CN211294650U - 一种低电阻透明导电膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种导电材料，尤其涉及一种低电阻透明导电膜。本实用新型的低电阻透明导电膜，包括基材，其中，所述的低电阻透明导电膜还包括导电层和保护层，所述的导电层与所述的保护层交替设置；所述的导电层至少两层，所述的保护层至少两层，其中一层所述导电层设于所述基材的表面。本实用新型提供的低电阻透明导电膜通过含有纳米银、石墨烯、碳纳米管或导电高分子中的一种或几种的导电层和含有带共轭结构的化合物、电荷转移配合物、复合导电性高分子材料等的保护层，形成类似并联的电路，从而大大降低了导电膜的阻值。

Description

一种低电阻透明导电膜

技术领域

本实用新型涉及一种导电材料，尤其涉及一种低电阻透明导电膜。

背景技术

透明导电薄膜(简称透明导电膜)是一种既能导电又在可见光范围内具有高透光率的导电材料，在触摸屏、平面显示器、太阳能电池、发光二极管等领域有着广泛的应用。

作为纳米材料的典型代表，纳米银线(下面简称为：AgNW)透明导电薄膜由于在电学、光学和机械性能方面都有良好的特性，在近几年引起了科研工作者的广泛关注。用AgNW制备的透明导电薄膜，不仅具有可见光透过率高、表面电阻低、表面平整光滑、柔性好等优点，而且相对于现在广泛使用的ITO薄膜价格较为低廉。

现有技术中，将纳米银线涂布在透明玻璃等基材上形成透明导电薄膜的生产方法一般为：首先调制纳米银线涂布液，一般是将纳米银线均匀搅拌于胶水中，然后再在其中添加或者不添加辅助剂(一种含有分散剂、固化剂和溶剂的混合物)，然后将调制好的纳米银线涂布液涂布在透明基材表面，形成纳米银线导电涂层，最后再烘烤固化而成。胶水的主要成分为一种或几种高分子有机物，这些高分子有机物通常会降低纳米银线导电层的透过率和导电性，在透过率85％左右时，纳米银线导电薄膜的方阻值一般只能达到20Ω/sq左右。为了降低AgNW透明导电膜的表面电阻，通常通过增加AgNW层的厚度来达到，这样做必然会牺牲导电膜的透光率(即可见光透过率)，增加导电膜的雾度，从而降低导电膜的综合效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种低电阻透明导电膜。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种低电阻透明导电膜，包括基材，其中，所述的低电阻透明导电膜还包括导电层和保护层，所述的导电层与所述的保护层交替设置；所述的导电层至少两层，所述的保护层至少两层，其中一层所述导电层设于所述基材的表面。

进一步的，设于基材表面的导电层的电阻小于其它保护层的电阻。

进一步的，

所述的导电层含有导电组分；优选，所述的导电组分为纳米银、石墨烯、碳纳米管或导电高分子中的一种或几种；

所述的保护层含有树脂或导电材料；优选，所述的树脂含有带共轭结构的化合物、电荷转移配合物，所述的导电材料为复合导电性高分子材料、氧化铟锡或者无机半导体材料。

进一步的，

所述的共轭结构为吡咯、噻吩、苯胺及其衍生物、低聚吡咯、低聚噻吩、低聚苯胺或它们之间的共聚物中的一种或多种；

所述的电荷转移配合物为TMB、TCNQ或两者形成的电荷转移配合物；

所述的复合导电性高分子材料为高分子材料内部添加导电填料或者纤维形成的，所述的导电填料为导电碳粉、导电氧化锌、导电ITO、防静电ATO中的一种或多种；

所述的无机半导体材料为硒、锗、单晶硅或者第三主族元素和第五主族元素构成的化合物。

进一步的，所述的低电阻透明导电膜的方阻为0.1-80Ω/sq，透过率为50-92％，雾度为0.6-20％。

进一步的，所述的基材为玻璃、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚烯烃、聚酯的一种或者以上材料的共聚物、或混合物、或层压物、或经过功能化涂层处理得到的薄膜；

优选所述的聚烯烃为聚乙烯，所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

进一步的，所述的基材的厚度为1-200μm，所述的导电层的厚度为10-500nm，所述的保护层的厚度为10-500nm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型提供的低电阻透明导电膜通过含有纳米银、石墨烯、碳纳米管或导电高分子中的一种或几种的导电层和含有带共轭结构的化合物、电荷转移配合物、复合导电性高分子材料等的保护层，形成类似并联的电路，从而大大降低了导电膜的阻值。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的五层结构的低电阻透明导电膜的结构示意图；

