CN104393194A - 一种柔性电极、其制作方法、电子皮肤及柔性显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性电极、其制作方法、电子皮肤及柔性显示装置，采用离子液对导电聚合物进行溶液化处理；在溶液化处理后的导电聚合物内加入纳米金属材料，形成含有纳米金属材料的导电聚合物的分散液；将分散液转移到基板上进行固化处理后得到柔性电极。该柔性电极利用了导电聚合物的柔韧性能，可以使形成的柔性电极具有良好的延展性和弹性，并且，在导电聚合物中分散了纳米金属材料，利用纳米金属材料弥补了导电聚合物材料的导电性能较低的缺陷，使柔性电极具有良好的导电性。因此，柔性电极既具有较好的柔韧性又具有优异的导电性能，可以应用于柔性显示装置作为电极使用，也可以应用于人体检测的电子器件作为电子皮肤使用。

Description

一种柔性电极、其制作方法、电子皮肤及柔性显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种柔性电极、其制作方法、电子皮肤及柔性显示装置。
背景技术
柔性显示技术主要应用柔性电子技术，是将柔性显示介质电子元件与材料安装在有柔性或可弯曲的基板上，使得显示器具有能够弯曲或卷曲成任意形状的特性，有轻、薄且方便携带等特点。
而目前的柔性显示器中采用的电极为单层的金属导电氧化物材料，一般选用ITO材料，该种材料在柔性显示所需求的可弯曲、折叠以及可延展的特性下其导电性能均会受到影响，因此，如何在保证电极导电性能的基础上，实现电极的可延展性和弹性，以满足柔性显示的柔性需求，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
并且，随着智能技术的普及和推广，远程医疗技术日益成为一种医疗新技术，因此相应的智能器件的开发和应用已经逐步进入市场，而用于人体检测的电子器件需要与人体紧密配合，这就要求电子器件的感测电极即电子皮肤具有一定的柔韧性且可实现与人体的较好配合，因此，如何得到一种具有柔韧性且能满足导电性能的感测电极，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种柔性电极、其制作方法、电子皮肤及柔性显示装置，用以实现具有一定柔韧性和导电性能的柔性电极，其可应用于柔性显示装置，也可应用于电子器件与人体接触的感测电极作为电子皮肤。
因此，本发明实施例提供的一种柔性电极，包括由导电聚合物材料制作的本体，所述导电聚合物材料内分散有纳米金属材料。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极中，所述导电聚合物材料包括：聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中的一种或组合。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极中，所述纳米金属材料包括：纳米金球、纳米银球、纳米铜球中的一种或组合。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极中，所述纳米金属材料的粒径为10nm～50nm。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极中，所述纳米金属材料和所述导电聚合物材料的重量比为1:15～1:5。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极中，所述导电聚合物材料为经过离子液处理的导电聚合物材料。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极中，所述离子液包括：1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中一种或组合。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极中，所述离子液与所述导电聚合物材料的重量比为5:1～15:1。
本发明实施例提供的一种柔性电极的制作方法，包括：
采用离子液对导电聚合物进行溶液化处理；
在溶液化处理后的导电聚合物内加入纳米金属材料，形成含有纳米金属材料的导电聚合物的分散液；
将所述分散液转移到基板上进行固化处理后得到柔性电极。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极的制作方法中，将所述分散液转移到基板上，具体包括：
将所述分散液转移到载体上；
