[发明专利]一种复合结构透明导电膜

说明书

本发明提供了一种复合结构透明导电膜，包括基材层以及附着在基材层上的导电层，其特征在于，所述导电层在平行于基材层所在平面的方向上可无限扩展、在垂直于基材层所在平面的方向上受纳米级尺度的限制；所述导电层是由两种或两种以上的不同形态的结构有序或无序组合成的整体结构。本发明通过多种形态的结构有机结合形成薄膜，能够降低单一结构的不可靠因素，提高薄膜整体的可靠性。

【技术领域】

本发明涉及透明导电材料领域，尤其涉及一种复合结构透明导电膜。

【背景技术】

透明导电膜（Transparent Conductive Film，TCF）是指通过物理或化学镀膜方法制备出的一层透明的导电薄膜，其基本特性是在可见光范围内，具有低电阻率和高透射率，广泛应用于触摸屏、显示器等电子器件中。

透明导电膜的应用已经有100多年历史。最早在1907年，CdO材料作为透明导电镀膜应用于光伏电池；20世纪40年代，开发了以喷雾热解及化学气相沉积（CVD）沉积SnO_x于玻璃基板的技术；70年代，提出了以蒸发及溅射方式沉积InO_x及ITO；80年代，磁控溅镀工艺被开发，无论在玻璃及塑胶基本上低温沉膜，均能达到低面阻值、高投射ITO薄膜；90年代，具有导电性的TCO陶瓷靶材被开发，各式TCO材料广泛被应用；从2000年至今，透明导电膜主要以ITO材料为主，磁控溅射ITO成为市场上的主流制程。

透明导电膜一般分为三层：最外面的是起保护作用的硬化层（HC），中间的是起支持作用的基材层（PET），最里面的是起导电作用的导电层，导电层与液晶层接触。透明导电薄膜包括纯金属薄膜系（如Au、Pd、Pt、Ni-Cr、Al）、半导体薄膜（如ITO-SnO₂、CuI₂、CuS）、高分子电介质（如聚苯胺、聚吡咯）、复合薄膜（如Bi₂O₃/Au/Bi₂O₃、TiO₂/Ag/TiO₂）等几大类。

在电子器件中，目前的应用以氧化铟锡透明导电膜（ITO）为主流。但是，由于In金属稀有、价格昂贵，且有毒，ITO层也较为脆弱，缺乏柔韧性，无法做出可挠式面板，在PECVD工艺制作时电性能还会大幅下降，光透过率衰减约有80%，因此，更多的新型透明导电薄膜也在被逐渐开发，包括纳米银线（Silver Nanowires）、金属网格（Metal Mesh）、导电聚合物（PEDOT/Conductive Polymers）、石墨烯（Graphene）、纳米碳管（Carbon Nanotubes）、ITO油墨（ITO inks）。然而，无论以上哪种材料，在目前工业化应用都还不成熟，均存在可靠性问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种复合结构透明导电膜，通过多种形态的结构有机结合形成薄膜，能够降低单一结构的不可靠因素，提高薄膜整体的可靠性。

本发明的技术方案是：

一种复合结构透明导电膜，包括基材层以及附着在基材层上的导电层，其特征在于，所述导电层在平行于基材层所在平面的方向上可无限扩展、在垂直于基材层所在平面的方向上受纳米级尺度的限制；所述导电层是由两种或两种以上的不同形态的结构有序或无序组合成的整体结构。所述整体结构是指多种成分无法以物理手段分离的结构，其基本单元在空间上的各个方向有序或无序形成有机结合的整体，整体结构中任意两点可实现电连通，区别于现有技术中复合膜先镀一层膜再镀一层膜的工艺。“在平行于基材层所在平面的方向上可无限扩展、在垂直于基材层所在平面的方向上受纳米级尺度的限制”是指该导电层呈与基材层平行的薄膜状态，在垂直于基材层的方向的厚度在纳米级别，即1μm，通常小于100 nm，优选地小于30 nm，更优选地小于10 nm。不同形态指的是不同成分或不同形貌或既不同成分又不同形貌。该透明导电膜可以规模化生产，并以较高的性能和较低的成本优于现有产品。