[发明专利]导电图案及其制备方法、柔性电子设备

说明书

本发明提供了一种导电图案及其制备方法，其包括：图案化的高分子聚合物基底，所述高分子聚合物基底经由表面处理工艺产生第一官能团；通过与所述第一官能团反应而接枝到所述高分子聚合物基底的表面上的小分子化合物，所述小分子化合物具有第二官能团；通过与所述第二官能团反应而与所述小分子化合物共价键合结合的纳米导电材料。本发明还提供了一种包含如上所述的导电图案的柔性电子设备。本发明将纳米导电材料是通过共价键合选择性地结合到图案化的高分子聚合物基底上形成导电图案，不仅提升了导电图案的图案化精度，并且也提高了纳米导电材料与聚合物基底之间的结合力。

技术领域

本发明属于柔性电子设备技术领域，具体涉及一种导电图案及其制备方法，还涉及包含所述导电图案的柔性电子设备。

背景技术

氧化铟锡(ITO)同时具备高光学透明度和良好电导率的特性，被广发应用于作为透明电子设备的电极材料。对于柔性显示器、可穿戴电子器件以及柔性太阳能电池等柔性电子设备，由于ITO比较硬而脆，缺乏延展性等，传统的ITO电极越来越难以满足要求。因此，人们寻找了许多材料来代替ITO以应用于未来的柔性电子设备。其中比较有可能代替的是纳米导电材料，包括碳基纳米材料和金属纳米材料，碳基纳米材料例如是碳纳米管(CNT)和石墨烯，金属纳米材料例如是金属纳米颗粒(NPS)和金属纳米线(NWS)。

在柔性电子设备中，导电材料与基底的粘附力以及精确的图形化是至关重要的，提高导电材料与基底间的粘附性能是提高器件柔韧性的关键，而对于高分辨率的柔性电子设备，需要在一个精确的位置上获得所需的导电图案。到目前为止，许多研究小组已经研究了柔性电子设备中的纳米导电材料的图案化工艺，最具代表性的是银纳米线图案化，目前已使用的图案化工艺包括光刻工艺、激光烧蚀工艺，喷涂或滴涂工艺等，这些工艺因其缺点而受到限制：例如，在光刻工艺和激光烧蚀工艺过程中，聚合物基底容易受到酸湿腐蚀和高激光功率的损伤而受到限制；喷涂或滴涂工艺则会导致导电材料与基底的粘附力不佳。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供一种导电图案及其制备方法，以提高纳米导电材料与基底的粘附力以及实现更加精确的图形化。

为实现上述发明目的，本发明的一方面是提供了一种导电图案，其包括：

图案化的高分子聚合物基底，所述高分子聚合物基底经由表面处理工艺产生第一官能团；

通过与所述第一官能团反应而接枝到所述高分子聚合物基底的表面上的小分子化合物，所述小分子化合物具有第二官能团；

通过与所述第二官能团反应而与所述小分子化合物共价键合结合的纳米导电材料。

优选地，所述第一官能团包括-COO-基团、-C＝O基团、-COOH基团以及-OH基团中的一种或两种以上。

优选地，所述高分子聚合物基底的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。

优选地，所述第一官能团包括-SH基团、-CN基团和-NH₂基团中的一种或两种以上。

优选地，所述小分子化合物为巯基化合物、氰化物或氨基酸。

优选地，所述小分子化合物为极性小分子化合物。

优选地，所述纳米导电材料为碳基纳米材料或金属纳米材料。

本发明的另一方面是提供一种如上所述的导电图案的制备方法，其包括：

步骤S10、通过图案化工艺制备获得图案化的高分子聚合物基底，对所述高分子聚合物基底进行表面处理，在所述高分子聚合物基底的表面产生所述第一官能团；

步骤S20、将所述高分子聚合物基底浸入包含所述小分子化合物的反应液中，所述小分子化合物与所述第一官能团反应而接枝到所述高分子聚合物基底的表面上；