将承载有所述分散液的载体转印到所述基板上。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极的制作方法中，所述载体的表面具有预设图案。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极的制作方法中，所述导电聚合物包括：聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中一种或组合。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极的制作方法中，所述离子液包括：1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中一种或组合。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极的制作方法中，所述离子液与所述导电聚合物的重量比为5:1～15:1。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极的制作方法中，所述纳米金属材料包括：纳米金球、纳米银球、纳米铜球中的一种或组合。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极的制作方法中，所述纳米金属材料和所述导电聚合物的重量比为1:15～1:5。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述柔性电极的制作方法中，所述纳米金属材料的粒径为10nm～50nm。
本发明实施例还提供了一种柔性显示装置，包括柔性衬底基板，依次设置在柔性衬底基板上的第一电极、发光层和第二电极，所述第一电极和所述第二电极为如本发明实施例提供的上述柔性电极。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述柔性显示装置。
本发明实施例还提供了一种电子皮肤，包括本发明实施例提供的上述柔性电极。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种柔性电极、其制作方法、电子皮肤及柔性显示装置，采用离子液对导电聚合物进行溶液化处理；在溶液化处理后的导电聚合物内加入纳米金属材料，形成含有纳米金属材料的导电聚合物的分散液；将分散液转移到基板上进行固化处理后得到由导电聚合物材料制作成本体的柔性电极，该导电聚合物材料内分散有纳米金属材料。该柔性电极利用了导电聚合物的柔韧性能，可以使形成的柔性电极具有良好的延展性和弹性，并且，在制作柔性电极过程中在导电聚合物中分散了纳米金属材料，利用纳米金属材料弥补了导电聚合物材料的导电性能较低的缺陷，使柔性电极具有良好的导电性。因此，采用上述柔性电极既具有较好的柔韧性又具有优异的导电性能，其应用领域广泛，既可以应用于柔性显示装置中作为电极使用，也可以应用于人体检测的电子器件中作为电子皮肤使用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的柔性电极的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的柔性电极、其制作方法、电子皮肤及柔性显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供的一种柔性电极，包括由导电聚合物材料制作的本体，该导电聚合物材料内分散有纳米金属材料。
本发明实施例提供的上述柔性电极利用了导电聚合物的柔韧性能，可以使形成的柔性电极具有良好的延展性和弹性，并且，在导电聚合物中分散了纳米金属材料，利用纳米金属材料弥补了导电聚合物材料的导电性能较低的缺陷，使柔性电极具有良好的导电性。因此，采用上述柔性电极既具有较好的柔韧性又具有优异的导电性能，其应用领域广泛，既可以应用于柔性显示装置中作为电极使用，也可以应用于人体检测的电子器件中作为电子皮肤使用。
在具体实施时，由于上述柔性电极有可能应用于柔性显示装置，因此需要柔性电极具有较高的光透过率，因此，该导电聚合物材料一般需要采用透明材料，具体地，导电聚合物材料可以包括：聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中的一种或组合。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述柔性电极中选用的纳米金属材料可以包括：纳米金球、纳米银球、纳米铜球中的一种或组合。较佳地，可以选用纳米金球材料。并且，为了保证制作出的柔性电极具有良好的光透过率和导电性，纳米金属材料一般选取的粒径范围在10nm～50nm为佳。
具体地，在本发明实施例提供的上述柔性电极中，纳米金属材料和导电聚合物的重量比一般在1:15～1:5范围内，较佳地，当纳米金属材料选用纳米金球时，纳米金球和导电聚合物的重量比为1:10时，制作出的柔性电极具有最佳的导电性能。
下表1列出了采用对不同粒径的纳米金球和导电聚合物混合后形成的柔性电极进行导电性能、延展性和透过率的测试结果。
表1
从表1中的测试结果可知，采用当采用粒径为10nm的纳米金球与导电聚合物采用1:10的重量比制作出的柔性电极具有最好的透过率。
进一步地，上述导电聚合物材料的粘着性一般较强，若直接将纳米金属材料放置于其中进行分散，得到的柔性电极中的纳米材料容易在导电聚合物材料中聚集，不能起到增强导电性能的效果，因此，在本发明实施例提供的上述柔性电极中的导电聚合物材料一般是经过离子液处理的导电聚合物材料，以便使纳米金属材料更容易分散于导电聚合物材料中。
具体地，离子液可以包括：1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中一种或组合。
并且，离子液与导电聚合物的重量比一般在5:1～15:1范围内，可以使离子液处理后的导电聚合物材料中纳米金属材料的分散性较好。
