CN105140408A - 柔性透明复合离子液体凝胶导电电极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔性透明复合离子液体凝胶导电电极的制备方法。本发明的复合离子液体凝胶，由聚合物单体和离子液体单体形成柔性透明的聚合物网络骨架，通过引入导电纳米材料提高其电导。本发明还公开了这类复合离子凝胶用于柔性透明电极的制备方法。本发明提供的复合离子液体凝胶柔性透明电极无需引入柔性透明基底，力学性能优异，克服了现有柔性透明电极技术中基底与导电薄膜匹配性不好导致的附着性差，基底化学稳定性、耐温性差的缺点，具有制备过程简单、成本低、长效稳定的特点，而且复合离子液体凝胶的电阻可调，该透明电极尤其适用于制备可穿戴电子设备、柔性显示屏、太阳能电池、薄膜晶体管、有机EL面板。

Description

柔性透明复合离子液体凝胶导电电极的制备方法
技术领域
本发明属于电子器件制备与应用领域，涉及利用复合离子液体凝胶制备柔性透明导电电极的方法。
背景技术
柔性透明电极在电子与光电子产业的发展中占有举足轻重的地位，是制备众多电子与光电子元器件不可缺少的光电功能材料。目前，柔性透明电极主要是在透明有机聚合物基底上，采用溶胶-凝胶法、化学气相沉积、真空蒸发沉积、溅射沉积、脉冲激光沉积等制备导电薄膜（J.A.Lewisetal.Science,323,1590-1593（2009）；R.B.Kaneretal.Science,335,1326-1330（2012）；D.B.Janesetal.NatureNanotech,2,378-384（2007）；Y.Cuietal.NatureNanotech,8,421-425（2013））。但是，该方法存在致命弱点。首先，在透明电极市场中占主导的导电薄膜是氧化铟锡（ITO），面临资源枯竭，制备工艺昂贵等缺点，而且铟有毒性，对环境造成污染。其次，透明有机聚合物基底不耐高温，如耐高温性能相对较好的PET和PI，也仅仅可以承受200oC的高温。而导电薄膜的制备工艺通常需要更高的温度才能提升薄膜的致密度，达到优异的导电性能。再次，有机聚合物基底与导电薄膜的匹配性差，极大降低了二者之间的粘附力，对于器件的长期使用是致命缺陷。为解决铟资源匮乏问题，银纳米线作为透明导电层，得到了研究机构和工业界的广泛关注。然而，银纳米线的制备过程复杂，易被硫化而降低导电性。因此急需发展一种新型柔性透明电极，既能解决资源匮乏、工艺成本高的难题，又能满足长期使用的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用复合离子液体凝胶制备柔性透明导电电极的方法。该方法无需透明有机聚合物基底，并且能够调节离子液体凝胶的电阻。
本发明中还提供了一种柔性透明导电电极，为复合离子液体凝胶；其特征在于：通过化学交联的双网络结构，增强复合离子液体凝胶的力学性能；通过在其中均匀地混合有金属纳米材料、半导体纳米材料或导电高分子调节透明电极的电阻。
本发明在利用复合离子液体凝胶制备柔性透明导电电极的方法通过以下技术方案实现。
一种制备柔性透明导电电极的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）制备透明多孔的聚合物网络；
（2）将步骤（1）制备的透明多孔聚合物网络用离子液体预聚液溶胀达到平衡；
（3）用光或热引发形成双网络结构，得到透明复合离子液体凝胶；
所述透明复合离子液体凝胶构成所述导电电极。
通过在加入金属/半导体纳米材料或导电高分子的方式调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。加入方法分为两种：一为在步骤（2）的离子液体预聚液中加入金属/半导体纳米材料和/或导电高分子并搅拌至均匀状态，然后按照步骤（3）所述引发聚合和/或交联反应，形成复合离子液体凝胶透明电极；二为在步骤（3）中制备的复合离子液体凝胶表面通过旋涂的方法引入导电高分子，形成复合离子液体凝胶透明电极。
复合离子液体凝胶透明电极的应用
制备的复合离子凝胶透明电极可用于制备可折叠电子显示器，比如手机、电脑显示器、手表、可视化眼镜等。也可用于制备可弯曲薄膜晶体管或者可弯曲太阳能电池。
本发明中的上述步骤（1）中，聚合物单体或聚合物、引发剂、交联剂以一定比例溶解于溶剂中，均匀搅拌后加入致孔剂，继续搅拌至均匀状态，然后涂覆到聚四氟乙烯基底上，在交联剂存在下，或光/加热状态下引发反应形成透明的凝胶，最后除去致孔剂得到多孔聚合物网络结构。此类多孔聚合物网络结构用于下一步制备复合离子液体凝胶透明电极。本发明中所述的聚合物单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、4-乙烯基吡啶、苯乙烯中的一种或多种；聚合物为聚乙烯醇、海藻酸钠、壳聚糖中的一种或多种。
本发明中的上述步骤（2）中的离子液体预聚液分为含双键离子液体单体和功能性聚离子液体两种。含双键离子液体单体为咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季磷盐类、吡咯烷类、哌啶类离子液体中的一种或多种。咪唑类如1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、；吡啶类如N-乙烯基吡啶四氟硼酸盐；季铵盐类如三丁基乙烯基铵（三氟甲烷磺酰）亚胺盐、季磷盐类如三丁基乙烯基溴化膦、吡咯烷类如N-乙烯基-N-甲基吡咯烷溴盐；哌啶类如N-乙烯基-N-甲基哌啶溴盐。功能性聚离子液体为聚（1-乙烯基-3-羧乙基咪唑硝酸盐）、聚（1-乙烯基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐）、聚（1-乙烯基-3-胺丙基咪唑硝酸盐）、聚（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐）。
本发明中的所述的溶剂是水、乙醇、丙酮中的一种或几种。
本发明中的所述的离子液体/溶剂的重量比例是1000/2000-1000/0。
本发明中的所述的单体引发剂是安息香乙醚、二苯基乙酮、二苯甲酮、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈中的一种或多种。
