專利名稱：用于制備光電子器件的薄膜、其制備方法和光電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備光電子器件的薄膜，其制備方法和用這種薄膜制備的光電子器件。
背景技術(shù)：
在過去的幾十年中有機(jī)電子學(xué)逐漸成為一個(gè)非常吸引人的領(lǐng)域。最近，有機(jī)材料廣泛用于各種光電顯示器件中，例如手機(jī)、筆記本電腦、高清電視和數(shù)碼照相機(jī)。為了降低卷繞式印刷制造(roll-to-roll)的成本，目前正著力于開發(fā)大面積的、柔性的且低造價(jià)的光電器件，如電極。現(xiàn)有技術(shù)中用于光電顯示器件的電極是剛性的帶有銦錫氧化物(ITO) 的玻璃(參見 Vandana Singh, C. K. Suman and Satyendra Kumar, Pr ο c. of ASID' 06,8-12 Oct)。但是為了適應(yīng)卷繞式制造的方法，需要柔性的、透明導(dǎo)電電極。為了得到這種柔性電極，目前已開發(fā)了將ITO濺射到塑料基板上的技術(shù)?？墒钦婵粘练e法既昂貴又費(fèi)時(shí)，而且要達(dá)到所需的導(dǎo)電性和透明度的目的還有一定挑戰(zhàn)性。并且，由于資源有限，ITO的價(jià)格又急劇升高。最近，ITO的代替物引起了巨大的研究興趣。有研究者用聚苯胺、聚噻吩等導(dǎo)電聚合物制備了柔性透明電極(參見Yang Y. , Heeger A. J. , Applied Physics Letters, Volume 64, Issue 10, March 7,1994, PP. 1245-1M7)。但導(dǎo)電聚合物存在一個(gè)矛盾透明還是導(dǎo)電。導(dǎo)電聚合物具有高度共軛的性質(zhì)，其在中性未摻雜狀態(tài)具有高吸光度，在摻雜狀態(tài)甚至情況會更嚴(yán)重。為了得到更高透明度，可以制備更薄的薄膜，但是這一般會導(dǎo)致電阻的升高。此外，透明度的上限決定于材料本身，取決于不同導(dǎo)電聚合物的分子吸收。此外，還有研究者通過在塑料基板上沉積表面活性劑穩(wěn)定化的碳納米管制備了柔性透明電極(參見 G. B. Blanchet，et al. ,Applied Physics Letters，2003，82，1291)。在這類電極中，碳納米管通過范德華力被吸附在塑料基板上，在碳納米管和塑料基板間的粘附力會較差。而且，由于碳納米管的混亂堆疊，也使得電極的粗糙度會相對較高。上述兩類電極都不能夠克服所有的高導(dǎo)電性、高透明度、低粗糙度和高機(jī)械強(qiáng)度等性能要求問題，而僅僅提高上述性質(zhì)中的任何一個(gè)都不能使電極滿足柔性電子設(shè)備中使用的電極的需求。所以，需要開發(fā)一種低造價(jià)的，具有低紫外可見光吸收和高導(dǎo)電性的薄膜來達(dá)成高透明度和低電阻的理想結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種造價(jià)較低的的薄膜，該薄膜可用于制備柔性透明電極、顯示屏、場效應(yīng)管或電子印刷電路等光電子器件。該薄膜的導(dǎo)電性和透明度都能夠滿足柔性光電子器件的需求。具體而言，本發(fā)明提供一種用于制備光電子器件的薄膜，該薄膜改善了透明度和導(dǎo)電性，而且表面粗糙度也比較低。此外，其造價(jià)較低，符合成本節(jié)約的需求。本發(fā)明提供的用于制備光電子器件的薄膜，包括碳納米管和導(dǎo)電聚合物。其中導(dǎo)電聚合物可包括選自下列通式(1)-(4)的至少一種聚合物
權(quán)利要求
1.一種用于制備光電子器件的薄膜，其中包括碳納米管和導(dǎo)電聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜，其中所述導(dǎo)電聚合物包括選自下列通式(1)- )的至少一種聚合物
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜，其中所述碳納米管的含量為0.01-20wt%。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜，其中所述碳納米管的含量為0.l-10wt%。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜，其中所述碳納米管為單壁、雙壁或多壁碳納米管。
6.如權(quán)利要求1所述的薄膜，其中所述薄膜的厚度為0.01-10微米。
7.如權(quán)利要求6所述的薄膜，其中所述薄膜的厚度為0.01-1微米。
8.由如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的薄膜制備的光電子器件。
9.如權(quán)利要求8所述的光電子器件，所述光電子器件為柔性透明電極、顯示屏、場效應(yīng)管或電子印刷電路。
10.制備如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的用于制備光電子器件的薄膜的方法，包括如下步驟(1)將碳納米管均勻分散于導(dǎo)電聚合物的單體中；(2)將得到的混合物分散液涂覆到基板上；(3)室溫或加熱使所述單體聚合，成膜。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述導(dǎo)電聚合物包括選自下列通式(1)-(4)的至 少ー種聚合物
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述碳納米管的含量為0.01-20wt%。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述碳納米管的含量為0.l-10wt%。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述碳納米管為單壁、雙壁或多壁碳納米管。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中用超聲法將所述碳納米管均勻分散于導(dǎo)電聚合物 單體中。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述單體聚合的步驟使用的氧化劑為甲苯磺酸 鐵，同時(shí)使用咪唑作為弱化甲苯磺酸鐵氧化電勢的堿。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中調(diào)整所述涂覆步驟使得最后得到的薄膜厚度為 0. 01-10 微米。
18.制備如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的用于制備光電子器件的薄膜的方法，包括如下步驟(1)將碳納米管均勻分散于導(dǎo)電聚合物溶液中；(2)將得到的混合物分散液涂覆到基板上；(3)室溫或加熱固化成膜。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中用超聲法將所述碳納米管均勻分散于導(dǎo)電聚合物的溶液中。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，將所述碳納米管均勻分散于導(dǎo)電聚合物溶液中， 并將得到的混合物涂覆到基板上之后，進(jìn)一步包括摻雜步驟。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述摻雜步驟用多元醇作為摻雜劑來進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備光電子器件的薄膜、其制備方法和光電子器件。針對現(xiàn)有技術(shù)中柔性電極的透明度和導(dǎo)電性不能同時(shí)得到滿足的問題，本發(fā)明提供一種導(dǎo)電聚合物-碳納米管復(fù)合材料，其中包括碳納米管和導(dǎo)電聚合物。通過將碳納米管均勻分布于導(dǎo)電聚合物基質(zhì)中，制備了兼具高透明度和高導(dǎo)電性的復(fù)合材料，該復(fù)合材料可用于制備柔性透明電極等光電器件，應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、高清電視和數(shù)碼照相機(jī)的顯示屏。碳納米管在導(dǎo)電聚合物中形成網(wǎng)絡(luò)，提供電子傳輸?shù)耐ǖ?，將?dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性提高了3-5個(gè)數(shù)量級。同時(shí)，摻雜的導(dǎo)電聚合物的吸收帶發(fā)生紅移，使其在可見光區(qū)的透明度也得到了提高。由此，可制得透明度和導(dǎo)電性均得到改善的柔性透明電極。
文檔編號C08G73/06GK102311615SQ20101021610
公開日2012年1月11日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者曹雷, 陳國鋒 申請人:西門子公司