富勒烯/pedot:pss混合溶液的制備方法及具有富勒烯/pedot:pss復合透明導電膜的基板 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示器制造領(lǐng)域，尤其涉及一種富勒烯/PED0T:PSS混合溶液的制備方法及具有富勒烯/PED0T:PSS復合透明導電膜的基板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在顯示技術(shù)領(lǐng)域，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)與有機發(fā)光二極管顯示器(Organic Light Emitting D1de, OLED)等平板顯示器已經(jīng)逐步取代CRT顯示器，廣泛的應(yīng)用于液晶電視、手機、個人數(shù)字助理、數(shù)字相機、計算機屏幕或筆記本電腦屏幕等。
[0003]顯示面板是IXD、OLED的重要組成部分，以IXD的顯示面板為例，其主要是由一薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)基板、一彩色濾光片基板(Color Filter，CF)、以及配置于兩基板間的液晶層(Liquid Crystal Layer)所構(gòu)成，其工作原理是通過在TFT基板與CF基板上的透明導電電極上施加驅(qū)動電壓來控制液晶層中液晶分子的旋轉(zhuǎn)，將背光模組的光線折射出來產(chǎn)生畫面，通過背光透過CF基板來提供不同的顏色；因此，透明導電電極材料的性能對顯示效果有很大的影響。
[0004]目前，傳統(tǒng)的透明導電膜是由物理氣相濺射(PVD)的方法制備出的氧化銦錫(ITO)薄膜。具體制作過程為:在PVD裝置中，強電流轟擊ITO靶材，在基板上沉積得到透明導電ITO薄膜。該透明導電ITO薄膜的透光率好，導電性高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。不過，因氣相沉積制程耗時較長，制備的ITO薄膜面電阻值較大，并由于ITO自身氧化物的物理特性，ITO薄膜并不能在一定外力作用下展現(xiàn)彎折特性，這也限制了其在柔性面板、可穿戴設(shè)備上的應(yīng)用。所以尋找高導電性和透光率、制備方法簡單、資源豐富的ITO替代品具有重要的意義和價值。
[0005]聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽(PED0T:PSS)是一種高分子聚合物，在有機太陽能電池(OPV)，有機場效應(yīng)晶體管(OFET)，有機發(fā)光二級管(OLED)以及柔性器件上均得到了廣泛的應(yīng)用，這種物質(zhì)形成的薄膜穩(wěn)定性高，透光率高，導電性好，其面電阻可通過成分配比調(diào)節(jié)，制成窗口寬，也適于大規(guī)模柔性印刷。研究表明，在PED0T:PSS中添加少量丙三醇或山梨醇，在不損失透過率的情況下導電率有明顯的提升。富勒烯(Fullerene，C60, C70)是單質(zhì)碳的同素異形體，具有類似足球的形狀，其上每個C原子采用SP2雜化方式，實現(xiàn)了三維芳香性。雖然單純的富勒烯溶解性很差，不過通過化學修飾的方法可在其上引入多種可溶性官能團，在不影響導電性的情況下增加這類分子在水溶液/有機溶液中的溶解性。作為一種優(yōu)秀的載流子傳輸材料，其在0PV，OFET, OLED及柔性器件中也得到了很好的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種富勒烯/PED0T:PSS混合溶液的制備方法，采用富勒烯類分子與pm)0T:pss溶液來制備一種用于制備透明導電膜的富勒烯/pedot:pss混合溶液，所使用的材料來源廣泛、價格低廉；所述富勒烯/pm)0T:pss混合溶液可用于進一步制作富勒烯/PEDOT: PSS復合透明導電膜。
[0007]本發(fā)明的目的在于還提供一種具有富勒烯/PED0T:PSS復合透明導電膜的基板的制備方法，采用低成本、高效率的濕法涂布工藝來制備富勒烯/PH)0T:PSS復合透明導電膜，與ITO膜的制備方法相比省去了昂貴的PVD設(shè)備，降低了生產(chǎn)成本，同時制作方法簡單，生產(chǎn)時間縮短，經(jīng)濟效益提高，并且該方法適用于大面積成膜。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種富勒烯/PED0T:PSS混合溶液的制備方法，包括以下步驟:
[0009]步驟1、采用富勒烯類分子與水或強極性溶劑配制成富勒烯溶液；
[0010]所述富勒烯類分子為富勒烯或富勒烯衍生物，所述富勒烯衍生物為水溶性富勒烯衍生物或非水溶性富勒烯衍生物；
[0011]步驟2、將所述富勒烯溶液與一定濃度的PED0T:PSS稀釋溶液按照質(zhì)量比為1:100至100:1的比例進行混合，機械攪拌或超聲處理后，得到分散均勻的富勒烯/PED0T:PSS混合溶液。
[0012]所述步驟I具體為:按照水溶性富勒烯衍生物與去離子水的質(zhì)量比為1:100?10000的比例將水溶性富勒烯衍生物投入去離子水中并進行超聲分散或機械攪拌，使其分散均勻，得到富勒烯分散液，對所述富勒烯分散液進行離心或者過濾以除去大顆粒聚集體，得到富勒烯溶液，采用分光光度法測量其實際濃度。
