CN114283994A - 一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于电极制备领域，具体涉及一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜及其制备方法和应用，包括：在玻璃基板上通过光刻制备金属网格；在金属网格上涂覆聚合物并固化成膜，之后剥离玻璃基板，得到嵌入式金属网格柔性电极薄膜；聚合物为聚酰亚胺，金属网格的材料为金或镍；通过调控金属网格的形状、厚度、线宽和边长以及金属网格和玻璃基板之间的面积比，以在满足所需的导电性和透光率的同时降低玻璃基板与覆于其上的整体结构的粘附力，使得在剥离玻璃基板的前后嵌入式金属网格柔性电极薄膜形状、尺寸不变，粘附力大小随金属丝网厚度的增大而先下降后升高且随金属网格的线宽的增大而单调上升。本发明方法简便易行，成本低廉，无污染，可调节尺寸。

Description

一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于电极制备领域，更具体地，涉及一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

柔性电子技术是集新材料、新工艺、新设计于一体的全方位创新产业。柔性电子器件轻、薄、柔、可弯曲等特点，已成为电子技术换代升级新的重点研究领域。同时伴随着微电子技术的高速发展，超薄、超小、超柔、超精成为当前柔性电子技术创新发展新的方向，对其制作材料、工艺等提出了新的要求和挑战。

柔性电子器件已经广泛应用于柔性光电子器件中。光电子显示的核心电极部件主要以ITO为主，但因其生产成本高，脆性大无法弯折限制了其在柔性显示领域的应用，因此国内外相继进行了多个方向的ITO替代技术的研究，包括石墨烯、碳纳米管、银纳米线和金属网格等。金属网格因其导电性能最佳，透光率和电阻率可调节等优势，得到更多的关注和研究。

例如，激光烧结法制备金属网格薄膜的方法：将银导电浆料涂覆到柔性基底上,然后用激光选区烧结，形成银导电线路网格薄膜，但由于其由于银粉表面有高分子胶黏剂的包覆，导致其导电率小于纯银的80％，使得银粉的消耗增加，提高了成本。同时胶黏剂在温度等环境的影响下，也会对器件的性能产生负面的影响；喷墨打印制备金属网格薄膜的方法：在基底上将银导电浆料喷墨打印到柔性基底上,形成银导电线路网格薄膜，但由于受喷嘴尺寸以及银导电浆料的影响，限制了网格的线宽和器件的性能。Lift-off工艺制备金属网格薄膜的方法：在不锈钢基底通过光刻工艺将掩膜版上的图案转移到光刻胶基底上，然后蒸镀制备Au薄膜，适应丙酮去除多余的光刻胶，可在不锈钢基底上得到Au网格，然后在Au网格上旋涂固化PDMS，最后利用电化学辅助剥离技术，将不锈钢基底逐渐腐蚀,清洗后形成Au网格PDMS薄膜，但由于化学药液非常有危险性，不能皮肤接触或吸入呼吸道，对柔性电子器件也有损害和影响。

因此，有必要继续深入研究找到更加简便易行、成本低廉、无污染、可调节尺寸的制备金属网格薄膜的方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜及其制备方法和应用，其目的是提出一种简便易行、成本低廉、无污染、可调节尺寸的制备金属网格薄膜的方法。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，包括：

在玻璃基板上通过光刻制备金属网格；在所述金属网格上涂覆聚合物并固化成膜，之后剥离所述玻璃基板，得到嵌入式金属网格柔性电极薄膜；

其中，所述聚合物的材料为聚酰亚胺，所述金属网格的材料为金或镍；通过调控所述金属网格的形状、厚度、线宽和边长以及所述金属网格和所述玻璃基板之间的面积比，以在满足所需的电极薄膜导电性和透光率的同时降低所述玻璃基板与覆于其上的整体结构的粘附力，使得在剥离所述玻璃基板的前后所述嵌入式金属网格柔性电极薄膜形状、尺寸不变，所述粘附力的大小随金属网格厚度的增大而先下降后升高且随金属网格线宽的增大而单调上升。

