一种纸基柔性透明电极和纸基OLED及其制备方法

本发明涉及聚合物和纸基材料领域，具体涉及一种纸基柔性透明电极和纸基oled及其制备方法。

背景技术：

1、柔性电子因其可弯曲，更轻薄和可扩展的卷对卷制造而受到更多关注，在医疗、信息显示和照明等领域具有广阔的应用前景。柔性电子器件的性能，不仅与自身的结构和制备工艺等相关，而且还与衬底和电极有密不可分的关系。柔性衬底除了具有机械支撑的作用，甚至还可以作为器件的功能部件，对器件的光电性能产生增强作用。理想的衬底应该具有较为平整的表面，高透明度，高雾度以及良好的机械性能，并且可以实现低成本制备。此外，电极具有优异的稳定性和粘附性也是柔性电子需要的重要指标。

2、传统的柔性衬底一般为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)等塑料基材，这类材料虽然具备高光透过率，但是其成本较高，雾度性能极差。并且这种基材与常见的电极溶液(如pedot:pss，ag-nws等)之间的粘附性较差，在做弯曲运动时电极性能波动较大。

技术实现思路

1、本发明目的在于提出一种纸基柔性透明电极的制备方法，该方法制备的电极成本低，雾度高，且具有优异的弯曲循环稳定性和粘附性。

2、本发明的另一目的是提出一种纸基oled的制备方法，该纸基oled采用纸基柔性透明电极做基底，发光性和稳定性更强。

3、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

4、一种纸基柔性透明电极的制备方法，包括以下步骤：

5、s1：按照质量比3:1称取环氧树脂a型滴胶和b型滴胶，将两种滴胶充分混合后在真空环境下消泡，得到用于改性的环氧树脂聚合物；

6、s2：将s1得到的环氧树脂聚合物涂敷在半透明纤维基纸张基材表面，完成后退火，制备得到塑料纸基材；

7、s3：将聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、乙腈以及曲拉通按照体积比1:0.05:(0.0005～0.001)充分混合，得到电极溶液；

8、s4：将s3的电极溶液旋涂于s2制备的塑料纸基材表面，完成后退火，得到纸基柔性透明电极。

9、进一步地，所述s1中a型滴胶和b型滴胶均为环氧树脂水晶滴胶中的超清水晶软胶，真空环境的真空度为-0.8×105pa～-0.6×105pa，消泡温度为25℃，消泡时间为10-15min。

10、进一步地，所述s2使用的半透明纤维基纸张基材为定量55g/m2的硫酸纸，采用丝棒直径为20μm的线棒涂布机以20-30mm/s的涂布速度涂敷，退火温度为70-80℃，退火时间为1-2h；s3混合采用在室温下磁力搅拌12h。

11、进一步地，所述s4中的旋涂转速为1100～1500rpm，旋涂时间为40s，退火温度为90-100℃，退火时间为15-20min。

12、一种采用上述纸基柔性透明电极的制备方法得到的纸基柔性透明电极制备纸基oled的方法，包括以下步骤，

13、s1：在纸基柔性透明电极表面旋涂按体积比1:1充分混合的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸与异丙醇的混合溶液，完成后退火，形成空穴传输层；

14、s2：在s1的空穴传输层表面旋涂共轭聚合物super yellow和四氢呋喃混合溶液，其中共轭聚合物super yellow在混合液中的浓度为5-10mg/ml，完成后退火，形成发光层；

15、s3：在s2的发光层表面旋涂乙氧基化聚乙烯亚胺与2-乙氧基乙醇的混合溶液其中乙氧基化聚乙烯亚胺在混合溶液中的浓度为1.5-2mg/ml，完成后退火，形成电子传输层；

16、s4：在s2的电子传输层表面刮涂导电银浆，完成后退火，形成导电阴极层，得到纸基oled。

17、进一步地，所述s1的旋涂转速为4000-5000rpm，旋涂时间为40s，退火温度为90-100℃，退火时间为15-20min。

18、进一步地，所述s2的旋涂转速为1000-2000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为90-100℃，退火时间为10-15min。

19、进一步地，所述s3的旋涂转速为5000-6000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为90-100℃，退火时间为10-15min。

20、进一步地，所述s4中刮涂厚度为10-15μm，退火温度为90-100℃，退火时间为10-20min。

21、一种根据上述制备纸基oled的方法制备的纸基oled，包括自下而上贴合的作为柔性基底和阳极的纸基柔性透明电极、材料为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸的空穴传输层、材料为共轭聚合物super yellow的发光层、材料为乙氧基化聚乙烯亚胺的电子传输层、材料为导电银浆的阴极。

