[發(fā)明專利]用于制備光電子器件的薄膜、其制備方法和光電子器件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010216101.4
• 申請(qǐng)日: 2010-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102311615A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹雷;陳國(guó)鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): C08L65/00
• 分類號(hào): C08L65/00;C08L79/02;C08L79/04;C08K7/00;C08K3/04;H01L51/00;C08G61/12;C08G61/02;C08G73/02;C08G73/06;C08J5/18
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制備光電子器件的薄膜，其制備方法和用這種薄膜制備的光電子器件。

背景技術(shù)

在過(guò)去的幾十年中有機(jī)電子學(xué)逐漸成為一個(gè)非常吸引人的領(lǐng)域。最近，有機(jī)材料廣泛用于各種光電顯示器件中，例如手機(jī)、筆記本電腦、高清電視和數(shù)碼照相機(jī)。為了降低卷繞式印刷制造(roll-to-roll)的成本，目前正著力于開(kāi)發(fā)大面積的、柔性的且低造價(jià)的光電器件，如電極。現(xiàn)有技術(shù)中用于光電顯示器件的電極是剛性的帶有銦錫氧化物(ITO)的玻璃(參見(jiàn)Vandana?Singh，C.K.Suman?and?Satyendra?Kumar，Proc.of?ASID’06，8-12?Oct)。但是為了適應(yīng)卷繞式制造的方法，需要柔性的、透明導(dǎo)電電極。為了得到這種柔性電極，目前已開(kāi)發(fā)了將ITO濺射到塑料基板上的技術(shù)。可是真空沉積法既昂貴又費(fèi)時(shí)，而且要達(dá)到所需的導(dǎo)電性和透明度的目的還有一定挑戰(zhàn)性。并且，由于資源有限，ITO的價(jià)格又急劇升高。最近，ITO的代替物引起了巨大的研究興趣。

有研究者用聚苯胺、聚噻吩等導(dǎo)電聚合物制備了柔性透明電極(參見(jiàn)Yang?Y.，Heeger?A.J.，Applied?Physics?Letters，Volume?64，Issue?10，March?7，1994，pp.1245-1247)。但導(dǎo)電聚合物存在一個(gè)矛盾：透明還是導(dǎo)電。導(dǎo)電聚合物具有高度共軛的性質(zhì)，其在中性未摻雜狀態(tài)具有高吸光度，在摻雜狀態(tài)甚至情況會(huì)更嚴(yán)重。為了得到更高透明度，可以制備更薄的薄膜，但是這一般會(huì)導(dǎo)致電阻的升高。此外，透明度的上限決定于材料本身，取決于不同導(dǎo)電聚合物的分子吸收。

此外，還有研究者通過(guò)在塑料基板上沉積表面活性劑穩(wěn)定化的碳納米管制備了柔性透明電極(參見(jiàn)G.B.Blanchet，et?al.，Applied?Physics?Letters，2003，82，1291)。在這類電極中，碳納米管通過(guò)范德華力被吸附在塑料基板上，在碳納米管和塑料基板間的粘附力會(huì)較差。而且，由于碳納米管的混亂堆疊，也使得電極的粗糙度會(huì)相對(duì)較高。

上述兩類電極都不能夠克服所有的高導(dǎo)電性、高透明度、低粗糙度和高機(jī)械強(qiáng)度等性能要求問(wèn)題，而僅僅提高上述性質(zhì)中的任何一個(gè)都不能使電極滿足柔性電子設(shè)備中使用的電極的需求。所以，需要開(kāi)發(fā)一種低造價(jià)的，具有低紫外可見(jiàn)光吸收和高導(dǎo)電性的薄膜來(lái)達(dá)成高透明度和低電阻的理想結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種造價(jià)較低的的薄膜，該薄膜可用于制備柔性透明電極、顯示屏、場(chǎng)效應(yīng)管或電子印刷電路等光電子器件。該薄膜的導(dǎo)電性和透明度都能夠滿足柔性光電子器件的需求。

具體而言，本發(fā)明提供一種用于制備光電子器件的薄膜，該薄膜改善了透明度和導(dǎo)電性，而且表面粗糙度也比較低。此外，其造價(jià)較低，符合成本節(jié)約的需求。

本發(fā)明提供的用于制備光電子器件的薄膜，包括碳納米管和導(dǎo)電聚合物。其中導(dǎo)電聚合物可包括選自下列通式(1)-(4)的至少一種聚合物：

通式(1)

通式(2)

通式(3)

通式(4)

其中，R和R’各自獨(dú)立，分別為C1-C18的烷基或C1-C18的烷氧基；n為10-10⁵范圍內(nèi)的整數(shù)。導(dǎo)電聚合物可以包括但不限于聚噻吩、聚苯撐乙烯、聚苯胺、聚吡咯及上述導(dǎo)電聚合物的衍生物，例如具有下列通式(5)的化合物。其中碳納米管可以是單壁、雙壁或多壁碳納米管。

通式(5)

本發(fā)明還提供一種光電子器件，由如上所述的薄膜制備，例如柔性透明電極、顯示屏、場(chǎng)效應(yīng)管、電子印刷電路等。本發(fā)明的薄膜同時(shí)保證了透明性和導(dǎo)電性，而且避免了粗糙度高的缺陷，更加符合光電子器件制備的要求。

另外，本發(fā)明提供一種制備用于制備光電子器件的薄膜的方法，包括如下步驟：

(1)將碳納米管均勻分散于導(dǎo)電聚合物溶液中；

(2)將得到的混合物分散液涂覆到基板上；

(3)室溫或加熱固化成膜；

或(1)將碳納米管均勻分散于導(dǎo)電聚合物的單體中；

(2)將得到的混合物分散液涂覆到基板上；

(3)室溫或加熱使單體聚合，成膜。

上述導(dǎo)電聚合物可以包括選自下列通式(1)-(4)的至少一種聚合物：

通式(1)

通式(2)

通式(3)

通式(4)