本发明的有益效果是：本发明通过光刻工艺制备金属网格，这为灵活调整粘附力提供了可行条件，另外，通过调整金属网格的形状、厚度、线宽和边长以及金属网格和玻璃基板之间的面积比，以在满足所需的电极薄膜导电性和透光率的同时降低所述玻璃基板与覆于其上的整体结构的粘附力，因而可以通过物理机械剥离的方式得到金属网格柔性基板，达到制备金属网格柔性基板工艺简单、低成本以及可规模化生产的发明目的。其中，基板为玻璃材料，玻璃材料机械性能、化学耐受性以及热稳性较为优异，便于加工，并且不会影响后续实验中薄膜的固化过程，在本发明中玻璃与PI聚合物薄膜间的附着性适中，在薄膜的剥离过程中不会导致脱落或破坏的网络结构的现象；另外，金和镍的稳定性好，在空气中不易氧化，可减少后续封装费用，同时这两种材料具有良好的导电性，能够提高薄膜整体的电学性能。

进一步，所述金属网格的形状满足：制备得到的嵌入式金属网格柔性电极薄膜中的金属导电电极形状可拉伸变形。

进一步，所述金属网格的形状为波浪线、蛇形或弹簧形。

进一步，在玻璃基板上制备金属网格之前，对所述玻璃基板进行表面洁净预处理。

本发明的进一步有益效果是：表面预处理后的玻璃洁净平滑，便于后续光刻胶的涂敷。且玻璃材质本身为二氧化硅，易携带极性基团，与聚合物间具有较强的附着力，使光刻胶在加工过程中不容易脱落。

进一步，所述金属网格的制备方法为：

在所述玻璃基板上均匀涂覆光刻胶；制备网格或电路图案掩模版；

使用所述掩模版对涂覆有光刻胶的玻璃基板进行光刻曝光，形成特定图案结构的光刻胶模板衬底层；

在所述光刻胶模板衬底层上，通过金属镀膜电子束蒸发工艺沉积金属材料，去除玻璃基板上剩余光刻胶，形成金属网格或电路图案结构衬底层；

其中，所述光刻胶的材料为光刻胶负胶，采用旋涂方式涂覆光刻胶，通过转速的控制形成微米或纳米级别厚度的光刻胶涂层；

所述掩模版的材料为铬，按预设的网格或电路图图案定制掩模版；

在去除玻璃基板上剩余光刻胶时采用DMAC溶剂。

本发明的进一步有益效果是：使用负性光刻胶时，用显影剂蚀刻未感光部分，而保留感光部分，从而能在玻璃基板上形成清晰光刻胶预模板，所得到的图形与掩模相反，且分辨率较高，利于金属沉积后网格结构的形成。通过优选转速及旋涂时间，使光刻过程中曝光充分，并在显影步骤中，光刻胶可完全脱落，留下的完整的图案。其次，在紫外曝光过程中，使用铬掩模版阻光性好，能够更好的完成图案转移，同时用湿法刻蚀可以有效把精密图形转移到铬膜上，从而制备复杂的电路图案。另外，显影时光刻胶不会发生膨胀，因此分辨率不会受到影响，综上，采用本发明光刻工艺，即便制备尺寸、图案再复杂的金属网格也能清晰完整。其中，通过优选金、镍材料，采用金属镀膜电子束蒸发工艺所制备的丝网结构，与玻璃基板的附着力低，同时与PI等聚合物的附着力高，丝网结构衬底层能够全部脱离玻璃基板，形成完整的柔性基底薄膜镶嵌金属衬底层结构。

