一种用于柔性显示器的透明导电薄膜的制备方法与流程

文档序号:15697900发布日期:2018-10-19 19:21阅读:276来源:国知局

本发明涉及柔性显示器用基材领域,特别涉及柔性显示器用的透明导电层的制备方法。

技术背景

与传统的刚性显示屏相比,柔性显示器具有更多优点,例如轻巧、可挠性强、耐冲击、亮度高以及成本低等。因此,它在显示领域有更为广阔的应用前景,已成为新型及智能电子产品重要的部件。

柔性导电层作为柔性显示器中重要的器件之一,目前主要是通过加入ito、纳米银、金属网栅、石墨烯等材料来提高其导电性。专利[cn201010162968.6]和专利[cn201310306194.3]公开了基于ito的高透过率柔性透明导电薄膜及制备方法。所得透明导电薄膜具有良好的可见光透明性及导电性,但由于ito造价昂贵,且ito在柔性基底上不稳定和不耐弯曲等特点,限制了其应用。

相比于ito,纳米银和金属网栅具有更低的电阻率,因此更能满足器件更低电阻率的发展要求。专利[cn201410514149.1]和专利[cn201610857858.9]报道了含有金属纳米银线的透明导电薄膜及其制备方法。但未给出透明导电薄膜的透过率及电阻具体数值,且在专利[cn200610070509.9]和专利[cn85104006]中均报道了由于器件界面的银会发生迁移或者硫化,导致粘附性下降,引起表面起皱。此外,金属的掺杂也会一定程度的降低其光学透过率。

相比于ito、纳米银和金属网栅,石墨烯不仅具有高透过率和低电阻的优异性能,且能够增强其耐弯曲性。专利[cn201510247050.4]和专利[cn201610057005.7]公开了柔性显示器用的透明导电薄膜的制备方法。其具有良好的透过率及透明性,且有很好的可挠性。但由于石墨烯与柔性衬底的粘附性差,长时间使用可能会发生剥离甚至脱落,影响其使用寿命。

此外,目前制备显示器用导电薄膜主要是通过磁控溅射等方法,工艺较为繁琐,且会一定程度造成显示器变形以及造成器件不良率升高。针对上述材料和制备方法所带来的缺点和局限性,因此寻求更为合适的导电材料和改善制备方法极为重要。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种柔性显示器用无色且透明导电层的组成以及制备的方法。。

实现本发明目的技术方案如下:

(1)步骤1,室温及氮气保护条件下,将以2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷(bdaf)为主的二胺单体溶解于极性非质子溶剂中(如dmac),待二胺溶解完全,分时间段多次加入以4,4’-对苯二氧双邻苯二甲酸酐(hqdea)为主的二酐单体,将反应温度降至0℃,反应10~20h,得到聚酰胺酸溶液。

(2)步骤2,将纳米级的baruo3粉末,于1700℃以上烧结5~10h,冷却至室温后,取适量加入聚酰胺酸溶液中搅拌混合均匀,形成混合溶液;

(3)步骤3,将上述混合溶液在基板上涂膜,将涂膜的板子在真空烘箱中干燥,然后置于马弗炉中亚胺化,即得到用于柔性显示器的透明导电薄膜。

其中,上述步骤1中,bdaf占二胺单体的摩尔百分数不低于70%,hqdea占二酐单体的摩尔百分数不低于60%。

上述步骤2中,baruo3粉末用量为聚酰胺酸溶液制备时所用二酐和二胺单体总质量的3~30%,优选地,baruo3粉末用量为聚酰胺酸溶液制备时所用二酐和二胺单体总质量的6~11%。

上述步骤2中,baruo3粉末的平均粒径范围是10~90nm,优选平均粒径是20~30nm。

上述步骤3中,真空箱中的真空度是为-0.02~-0.06mpa

上述步骤3中,所述的透明导电薄膜的制备方法中,混合溶液涂膜后的干燥是在80~200℃间程序升温进行的。亚胺化是在200~400℃间程序升温进行的。

本发明与现有柔性显示器用导电层的备方法相比,其显著优点是:

1.本发明提供的薄膜材料在具备良好的透明性的同时,又具有无色的特性,提高了显示材料的性能。在这个基础上又符合柔性显示器所需导电层的导电性能。

2.本导电薄膜本身具有优异的柔韧性,克服了ito、金属网栅等材料附着于柔性衬底后,由于自身的相对脆性引起的与导电层之间的应力和弯折时产生的不匹配性。

3.本导电薄膜的基体为聚酰亚胺材料,如果绝缘衬底选择未填充的聚酰亚胺薄膜,可以将两者的聚酰胺酸膜压合,共同亚胺化,这样所得的绝缘层和导电层之间有着优异剥离强度,克服了ito、金属网栅等材料在柔性衬底上附着力差的缺点,有助于制备更高分辨率的柔性显示器件。

