CN108682479A - 一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极，包括金属网格层、银纳米线层、紫外转换材料颗粒，所述金属网格层在柔性透明电极的中心，在金属网格层上下表面均匀分布紫外转换材料颗粒，在分布有紫外转换材料颗粒的表面上形成银纳米线层，其中银纳米线层包括银纳米线和高分子基质，所述紫外转换颗粒表面具有包覆材料，所述包覆材料表面经过拓扑化处理，使得紫外转换颗粒表面的包覆材料形成为拓扑绝缘体，解决了目前透明电极无法在柔性领域进行大规模应用的问题，使柔性透明电极能够简单的制备，在保持较高的导电率和透过率的同时保证透明电极结构的强度，同时还能够避免紫外线的影响。

Description

一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极
技术领域
本发明属于透明电极制造技术领域，尤其涉及一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极。
背景技术
透明导电电极是各种电子器件，包括触摸屏、显示器、薄膜太阳能电池等重要组成部分。目前透明导电电极一般采用金属氧化物，例如ITO薄膜。由于氧化物电极中的一些关键金属元素例如铟储量有限，同时金属氧化物薄膜需要真空镀膜设备和技术，这些因素导致该电极成本攀升；更关键的是由于金属氧化物的本征脆性等特征，导致其无法应用于现在日益兴起的柔性器件中，例如柔性薄膜太阳能电池、柔性触摸屏显示器、以及电子皮肤等领域。柔性透明电极是指涂覆在高透射率的绝缘表面或衬底上的传导薄膜，柔性透明电极可被制造为具有表面传导性，同时保持较好的光学透明度。这种表面传导的柔性透明电极被广泛地用作平面液晶显示器、触摸面板、电致发光器件以及薄膜光电池中的透明电极，并且用作防静电层及电磁波屏蔽层。
目前，例如铟锡氧化物的真空沉积金属氧化物，是向电介质表面提供光学透明性和导电性的行业标准材料。然而，金属氧化物膜在弯曲或受到其它物理应力时较脆弱且易于损坏。金属氧化物膜还需要较高的沉积温度和/或高退火温度，以达到高传导率水平。当金属氧化物膜粘合到易于吸收水分的衬底(例如塑料和例如聚碳酸酯的有机衬底)上时，也会存在问题。因此，金属氧化物膜在柔性衬底上的应用受到严重限制。此外，真空沉积是昂贵的工艺并需要专门的设备。传导聚合物也已经被用作光学透明导电体。然而，与金属氧化物膜相比，传导聚合物通常具有较低的传导率值和较高的光学吸收(尤其是在可见光波长)，并且缺乏化学稳定性和长期稳定性。因此，在本领域中仍存在提供具有理想的电学、光学和力学性质的柔性透明电极的需要，尤其是适于任何衬底并可在低成本、高产量的工艺中制造及构图的柔性透明电极。
在很多应用场景下，在光透过同时还具有紫外线，而很多情况下紫外线会对光透过后的其它层造成损害，因此需要寻找一种能够避免紫外线影响的柔性透明电极。
发明内容
为了解决目前透明电极无法在柔性领域进行大规模应用的问题，使柔性透明电极能够简单的制备，在保持较高的导电率和透过率的同时保证透明电极结构的强度，同时还能够避免紫外线的影响，本发明提供了一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极，包括金属网格层、银纳米线层、紫外转换材料颗粒，所述金属网格层在柔性透明电极的中心，在金属网格层上下表面均匀分布紫外转换材料颗粒，在分布有紫外转换材料颗粒的表面上形成银纳米线层，其中银纳米线层包括银纳米线和高分子基质，所述紫外转换颗粒表面具有包覆材料，所述包覆材料表面经过拓扑化处理，使得紫外转换颗粒表面的包覆材料形成为拓扑绝缘体，其中所述包覆材料选择光和紫外线透过率大于95％的材料。
进一步地，紫外转换颗粒的粒径大小为金属网格层网格间距的1/4-1/3。
进一步地，金属网格层上下表面还形成有柔性高分子层，柔性高分子层为由柔性高分子材料形成的网格状，柔性高分子层的网格间距大于金属网格基层网格间距的10倍以上。
进一步地，银纳米线层为两层结构，包括第一银纳米线层和第二银纳米线层，所述第一银纳米线层中银纳米线的长径比大于100，第二银纳米线层中的银纳米线的长径比小于100。
进一步地，在金属网格层形成紫外转换颗粒之前还包括在金属网格层的表面涂覆高分子材料层，所述高分子材料层的厚度小于金属网格层的厚度。
进一步地，所述高分子材料层的高分子材料选择为与银纳米线层中的高分子基质相同材料。
进一步地，在形成所述高分子材料层之前对所述金属网格基层进行等离子体处理和电晕放电处理。
进一步地，所述等离子体处理和电晕放电处理间隔进行至少两个循环。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极，包括金属网格层、银纳米线层、紫外转换材料颗粒，所述金属网格层在柔性透明电极的中心，在金属网格层上下表面均匀分布紫外转换材料颗粒，在分布有紫外转换材料颗粒的表面上形成银纳米线层，其中银纳米线层包括银纳米线和高分子基质，所述紫外转换颗粒表面具有包覆材料，所述包覆材料表面经过拓扑化处理，使得紫外转换颗粒表面的包覆材料形成为拓扑绝缘体，解决了目前透明电极无法在柔性领域进行大规模应用的问题，使柔性透明电极能够简单的制备，在保持较高的导电率和透过率的同时保证透明电极结构的强度，同时还能够避免紫外线的影响。
