透明导电薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及导电薄膜技术领域，具体公开一种透明导电薄膜及其制备方法。本发明专利技术的透明导电薄膜包括透明基底和设于所述透明基底一侧上的透明导电层，所述透明导电层包括：在其上形成有图形化的凹槽的透明胶质层；以及嵌于所述透明胶质层的所述凹槽中的图形化的导电网格层，其中所述透明胶质层的上表面高于、低于或齐平于所述导电网格层的上表面，并且高度差在300nm以下，所述导电网格层的表面粗糙度为0.1至80nm。与现有技术相比，本发明专利技术的透明导电薄膜具有高的表面平整度，可以满足OLED、OPV、LEC、印刷光电器件等对导电膜平整度的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及透明导电膜材料领域，尤其涉及一种适用于光电器件基底与电极的透明导电薄膜，以及其制备方法。
技术介绍
透明导电膜已广泛应用于光电器件领域，其中最经典的透明导电膜材料为ITO(Indium Tin Oxides，氧化铟锡)玻璃。ITO玻璃方阻通常在10至100 Ω / □左右，可见光透过率约90%，表面粗糙度经2次抛光可达5nm以内，被广泛用作有机电致发光器件(OLED)、有机光伏器件(0PV)、晶体管、光能转换器件(LEC)等有机或无机光电器件的衬底电极。但随着上述光电器件技术朝着柔性化方向发展，柔性ITO透明导电膜已不能满足柔性光电器件产业应用的技术需求。一方面，ITO退火最佳温度在360°C左右，因柔性衬底不能承受高温，柔性ITO退火温度仅为140°C左右，导致其方阻高达500 Ω / □以上；另一方面，ITO为刚性膜，脆而易碎，弯曲时易出现裂纹，使方阻进一步增大，在用于大面积器件时器件寿命短，且因内阻大导致效率低能耗高。因此，发展取代ITO并能满足器件需求的柔性透明导电膜技术有重要意义。针对上述光电器件，对柔性透明导电膜的技术需求包括:方阻低于100Ω/ □，且尽可能地小；可见光透过率>80%，且尽可能地高；表面粗糙度低于lOOnm，且尽可能地低；电极在功函数上与器件功能层匹配，可实现电荷从电极的高效注入。现有两种金属导电材料的透明导电膜:一种是将金属纳米线墨水分散均匀地涂布在柔性基底上，烧结得到透明导电膜；另一种是将金属纳米颗粒制成墨水，用丝网、凹版等传统印刷的方法，在透明基底上形成导电网格结构，烧结后获得透明导电膜。但这些方法的导电层凸露于导电膜表面，防划抗刮能力差。尽管增加导电层厚度可降低方阻，却会大幅降低其透光性。即导电性与透光度相互制约。另外，印刷纳米墨水透明导电膜技术因受印刷技术的限制，其网格线宽通常在15um以上，肉眼可见，很难满足高分辨率的光电器件应用需求。CN102222538中公开了一种图形化透明导电膜技术:在凹槽中填充银纳米颗粒墨水，烧结后导电膜厚度小于沟槽深度，台阶高达Ium以上，这种结构有利有提高触屏的抗刮能力。这样的导电膜较适于触屏，在用于厚度只有百十纳米的光电器件时，容易出现电场不均，器件短路击穿的问题，无法满足OLED、OPV、LEC、印刷光电器件等对导电膜平整度的要求。可见，还需要一种适用于这些光电器件的透明导电薄膜。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的以上问题以及其他问题，提供一种具有较高表面平整度的透明导电薄膜，及其制备方法。本专利技术一方面提供一种透明导电薄膜，包括透明基底和设于所述透明基底一侧上的透明导电层，所述透明导电层包括:在其上形成有图形化的凹槽的透明胶质层；以及嵌于所述透明胶质层的所述凹槽中的图形化的导电网格层，其中所述透明胶质层的上表面于所述导电网格层的上表面的高度差在300nm以下，所述导电网格层的表面粗糙度为0.1nm ?80nmo一些实施例中，所述导电网格层的线宽为500nm?8um ;所述导电网格层中单个导电网格的平均周长为10um?800um ;所述导电网格层的总面积在占所述导电薄膜面积为5%?20% ;所述导电网格层的厚度为Ium?10um。一些实施例中，所述导电网格层上还可以附有填平修饰层，所述填平修饰层的材料为导电高分子。