银纳米线透明柔性导电膜的可控制备及其应用

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透明柔性导电膜是柔性光电器件中的核心部件之一,具有重要作用,其光电性能也直接影响柔性电子器件性能。而银纳米线(Ag NWs)透明柔性导电膜具有较好的机械柔韧性、高导电性以及高透光性等,因此是未来柔性电子领域最具有潜力的薄膜导电材料。但目前Ag NWs大范围应用仍面临粘附性差、成膜不均匀以及缺乏足够好的光电性能等问题。由此,本课题优化了多元醇合成法制备Ag NWs,并利用增稠剂调节Ag NWs油墨,适应不同涂膜方式,以及改进其与基底的粘附性。提出新的偏心旋涂法对Ag NWs进行有序性成膜,使得Ag NWs导电膜光电性能得到提高,并采用丝网印刷和卷对卷狭缝涂布的方式制备大面积透明柔性导电膜,最后利用Ag NWs透明柔性导电膜制备柔性发光显示器件,并对器件性能进一步分析。主要研究内容如下:(1)多元醇合成法制备Ag NWs。通过对合成实验中的反应条件及参量进行优化,最终合成出长度约为130μm、直径约为90nm以及长径比高达1500的Ag NWs,产率高达83.4%,且Ag NWs的PVP包裹层较薄,厚度仅为2.709nm。(2)嵌入式Ag NWs透明柔性导电膜制备。通过提出新的偏心旋涂法工艺对Ag NWs进行有序性成膜,最终得到表面电阻与透光率分别为16.4Ω/sq和93.7%的网格状Ag NWs导电膜,再利用聚乙烯醇(PVA)将Ag NWs嵌入其中,制备出嵌入式PVA@Ag NWs透明柔性导电膜,其表面电阻与透光率分别为18.6Ω/sq和85.5%,且具有较好的粘附性以及较低的表面粗糙度。(3)大面积Ag NWs透明柔性导电膜制备。利用羟丙基甲基纤维素(HPMC)增稠的作用调节Ag NWs油墨粘度,使用丝网印刷和卷对卷狭缝涂布印刷制备Ag NWs透明柔性导电膜,在HPMC含量为0.4wt%时,调配的Ag NWs油墨性能较好,并制备出表面电阻为36.4Ω/sq和透光率为93.6%的大面积透明柔性导电膜,且HPMC黏膜能起到增强Ag NWs粘附性的作用。(4)柔性发光显示器件制备。利用嵌入式PVA@Ag NWs透明柔性导电膜制备了柔性电致变色器件,并利用PAAm-Li BF4凝胶电解质替代顶部电极简化电致变色器件结构,提高了器件整体7.7%的透光率,并且在Li BF4浓度为1.0mol/L以及PEDOT:PSS电致变色层厚度为1.49μm时,柔性电致变色器件具有最高43.9%的光学对比度。此外,还通过大面积Ag NWs透明柔性导电膜制备了柔性热致变色器件与柔性电致发光器件,三种显示器件分别具有不同特性显示效果。
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