进一步，所述金属网格为六角形网格，边长为200μm，线宽为10μm，厚度为200nm，所述金属网格和所述玻璃基板之间的面积比为0.494％。

进一步，所述聚合物的涂覆采用旋涂方式，通过转速的控制形成微米或纳米级别厚度的透明聚合物薄膜。

进一步，所述聚合物固化成膜的实现方式为：

将旋涂后的聚合物在60℃干燥1小时后，转移到高温氮气烘箱开始程序加热，程序加热包括多个加热阶段：100℃-150℃-200℃-300℃-450℃，升温速率为3℃/min，各阶段总升温时间为30分钟，直到最后升至450℃，通过热亚胺化得到黄色的PI薄膜。

本发明还提供一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜，采用如上述的制备方法制备得到。

本发明还提供一种如上所述的嵌入式金属网格柔性电极薄膜的应用，其特征在于，用作柔性显示器件、柔性电极器件、柔性传感器器件、柔性电磁屏蔽器件中的电极。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本发明一种嵌入式金属网格柔性基底薄膜的制备方法可通过采用物理机械剥离方式实现柔性材料低成本大尺寸的制备，同时该方法制备过程中金属材料不发生断裂及脱落，图案转移完整，且尺寸不发生变化(是指：由于基体薄膜和金属网格结构产生缝隙、薄面收缩或扩大、光刻转移图案时金属脱离等原因在图案转移过程中尺寸会产生变化，而以本发明的制备过程，尺寸不发生改变)，可进行精密电路图案的制备和转移。

(2)通过本发明方法所制备的嵌入式金属网格柔性基底薄膜，通过物理机械剥离方式可完整的剥离，样品表面平整，金、镍网格基本嵌入到PI柔性基底薄膜中，该嵌入式结构不需要进行刻蚀以及填充等操作，简化了步骤降低成本，同时不会发生刻蚀时由于图案复杂将PI膜刻碎的问题，。

(3)本方法制备的电极薄膜为嵌入式结构，金属网格在与PI在固化过程中结合的更紧密，使金属网格结构不易脱落，成品率也更高。

(4)使用四探针电阻率测试仪分别测试了四组不同角度下嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜的电阻，测试结果表明薄膜在30°、60°、90°、180°下电阻的变化不大，平均阻值约为100.642Ω，证明本发明制备的嵌入式镍网格柔性基底薄膜具有导电性且在弯曲条件下导电性能稳定，可进行柔性器件的应用。

(5)使用紫外-可见-近红外分光光度计法测量嵌入式金属网格结构对透光率的影响小于5％，具有半透明性。

(6)通过拉伸机系统测量证明本发明制备的嵌入式金属网格柔性基底薄膜具有较好的机械稳定性。

(7)通过电磁屏蔽仪效应测试可以证明本发明嵌入式金属网格柔性基底薄膜的制备方法可以有效调节PI柔性基板的底表状态，提高PI柔性基板的电磁屏蔽效能。

综上所述，本发明所制备的嵌入式金属网格柔性基底薄膜由于具有低电阻、高透光率以及良好的机械性能以及物理剥离等优势，同时可通过调控金属网格的图案和面积对薄膜导电性，电磁屏蔽性等进行调整和控制，获得更符合工艺需求的薄膜性能，成为推进柔性电子器件的产业化、低成本制备的重要途径之一。

附图说明

图1是本发明提供的一种嵌入式金属网格柔性基底薄膜的制备方法步骤示意图；

图2为本发明提供的一种嵌入式金属网格柔性基底薄膜轮廓图；

图3是本发明实施例一提供的一种嵌入式镍网格柔性基底薄膜剥离前后基板状态图，其中，(a)为剥离前丝网结构附着于玻璃上的基板状态；(b)为剥离后丝网结构完全随PI脱离的基板状态；

图4是本发明实施例一提供的一种嵌入式镍网格柔性基底薄膜微观结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的一种嵌入式镍网格柔性基底薄膜轮廓图；

