[发明专利]利用毛细管力制备高度有序的柔性银纳米线电极的方法及应用

说明书

本发明公开了利用毛细管力制备高度有序的柔性银纳米线电极的方法及应用，属于可穿戴有机电致发光技术领域，利用具有光栅结构的PDMS模板，通过调节衬底的温度，可以有效调控刷涂过程中固‑液‑气三相交界面的退行速度，使得银纳米线溶液在模板上的定向流动产生的液体张力、光栅结构的束缚力和三相交界面退行过程中液面张力差产生的毛细管力，三者共同作用，有效地将溶液中无序分布的银纳米线在衬底上进行高度有序的排列，制备成高效导电电极。该方案通过调控衬底的亲疏水性、温度，可以在各种衬底上实现一步溶液涂布，制备高度有序排列的银纳米线电极，解决了电导率和透过率相互抵触的问题，并实现了可任意转移的超薄柔性贴肤OLED的制备。

技术领域

本发明属于可穿戴有机电致发光技术领域，主要涉及利用具有光栅结构PDMS模板诱导产生的毛细管力，对银纳米线进行有序化排列，制备超薄柔性电极，通过复合衬底的使用和钝化层的加入，可以获得任意转移的具有超高柔韧性和稳定性的透明电极，进而实现超薄柔性可穿戴OLEDs的制备。

技术背景

传统的氧化铟锡导电玻璃(ITO)具有优异的电导率和可见光波段透过率，是有机电致发光器件中最为常用的透明阳极。然而，ITO电极自身的固有缺陷，例如脆弱易碎，原材料昂贵，制备工艺复杂等，严重制约着其在新型柔性器件中的应用。此外，由于ITO自身的高折射率，不可避免地引起器件内部的波导模式，使得发光器件产生严重的发光效率损耗。因此，人们逐渐加大了对ITO替代材料的研发，包括新型的导电聚合物、石墨烯、碳纳米管、超薄金属薄膜和金属纳米线等。其中，金属纳米线，尤其是银纳米线，凭借其简单易得的溶液制备方案和涂布工艺，成为最具潜力的ITO替代材料。在各种传统的溶液涂布工艺所制得的导电薄膜中，银纳米线是随机排布组成网格状电极，增加排列密度可以有效提升整体的导电性能，但是不可避免的会使得透过率衰减，造成电导率和透过率不可兼得的困难。此外，银纳米线之间较大的接触电阻、较差的机械稳定性、易氧化失效等问题，也在一定程度上制约了银纳米线电极在制备高性能有机电致发光器中的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：利用具有光栅结构的PDMS模板，通过调节衬底的温度，可以有效调控刷涂过程中固-液-气三相交界面的退行速度，使得银纳米线溶液在模板上的定向流动产生的液体张力、光栅结构的束缚力和三相交界面退行过程中液面张力差产生的毛细管力，三者共同作用，有效地将溶液中无序分布的银纳米线在衬底上进行高度有序的排列，制备成高效导电电极。该方案通过调控衬底的亲疏水性、温度，可以在各种衬底上实现一步溶液涂布，制备高度有序排列的银纳米线电极，解决了电导率和透过率相互抵触的问题，并实现了可任意转移的超薄柔性贴肤OLED的制备。

本发明通过如下技术方案实现：

利用毛细管力制备高度有序的柔性银纳米线电极的方法，具体步骤如下：

(1)、PDMS刷涂模具的浇筑制备；

具体步骤为：首先将聚二甲基硅氧烷(PDMS)前驱体与固化剂(道康宁DOWCORNING)以特定质量比混合并充分搅拌，使其混合均匀，随后放置入离心机中，采用高转速离心除去搅拌过程中引入的气泡；随后，将混合溶液倾倒在具有特定光栅周期的硅模板上，在空气环境下静置一段时间，使其自然流平，充分填充硅模板上光栅的缝隙；静置过后，将二者整体移入热风烘箱中，水平放置，待其充分固化后，自然冷却至室温，可以切割成任意大小，并揭下备用；

(2)、银纳米线溶液的配置；

具体步骤为：购置的银纳米线异丙醇分散液，通过添加一定量的无水异丙醇，充分搅拌进行稀释分散，然后使用离心机高速离心一定时间，使其产生分层，然后除去上清液，留下底部沉淀物，可以有效地除去原始分散液中的可溶性杂质；随后，使用无水异丙醇对银纳米线进行二次稀释，最终得到特定浓度的银纳米线分散液；

(3)、超薄柔性可转移衬底的制备；