[发明专利]自粘性可转移透明柔性导电胶膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于电子信息技术领域，具体为自粘性可转移透明柔性导电胶膜及其制备方法和应用。本发明制备方法包括：聚四氟基底的预处理，作为PDMS胶膜衬底，在PDMS胶膜表面制备银纳米线网络，转移透明柔性导电胶膜转移等。所制备的胶膜材料良好地继承了银纳米线网络的透明导电性，厚度可在1~10微米间调控，与现有透明导电材料相比具有以下优势：(1)对电极接触材料的形状、粗糙度、亲疏水性高度适应；(2)具有自粘性，对接触材料表面损伤小，易于二次转移分离，同时保证良好的物理接触和电接触；(3)具有低裂纹敏感性，不易因接触材料微裂纹缺陷形成电极渗漏，导致器件短路。因而可广泛应用于各种柔性电子设备和微纳器件的构筑中。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及自粘性可转移透明柔性导电胶膜及其制备和应用。

背景技术

透明柔性导电材料的制备及其在电子器件方面的应用是近年来柔性电子领域研究的热点，是开发柔性显示器、光伏及光电探测设备的关键材料。目前应用最为广泛的氧化铟锡（ITO）等陶瓷基透明导电材料脆性较大，易于受力脆裂，无法满足柔性电子设备的需求。以银纳米线（Ag NW）为代表的金属纳米线网络可能很好地满足透明柔性导电的需要，但其透明性往往依赖于均匀的溶液旋涂过程，对接触材料的亲水性和抗溶剂侵蚀性具有较高的要求，限制了构筑器件时的材料选择。而目前基于亲水性PET衬底的预旋涂膜虽然能够实现较高的透明导电性，却很难与电子材料之间形成良好的物理接触。本发明提出一种基于金属纳米线的自粘性可转移透明柔性导电胶膜，首先制备PDMS-聚四氟衬底，之后进行等离子体亲水处理，并旋涂金属纳米线，得到易于转移的透明导电柔性胶膜。相比于传统方法，本方法制备的透明导电柔性胶膜在保持较高透明导电性的同时，还具有良好的自黏着性，能与各种材料直接形成良好的物理和电学接触，同时对材料表面破坏小，易于转移，并具有较低的裂纹敏感性，能较好满足柔性可穿戴电子设备的材料需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适应性广泛的自粘性可转移透明柔性导电胶膜及其制备方法和应用。

本发明提供的自粘性可转移透明柔性导电胶膜制备方法，包括聚四氟基底的预处理，作为PDMS胶膜衬底，在PDMS胶膜表面制备银纳米线网络，转移透明柔性导电胶膜转移等。具体步骤为：

（1）聚四氟基底的预处理：在平面模板压制下, 加热至270~350℃保温2~5小时，之后自然冷却到室温，对清洁后的聚四氟衬底进行平整化处理；

（2）将PDMS主剂、交联剂和甲苯按照一定比例充分混合，得到溶液A；

（3）将乙二醇、硝酸银、低分子量PVP、高分子量PVP和氯化铁按照一定比例充分混合溶解，得到溶液B；

（4）将溶液B在130~150℃下加热2~4小时，得到包含银纳米线的丝绸色溶液C；

（5）加入一定量无水乙醇到溶液C中充分混合，4500~5500转离心并除去上层液体；

（6）重复步骤(5)多次（一般为3-5次），以除去溶液C中的乙二醇、PVP和副产物；

（7）将溶液A旋涂在聚四氟衬底上，并在80~120℃下保温3~5小时，形成硅胶膜-聚四氟衬底；

（8）在氧等离子体氛围中处理硅胶膜-聚四氟衬底10~20秒，进行表面亲水处理；

（9）将步骤(6)得到的溶液旋涂在经亲水处理的硅胶膜-聚四氟衬底表面，干燥后形成自粘性可转移透明柔性导电胶膜。

进一步，溶液A中，交联剂为道康宁184，PDMS主剂和道康宁184质量比10：（0.8~1.2），甲苯占溶液A的体积分数为25~35%，并可通过改变PDMS主剂、道康宁184交联剂和甲苯的用量比例，调节胶膜厚度。