柔性導電電極及其製備方法
2024-04-06 14:59:05
柔性導電電極及其製備方法
【專利摘要】一種柔性導電電極，包括依次層疊的襯底、聚醯亞胺層及導電層，所述襯底的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯，所述導電層的材料為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物或鎵鋅氧化物。上述柔性導電電極穩定性較好。本發明還提供一種柔性導電電極的製備方法。
【專利說明】柔性導電電極及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種柔性導電電極及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 有機電致發光器件（0LED)通常使用超薄玻璃，聚合物薄膜、金屬薄片等作為柔性 襯底，比玻璃襯底的具有更輕薄、更耐衝擊的優點，並且柔性器件的製備可以採用卷對卷方 式生產，從而大幅地降低製造成本。
[0003] 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)來源廣泛，價格便宜，適合作為柔性有機電致發光器 件的襯底使用。通常在聚對苯二甲酸乙二醇酯上製備一層導電氧化物薄膜比如銦錫氧化物 作為柔性電極使用。然而，由於聚對苯二甲酸乙二醇酯與導電氧化物之間的熱膨脹性能存 在差異，導致聚對苯二甲酸乙二醇酯與導電氧化物之間的結合能力不強。當柔性電極進行 撓曲性操作時，導電氧化物容易從聚對苯二甲酸乙二醇酯表面脫離，從而影響柔性電極的 穩定性。
【發明內容】
[0004] 基於此，有必要提供一種穩定性較好的柔性導電電極及其製備方法。
[0005] -種柔性導電電極，包括依次層疊的襯底、聚醯亞胺層及導電層，所述襯底的材料 為聚對苯二甲酸乙二醇酯，所述導電層的材料為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物或鎵 鋅氧化物。
[0006] 在其中一個實施例中，所述襯底的厚度為0. 1mm?1mm，所述襯底的可見光透過率 為 75% ?95%。
[0007] 在其中一個實施例中，所述聚醯亞胺層的厚度為100nm?300nm。
[0008] 在其中一個實施例中，所述導電層的厚度為70nm?200nm。
[0009] 一種柔性導電電極的製備方法，包括以下步驟：
[0010] 在真空鍍膜系統中，將均苯四甲酸二酐和4, 4 二氨基二苯醚分別置於兩個坩堝 中，使均苯四甲酸二酐和4, 4'_二氨基二苯醚的蒸發速度之比為1:0. 8?1.2,在襯底表面 沉積聚醯亞胺預聚體薄膜，所述襯底的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯；
[0011] 在真空環境下，將所述襯底及沉積在所述襯底表面的聚醯亞胺預聚體薄膜加熱至 90°C?150°C進行脫水處理，使聚醯亞胺預聚體薄膜脫水形成聚醯亞胺層；及
[0012] 在所述聚醯亞胺層的表面濺射製備導電層，所述導電層的材料為銦錫氧化物、銦 鋅氧化物、鋁鋅氧化物或鎵鋅氧化物。
[0013] 在其中一個實施例中，所述襯底的厚度為0. 1mm?1mm，所述襯底的可見光透過率 為 75% ?95%。
[0014] 在其中一個實施例中，所述聚醯亞胺層的厚度為100nm?300nm。
[0015] 在其中一個實施例中，所述導電層的厚度為70nm?200nm。
[0016] 在其中一個實施例中，所述脫水處理的時間為1小時?3小時。
[0017] 在其中一個實施例中，所述襯底在使用前先進行預處理，預處理包括：將襯底依次 使用含有洗滌劑的水、異丙醇、丙酮超聲清洗，最後用氮氣吹乾。
[0018] 上述柔性導電電極及其製備方法，在襯底及導電層之間設置聚醯亞胺層，聚醯亞 胺分子結構中存在大量氫鍵，使其對有機材料如聚對苯二甲酸乙二醇酯具有較高的結合 力，而同時對無機材料如銦錫氧化物同樣也具有較好的結合力，當聚醯亞胺插入聚對苯二 甲酸乙二醇酯與導電層之間時，能夠抵消撓曲操作時產生的部分應力，形成導電層與襯底 之間的緩衝層，因而使導電層能夠穩定的結合在襯底表面，形成機械性能穩定的柔性導電 電極，從而該柔性導電電極的穩定性較好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為一實施方式的柔性導電電極的結構示意圖；