本发明中所述的交联剂是N,N-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、戊二醛、氯化钙水溶液、二异氰酸酯中的一种或多种。
本发明中所述的致孔剂是碳酸氢钠、硅胶、聚乙二醇中的一种或多种。
本发明中所述的引发剂/聚合物单体的质量比例是1/1000-20/1000。
本发明中所述的交联剂/聚合物单体的质量比例是1/1000-50/1000。
本发明中所述的致孔剂/聚合物单体的质量比是5/1000-500/1000。
本发明中的所述的光引发波长为250nm-420nm。
本发明中的所述的加热温度是70-90℃。
本发明中的所述的改变离子凝胶层电阻的金属/半导体纳米材料是金纳米线、银纳米线、铜纳米线、碳纳米管、石墨烯薄层中的一种或多种；导电高分子为聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)中的一种或多种。
本发明中的所述的离子液体/添加纳米材料的重量比例是1000/1-1000/1000。
本发明提供的复合离子液体凝胶透明电极，克服了现有透明电极技术中成本高，工艺复杂，原料稀缺，透明有机聚合物基底不耐高温，有机聚合物基底与导电薄膜粘附力差的缺陷。通过化学交联的双网络向离子液体凝胶中添加金属纳米材料，本发明可以调节离子凝胶导电层的电阻。本发明得到的离子凝胶透明电极经过长达一年的放置不会损坏或者导电性下降，且经过一小时的紫外光照对其形成无影响，生成的导电层性质稳定。本发明的方法操作简便、易于控制、所需设备简单、能够大规模生产，该透明电极尤其适用于制备可视电子设备的屏幕、可穿戴电子设备、可弯曲太阳能电池、可弯曲发光二极管、有机电致发光面板。
附图说明
图1是本发明的柔性透明复合离子液体凝胶导电电极的示意图
具体实施方式
以下实施例仅是对本发明的技术方案作进一步的说明，而不是对本发明的技术方案进行限制。
实施例1
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80℃加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80oC加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入银纳米线（离子液体/银纳米线的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为5000Ω/sq，可用于制备可弯曲透明平板，如透明开关，电容式触控面板。
实施例2
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体甲基丙烯酸甲酯、引发剂二苯甲酮、交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、致孔剂聚乙二醇（分子量600）以重量比1000/20/20/10重量比溶解于丙酮中（甲基丙烯酸甲酯/丙酮的重量比例是200/1000），搅拌至均匀状态。然后在255nm紫外光照射状态下反应形成凝胶，在丙酮中浸泡除去聚乙二醇得到多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的多孔聚合物凝胶浸泡在含N-乙烯基吡啶四氟硼酸盐、二苯甲酮、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的乙醇溶液中（N-乙烯基吡啶四氟硼酸盐/二苯甲酮/聚乙二醇二甲基丙烯酸酯/乙醇的重量比例是1000/10/20/1000）。溶胀完全后在255nm紫外光下照射1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入单壁碳纳米管（离子液体/单壁碳纳米管的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于80%，方块电阻为105Ω/sq，可用于制备可弯曲防静电器件。
实施例3
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
海藻酸钠、致孔剂硅胶以重量比1000/10分散于水中，搅拌至均匀状态。将上述分散液均匀涂覆到聚四氟乙烯上，然后浸泡到5%的氯化钙水溶液中反应2分钟形成凝胶，然后用氢氟酸处理得到多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的多孔聚合物凝胶浸泡在含三丁基乙烯基铵（三氟甲烷磺酰）亚胺盐、过硫酸铵、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（三丁基乙烯基铵（三氟甲烷磺酰）亚胺盐/过硫酸铵/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/20/1000）。溶胀完全后在70℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入石墨烯薄层（离子液体/石墨烯薄层的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，然后执行步骤（2），调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为105Ω/sq，可用于制备可弯曲防静电器件。
实施例4
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
聚乙烯醇、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10分散于水中，搅拌至均匀状态。将上述分散液均匀涂覆到聚四氟乙烯上，然后浸泡到5%的戊二醛水溶液中反应2分钟形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的多孔聚合物凝胶浸泡在含三丁基乙烯基溴化膦、过硫酸铵、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（三丁基乙烯基铵（三氟甲烷磺酰）亚胺盐/过硫酸铵/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/20/1000）。溶胀完全后在90℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入金纳米线（离子液体/金纳米线的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为5000Ω/sq，可用于制备可弯曲透明平板，如透明开关，电容式触控面板。