图6是本发明实施例一提供的一种嵌入式镍网格柔性基底薄膜微观剖面图；

图7是本发明实施例一提供的轮廓仪对嵌入式镍网格柔性基底薄膜网格的特征边长测量尺寸图；

图8是本发明实施例一提供的轮廓仪对嵌入式镍网格柔性基底薄膜网格槽深、槽宽测量数据图；

图9是本发明实施例一提供的嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜的拉伸断裂图，其中，(a)为无金属网格的PI柔性基板；(b)为嵌入式金属网格结构PI柔性基板

图10是本发明实施例一提供的嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜的测试电磁屏蔽效应结果图；

图11是本发明实施例一提供的嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜的透光率结果图，其中，(a)为无金属网格的PI柔性基板；(b)为嵌入式金属网格结构PI柔性基板；

图12是本发明实施例一提供的嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜应用于可拉伸电极实现柔性导电电极可拉伸几何形变设计图，其中，(a)波浪形和弹簧形结构；(b)通过剪纸宏观设计网络结构；(c)具有菱形和蛇形结构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明通过柔性基体表面微结构的设计以及优选不同电子器件材料实现界面粘附力调控的机理，成功实现了金属电子器件与柔性基体的高效与高成品率的集成。

实现本发明上述目的的技术方案是：如图1所示的一种嵌入式金属网格柔性基底薄膜的制备方法包括以下步骤：

1.在玻璃基板上以光刻工艺制作光刻胶预模板，在光刻胶预模板上沉积金属形成金属网格衬底，在金属网格衬底上涂覆聚合物固化成膜，物理剥离后形成嵌入式金属网格柔性基底薄膜(见图2)。

2.采用的基板为玻璃基板，玻璃基板需要首先进行表面洁净预处理。

3.采用的光刻胶材料为光刻胶负胶，光刻胶涂层的制备采用旋涂方式，通过转速的控制形成微米或纳米级别厚度的光刻胶涂层。旋涂转速为1400至1500转每分钟，旋涂时间为40-50s。

4.选用铬为材料制备的掩模版，按预设的网格或电路图图案定制掩模版。在曝光前，将掩模版覆盖上述光刻胶涂层即可。

5.采用紫外曝光光刻机进行二次曝光后，再进行显影，去除玻璃基板上剩余光刻胶，形成金属网格或电路图案结构衬底层。

6.沉积金属材料采用金属膜多片电子束蒸发工艺，可选沉积的金属材料为金、镍等。

7.使用丙酮、DMAC、DMF去除玻璃基板上剩余光刻胶，形成金属网格或电路图案结构衬底层。

8.所述涂覆透明聚合物可选自聚酰亚胺(PI)等材料中的一种或几种。涂覆采用旋涂方式，通过转速的控制形成微米或纳米级别厚度的透明聚合物薄膜，加温固化成膜。旋涂转速为为500至800转每分钟，旋涂时间为10s-20s。

9.采用物理机械剥离方式进行剥离，得到底部嵌入金属网格或电路图案的柔性基底薄膜。

其中，聚合物的材料为聚酰亚胺，金属网格的材料为金或镍；通过调控金属网格的形状、厚度、线宽和边长以及金属网格和玻璃基板之间的面积比，以在满足所需的电极薄膜导电性和透光率的同时降低玻璃基板与覆于其上的整体结构的粘附力，使得在剥离玻璃基板的前后所述嵌入式金属网格柔性电极薄膜形状、尺寸不变。

金属与玻璃基板之间粘附力的影响因素有沉积厚度和线宽。首先关于沉积厚度，沉积厚度较薄时，金属与基板接触面积一定，此时该接触面上原子所提供的附着力一定，随着质量的增大，薄膜单位质量上的附着力降低，金属易脱落。当厚度进一步增加时，电子束蒸发腔内温度逐渐升高，单位面积上的附着力增高，剥离力呈现上升趋势。而对于线宽来说，根据实验分析，金属与基板接触面积增大时，此时该接触面上原子所提供的附着力增大，故线宽越宽，金属对玻璃基板的剥离力越大，呈单调上升趋势。下述实验中线宽10微米，沉积厚度200纳米的金属丝网衬底层可形成上述结构，适合制作可拉伸电极、电磁屏蔽等元件。

