[發(fā)明專利]一種基于圖案化層層組裝自支持膜的柔性透明導(dǎo)電膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811541755.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109493998B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳小玲;桑賈·馬圖爾;郭巧靜;賀苗苗;郝偉珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01B5/14
• 分類號(hào): H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 14110 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 任林芳<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

一種基于圖案化層層組裝自支持膜的柔性透明導(dǎo)電膜及其制備方法，屬于透明導(dǎo)電膜技術(shù)領(lǐng)域，可解決現(xiàn)有柔性透明襯底材料不耐高溫、不耐有機(jī)溶劑、機(jī)械性能差、與導(dǎo)電材料之間的黏附力弱等問(wèn)題，該柔性透明導(dǎo)電膜主要由圖案化層層組裝自支持膜和導(dǎo)電材料組成，該方法首先用室溫壓印技術(shù)在層層組裝膜表面制備圖案化的網(wǎng)絡(luò)狀凹槽，然后在凹槽內(nèi)填充導(dǎo)電材料，最后將層層組裝膜與基底分離形成導(dǎo)電自支持膜。層層組裝自支持膜與現(xiàn)有柔性透明襯底相比有耐高溫、更薄的厚度，更強(qiáng)的機(jī)械性能，膜的組成和結(jié)構(gòu)可精確調(diào)控，且易于進(jìn)行表面修飾，以達(dá)到增透、減反射、增強(qiáng)基底與導(dǎo)電材料之間的黏附力等目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于透明導(dǎo)電膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖案化層層組裝自支持膜的柔性透明導(dǎo)電膜及其制備方法。

背景技術(shù)

透明導(dǎo)電膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有高的透過(guò)率和高的導(dǎo)電性，已廣泛應(yīng)用于抗靜電涂層、電磁屏蔽、太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、觸摸屏、傳感器和執(zhí)行器、智能皮膚等。伴隨著電子器件柔性化、輕薄化的發(fā)展趨勢(shì)，柔性透明導(dǎo)電膜的研究和開(kāi)發(fā)日益受到人們的關(guān)注。目前，柔性透明導(dǎo)電膜領(lǐng)域的主要研究工作大致分為導(dǎo)電材料和襯底材料兩個(gè)方面。

導(dǎo)電材料方面，最初廣泛應(yīng)用的ITO透明導(dǎo)電膜質(zhì)脆、制備溫度較高、膜中金屬In比較稀缺且有毒，因此人們積極開(kāi)發(fā)新的材料來(lái)替代ITO，如以FTO、AZO為代表的不含金屬In的透明導(dǎo)電氧化物（TCO）、金屬納米粒子、銀納米線、銅納米線、碳納米管、石墨烯、導(dǎo)電聚合物等。

現(xiàn)有的柔性襯底材料多為商品化的聚合物薄膜，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯（PC）、柔性聚氯乙烯 (PVC)和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚酰亞胺 (PI)、聚鄰苯二甲酰胺(PPA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基乙烯基硅氧烷（PVMS）等。這些商品化的聚合物薄膜普遍存在不耐高溫、不耐有機(jī)溶劑或透明性不高等問(wèn)題。

除了導(dǎo)電材料和現(xiàn)有柔性襯底材料本身的缺陷以外，柔性透明導(dǎo)電膜目前面臨的主要問(wèn)題是導(dǎo)電材料與襯底之間的黏附力不強(qiáng)、匹配度不高，襯底形變過(guò)程中導(dǎo)電率發(fā)生變化使信號(hào)減弱或失真，嚴(yán)重影響器件的性能和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有柔性透明襯底材料不耐高溫、不耐有機(jī)溶劑、機(jī)械性能差、與導(dǎo)電材料之間的黏附力弱等問(wèn)題，提供了一種基于圖案化層層組裝自支持膜的柔性透明導(dǎo)電膜及其制備方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于圖案化層層組裝自支持膜的柔性透明導(dǎo)電膜，包括表面帶圖案化的網(wǎng)絡(luò)狀凹槽的層層組裝自支持膜和位于凹槽內(nèi)的導(dǎo)電材料。

一種基于圖案化層層組裝自支持膜的柔性透明導(dǎo)電膜的制備方法，包括如下步驟：

第一步，表面帶圖案化的網(wǎng)絡(luò)狀凹槽的層層組裝自支持膜的制備：清洗基底，然后對(duì)基底進(jìn)行修飾，使其表面帶正電荷后，分別在溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中交替浸泡5~20min，并間隔以2~3次水洗，每次1~2min，循環(huán)2個(gè)以上周期，得到層層組裝自支持膜；

將NOA63模板與層層組裝自支持膜緊密貼合在一起，疊放在兩個(gè)玻璃片中間，然后放置于磁力壓印設(shè)備中間，在室溫下施加50~100bar的壓力，保存2h以上，移除模板，得到表面帶圖案化的網(wǎng)絡(luò)狀凹槽的層層組裝自支持膜；

第二步，表面帶圖案化的網(wǎng)絡(luò)狀凹槽的層層組裝自支持膜的凹槽內(nèi)制備導(dǎo)電材料：將導(dǎo)電材料滴涂、旋涂或刮涂在表面帶圖案化的網(wǎng)絡(luò)狀凹槽的層層組裝自支持膜上，晾干或烘干后，得到帶有導(dǎo)電材料的層層組裝自支持膜；

第三步，帶有導(dǎo)電材料的層層組裝自支持膜與基底分離，得到基于圖案化層層組裝自支持膜的柔性透明導(dǎo)電膜。

所述基底包括玻璃基底，采用聚（二烯丙基二甲基氯化銨）或枝化聚乙烯亞胺進(jìn)行修飾。