下表2列出了采用对不同材料的离子液对不同导电聚合物处理后，分散纳米金属材料的测试结果。
表2
通过上述表2测量分散液中纳米金属离子的平均粒径(D50)的测试结果可知，通过比较采用离子液处理后的导电聚合物对20nm纳米金属材料进行分散的测试结果和未采用离子液处理的导电聚合物对20nm纳米金属材料进行分散的测试结果，可以看出，前者的平均粒径远小于后者的平均粒径。且在在选用10:1的1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐作为离子液对导电聚合物溶解后分散纳米金属的分散效果最好。值得注意的是，上述测试结果的数据越小表明其分散效果越好。
本发明实施例还提供了一种柔性电极的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：
S101、采用离子液对导电聚合物进行溶液化处理；
S102、在溶液化处理后的导电聚合物内加入纳米金属材料，形成含有纳米金属材料的导电聚合物的分散液；
S103、将分散液转移到基板上进行固化处理后得到柔性电极。
本发明实施例提供的上述制作方法得到的柔性电极，利用了导电聚合物的柔韧性能，可以使形成的柔性电极具有良好的延展性和弹性，并且，在制作柔性电极过程中在导电聚合物中分散了纳米金属材料，利用纳米金属材料弥补了导电聚合物材料的导电性能较低的缺陷，使柔性电极具有良好的导电性。因此，采用上述方法制作得到的柔性电极既具有较好的柔韧性又具有优异的导电性能，其应用领域广泛，既可以应用于柔性显示装置中作为电极使用，也可以应用于人体检测的电子器件中作为电子皮肤使用。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述制作方法中制作柔性电极的主体材料为导电聚合物材料，并且，由于制作完成后的柔性电极有可能应用于柔性显示装置，需要制作完成的柔性电极具有较高的光透过率，因此，该导电聚合物材料一般需要采用透明材料，具体地，导电聚合物可以包括：聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中一种或组合。
并且，上述导电聚合物材料的粘着性一般较强，若直接将纳米金属材料放置于其中进行分散，容易使纳米金属材料在导电聚合物材料中聚集，不能起到增强导电性能的效果，因此，在本发明实施例提供的上述制作方法中需要执行步骤S101采用离子液先对导电聚合物进行溶液化处理，以便使之后加入的纳米金属材料更容易分散于溶液中。
具体地，在溶液化处理过程中采用的离子液可以包括：1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中一种或组合。
具体地，在溶液化处理过程中所用到的离子液与导电聚合物的重量比一般在5:1～15:1范围内。较佳地，采用8:1～10:1的重量比可以得到的溶液较利于之后纳米金属材料的分散。
具体地，本发明实施例提供的上述制作方法中的步骤S102在溶液化处理后的导电聚合物内加入纳米金属材料，形成含有纳米金属材料的导电聚合物的分散液；其中，所选用的纳米金属材料一般包括：纳米金球、纳米银球、纳米铜球中的一种或组合。较佳地，可以选用纳米金球材料。并且，为了保证制作出的柔性电极具有良好的光透过率和导电性，纳米金属材料一般选取的粒径范围在10nm～50nm为佳。
具体地，在上述步骤S102中加入的纳米金属材料和导电聚合物的重量比一般在1:15～1:5范围内，较佳地，当纳米金属材料选用纳米金球时，纳米金球和导电聚合物的重量比为1:10时，制作出的柔性电极具有最佳的导电性能。
具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在形成含有纳米金属材料的导电聚合物的分散液之后，需要通过步骤S103将分散液转移到基板上进行固化处理后得到柔性电极，具体地，可以通过下述步骤将分散液转移到基板上：首先将分散液转移到载体上；然后将承载有分散液的载体转印到基板上。
其中，在具体实施时，上述载体的表面可以具有预设图案，在将分散液转移到载体上时，仅在载体上具有图案的区域吸附一定的分散液，使载体在基板转印的过程中在基板上形成预设图案的分散液，之后通过固化可直接获得具有预设图案的柔性电极。
当然，在具体实施时，上述载体的表面也可以相对光滑，这样经过载体转印后的基板上形成整面设置的分散液，之后通过固化得到的柔性电极也为整面设置，此时，若需要制作具有设定图案的柔性电极，还需要进行刻蚀处理。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子皮肤，包括本发明实施例提供的上述柔性电极，由于该电子皮肤解决问题的原理与前述一种柔性电极相似，因此该电子皮肤的实施可以参见柔性电极的实施，重复之处不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种柔性显示装置，由于该柔性显示装置解决问题的原理与前述一种柔性电极相似，因此该柔性显示装置的实施可以参见柔性电极的实施，重复之处不再赘述。
