[发明专利]一种抗氧化透明导电膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提出了一种抗氧化透明导电膜及其制备方法和应用，该方法包括以下步骤：制备含高长径比的抗氧化铜纳米线的抗氧化透明导电膜涂布液，在基底上涂布抗氧化透明导电膜涂布液，或将涂布液均匀分散在水性或油性滤膜上，待溶剂抽滤干后，转印至基底上，从而形成透明导电膜前体1；将透明导电膜前体1在惰性气氛下烧结，得到透明导电膜前体2；将透明导铜膜前体2置于含巯基或二硫键的化合物中处理，得到抗氧化透明导电膜。本发明制备得到的抗氧化透明导电膜具有高导电性，且能与柔性或刚性基底之间形成良好的附着力，制备的柔性透明导电膜具有较好的耐弯折能力，并且在空气中能够长时间保持不被氧化，具有优异的稳定性。

技术领域

本发明涉及印刷电子技术领域，尤其涉及一种抗氧化透明导电膜及其制备方法和应用。

背景技术

透明导电膜(Transparent conductive films，TCFs)广泛用于触摸屏、显示器等电子器件中，而具有高导电性和高透明度的透明导电薄膜对各种电子器件的性能至关重要。触摸屏和液晶显示器等含有透明导电膜的光电器件在日常生活中应用广泛，这些光电器件通常采用透明导电氧化物(Transparent conductive oxides，TCOs)作为电极。电子工业中最常用的TCO是氧化铟锡(ITO)和掺杂氟的SnO₂导电玻璃(SnO₂：F，简称为FTO)，优异的光学透明性和低方阻使其在光电子器件的电极上得到了广泛的应用，如太阳能电池、触摸屏和平板显示器。然而ITO和FTO存在一些固有的缺点，如高真空沉积工艺，沉积温度高，设备、材料成本相对较高，柔性差等。随着电子设备需求的快速增长和新功能设备的发展，如柔性显示器、柔性触摸屏、柔性太阳能电池、柔性晶体管、柔性超级电容器等，ITO和FTO已经不能满足这些需求。因此，新型透明导电材料取代ITO和FTO成为人们研究的热点。

理想的材料应该是适应各种基质，并且成本低，便于制备。如金属(Ag，Cu)纳米线、碳纳米管、石墨烯、铝掺杂氧化锌(AZO)和导电聚合物等已经被广泛研究并使用。其中，金属纳米线薄膜作为透明导电膜可获得较高性能，且制备简单，可通过卷对卷的方式进行大规模制备，是一种理想的透明导电材料。

目前，用作透明导电膜材料的金属纳米线薄膜，研究较多的是银纳米线。Ag的稳定性较好，导电性较好，但其属于贵金属，成本较高。另外，由于Ag在服役过程中，容易发生电迁移的现象，严重影响器件的可靠性。而铜具有低电阻率、高抗电迁移性和低成本等优点，因此铜纳米线成为最具有可能性的替代物。但铜的稳定性差，在空气中易被氧化，制备的透明导电膜存在表面电阻高、表面电阻不稳定等问题，无法维持出其导电性。如能够制备出一款高性能抗氧化铜基透明导电膜，则成本将会相比于银纳米线为材料的透明导电膜降低50％以上。随着科学技术的发展，透明导电膜应用领域还会继续扩大，未来高性能的铜基透明导电薄膜必将在电子工业中处于一个无可替代的地位。

因此，需要提供一种在性能上能够媲美银、价格上具有明显优势的抗氧化透明导电涂布液，并提供能在刚性基底、柔性基底上具有优良导电性、稳定性的透明导电膜的制备工艺。

发明内容

本发明的一个目的在于解决现有问题，提出以下技术方案：

本发明第一方面提出一种抗氧化透明导电膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：制备抗氧化透明导电膜涂布液，将抗氧化铜纳米线、极性溶剂、非极性溶剂、粘合剂、表面活性剂、添加剂进行超声分散混合均匀，混合后的涂布液经过脱泡处理，得到抗氧化透明导电膜涂布液，所述抗氧化铜纳米线为至少含有甲酸根修饰的铜纳米线；所述抗氧化透明导电膜涂布液包括0.0001～30wt％抗氧化铜纳米线、50～90wt％极性溶剂、0～20wt％非极性溶剂、0～5wt％粘合剂、0～2wt％表面活性剂、0～3wt％添加剂。

S2：将抗氧化透明导电膜涂布液涂覆于基底上，或将抗氧化透明导电膜涂布液均匀分散在水性或油性滤膜上，待溶剂抽滤到一定程度后，转印至基底上，在惰性气氛80～150℃下，干燥、预固化1～10min，得到透明导电膜前体1。