CN113113187A - 一种可拉伸透明导电膜、制备方法及电子器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可拉伸透明导电膜、制备方法及电子器件。所述可拉伸透明导电膜，包括可拉伸透明基底、硬质断裂层、第一材料层、第二材料层；其中，所述第一材料层、所述第二材料层中的一材料层为亲水材料层，另一材料层为疏水材料层；所述可拉伸透明基底、所述硬质断裂层和所述第一材料层从下往上依次层叠形成层叠膜，所述层叠膜上设置有若干个裂缝，每一所述裂缝的内表面覆盖有所述第二材料层，每一所述裂缝的内部填充有导电油墨；其中，所述导电油墨中分散的导电材料与所述第一材料层具有相反的亲疏水性。本发明能够提供一种具有高透过性、高导电性和高抗拉伸性的可拉伸透明导电膜。

Description

一种可拉伸透明导电膜、制备方法及电子器件

技术领域

本发明涉及导电材料技术领域，尤其涉及一种可拉伸透明导电膜、制备方法及电子器件。

背景技术

近年来，随着电子产品趋向柔性化方向发展，传统的刚性电子器件已经不能满足现代电子产业的需求，而导电膜因其轻薄特性受到了广泛应用。

目前，现有的可拉伸透明导电膜主要是通过在弹性体表面涂布导电纳米片/纳米线形成随机的网络结构，或将疏松网络的弹性材料浸入导电油墨制备得到。基于这种结构，可拉伸透明导电膜使用的导电材料密度往往较高，导致可拉伸透明导电膜的透过性较低甚至不具有透过性，导电材料也同可拉伸透明导电膜在拉伸力作用下拉伸，其电阻变化率随着拉伸力的增大而增大，导致可拉伸透明导电膜的导电性较低，且这种结构在拉伸力作用下易被破坏，可拉伸透明导电膜不具有较高的抗拉伸性。因此，现有的可拉伸透明导电膜难以兼有高透过性、高导电性和高抗拉伸性，急需研发一种具有高透过性、高导电性和高抗拉伸性的可拉伸透明导电膜。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种可拉伸透明导电膜、制备方法及电子器件，能够提供一种具有高透过性、高导电性和高抗拉伸性的可拉伸透明导电膜。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明一实施例提供一种可拉伸透明导电膜，包括可拉伸透明基底、硬质断裂层、第一材料层、第二材料层；其中，所述第一材料层、所述第二材料层中的一材料层为亲水材料层，另一材料层为疏水材料层；

所述可拉伸透明基底、所述硬质断裂层和所述第一材料层从下往上依次层叠形成层叠膜，所述层叠膜上设置有若干个裂缝，每一所述裂缝的内表面覆盖有所述第二材料层，每一所述裂缝的内部填充有导电油墨；其中，所述导电油墨中分散的导电材料与所述第一材料层具有相反的亲疏水性。

进一步地，所述裂缝是自所述第一材料层至所述硬质断裂层断裂形成的，或者自所述第一材料层至所述可拉伸透明基底断裂形成的。

进一步地，所述可拉伸透明基底与所述硬质断裂层的弹性模量之比小于等于1:10。

进一步地，所述可拉伸透明基底为聚合物弹性体；其中，所述聚合物弹性体包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚氨酯、SEBS、水凝胶中的一种。

进一步地，所述亲水材料层为涂布亲水材料形成的涂层；其中，所述亲水材料包括异氰酸酯、聚丙烯酸、二氧化硅、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。

进一步地，所述疏水材料层为涂布疏水材料形成的涂层；其中，所述疏水材料包括有机硅树脂、石蜡、氟树脂、微纳米粗糙结构材料中的一种。

进一步地，所述导电油墨中分散的导电材料包括导电纳米片、导电纳米线、导电纳米球、高分子导电材料中的一种或多种组合，所述导电油墨中的分散液与所述第一材料层具有相反的亲疏水性。

第二方面，本发明一实施例提供一种可拉伸透明导电膜的制备方法，包括步骤：

S1、对可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成硬质断裂层，并在所述硬质断裂层的上表面覆盖第一材料层，得到层叠膜；

