[發明專利]一種柔性透明電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201410324916.2
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN105280840A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 李耘;高卓;付東
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: H01L51/56
• 分類號: H01L51/56;H01L51/52
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了一種柔性透明電極及其制備方法，通過在載體基板上涂覆聚合物溶液，形成聚合物膜；在所述聚合物膜上制備柵格圖案的納米金屬墨水，通過高溫退火處理形成金屬柵格電極；在所述聚合物膜上具有金屬柵格電極的一側涂覆透明導電膠并烘干燒結；將所述聚合物膜、金屬柵格電極和透明導電膠從載體基板上剝離下來，得到對應的柔性透明電極；在保證電極柔性的同時，極高的改善了透明導電膜的電導率、透過率和抗彎折性能，并降低了器件的厚度和加工工藝難度，簡化了生成工藝，降低了生產成本，產品質量高。

技術領域

本發明涉及柔性顯示器領域，尤其涉及一種柔性透明電極及其制備方法。

背景技術

近年來，柔性顯示器由于其獨特的優點越來越受人民的關注，也是國內外各大公司和研究機構的研究熱點，而限制其快速發展的柔性電極一直未得到很好的解決，雖然研究者們從材料及加工工藝對其進行了改進，但柔性電極的器件厚度、透過率、電導率和抗彎折能力等性能一直未獲得很好的結果。

目前各大公司和研究機構競相研究可以取代ITO（Indium Tin Oxides，氧化銦錫透明導電玻璃）的柔性透明導電膜制備技術，按照其材料與結構的不同可分為以下幾類：

第一種是采用凹版壓印方式在預先涂有壓印膠的PET（ polyethyleneterephthalate，聚對苯二甲酸乙二醇酯）或PEN（ polyethylene naphthalate，聚萘二甲酸乙二醇酯）等柔性基板上制備金屬柵格，填充金屬墨水后再通過低溫退火與涂敷高導電率PEDOT:PSS聚合物形成透明柔性電極。所述PEDOT:PSS是一種高分子聚合物的水溶液，導電率很高，根據不同的配方，可以得到導電率不同的水溶液。該產品是由PEDOT和PSS兩種物質構成。PEDOT是EDOT（3，4-乙撐二氧噻吩單體）的聚合物，PSS 是聚苯乙烯磺酸鹽。由于受到工藝限制，此種透明導電膜結構厚度過厚（基板厚度≧100um，透明電極部分厚度≈3um），導致抗彎折能力下降。同時制備此種結構的透明導電膜時需使用壓印膠和Primer（底漆）層，這不僅增加了研發、制造成本和工藝步驟，還提高了制造難度。使用該種技術的研究單位和企業主要為歐菲光和蘇州納米技術與納米仿生研究所等。

第二種是以石墨烯為原料，通過高溫CVD（Chemical Vapor Deposition, 化學氣相沉積）在金屬襯底上制備單層石墨烯薄膜，再轉印至PET和PEN柔性基底上制作柔性透明導電膜結構。由于單層石墨烯薄膜厚度僅為0.34nm, 所以此種柔性透明導電膜電學性能取決于襯底的表面粗糙度，其電阻率遠大于ITO。若以摻雜手段改進電阻率，則引入的摻雜物會污染器件其它結構，而大大降低柔性顯示器其余部件的壽命。同時CVD制備方法所需溫度大于1000℃且制成產品尺寸受限，且轉印工藝增加了制造步驟且尚不成熟。使用該種技術的研究單位和企業主要為Bluestone和無錫格菲等。

第三種是使用SWNT（single-walled carbon nanotube，單壁碳納米管）導電膠，涂覆于PET和PEN上成膜而制備柔性透明導電膜結構。以單壁碳納米管制作的柔性透明電極，電阻率較大，而以摻雜手段改進電阻率，引入的摻雜物會污染器件其他結構。同時單壁碳納米管溶液分離困難，制作難度較大。用該種技術的研究單位和企業主要為中國科學院沈陽金屬研究所等。

以上所有的結構要么是制造工藝復雜、成本較高，要么器件抗彎折強度、電導率或透過率低下，無法達到現有ITO透明電極性能要求。到目前為止，以上方法并不適于大尺寸、高分辨率的柔性電極制作，且其具體工藝流程尚不成熟，還不能為工業化生產大面積柔性透明電極提供可靠的工藝路線。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種柔性透明電極及其制備方法，旨在解決現有的柔性顯示器的柔性透明電極工藝復雜、成本高、產品質量不高的問題。

本發明的技術方案如下：