一种低雾度透明导电膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低雾度透明导电膜及其制备方法，所述低雾度透明导电膜包括透明基材、导电基元、第一雾度调控层和第二雾度调控层；所述导电基元在透明基材表面形成导电网络；所述第一雾度调控层包含吸光性物质，所述第一雾度调控层位于导电基元的表面；所述第二雾度调控层包含折射率大于空气的纳米颗粒，所述第二雾度调控层位于第一雾度调控层的表面。采用本发明专利技术的技术方案，利用涂覆于导电基元表面的第一雾度调控层、第二雾度调控层，通过吸收原理和全反射原理的协同作用，实现散射光总量的减少，从而降低了导电膜中导电基元引起的雾度；制备方法简单，容易实施。

【技术实现步骤摘要】
一种低雾度透明导电膜及其制备方法
本专利技术涉及导电材料
，尤其涉及一种低雾度透明导电膜及其制备方法。
技术介绍
透明导电膜是一种极为重要的光电功能薄膜，其广泛应用于平板显示、太阳能电池、触摸屏、柔性电子、智能穿戴等领域。目前，常用的透明导电材料为氧化铟锡（ITO），然而，氧化铟锡昂贵的价格和较大的脆性限制了所能应用的范围。因而，研究人员花费大量精力寻找ITO的替代材料。在新兴的透明导电膜材料中，金属基透明导电膜具有优异的电学性能、光学性能及柔韧性，获得了众多研究者的极大青睐。然而，由于金属导电基元对可见光具有强反射作用，导致所制备的导电膜在散射光偏离入射方向2.5°以上的光线比例较高，表现出极高的雾度。由此制备的器件如液晶显示器就存在显示不清晰的问题。为了解决金属基透明导电膜雾度高的问题，传统的方式是采用高长径比、细小直径的金属纳米线或复合碳纳米管、石墨烯等具有吸光性的导电材料，通过减少散射光比例的方式实现雾度的降低。然而，上述方法往往以牺牲导电膜的光电性能为代价，且雾度降低程度有限，因此十分必要探索新的雾度降低原理和方法。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术公开了一种低雾度透明导电膜及其制备方法，实现了导电膜雾度的降低。对此，本专利技术采用的技术方案为：一种低雾度透明导电膜，其包括透明基材、导电基元、第一雾度调控层和第二雾度调控层；所述导电基元在透明基材表面形成导电网络；所述第一雾度调控层包含吸光性物质，所述第一雾度调控层位于导电基元的表面；所述第二雾度调控层包含折射率大于空气的纳米颗粒。所述第二雾度调控层位于第一雾度调控层的表面。进一步的，所述第二雾度调控层的纳米颗粒的折射率在1.1-2.8之间，优选的在1.3-1.6之间。所述第一雾度调控层与导电基元之间存在物理的或化学的相互作用力；所述第二雾度调控层与第一雾度调控层之间存在物理的或化学的相互作用力。所述作用力包括但不限于氢键、静电力、范德华力等。采用此技术方案，所述第一雾度调控层通过吸收原理，第二雾度调控层通过全反射原理，二者协同作用，可以降低导电膜因为导电基元带来的雾度。作为本专利技术的进一步改进，所述导电基元、第一雾度调控层、第二雾度调控层形成具有等腰直角三角形截面的核壳结构。作为本专利技术的进一步改进，所述导电基元包括纳米金属导电单元。进一步的，所述导电基元包括但不限于银纳米线、铜纳米线、银纳米纤维、铜纳米纤维中的一种，优选银纳米线。作为本专利技术的进一步改进，所述吸光性物质包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、二氧化钒纳米粒子、二氧化锰纳米粒子、四氧化三铁纳米粒子、氧化亚铁纳米粒子、氧化钴纳米粒子、氧化镍纳米粒子、氧化铜纳米粒子、氧化银纳米粒子、天然黑色素或人工合成黑色素、聚多巴胺或其衍生物、聚氧乙烯醚或其衍生物、苯胺黑或其衍生物中的至少一种。进一步优选的，所述吸光性物质包括聚多巴胺。作为本专利技术的进一步改进，所述第一雾度调控层包括表面活性剂。进一步的，所述表面活性剂包括但不限于硬脂酸、硬脂酸钠、油酸、油胺、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基溴化铵、氨基酸、聚乙二醇、吐温80、脂肪酸甘油酯、聚二甲氧基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷等中的一种。采用此技术方案，通过表面活性剂对吸光性物质进行表面修饰，有利于分散。作为本专利技术的进一步改进，所述第二雾度调控层由纳米颗粒自组装形成。作为本专利技术的进一步改进，所述纳米颗粒包括导电聚合物纳米粒子、非导电聚合物纳米粒子、无机氧化物纳米粒子、氢氧化物纳米粒子中的至少一种。进一步优选的，所述导电聚合物纳米粒子包括但不限于PEDOT:PSS、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔或他们的衍生物或混合物等。进一步优选的，所述非导电聚合物纳米粒子包括但不限于聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷等中的一种。进一步优选的，所述无机氧化物纳米粒子包括但不限于氧化铬、氧化铜、氧化铝、锆石、二氧化硅、二氧化钛、氧化铟锡、掺铝氧化锌、氟氧化锡等中的一种。进一步优选的，所述氢氧化物纳米粒子包括但不限于氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁、氢氧化铜、氢氧化铝等中的一种或几种的混合物。作为本专利技术的进一步改进，所述第二雾度调控层包含偶联剂，所述偶联剂包括但不限于乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-三巯丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷其中的任意一种或者任意几种的混合物。优选的，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。采用此技术方案，通过偶联剂对纳米颗粒进行表面处理，有利于分散。作为本专利技术的进一步改进，所述透明基材包括但不限于透明聚酰亚胺（CPI），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、玻璃等透明基材中的一种。作为本专利技术的进一步改进，所述低雾度透明导电膜的光学雾度小于2%，透过率大于88%，方阻小于200Ω/sq。进一步优选的，所述低雾度透明导电膜的光学雾度小于1.2%，透过率大于90%，方阻小于100Ω/sq。进一步优选的，所述低雾度透明导电膜的光学雾度小于1.0%，透过率大于90%，方阻小于70Ω/sq。本专利技术还公开了如上任意一项所述的低雾度透明导电膜的制备方法，其包括如下步骤：步骤S1，将透明基材进行清洁处理；步骤S2，将导电基元附着在透明基材上，并使导电基元在透明基材的表面搭接成导电网络；步骤S3，在步骤S2形成的导电网络的表面涂覆第一雾度调控层，使其吸附于导电基元的表面，并于50-300℃之间烘干处理，处理1-300分钟；步骤S4，然后涂覆第二雾度调控层，使其吸附于第一雾度调控层的表面，并于50-300℃之间烘干处理，处理1-300分钟；。作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中，将透明基材置于乙醇中超声清洗1-60分钟，用氮气吹干后，置于紫外-臭氧中清洁1-60分钟。作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中，采用卷对卷涂布、静电喷涂、超音速喷涂、旋涂机旋涂、Mayer棒滚涂、浸渍提拉、喷墨打印或静电纺丝的涂布方式，使导电基元在基材表面搭接成导电网络。作为本专利技术的进一步改进，步骤S3和步骤S4中，所述涂覆采用卷对卷涂布、静电喷涂、超音速喷涂、旋涂机旋涂、Mayer棒滚涂、浸渍提拉或喷墨打印的方式。作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中，第一雾度调控层中吸光性物质的质量浓度为0.001-5%。作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中，第二雾度调控层中纳米颗粒的质量浓度为0.001-40%。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：采用本专利技术的技术方案，利用涂覆于导电基元表面的第一雾度调控层、第二雾度调控层，通过吸收原理和全反射原理的协同作用，实现散射光总量的减少，从而降低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低雾度透明导电膜，其特征在于：其包括透明基材、导电基元、第一雾度调控层和第二雾度调控层；/n所述导电基元在透明基材表面形成导电网络；/n所述第一雾度调控层包含吸光性物质，所述第一雾度调控层位于导电基元的表面；/n所述第二雾度调控层包含折射率大于空气的纳米颗粒，所述第二雾度调控层位于第一雾度调控层的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种低雾度透明导电膜，其特征在于：其包括透明基材、导电基元、第一雾度调控层和第二雾度调控层；
所述导电基元在透明基材表面形成导电网络；
所述第一雾度调控层包含吸光性物质，所述第一雾度调控层位于导电基元的表面；
所述第二雾度调控层包含折射率大于空气的纳米颗粒，所述第二雾度调控层位于第一雾度调控层的表面。