[0013]所述步驟I具體為:按照富勒烯或非水溶性富勒烯衍生物、表面活性劑、及去離子水的質(zhì)量比為1:50?500:50?10000的比例將富勒烯或非水溶性富勒烯衍生物與表面活性劑投入去離子水中并進行超聲分散或機械攪拌，使其分散均勻，得到富勒烯分散液，對所述富勒烯分散液進行離心或者過濾以除去大顆粒聚集體，得到富勒烯溶液，采用分光光度法測量其實際濃度。
[0014]所述表面活性劑為十一■燒基硫酸納、十一■燒基硫酸錢、十一■燒基橫酸納、十一■燒基苯磺酸鈉或十四烷基硫酸鈉。
[0015]所述步驟I具體為:按照富勒烯或非水溶性富勒烯衍生物與強極性溶劑的質(zhì)量比為1:100?10000的比例將富勒烯或非水溶性富勒烯衍生物投入到強極性溶劑中并進行超聲分散或機械攪拌，使其分散均勻，得到富勒烯分散液，對所述富勒烯分散液進行離心或者過濾以除去大顆粒聚集體，得到富勒烯溶液，采用分光光度法測量其實際濃度；
[0016]所述強極性溶劑為甲醇、N，N’ - 二甲基甲酰胺或者二甲基亞砜。
[0017]所述步驟I得到的富勒稀溶液中富勒稀類分子的濃度為0.1?10mg/ml，所述步驟2中所述PEDOT: PSS稀釋溶液由去離子水與PEDOT: PSS溶液配制而成，且所述PEDOT: PSS稀釋溶液中PED0T:PSS溶液的質(zhì)量百分比為I?100wt%。
[0018]本發(fā)明還提供一種具有富勒烯/PED0T:PSS復合透明導電膜的基板的制備方法，包括以下步驟:
[0019]步驟10、采用如上所述的方法制備富勒烯/PED0T:PSS混合溶液；
[0020]步驟20、提供基板，采用濕法涂布工藝將所述富勒烯/PEDOT:PSS混合溶液涂布于所述基板上，進行成膜，得到富勒烯/ph)ot:pss薄膜；
[0021]步驟30、將成膜后的基板放置于恒溫加熱板上加熱，以除去所述富勒烯/PEDOT: PSS薄膜內(nèi)的溶劑并固化；
[0022]步驟40、采用去離子水對固化后的富勒烯/PED0T:PSS薄膜進行多次沖洗，以除去薄膜中剩余的溶劑、表面活性劑以及雜質(zhì)，增加富勒烯/ph)ot:pss薄膜的導電性；
[0023]步驟50、對所述富勒烯/PED0T:PSS薄膜進行干燥處理，將薄膜內(nèi)的水分去除，得到位于基板上的干燥且膜質(zhì)均一的富勒烯/pm)0T:pss復合透明導電薄膜。
[0024]所述步驟20中，所述基板為玻璃基板、或者柔性基板；所述濕法涂布工藝為噴涂、旋涂、輥涂、狹縫擠壓涂布、浸涂、刮涂、凹版印刷、噴墨打印或者絲網(wǎng)印刷。
[0025]所述步驟30中，恒溫加熱板的溫度范圍為60-150°C，烘烤時間為3_10min。
[0026]所述步驟50中的干燥處理工藝為自然干燥、氮氣吹干或者在80_120°C環(huán)境中快速烘干。
[0027]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的一種富勒烯/PED0T:PSS混合溶液的制備方法，采用富勒烯類分子與PH)0T: PSS溶液來制備一種富勒烯/PEDOT: PSS混合溶液，所使用的材料來源廣泛、價格低廉，制得的富勒烯/pm)0T:pss混合溶液可用于進一步在基板或各種器件上制作富勒烯/pm)0T:pss復合透明導電膜；本發(fā)明提供的一種具有富勒烯/pedot:pss復合透明導電膜的基板的制備方法，在制備富勒烯/PH)0T:PSS復合透明導電膜時采用低成本、高效率的濕法涂布工藝，與ITO膜的制備方法相比省去了昂貴的PVD設(shè)備，降低了生產(chǎn)成本，同時制作方法簡單，生產(chǎn)時間縮短，經(jīng)濟效益提高，并且該方法適用于大面積成膜；本發(fā)明制備的一種富勒烯/PH)0T:PSS復合透明導電膜穩(wěn)定性高，膜質(zhì)均一，具有高導電性和高透光率，可用于取代商用ITO膜，并且由于其機械性能優(yōu)良，在柔性器件、可穿戴設(shè)備中也具有很大的應(yīng)用潛力。
[0028]為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0029]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0030]附圖中，
[0031 ] 圖1為本發(fā)明的富勒烯/PEDOT:PSS混合溶液的制備方法的流程圖；
[0032]圖2為本發(fā)明的具有富勒烯/PED0T:PSS復合透明導電膜的基板的制備方法所制得的富勒烯/pm)0T:pss復合透明導電膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。
[0034]請參閱圖1，本發(fā)明首先提供一種富勒烯/PED0T:PSS混合溶液的制備方法，包括以下步驟:
[0035]步驟1、采用富勒烯類分子與水或強極性溶劑配制成富勒烯溶液；
[0036]所述富勒烯類分子為富勒烯或富勒烯衍生物；
[0037]具體的，所述富勒稀的結(jié)構(gòu)式為C2S、C32、C5。、C6。、或C7。等，所述富勒稀的性質(zhì)為可溶于某些有機溶劑、難溶或不溶于水。
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