柔性透明导电薄膜对液晶调光膜性能的影响研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 柔性透明导电薄膜对液晶调光膜性 能的影响研究 摘要：液晶调光膜是一种新型功 能性光电薄膜，应用广泛，液晶调光膜 由一层聚合物分散液晶材料（PDLC） 和两层柔性透明导电薄膜组成，柔性透 明导电薄膜作为液晶调光膜的重要原材 料，其性能直接影响调光膜的各性能。 文章通过对比分析不同柔性透明导电薄 膜优劣，得出如何充分发挥各导电薄膜 的特性，使调光膜的各项性能最佳。 中国论文网 /8/view-12934719.htm 关键词：液晶调光膜；柔性透明； 导电薄膜；光电薄膜；调光膜性能 文 献标识码：A 中图分类号：TQ59 文章编号： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1009-2374（2016）36-0017-02 DOI：10.13535/ki.11- 4406/n.2016.36.009 液晶调光膜是一种新型功能性光 电薄膜，又称电控智能调光膜，施加电 压时膜呈透明状，不加电压时膜呈不透 明状（磨砂状） 。液晶调光膜应用广泛， 凡是有玻璃的地方均可使用，通常使用 在高档酒店客房、博物馆、银行、会议 室、商店橱窗等，具备隐私保护性、空 间通透性、安全防务性和光线调节性。 液晶调光膜既可制作成夹胶玻璃和中空 玻璃使用，也可在现有玻璃上直接贴膜 使用。 液晶调光膜由一层聚合物分散液 晶材料（PDLC ）和两层柔性透明导电 薄膜组成，柔性透明导电薄膜作为液晶 调光膜的重要原材料，其性能直接影响 调光膜的各性能，因此调光膜性能的优 劣很大程度取决于导电薄膜的性能。 本文先总体介绍各种类型导电薄 膜的现状，然后测试对比各导电膜样品 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的性能，再将各导电膜制作成调光膜， 通过对比分析调光膜各项性能，进而得 出如何充分发挥各导电薄膜的特性，使 调光膜的各项性能最佳。 1 柔性透明导电薄膜概况 柔性透明 绫且恢旨饶艿 嫉缬衷诳杉光范围内具有高透明率的 柔性薄膜，目前主要应用于调光膜产品 的导电薄膜有 ITO 薄膜、高分子导电薄 膜、纳米银导电膜和石墨烯导电膜等。 ITO 导电膜是目前液晶调光膜产 品实际应用最广的柔性透明导电薄膜， 其靶材制备与成膜工艺较为成熟，各项 性能优异，耐老化性能佳，但 ITO 薄膜 的耐曲挠性差，其原材料铟的储量稀少 而分散，开采和回收都非常困难，随着 铟的不断消耗，成本会越来越高。因此， 从资源和成本考虑，人们在不断寻找或 开发成本较低且性能优异的导电薄膜， 目前比较有潜力的材料有高分子导电薄 膜、银纳米线以及石墨烯等。 高分子导电膜是由一些具有共轭 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 键的聚合物经电化学或化学掺杂后形 成的，电导率可达到半导体甚至是金属 导体水平的一类高分子材料。目前的高 分子导电材料主要有本征导电聚合物、 网络掺杂聚合物以及超细导电纤维/超微 导电颗粒填充聚合物三种类型，虽然导 电相不同，加入导电相的方式也不同， 但它们都是通过在聚合物绝缘介质中把 超细导电相变成相互连接的导电网络， 从而实现整体材料既具有导电性又有透 明性。高分子导电膜通常是采用湿法涂 布的方法，早期的高分子导电薄膜附着 力非常差，后期附着力得到了很大程度 的改善，但薄膜受氧气及紫外线等影响 会出现劣化，目前国内外已有多家企业 实现了量产。 纳米银导电膜是指采用精密涂布 的方法，在透明有机薄膜材料上涂布透 明纳米银丝墨水并经固化处理而得到的 高技术产品。纳米银丝墨水涂布密度不 同，膜的导电性能和透光性能也不同。 纳米银导电膜具备良好的导电性能和透 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 光性能，由于纳米银线不规则的分布在 整个薄膜表面，相比较而言，纳米银线 薄膜会有更严重的漫反射，即雾度 （Haze）问题，但是可以采用一些技术 手段降低光漫射，解决雾度问题。目前， 国内外已有多家企业实现了量产，纳米 银导电膜现主要应用于触摸屏产品，调 光膜产品上应用较少。 