实施例5
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
壳聚糖、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10分散于水中，搅拌至均匀状态。将上述分散液均匀涂覆到聚四氟乙烯上，然后浸泡到5%的戊二醛水溶液中反应2分钟形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的多孔聚合物凝胶浸泡在含N-乙烯基-N-甲基吡咯烷溴盐、过硫酸铵、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（三丁基乙烯基铵（三氟甲烷磺酰）亚胺盐/过硫酸铵/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/20/1000）。溶胀完全后在90℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入银纳米线（离子液体/银纳米线的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为5000Ω/sq，可用于制备可弯曲透明平板，如透明开关，电容式触控面板。
实施例6
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80℃加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入金纳米线（离子液体/金纳米线的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为5000Ω/sq，可用于制备可弯曲透明平板，如透明开关，电容式触控面板。
实施例7
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80℃加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入铜纳米线（离子液体/铜纳米线的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为5000Ω/sq，可用于制备可弯曲透明平板，如透明开关，电容式触控面板。
实施例8
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80℃加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80oC加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入碳纳米管（离子液体/碳纳米管的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为105Ω/sq，可用于制备可弯曲防静电器件。
实施例9
1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80oC加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入石墨烯薄层（离子液体/石墨烯薄层的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为105Ω/sq，可用于制备可弯曲防静电器件。
实施例10
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80℃加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80oC加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）形成的复合离子液体凝胶薄膜表面旋涂2%聚苯胺酸性溶液（离子液体/聚苯胺水溶液的重量比例是1000/10），调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为500Ω/sq，可用于制备可弯曲电阻式触摸屏、电致变色显示器、LCD显示器。
实施例11
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80℃加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）形成的复合离子液体凝胶薄膜表面在真空条件下蒸镀吡咯单体，利用复合离子液体凝胶中残留的过硫酸钾氧化吡咯单体得到聚吡咯掺杂的离子液体凝胶，调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为500Ω/sq，可用于制备可弯曲电阻式触摸屏、电致变色显示器、LCD显示器。
实施例12
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80℃加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）形成的复合离子液体凝胶薄膜表面旋涂1.1%聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)水溶液（离子液体/聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)水溶液的重量比例是1000/10），调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为100-200Ω/sq，可用于制备可穿戴电子设备、柔性显示屏、太阳能电池、电致变色显示器、LCD显示器。
实施例13
（1）透明多孔聚合物网络的制备方法