S2、对所述层叠膜施加拉伸力，使所述层叠膜在拉伸力的作用下形成若干个裂缝；

S3、在每一所述裂缝的内表面覆盖第二材料层，并对所述层叠膜涂布导电油墨，使所述导电油墨填充到每一所述裂缝的内部，得到所述可拉伸透明导电膜；

其中，所述第一材料层、所述第二材料层中的一材料层为亲水材料层，另一材料层为疏水材料层，所述导电油墨中分散的导电材料与所述第一材料层具有相反的亲疏水性。

进一步地，所述对可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成硬质断裂层，具体为：

通过外延生长方法对所述可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成所述硬质断裂层；或者，

通过磁控溅射/蒸镀方法对所述可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成所述硬质断裂层；或者，

通过氧化方法对所述可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成所述硬质断裂层。

第三方面，本发明一实施例提供一种应用可拉伸透明导电膜的电子器件，包括如上所述的可拉伸透明导电膜。

相比于现有技术，本发明的实施例，具有如下有益效果：

通过使可拉伸透明基底、硬质断裂层和第一材料层从下往上依次层叠形成层叠膜，并在层叠膜上设置若干个裂缝，在每一裂缝的内表面覆盖第二材料层，在每一裂缝的内部填充导电油墨，得到可拉伸透明导电膜，由于可拉伸透明导电膜的导电结构是基于层叠膜上的裂缝网络设计的，当没有拉伸力作用于可拉伸透明导电膜时，裂缝处于收缩状态，填充在裂缝内部的导电油墨不会遮盖可拉伸透明导电膜，可拉伸透明导电膜的透过性较高，此时也不会出现拉伸过程中电阻变化率较大的情况，电阻较低，可拉伸透明导电膜的导电性较高，当施加拉伸力作用于可拉伸透明导电膜时，拉伸力集中在裂缝处，裂缝处于张开状态，填充在裂缝内部的导电油墨不会遮盖可拉伸透明导电膜，可拉伸透明导电膜的透过性较高，而导电油墨是在裂缝处于张开状态时才可填充在裂缝的内部，此时裂缝处于张开状态并不会导致裂缝网络断裂，且拉伸过程中拉伸力不集中在导电油墨，电阻变化率较小，可拉伸透明导电膜的导电性较高，裂缝受拉伸力作用张开，大大增加了可拉伸透明导电膜的拉伸长度，可拉伸透明导电膜的抗拉伸性较高，多次拉伸也不容易产生新的裂缝或是造成导电材料脱落，可拉伸透明导电膜的稳定性较高。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的一种可拉伸透明导电膜的结构示意图；

图2为本发明第一实施例中的一种可拉伸透明导电膜的立体结构图；

图3为本发明第一实施例中优选实施例的裂缝的结构示意图；

图4为本发明第一实施例中优选实施例的裂缝的另一结构示意图；

图5为本发明第二实施例中的一种可拉伸透明导电膜的制备方法的流程示意图；

图6为本发明第二实施例中的规则的裂缝网络的结构示意图；

图7为本发明第二实施例中的不规则的裂缝网络的结构示意图；

图8为本发明第三实施例中的一种LED发光器件的结构示意图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1：可拉伸透明基底；2：硬质断裂层；3：第一材料层；4：第二材料层；5：导电油墨。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。

如图1所示，第一实施例提供一种可拉伸透明导电膜，包括可拉伸透明基底1、硬质断裂层2、第一材料层3、第二材料层4；其中，第一材料层3、第二材料层4中的一材料层为亲水材料层，另一材料层为疏水材料层；可拉伸透明基底1、硬质断裂层2和第一材料层3从下往上依次层叠形成层叠膜，层叠膜上设置有若干个裂缝，每一裂缝的内表面覆盖有第二材料层4，每一裂缝的内部填充有导电油墨5；其中，导电油墨5中分散的导电材料与第一材料层3具有相反的亲疏水性。

可以理解的是，若第一材料层3为亲水材料层，则第二材料层4为疏水材料层，即硬质断裂层2的上表面覆盖有亲水材料层，每一裂缝的内表面覆盖有疏水材料层；若第一材料层3为疏水材料层，则第二材料层4为亲水材料层，即硬质断裂层2的上表面覆盖有疏水材料层，每一裂缝的内表面覆盖有亲水材料层。