图2为本实用新型的七层结构的低电阻透明导电膜的结构示意图；

其中，图中：

1——基材，2——导电层，3——保护层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种低电阻透明导电膜，包括基材1，所述的低电阻透明导电膜还包括导电层2和保护层3，所述的导电层2与所述的保护层3交替设置；所述的导电层2至少两层，所述的保护层3至少两层，如所述的导电层2和保护层3可以为两层，也可以为三层；其中一层所述导电层2设于所述基材1的表面。

如图1所示，提供一种五层结构的低电阻透明导电膜，具体为：一种低电阻透明导电膜，包括基材1、导电层2和保护层3，所述的导电层2与所述的保护层3交替设置，所述的导电层2和保护层3均为两层，其中一层所述导电层2设于所述基材1的表面。

如图2所示，提供一种七层结构的低电阻透明导电膜，具体为：一种低电阻透明导电膜，包括基材1、导电层2和保护层3，所述的导电层2与所述的保护层3交替设置，所述的导电层2和保护层3均为三层，其中一层所述导电层2设于所述基材1的表面。

所述的导电层2含有纳米银、石墨烯、碳纳米管或导电高分子中的一种或几种，厚度为10-500nm；所述的保护层3含有树脂或导电涂料，具体地说，所述的树脂含有导电基团或导电材料，所述的导电材料为复合导电性高分子材料、带共轭结构的化合物、电荷转移配合物、氧化铟锡或者无机半导体材料厚度为10-500nm。

所述的复合导电性高分子材料为高分子材料内部添加导电填料或者纤维，所述的导电填料为导电碳粉、导电氧化锌、导电ITO溶液、防静电ATO溶液中的一种或多种；所述的共轭结构为吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物、低聚吡咯、低聚噻吩、低聚苯胺或它们之间的共聚物中的一种或多种；所述的电荷转移配合物为TMB、TCNQ或两者形成的电荷转移配合物；所述的无机半导体材料为硒、锗、单晶硅或者第三主族元素和第五主族元素构成的化合物。

所述基材的厚度为1-200μm，基材为玻璃、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚烯烃、聚酯的一种或者以上材料的共聚物、或混合物、或层压物、或经过功能化涂层处理得到的薄膜；优选所述的聚烯烃为聚乙烯，所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述的低电阻透明导电膜的方阻为0.1-80Ω/sq，透过率为50-92％，雾度为0.6-20％。

实施例1

在本实施例中，提供一种低电阻透明导电膜，如图1所示，包括基材1、两层导电层2和两层保护层3，每层导电层2与每层保护层3交替设置，其中一层导电层2设于所述基材1的表面。基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度125μm；导电层2含有纳米银，厚度100nm；保护层3含有带导电基团低聚噻吩的化合物，厚度100nm。所述的低电阻透明导电膜的方阻为2Ω/sq，透过率为66％，雾度为10％。

实施例2

在本实施例中，一种低电阻透明导电膜，如图1所示，包括基材1、两层导电层2和两层保护层3，每层导电层2与每层保护层3交替设置，其中一层导电层2设于所述基材1的表面。基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度125μm；导电层2含有纳米银，厚度100nm；保护层3含有带上海沪正纳米科技有限公司防静电ATO溶液ATO-050的保护层，厚度100nm。所述的低电阻透明导电膜的方阻为13Ω/sq，透过率为85％，雾度为3.1％。

实施例3

在本实施例中，一种低电阻透明导电膜，如图2所示，包括基材1、三层导电层2和三层保护层3，每层导电层2与每层保护层3交替设置，其中一层导电层2设于所述基材1的表面。所述基材为聚碳酸酯薄膜，厚度200μm；导电层2含有石墨烯，厚度100nm；保护层3含有ITO，厚度100nm。所述的低电阻透明导电膜的方阻为21Ω/sq，透过率为82％，雾度为2.1％。

对比例1

该对比例提供一种低电阻透明导电膜，结构同实施例1，如图1所示，包括基材1、两层导电层2和两层保护层3，每层导电层2与每层保护层3交替设置，其中一层导电层2设于所述基材1的表面。基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度125μm；导电层2含有纳米银，厚度100nm；保护层3含有聚氨酯树脂保护层，厚度100nm。所述的低电阻透明导电膜的方阻为21Ω/sq，透过率为85％，雾度为3.1％。