需要说明的是，聚酰亚胺(PI)具有优良的耐辐照性、耐热性及化学稳定，同时是唯一的应用于太空的聚合物材料，使用PI作为柔性衬底，前景广阔。同时使用PI等聚合物材料，玻璃基板上的图案像柔性衬底转移过程中，图案尺寸基本保持不变，线宽、边长在转换过程中没有偏差，结构稳定。

实施例一

一种嵌入式金属网格柔性基底薄膜的制备方法：

步骤(1)：在玻璃基板上均匀的旋涂光刻胶；

步骤(1)所述的基板需要进行预处理。用含洗涤剂的水溶液对基板超声20min，然后分别用去离子水和异丙醇超声10min。放入烘箱烘干，最终使基板表面清洁干燥，保持表面光滑，便于光刻胶后续旋涂在基板表面。

步骤(1)所述的光刻胶旋涂方法第一阶段1000R-3S，第二阶段4000R-35S(加速度1100m/s)。最后，在基板表面旋转涂覆形成一层薄而均匀的光刻胶层。

步骤(1)所述基板材料为玻璃基板，也可用陶瓷或金属代替。

步骤(2)：使用MJB3光刻机对光刻胶进行光刻，形成光刻胶预模板；

步骤(2)所述的光刻步骤具体为：

前烘：基板在110℃下烘烤50s。目的是去除胶层中的溶剂，提高了光刻胶与基材之间的附着力，增强了光刻胶的机械耐磨性。

将基板放置在MJB3光刻机上，并将图形在基板表面上的位置精确定位。进行1.5s的前曝。

后烘：基板在125℃下烘烤45s。

基板放置在MJB3光刻机上进行泛曝光，时间为20s。

用1:4的显影液显影50s，将掩模图案复制到光刻胶上。

步骤(3)：在所述光刻胶预模板上沉积金属材料；

步骤(3)所述的光刻胶预模板沉积材料为金，镍等金属材料。

步骤(3)所述的沉积方法使用电子束蒸发镀膜系统(Ohmiker-50B)，沉积时间约为40min，薄膜厚度约为200nm。可根据器件制作要求设置金属沉积工艺，以获得目标厚度。

步骤(3)所述金丝网状衬底层的厚度为200nm。

步骤(3)所述网格基板层的图案选用六角形网格，网格宽度为边长和线宽规格200μm-10μm的组合，面积比为0.494％。

步骤(4)：使用DMF/丙酮溶液溶解光刻胶，形成金属丝网状衬底层。

步骤(4)中所述溶解过程具体为：在烧杯中加入适量的DMF溶液浸没样品，静置5min后取出，用去离子水冲洗，得到金属丝网状结构。

步骤(5)：在金属丝网状衬底层上制备聚酰亚胺薄膜，固化后得到与金属丝网衬底结合的PI薄膜。

步骤(5)所述制备聚酰亚胺薄膜制备工艺如下：在金丝网的衬底上旋上PAA层，制备聚酰亚胺酸湿膜，然后退火处理，将聚酰亚胺酸湿膜转化为聚酰亚胺膜，这样在衬底上依次是金丝网衬底和聚酰亚胺膜，完成PI与金丝网结合的柔性衬底制备。

步骤(5)中退火程序如下：在60℃干燥1小时后，转移到高温氮气烘箱开始程序加热。程序加热包括多个加热阶段：100℃-150℃-200℃-300℃-450℃。升温速率为3℃/min，各阶段总升温时间为30分钟，直到最后升至450℃。通过热亚胺化得到了黄色的PI薄膜。

