低电阻率透明导电膜的制备方法
【专利摘要】一种低电阻率透明导电膜的制备方法，包括如下步骤：(a)利用银线原料合成高长径比纳米银线；(b)以步骤(a)中制得的所述银线为填料调配导电银浆；(c)将步骤(b)中得到的导电银浆涂覆在衬底上形成膜层；及(d)对所述膜层后处理。本发明开发了以高长径比纳米银线取代球状纳米银颗粒作为导电银浆主要填充材料的新技术，实现以浆料中银线之间的相互接触来达到导电目的，相比于颗粒式接触，线状纳米银在提高可靠性的同时明显提升了其导电性能。
【专利说明】低电阻率透明导电膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及本电子信息显示领域，其制备的的导电膜，是电子信息领域中液晶显示器(IXD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(EL/0LED)、触摸屏(Touch Panel)等非常重要的薄膜材料。
【背景技术】
[0002]未来移动终端、可穿戴设备、智能家电等产品，对触摸面板的有着强劲需求，同时随着触控面板大尺寸化、低价化，以及传统ITO薄膜不能用于可弯曲应用，导电性及透光率等本质问题不易克服等因素，众面板厂商纷纷开始研究ITO的替代品，包括纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯等材料。新材料技术应用可以从智能手机的常用面板尺寸一路延伸到20英寸以上的设备，而且其阻值，延伸性，弯曲性均优于ITO薄膜。
[0003]纳米银线技术将是近期新兴触控技术中最有希望替代ITO薄膜的新技术。纳米银线(SNW, siIvernanowire)技术,是将纳米银线墨水材料涂抹在柔性或者玻璃基板上,然后利用涂膜技术，制成具有纳米级别银线导电网络图案的透明的导电薄膜。由于其特殊的制成物理机制，纳米银线的线宽的直径非常小，约为50nm，远小于lum，因而不存在莫瑞干涉的问题，可以应用在各种尺寸的显示屏幕上。另外，由于线宽较小，银线技术制成的导电薄膜相比于金属网格技术制成的薄膜可以达到更高的透光率。其次，纳米银线薄膜相比于金属网格薄膜具有较小的弯曲半径，且在弯曲时电阻变化率较小，应用在具有曲面显示的设备，例如智能手表，手环等上的时候，更具有优势。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供新型低电阻率透明导电膜(TCF)制备方法。
[0005]为了达成上述目的，本发明的提供了一种低电阻率透明导电膜的制备方法，包括如下步骤:(a)利用银线原料合成高长径比纳米银线；(b)以步骤(a)中制得的所述银线为填料调配导电银浆；(C)将步骤(b)中得到的导电银浆涂覆在衬底上形成膜层；及(d)对所述膜层后处理。
[0006]一些实施例中，所述银线原料包括硝酸银，乙二醇，及聚乙烯吡咯烷酮，在100?200°C温度下反应30?120分钟，制得所述高长径比纳米银线其中上述物质的摩尔比如下:硝酸银:乙二醇:聚乙烯吡咯烷酮=1:1?20:0.05?5。
[0007]一些实施例中，步骤(b)包括:(bl)制备基体树脂；(b2)按照质量比1:1?20:1混合所述基体树脂和所述纳米银线；及(b3)加入所述基体树脂用量1%?3%的固化促进剂混合均匀。
[0008]一些实施例中，所述基体树脂包括质量比为1:0.05?0.5:0.2?2的比例的双酚A型环氧树脂，环氧活性稀释剂，和固化剂4-甲基六氢邻苯二甲酸的混合物。
[0009]一些实施例中，所述固化促进剂包括(1-氰基2-乙基4-甲基咪唑2ZE4MZ-CN)。
[0010]一些实施例中，以刮涂，提拉，旋涂方式将所述导电银浆涂覆于所述衬底上。
[0011]一些实施例中，所述衬底包括玻璃，PET，或PVA。
[0012]一些实施例中，将镀完膜的所述衬底基底置于100?350°C温度条件下热处理20?200分钟，得到低电阻率透明导电膜。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于:开发了以高长径比纳米银线取代球状纳米银颗粒作为导电银浆主要填充材料的新技术，实现以浆料中银线之间的相互接触来达到导电目的，相比于颗粒式接触，线状纳米银在提高可靠性的同时明显提升了其导电性能。另夕卜，由于线状排布可以实现以较少的纳米银来实现薄膜导电，因此生产成本也得到了大幅降低，这对产品实现规模化生产具有显著意义。此外，所配制的导电银浆具有良好的可印刷性、导电性及超强的附着力，在此基础上制造的薄膜集透明、轻薄、可弯折、防脱落于一身，这是同类产品所不具备的。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中:
[0015]图1本发明实施例的制备方法的流程图；及
[0016]图2为利用根据本发明实施例的制备方法制备得到的导电膜的示意图。
【具体实施方式】
[0017]参见本发明具体实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本【技术领域】的技术人员完全了解本发明的范围。
[0018]现参考附图，详细说明根据本发明实施例的低电阻率透明导电膜的制备方法。
[0019]如图1所示，步骤SlOl中，利用银线原料合成高长径比纳米银线。所述银线原料包括硝酸银，乙二醇，及聚乙烯吡咯烷酮，在100?200°C温度下反应30?120分钟，制得所述高长径比纳米银线其中上述物质的摩尔比如下:硝酸银:乙二醇:聚乙烯吡咯烷酮=I:I?20:0.05?5。所用的原料包括硝酸银、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等在100?200°C，优选130?180°C温度下反应30?120分钟，可制得高长径比纳米银线，其中上述物质的摩尔比如下:硝酸银:乙二醇:聚乙烯吡咯烷酮=1:1?20:0.05?5。