通过对比实施例1和对比例1可以发现，本实用新型提供的导电膜具有较低的表面电阻、较高的透过率和较低的雾度。可见，本实用新型方法通过改变保护层涂布液的组分，可显著降低导电膜的表面电阻，同时不会牺牲导电膜的透过率、增加导电膜的雾度。

下面对形成本实用新型的低电阻透明导电膜的过程进行说明：

(1)首先在基材的上表面涂布导电层涂布液，涂好后干燥或固化，在基材的上表面形成一层导电层；

(2)再在形成的导电层的上表面涂布保护层涂布液，涂好后干燥或固化，在导电层的上表面形成一层保护层；

(3)然后重复步骤(1)和步骤(2)，得到所述的低电阻透明导电膜。

根据重复的次数，可得到具有五层或七层等结构的低电阻透明导电膜。

其中，导电层涂布液由导电组分0.1-10％、润湿分散剂0.01-0.1％、助剂0.01-0.5％、粘度调节剂0.1-5％和溶剂余量组成；保护层涂布液由树脂或导电材料0.1-10％、助剂0.01-0.1％、粘结剂0.01-0.5％和溶剂余量组成。

所述的导电组分为纳米银、石墨烯、碳纳米管或导电高分子中的一种或几种；所述的树脂含有带共轭结构的化合物、电荷转移配合物，所述的导电材料为复合导电性高分子材料、氧化铟锡或者无机半导体材料。

进一步的，所述的共轭结构为吡咯、噻吩、苯胺及其衍生物、低聚吡咯、低聚噻吩、低聚苯胺或它们之间的共聚物中的一种或多种；所述的电荷转移配合物为TMB、TCNQ或两者形成的电荷转移配合物；所述的复合导电性高分子材料为高分子材料内部添加导电填料或者纤维形成的，所述的导电填料为导电碳粉、导电氧化锌、导电ITO、防静电ATO中的一种或多种；所述的无机半导体材料为硒、锗、单晶硅或者第三主族元素和第五主族元素构成的化合物。

所述的润湿分散剂可以为DISPERBYK-2012等。

所述的粘度调节剂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯和异氰脲酸三烯丙酯中的至少一种。

所述的助剂可以选自增韧剂、消泡剂、稳定剂和表面活性剂中的一种或多种。

具体地，增韧剂可以为聚己内酯三元醇及多元醇类产品，例如易生公司的305T、205N，古迪公司的Greatech GT8003等。

所述的消泡剂可以为不含有机硅类的聚合物，例如迪高的不含有机硅消泡剂TEGOAirex 920、TEGO Airex 921等。

所述的稳定剂例如可以为纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、锐昂公司的GENORAD 16、GENORAD18、GENORAD 20、GENORAD 22，精德化学的烷基丙烯酸磷酸酯PM2010等。

所述的表面活性剂可以为能够辐射交联的有机硅丙烯酸酯和改性聚硅氧烷类聚合物中的一种或多种。其中，能够辐射交联的有机硅丙烯酸酯可以为迪高公司的TEGO RAD2010、2011、2100、2200N、2250等，能够辐射交联的有机硅丙烯酸酯能参与光固化反应并发生交联反应，从而有利于抑制打印制品的发朦等现象；改性聚硅氧烷聚合物可以为毕克公司的BYK-333、BYK-371、BYK-377，迪高公司的Tego wet 270、Tego Glide 450等。

所述粘结剂可以为阳离子型环氧化合物光固化树脂。

导电层所采用的溶剂可以为水、乙醇或异丙醇中的一种或几种；保护层所采用的溶剂可以为丙酮、丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、重芳烃、醋酸丁酯中的一种或几种。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低电阻透明导电膜，包括基材(1)，其特征在于，所述的低电阻透明导电膜还包括导电层(2)和保护层(3)，所述的导电层(2)与所述的保护层(3)交替设置；所述的导电层(2)至少两层，所述的保护层(3)至少两层，其中一层所述导电层(2)设于所述基材(1)的表面。

2.根据权利要求1所述的低电阻透明导电膜，其特征在于，设于基材(1)表面的导电层(2)的电阻小于保护层(3)的电阻。

3.根据权利要求2所述的低电阻透明导电膜，其特征在于，

所述的导电层(2)含有导电组分；

所述的保护层(3)含有树脂或导电材料。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的低电阻透明导电膜，其特征在于，

所述的基材的厚度为10-200μm；

所述的导电层(2)的厚度为10-500nm；

所述的保护层(3)的厚度为10-500nm。

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