[实用新型]一种以石墨烯作为透明导电电极的智能调光膜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能调光膜。

背景技术

智能玻璃，又称电控调光玻璃，通过电控来实现玻璃在透明与不透明之间的转换，目前被广泛应用到房产装饰，汽车玻璃，大面积投影墙，办公场所，公共娱乐设施等领域。智能玻璃的电控调光的转换，是通过智能调光膜来实现的。作为最核心的部件，智能调光膜是由上下两层ITO透明导电薄膜作为电极，以及夹在中间的液晶材料和聚合物的混合材料构成。目前市场上ITO（氧化铟锡）是用作智能调光膜电极的唯一的可选材料，而且ITO价格昂贵，铟元素在地球上的储量有限，但ITO在电子器件，光电，光伏等领域需求量越来越大。所以，本实用新型涉及的是智能玻璃领域的全新的一种透明导电薄膜材料，成本低，透光率可调（97.7％－10％），导电性可调（方块电阻在50-300欧姆／□）。

现有的以ITO为透明电极的智能调光膜技术中，存在以下几个问题：一，使用ITO透明薄膜，ITO是唯一的选择；二，ITO价格昂贵，原材料成本太高，而且铟元素比较稀缺，地球上存量有限，ITO市场需求量越来越大，所以ITO的价格只会越来越高；三，ITO薄膜比较脆，柔韧性较差，在弯曲60度以上就会断裂破损，导致器件失效，所以不适合用在对柔性要求比较高的场合；四， ITO的透过率低，而且受方阻的限制不能够任意调节。

石墨烯作为一种单层碳原子二维网络，其厚度只有0.34纳米，因此可任意弯曲，其可见光透过率为97.7%，理论导电率为10E8/S·m，是目前发现最好的电导体，理论上是一种极好的透明导电电极材料。但是，由于石墨烯的超薄性，在实际的应用过程中，石墨烯电极跟外部电源系统的连接存在很大的困难，因而至今未能将石墨烯材料应用到智能调光膜技术中。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种可任意弯曲、透光率可任意调节且成本低的以石墨烯作为透明导电电极的智能调光膜；

本实用新型的另一目的是提供上述以石墨烯作为透明导电电极的智能调光膜的制备方法。

本实用新型的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种以石墨烯作为透明导电电极的智能调光膜，以上下两侧的石墨烯薄膜作为导电电极，将液晶混合材料夹于中间，在上下两侧的石墨烯薄膜的外侧附着有透明基体，形成透明基体/石墨烯/液晶/石墨烯/透明基体的结构，其中，上下石墨烯薄膜的边缘处分别设有一个或多个电极引出结构，与外部驱动电源连接。

进一步的，所述电极引出结构为涂布于石墨烯薄膜上的导电银浆或者是与石墨烯薄膜紧密贴合的金属。

优选的，

所述导电银浆的厚度为100纳米~200微米；

所述金属为铜，厚度为10~200微米；

所述上下电极引出结构位于智能调光膜的同一边，或者根据需要位于两边，当所述上下电极引出结构位于智能调光膜的同一边时，上下电极引出结构上下错开。

进一步的，所述石墨烯薄膜为一层或多层石墨烯构成。

进一步的，所述透明基体为透明玻璃、PET聚酯膜或者为PET聚酯膜外侧附着透明玻璃的复合结构。

上述以石墨烯作为透明导电电极的智能调光膜的制备方法，包括如下步骤：

1）将生长出的石墨烯转移到透明基体上，形成透明导电层，作为上层；

2）通过涂布方式，在按照步骤1）中得到的透明导电层的石墨烯一侧辅设液晶混合材料，涂布时，在透明导电层的边缘留出一定宽度的区域，形成下层；

3）用步骤1）的方法所得到上层覆盖步骤2）的方法得到的下层，形成液晶混合材料在中间，透明导电层在两侧的“三明治”结构，经压合或固化后形成调光膜，其中，在上层覆盖下层时，留出与液晶混合材料不相接触的边缘区域；

4）将上层和下层中留出的区域涂布或点覆一层导电银浆，或者用导电胶粘合一层金属，形成电极引出结构，并把所述区域内未涂有导电银浆或粘合金属的部位去除。

优选的，所述步骤1）中制备透明导电层时，采用多次转移，增加石墨烯的层数。

优选的，所述步骤4）中，根据需要，按照步骤4）的方法在上层或下层上分别制作多个电极引出结构，并且当所述电极引出结构位于智能调光膜的同一边时，使这些电极引出结构相互错开。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型利用石墨烯具有优异的透光率，导电性和机械性能，制备以石墨烯为透明导电层的智能调光膜，其可见光透过率（400-700纳米）在10％－97.7%可调，方块电阻（欧姆／□）：50-300；