2.根据权利要求1所述的低雾度透明导电膜，其特征在于：所述导电基元包括纳米金属导电单元。


3.根据权利要求1所述的低雾度透明导电膜，其特征在于：所述吸光性物质包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、二氧化钒纳米粒子、二氧化锰纳米粒子、四氧化三铁纳米粒子、氧化亚铁纳米粒子、氧化钴纳米粒子、氧化镍纳米粒子、氧化铜纳米粒子、氧化银纳米粒子、天然黑色素或人工合成黑色素、聚多巴胺或其衍生物、聚氧乙烯醚或其衍生物、苯胺黑或其衍生物中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的低雾度透明导电膜，其特征在于：所述第一雾度调控层包括表面活性剂；所述表面活性剂包括硬脂酸、硬脂酸钠、油酸、油胺、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基溴化铵、氨基酸、聚乙二醇、吐温80、脂肪酸甘油酯、聚二甲氧基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的低雾度透明导电膜，其特征在于：所述第二雾度调控层的纳米颗粒的折射率为1.1-2.8；第二雾度调控层中，所述纳米颗粒包括导电聚合物纳米粒子、非导电聚合物纳米粒子、无机物纳米粒子、氢氧化物纳米粒子中的至少一种；
其中，所述导电聚合物纳米粒子包括PEDOT:PSS、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔或他们的衍生物中的至少一种；所述非导电聚合物纳米粒子包括聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷中的至少一种；所述无机氧化物纳米粒子包括氧化铬、氧化铜、氧化铝、锆石、氧化硅、氧化钛、氧化铟锡、掺铝氧化锌、氟氧化锡中的至少一种；所述氢氧化物纳米粒子包括氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化铁、氢氧化铜、氢氧化铝中的至少一种。


6.根据权利要求5所述的低雾度透明导电膜，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱业君，张立文，闫勇，
申请(专利权)人：苏州城邦达益材料科技有限公司，哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：江苏;32