[發明專利]聚酰亞胺襯底柔性透明導電膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201010135926.3
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101834015A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 胡知之;魯云華;邊繼明;王永飛;房慶旭;雷芃;張志強;肖國勇;遲海軍;董巖;趙洪斌;李曉;王翠蘋
• 申請（專利權）人: 鞍山華輝光電子材料科技有限公司;遼寧科技大學
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00;C08L79/08
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 喬麗艷

技術領域

本發明涉及一種有機襯底的柔性透明導電膜，尤其涉及聚酰亞胺襯底柔性透明導電膜及其制備方法。

背景技術

根據襯底材料不同，透明導電薄膜可分為硬質和柔性兩種。硬質薄膜主要為玻璃基質，繼玻璃襯底透明導電膜得到廣泛應用后，為了滿足有機光電器件發展的需要，國際上對柔性襯底的透明導電膜研究給以了高度重視，并取得了令人鼓舞的研究成果。與硬質襯底導電膜相比，有機柔性襯底透明導電膜不但具有玻璃基透明導電膜的光電特性，并且有許多獨特的優點，例如，可彎曲、重量輕，不易破碎，易于大面積生產、便于運輸等。柔性襯底透明導電薄膜可廣泛應用于制造液晶顯示器，大面積異質結薄膜太陽電池等。美國等發達國家已率先用柔性襯底研制并生產出塑料液晶顯示器，且已獲得多種應用。薄膜太陽電池的研究正朝著大面積、高效率、低成本方向發展，而有機襯底的透明導電膜正是為了滿足這一發展趨勢。

作為柔性透明導電膜的襯底材料需要滿足以下幾個條件：1.薄膜必須具有良好的透光性，500nm以上波長的透光率超過90％；2.要有良好的耐熱性，為滿足磁控濺射等工藝條件的需要，玻璃化轉變溫度應該在250℃以上，并能保持良好的機械強度；3.薄膜表面光潔、平整、無針孔、瑕點，以防止短路或斷路現象發生。在目前可用的材料中，有聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺(PI)等，但由于不耐紫外線，吸濕率太高，不能滿足高溫加工工藝等而受到限制，因此PI應當是首選材料。但是一般的PI都是黃-棕色的透明材料，通過降低分子內和分子間作用力來減少電荷轉移絡合物(CTC)的形成是設計無色透明PI的一個主要途徑。

目前，為了增加PI薄膜的透明性通常采用如下手段：在PI分子結構中引入含氟取代基或側基，利用氟原子較大的電負性，切斷電子云的共軛，抑制CTC的形成；降低PI分子結構中芳香結構的含量，如采用帶有脂環結構的二酐或二胺單體，減少CTC形成的機率；引入非共平面結構，可以減少CTC的形成；在PI分子結構中引入間位取代結構的二胺。這是由于間位取代結構可以阻礙沿著分子鏈芳香的電荷流動，減少分子間共軛作用；引入砜基結構，利用砜基的強吸電子作用減少CTC的形成。

在文獻“Preparation?and?characterization?of?ITO?films?deposited?on?polyimide?by?reactiveevaporation?at?low?temperature(Applied?Surface?Science，1999，151(3-4)：239-243)”中，作者采用反應蒸發法在PI聚合物襯底上制備出電阻率達到7×10^-4Ω·cm，透過率達到80％的ITO導電膜。

在文獻“磁控濺射制備柔性襯底ZnO:Ga透明導電膜研究(半導體技術，2006，31(2)：94-97)”中，作者在室溫下，采用磁控濺射技術在有機柔性襯底聚酰亞胺(PI)表面制備出ZnO:Ga透明導電薄膜，研究了薄膜的結構及光電性能，其附著性良好，電阻率為9.1×10^-4Ω·cm，可見光透過率為85％。

在文獻“有機襯底SnO₂摻Sb透明導電膜的制備(太陽能學報，2003，24(2)：273-277)”中，作者在聚酰亞胺襯底上利用磁控濺射技術制備出SnO₂摻Sb導電膜，并在襯底溫度達到200℃時得到了最小電阻率3.7×10^-3Ω·cm，在可見光范圍內，樣品的相對透過率為85％左右。

目前，基于聚酰亞胺襯底柔性透明導電膜的研究，其襯底多是商品化聚酰亞胺，常呈棕-黃色，影響了透明導電膜在可見光區的透過率。

因此，本發明以1，2，3，4-環丁烷四羧酸二酐和含氟苯醚型芳香二胺作為合成聚酰亞胺的單體，經低溫溶液縮聚反應和熱酰亞胺化處理得到無色透明的聚酰亞胺膜，然后將聚酰亞胺膜經過清洗、刻蝕的表面處理，利用磁控濺射技術于室溫條件下在其表面沉積一層ITO膜，從而得到無色透明的聚酰亞胺襯底柔性透明導電膜。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚酰亞胺襯底柔性透明導電膜；

本發明的另一個目的是提供一種聚酰亞胺襯底柔性透明導電膜的制備方法。

按照本發明的一種聚酰亞胺襯底柔性透明導電膜，其特征在于聚酰亞胺襯底表面沉積一層納米銦錫氧化物導電膜，其聚酰亞胺具有如下化學結構式：

式中

n為大于15的整數。

按照本發明所述的聚酰亞胺襯底柔性透明導電膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟：