[發(fā)明專利]基于納米纖維素-銀納米線的電致發(fā)光器件及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811589373.1
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109634020B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓景泉;陳媛媛;岳一瑩;梅長彤;徐信武;鄭春曉;朱賽玲
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G02F1/1516
• 分類號: G02F1/1516;G02F1/153
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;孟鴿

本發(fā)明公開了一種基于納米纖維素?銀納米線的電致發(fā)光器件，通過以下步驟制備得到：a、以聚二甲基硅氧烷為原料，制備聚二甲基硅氧烷薄膜；b、以聚二甲基硅氧烷薄膜為原料，制備親水性聚二甲基硅氧烷薄膜；c、以聚二甲基硅氧烷、發(fā)光粉、鈦酸鋇為原料，制備發(fā)光層溶液；d、以漂白木漿纖維為原料，制備納米纖維素懸浮液；e、制備納米纖維素懸浮液與水性銀納米線分散液的混合液；f、將混合液噴涂在親水性聚二甲基硅氧烷薄膜表面，旋涂發(fā)光層溶液，在頂部層壓一層電極，即得。本發(fā)明提供的電致發(fā)光器件導(dǎo)電性非常穩(wěn)定、對基底的粘附性強(qiáng)且發(fā)光亮度穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子光電材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于納米纖維素-銀納米線的電致發(fā)光器件及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)由于具有良好的光學(xué)、可拉伸性、粘彈性、機(jī)械穩(wěn)定性、透光性、易成型、生物相容性和化學(xué)性能，以及工序簡單、價格便宜等優(yōu)點，已廣泛用于柔性電子研究領(lǐng)域。但聚二甲基硅氧烷的高疏水性并在表面親水化處理后容易發(fā)生疏水復(fù)原以及對生物大分子具有較強(qiáng)的表面吸附特性，限制了它的應(yīng)用范圍。

銀納米線具有高透明度和導(dǎo)電性，固有的良好機(jī)械強(qiáng)度和低成本生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)點。銀納米線薄膜可以通過沿拉伸方向定向銀納米線來有效地適應(yīng)應(yīng)變，同時在20％的應(yīng)變下保持銀納米線之間的良好電接觸。高度可拉伸的導(dǎo)體已通過借助于屈曲策略的沉積在彈性基板上的銀納米線制造。目前開發(fā)了銀納米線復(fù)合導(dǎo)體，實現(xiàn)了10-33ohm/sq的低薄層電阻，82-94％的高透射率和40-460％的拉伸性。納米線復(fù)合薄膜面臨的最大挑戰(zhàn)是由線-線連接引起的接觸電阻，這可以通過等離子體焊接和化學(xué)焊接等技術(shù)解決，這些技術(shù)將納米線結(jié)連接在一起并降低接觸電阻。它們已在柔性EL器件中得到廣泛研究，顯示出優(yōu)于薄膜對應(yīng)物的優(yōu)勢。但是依舊需要一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案來克服復(fù)雜的圖案化，轉(zhuǎn)移和粘合過程。

天然衍生的纖維素納米晶體(CNCs)是新興的納米材料，其顯示出高強(qiáng)度，高表面積和可調(diào)節(jié)的表面化學(xué)，允許與聚合物，納米顆粒，小分子和生物材料的受控相互作用。CNCⅡs

先氫氧化鈉堿洗然后硫酸水解從天然纖維素源如木漿或棉花中提取，其在表面上留下帶負(fù)電荷的硫酸半酯基團(tuán)。該水解過程優(yōu)先裂解無定形區(qū)域中的纖維素纖維，使高度結(jié)晶的區(qū)段保持完整。納米纖維素纖維(CNCⅡ)長度為46±18nm，橫截面尺寸只有5±1nm。這些高縱橫比納米顆粒表現(xiàn)出令人印象深刻的機(jī)械性能和可調(diào)節(jié)的表面化學(xué)性質(zhì)。它們的高表面積與體積比能夠增強(qiáng)與聚合物，其他納米顆粒和小分子的相互作用并與之結(jié)合。

通過將銀納米線網(wǎng)絡(luò)薄膜嵌入或噴涂在可拉伸聚合物中來制造透明和可拉伸電極。考慮到聚合物的性質(zhì)，例如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，拉伸性，透明性和與待轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合力。如果聚合物和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)之間的鍵合相互作用弱，則不充分的轉(zhuǎn)移將導(dǎo)致薄且透明層中的顯著的導(dǎo)電性降低。代替使用嵌入和轉(zhuǎn)移方法，將銀納米線網(wǎng)絡(luò)直接噴涂到彈性基底上，利用這種方法，可以避免在轉(zhuǎn)移過程中對導(dǎo)電滲透網(wǎng)絡(luò)的損壞，從而在透明層中保持高導(dǎo)電性。但由于銀納米線與聚二甲基硅氧烷表面之間弱粘附性，使得導(dǎo)電層非常不穩(wěn)定與不均勻。

軟電子設(shè)備正在成為推動傳統(tǒng)平面和剛性設(shè)備的界限和局限的新技術(shù)。可變形電致發(fā)光(EL)器件帶來了特殊的興趣，因為它們有望在不久的將來為預(yù)想的以顯示為中心的世界帶來大量新的可能性。通過將發(fā)光層陣列與薄膜壓力傳感器集成，展示了一種用戶交互式電子皮膚，可以直接和量化地顯示設(shè)備上施加的壓力，使得發(fā)射強(qiáng)度變化，這將提供施加壓力的即時量化可視化。用戶交互系統(tǒng)將在汽車控制面板，交互式輸入設(shè)備，機(jī)器人和健康監(jiān)測設(shè)備中找到有趣的應(yīng)用。可變形電致發(fā)光(EL)器件的挑戰(zhàn)之一是它們在拉伸狀態(tài)下顯著影響的器件穩(wěn)定性。為了克服該問題，需要具有良好導(dǎo)電性和透明性的穩(wěn)定導(dǎo)體。

目前市場上還沒有具有較好的水性銀納米線溶液，可以直接噴涂在經(jīng)過親水性處理的聚二甲基硅氧烷表面獲得均勻穩(wěn)定的導(dǎo)電薄膜，為可拉伸電致發(fā)光器件提供均勻穩(wěn)定的電極。

發(fā)明內(nèi)容