作为示例性地，在可拉伸透明基底1、硬质断裂层2和第一材料层3从下往上依次层叠形成的层叠膜上设计裂缝网络，通过对层叠膜施加拉伸力，使层叠膜在拉伸力的作用下发生断裂形成若干个裂缝，利用若干个裂缝连通层叠膜的整一表面形成裂缝网络，进而基于层叠膜上的裂缝网络设计导电结构，通过在每一裂缝的内表面覆盖第二材料层4，利用第二材料层4和第一材料层3不同的亲疏水性，以及导电材料和第一材料层3相反的亲疏水性来使导电油墨5自发地填充到裂缝的内部，从而得到可拉伸透明导电膜。可拉伸透明导电膜的立体结构图如图2所示。

当没有拉伸力作用于可拉伸透明导电膜时，裂缝处于收缩状态，填充在裂缝内部的导电油墨5不会遮盖可拉伸透明导电膜，可拉伸透明导电膜的透过性较高，此时也不会出现拉伸过程中电阻变化率较大的情况，电阻较低，可拉伸透明导电膜的导电性较高。

当施加拉伸力作用于可拉伸透明导电膜时，拉伸力集中在裂缝处，裂缝处于张开状态，填充在裂缝内部的导电油墨5不会遮盖可拉伸透明导电膜，可拉伸透明导电膜的透过性较高，而导电油墨5是在裂缝处于张开状态时才可填充在裂缝的内部，此时裂缝处于张开状态并不会导致裂缝网络断裂，且拉伸过程中拉伸力不集中在导电油墨5，电阻变化率较小，可拉伸透明导电膜的导电性较高，裂缝受拉伸力作用张开，大大增加了可拉伸透明导电膜的拉伸长度，可拉伸透明导电膜的抗拉伸性较高，多次拉伸也不容易产生新的裂缝或是造成导电材料脱落，可拉伸透明导电膜的稳定性较高。

在优选的实施例当中，裂缝是自第一材料层3至硬质断裂层2断裂形成的，或者自第一材料层3至可拉伸透明基底1断裂形成的。

作为示例性地，由于硬质断裂层2的弹性模量大于可拉伸透明基底1的弹性模量，通过对层叠膜施加拉伸力，层叠膜在较小拉伸力的作用下，硬质断裂层2发生断裂，进而引起上方第一材料层3发生断裂形成裂缝，如图3所示，层叠膜在较大拉伸力的作用下，硬质断裂层2发生断裂，进而引起上方第一材料层3和下方的可拉伸透明基底1均发生断裂形成裂缝，如图4所示。

在优选的实施例当中，可拉伸透明基底1与硬质断裂层2的弹性模量之比小于等于1:10。

在优选的实施例当中，可拉伸透明基底1为聚合物弹性体；其中，聚合物弹性体包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚氨酯、SEBS、水凝胶中的一种。

在优选的实施例当中，亲水材料层为涂布亲水材料形成的涂层；其中，亲水材料包括异氰酸酯、聚丙烯酸、二氧化硅、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。

在优选的实施例当中，疏水材料层为涂布疏水材料形成的涂层；其中，疏水材料包括有机硅树脂、石蜡、氟树脂、微纳米粗糙结构材料中的一种。

在优选的实施例当中，导电油墨5中分散的导电材料包括导电纳米片、导电纳米线、导电纳米球、高分子导电材料中的一种或多种组合，导电油墨5中的分散液与第一材料层3具有相反的亲疏水性。

如图5所示，第二实施例提供一种可拉伸透明导电膜的制备方法，包括步骤S1～S3：

S1、对可拉伸透明基底1进行表面处理，在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2，并在硬质断裂层2的上表面覆盖第一材料层3，得到层叠膜；

S2、对层叠膜施加拉伸力，使层叠膜在拉伸力的作用下形成若干个裂缝；

S3、在每一裂缝的内表面覆盖第二材料层4，并对层叠膜涂布导电油墨5，使导电油墨5填充到每一裂缝的内部，得到可拉伸透明导电膜；

其中，第一材料层3、第二材料层4中的一材料层为亲水材料层，另一材料层为疏水材料层，导电油墨5中分散的导电材料与第一材料层3具有相反的亲疏水性。

可以理解的是，若第一材料层3为亲水材料层，则第二材料层4为疏水材料层，即硬质断裂层2的上表面覆盖有亲水材料层，每一裂缝的内表面覆盖有疏水材料层；若第一材料层3为疏水材料层，则第二材料层4为亲水材料层，即硬质断裂层2的上表面覆盖有疏水材料层，每一裂缝的内表面覆盖有亲水材料层。

