透明柔性电极薄膜、制作方法及透明柔性电极技术

本申请公开了一种透明柔性电极薄膜及其制作方法、透明柔性电极。该柔性透明电极薄膜依次包括：基底，由透明柔性塑料薄膜组成；修饰层，由水溶性高分子聚合物组成；以及金属纳米线，嵌入于所述修饰层的表面。根据本申请实施例的透明柔性电极薄膜，具有高导电性、高弯曲性能、高透过率及高稳定性，不仅增强了纳米金属线的界面粘附力，还可以在承受应力时起到胶体保护作用。

【技术实现步骤摘要】
透明柔性电极薄膜、制作方法及透明柔性电极
本公开一般涉及电子器件
，具体涉及一种透明柔性电极薄膜及其制作方法、透明柔性电极。
技术介绍
随着人类对视觉享受、生活质感提高的不懈追求，透明柔性显示及穿戴可折叠电子产品在满足个性化、多样化、复杂条件下的需求方面获得更多应用，这要求相应产品的各功能层材料具备高强度的结构稳定性、弯曲折叠能力，同时要求透明柔性电极的制备工艺和开发性能稳定。现有的柔性透明电极制备通常采用蒸镀金属叠层、石墨烯、导电聚合物油墨、氧化铟锡等方法。对于金属叠层，由于金属的透光率低，为了实现高透光性就必须缩减金属层厚度，但这样却不利于电极的电学性能表现。另一方面，这种金属复合电极的加工通常采用蒸镀的方法，需要高温真空环境，成本较高；并且蒸镀对环境洁净度要求较高，成膜过程中更容易引发污染，导致显示器件在使用过程中由于薄膜污染腐蚀而引发老化不良。石墨烯具有很薄的厚度，拥有优良的透明性和电学特性，但是其制备方法对衬底的要求很高，难以剥离转移，成本较大。氧化铟锡也兼具良好的透光率及导电性，但其弯曲性能极差。其他例如廉价网印导电聚合物油墨虽然能够节省更多的成本，但其导电性差，工艺异常繁琐，不能够与金属薄膜相媲美；近来随着研究的深入，金属纳米线可以同时满足透明柔性显示的高透光率及高导电性等特性要求，但其在基底成膜后为一维线性结构，弹性比较差，在基板上的附着力比较小，在弯折程度较大时易折断。另外，在制备透明柔性电极薄膜过程中，还存在填充物质及热固化等工艺需要控制多项复杂因素，工序较为复杂，工艺成本较高的问题。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本申请在第一方面提供一种透明柔性电极薄膜，依次包括：基底，由透明柔性塑料薄膜组成；修饰层，由水溶性高分子聚合物组成；以及金属纳米线，嵌入于所述修饰层的表面。根据本申请实施例的透明柔性电极薄膜，具有高导电性、高弯曲性能、高透过率及高稳定性，不仅增强了纳米金属线的界面粘附力，还可以在承受应力时起到胶体保护作用。根据本申请的具体实施例，所述水溶性高分子聚合物是含有亲水基团的聚合物。根据本申请的具体实施例，所述亲水基团包括以下基团之一或它们的任意组合：阳离子基团，阴离子基团，极性非离子基团。根据本申请的具体实施例，所述亲水基团包括以下基团之一或它们的任意组合：叔胺基、季胺基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基、羟基、醚基、胺基、酰胺基。根据本申请的具体实施例，所述水溶性高分子聚合物包括以下物质中的一个或它们的任意组合：聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇。根据本申请的具体实施例，所述金属纳米线选自以下的金属纳米线：银纳米线、铜纳米线、铝纳米线。本申请还提供一种透明柔性电极薄膜的制备方法，包括以下步骤：在放置基底的基板上形成水溶性高分子聚合物修饰层，构成基片；以及在基片上匀速喷涂金属纳米线膜层。根据本申请实施例的透明柔性电极薄膜的制备方法，与传统的利用热融再固化方法进行金属线纳米层结合的方法相比，省去了热熔再固化的步骤，简化了柔性导电薄膜的制作工艺、降低成本，能够实现简单快速制备透明柔性电子器件，改善电极薄膜抗水氧侵蚀能力。根据本专利技术的具体实施例，所述制备方法还包括对基板进行预处理的步骤，包括：依次用超纯水、丙酮、乙醇、超纯水对基板进行超声清洗处理，高纯氮气吹干，紫外臭氧处理。根据本专利技术的具体实施例，所述在放置基底的基板上形成水溶性高分子聚合物修饰层的步骤包括：采用旋转涂布法制备水溶性高分子聚合物修饰层，并在真空条件下进行固化。根据本专利技术的具体实施例，所述水溶性高分子聚合物修饰层是PVP溶液。根据本专利技术的具体实施例，所述在基片上匀速喷涂金属纳米线悬浊液的步骤包括：利用控制气压控制喷涂速率在所述修饰层表面喷涂金属纳米线悬浊液，喷涂完成后放在超洁净环境下自然常温固化。