一种柔性透明银网格复合电极及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种柔性透明银网格复合电极及其制作方法，电极结构为：A/银网格/弹性基底。其中A可以是导电聚合物(PEDOT:PSS)、金属氧化物半导体(ZnO)及这些材料的二元复合物，基底是高弹性塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)及水凝胶等。其制作方法是将金属网格及A材料顺次喷墨打印到高弹性塑料基底上。由此制得的透明电极综合性能优异，具体表现为方阻低，透光率高，柔性好(可任意弯折、扭曲甚至拉伸)，表面平整及抗氧化能力强，形状与尺寸任意可调等。
【专利说明】
一种柔性透明银网格复合电极及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种柔性透明银网格复合电极及其制作方法，属于光电信息材料及应用领域。
【背景技术】
[0002]随着柔性、便携、低成本及精美的可穿戴电子产品的出现，作为其重要组成部分的电极不仅需要优异的光电性能、高度柔性、表面平整、优越的化学稳定性、低成本制作而且需要可控的图案化制作及任意可调的尺寸。但是目前同时具备上述特征的电极还不存在。
【发明内容】
[0003]技术问题:为了克服上述现有技术的不足，更好的满足未来可穿戴电子产品的发展，本发明提供了一种综合性能优异的柔性透明银网格复合薄膜电极及其制作方法。该薄膜电极能同时实现优异的光电性能、高度柔性、表面平整、强的化学稳定性、低成本制作以及图案化制作。
[0004]技术方案:本发明所述的柔性透明电极为:A/银网格/弹性基底;其中A是导电聚合物PED0T:PSS、金属氧化物半导体ZnO或这些材料的二元复合物，弹性基底是高弹性塑料。
[0005]其中A可以是导电聚合物PEDOT:PSS、金属氧化物半导体ZnO及这些材料的二元复合物，基底是高弹性塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酰亚胺P1、聚乙烯醇PVA、聚甲基硅氧烷PDMS、聚氨酯丙烯酸酯PUA及水凝胶等。
[0006]所述的高弹性塑料是:聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酰亚胺P1、聚乙烯醇PVA、聚甲基硅氧烷PDMS、聚氨酯丙烯酸酯PUA或水凝胶。
[0007]所述的PEDOT: PSS溶液是掺杂了体积比5 %?7 %的二甲基亚砜DMSO或乙二醇EG及
0.3 %?2 %的表面活性剂的的PEDOT: PSS; ZnO为乙醇胺掺杂的0.5M乙二醇甲醚混合溶液或ZnO纳米粒子分散液。
[0008]本发明的柔性透明复合电极的制作方法是:将银网格及A材料(PEDOT:PSS或ZnO)以一定的形状与尺寸喷墨打印到弹性塑料基底上。
[0009]银网格线宽控制在500nm?150μπι范围内，线间距控制在ΙΟμπι?2000μπι范围内。
[0010]有益效果:采用A/银网格复合结构，可以克服单一材料的缺点同时发挥单一材料的优势，从而有利于获得综合性能优异的电极。通过调节银网格的线宽、线间距及复合A材料可以同时实现高度的导电性和透光性，A材料印刷在网格的表面除了增大银网格的导电性，还可以降低银网格的表面粗糙度及抗氧化能力，高弹性基底的选择亦大大提高了柔性。另外，喷墨打印是溶液加工、增材制造方式，节约材料，成本低，同时喷墨打印可以实现电极的图案化制作及形状与尺寸的调节。总之，电极的综合性能优异，特别适用于未来柔性、便携、低成本及精美的可穿戴电子产品的应用。
【附图说明】
[0011]图1为电极的光电能表征。
【具体实施方式】
[0012 ]本发明的一种柔性透明银网格复合电极结构为:A/银网格/弹性基底;其中A是导电聚合物PED0T:PSS、金属氧化物半导体ZnO或这些材料的二元复合物，弹性基底是高弹性塑料。所述的高弹性塑料是:聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酰亚胺P1、聚乙烯醇PVA、聚甲基硅氧烷PDMS、聚氨酯丙烯酸酯PUA或水凝胶。所述的PEDOT: PSS溶液是掺杂了体积比5 %?7 %的二甲基亚砜DMSO或乙二醇EG及0.3 %?2 %的表面活性剂的PEDOT: PSS ； ZnO为乙醇胺掺杂的0.5M乙二醇甲醚混合溶液或ZnO纳米粒子分散液。
[0013]实施例1
[0014]将PDMS基底等离子体处理3s，置于打印平台上并升温至55 V。控制点间距为50μπι，线间距为ΙΟΟΟμπι，在处理后的PDMS基底上打印银网格。置于加热台上，120 °C下退火lh。冷却后，控至点间距为40μπι，在其上打印一层掺杂6 %的乙二醇及2 %的表面活性剂的PEDOT:PSS ο置于加热台上，120 °C下退火15min。
[0015]实施例2
[0016]将PET置于打印平台上并升温至55°C，控制点间距为50μπι，线间距为ΙΟΟΟμπι，在其上打印银网格。置于加热台上，120 °C下退火Ih。冷却后，控至点间距为40μπι，在其上打印一层掺杂6%的乙二醇及2%的表面活性剂的PED0T:PSS。置于加热台上，120°C下退火15min。
[0017]实施例3
[0018]将TOMS基底等离子体处理3s，置于打印平台上并升温至55°C。控制点间距为50μπι，线间距为ΙΟΟΟμπι，在处理后的PDMS基底上打印银网格。置于加热台上，120 °C下退火lh。冷却后，控至点间距为40μπι，在其上打印一层ZnO纳米粒子分散液。置于加热台上，120°C下退火15min0
【主权项】
1.一种柔性透明银网格复合电极，其特征在于:该电极结构为:A/银网格/弹性基底;其中A是导电聚合物PEDOT:PSS、金属氧化物半导体ZnO或这些材料的二元复合物，弹性基底是尚弹性塑料。2.根据权利要求1所述的柔性透明银网格复合电极，其特征在于:所述的高弹性塑料是:聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酰亚胺P1、聚乙烯醇PVA、聚甲基硅氧烷PDMS、聚氨酯丙烯酸酯PUA或水凝胶。3.根据权利要求1所述的柔性透明银网格复合电极，其特征在于:所述的PED0T:PSS溶液是掺杂了体积比5%?7%的二甲基亚砜DMSO或乙二醇EG及0.3%?2%的表面活性剂的PEDOT: PSS; ZnO为乙醇胺掺杂的0.5M乙二醇甲醚混合溶液或ZnO纳米粒子分散液。4.一种如权利I所述的柔性透明银网格复合电极的制作方法，其特征在于:银网格及A材料是通过喷墨打印方式印刷到弹性塑料基底上。5.如权利要求4所述的柔性透明银网格复合电极的制作方法，其特征在于:银网格线宽控制在500nm?150μηι范围内，线间距控制在ΙΟμπι?2000μηι范围内。
【文档编号】H01B5/14GK105895197SQ201610232791
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】赖文勇, 黄维, 程涛, 姜茜, 吴芷卿, 李志辉
【申请人】南京邮电大学