步骤(6)：将PI柔性基板剥离得到嵌入式纳米金属网格柔性基底薄膜结构。

步骤(6)所述剥离方法为机械剥离。在水中浸泡12h后，直接手工剥离下来。

本实施例一种嵌入式镍网格柔性基底薄膜的制备方法采用机械剥离手段，具有可大尺寸制备，降低成本等优点，在剥离过程金属网格衬底层完全脱离玻璃基板(见图3)，黏附在PI柔性基板基底上，形成留有完整清晰图案的嵌入式纳米金属网格柔性基底薄膜(见图4)

嵌入式纳米金属网格柔性基底薄膜从玻璃基板剥离后，观察薄膜状态，样品表面较为平整(见图5)，镍网格基本嵌入到PI柔性基底薄膜中，镍网格结构不易脱落且厚度均匀，凹槽中镍的厚度为174.223nm(见图6)，对比掩模版图案尺寸和镍网格图案的尺寸，图案的槽宽和边长在转换过程没有偏差(见图7、图8、表2)，说明本实例制备过程中镍网格图案转移完整，且尺寸不发生变化。

在实施例一中，通过拉伸机系统测量证明本发明制备的嵌入式金属网格柔性基底薄膜具有较好的机械稳定性。其弹性模量，拉伸应力，拉伸应变均优于普通PI(见图9，表1)。

表1嵌入式镍网格柔性基底薄膜机械性能对照表

表2嵌入式镍网格柔性基底薄膜边长尺寸理论实际对照表

表3嵌入式镍网格柔性基底薄膜在30°、60°、90°、180°四组不同角度下的电阻对照表

注：T＝10¹²，G＝10⁹,M＝10⁶,k＝10³,m＝10^-3，μ＝10^-6，n＝10^-9,p＝10^-12

在实施例一中，使用电阻率测试仪分别测试了在30°、60°、90°、180°四组不同角度是嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜的电阻(见表3)，测试结果表明在薄膜在30°、60°、90°、180°下电阻的变化不大，平均电阻约为100.642Ω，证明本发明制备的嵌入式镍网格柔性基底薄膜具有导电性且在弯曲条件下导电性能稳定，可进行柔性器件的应用。

在实施例一中，使用Keysight N5173B电磁屏蔽仪测试了嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜的电磁屏蔽效应(见图10)，结果证明，该嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜已具备电磁屏蔽效能，通过与普通PI电磁屏蔽效能对照组进行对比(电磁效能测试为0)，可以得出实施例一采用的一种嵌入式镍网格柔性基底薄膜的制备方法的工艺，通过调节PI柔性基板的底表状态，可有效提高PI柔性基板的电磁屏蔽效能。

在实施例一中，使用SolidSpec-3700紫外可见近红外分光光度计UV-2测试了嵌入式纳米镍网格柔性基底薄膜与普通PI膜的透光率，结果证明嵌入式金属网格结构对透光率的影响小于5％，具有半透明性(见图11)。

综上，本发明为了解决现有技术中的无法通过简单物理剥离技术来制备柔性导电电极的问题，采用的技术手段是通过金属丝网衬底层技术实现嵌入式金属丝网柔性导电电极的集成制备与剥离。从技术原理进行分析，一方面金属网格透明导电薄膜的厚度、金属网格的大小与线宽与透光率以及电阻存在着联系与制约的关系。降低薄膜的厚度、金属网格的线宽更窄、金属网格的线间距更远可使得金属网格具有更高的透光率。金属网格使用的材料、薄膜使用的材料、金属网格的线宽和线间距以及制备金属网格薄膜的工艺等因素对金属网格透明导电薄膜的电阻率产生影响，为金属网格透明导电薄膜的研发设计提供了理论基础。另一方面影响金属网格透明导电薄膜剥离力的因素主要涉及到表面材料、表面状态、工艺方法、工艺参数等几个因素。当薄膜材料与基体的材料组合不能获得满意的剥离力时，就可以考虑在两者之间增加一层金属材料作为结合层，进一步的将该结合层通过光刻工艺制作成电极图案丝网状衬底，进而改变薄膜材料与基体材料的接触表面状态，最终获得能够实现物理剥离工艺需求的剥离力。所以，本发明研究柔性透明导电电极的制备与剥离的课题，发明原理主要是聚焦到适合的金属结合层材料以及金属结合层表面状态、工艺方法、工艺参数四个关键可改善剥离力因素的协同与融合。