[0020] 圖2為一實施方式的柔性導電電極的製備方法的流程圖；
[0021] 圖3為柔性導電電極進行撓曲性測試的示意圖；
[0022] 圖4為實施例1及對比例製備的柔性導電電極在不同撓曲次數下的方阻變化曲線 圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和具體實施例對柔性導電電極及其製備方法進一步闡明。
[0024] 請參閱圖1，一實施方式的柔性導電電極100包括依次層疊的襯底10、聚醯亞胺層 30及導電層50。
[0025] 襯底10的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)。襯底10的厚度為0· 1mm?1mm。 優選的，襯底的可見光透過率為75%?95%。
[0026] 聚醯亞胺層30形成於襯底10的表面。聚醯亞胺層的厚度為100nm?300nm。
[0027] 導電層50形成於聚醯亞胺層30表面。導電層50的材料為銦錫氧化物（ΙΤ0)、銦鋅 氧化物（ΙΖ0)、鋁鋅氧化物（ΑΖ0)或鎵鋅氧化物（GZ0)。導電層50的厚度為70nm?200nm。
[0028] 上述柔性導電電極100,在襯底10及導電層50之間設置聚醯亞胺層30,聚醯亞胺 分子結構中存在大量氫鍵，使其對有機材料如聚對苯二甲酸乙二醇酯具有較高的結合力， 而同時對無機材料如銦錫氧化物同樣也具有較好的結合力，當聚醯亞胺插入聚對苯二甲酸 乙二醇酯與導電層50之間時，能夠抵消撓曲操作時產生的部分應力，形成導電層50與襯底 10之間的緩衝層，因而使導電層50能夠穩定的結合在襯底10表面，形成機械性能穩定的柔 性導電電極100,從而該柔性導電電極100的穩定性較好。
[0029] 請同時參閱圖2,一實施方式的柔性導電電極100的製備方法，包括以下步驟：
[0030] 步驟S110、在真空鍍膜系統中，將均苯四甲酸二酐（PMDA)和4, 4 二氨基二苯醚 (0DA)分別置於兩個坩堝中，使均苯四甲酸二酐和4, 4 二氨基二苯醚的蒸發速度之比為 1:0. 8?1. 2,在襯底表面沉積聚醯亞胺預聚體薄膜。
[0031] 襯底10的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)。襯底10的厚度為0· 1mm?1mm。 優選的，襯底的可見光透過率為75%?95%。
[0032] 本實施方式中，襯底10在使用前先進行前處理，前處理包括：將襯底10放在含 有洗滌劑的去離子水中進行超聲清洗，清洗乾淨後依次用異丙醇，丙酮在超聲波處理20分 鍾，然後再用氮氣吹乾。
[0033] 本實施方式中，真空鍍膜系統中的真空度為lX10_3Pa?lX10_5Pa。
[0034] 優選的，均苯四甲酸二酐的蒸發速度為0. lnm/s?lnm/s。
[0035] 優選的，通過控制坩堝的溫度控制均苯四甲酸二酐和4, 4 二氨基二苯醚的蒸發 速度。
[0036] 本實施方式中，聚醯亞胺預聚體薄膜的厚度為100nm?300nm。
[0037] 步驟S120、在真空環境下，將襯底10及沉積在襯底10表面的聚醯亞胺預聚體薄膜 加熱至90°C?150°C進行脫水處理，使聚醯亞胺預聚體薄膜脫水形成聚醯亞胺層30。
[0038] 本實施方式中，脫水處理的時間為1小時?3小時。
[0039] 本實施方式中，脫水處理在真空加熱裝置中進行，步驟S120中，先將襯底10及沉 積在襯底10表面沉積的聚醯亞胺預聚體薄膜從真空鍍膜系統中轉移到真空加熱裝置中進 行脫水處理。
[0040] 步驟S130、在聚醯亞胺層30的表面濺射製備導電層50。
[0041] 本實施方式中，導電層50的材料為銦錫氧化物（IT0)、銦鋅氧化物（IZ0)、鋁鋅氧 化物（AZ0)或鎵鋅氧化物（GZ0)。導電層50的厚度為70nm?200nm。
[0042] 導電層50在真空度為IX 10_3PaX 10_5Pa的真空鍍膜系統中製備。
[0043] 上述柔性導電電極的製備方法，操作較為簡單。
[0044] 以下結合具體實施例對本發明提供的柔性導電電極的製備方法進行詳細說明。
[0045] 本發明實施例及對比例所用到的製備與測試儀器為：鍍膜設備為高真空鍍膜系統 (瀋陽科學儀器研製中心有限公司），表面電阻測試為美國四維（4D)公司生產的四探針電阻 率測試儀（4PP)。