附图说明
图1是具有本发明具有紫外过滤功能的柔性透明电极的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1，图1是具有本发明具有紫外过滤功能的柔性透明电极的示意图，本发明提供了一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极，包括金属网格层1、银纳米线层2、紫外转换材料颗粒3，所述金属网格层1在柔性透明电极的中心，在金属网格层1上下表面均匀分布紫外转换材料颗粒3，在分布有紫外转换材料颗粒3的表面上形成银纳米线层2，其中银纳米线层2包括银纳米线和高分子基质，所述紫外转换颗粒3表面具有包覆材料，所述包覆材料表面经过拓扑化处理，使得紫外转换颗粒3表面的包覆材料形成为拓扑绝缘体，其中所述包覆材料选择光和紫外线透过率大于95％的材料。
进一步地，紫外转换颗粒3的粒径大小为金属网格层1网格间距的1/4-1/3。
进一步地，金属网格层1上下表面还形成有柔性高分子层，柔性高分子层为由柔性高分子材料形成的网格状(图中未示出)，柔性高分子层的网格间距大于金属网格基层网格间距的10倍以上。
进一步地，银纳米线层2为两层结构，包括第一银纳米线层2和第二银纳米线层2，所述第一银纳米线层2中银纳米线的长径比大于100，第二银纳米线层2中的银纳米线的长径比小于100。
进一步地，在金属网格层1形成紫外转换颗粒3之前还包括在金属网格层1的表面涂覆高分子材料层，所述高分子材料层的厚度小于金属网格层1的厚度。
进一步地，所述高分子材料层的高分子材料选择为与银纳米线层2中的高分子基质相同材料。
进一步地，在形成所述高分子材料层之前对所述金属网格基层进行等离子体处理和电晕放电处理。
进一步地，所述等离子体处理和电晕放电处理间隔进行至少两个循环。
本发明提供了一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极，包括金属网格层、银纳米线层、紫外转换材料颗粒，所述金属网格层在柔性透明电极的中心，在金属网格层上下表面均匀分布紫外转换材料颗粒，在分布有紫外转换材料颗粒的表面上形成银纳米线层，其中银纳米线层包括银纳米线和高分子基质，所述紫外转换颗粒表面具有包覆材料，所述包覆材料表面经过拓扑化处理，使得紫外转换颗粒表面的包覆材料形成为拓扑绝缘体，解决了目前透明电极无法在柔性领域进行大规模应用的问题，使柔性透明电极能够简单的制备，在保持较高的导电率和透过率的同时保证透明电极结构的强度，同时还能够避免紫外线的影响。
附图中描述关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有紫外过滤功能的柔性透明电极，包括金属网格层、银纳米线层、紫外转换材料颗粒，其特征在于，所述金属网格层在柔性透明电极的中心，在金属网格层上下表面均匀分布紫外转换材料颗粒，在分布有紫外转换材料颗粒的表面上形成银纳米线层，其中银纳米线层包括银纳米线和高分子基质，所述紫外转换颗粒表面具有包覆材料，所述包覆材料表面经过拓扑化处理，使得紫外转换颗粒表面的包覆材料形成为拓扑绝缘体，其中所述包覆材料选择光和紫外线透过率大于95％的材料。
2.根据权利要求1所述的具有紫外过滤功能的柔性透明电极，其特征在于，紫外转换颗粒的粒径大小为金属网格层网格间距的1/4-1/3。
3.根据权利要求1或2所述的具有紫外过滤功能的柔性透明电极，其特征在于，金属网格层上下表面还形成有柔性高分子层，柔性高分子层为由柔性高分子材料形成的网格状，柔性高分子层的网格间距大于金属网格基层网格间距的10倍以上。
4.根据权利要求1或2所述的具有紫外过滤功能的柔性透明电极，其特征在于，银纳米线层为两层结构，包括第一银纳米线层和第二银纳米线层，所述第一银纳米线层中银纳米线的长径比大于100，第二银纳米线层中的银纳米线的长径比小于100。
5.根据权利要求1所述的具有紫外过滤功能的柔性透明电极，其特征在于，在金属网格层形成紫外转换颗粒之前还包括在金属网格层的表面涂覆高分子材料层，所述高分子材料层的厚度小于金属网格层的厚度。
6.根据权利要求5所述的具有紫外过滤功能的柔性透明电极，其特征在于，所述高分子材料层的高分子材料选择为与银纳米线层中的高分子基质相同材料。
7.根据权利要求5所述的具有紫外过滤功能的柔性透明电极，其特征在于，在形成所述高分子材料层之前对所述金属网格基层进行等离子体处理和电晕放电处理。
8.根据权利要求7所述的具有紫外过滤功能的柔性透明电极，其特征在于，所述等离子体处理和电晕放电处理间隔进行至少两个循环。
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