一些实施例中，所述透明胶质层的可见光透过率在90%以上，并且可被等离子刻蚀。一些实施例中，所述导电网格层的材料可以包括银、铜、导电高分子，或它们的任意组合。一些实施例中，所述导电网格层的上表面还可以包括碳纳米管，石墨烯，以及功函数>4.SeV的金属、氧化物、有机小分子、有机高分子、离子盐，或它们的任意组合。本专利技术还提供一种用于制备本专利技术的透明导电薄膜的方法，包括步骤:S1在透明基底上压印形成带有沟槽网络的透明胶质层；S2在所述沟槽网络中填充导电材料，烧结形成导电网格层，其中，所述导电材料为具有30%?90%的固含量和15cP?30000cP的粘度的墨水或浆料。或者，用于制备本专利技术的透明导电薄膜的另一种方法，可以包括步骤:SI在透明基底上压印形成带有沟槽网络的透明胶质层；S2在所述沟槽网络中填充导电材料，烧结形成导电网格层；S3平整化所述导电网格层与所述透明胶质层的上表面，其中，所述平整化包括以下操作中的一个或多个:S31选择性地等离子刻蚀减薄所述透明胶质层，至所述透明胶质层的上表面与所述导电网格层的上表面高度差在300nm以下；S32选择性地在所述导电网格层上沉积金属层，至所述透明胶质层的上表面与所述导电网格层的上表面高度差在300nm以下；S33在所述导电网格层上涂布填平修饰层；S34抛光磨平所述导电网格层上表面。一些实施例中，步骤S32中的沉积可以包括电镀沉积和/或化学镀沉积。一些实施例中，所述导电材料也可以为具有30%?90%的固含量和15cP?30000cP的粘度的墨水或浆料。与现有技术的导电薄膜相比，本专利技术的透明导电薄膜具有良好的表面平整度，可以满足0LED、0PV、LEC、印刷光电器件等的要求。可以通过分别调整透明导电层中导电网格与透明胶质层的占空比，以及导电网格层的厚度，实现对薄膜透光性与阻抗两者各自独立的调节。导电网格层内嵌于透明胶质层中，大幅提高薄膜的防划抗刮能力。【附图说明】图1示意性图示根据本专利技术的透明导电薄膜的结构。图2示意性图示根据本专利技术的透明导电薄膜的导电层平面。图3A和图3B分别示意性图示经等离子蚀刻前后导电薄膜的剖面结构。图4示意性图示经抛光磨平后的透明导电薄膜的剖面结构。附图标记:11透明基底；12透明导电层；21透明胶质层；22导电网格层；d网格宽度；1网格周长；hl凹槽深度；h2导电材料烧结后收缩形成的台阶高度；h3刻蚀减薄透明胶质层后与导电网格层上表面的高度差；h导电网格层厚度。【具体实施方式】本专利技术公开一种用于光电器件基底与电极的透明导电薄膜，其结构如图1所示，自下而上包括透明基底11，和设于透明基底11 一侧上的透明导电层12。透明导电层12包括透明胶质层21和导电网格层22，透明胶质层21上设有图形化的凹槽，导电网格层22嵌于透明胶质层21的凹槽中，形成图形化的导电网格层22。本专利技术的透明导电薄膜具有较高的表面平整度，具体体现在两方面:(1)透明胶质层21的上表面与导电网格层22的上表面之间的高度差小于等于300nm ;(2)导电网格层22的表面粗糙度在0.1nm?80nm之间。其中透明胶质层21的上表面可以略高于、略低于，或者齐平于导电网格层22的上表面。本专利技术的透明导电薄膜因其内嵌式结构，显著增强防划抗刮能力；高的表面平整度也使其可以满足光电器件的需求。这是区别于现有透明导电膜技术创新点之一。本专利技术的导电网格层中，导电网格结构可以为周期性结构、准周期性结当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明导电薄膜，其特征在于，包括透明基底和设于所述透明基底一侧上的透明导电层，所述透明导电层包括：在其上形成有图形化的凹槽的透明胶质层；以及嵌于所述透明胶质层的所述凹槽中的图形化的导电网格层，其中所述透明胶质层的上表面与述导电网格层的上表面的高度差在300nm以下，所述导电网格层的表面粗糙度为0.1nm～80nm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏文明，崔铮，费斐，张东煜，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32