具体实施方式

以下用具体实施例对本发明作进一步的描述。本发明并非局限在实施例范围。

实施例1

在氮气保护下,将0.10mol的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷加入三口烧瓶中,再加入n,n-二甲基乙酰胺溶解,于30℃下恒温搅拌,待溶解完全后,加入0.080mol的4,4’-对苯二氧双邻苯二甲酸酐和0.022mol的3,3’,4,4’-联苯基四甲酸二酐,将反应温度降至0℃,反应20h,得到聚酰胺酸溶液。将平均粒径为20nm的baruo3粉末于1700℃烧结5h,冷却至室温后,取适量加入聚酰胺酸溶液中搅拌混合均匀,形成混合溶液,期间添加n,n-二甲基乙酰胺使得混合溶液的固含量保持在15%,baruo3粉末用量为所用聚酰胺酸溶液中二酐和二胺单体总质量的6%,将混合溶液在基板上涂膜,控制涂膜厚度在0.02mm,将涂膜的玻璃板在真空烘箱中80℃、140℃、160℃各干燥1小时,随后在马弗炉中200℃、240℃和270℃各干燥1小时,即得到无色透明的导电薄膜。将该薄膜的采用耐挠曲度机,按照astmf392标准中的方法d循环1000次后,测得电阻率0.13*10-4ωm(四探针法测得),透光率为87%(紫外可见分光光度计法测得),拉伸强度为80mpa(电子拉力机测得),热分解温度超过500℃(热失重法测得)。

实施例2

在氮气保护下,将0.08mol的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷和0.02mol的4,4’-二氨基二苯醚加入三口烧瓶中,再加入n,n-二甲基乙酰胺溶解,于30℃下恒温搅拌,待溶解完全后,加入0.102mol的4,4’-对苯二氧双邻苯二甲酸酐,将反应温度降至0℃,反应15h,得到聚酰胺酸溶液。将平均粒径为25nm的baruo3粉末于1700℃烧结5h,冷却至室温后,取适量加入聚酰胺酸溶液中搅拌混合均匀,形成混合溶液,期间添加n,n-二甲基乙酰胺使得混合溶液的固含量保持在15%,baruo3粉末用量为所用聚酰胺酸溶液中二酐和二胺单体总质量的10%,将混合溶液在基板上涂膜,控制涂膜厚度在0.02mm,将涂膜的玻璃板在真空烘箱中80℃、120℃、150℃各干燥1小时,随后在马弗炉中210℃、240℃、270℃和300℃各干燥1小时,即得到无色透明的导电薄膜。将该薄膜的采用耐挠曲度机,按照astmf392标准中的方法d循环1000次后,测得电阻率0.67*10-5ωm(四探针法测得),透光率为85%(紫外可见分光光度计法测得),拉伸强度为70mpa(电子拉力机测得),热分解温度超过480℃(热失重法测得)。

实施例3

在氮气保护下,将0.10mol的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷加入三口烧瓶中,再加入n,n-二甲基乙酰胺溶解,于30℃下恒温搅拌,待溶解完全后,加入0.070mol的4,4’-对苯二氧双邻苯二甲酸酐和0.032mol的4,4’-联苯醚二酐,将反应温度降至0℃,反应18h,得到聚酰胺酸溶液。将平均粒径为20nm的baruo3粉末于1700℃烧结5h,冷却至室温后,取适量加入聚酰胺酸溶液中搅拌混合均匀,形成混合溶液,期间添加n,n-二甲基乙酰胺使得混合溶液的固含量保持在15%,baruo3粉末用量为所用聚酰胺酸溶液中二酐和二胺单体总质量的8%,将混合溶液在基板上涂膜,控制涂膜厚度在0.02mm,将涂膜的玻璃板在真空烘箱中80℃、150℃、180℃各干燥1小时,随后在马弗炉中220℃、240℃、280℃各干燥1小时,即得到无色透明的导电薄膜。将该薄膜的采用耐挠曲度机,按照astmf392标准中的方法d循环1000次后,测得电阻率0.87*10-5ωm(四探针法测得),透光率为88%(紫外可见分光光度计法测得),拉伸强度为75mpa(电子拉力机测得),热分解温度超过490℃(热失重法测得)。

实施例4

在氮气保护下,将0.10mol的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷加入三口烧瓶中,再加入n,n-二甲基乙酰胺溶解,于30℃下恒温搅拌,待溶解完全后,加入0.080mol的4,4’-对苯二氧双邻苯二甲酸酐和0.022mol的六氟二酐,将反应温度降至0℃,反应20h,得到聚酰胺酸溶液。将平均粒径为25nm的baruo3粉末于1700℃烧结5h,冷却至室温后,取适量加入聚酰胺酸溶液中搅拌混合均匀,形成混合溶液,期间添加n,n-二甲基乙酰胺使得混合溶液的固含量保持在15%,baruo3粉末用量为所用聚酰胺酸溶液中二酐和二胺单体总质量的11%,将混合溶液在基板上涂膜,控制涂膜厚度在0.02mm,将涂膜的玻璃板在真空烘箱中80℃和150℃各干燥1小时,随后在马弗炉中210℃、240℃、270℃和300℃各干燥1小时,即得到无色透明的导电薄膜。将该薄膜的采用耐挠曲度机,按照astmf392标准中的方法d循环1000次后,测得电阻率0.25*10-5ωm(四探针法测得),透光率为90%(紫外可见分光光度计法测得),拉伸强度为60mpa(电子拉力机测得),热分解温度超过480℃(热失重法测得)。

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