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薄膜和织物电极:影响因素及优化策略

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:表11-7透明ITO/PET导电薄膜性质数据因需要和柔性织物电极或纺织品基布复合,所以,尽可能选用较薄的透明导电电极。表11-9样品及测试结果11.3.4.4织物电极用于电致变色器件的织物电极,必须具有以下特点:一是电阻小,方阻一般不大于2Ω;二是具有良好的水汽隔绝性能。

薄膜和织物电极:影响因素及优化策略

11.3.4.1 ITO/PET透明电极

ITO/PET透明导电薄膜最为常用,氧化铟锡(ITO)作为薄的金属氧化物层涂敷在透明PET基材上。市售的厚度多为175μm,也可以根据要求进行定制加工。表11-7为几种透明ITO/PET导电薄膜的透光率、厚度、方阻等数据。

表11-7 透明ITO/PET导电薄膜性质数据

因需要和柔性织物电极或纺织品基布复合,所以,尽可能选用较薄的透明导电电极。薄膜越薄,越容易贴合。但当厚度较薄时(25μm),薄膜易翘曲,涂布也会较困难。

11.3.4.2 银钛超薄透明导电薄膜

以高透光的柔性PU膜和19μm的PET膜作为基材,以银靶和锌靶分别作为靶材,以磁控溅射方式,开发超薄柔性透明导电薄膜,实验的相关参数见表11-8。

在PU基材和PET基材上,均可以镀覆上银钛合金,且除了1#和2#样品外,PET薄膜和PU薄膜的平均电导率相差不多,方阻均不大于35欧,完全符合项目显示器件用电极要求。只是PU的电阻变化较大,方差较大。PET薄膜上的导电层大概为1~2μm,比较厚。

表11-8 银钛超薄透明导电薄膜基材等参数

在Lambda 750仪器测试获得的透光率如图11-24所示。可得出以下结论。

(1)在500~700nm范围内,三种导电薄膜的透过率都大于75%;PET透过率为85%,PU为75%。

(2)电阻最大且部分地方检测不出电阻的高透明(0.02×61)的透光率最高,而另外一种导电PU膜透光率最低,导电PET膜透光率较高。

(3)经过金属镀覆处理后,膜的透光率均下降了约10%,且在400~ 500nm波段,下降的尤其多。(www.xing528.com)

(4)入射光从有镀膜的面进入,透光率与入射光从无膜面进入的透光率相近。

图11-24 几种导电膜的透光率

对获得的PU和PET导电膜进行后道热合加工实验,表明:①PU膜上镀覆金属的导电膜,经过130℃热合后,再从面料上剥离时,均测不出电阻,表明导电层和薄膜结合力较差;②PET导电膜可以用,复合后导电性能良好,可以作为上层透明电极。

11.3.4.3 PEDOT/PSS柔性透明导电PU膜

采用PEDOT/PSS透明导电油墨(EL-P 3145)涂敷在PU及PET膜上,也可以制备透明导电薄膜。

1#~6#分别放入乙醇中进行浸泡清洗几次,然后用吹风机吹干;7#未经乙醇处理;8#将薄膜平整后再用乙醇清洗两次。将刮涂后的样品放到130℃鼓风烘箱里干燥3~5min。样品及测试结果见表11-9。经过乙醇处理的薄膜刮涂时,一般比较均匀,但是干燥固化后,样品1#、3#、4#收缩严重,表面凹凸不平(这也可能与PU膜热收缩有关);2#稍有收缩;5#、6#薄膜平整无收缩、导电膜均匀连贯;7#边缘稍有收缩,表面平整,导电膜不连贯;8#边缘稍有收缩,表面平整、导电膜连贯。通过导电玻璃的方阻测试来看,2cm×2cm方阻偏低一点,5cm×5cm方阻偏高。应该基本判断ELP3145导电油墨在PET基底上刮涂后,方阻值在200~400Ω。可以进一步提高刮涂工艺,调整导电层厚度和均匀性。

表11-9 样品及测试结果

11.3.4.4 织物电极

用于电致变色器件的织物电极,必须具有以下特点:一是电阻小,方阻一般不大于2Ω;二是具有良好的水汽隔绝性能。此外,对于服用的变色织物而言,还应该具有一定的强力、柔软性等性能。为了选用合适的织物电极,采用表面镀覆银层的纤维,通过不同的工艺织造了7种不同密度、不同原料构成的织物电极,具体见表11-10。这些织物的导电性能均满足要求,但是不能够满足对水汽的隔绝性能。

表11-10 织物电极规格及性能

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