[发明专利]一种透明导电涂层的制备方法及其应用

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种透明导电涂层的制备方法及其应用。本发明的透明导电涂层的制备方法包括步骤一、将碳纳米管、表面活性剂和成膜剂加入去离子水中，并配置成浓度为20‑150ppm的碳纳米管溶液；步骤二、将步骤一配置好的碳纳米管溶液进行分散，并用微孔过滤膜对分散后的碳纳米管溶液进行过滤，得到用于喷墨打印的墨水；步骤三、对透明基材进行等离子体表面处理；步骤四、采用微电子喷墨打印机将步骤二制得的墨水打印于经等离子体表面处理过的透明基材表面，然后干燥，得碳纳米管透明导电涂层。本发明的制备方法操作简单，制得的涂层透光率高，导电性好。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种透明导电涂层的制备方法及其应用。

背景技术

随着人们对于更薄、更轻、更低成本的光电器件和相关电子显示设备的需求迅猛增长，尤其是光伏产业以及触控显示器应用，例如手机、笔记本电脑、All-In-One电脑等，使透明导电薄膜材料市场急速扩张。透明导电薄膜具有良好的导电性和光学透过性，已成为光电功能器件制造中不可或缺的组成部分。目前，广泛使用的透明导电材料氧化铟锡(ITO)，优越的透光性与良好的导电性使得ITO一直作为透明导电材料被应用到触控显示领域以及发光照明领域。然而，随着触控面板需求量的飞速增长，ITO面临着世界锢资源匮乏、加工复杂、能耗高等问题。同时作为一种氧化物，ITO脆性大，柔韧性差难以满足新一代触控显示技术对产品的柔性、可弯折性等方面的需求。因此，一种可以取代ITO的新型透明导电材料成为了当前显示领域研究的一大热点。近年来，研究人员开始将金属、碳材料等应用于透明导电薄膜的制备，基于金属纳米线、碳纳米管、石墨烯以及导电高分子等材料利用化学气相沉积、抽滤、涂布等方法制备的透明膜已在触摸屏、智能玻璃、光伏器件等方面获得了较好的应用。但是，这些方法在制备透明导电薄膜过程中为了提高其透光性及导电性，往往存在需要后处理、有缺陷引入以及性能不稳定等问题，工艺较复杂，难以实现高质量透明导电薄膜的大面积制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种透明导电涂层的制备方法及其应用，旨在解决现有工艺复杂，难以实现高质量透明导电薄膜的大面积制备的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种透明导电涂层的制备方法，其包括如下制备步骤：

步骤一、将碳纳米管、表面活性剂和成膜剂加入去离子水中，并配置成质量浓度为20-150ppm的碳纳米管溶液；

步骤二、将步骤一配置好的碳纳米管溶液进行分散，并用微孔过滤膜对分散后的碳纳米管溶液进行过滤，得到用于喷墨打印的墨水；

步骤三、对透明基材进行等离子体表面处理；

步骤四、采用微电子喷墨打印机将步骤二制得的墨水打印于经等离子体表面处理过的透明基材表面，然后干燥，得碳纳米管透明导电涂层。

其中，步骤一中，所述碳纳米管、表面活性剂和成膜剂的质量比为1∶3-9：1-5。

其中，所述表面活性剂为胆酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、BYK-2015、十二烷基硫酸钠、吐温80中的至少一种；和/或所述成膜剂为聚乙烯苯磺酸钠、PVP、CMC中的至少一种。

其中，步骤二中，碳纳米管分散的具体方法为：先将步骤一配置好的碳纳米管溶液放置于超声波清洗机中预分散1-2h，再将预分散后的碳纳米管溶液倒入超声波破碎机中超声分散1-2h，得到分散好的碳纳米管溶液。

其中，所述超声波清洗机的功率为50-240W；和/或所述超声波破碎机的功率为50-100kW，所述超声波破碎机每工作25-35s，停机4-6s。

其中，所述微孔过滤膜的孔径为0.45-2μm。

其中，步骤三中，等离子体处理功率为100-200W。