在本实施例中，所述在硬质断裂层2的上表面覆盖第一材料层3，在每一裂缝的内表面覆盖第二材料层4，具体为：在硬质断裂层2的上表面涂布亲水材料形成亲水材料层，在每一裂缝的内表面涂布疏水材料形成疏水材料层；或者，在硬质断裂层2的上表面涂布疏水材料形成疏水材料层，在每一裂缝的内表面涂布亲水材料形成亲水材料层。

作为示例性地，在步骤S1中，通过对可拉伸透明基底1进行表面处理，在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2，并在硬质断裂层2的上表面覆盖第一材料层3，得到层叠膜；在步骤S2中，通过对层叠膜施加拉伸力，使层叠膜在拉伸力的作用下形成若干个裂缝，利用若干个裂缝连接层叠膜的整一表面形成裂缝网络，以基于层叠膜上的裂缝网络设计导电结构；在步骤S3中，通过在每一裂缝的内表面覆盖第二材料层4，并对层叠膜涂布导电油墨5，利用第二材料层4和第一材料层3不同的亲疏水性，以及导电材料和第一材料层3相反的亲疏水性来使导电油墨5自发地填充到裂缝的内部，从而得到可拉伸透明导电膜。

在制备过程中，当导电油墨5的溶剂是疏水溶剂且可拉伸透明基底1表面疏水时，如果未断裂表面的第一材料层3是亲水的，裂缝内表面的第二材料层4是疏水的，满足第一材料层3和第二材料层4亲疏水性不同的组装条件，可以使导电油墨5自发地填充到每一裂缝的内部；如果未断裂表面的第一材料层3是疏水的，则需要对未断裂表面的第一材料层3进行亲水处理，使其变得亲水，而裂缝内表面的第二材料层4是疏水的，满足组装条件，可以使导电油墨5自发地填充到每一裂缝的内部。

当导电油墨5的溶剂是亲水溶剂的且可拉伸透明基底1表面疏水时，如果未断裂表面的第一材料层3是亲水的，则需要在未断裂表面的第一材料层3上涂布一层抗亲水的疏水层，在形成裂缝后，在拉伸状态下对整个可拉伸透明基底1进行亲水处理，由于抗亲水的疏水层具有对亲水处理的抗性，疏水层的疏水性不会改变，此时未断裂表面的疏水层是疏水的，而裂缝内表面的第二材料层4在亲水处理后是亲水的，满足组装条件，可以使导电油墨5自发地填充到每一裂缝的内部；如果未断裂表面的第一材料层3是抗亲水且疏水的，则在形成裂缝后，在拉伸状态下对整个可拉伸透明基底1进行亲水处理，此时未断裂表面的疏水层是疏水的，而裂缝内表面的第二材料层4在亲水处理后是亲水的，满足组装条件，可以将使导电油墨5自发地填充到每一裂缝的内部。

当导电油墨5的溶剂是亲水溶剂且可拉伸透明基底1表面亲水时，如果未断裂表面的第一材料层3是亲水的，需要在未断裂表面的第一材料层3上涂布一层疏水层，在形成裂缝后，由于未断裂表面的疏水层是疏水的，而裂缝内表面的第二材料层4是亲水的，满足组装条件，可以将使导电油墨5自发地填充到每一裂缝的内部；如果未断裂表面的第一材料层3是疏水的，在形成裂缝后，而裂缝内表面的第二材料层4是亲水的，满足组装条件，可以将使导电油墨5自发地填充到每一裂缝的内部。

其中，亲水处理包括氧气等离子体处理或者紫外臭氧清洗的处理方法，抗亲水的疏水层可选用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯树脂、三氟氯乙烯-全氟烷基乙烯基醚树脂、cytop等含氟聚合物材料，也可选择不含氟的合成高分子熔体聚合物材料如聚烯烃、聚碳酸酯等。