[0046] 實施例1
[0047] 柔性導電電極結構為襯底/PI(200nm)/IT0 (lOOnm)，其製作步驟包括以下：
[0048] 步驟一、提供襯底，放在含有洗滌劑的去離子水中進行超聲清洗，清洗乾淨後依次 用異丙醇，丙酮在超聲波中處理20分鐘，然後再用氮氣吹乾。襯底的材料為聚對苯二甲酸 乙二醇酯（PET)，襯底的厚度為0. 175mm，可見光透過率為92%。
[0049] 步驟二、在真空度為IX l(T3Pa真空鍍膜系統中，通過熱蒸鍍工藝製備聚醯亞胺 層，包括以下步驟：
[0050] 1、將均苯四甲酸二酐（PMDA)和4, 4'_二氨基二苯醚（0DA)兩種單體材料分別置於 真空鍍室的兩個坩堝中，控制坩堝的溫度，使PMDA與0DA的蒸發速度之比為1:1，在襯底表 面蒸鍍製備聚醯亞胺預聚體薄膜，使形成的聚醯亞胺預聚體薄膜厚度為200nm，其中PMDA 的蒸發速率為〇. 5nm/s ;
[0051] 2、將上述製備的聚醯亞胺預聚體薄膜移出真空鍍膜室，轉移至真空加熱裝置中， 加熱到100°c，脫水處理2小時，使聚醯胺酸脫水形成聚醯亞胺層。
[0052] 步驟三、將步驟二製備的襯底及聚醯亞胺層轉移至在真空度為IX l(T3Pa的真空 鍍膜系統中，在聚醯亞胺層表面濺射製備導電層，材料為IT0,厚度為lOOnm，形成柔性導電 電極。
[0053] 實施例2
[0054] 柔性導電電極結構為襯底/PI(100nm)/IZ0 (200nm)，其製作步驟包括以下：
[0055] 步驟一、提供襯底，將襯底放在含有洗滌劑的去離子水中進行超聲清洗，清洗乾淨 後依次用異丙醇，丙酮在超聲波中處理20分鐘，然後再用氮氣吹乾。襯底的材料為聚對苯 二甲酸乙二醇酯（PET)，襯底的厚度為0. 1mm，可見光透過率為95%。
[0056] 步驟二、在真空度為lXl(T5Pa真空鍍膜系統中，製備聚醯亞胺層，包括以下步驟：
[0057] 1、將均苯四甲酸二酐（PMDA)和4, 4 二氨基二苯醚（0DA)兩種單體材料分別置 於真空鍍室的兩個坩堝中，控制坩堝的溫度，使PMDA與0DA的蒸發速度之比為1:0. 8,在襯 底表面蒸鍍製備聚醯亞胺預聚體薄膜，使形成的聚醯亞胺預聚體薄膜厚度為l〇〇nm，其中 PMDA的蒸發速率為0. lnm/s ;
[0058] 2、將上述製備的聚醯亞胺預聚體薄膜移出真空鍍膜室，轉移至真空加熱裝置中， 加熱到150°C，脫水處理1小時，使聚醯胺酸脫水形成聚醯亞胺層。
[0059] 步驟三、將步驟二製備的襯底及聚醯亞胺層轉移至在真空度為IX l(T5Pa的真空 鍍膜系統中，在聚醯亞胺層表面濺射製備導電層，材料為IZ0,厚度為200nm，形成柔性導電 電極。
[0060] 實施例3
[0061] 柔性導電電極結構為襯底/PI(300nm)/GZ0 (70nm)，其製作步驟包括以下：
[0062] 步驟一、提供襯底，將襯底放在含有洗滌劑的去離子水中進行超聲清洗，清洗乾淨 後依次用異丙醇，丙酮在超聲波中處理20分鐘，然後再用氮氣吹乾。襯底的材料為聚對苯 二甲酸乙二醇酯（PET)，襯底的厚度為1mm，可見光透過率為75%。
[0063] 步驟二、在真空度為lXl(T4Pa真空鍍膜系統中，製備聚醯亞胺層，包括以下步驟：
[0064] 1、將均苯四甲酸二酐（PMDA)和4, 4 二氨基二苯醚（0DA)兩種單體材料分別置 於真空鍍室的兩個坩堝中，控制坩堝的溫度，使PMDA與0DA的蒸發速度之比為1:1. 2,在襯 底表面蒸鍍製備聚醯亞胺預聚體薄膜，使形成的聚醯亞胺預聚體薄膜厚度為300nm，其中 PMDA的蒸發速率為lnm/s ;
[0065] 2、將上述製備的聚醯亞胺預聚體薄膜移出真空鍍膜室，轉移至真空加熱裝置中， 加熱到90°C，脫水處理3小時，使聚醯胺酸脫水形成聚醯亞胺層。
[0066] 步驟三、將步驟二製備的襯底及聚醯亞胺層轉移至在真空度為IX l(T4Pa的真空 鍍膜系統中，在聚醯亞胺層表面通過濺射技術製備導電層，材料為GZ0,厚度為70nm，形成 柔性導電電極。
[0067] 實施例4
[0068] 柔性導電電極結構為襯底/PI(150nm)/AZ0 (120nm)，其製作步驟包括以下：
[0069] 步驟一、提供襯底，將襯底放在含有洗滌劑的去離子水中進行超聲清洗，清洗乾淨 後依次用異丙醇，丙酮在超聲波中處理20分鐘，然後再用氮氣吹乾。襯底的材料為聚對苯 二甲酸乙二醇酯（PET)，襯底的厚度為0. 2mm，可見光透過率為80%。
