米纤维层上制备导电层，得到柔性可拉伸基板。

【技术特征摘要】
1.一种柔性可拉伸基板的制备方法，其特征在于，包括：配制高弹纳米纤维溶液，所述高弹纳米纤维溶液包括第一有机溶剂和溶于所述第一有机溶剂中的高弹纳米纤维、光固化树脂和稳定剂；配制导电溶液，所述导电溶液包括第二有机溶剂和溶于所述第二有机溶剂中的导电材料、稳定剂和催化剂，其中，所述导电材料包括纳米银线、石墨烯、碳纳米管、聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸中的至少一种；采用所述高弹纳米纤维溶液制备高弹纳米纤维层；再采用所述导电溶液，在所述高弹纳米纤维层上制备导电层，得到柔性可拉伸基板。2.如权利要求1所述的柔性可拉伸基板的制备方法，其特征在于，所述高弹纳米纤维溶液中所述高弹纳米纤维的质量占比为10％-30％，所述光固化树脂的质量占比为10％-20％，所述稳定剂的质量占比为1％-3％，所述第一有机溶剂的质量占比为50％-70％。3.如权利要求1所述的柔性可拉伸基板的制备方法，其特征在于，所述导电溶液中所述导电材料的质量占比为0.5％-8％，所述稳定剂的质量占比为1％-5％，所述催化剂的质量占比为1％-3％，所述第二有机溶剂的质量占比为90％-95％。4.如权利要求1所述的柔性可拉伸基板的制备方法，其特征在于，所述高弹纳米纤维层的厚度为0.1mm-2mm，所述导电层的厚度为50nm-200nm。5.如权利要求1所述的柔性可拉伸基板的制备方法，其特征在于，所述导电溶液的粘度为3c...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵源，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44