根据本专利技术的具体实施例，所述金属纳米线悬浊液是银纳米线悬浊液。根据本专利技术的具体实施例，喷涂前进行超声水浴处理。根据本申请的第三方面，本申请还提供一种透明柔性电极，其包括根据上述任一技术方案的透明柔性电极薄膜。附图说明参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1示出根据本专利技术实施例的一种透明柔性电极薄膜的制作方法的流程图；图2示出根据本专利技术实施例的一种透明柔性电极薄膜的示意图；图3示出根据图2实施例的未引入修饰层制备的透明柔性电极薄膜的结构示意图；图4示出根据图2实施例的引入修饰层制备的金属纳米线薄膜的结构示意图；图5示出根据本专利技术一个实施例制备的具有PVP修饰层的透明柔性电极薄膜(AgNWs薄膜)的金相显微镜图；图6示出根据本专利技术一个实施例制备的具有PVP修饰层的透明柔性电极薄膜(AgNWs薄膜)的扫描电子显微镜图；图7示出根据本专利技术一个实施例制备的具有PVP修饰层的透明柔性电极薄膜(AgNWs薄膜)的原子力显微镜图；图8示出根据本专利技术一个实施例制备的透明柔性电极薄膜的透光率；图9示出根据本专利技术一个实施例的在5mm弯曲半径下电极薄膜(PVP/AgNWs)及电极薄膜(AgNWs)的面电阻变化曲线；图10示出根据本专利技术一个实施例的透明柔性电极薄膜与普通柔性电极薄膜的电流密度的比较。具体实施方式下面参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。图1示出根据本专利技术实施例的一种透明柔性电极薄膜的制作方法的流程图。制备方法包括：步骤S100：在放置基底的基板上形成一层高分子化合物修饰层，构成基片。根据具体实施方式，可以采用旋转涂布、滴涂、刮涂等多种形成方式，基底可以选用透明柔性的塑料薄膜，包括聚乙烯醇(PVA)薄膜、聚酰亚胺(PD)薄膜、聚酯(PET)薄膜等。根据具体实施方式，可以在放置基底的基板上形成多层高分子化合物修饰层。上述修饰层为具有成膜性、粘结性、吸湿性凝聚作用及胶体保护作用的合成水溶性高分子化合物。根据具体实施方式，修饰层可以是含有亲水基团，例如阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等的聚合物，具有类似性质的材料有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇等。本实验实施例中采用聚乙烯吡咯烷酮PVP。步骤S200：以稳定的流速，在基片上匀速喷涂好金属纳米线膜层。根据本申请实施例的透明柔性电极薄膜的制备方法，与传统的利用热融再固化方法进行金属线纳米层结合的方法相比，省去了热熔再固化的步骤，简化了柔性导电薄膜的制作工艺、降低成本，能够实现简单快速制备透明柔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明柔性电极薄膜，其特征在于，依次包括：基底，由透明柔性塑料薄膜组成；修饰层，由水溶性高分子聚合物组成；以及金属纳米线，嵌入于所述修饰层的表面。

【技术特征摘要】
1.一种透明柔性电极薄膜，其特征在于，依次包括：基底，由透明柔性塑料薄膜组成；修饰层，由水溶性高分子聚合物组成；以及金属纳米线，嵌入于所述修饰层的表面。2.根据权利要求1所述的透明柔性电极薄膜，其特征在于，所述水溶性高分子聚合物是含有亲水基团的聚合物。3.根据权利要求2所述的透明柔性电极薄膜，其特征在于，所述亲水基团包括以下基团之一或它们的任意组合：阳离子基团，阴离子基团，极性非离子基团。4.根据权利要求3所述的透明柔性电极薄膜，其特征在于，所述亲水基团包括以下基团之一或它们的任意组合：叔胺基、季胺基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基、羟基、醚基、胺基、酰胺基。5.根据权利要求3所述的透明柔性电极薄膜，其特征在于，所述水溶性高分子聚合物包括以下物质中的一个或它们的任意组合：聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅文娟，顾勋，李纪，白雪，唐如稳，尹小斌，
申请(专利权)人：合肥京东方光电科技有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34