[发明专利]柔性透明电极及其制备方法和含有该透明电极的光传输控制装置

说明书

本发明公开了一种柔性透明电极及其制备方法和含有该透明电极的光传输控制装置；所述柔性透明电极包括柔性透明基底和银纳米线膜；所述银纳米线膜半埋入在所述柔性透明基底上；所述透明基底为一种或多种高分子聚合物；所述银纳米线膜的厚度在30纳米至300纳米；所述银纳米线膜的透光率在75%至98%；所述银纳米线膜的表面方块电阻是5欧姆/sq至200欧姆/sq。柔性透明电极具有良好的柔韧性和机械强度，高的透光率和一定的导电性，且成本低廉，将该柔性透明电极应用到光控制装置中后，该装置的开关切换具有优异的稳定性和可逆性。

技术领域

本发明涉及透明导电电极领域，其是光电器件中的关键部件，例如太阳能电池，触摸板，平板显示器和智能窗。特别是，本发明涉及一种制备具有优异柔韧性和坚固粘合性的光学透明和导电的银纳米线薄膜的方法，以及所述薄膜作为柔性和透明导电电极在光传输控制装置中的应用，更具体地说，在悬浮颗粒装置中的应用。

背景技术

随着技术的飞速发展，电子和光电器件的应用领域越来越宽泛，从简单的家用电器和多媒体系统到通信、能源和医疗器械等领域。透明导电电极是这些光电器件的关键部件，如太阳能电池，平板显示器，触摸板和智能窗。氧化铟锡（ITO）具有高的透光率和良好的导电性，是最常用于制造透明电极的材料。然而，它不适用于柔性电子器件，因为ITO的脆性，容易开裂，在一些不能避免弯曲的应用中时容易破裂。因此，具有透明，柔韧和耐磨等特征的电极引起了广泛的关注，旨在替代传统的ITO。碳纳米管，石墨烯，导电聚合物，金属网格和金属纳米线等材料被认为是下一代透明电极的有力竞争者。其中，基于银纳米线的透明电极由于其高光学透过率和低表面方阻而引起了极大的兴趣。通常，制备柔性银纳米线透明电极的本质是使用薄膜涂布方法，例如真空过滤，旋涂，棒涂，光刻和喷涂等将导电银纳米线沉积到非导电透明柔性基板上，通常是聚对苯二甲酸乙二醇酯基材（PET）。尽管这些年来取得了很大的进展，但许多缺点仍然严重限制了它们的应用。首先，由于纳米线之间的高接触电阻，使得银纳米线膜的导电性变差。机械压制，热处理和等离子体焊接等处理方式会导致基板损坏，并且不适合柔性器件的应用。银纳米线薄膜的易氧化和高表面粗糙度的问题也需要解决。此外，连续大规模制备高质量柔性的银纳米线透明电极也是一个难题。

光阀，例如智能窗，作为一种光传输控制装置的市场需求越来越大。智能窗可以替代传统的窗帘或百叶窗，给人更加舒适节能的生活环境。目前，智能窗主要分为三种：液晶显示器，电致变色装置和悬浮颗粒装置。而这三种类型的智能窗都需要用到透明电极，且透明电极的成本正成为制约其大面积应用的经济障碍。悬浮颗粒装置，如在美国专利US20100014150和US20100047593中描述，由两个透明电极及夹在其中间的活性层组成，是最有应用前景的智能窗系统之一。特别地，两侧透明电极仅用于产生电磁场，在电流不需要从一个电极流到另一个电极的情况下，优选具有高光学透明度相对较低导电率的电极。但是，现有技术中的透明导电膜并不能满足上述要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种工艺简单，成本低廉的柔性银纳米线透明电极及其制备方法。

进一步，提出一种将该发明的柔性透明电极应用于光传输控制装置及其制备方法，以便同时满足上述的要求。

根据本发明的一个方面，提供了一种柔性透明电极，所述柔性透明电极包括：柔性透明基底和银纳米线膜；所述银纳米线膜半埋入在所述柔性透明基底上。

可选地，所述透明基底为一种或多种高分子聚合物。

可选地，所述银纳米线膜的厚度在30纳米至300纳米。

可选地，所述银纳米线膜的透光率在75%至98%。

可选地，所述银纳米线膜的表面方块电阻是5欧姆/sq至200欧姆/sq。