[發(fā)明專利]一種柔性復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710051380.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN106653160A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊釗;張曉東;常遠(yuǎn)程;雷國偉;田占元;鄧增社
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01B5/14
• 分類號(hào): H01B5/14;H01B1/02;H01B13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 王萌

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，尤其涉及一種金屬氧化物/金屬/金屬納米線結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合柔性透明導(dǎo)電薄膜及制備方法。

【背景技術(shù)】

以氧化銦錫(ITO)為首的透明導(dǎo)電氧化物薄膜被廣泛應(yīng)用于電子、信息、能源、建筑等領(lǐng)域，ITO透明導(dǎo)電薄膜以其優(yōu)異的綜合光電性能在相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)幾乎壟斷了平板顯示、觸摸屏等電子產(chǎn)品透明電極市場。銦是一種稀有資源，隨著全球平板顯示行業(yè)的產(chǎn)能增長，加之各類光電器件的不斷革新，對(duì)透明電極性能要求更加嚴(yán)苛，也更加多元化，尋找ITO透明導(dǎo)電薄膜替代品勢(shì)在必行。近幾年，柔性顯示技術(shù)從概念走到實(shí)物，部分顯示行業(yè)龍頭企業(yè)已步入量產(chǎn)準(zhǔn)備階段，柔性透明導(dǎo)電薄膜產(chǎn)業(yè)將迎來行業(yè)春天。

制備柔性透明導(dǎo)電薄膜需要在柔性襯底(如PET，PEN，PI等)上制備，由于這些柔性襯底耐高溫有限，透明導(dǎo)電薄膜的制備需在常溫或較低的加熱溫度下進(jìn)行。因中低溫下結(jié)晶狀態(tài)不完全，在柔性襯底上沉積的ITO薄膜方阻較高，透過率亦較差，為解決這個(gè)問題出現(xiàn)了金屬氧化物/金屬/金屬氧化物等復(fù)合結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電薄膜，金屬層的加入大大改善了柔性透明導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電性能。但無論是柔性襯底的單層金屬氧化物透明導(dǎo)電薄膜或是金屬氧化物組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜在反復(fù)彎折后電阻率都會(huì)明顯升高，不適用于可以靈活變形的柔性顯示設(shè)備，解決柔性襯底透明導(dǎo)電薄膜的耐彎折性能具有十分重要的實(shí)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明旨在解決單層金屬氧化物及多層復(fù)合柔性透明導(dǎo)電薄膜多次彎折后電阻率明顯升高的問題，提供一種柔性復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，使透明導(dǎo)電薄膜具有更低的方阻，并且在多次彎折后電阻率變化較小。

一種柔性復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜，包括柔性襯底及依次置于柔性襯底上的金屬氧化物膜、中間金屬層膜，以及金屬納米線膜。

所述中間金屬層膜的材料為銀、金，或者二者的合金。

中間金屬層膜的厚度為5nm～25nm。

所述金屬氧化物膜為ITO薄膜、AZO薄膜、IZO薄膜或IGZO薄膜，膜厚介于20nm～100nm之間。

所述金屬納米線膜為銀納米線膜，膜厚為金屬納米線長度的2～5倍。

所述的金屬納米線的直徑為30nm～180nm，長度為30nm～200μm。

所述的金屬氧化物膜、中間金屬層膜，以及金屬納米線膜的厚度保證柔性復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜在可見光范圍400nm～700nm內(nèi)的平均透光率可達(dá)82％以上，平均方塊電阻小于7.5Ω/□。

一種柔性復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，依次在柔性襯底上制備金屬氧化物膜、中間金屬膜和金屬納米線膜，其中，金屬氧化物膜和中間金屬膜采用磁控濺射工藝制備，金屬納米線膜采用涂布工藝制備。

所述金屬氧化物膜是在氬氣和氧氣的混合氣氛內(nèi)進(jìn)行，中間金屬膜是在氬氣氣氛內(nèi)進(jìn)行；磁控濺射制備金屬氧化物時(shí)，襯底的溫度為25℃～220℃，磁控濺射制備中間金屬膜時(shí)，襯底的溫度為室溫；磁控濺射制備金屬氧化物和中間金屬膜的其他條件為：本底真空：1.0×10^-3Pa～3.0×10^-3Pa；濺射壓強(qiáng)：0.2Pa～0.8Pa；濺射功率：30W～200W。

所述的金屬納米線膜是在室溫下以50mm/s～200mm/s的速度進(jìn)行涂布。

與現(xiàn)有柔性襯底上單層ITO透明導(dǎo)電薄膜、單層銀納米線透明導(dǎo)電薄膜相比，本發(fā)明增加了對(duì)導(dǎo)電性具有突出貢獻(xiàn)的金屬層，有效降低了透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻值，金屬層也具有比ITO層更好的耐彎折性。同時(shí)，頂層的銀納米線薄膜起到彎折保護(hù)層的作用，相比于目前光電綜合性能較為優(yōu)越的金屬氧化物/金屬/金屬氧化物復(fù)合結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，本發(fā)明具有更好的耐彎折性能。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明的膜層結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：1-柔性透明襯底，2-金屬氧化物層，3-金屬層，4-金屬納米線層；

圖2為ITO/Ag/AgNW多層復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜在380nm-780nm波長區(qū)間透過率曲線圖；

圖3為ITO/Ag/AgNW多層復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜在不同彎折次數(shù)下薄膜方塊電阻變化情況。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖1及具體實(shí)施例對(duì)本方案進(jìn)一步說明：

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明提供了一種多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電氧化物薄膜，包括柔性襯底1，在柔性襯底1上自下而上依次濺射有金屬氧化物ITO薄膜2，金屬Ag薄膜3，在金屬Ag薄膜3上面采用涂布方式制備有銀納米線薄膜4。