具体地，本发明实施例提供的一种柔性显示装置，包括：柔性衬底基板，依次设置在柔性衬底基板上的第一电极、发光层和第二电极，第一电极和/或第二电极为本发明实施例提供的上述柔性电极结构。值得注意的是，该柔性显示基板是在现有的OLED显示器件的基础上进行改进，因此其基本部件和现有的OLED显示器件大致相同，在此不作详述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，由于该显示装置解决问题的原理与前述一种柔性显示装置相似，因此该显示装置的实施可以参见柔性显示装置的实施，重复之处不再赘述。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明实施例提供的一种柔性电极、其制作方法、电子皮肤及柔性显示装置，采用离子液对导电聚合物进行溶液化处理；在溶液化处理后的导电聚合物内加入纳米金属材料，形成含有纳米金属材料的导电聚合物的分散液；将分散液转移到基板上进行固化处理后得到由导电聚合物材料制作成本体的柔性电极，该导电聚合物材料内分散有纳米金属材料。该柔性电极利用了导电聚合物的柔韧性能，可以使形成的柔性电极具有良好的延展性和弹性，并且，在制作柔性电极过程中在导电聚合物中分散了纳米金属材料，利用纳米金属材料弥补了导电聚合物材料的导电性能较低的缺陷，使柔性电极具有良好的导电性。因此，采用上述柔性电极既具有较好的柔韧性又具有优异的导电性能，其应用领域广泛，既可以应用于柔性显示装置中作为电极使用，也可以应用于人体检测的电子器件中作为电子皮肤使用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种柔性电极，其特征在于，包括由导电聚合物材料制作的本体，所述导电聚合物材料内分散有纳米金属材料。
2.如权利要求1所述的柔性电极，其特征在于，所述导电聚合物材料包括：聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中的一种或组合。
3.如权利要求1所述的柔性电极，其特征在于，所述纳米金属材料包括：纳米金球、纳米银球、纳米铜球中的一种或组合。
4.如权利要求3所述的柔性电极，其特征在于，所述纳米金属材料的粒径为10nm～50nm。
5.如权利要求1所述的柔性电极，其特征在于，所述纳米金属材料和所述导电聚合物材料的重量比为1:15～1:5。
6.如权利要求1-5任一项所述的柔性电极，其特征在于，所述导电聚合物材料为经过离子液处理的导电聚合物材料。
7.如权利要求6所述的柔性电极，其特征在于，所述离子液包括：1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中一种或组合。
8.如权利要求7所述的柔性电极，其特征在于，所述离子液与所述导电聚合物材料的重量比为5:1～15:1。
9.一种柔性电极的制作方法，其特征在于，包括：
采用离子液对导电聚合物进行溶液化处理；
在溶液化处理后的导电聚合物内加入纳米金属材料，形成含有纳米金属材料的导电聚合物的分散液；
将所述分散液转移到基板上进行固化处理后得到柔性电极。
10.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于，将所述分散液转移到基板上，具体包括：
将所述分散液转移到载体上；
将承载有所述分散液的载体转印到所述基板上。
11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述载体的表面具有预设图案。
12.如权利要求9-11任一项所述的制作方法，其特征在于，所述导电聚合物包括：聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中一种或组合。
13.如权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述离子液包括：1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中一种或组合。
14.如权利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述离子液与所述导电聚合物的重量比为5:1～15:1。
15.如权利要求9-11任一项所述的制作方法，其特征在于，所述纳米金属材料包括：纳米金球、纳米银球、纳米铜球中的一种或组合。
16.如权利要求15所述的制作方法，其特征在于，所述纳米金属材料和所述导电聚合物的重量比为1:15～1:5。
17.如权利要求15所述的制作方法，其特征在于，所述纳米金属材料的粒径为10nm～50nm。
18.一种柔性显示装置，包括柔性衬底基板，依次设置在柔性衬底基板上的第一电极、发光层和第二电极，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极为如权利要求1-8所述的柔性电极。
19.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求18所述的柔性显示装置。
20.一种电子皮肤，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的柔性电极。
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