[发明专利]一种柔性透明导电膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及透明导电膜技术领域，尤其涉及一种柔性透明导电膜及其制备方法。

背景技术

透明导电薄膜在可见光区有较高的透光率，并且具有优良的导电性，是一种重要的光电功能薄膜，广泛应用于平板显示、太阳能电池、有机发光二极管、触摸屏等光电器件中。随着性能的提高以及低成本、柔性化等方面的提高，光电元件对于透明导电膜的性能有了更高的要求。目前，市场上应用最广泛的是铟锡氧化物(ITO)，ITO具有较高的透光率和较低的电阻，这使得它在光电方面得到了很大的应用。但是，铟在地球上的含量少，价格高，且有毒，并且ITO薄膜较脆，在受力弯曲时电阻增大，无法满足柔性显示技术的发展要求，因此，传统的ITO不能满足低成本柔性化的需求。

目前的透明导电薄膜种类较多，包括氧化物半导体膜(TCO)、金属膜、金属复合膜、高分子膜及纳米碳管膜(CNT)，石墨稀膜(Graphene)、金属线膜等。其中，石墨烯具有优异的力学、热学、电学和光学性能，应用前景非常广阔。

然而，因为石墨烯材料在宏量制备和应用中依然存在很多问题，比如化学氧化法(NanoLetters，8(1)：323-327.)制备的石墨烯材料会引入很多缺陷，严重影响石墨烯基透明导电膜性能的提升。化学气相沉积法(Science，324(5932)：1312-1314.)固然能得到结构比较完整的石墨烯材料，但其复杂的制备工艺限制了在实际中的应用。因此，将石墨烯材料与目前应用广泛的聚合物或金属氧化物透明导电材料相结合有望成为解决以上所述问题的有效途径之一。

申请号为201010587396.6的中国专利文献报道了一种透明导电膜，该透明导电膜包括透明基底层和附着在该基底层上的导电层，该导电层含有石墨烯和金属氧化物，所述导电层的方块电阻为0.1-5000Ω/sq，所述导电层在可见光区域的透光率为60-95％。然而，基于石墨烯和金属氧化物的透明导电膜与单纯的金属氧化物透明导电膜相比，透光性和导电性亦下降，难以满足实际生产需要。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种柔性透明导电膜及其制备方法，该柔性透明导电膜具有柔性好、透光性高、方块电阻低的特点。

有鉴于此，本发明提供了一种柔性透明导电膜，包括柔性透明基板和附着在所述柔性透明基板上的石墨烯复合导电层，所述石墨烯复合导电层由二氧化硅纳米线、导电高分子聚合物与石墨烯复合而成。

优选的，所述柔性透明基板为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚酰亚胺中的一种。

优选的，所述导电高分子聚合物为聚硅氧烷改性聚苯胺或聚噻吩-富勒烯-聚乳酸三嵌段共聚物。

优选的，所述石墨烯复合导电层的膜厚为100nm-300nm。

优选的，透光性为80-98％，方块电阻≤85Ω/sq。

相应的，本发明还提供一种柔性透明导电膜的制备方法，包括以下步骤：将石墨烯、导电高分子聚合物和二氧化硅纳米线添加至乙醇水溶液中，超声分散，得到分散液；将所述分散液滴加在柔性透明基板上，旋涂，在90-100℃干燥10-15min，然后在150-170℃干燥5-10min，重复以上步骤，得到柔性透明导电膜。

优选的，所述导电高分子聚合物为聚硅氧烷改性聚苯胺或聚噻吩-富勒烯-聚乳酸三嵌段共聚物。

优选的，所述石墨烯、纳米导电高分子和二氧化硅纳米线的重量比为45-75：20-45：5-10。

优选的，所述柔性透明基板为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚酰亚胺中的一种。

优选的，制备的柔性透明导电膜的透光性为80-98％，方块电阻≤85Ω/sq。

本发明提供了一种柔性透明导电膜及其制备方法，包括柔性透明基板和附着在所述柔性透明基板上的石墨烯复合导电层，所述石墨烯复合导电层由二氧化硅纳米线、导电高分子聚合物与石墨烯复合而成。与现有技术相比，本发明采用的二氧化硅纳米线在成膜时更易形成网状结构或者三维结构，该结构与石墨烯复合可有效降低电阻，提高导电率；同时二氧化硅纳米线的添加也在一定程度上提高透明导电膜的强度。导电高分子材料与石墨烯作为导电层，一定程度上即可减少石墨烯的用量，降低成本；另外导电高分子分散于整个膜层，石墨烯紧密堆积的问题可得到有效克服。因此，本发明制备的柔性透明导电膜具有柔性好、透光性高、方块电阻低的特点。

具体实施方式