[发明专利]一种柔性透明电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性透明电极及其制备方法，包括热压反揭的导电聚合物、嵌入其中的金属网格及聚合物柔性衬底。本发明能够实现制备工艺简单可扩展，制备成本低廉的柔性透明电极。该柔性透明电极具有优良的导电能力、透过性能、机械稳定性和环境稳定性。本发明所得到的复合透明电极表面粗糙度极低，可以提升有机电致发光二极管的效率和可挠性，达到实用化的要求。

技术领域

本发明属于柔性光电子器件技术领域，具体涉及一种柔性透明电极及其制备方法。

背景技术

柔性有机发光二极管(OLED)近年来由于其高亮度、低消耗、广视角、高灵活性等优点，近年来开始蓬勃发展。柔性透明电极是柔性OLED的关键组成部分，其担负着载流子(电子或空穴)注入和器件基底的作用，需要具有优良的导电性和透光性、平整的表面、优良的机械稳定性和环境稳定性。目前应用最广泛的柔性透明电极是氧化铟锡(ITO)，它具有透射率和电导率高、膜性能均匀、表面粗糙度低等优点。

但是ITO自身固有的缺陷严重显著了其在柔性发光器件领域的应用。1) In是稀缺资源，原材料的不断消耗，导致全球铟的供应日趋紧张及ITO成本的逐渐升高。2)ITO导电膜的沉积工艺通常需要较高的工艺温度(150～300℃)。然而，高温退火不适于耐热性差的柔性聚合物衬底。低的衬底温度和高的沉积速率会降低Sn掺杂剂的活性，导致在柔性聚合物衬底上沉积的ITO的微观结构存在缺陷。整体上，ITO复杂苛刻的生产工艺无法与柔性聚合物衬底兼容，其脆性、日益升高的成本及化学不稳定性均不适于未来柔性光电产品的发展。为了满足柔性光电器件的发展需求，开发新型的柔性透明电极以取代ITO是柔性光电子产业发展的重要方向。

近年来，微米/亚微米尺度金属网格在柔性透明电极领域得到了越来越广泛的应用。由于金属材料导电能力强的特点，微米/亚微米尺度金属网格特变适用于大面积、低成本、高导电能力柔性透明电极的构筑。粗糙度大和导电层附着力差是金属网格柔性透明电极在光电子器件应用中面临的两个关键问题。通常的金属网格多浮凸于柔性衬底表面。一方面，金属网格结构在柔性衬底表面剧烈的结构起伏通常使电极表面的粗糙度显著增大。在光电器件应用中，高粗糙度容易导致光电器件短路失效，显著降低器件的效率和稳定性。另一方面，浮凸结构金属网格与表面的粘附力较弱，在柔性器件机械变形过程中容易脱落失效，降低了器件的机械稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种柔性透明电极及其制备方法，具有优良的导电能力、透过性能、机械稳定性和环境稳定性。该制备方法具有加工成本低、可实现大面积制备等特点。

本发明采用以下技术方案：

一种柔性透明电极的制备方法，在聚合物衬底表面制备金属网格电极；在玻璃衬底表面旋涂或刮涂导电聚合物，经退火处理得到厚度50～100nm的导电聚合物；采用热压工艺将金属网格电极覆盖在导电聚合物上，再将导电聚合物反揭到金属网格的表面形成复合透明电极。

具体的，退火处理的温度为100～120℃，时间为10～20min。

具体的，热压处理的温度为140～160℃，压强为10～15MPa，时间为45～90 min。

具体的，聚合物衬底为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或聚酰亚胺薄膜。

具体的，金属网格的材料为Ag，Cu，Au，Al的单体或合金的一种。

具体的，导电聚合物为PEDOT:PSS。

具体的，采用激光直写、喷墨打印、滚筒印刷、掩膜或金属沉积方法在聚合物衬底表面制备金属网格电极。

具体的，旋涂的速度为500～800rpm，时间为30～60秒。本发明的另一技术方案是，一种柔性透明电极，包括金属网格，金属网格为微米级结构，设置在聚合物衬底上，在金属网格上利用热压反揭法制备透明的导电聚合物，得到金属网格嵌入聚合物衬底的结构并被导电聚合物覆盖。