[发明专利]透明导电薄膜、其制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及导电材料领域，特别涉及一种透明导电薄膜、其制备方法及装置。

背景技术

在液晶面板、OLED面板、触摸屏、电子纸、太阳能电池等装置中，透明导电薄膜都是不可或缺的部分。所述透明导电薄膜可以具体制备成透明导电电极或者透明导电传输线等使用于装置的不同部位。

传统的透明导电电极性能要求主要包括透过率和电阻率，其中要求透过率达到80％以上，电阻率低于500Ω/m²以下。但随着科技的发展及需求的增加，透明导电电极除了透过率和电阻率的要求外，正朝着柔性、可弯曲方面发展。氧化铟锡(ITO)虽能在玻璃基底上形成透光性和导电性良好的ITO薄膜，然而随着透明电极应用领域的多元化，透明电极必须具备低方阻，可见光范围内良好的透过率、柔性、可实现大面积精细涂布成膜等要求，这使得ITO薄膜的拓展应用中存在技术上难以克服的问题，如ITO电极高温的制备工艺条件(蒸镀法或溅镀法)、易破碎、方阻难以降低、均匀性差、颜色泛黄、蓝光难以透射等，且若将ITO薄膜配合熔点低的柔性基底，只能在低温下淀积，所制备的ITO导电薄膜电阻率高、透明度低，与柔性基底之间的附着力差，在弯曲时易折裂，造成器件失效。另外常用的高分子柔性衬底材料与ITO的热膨胀系数相反，在器件工作中会因器件热效应导致ITO导电薄膜脱落而失效。再者ITO薄膜所用的铟资源匮乏，导致ITO薄膜制备成本增高，这也成为开发新型透明导电电极材料的推动力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种透明导电薄膜、其制备方法及装置，所述方法制备的透明导电薄膜不仅导电效率及透过率高，而且与基底连接性能好，不易破碎，方阻低，均匀性好。

本发明公开了一种透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(A)分离得到金属性碳纳米管；

(B)利用含有所述金属性碳纳米管的溶液和透明导电高分子溶液制备透明导电薄膜。

优选的，所述步骤(B)具体包括：

将含有所述金属性碳纳米管的溶液涂覆于基底上，干燥，形成金属性碳纳米管层；

在形成有所述金属性碳纳米管层的基底上涂覆透明导电高分子溶液，在所述金属性碳纳米管层表面形成透明导电高分子层，由所述金属性碳纳米管层和所述透明导电高分子层构成所述透明导电薄膜。

优选的，所述步骤(B)具体包括：

将含有所述金属性碳纳米管的溶液与透明导电高分子溶液混合，搅拌均匀后，涂覆于基底上，经固化，得到透明导电薄膜。

优选的，所述步骤(A)为：离心分离混合型碳纳米管获得金属性碳纳米管、采用生物法分离混合型碳纳米管获得金属性碳纳米管、采用相互垂直的电场及磁场共同分离混合型碳纳米管获得金属性碳纳米管，或者采用单一电场或磁场分离混合型碳纳米管获得金属性碳纳米管。

优选的，所述采用单一电场或磁场分离混合型碳纳米管获得金属性碳纳米管具体包括：

将混合型碳纳米管放入液体中充分分散，得到混合型碳纳米管溶液；

对所述混合型碳纳米管溶液施加单一方向的电场或者磁场，分离出金属性碳纳米管及半导体性碳纳米管，得到金属性碳纳米管。

优选的，所述电场为恒定电场或者交变电场，所述磁场为恒定磁场或者交变磁场。

优选的，所述透明导电高分子溶液的浓度为0.01mg/ml～100mg/ml。

优选的，透明导电高分子为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚对乙烯和聚苯胺中的任意一种或者其衍生物，或者聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)及聚(苯乙烯磺酸盐)的混合物。

本发明公开了一种透明导电薄膜，采用上述技术方案所述的制备方法制作得到，所述透明导电薄膜包括金属性碳纳米管和透明导电高分子聚合物。

本发明还公开了一种包含透明导电薄膜装置，所述装置的电极和/或信号传输线为采用如上述技术方案所述的透明导电薄膜制成。

与现有技术相比，本发明将纯度较高的金属性碳纳米管与透明导电高分子共同制备形成透明导电薄膜。所述透明导电薄膜融合了金属性碳纳米管优秀的导电能力，而透明导电高分子的加入，不仅与金属碳纳米管配合作用，提高了导电性能，还提高了金属性碳纳米管与基底的粘附力。本发明的制备方法步骤简单，无需使用高成本的设备即可完成。制备得到的透明导电薄膜导电效率及光透过率高，不易破碎，方阻低，均匀性好。

附图说明

图1表示采用相互垂直的电场和磁场分离金属性碳纳米管的示意图；

图2表示采用单一电场或磁场分离金属性碳纳米管的示意图；

图3表示本发明一实施例制备的透明导电薄膜的结构示意图；