一种可转移柔性电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机电致发光器件技术领域，具体涉及一种可转移柔性电极及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种可转移柔性电极的制备方法，包括以下步骤：(1)在基板上依次涂覆光刻胶、涂覆PDMS层和层叠薄片石墨，得到初级电极；(2)去掉所述步骤(1)初级电极的光刻胶，使基板脱落，对剩余的PDMS层和薄片石墨进行退火处理，得到可转移柔性电极。本发明专利技术解决了传统柔性电极材料需固定在基板上而不可转移的难题，实现了柔性电极材料和基板分离的技术效果，丰富了柔性电极的使用方案。实验表明，本发明专利技术所述可转移柔性电极具有优异的机械弯折性能、空气稳定性和散热性能。

A kind of transferable flexible electrode and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种可转移柔性电极及其制备方法和应用
本专利技术属于有机电致发光器件
，具体涉及一种可转移柔性电极及其制备方法和应用。
技术介绍
有机电子器件是以能够导电的有机材料为基础制备的具有特定功能的半导体器件。由于有机电子器件中的有机材料大部分是由碳和氢组成的，用它们来做电子器件具有诸多好处，例如易制作、成本低、化学可调、透明易弯曲等。柔性有机发光器件可应用于显示技术中，凭借其重量轻，效率高，易加工和可变形性等突出优势，适宜应用于可穿戴设备，塑料生物电子和假肢电子皮肤，并将在下一代商用显示器市场上实现其价值，因而引起人们的极大关注。近些年来，有机电致发光器件已经普遍应用于实际生产生活中，尤其是在照明显示领域已然大放异彩，相比较于传统的无机电致发光器件，其研究、制备和应用已成为当今最为活跃的研究内容之一。目前，有机电子器件的柔性电极大多需要在柔性衬底上制备电极，并且都是将电极材料附着在基板上两者为一个整体使用，如在真空中在绝缘基板上蒸镀导电金属作为电极，或者在绝缘基板上旋涂导电金属作为电极。通常可选的柔性衬底主要有超薄玻璃、金属箔片等，但超薄玻璃的柔韧性不好、易碎，而且成本高、制备难度高，并且超薄玻璃在柔性封装过程中不能单独使用，需要聚合物涂层保护玻璃表面不受机械力的损害和化学试剂的侵蚀，而且边缘的环氧树脂密封技术无法达到要求；金属箔片衬底表面粗糙，需要平坦化处理，而且透光性极差，器件只能采用超薄透明电极上部发光的顶发射结构，实用性不强。考虑到常用柔性衬底脆性、封装性能差等因素，一些新型柔性基板可解决一些脆性大、封装性能差的缺点，然而在新型柔性基板上直接制备柔性电极难度较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可转移柔性电极及其制备方法，解决了传统柔性电极材料需固定在基板上而不可转移的难题，实现了柔性电极材料和基板分离的技术效果，即电极可以在器件中单独使用，或者电极可以搭配不同基板进行匹配，丰富了电极的使用方案，使可转移柔性电极相应地具有良好的抗水氧透过能力、导热性、热稳定性、化学稳定性和电学特性；本专利技术还提供了一种可转移柔性电极的应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种可转移柔性电极的制备方法，包括以下步骤：(1)在基板上依次涂覆光刻胶、涂覆PDMS层和层叠薄片石墨，得到初级电极；(2)去掉所述步骤(1)初级电极的光刻胶，使基板脱落，对剩余的PDMS层和薄片石墨进行退火处理，得到可转移柔性电极。优选的，所述步骤(1)中基板为PET、PEN或PI基板。优选的，所述步骤(1)涂覆光刻胶的方式为：按照100～200μL/700cm2的用量在基板上涂覆光刻胶，然后将表面涂覆有光刻胶的基板进行旋转处理，甩出多余光刻胶；所述旋转处理的转速为2000～4000rpm，时间为60s。优选的，所述步骤(1)中PDMS层由PDMS溶液涂覆后退火得到；所述PDMS溶液的浓度为20mg/mL。优选的，所述步骤(1)涂覆PDMS层的方式为旋涂；所述旋涂的用量为100～200μL/700cm2；所述旋涂的转速为3000rpm，时间为60s；所述退火的温度为80℃，时间为4～5h。优选的，所述步骤(1)中薄片石墨采用溶液法制备得到；所述薄片石墨的厚度为2μm。优选的，所述步骤(2)中去掉所述(3)初级电极的光刻胶的方法为溶解法。优选的，所述步骤(2)中退火处理的温度为150℃，时间为20min。本专利技术还提供了上述技术方案所述的可转移柔性电极，包括层叠的PDMS层与薄片石墨。本专利技术还提供了上述技术方案所述可转移柔性电极在光电器件中的应用。本专利技术提供了一种可转移柔性电极的制备方法，包括以下步骤：(1)在基板上依次涂覆光刻胶、涂覆PDMS(聚二甲基硅氧烷)层和层叠薄片石墨，得到初级电极；(2)去掉所述步骤(1)初级电极的光刻胶，使基板脱落，对剩余的PDMS层和薄片石墨进行退火处理，得到可转移柔性电极。本专利技术在基板上叠加光刻胶层、PDMS层和石墨层，并保证PDMS与石墨的界面结合，然后去除光刻胶，使石墨与基板分离，进而提供了一种利用石墨制备可转移柔性电极的方法。