[发明专利]一种柔性复合透明导电薄膜及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种透明导电薄膜及其制备方法，尤其涉及一种金属氧化物/金属/金属纳米线结构的多层复合柔性透明导电薄膜及制备方法。

【背景技术】

以氧化铟锡(ITO)为首的透明导电氧化物薄膜被广泛应用于电子、信息、能源、建筑等领域，ITO透明导电薄膜以其优异的综合光电性能在相当长时期内几乎垄断了平板显示、触摸屏等电子产品透明电极市场。铟是一种稀有资源，随着全球平板显示行业的产能增长，加之各类光电器件的不断革新，对透明电极性能要求更加严苛，也更加多元化，寻找ITO透明导电薄膜替代品势在必行。近几年，柔性显示技术从概念走到实物，部分显示行业龙头企业已步入量产准备阶段，柔性透明导电薄膜产业将迎来行业春天。

制备柔性透明导电薄膜需要在柔性衬底(如PET，PEN，PI等)上制备，由于这些柔性衬底耐高温有限，透明导电薄膜的制备需在常温或较低的加热温度下进行。因中低温下结晶状态不完全，在柔性衬底上沉积的ITO薄膜方阻较高，透过率亦较差，为解决这个问题出现了金属氧化物/金属/金属氧化物等复合结构的透明导电薄膜，金属层的加入大大改善了柔性透明导电薄膜的导电性能。但无论是柔性衬底的单层金属氧化物透明导电薄膜或是金属氧化物组成的复合结构透明导电薄膜在反复弯折后电阻率都会明显升高，不适用于可以灵活变形的柔性显示设备，解决柔性衬底透明导电薄膜的耐弯折性能具有十分重要的实用意义。

【发明内容】

本发明旨在解决单层金属氧化物及多层复合柔性透明导电薄膜多次弯折后电阻率明显升高的问题，提供一种柔性复合透明导电薄膜及其制备方法，使透明导电薄膜具有更低的方阻，并且在多次弯折后电阻率变化较小。

一种柔性复合透明导电薄膜，包括柔性衬底及依次置于柔性衬底上的金属氧化物膜、中间金属层膜，以及金属纳米线膜。

所述中间金属层膜的材料为银、金，或者二者的合金。

中间金属层膜的厚度为5nm～25nm。

所述金属氧化物膜为ITO薄膜、AZO薄膜、IZO薄膜或IGZO薄膜，膜厚介于20nm～100nm之间。

所述金属纳米线膜为银纳米线膜，膜厚为金属纳米线长度的2～5倍。

所述的金属纳米线的直径为30nm～180nm，长度为30nm～200μm。

所述的金属氧化物膜、中间金属层膜，以及金属纳米线膜的厚度保证柔性复合透明导电薄膜在可见光范围400nm～700nm内的平均透光率可达82％以上，平均方块电阻小于7.5Ω/□。

一种柔性复合透明导电薄膜的制备方法，依次在柔性衬底上制备金属氧化物膜、中间金属膜和金属纳米线膜，其中，金属氧化物膜和中间金属膜采用磁控溅射工艺制备，金属纳米线膜采用涂布工艺制备。

所述金属氧化物膜是在氩气和氧气的混合气氛内进行，中间金属膜是在氩气气氛内进行；磁控溅射制备金属氧化物时，衬底的温度为25℃～220℃，磁控溅射制备中间金属膜时，衬底的温度为室温；磁控溅射制备金属氧化物和中间金属膜的其他条件为：本底真空：1.0×10^-3Pa～3.0×10^-3Pa；溅射压强：0.2Pa～0.8Pa；溅射功率：30W～200W。

所述的金属纳米线膜是在室温下以50mm/s～200mm/s的速度进行涂布。

与现有柔性衬底上单层ITO透明导电薄膜、单层银纳米线透明导电薄膜相比，本发明增加了对导电性具有突出贡献的金属层，有效降低了透明导电薄膜的方块电阻值，金属层也具有比ITO层更好的耐弯折性。同时，顶层的银纳米线薄膜起到弯折保护层的作用，相比于目前光电综合性能较为优越的金属氧化物/金属/金属氧化物复合结构透明导电薄膜，本发明具有更好的耐弯折性能。

【附图说明】

图1为本发明的膜层结构示意图；

附图标记：1-柔性透明衬底，2-金属氧化物层，3-金属层，4-金属纳米线层；

图2为ITO/Ag/AgNW多层复合透明导电薄膜在380nm-780nm波长区间透过率曲线图；

图3为ITO/Ag/AgNW多层复合透明导电薄膜在不同弯折次数下薄膜方块电阻变化情况。

【具体实施方式】

下面结合附图1及具体实施例对本方案进一步说明：

请参阅图1所示，本发明提供了一种多层复合结构的透明导电氧化物薄膜，包括柔性衬底1，在柔性衬底1上自下而上依次溅射有金属氧化物ITO薄膜2，金属Ag薄膜3，在金属Ag薄膜3上面采用涂布方式制备有银纳米线薄膜4。