[0070] 步驟二、在真空度為lXl(T4Pa真空鍍膜系統中，製備聚醯亞胺層，包括以下步驟：
[0071] 1、將均苯四甲酸二酐（PMDA)和4, 4'_二氨基二苯醚（0DA)兩種單體材料分別置於 真空鍍室的兩個坩堝中，控制坩堝的溫度，使PMDA與0DA的蒸發速度之比為1:1，在襯底表 面蒸鍍製備聚醯亞胺預聚體薄膜，使形成的聚醯亞胺預聚體薄膜厚度為150nm，其中PMDA 的蒸發速率為〇. 2nm/s ;
[0072] 2、將上述製備的聚醯亞胺預聚體薄膜移出真空鍍膜室，轉移至真空加熱裝置中， 加熱到120°C，脫水處理2小時，使聚醯胺酸脫水形成聚醯亞胺層。
[0073] 步驟三、將步驟二製備的襯底及聚醯亞胺層轉移至在真空度為IX l(T4Pa的真空 鍍膜系統中，在聚醯亞胺層薄膜表面通過濺射技術製備導電層，材料為ΑΖ0,厚度為120nm， 形成柔性導電電極。
[0074] 對比例
[0075] 柔性導電電極結構為襯底/ITO (100nm)，其製作步驟包括以下：
[0076] 步驟一、提供襯底，放在含有洗滌劑的去離子水中進行超聲清洗，清洗乾淨後依次 用異丙醇，丙酮在超聲波中處理20分鐘，然後再用氮氣吹乾。襯底的材料為聚對苯二甲酸 乙二醇酯（PET)，襯底的厚度為0. 175mm，可見光透過率為75%。
[0077] 步驟二、在真空度為IX 10_3Pa的真空鍍膜系統中，在PET薄膜表面濺射製備導電 層，材料為IT0,厚度為lOOnm，形成柔性導電電極。
[0078] 表 1
[0079]
【權利要求】
1. 一種柔性導電電極，其特徵在於，包括依次層疊的襯底、聚醯亞胺層及導電層，所述 襯底的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯，所述導電層的材料為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅 氧化物或鎵鋅氧化物。
2. 根據權利要求1所述的柔性導電電極，其特徵在於，所述襯底的厚度為0. 1mm? 1mm，所述襯底的可見光透過率為75%?95%。
3. 根據權利要求1所述的柔性導電電極，其特徵在於，所述聚醯亞胺層的厚度為 100nm ?300nm〇
4. 根據權利要求1所述的柔性導電電極，其特徵在於，所述導電層的厚度為70nm? 200nm〇
5. -種柔性導電電極的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟： 在真空鍍膜系統中，將均苯四甲酸二酐和4, 4 二氨基二苯醚分別置於兩個坩堝中， 使均苯四甲酸二酐和4,4 二氨基二苯醚的蒸發速度之比為1:0.8?1.2,在襯底表面沉 積聚醯亞胺預聚體薄膜，所述襯底的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯； 在真空環境下，將所述襯底及沉積在所述襯底表面的聚醯亞胺預聚體薄膜加熱至 90°C?150°C進行脫水處理，使聚醯亞胺預聚體薄膜脫水形成聚醯亞胺層；及 在所述聚醯亞胺層的表面濺射製備導電層，所述導電層的材料為銦錫氧化物、銦鋅氧 化物、鋁鋅氧化物或鎵鋅氧化物。
6. 根據權利要求5所述的柔性導電電極的製備方法，其特徵在於，所述襯底的厚度為 0· 1mm?1mm，所述襯底的可見光透過率為75%?95%。
7. 根據權利要求5所述的柔性導電電極的製備方法，其特徵在於，所述聚醯亞胺層的 厚度為l〇〇nm?300nm。
8. 根據權利要求5所述的柔性導電電極的製備方法，其特徵在於：所述導電層的厚度 為 70nm ?200nm。
9. 根據權利要求5所述的柔性導電電極的製備方法，其特徵在於，所述脫水處理的時 間為1小時?3小時。
10. 根據權利要求5所述的柔性導電電極的製備方法，其特徵在於，所述襯底在使用前 先進行預處理，預處理包括：將襯底依次使用含有洗滌劑的水、異丙醇、丙酮超聲清洗，最後 用氮氣吹乾。
【文檔編號】H01L51/52GK104124387SQ201310157837
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優先權日:2013年4月28日
【發明者】周明傑, 馮小明, 張娟娟, 王平 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司