导电凝胶薄膜制备方法、薄膜、MEMS器件及电子设备技术

本申请公开一种导电凝胶薄膜制备方法、薄膜、MEMS器件及电子设备，涉及导电材料技术领域，得到的导电凝胶薄膜兼具低模量和导电的性能，可以替代在聚合物上额外设置金属电极的方式，简化器件结构，且无需增加工艺流程，不会造成器件生产成本的增加。导电凝胶薄膜制备方法，包括：将导电材料、交联剂和至少一种小分子单体材料加入到溶剂中，搅拌均匀后得到第一溶液；将引发剂加入到所述第一溶液中搅拌均匀，得到第二溶液；将所述第二溶液注入薄膜成型模具中静置设定时间，以通过所述第二溶液中发生的聚合反应得到导电凝胶薄膜。的聚合反应得到导电凝胶薄膜。的聚合反应得到导电凝胶薄膜。

【技术实现步骤摘要】
导电凝胶薄膜制备方法、薄膜、MEMS器件及电子设备


[0001]本申请涉及导电材料
，尤其涉及一种导电凝胶薄膜制备方法、薄膜、MEMS器件及电子设备。

技术介绍

[0002]目前，在常规的MEMS(微机电系统)器件中，功能层通常选用金属材料，而金属材料模量较高，需要施加很大电压才能实现运动形变且形变量很小。而聚合物本身模量低，受到外力容易形变，但是通常的聚合物无法导电。因此，通常需要在聚合物上额外溅射金属电极，以兼具导电和形变的需求。
[0003]然而，在低模量的聚合物上额外建设金属电极，使得MEMS器件的结构变得复杂，且需要增加新的工艺流程，加长了器件的制备流程，增加生产成本。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种导电凝胶薄膜制备方法、薄膜、MEMS器件及电子设备，得到的导电凝胶薄膜兼具低模量和导电的性能，可以替代在聚合物上额外设置金属电极的方式，简化器件结构，且无需增加工艺流程，不会造成器件生产成本的增加。
[0005]本申请实施例的第一方面，提供一种导电凝胶薄膜制备方法，包括：
[0006]将导电材料、交联剂和至少一种小分子单体材料加入到溶剂中，搅拌均匀后得到第一溶液，其中，所述导电材料包括PEDOT:PSS、银纳米线、氧化石墨烯和碳纳米管中的至少一者，所述PEDOT:PSS的质量占比为0.1％至10％，所述银纳米线的质量占比为1％至5％，所述氧化石墨烯的质量占比为0.5％至5％，所述碳纳米管的质量占比为0.5％至5％，所述交联剂包括聚乙二醇和/或N，N'
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亚甲基双丙烯酰胺，所述交联剂的质量占比为0.5％至1％，所述小分子单体包括海藻酸钠、丙烯酰胺、丙烯酸、明胶、壳聚糖、N
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异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的至少一种，所述丙烯酰胺的质量占比为5％至20％，所述海藻酸钠的质量占比为0.5％至5％，所述丙烯酸的质量占比为5％至25％，所述明胶的质量占比为1％至5％，所述壳聚糖的质量占比为0.5％至5％，所述N
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异丙基丙烯酰胺的质量占比为5％至20％，所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量占比为5％至15％；
[0007]将引发剂加入到所述第一溶液中搅拌均匀，得到第二溶液，其中，所述引发剂包括偶氮二异丁氰、偶氮二异庚氰、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种，所述引发剂的质量占比为0.1％至0.5％；
[0008]将所述第二溶液注入薄膜成型模具中静置设定时间，以通过所述第二溶液中发生的聚合反应得到导电凝胶薄膜。
[0009]在一些实施方式中，所述导电材料包括所述PEDOT:PSS，所述第一溶液中的所述PEDOT:PSS的质量占比为8％；
[0010]所述交联剂包括所述N，N'
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亚甲基双丙烯酰胺，所述第一溶液中的所述N，N'
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亚甲基双丙烯酰胺的质量占比为0.5％；
