【摘 要】
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柔性电子器件具有轻,薄,柔的特点,有良好的可弯曲性和嵌入性,是未来电子产品发展的主要方向之一。柔性电子器件通常由多层膜复合而成,高温处理是获得高性能功能层必不可少的工艺过程,耐高温性是对其材料的基本要求。目前由于有机聚合物基板材料耐高温性能差的原因,极大地限制了柔性电子器件的制备和应用,因此制备兼具优异机械弯曲性能和优良电学性能的电子器件是当前柔性制造的挑战之一。柔性电极是柔性电子器件中的重要组件
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柔性电子器件具有轻,薄,柔的特点,有良好的可弯曲性和嵌入性,是未来电子产品发展的主要方向之一。柔性电子器件通常由多层膜复合而成,高温处理是获得高性能功能层必不可少的工艺过程,耐高温性是对其材料的基本要求。目前由于有机聚合物基板材料耐高温性能差的原因,极大地限制了柔性电子器件的制备和应用,因此制备兼具优异机械弯曲性能和优良电学性能的电子器件是当前柔性制造的挑战之一。柔性电极是柔性电子器件中的重要组件之一,制备性能良好的柔性电极已经成为如今的研究热点。本论文是以Si3N4纤维纸作为柔性基底分别在高温下制备了并可在高温下使用的V2O5/Si3N4复合柔性NTC膜和耐高温的Ag/Si3N4复合柔性导电膜,为大规模制备高性能柔性电子器件尝试了新的研究路径。本文首先使用超声喷雾热解法成功在Si3N4纤维纸上制备V2O5薄膜,研究了沉积时间和退火温度对V2O5/Si3N4复合膜晶体结构、微观形貌和热敏性能的影响。结果发现,得到的V2O5/Si3N4复合膜表现出良好的热敏性能的同时还具有高柔性,在弯曲半径为1 mm的条件下,经过500次弯折,复合膜热敏性能基本不变;确定了沉积12 min为最佳沉积工艺,最佳退火温度为450oC。以Al2O3层作为中间层夹在V2O5/Si3N4层中,成功制备了V2O5/Al2O3/Si3N4复合膜,考察了Al2O3沉积时间和V2O5喷涂气压对V2O5/Al2O3/Si3N4复合膜晶体结构、微观形貌和热敏性能的影响。结果发现,当Al2O3沉积时间为8 min时,Al2O3基本覆盖住Si3N4纤维纸中的孔隙;当V2O5喷涂气压为0.03 MPa时,V2O5层较为平整,V2O5/Al2O3/Si3N4复合膜表现出良好的热敏性能以及柔性。利用超声喷雾热解法在Si3N4纤维纸上沉积Ag,成功制备了具有高柔性的Ag/Si3N4复合膜,弯曲半径可达到0.5 mm。考察了沉积温度以及退火温度对Ag/Si3N4复合膜晶体结构、微观形貌和导电性能的影响。结果表明,最佳沉积温度为480oC,在此工艺条件下制备出的Ag/Si3N4复合膜的电阻最小,为23 mΩ;退火温度在达到700oC前,Ag/Si3N4复合膜的电阻变化不大,说明其具有良好的耐高温性。
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