22、相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

23、(1)本发明选用半透明纤维基纸张做基材，纸张基材相比于传统的塑料基材具有获取途径广泛以及低成本等优势，此外纸张固有的高雾度，也有利于提高光电器件的光提取效率。通过在纸张表面涂敷环氧树脂，使得纸张纤维网络结构中的孔洞被折射指数与纤维素相近的环氧树脂填充，此方式降低了纸张内部的光散射效应，提高了纸张的透明度。这种基于纤维素材料的塑料纸不仅具有高透明度和雾度，而且还拥有优异的力学性能和化学稳定性。它们在各种领域中具有潜在的应用，例如光学器件、电子显示、防护材料等。

24、(2)本发明在塑料纸上旋涂pedot:pss作为电极材料，pedot:pss在塑料纸的微观表面纹理中渗透并形成结构互锁，以增加它们之间的物理粘附力。塑料纸上形成的pedot:pss薄膜具有更好的可塑性，能够更好地紧密贴附在基底上，并能够随着弯曲的变形而自适应，减少电极材料的疲劳和断裂，具有更好的稳定性。

25、(3)本发明制备纸基柔性透明电极为柔性电子行业中的柔性器件提供了性能优异的衬底和电极。使用该纸基柔性透明电极作为基底制备的纸基oled具有更强的发光性能和稳定性。

技术特征：

1.一种纸基柔性透明电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的纸基柔性透明电极的制备方法，其特征在于：所述s1中a型滴胶和b型滴胶均为环氧树脂水晶滴胶中的超清水晶软胶，真空环境的真空度为-0.8×105pa～-0.6×105pa，消泡温度为25℃，消泡时间为10-15min。

3.根据权利要求1所述的纸基柔性透明电极的制备方法，其特征在于：所述s2使用的半透明纤维基纸张基材为定量55g/m2的硫酸纸，采用丝棒直径为20μm的线棒涂布机以20-30mm/s的涂布速度涂敷，退火温度为70-80℃，退火时间为1-2h；s3混合采用在室温下磁力搅拌12h。

4.根据权利要求1所述的纸基柔性透明电极的制备方法，其特征在于：所述s4中的旋涂转速为1100～1500rpm，旋涂时间为40s，退火温度为90-100℃，退火时间为15-20min。

5.一种采用权利要求1-4任一所述纸基柔性透明电极的制备方法得到的纸基柔性透明电极制备纸基oled的方法，其特征在于：包括以下步骤，

6.根据权利要求5所述的制备纸基oled的方法，其特征在于：所述s1的旋涂转速为4000-5000rpm，旋涂时间为40s，退火温度为90-100℃，退火时间为15-20min。

7.根据权利要求5所述的制备纸基oled的方法，其特征在于：所述s2的旋涂转速为1000-2000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为90-100℃，退火时间为10-15min。

8.根据权利要求5所述的制备纸基oled的方法，其特征在于：所述s3的旋涂转速为5000-6000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为90-100℃，退火时间为10-15min。

9.根据权利要求5所述的制备纸基oled的方法，其特征在于：所述s4中刮涂厚度为10-15μm，退火温度为90-100℃，退火时间为10-20min。

10.一种根据权利要5-9任一所述制备纸基oled的方法制备的纸基oled，其特征在于：包括自下而上贴合的作为柔性基底和阳极的纸基柔性透明电极、材料为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸的空穴传输层、材料为共轭聚合物super yellow的发光层、材料为乙氧基化聚乙烯亚胺的电子传输层、材料为导电银浆的阴极。

技术总结本发明公开一种纸基柔性透明电极的其制备方法，制备过程包括使用超清水晶软胶对纸张纤维进行涂布处理，并干燥得到高透光率和高雾度的塑料纸，然后将聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸与乙腈和曲拉通混合，旋涂于塑料纸表面，并加热处理，制备得到纸基电极，该纸基电极具备优异的弯曲循环稳定性、粘附性以及透过率。在该纸基电极表面自下而上依次使用聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸作为空穴传输层、共轭聚合物Super yellow作为发光层、乙氧基化聚乙烯亚胺作为电子传输层，导电银浆作为阴极层，以此实现纸基OLED的制备。本发明为柔性电子行业中的柔性器件提供了性能优异的衬底和电极。技术研发人员：刘国栋,宋忠铭,李志健,吴家豪,袁俊钊,张文亮受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18