由于石墨具有良好的延展性、化学稳定性、散热性和导电性，PDMS具有粘结性能，因而由本专利技术提供的可转移柔性电极可实现与任何基板的配合使用。本专利技术解决了传统柔性电极材料需固定在基板上而不可转移的难题，实现了柔性电极材料和基板分离的技术效果，即柔性电极可以在器件中单独中使用，或者柔性电极可以搭配不同基板进行匹配，可以实现柔性电极与新型柔性基板的匹配，丰富了柔性电极的使用方案，使可转移柔性电极相应地具有良好的抗水氧透过能力、导热性、热稳定性、化学稳定性和电学特性。实验效果表明，本专利技术所述可转移柔性电极经350次弯折半径为8nm的凹凸弯折后，电阻扩大为原电阻的1.4倍，相较于传统电极扩大为原电阻4倍的测试结果，本专利技术所述可转移柔性电极具有优异的机械弯折性能；经过30天的空气环境静置，本专利技术所述可转移柔性电极的电阻增加了1.2倍，而传统电极则增加了2.5倍，本专利技术所述可转移柔性电极具有良好的空气稳定性；在通电状态下的散热性能测试中，本专利技术所述可转移柔性电极中心温度为40.3℃，两侧温度为21.5℃，相较于传统电极中心温度为37.4℃，两侧温度为64.1℃，本专利技术所述可转移柔性电极在高电压工作条件下仍具有优异的散热性能，有利于可转移柔性电极的应用。附图说明图1为本专利技术电极制备工艺流程图；图2为本专利技术应用例1制备得到的PET基板和可转移柔性电极组成的电极；图3为本专利技术应用例1和对比例1机械稳定性测试结果图；图4为本专利技术应用例1和对比例1空气稳定性测试结果图；图5为本专利技术应用例1散热性能测试的热分布图；图6为本专利技术对比例1散热性能测试的热分布图；图7为本专利技术应用例2和对比例2机械稳定性测试结果图；图8为本专利技术应用例2和对比例2空气稳定性测试结果图。具体实施方式本专利技术提供了一种可转移柔性电极的制备方法，包括以下步骤：(1)在基板上依次涂覆光刻胶、涂覆PDMS层和层叠薄片石墨，得到初级电极；(2)去掉所述步骤(1)初级电极的光刻胶，使基板脱落，对剩余的PDMS层和薄片石墨进行退火处理，得到可转移柔性电极。在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料均为本领域技术人员熟知的市售商品即可。本专利技术在基板上涂覆光刻胶，得到初级基板。在本专利技术中，所述基板优选为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺)或玻璃基板。在本专利技术中，所述涂覆光刻胶的方式优选为：按照100～200μL/700cm2的用量在基板上涂覆光刻胶，然后将表面涂覆有光刻胶的基板进行旋转处理，甩出多余光刻胶。在本专利技术中，所述旋转处理的转速优选为3000rpm，时间优选为60s。本专利技术通过涂覆光刻胶后进行旋转处理，通过设置旋转参数甩出多余光刻胶，达到控制基板上光刻胶厚度的目的。在本专利技术中，所述光刻胶的厚度优选为100nm。在涂覆光刻胶前，本专利技术优选还包括对基板的预处理。在本专利技术中，所述预处理优选包括对基板进行清洗和干燥。在本专利技术中，所述清洗优选包括依次进行的洗洁精溶液清洗、去离子水清洗和酒精清洗。在本专利技术中，所述酒精的质量分数优选为95％。在本专利技术中，所述清洗的方式优选为超声。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可转移柔性电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在基板上依次涂覆光刻胶、涂覆PDMS层和层叠薄片石墨，得到初级电极；(2)去掉所述步骤(1)初级电极的光刻胶，使基板脱落，对剩余的PDMS层和薄片石墨进行退火处理，得到可转移柔性电极。

【技术特征摘要】
1.一种可转移柔性电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在基板上依次涂覆光刻胶、涂覆PDMS层和层叠薄片石墨，得到初级电极；(2)去掉所述步骤(1)初级电极的光刻胶，使基板脱落，对剩余的PDMS层和薄片石墨进行退火处理，得到可转移柔性电极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中基板为PET、PEN、PI基板或玻璃基板。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)涂覆光刻胶的方式为：按照100～200uL/700cm2的用量在基板上涂覆光刻胶，然后将表面涂覆有光刻胶的基板进行旋转处理，甩出多余光刻胶；所述旋转处理的转速为2000～4000rpm，时间为60s。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中PDMS层由PDMS溶液涂覆后退火得到；所述PDMS溶液的浓度为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢俊洋，刘康平，王倩楠，王双龙，丁星伟，魏斌，徐韬，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31