本发明还能够解决通过简单物理剥离技术来制备柔性可拉伸电极的问题。虽然柔性导电电极材料具有导电性和可拉伸性，但它们的电导率和拉伸性能局限在一定范围内，因此可以采用柔性导电电极的变形结构设计的技术手段，来进一步提高柔性可拉伸电极的可拉伸能力。具体可以将面内金属网格设计成屈曲结构，包括将电极线条设计成波浪行、蛇形、弹簧形或菱形等可拉伸的网络结构，有效实现柔性导电电极可拉伸几何形变设计(见图12)。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

在玻璃基板上通过光刻制备金属网格；在所述金属网格上涂覆聚合物并固化成膜，之后剥离所述玻璃基板，得到嵌入式金属网格柔性电极薄膜；

其中，所述聚合物的材料为聚酰亚胺，所述金属网格的材料为金或镍；通过调控所述金属网格的形状、厚度、线宽和边长以及所述金属网格和所述玻璃基板之间的面积比，以在满足所需的电极薄膜导电性和透光率的同时降低所述玻璃基板与覆于其上的整体结构的粘附力，使得在剥离所述玻璃基板的前后所述嵌入式金属网格柔性电极薄膜形状、尺寸不变，所述粘附力的大小随金属网格厚度的增大而先下降后升高且随金属网格线宽的增大而单调上升。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属网格的形状满足：制备得到的嵌入式金属网格柔性电极薄膜中的金属导电电极形状可拉伸变形。

3.根据权利要求2所述的一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属网格的形状为波浪线、蛇形或弹簧形。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，其特征在于，在玻璃基板上制备金属网格之前，对所述玻璃基板进行表面洁净预处理。

5.根据权利要求1所述的一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属网格的制备方法为：

在所述玻璃基板上均匀涂覆光刻胶；制备网格或电路图案掩模版；

使用所述掩模版对涂覆有光刻胶的玻璃基板进行光刻曝光，形成特定图案结构的光刻胶模板衬底层；

在所述光刻胶模板衬底层上，通过金属镀膜电子束蒸发工艺沉积金属材料，去除玻璃基板上剩余光刻胶，形成金属网格或电路图案结构衬底层；

其中，所述光刻胶的材料为光刻胶负胶，采用旋涂方式涂覆光刻胶，通过转速的控制形成微米或纳米级别厚度的光刻胶涂层；

所述掩模版的材料为铬，按预设的网格或电路图图案定制掩模版；

在去除玻璃基板上剩余光刻胶时采用DMAC溶剂。

6.根据权利要求5所述的一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属网格为六角形网格，边长为200μm，线宽为10μm，厚度为200nm，所述金属网格和所述玻璃基板之间的面积比为0.494％。

7.根据权利要求5所述的一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物的涂覆采用旋涂方式，通过转速的控制形成微米或纳米级别厚度的透明聚合物薄膜。

8.根据权利要求7所述的一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物固化成膜的实现方式为：

将旋涂后的聚合物在60℃干燥1小时后，转移到高温氮气烘箱开始程序加热，程序加热包括多个加热阶段：100℃-150℃-200℃-300℃-450℃，升温速率为3℃/min，各阶段总升温时间为30分钟，直到最后升至450℃，通过热亚胺化得到黄色的PI薄膜。

9.一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的制备方法制备得到。

10.一种如权利要求9所述的嵌入式金属网格柔性电极薄膜的应用，其特征在于，用作柔性显示器件、柔性电极器件、柔性传感器器件、柔性电磁屏蔽器件中的电极。

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