单体丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂碳酸氢钠以重量比1000/10/30/5重量比溶解于水中（丙烯酰胺/水的重量比例是150/1000），搅拌至均匀状态。然后在80℃加热状态下反应形成凝胶，在pH=5的酸性溶液中浸泡除去碳酸氢钠得到透明多孔聚合物凝胶，此类多孔凝胶用于下一步制备离子液体凝胶透明电极。
（2）力学性能增强的复合离子液体凝胶透明电极的制备方法
将步骤（1）形成的透明多孔聚合物凝胶浸泡在含1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、过硫酸钾、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐/过硫酸钾/N,N-亚甲基双丙烯酰胺/水的重量比例是1000/10/40/1000）。溶胀完全后在80℃加热1h，得到力学性能优异的柔性复合离子液体凝胶透明电极。
（3）调节复合离子液体凝胶透明电极电阻的方法
在步骤（2）浸泡液中加入银纳米线（离子液体/银纳米线的重量比例是1000/10），搅拌至均匀状态，溶胀完全后在80℃加热1h。在步骤（2）形成的复合离子液体凝胶薄膜表面旋涂1.1%聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)水溶液（离子液体/聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)水溶液的重量比例是1000/10），调节复合离子液体凝胶透明电极的电阻。
（4）复合离子液体凝胶透明电极的应用
上述制备的复合离子液体凝胶透明电极的透光率大于85%，方块电阻为20-200Ω/sq，可用于制备可穿戴电子设备、柔性显示屏、太阳能电池、电致变色显示器、LCD显示器。

Claims (10)

1.一种制备柔性透明导电电极的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）制备透明多孔的聚合物网络；
（2）将步骤（1）制备的透明多孔聚合物网络用离子液体预聚液溶胀达到平衡；
（3）用光或热引发形成双网络结构，得到透明复合离子液体凝胶；
所述透明复合离子液体凝胶构成所述导电电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在步骤（2）的离子液体预聚液中加入金属纳米材料、半导体纳米材料和/或者导电高分子，从而调节所述复合离子液体凝胶的电阻的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属纳米材料是金纳米线、银纳米线、铜纳米线中的一种或多种；所述半导体纳米材料是碳纳米管、碳纳米管石墨烯薄层中的一种或多种；所述导电高分子为聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在步骤（3）中制备的复合离子液体凝胶表面通过旋涂的方法引入导电高分子，从而调节所述复合离子液体凝胶的电阻的步骤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，通过单体化学共聚交联或聚合物交联反应制备透明的多孔聚合物网络；其中
所述单体化学共聚交联进一步包括：
将聚合物单体、引发剂、交联剂和致孔剂以一定比例溶解于溶剂中，均匀搅拌后，在光或加热状态下引发共聚交联反应，去除致孔剂后形成透明的多孔聚合物网络；
所述聚合物交联进一步包括：
将聚合物和致孔剂溶于溶剂中，均匀搅拌后形成透明的溶液，加入交联剂后形成凝胶，去除致孔剂后形成透明的多孔聚合物网络。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述聚合物单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、4-乙烯基吡啶、苯乙烯中的一种或多种；聚合物为聚乙烯醇、海藻酸钠、壳聚糖中的一种或多种；
所述引发剂是安息香乙醚、二苯基乙酮、二苯甲酮、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈中的一种或多种；
所述交联剂是N,N-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、戊二醛、氯化钙水溶液、二异氰酸酯中的一种或多种；
所述致孔剂是碳酸氢钠、硅胶、聚乙二醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征是：所述离子液体预聚液包括两种，
一种为含双键的离子液体单体、引发剂、交联剂溶于合适溶剂中，其中所述含双键的离子液体单体为咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季磷盐类、吡咯烷类、哌啶类离子液体中的一种或多种；
另一种为功能性聚离子液体、交联剂溶于合适溶剂中，其中功能性聚离子液体为含羧基、羟基、氨基以及腈基的离子液体大分子。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述含双键的离子液体单体为1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐、N-乙烯基吡啶四氟硼酸盐、三丁基乙烯基铵（三氟甲烷磺酰）亚胺盐、三丁基乙烯基溴化膦、N-乙烯基-N-甲基吡咯烷溴盐、N-乙烯基-N-甲基哌啶溴盐的一种或多种；
所述功能性聚离子液体为聚（1-乙烯基-3-羧乙基咪唑硝酸盐）、聚（1-乙烯基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐）、聚（1-乙烯基-3-胺丙基咪唑硝酸盐）、聚（1-乙烯基-3-乙基咪唑二腈胺盐）的一种或多种。
9.一种柔性透明导电电极，为透明复合离子液体凝胶，其特征在于：所述复合离子液体凝胶含有双网络结构。
10.根据权利要求9所述的柔性透明导电电极，其特征在于，所述复合离子液体凝胶还含有金属纳米材料、半导体纳米材料和/或导电高分子，从而调节所述复合离子液体凝胶的电阻。
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