[發明專利]一種復合結構柔性透明導電薄膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010437370.7
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111627597A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 嘉興市軒禾園藝技術有限公司
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00;C01B32/184;C01G9/02
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 徐佳晶

本發明提出了一種復合結構柔性透明導電薄膜，所述導電薄膜包含增光層和柔性透明導電層；其中，柔性透明導電層為ZnO?Cu/石墨烯復合薄膜；所述增光層由多層薄膜復合得到，所述增光層的每層薄膜由內層到外層的折射率依次增大，折射率在1.45?1.95之間，即折射率小的一面朝向室內。本發明涉及一種具有高透過率、低電阻的復合結構柔性透明導電薄膜，其柔性透明導電層主要依靠直流反應磁控濺射技術得到的ZnO?Cu/石墨烯復合薄膜，具有高透過率和極低表面電阻的光電特性。增光層不僅能保護銅在使用過程中被氧化，保持良好的光電特性，而且還能起到聚光效果，增強復合結構柔性透明導電薄膜的透光率。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種復合結構柔性透明導電薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

透明導電薄膜是平板電視、觸摸屏、智能窗玻璃、發光二極管以及光伏電池等器件制造的必要組成部分。近年來，隨著信息(如觸摸顯示)、能源(如光伏、智能窗玻璃)等產業的發展，人們對透明導電薄膜的需求量急劇增大，而在透明導電薄膜中，應用最廣的一類是錫摻雜氧化銦薄膜，即俗稱的ITO薄膜。眾所周知，銦元素在地殼中的含量稀少(約為0.05ppm)，且難于提純，隨著ITO薄膜的用量顯著增大，其含量越來越稀少，導致價格驟增，從而增加觸摸屏、薄膜太陽能電池等產業的制造成本。同時，由于ITO薄膜是一種陶瓷薄膜，其抗彎折性差，經過多次形變之后薄膜易開裂，從而使電阻顯著增大，導致器件失效。另一方面，為了制造大型顯示器、大面積固態發光板等器件，要求所用的透明導電薄膜的方塊電阻必須小于5Ω/㎡。雖然通過增加ITO薄膜的厚度可以滿足此要求，但是，其成本顯著增加，這種成本的增加是因為隨著薄膜厚度增加，ITO的沉積速率減小，導致大部分ITO原料被浪費。因此，必須尋找一種抗彎折性能好、方塊電阻可調且成本低廉的新型透明導電薄膜。

為了減少對ITO的依賴度，研究人員開發出了具有低電阻特性的銅金屬網柵透明導電薄膜。銅金屬網柵透明導電薄膜由于其電阻率和透過率可調、抗彎折性能優異、價格低廉且與半導體工藝兼容，因此，在產業龐大的柔性觸摸屏、太陽能電池等方面的制備中，受到越來越多的青睞，成為重點研究的一類可行的新型ITO替代薄膜。但是，由于一般透明襯底PET本身的可見光區透過率低于92％，因此，在這種PET透明襯底上制備銅網柵導電層之后，其復合透過率更低，很難獲得高透過率和低電阻的透明導電薄膜。為了在保持低的表面方阻條件下提高薄膜總的透過率，需要盡量提高襯底的透過率。

發明內容

本發明的目的在于提出一種復合結構柔性透明導電薄膜及其制備方法和應用，其核心功能層包括增光層和柔性透明導電層，其柔性透明導電層主要依靠直流反應磁控濺射技術得到的ZnO-Cu/石墨烯復合薄膜，具有高透過率和極低表面電阻的光電特性，在ZnO-Cu/石墨烯復合薄膜表面靜電吸附一層增光層，不僅能保護銅在使用過程中被氧化，保持良好的光電特性，而且還能起到聚光效果，增強復合結構柔性透明導電薄膜的透光率。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供一種復合結構柔性透明導電薄膜，所述導電薄膜包含增光層和柔性透明導電層；其中，柔性透明導電層為ZnO-Cu/石墨烯復合薄膜，在所述柔性透明導電層經過表面靜電處理后與增光層通過靜電吸引緊密貼合；所述增光層由多層薄膜復合得到，所述增光層的每層薄膜由內層到外層的折射率依次增大，折射率在1.45-1.95之間，即折射率小的一面朝向室內。

作為本發明的進一步改進，所述增光層由3-5層薄膜復合得到，每層薄膜經過表面靜電處理后通過靜電吸引互相緊密貼合。

作為本發明的進一步改進，所述表面靜電處理方法為：在薄層或薄膜表面涂刷一層靜電處理液，待靜電處理液干燥后與另一層進行緊密貼合。

作為本發明的進一步改進，所述靜電處理液的配方：三乙胺1.5-2wt％、氯化鋅0.3-0.7wt％、氯化鈉3-5wt％、硫酸鈣1-2wt％、吐溫0.5-1.5wt％和水余量。