可以理解的是，在满足第一材料层3的弹性模量大于可拉伸透明基底1的弹性模量，比如可拉伸透明基底1与第一材料层3的弹性模量之比小于等于1:10的弹性模量要求时，也可以直接在可拉伸透明基底1的上表面覆盖第一材料层3，得到层叠膜，无需在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2，此时层叠膜受拉伸力作用，自第一材料层3至可拉伸透明基底1断裂形成裂缝。

可以理解的是，使导电油墨5自发地填充到每一裂缝的内部的组装条件是第一材料层3和第二材料层4亲疏水性不同，由于亲水处理可拉伸透明基底1可以直接形成第二材料层4，若可拉伸透明基底1与第一材料层3具有相反的亲疏水性，则可以无需在每一裂缝的内表面覆盖第二材料层4。

本实施例在可拉伸透明基底1、硬质断裂层2和第一材料层3从下往上依次层叠形成的层叠膜上设计裂缝网络，通过对层叠膜施加拉伸力，使层叠膜在拉伸力的作用下发生断裂形成若干个裂缝，利用若干个裂缝连通层叠膜的整一表面形成裂缝网络，进而基于层叠膜上的裂缝网络设计导电结构，通过在每一裂缝的内表面覆盖第二材料层4，利用第二材料层4和第一材料层3不同的亲疏水性，以及导电材料和第一材料层3相反的亲疏水性来使导电油墨5自发地填充到裂缝的内部，从而得到可拉伸透明导电膜。其中，设计的裂缝网络可以为规则的裂缝网络，比如利用激光切割或者图案化氧气等离子体处理或者紫外臭氧清洗的氧化方法产生规则的裂缝网络，如图6所示，也可以为不规则的裂缝网络，比如利用拉伸使其任意断裂产生不规则的裂缝网络，如图7所示。

当没有拉伸力作用于可拉伸透明导电膜时，裂缝处于收缩状态，填充在裂缝内部的导电油墨5不会遮盖可拉伸透明导电膜，可拉伸透明导电膜的透过性较高，此时也不会出现拉伸过程中电阻变化率较大的情况，电阻较低，可拉伸透明导电膜的导电性较高。

当施加拉伸力作用于可拉伸透明导电膜时，拉伸力集中在裂缝处，裂缝处于张开状态，填充在裂缝内部的导电油墨5不会遮盖可拉伸透明导电膜，可拉伸透明导电膜的透过性较高，而导电油墨5是在裂缝处于张开状态时才可填充在裂缝的内部，此时裂缝处于张开状态并不会导致裂缝网络断裂，且拉伸过程中拉伸力不集中在导电油墨5，电阻变化率较小，可拉伸透明导电膜的导电性较高，裂缝受拉伸力作用张开，大大增加了可拉伸透明导电膜的拉伸长度，可拉伸透明导电膜的抗拉伸性较高，多次拉伸也不容易产生新的裂缝或是造成导电材料脱落，可拉伸透明导电膜的稳定性较高。

在优选的实施例当中，对可拉伸透明基底1进行表面处理，在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2，具体为：通过外延生长方法对可拉伸透明基底1进行表面处理，在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2；或者，通过磁控溅射/蒸镀方法对可拉伸透明基底1进行表面处理，在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2；或者，通过氧化方法对可拉伸透明基底1进行表面处理，在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2。

本实施例可以通过外延生长、老化等处理方法在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2，可以通过磁控溅射或者蒸镀的方法在可拉伸透明基底1的上表面形成硬质断裂层2，也可以通过等离子体处理或者紫外臭氧清洗的方法对可拉伸透明基底1做表面氧化处理形成硬质不可拉伸的硬质断裂层2。

在优选的实施例当中，裂缝是自第一材料层3至硬质断裂层2断裂形成的，或者自第一材料层3至可拉伸透明基底1断裂形成的。

作为示例性地，由于硬质断裂层2的弹性模量大于可拉伸透明基底1的弹性模量，通过对层叠膜施加拉伸力，层叠膜在较小拉伸力的作用下，硬质断裂层2发生断裂，进而引起上方第一材料层3发生断裂形成裂缝，层叠膜在较大拉伸力的作用下，硬质断裂层2发生断裂，进而引起上方第一材料层3和下方的可拉伸透明基底1均发生断裂形成裂缝。

