[发明专利]透明导电薄膜、光电器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，特别是涉及一种透明导电薄膜、光电器件及其制作方法。

背景技术

OLED(Organic Light-Emitting Diode)即有机电致发光器件具有发光效率高、响应速度快、驱动电压低等优点，是光电器件领域的热点研究方向之一。近年来通过对新材料的不断探索以及器件制作工艺的不断优化，OLED已经取得了很大的进步，但是要在平板显示领域充分发挥其优势，OLED的器件稳定性、成本控制、可柔性等方面还需要进一步的改善。其中，其透明导电材料的表面功函数、光电特性、表面平整性、化学稳定性以及与有机层的兼容性是OLED发展的关键因素。

ITO(Indium Tin Oxide)即氧化铟锡具有高导电性、高透过率的特点，是目前为止最广泛应用的透明电极材料。但其在OLED应用中存在着不足，如材料成本高且柔韧性不够，存在过度弯曲时容易破裂的危险；在500～550nm以下的波长区域透射率会下降，看上去显黄色或茶色；其电阻率也比较大；ITO中的金属铟会扩散至有机层内，影响器件寿命等。基于ITO存在以上缺点，寻找导电性高、透过率好、柔性的新型的透明导电薄膜材料对于促进OLED产业的发展具有十分重要的意义。

石墨烯薄膜特殊的二维结构，使其具有完美的量子隧道效应、稳定的电导率、高透过率及可弯曲特性等一系列性质，同时石墨烯薄膜与OLED中的注入层有良好的相容性，展现了石墨烯薄膜在OLED中的极大应用潜力。但是通过化学气相沉积法制备的石墨烯薄膜大多为多晶，导致制备的石墨烯薄膜的方块电阻过高，约为500～10000Ω/□，严重制约了其在透明导电薄膜领域的实际应用。为了降低石墨烯薄膜的方块电阻，通常采用对石墨烯薄膜进行掺杂、化学修饰或将石墨烯薄膜与其他材料形成复合薄膜，在保证高透过率的前提下改善石墨烯薄膜的电学性能。

银纳米线薄膜层具有高导电性、高透过率的突出特点，良好的光电性能使其成为透明导电薄膜领域备受关注的材料之一。同时，银纳米线薄膜层的机械稳定性也非常好，在反复弯折之后并不会发生性能的衰减，适合作为柔性器件的透明电极使用。银纳米线薄膜层透明电极的制备方法也非常简单，用喷涂、旋涂、喷墨打印的多种方法都可以实现低成本且大面积制备，符合未来大尺寸器件电极的要求。然而银纳米线薄膜层表面起伏过大，且直接与注入层接触会导致器件被击穿，限制了银纳米线薄膜层直接作为OLED透明导电层的应用。

透明导电聚合物具有高功函数、高透过率、成膜均匀性好的特点，使其不仅可以直接制备透明导电薄膜，而且还可以与银纳米线薄膜层、石墨烯薄膜构成复合薄膜，从而将透明导电聚合物良好的成膜均匀性、银纳米线薄膜层高导电性、石墨烯薄膜电子高迁移率的特点结合到一起，使复合薄膜具备高透过率、高导电性的特点。美国加利福尼亚大学的研究人员采用氧化石墨烯粉体包裹银纳米线薄膜层来增强线与线之间的结合，制备的复合薄膜具有良好的光电性能，但是由于薄膜表面平整度不好导致OLED器件性能不高。韩国蔚山科学技大学的研究人员采用毛细管印刷的方法使银纳米线薄膜层保持同向性，并将制备出的银纳米线薄膜层/pedot：pss复合透明导电薄膜用于OLED阳极制作了高发光效率的黄光OLED器件，但是其采用的制备工艺复杂，成本高而难于实用化。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种透明导电薄膜、光电器件及其制作方法，用于解决现有技术中透明导电材料ITO存在成本高，不具备柔性，铟元素扩散影响器件寿命等问题，以及银纳米线薄膜层及其复合薄膜应用于OLED器件中存在的薄膜表面平整度不好导致OLED器件性能不高、制备工艺复杂，成本高而难于实用化等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种透明导电薄膜，所述透明导电薄膜包括：

目标结构；

银纳米线薄膜层，位于所述目标结构表面，所述银纳米线薄膜层为表面经过热处理及亲水处理的银纳米线薄膜层；

透明导电聚合物填充层，填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。

优选地，所述目标结构为目标衬底或具有功能器件的半导体结构。

优选地，所述目标衬底为石英玻璃、毛玻璃、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

优选地，所述银纳米线薄膜层包括多个接触连接的银纳米线。

优选地，所述银纳米线薄膜层中的所述银纳米线的长度为10μm～200μm，所述银纳米线的直径为20nm～100nm。