[0020]步骤S102中，以步骤SlOl中制得的所述银线为填料调配导电银浆。具体地，首先制备基体树脂。为了降低配方的粘度，促进纳米银粒/线在环氧树脂中的分散，在配方中添加了环氧树脂活性稀释剂，加入该稀释剂后，需要增加原来固化剂的用量，导电胶的具体配方和制备工艺调整为:按照质量比为1:0.05?0.5:0.2?2的比例将双酚A型环氧树脂、环氧活性稀释剂和固化剂4-甲基六氢邻苯二甲酸配混合均匀，制成导电胶的基体树脂。
[0021]此后，再按照质量比1:1?20:1混合基体材料和步骤SlOl中制得的纳米银线最后加入基体材料用量I %?3%的固化促进剂(1-氰基2-乙基4-甲基咪唑2ZE4MZ-CN)混合均匀，从而形成导电银浆。
[0022]步骤S103中，将步骤S102中得到的导电银浆涂覆在衬底上形成膜层。可以采用刮涂，提拉，旋涂方式将所述导电银浆涂覆于所述衬底上。所述衬底包括玻璃，PET，或PVA。
[0023]步骤S104中，对所述膜层后处理。本实施例中，将镀完膜的所述衬底基底置于100?350°C温度条件下热处理20?200分钟，得到低电阻率透明导电膜。优选200?300°C温度条件下热处理20?200分钟，得到新型低电阻率透明导电膜，加热的目的是使薄膜中的纳米银线因烧结而更好的接触融合在一起形成连续的导电网络，降低电阻率。
[0024]现详细描述根据本发明实施例的制备方法的实例。
[0025]实施例
[0026]将0.1Omol硝酸银、1.1mol乙二醇和0.08mol聚乙烯吡咯烷酮在160°C温度下混合搅拌反应60min得到如图1所示的直径为66nm,长度为7.4um的纳米银线；按照质量比为1:0.15:0.9的比例将双酚A型环氧树脂、环氧活性稀释剂和固化剂4-甲基六氢邻苯二甲酸配混合均匀，制成导电胶的基体树脂；再按照质量比5:1的比例混合基体材料和前面制备的纳米银线；最后加入基体材料用量1.5%的固化促进剂(I氰基2-乙基4-甲基咪唑2ZE4MZ-CN)混合均匀。待用。
[0027]在清洗干净的柔性PET表面利用自动涂布刮涂机进行涂膜，晾干后得到纳米银线湿膜。最后将晾干后的湿膜置于280°C温度条件下热处理35分钟，得到透明导电膜。
[0028]经测试，该纳米银线透明导电膜的电阻率为1.6Χ10-4Ω 可见光透过率85%，经过200次180°反复弯折薄膜后无断裂或银脱落现象，完全满足电子信息领域中液晶显示器(IXD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(EL/0LED)、触摸屏(Touch Panel)等使用要求。
[0029]由此形成的导电膜如图2所示。
[0030]与现有技术相比，本发明的优点在于:开发了以高长径比纳米银线取代球状纳米银颗粒作为导电银浆主要填充材料的新技术，实现以浆料中银线之间的相互接触来达到导电目的，相比于颗粒式接触，线状纳米银在提高可靠性的同时明显提升了其导电性能。另夕卜，由于线状排布可以实现以较少的纳米银来实现薄膜导电，因此生产成本也得到了大幅降低，这对产品实现规模化生产具有显著意义。此外，所配制的导电银浆具有良好的可印刷性、导电性及超强的附着力，在此基础上制造的薄膜集透明、轻薄、可弯折、防脱落于一身，这是同类产品所不具备的。
[0031]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。凡本【技术领域】中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种低电阻率透明导电膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (a)利用银线原料合成高长径比纳米银线； (b)以步骤(a)中制得的所述银线为填料调配导电银浆； (c)将步骤(b)中得到的导电银浆涂覆在衬底上形成膜层'及 (d)对所述膜层后处理。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银线原料包括硝酸银，乙二醇，及聚乙烯吡咯烷酮，在100?200°C温度下反应30?120分钟，制得所述高长径比纳米银线其中上述物质的摩尔比如下:硝酸银:乙二醇:聚乙烯吡咯烷酮=1:1?20:0.05?5。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)包括: (bl)制备基体树脂； (b2)按照质量比1:1?20:1混合所述基体树脂和所述纳米银线 '及 (b3)加入所述基体树脂用量1%?3%的固化促进剂混合均匀。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述基体树脂包括质量比为1:0.05?0.5:0.2?2的比例的双酚A型环氧树脂，环氧活性稀释剂，和固化剂4-甲基六氢邻苯二甲酸的混合物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述固化促进剂包括(1-氰基2-乙基4-甲基咪唑2ZE4MZ-CN)。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以刮涂，提拉，旋涂方式将所述导电银浆涂覆于所述衬底上。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底包括玻璃，PET，或PVA。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将镀完膜的所述衬底基底置于100?350°C温度条件下热处理20?200分钟，得到低电阻率透明导电膜。
【文档编号】H01B13/00GK104332215SQ201410604067
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】王芸, 倪嘉, 彭程, 彭小波, 金良茂 申请人:中国建材国际工程集团有限公司, 蚌埠玻璃工业设计研究院