在优选的实施例当中，可拉伸透明基底1与硬质断裂层2的弹性模量之比小于等于1:10。

在优选的实施例当中，可拉伸透明基底1为聚合物弹性体；其中，聚合物弹性体包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚氨酯、SEBS、水凝胶中的一种。

在优选的实施例当中，亲水材料层为涂布亲水材料形成的涂层；其中，亲水材料包括异氰酸酯、聚丙烯酸、二氧化硅、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。

在优选的实施例当中，疏水材料层为涂布疏水材料形成的涂层；其中，疏水材料包括有机硅树脂、石蜡、氟树脂、微纳米粗糙结构材料中的一种。

在优选的实施例当中，导电油墨5中分散的导电材料包括导电纳米片、导电纳米线、导电纳米球、高分子导电材料中的一种或多种组合，导电油墨5中的分散液与第一材料层3具有相反的亲疏水性。

作为示例性地，选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为可拉伸透明基底1。首先通过氧气等离子体处理或者紫外臭氧清洗的方法对PDMS进行表面氧化处理，使PDMS薄膜表面形成一层硬质不可拉伸的二氧化硅亲水层，即硬质断裂层2，接着通过旋涂或者刮涂的方法在二氧化硅亲水层上方涂布形成一层超薄的透明疏水层，即第一材料层3，形成层叠膜。热处理之后对层叠膜进行预拉伸处理，不可拉伸的二氧化硅亲水层在拉伸应力下断裂，带动断裂处上方的透明疏水层和下方的PDMS一起断裂，形成微裂纹，由于透明疏水层和二氧化硅亲水层厚度较薄，因此微裂纹主要部分为最下方断裂的PDMS。在拉伸过程中对PDMS薄膜再进行一次氧化处理，使裂缝内部的PDMS转化为亲水区域，而表面的透明疏水层不会被氧化，仍然保持疏水性。将亲水性的导电油墨5通过涂布的方法涂布在上述薄膜之上，由于裂缝内外亲疏水性的不同，导电油墨5能够通过自组装的方法填充到裂缝内部，在裂缝内部形成连通的导电网络。涂布后的纳米银、碳纳米管、PEDOT电极具有150％的拉伸极限以及90％、88％、92％的透过率。电阻较小的纳米银电极具有10欧的方阻，其在30％拉伸下的电阻变化率为150％。

第三实施例提供一种应用可拉伸透明导电膜的电子器件，包括如第一实施例所述的可拉伸透明导电膜。

如图8所示，作为示例性地，应用可拉伸透明导电膜制备LED发光器件。由于传统的LED电极常用蒸镀金属层作为导电电极，金属层不能够被拉伸，因此传统的LED发光器件不能满足柔性可拉伸显示的需求。应用第一实施例提供的可拉伸透明导电膜后，可以将LED发光器件制备成柔性可拉伸的发光器件，大大增加了LED发光器件的使用场景。通过激光设计裂纹走向，可以得到规律的裂纹以及未断裂区，通过转印的方式将LED安装至裂缝边，焊接LED的阴极与可拉伸透明导电膜，即可得到可拉伸的LED显示模组。

作为示例性地，应用可拉伸透明导电膜制备可拉伸柔性传感器。基于可拉伸透明导电膜拉伸前后的电阻变化性能，在电极拉伸的过程中，由于裂缝的张开与收缩，导电电极将表现出不同的面电阻，由于电阻的变化，传感器将表达不同的电信号，通过电极拉伸率的不同来传达不同的信号，比如用于检测脉搏信号以及人体姿态变化，通过掩膜版曝光控制硬化区域，可以得到裂纹区阵列，通过此阵列可以得到复杂表面的信息，比如人的拳头。