[0011]所述小分子单体包括所述丙烯酰胺和所述海藻酸钠，所述第一溶液中的所述丙烯酰胺的质量占比为15％，所述海藻酸钠的质量占比为0.5％至2％,；
[0012]所述引发剂包括过所述硫酸钾，所述第二溶液的所述过硫酸钾的质量占比为0.1％。
[0013]在一些实施方式中，所述海藻酸钠的质量占比为1％；和/或，
[0014]所述设定时间为至少24小时，且静置温度为室温。
[0015]在一些实施方式中，所述导电材料包括所述银纳米线，所述第一溶液中的所述银纳米线的质量占比为5％；
[0016]所述第一溶液中的所述交联剂的质量占比为1％；
[0017]所述小分子单体包括所述丙烯酸和所述明胶，所述第一溶液中的所述丙烯酸的质量占比为10％至25％，所述明胶的质量占比为3％；
[0018]所述引发剂包括所述过硫酸铵，所述第二溶液的所述过硫酸铵的质量占比为0.5％。
[0019]在一些实施方式中，所述丙烯酸的质量占比为20％；
[0020]和/或，
[0021]所述将引发剂加入到所述第一溶液中搅拌均匀的步骤中的搅拌条件为持续搅拌至少30分钟；
[0022]和/或，
[0023]所述设定时间为至少12小时，且静置温度为室温。
[0024]在一些实施方式中，所述导电材料包括所述氧化石墨烯，所述第一溶液中的所述氧化石墨烯的质量占比为5％；
[0025]所述第一溶液中的所述交联剂的质量占比为0.5％％；
[0026]所述小分子单体包括所述丙烯酸、所述丙烯酰胺和所述壳聚糖，所述第一溶液中的所述丙烯酸的质量占比为5％至15％，所述丙烯酰胺的质量占比为15％，所述壳聚糖的质量占比为1％；
[0027]所述引发剂包括所述偶氮二异丁氰，所述第二溶液的所述偶氮二异丁氰的质量占比为0.5％。
[0028]在一些实施方式中，所述丙烯酸的质量占比为5％；
[0029]和/或，
[0030]所述将引发剂加入到所述第一溶液中搅拌均匀的步骤中的搅拌条件为持续搅拌至少30分钟；
[0031]和/或，
[0032]所述设定时间为3至6小时，且静置温度为40℃至70℃。
[0033]在一些实施方式中，所述导电材料包括所述碳纳米管，所述第一溶液中的所述碳纳米管的质量占比为5％；
[0034]所述第一溶液中的所述交联剂的质量占比为0.5％；
[0035]所述小分子单体包括所述N
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异丙基丙烯酰胺、所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和所述海藻酸钠，所述第一溶液中的所述N
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异丙基丙烯酰胺的质量占比为15％，所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量占比为5％，所述海藻酸钠的质量占比为1％；
[0036]所述引发剂包括所述偶氮二异丁氰，所述第二溶液的所述偶氮二异丁氰的质量占比为0.5％。
[0037]在一些实施方式中，所述将引发剂加入到所述第一溶液中搅拌均匀的步骤中的搅拌条件为持续搅拌至少1小时；
[0038]和/或，
[0039]所述设定时间为3至6小时，且静置温度为40℃至70℃。
[0040]在一些实施方式中，所述将所述第二溶液注入薄膜成型模具中静置设定时间，以通过所述第二溶液中发生的聚合反应得到导电凝胶薄膜，包括：
[0041]利用毛细作用，将所述第二溶液注入所述薄膜成型模具中，以将所述薄膜成型模具的空隙填满；
[0042]对所述薄膜成型模具中填充的所述第二溶液进行静置设定时间，以通过所述第二溶液中发生的聚合反应得到所述导电凝胶薄膜。
[0043]本申请实施例的第二方面，提供一种导电凝胶薄膜，采用如第一方面所述的导电凝胶薄膜制备方法制成；
[0044]所述导电凝胶薄膜的材料结构呈交联网状结构。
[0045]本申请实施例的第三方面，提供一种MEMS器件，包括：
[0046]如第二方面所述的导电凝胶薄膜。
[0047]在一些实施方式中，所述MEMS器件，还包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电凝胶薄膜制备方法，其特征在于，包括：将导电材料、交联剂和至少一种小分子单体材料加入到溶剂中，搅拌均匀后得到第一溶液，其中，所述导电材料包括PEDOT:PSS、银纳米线、氧化石墨烯和碳纳米管中的至少一者，所述PEDOT:PSS的质量占比为0.1％至10％，所述银纳米线的质量占比为1％至5％，所述氧化石墨烯的质量占比为0.5％至5％，所述碳纳米管的质量占比为0.5％至5％，所述交联剂包括聚乙二醇和/或N，N'
