[發明專利]一種基于聚酰亞胺基底的柔性透明導電電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201710366038.4
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107248422B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 屠國力;曹中歡;姜鵬飛;李夫;申九林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明公開了一種基于聚酰亞胺基底的柔性透明導電電極，自下而上包括聚酰亞胺基底、浸潤層、金屬層、金屬網格層以及減反射層。通過在PI基底和金屬疊層之間設置浸潤層，保證了金屬疊層以及金屬網格在基底上的粘附性，金屬網格粘附性良好，保證了電極的低方塊電阻，這樣金屬疊層可以做成超薄厚度，進而實現良好的透光率。本發明的電極結構各層之間協同作用，構成一套完整的技術方案，最終使得本發明的PI基底電極透光率高、方塊電阻低，而且與器件連接時，由于減反射層的設置，一方面增加了光透過率，同時也避免了器件短路的問題。

技術領域

本發明屬于光電子材料技術領域，更具體地，涉及一種基于聚酰亞胺(PI)基底的柔性透明導電電極及其制備方法。

背景技術

聚酰亞胺在柔性塑料里面具有最高的玻璃轉化溫度，同時聚酰亞胺還具有優異的熱穩定性，良好的機械性能，聚酰亞胺這些優良的性能使其成為柔性電子領域作為基底材料的優先選項。基于聚酰亞胺基底的透明導電電極可以廣泛應用于光電顯示和有機太陽能領域。

目前研究的比較多的是金屬納米線線涂布在基板上，然后再在基板上涂PI膜，這種方法制作的柔性透明導電膜雖然具有較高的透過率和較低的方阻，但是其霧度比較大，不適合應用于顯示領域。

CN 104810114 A公開了一種高透光率柔性聚酰亞胺基底ITO導電薄膜制作方法，利用兩步濺射ITO的方法制備了黃度比較低的柔性透明導電膜，但是由于ITO本身的脆性，其彎曲性能比較差。

S.Jung等人利用先在玻璃基板上制作銀網格，再涂PI膜，成膜后剝離制作嵌入膜內的金屬網格，然后再在其上濺射ITO的方法制作的柔性透明導電電極具有較低的方阻。但是該方法制作比較復雜，在揭下膜的過程中金屬網格容易斷線，不適合大面積生產。

CN 105895197 A公開了一種柔性透明銀網格復合電極及其制作方法，該方法利用噴墨打印的方法，在柔性基底上先后打印銀網格和導電聚合物或者金屬氧化物半導體或者二者的復合物。該方法是利用銀納米粒子在較低的溫度下融化連接形成銀網格，由于銀納米粒子在低溫下不是完全熔融，因而制作的銀網格電導率遠低于塊材。此外利用該方法制作的銀網格與PI基底的粘附性無法保證，且銀網格的高度也不容易控制，而過高可能導致器件短路。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于聚酰亞胺(PI)基底的柔性透明導電電極，其目的在于通過在PI基底和超薄金屬疊層之間設置浸潤層，增強PI基底和超薄金屬疊層之間的粘附性，同時利用超薄金屬疊層透明導電層與金屬網格相結合，制備得到基于聚酰亞胺基底的高可見光透過率、低方塊電阻、高機械性能的柔性透明導電電極，由此解決現有技術的電極霧度大、金屬網格與基底的粘附性差、金屬網格高度不易控制、斷線不適宜大面積生產或網格線太高導致器件短路的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于聚酰亞胺基底的柔性透明導電電極，所述電極自下而上包括聚酰亞胺基底、浸潤層、金屬層、金屬網格層以及減反射層。

優選地，所述浸潤層的成分為三氧化鉬、氧化鋅、二氧化鈦、五氧化二鉭、氧化鎢、氧化硅和氮化硅的一種或多種。

優選地，所述浸潤層的厚度為2-10nm。

優選地，所述浸潤層通過熱蒸鍍、電子束蒸發、磁控濺射、等離子增強化學氣相沉積或原子層沉積的方法沉積至所述聚酰亞胺基底上。

優選地，所述金屬層為金屬疊層，所述金屬疊層為由金層和銀層構成的金-銀疊層或由銅層和銀層構成的銅-銀疊層，所述金屬疊層中金層或銅層與所述浸潤層相鄰設置。

優選地，所述金屬疊層中金層或銅層的厚度為1-5nm，所述銀層的厚度為2-20nm。

優選地，所述金屬網格層中的金屬為金、銀、銅、鋁、鎳和鉻中的一種或者其合金。