本实施例通过在电子器件中应用第一实施例所述的可拉伸透明导电膜，有利于提高电子器件的性能。

综上所述，实施本发明的实施例，具有如下有益效果：

通过使可拉伸透明基底1、硬质断裂层2和第一材料层3从下往上依次层叠形成层叠膜，并在层叠膜上设置若干个裂缝，在每一裂缝的内表面覆盖第二材料层4，在每一裂缝的内部填充导电油墨5，得到可拉伸透明导电膜，由于可拉伸透明导电膜的导电结构是基于层叠膜上的裂缝网络设计的，当没有拉伸力作用于可拉伸透明导电膜时，裂缝处于收缩状态，填充在裂缝内部的导电油墨5不会遮盖可拉伸透明导电膜，可拉伸透明导电膜的透过性较高，此时也不会出现拉伸过程中电阻变化率较大的情况，电阻较低，可拉伸透明导电膜的导电性较高，当施加拉伸力作用于可拉伸透明导电膜时，拉伸力集中在裂缝处，裂缝处于张开状态，填充在裂缝内部的导电油墨5不会遮盖可拉伸透明导电膜，可拉伸透明导电膜的透过性较高，而导电油墨5是在裂缝处于张开状态时才可填充在裂缝的内部，此时裂缝处于张开状态并不会导致裂缝网络断裂，且拉伸过程中拉伸力不集中在导电油墨5，电阻变化率较小，可拉伸透明导电膜的导电性较高，裂缝受拉伸力作用张开，大大增加了可拉伸透明导电膜的拉伸长度，可拉伸透明导电膜的抗拉伸性较高，多次拉伸也不容易产生新的裂缝或是造成导电材料脱落，可拉伸透明导电膜的稳定性较高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可拉伸透明导电膜，其特征在于，包括可拉伸透明基底、硬质断裂层、第一材料层、第二材料层；其中，所述第一材料层、所述第二材料层中的一材料层为亲水材料层，另一材料层为疏水材料层；

所述可拉伸透明基底、所述硬质断裂层和所述第一材料层从下往上依次层叠形成层叠膜，所述层叠膜上设置有若干个裂缝，每一所述裂缝的内表面覆盖有所述第二材料层，每一所述裂缝的内部填充有导电油墨；其中，所述导电油墨中分散的导电材料与所述第一材料层具有相反的亲疏水性。

2.如权利要求1所述的可拉伸透明导电膜，其特征在于，所述裂缝是自所述第一材料层至所述硬质断裂层断裂形成的，或者自所述第一材料层至所述可拉伸透明基底断裂形成的。

3.如权利要求1所述的可拉伸透明导电膜，其特征在于，所述可拉伸透明基底与所述硬质断裂层的弹性模量之比小于等于1:10。

4.如权利要求1所述的可拉伸透明导电膜，其特征在于，所述可拉伸透明基底为聚合物弹性体；其中，所述聚合物弹性体包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚氨酯、SEBS、水凝胶中的一种。

5.如权利要求1所述的可拉伸透明导电膜，其特征在于，所述亲水材料层为涂布亲水材料形成的涂层；其中，所述亲水材料包括异氰酸酯、聚丙烯酸、二氧化硅、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。

6.如权利要求1所述的可拉伸透明导电膜，其特征在于，所述疏水材料层为涂布疏水材料形成的涂层；其中，所述疏水材料包括有机硅树脂、石蜡、氟树脂、微纳米粗糙结构材料中的一种。

7.如权利要求1所述的可拉伸透明导电膜，其特征在于，所述导电油墨中分散的导电材料包括导电纳米片、导电纳米线、导电纳米球、高分子导电材料中的一种或多种组合，所述导电油墨中的分散液与所述第一材料层具有相反的亲疏水性。

8.一种可拉伸透明导电膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1、对可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成硬质断裂层，并在所述硬质断裂层的上表面覆盖第一材料层，得到层叠膜；

S2、对所述层叠膜施加拉伸力，使所述层叠膜在拉伸力的作用下形成若干个裂缝；

S3、在每一所述裂缝的内表面覆盖第二材料层，并对所述层叠膜涂布导电油墨，使所述导电油墨填充到每一所述裂缝的内部，得到所述可拉伸透明导电膜；

其中，所述第一材料层、所述第二材料层中的一材料层为亲水材料层，另一材料层为疏水材料层，所述导电油墨中分散的导电材料与所述第一材料层具有相反的亲疏水性。

9.如权利要求8所述的可拉伸透明导电膜的制备方法，其特征在于，所述对可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成硬质断裂层，具体为：

通过外延生长方法对所述可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成所述硬质断裂层；或者，

通过磁控溅射/蒸镀方法对所述可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成所述硬质断裂层；或者，

通过氧化方法对所述可拉伸透明基底进行表面处理，在所述可拉伸透明基底的上表面形成所述硬质断裂层。

10.一种应用可拉伸透明导电膜的电子器件，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的可拉伸透明导电膜。

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