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亚甲基双丙烯酰胺，所述交联剂的质量占比为0.5％至1％，所述小分子单体包括海藻酸钠、丙烯酰胺、丙烯酸、明胶、壳聚糖、N
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异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的至少一种，所述丙烯酰胺的质量占比为5％至20％，所述海藻酸钠的质量占比为0.5％至5％，所述丙烯酸的质量占比为5％至25％，所述明胶的质量占比为1％至5％，所述壳聚糖的质量占比为0.5％至5％，所述N
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异丙基丙烯酰胺的质量占比为5％至20％，所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量占比为5％至15％；将引发剂加入到所述第一溶液中搅拌均匀，得到第二溶液，其中，所述引发剂包括偶氮二异丁氰、偶氮二异庚氰、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种，所述引发剂的质量占比为0.1％至0.5％；将所述第二溶液注入薄膜成型模具中静置设定时间，以通过所述第二溶液中发生的聚合反应得到导电凝胶薄膜。2.根据权利要求1所述的导电凝胶薄膜制备方法，其特征在于，所述导电材料包括所述PEDOT:PSS，所述第一溶液中的所述PEDOT:PSS的质量占比为8％；所述交联剂包括所述N，N'
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亚甲基双丙烯酰胺，所述第一溶液中的所述N，N'
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亚甲基双丙烯酰胺的质量占比为0.5％；所述小分子单体包括所述丙烯酰胺和所述海藻酸钠，所述第一溶液中的所述丙烯酰胺的质量占比为15％，所述海藻酸钠的质量占比为0.5％至2％,；所述引发剂包括过所述硫酸钾，所述第二溶液的所述过硫酸钾的质量占比为0.1％。3.根据权利要求2所述的导电凝胶薄膜制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠的质量占比为1％；和/或，所述设定时间为至少24小时，且静置温度为室温。4.根据权利要求1所述的导电凝胶薄膜制备方法，其特征在于，所述导电材料包括所述银纳米线，所述第一溶液中的所述银纳米线的质量占比为5％；所述第一溶液中的所述交联剂的质量占比为1％；所述小分子单体包括所述丙烯酸和所述明胶，所述第一溶液中的所述丙烯酸的质量占比为10％至25％，所述明胶的质量占比为3％；所述引发剂包括所述过硫酸铵，所述第二溶液的所述过硫酸铵的质量占比为0.5％。5.根据权利要求4所述的导电凝胶薄膜制备方法，其特征在于，所述丙烯酸的质量占比为20％；和/或，所述将引发剂加入到所述第一溶液中搅拌均匀的步骤中的搅拌条件为持续搅拌至少30分钟；和/或，
所述设定时间为至少12小时，且静置温度为室温。6.根据权利要求1所述的导电凝胶薄膜制备方法，其特征在于，所述导电材料包括所述氧化石墨烯，所述第一溶液中的所述氧化石墨烯的质量占比为5％；所述第一溶液中的所述交联剂的质量占比为0.5％％；所述小分子单体包括所述丙烯酸、所述丙烯酰胺和所述壳聚糖，所述第一溶液中的所述丙烯酸的质量占比为5％至15％，所述丙烯酰胺的质量占比为15％，所述壳聚糖的质量占比为1％；所述引发剂包括所述偶氮二异丁氰，所述第二溶液的所述偶氮二异丁氰的质量占比为0.5％。7.根据权利要求6所述的导电凝胶薄膜制备方法，其特征在于，所述丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张寒冰，李文波，刘金豆，朱向阳，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：