石墨烯作为一类全新的二维碳基 材料，具有超薄、超柔、高比表面等特 性，单原子层厚度及二维特性，加之石 墨烯良好的电子传输性能与宽波段透光 性能，使得石墨烯薄膜具有本征的透光 导电特性，是一种非常理想的透明导电 膜材料。然而，目前国内外开展石墨烯 透明导电膜研发所面临的核心问题仍然 是如何实现石墨烯膜的大面积、低成本、 高质量制备。目前，国内外广泛采用的 石墨烯膜制备技术是化学气相沉积技术， 这种制备方法能够得到大片质量较好的 单层石墨烯，电阻低，透过率高，但仍 然存在许多致命的缺点，如成本高、工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 艺路线复杂、良品率低、薄膜有限宽幅 受限等，比如现在国内已有厂家能生产 宽幅为 500mm 的石墨烯导电膜，但宽 幅更大的又遇到很多技术难点。石墨烯 的另一制备技术氧化还原法采用溶 液制程，可以实现卷对卷连续化生产， 成本上具有很大优势，但由于石墨烯片 有一定的缺陷，边界较多，在性能上略 有不足。总之，要实现大宽幅 （1500mm）卷对卷石墨烯透明导电膜 的量产，还需要一定的时间。 2 柔性透明导电膜性能对比 ITO 导电膜、高分子导电膜、纳 米银导电膜和石墨烯导电膜样品的检验 结果见表 1，其中 ITO 导电膜样品为珠 海兴业应用材料科技有限公司提供，纳 米银和高分子导电膜样品为韩国某企业 提供，石墨烯导电膜样品为国内某企业 提供。 从厚度上看，石墨烯、纳米银和 高分子导电膜的基材厚度均为 125m，ITO 导电膜的厚度为 188m。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 目前透明导电薄膜基材厚度主要有三种， 分别为 50m、125m 和 188m，50m 的基材由于过薄，一般需覆背面保护膜 使用，125m 的厚度比较适中，是目前 各厂家首选。 从面电阻和全光线透过率看，石 墨烯的面电阻为 75/，透过率高达 91.5%，纳米银面电阻为 56/，透过 率高达 91%，均可做到低阻高透，是目 前最有潜力的材料。 从雾度看，各导电薄膜均在 1% 以内，通常雾度越低，调光膜开态越通 透。 从 b*值看，高分子导电膜的为- 0.62，颜色发青，石墨烯和纳米银的 b* 值约为 1.5，颜色适中，ITO 的 b*值为 3.3，颜色偏黄，b*值的高低并不能代表 薄膜性能的优劣，与人们的喜好有关， 比如在欧洲，喜欢暖色调，因此更倾向 于 b*值高于 3 的膜，而国内有些设计师 喜欢冷色调，因此倾向于 b*值低于 1.5 的。 从样品的耐酒精擦拭看， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 ITO 膜和纳米银的该项性能最好，由于 调光膜制作电极时需用酒精擦拭掉 PDLC 层，同时可能会擦拭到导电膜层， 因此导电膜的耐酒精擦拭能力要好。目 前 ITO 膜和纳米银均能满足要求，早期 的高分子导电膜耐酒精擦拭能力很差， 经过改善现在已有很大提高，从石墨烯 样品来看，耐酒精擦拭能力非常差，目 前厂家正在改善。 3 各导电膜得到的调光膜性能对 比 ITO 导电膜、高分子导电膜、纳 米银导电膜制成的调光膜样品的检验结 果见表 2，三款导电膜制作成调光膜的 PDLC 材料及生产工艺完全相同。由于 石墨烯导电膜样品尺寸太小，因此未制 作成调光膜样品。 从表 2 数据看，用 ITO 膜得到的 调光膜综合性能最好，开态雾度为 4.43%， 开态平行光透过率为 80.5%，剥离强度 高达 400gf/inch，远远高于纳米银和高 分子导电膜得到的调光膜样品。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 纳米银导电膜虽然光电性能优异， 但得到调光膜的数据较差，首先 b*（OFF）高达 5.86，肉眼看，发黄严 重，另外雾度（OFF ）高达 7.83，导致 平行光透过率（60V）偏低，只有 78.55%， 与纳米银的透过率相差较远，外观发黄 可能是 UV 固化工艺造成，纳米银的耐 UV 能力还需进一步验证，由于 PDLC 与纳米银导电膜不匹配，导致其剥离强 度较差。 高分子导电膜得到的调光膜各项 性能都不理想，全光线透过率（60V） 低达 76.69%，平行光透过率（60V）低 达 73.2%，剥离强度也较差，只有 150gf/inch。 由于此次用的 PDLC 为与 ITO 膜 匹配较好的材料，因此 ITO 薄膜得到的 调光膜各项性能较好，要想充分l 挥 纳