[發明專利]具有超雙疏功能的柔性透明導電薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201610857735.5
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106298077B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 鄒海良;劉鋒;劉洪波;張嘉煒
• 申請（專利權）人: 順德職業技術學院
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/02
• 代理公司: 佛山市科順專利事務所44250
• 代理人: 梁紅纓

技術領域

本發明涉及到應用在電子產品的柔性顯示器領域的柔性透明導電薄膜，特別涉及一種具有超雙疏功能的柔性透明導電薄膜的制備方法。

背景技術

近年來，手持式電子產品日新月異的發展，大屏幕、高清晰度液晶顯示迅速普及且需求量不斷增加，為透明導電薄膜提供了巨大的機遇和發展空間。透明導電薄膜是指對波長范圍在380 ~ 780 nm之間可見光的透過率大于80%、電阻率低于l0^-3 Ω.cm的薄膜，其在高分辨率大尺寸平面顯示器、太陽能電池、節能紅外反射膜、透明電磁屏蔽材料、染料敏化太陽能電池、電致變色窗等電子光學領域有著十分廣泛的應用前景和市場空間。

當前，透明導電薄膜主要是以氧化物半導體膜(TCO)為主的硬質透明導電材料；氧化銦錫(ITO)是研究和應用中最為廣泛的透明導電薄膜，但ITO原料資源日益稀缺，也缺乏彎曲性能、柔韌性差、且薄膜質脆。近年來，以柔性高分子為襯底的透明導電薄膜不僅具備ITO相同的光電特性，且還具有很多特有的優點，如：能彎折變形、不易破碎、可卷，能工業化連續生產，有利于提高效率、輕薄便攜、方便運輸等。在柔性透明高分子薄膜表面涂覆高導電率的導電填料(如碳納米管、石墨烯和金屬線等)，賦予其優異的導電性，可得到柔性透明導電薄膜。

這種薄膜不僅具備良好的透明度、柔性，同時還有優異的導電率，理論上來講完全可替代當前正在廣泛應用的ITO型透明導電薄膜。因此，在柔性透明高分子表面以導電填料構建透明導電網絡的方法已成為當前導電薄膜的主要發展方向，也是新材料研究的前沿熱點問題。

柔性透明導電薄膜不僅要求良好導電性，還要有優異可見光透過率。但從物理學角度看，物質透光性和導電性是一對基本矛盾，可用本征導電率(Direct Current, DC)與光電導率(Optic Current, OP)之比(S_DC/S_OP)的高低來描述透明導電薄膜的性能。S_DC/S_OP越高，表明薄膜的透過率越高、方塊電阻越低。據報道，碳納米管制備的透明導電薄膜最好的S_DC/S_OP值為25 ~ 35，而基于石墨烯的S_DC/S_OP值，則只有2左右，但基于納米銀線的透明導電薄膜的S_DC/S_OP值則可達到450。因此，基于納米銀線而制備的柔性透明導電薄膜最有可能成為替代ITO薄膜的下一代產品，也為實現柔性觸摸屏、可彎折發光二極管（LED）顯示等提供了實現的機會。

目前，關于納米銀線制備透明導電薄膜及其應用已成為國內外的研究熱點。如日本、韓國、美國、德國、加拿大等國有大量科研工作者從事該領域的研究并取得技術突破。在國內，清華大學、北京大學、華南理工大學、吉林大學、上海交通大學、蘇州納米所、國家納米研究中心、廣州化學研究所、深圳先進技術研究院等單位也開展了相關方面的研究并形成了各自的優勢。總體來講，當前基于納米銀線的透明導電薄膜還存在如下幾個問題需重點研究和解決，如：(a)納米銀線與聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜之間的親和性差，導致透明導電薄膜的耐磨性不好；(b)納米銀線之間的存在接觸電阻而造成導電率過較低；(c)納米銀線的分散性不好，導致透明度不夠高；(d)導電涂層怕水、霧短路，或易被水、油脂類物質污染，也不耐酸堿等化學腐蝕。到目前為止，還沒有文獻報道中能提出綜合解決上述問題的辦法。因此，一旦有方法能解決上述問題不僅能推動相關產品的開發，且對于相關領域的理論研究具有很大的創新性。