一种降低纳米银线导电膜蚀刻痕的方法与流程

1.本发明涉及导电触控材料领域，具体涉及一种降低纳米银线导电膜蚀刻痕的方法。


背景技术：

2.纳米银线作为近年来最火的新型触控材料之一，它拥有导电性好，耐弯折能力强，透过率高，量产技术成熟等优点，是目前最有可能替代ito作为导电触控材料的纳米技术。纳米银导电膜和ito一样，都起到了传输信号的作用，需要铺在基材表面形成一个导电层，然后通过激光或者蚀刻膏黄光蚀刻的方法形成一个个通道，用于信号和位置信息的传输。但由于银对光的散射及反射，当银纳米线被蚀刻后，蚀刻区和非蚀刻区对光的散射和反射有较大差异，这种差异就是视觉上的蚀刻痕，这严重制约了银纳米线作为导电触控材料的发展。
3.目前用以解决纳米银线导电膜蚀刻痕较深问题的方法有：合成更细更长的银纳米线，降低光散射和反射，但由于长径比大的银纳米线在合成、提纯以及分散中都存在较大的技术挑战。此外，通过降低蚀刻宽度来降低蚀刻痕，但蚀刻宽度降低会导致部分通道蚀刻不断的情况，进而使功能片面内通道发生短路。截断式蚀刻处理的方法不存在上述问题，主要是通过银线残留，减少蚀刻区与非蚀刻区的光学差异，但工艺上较为复杂，尤其难以处理大尺寸的导电膜。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种降低纳米银线导电膜蚀刻痕的方法，将细纳米银线与难被蚀刻的金属单质和/或金属复合物混合作为导电材料制备导电膜，形成刻蚀难度不一的体系，刻蚀处理后，难被刻蚀的金属单质或金属复合物残留在蚀刻区，实现了对蚀刻区的光学补充，进而降低导电膜蚀刻痕，该方法工艺简便，操作简单，适用于各种尺寸的导电膜的蚀刻处理。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下所述的技术方案：
6.本发明第一方面提供了一种降低纳米银线导电膜蚀刻痕的方法，包括以下步骤：
7.步骤(1)：制备导电材料墨水；
8.步骤(2)：将导电材料墨水涂覆在基底表面形成导电层；
9.步骤(3)：在导电层表面涂覆保护层制备得到纳米银线导电膜；
10.步骤(4)：根据预设图案对纳米银线导电膜进行刻蚀；
11.所述导电材料由纳米银线及难被刻蚀的金属单质和/或金属复合物组成；所述难被刻蚀的金属单质和/或金属复合物在导电材料中的质量占比为10％～50％。
12.进一步地，所述纳米银线的长度为1～100μm。
13.进一步地，所述纳米银线的直径为10～30nm。
14.进一步地，所述难被刻蚀的金属单质为金属棒、金属颗粒或金属纳米片；所述难被
刻蚀的金属复合物为钝化的金属纳米材料或金属包覆的纳米材料。
15.进一步地，所述金属棒的长度为1～100μm。
16.进一步地，所述金属棒的直径为50nm～5μm。
17.进一步地，所述金属颗粒的直径为50nm～5μm。
18.进一步地，所述钝化金属纳米材料包含金属钝化金属线以及有机钝化金属线两种；所述金属钝化金属线包含金包银线、铂包银线、银包铜线及金包铜线；所述有机钝化金属线具体为通过苯并三氮唑、苯并咪唑、十二烷基硫醇或十八烷基硫醇处理金属线，得到有机钝化金属线；通过上述钝化处理，改变主体金属线表面的活性，形成难被刻蚀的金属纳米材料。
19.进一步地，所述金属包覆的纳米材料包含金属包覆的石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维；通过在纳米材料表面包覆金属材料，使其具有与纳米银线相似的光学性质。
20.进一步地，所述金属棒、金属颗粒、金属纳米片及金属包覆的纳米材料中的金属为银、铜、镍、铂和金中的一种。
21.添加的金属材料具有与纳米银线相似的光学性质，由于尺寸上的差异或表面活性的差异，尺寸较大的金属棒、颗粒及表面活性低的纳米金属线等难被蚀刻，当蚀刻区中大部分细纳米银线被蚀刻掉，而难被刻蚀的金属单质或金属复合物残留在蚀刻区，对蚀刻区产生光学补充，视觉上降低了导电膜的蚀刻痕。
22.进一步地，所述蚀刻的方法为激光蚀刻、蚀刻膏蚀刻、黄光蚀刻中的一种。
23.进一步地，所述蚀刻膏刻蚀具体为：将蚀刻膏印刷在导电膜上，进行烘烤，烘烤后水洗；所述烘烤的温度为80～150℃；所述烘烤的时间为10～60min。
24.进一步地，所述蚀刻的宽度为20～300μm。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过在纳米银线中掺杂尺寸较大的金属棒、金属颗粒、金属片或表面活性低的金属纳米材料等形成蚀刻难度不一的体系，利用该混合导电材料制备导电膜，再进行蚀刻，蚀刻区域内，纳米银线被蚀刻，而掺杂的其它金属材料由于较大尺寸或低表面活性而被残留，可实现蚀刻区的光学补充，以降低蚀刻痕。较之现有的降低蚀刻痕的方法，本发明从配方角度改善，避免了复杂的工艺以及窗口小的限制，通过配方及蚀刻条件的调控，可实现对不同尺寸的导电膜进行蚀刻处理，达到最优效果。
附图说明
26.图1混合导电材料制备的导电膜蚀刻前、后表面导电材料分布的示意图；
27.图2单一纳米银线制备的导电膜蚀刻前、后表面导电材料分布的示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相
关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
31.实施例1：对导电材料为纳米银线+纳米银棒+银颗粒的导电膜进行蚀刻处理
32.将导电材料(纳米银线、纳米银棒及银颗粒组合，纳米银线的直径为27
‑
30nm、长度为5
‑
16μm，银棒的直径为50
‑
200nm、长度为0.5
‑
10μm，银颗粒的直径为50nm
‑
5μm，其中银纳米线的含量为70％，银棒和银颗粒的总含量为30％)含量为0.14wt％的纳米银墨水涂覆在基材pet表面，放置100℃烘干，烘干后在其表面涂覆保护层(简称oc)，100℃烘干后置于175℃固化5min得到导电膜；将蚀刻膏印刷在导电薄膜上，印刷宽度为150μm，在120℃条件下放置30min，蚀刻完用水进行清洗。
33.刻蚀前后导电膜的示意图如图1所示，导电膜中导电材料由纳米银线、纳米银棒及银颗粒组成，蚀刻前蚀刻区域的纳米银线与粗的银棒以及银颗粒均匀分布在基底上，利用蚀刻膏对导电膜进行刻蚀，纳米银线被刻蚀，但粗的银棒及银颗粒未被完全刻蚀，在刻蚀区仍有残留，残留的银棒及银颗粒可实现光学补充，降低了蚀刻痕。
34.实施例2：对导电材料为纳米银线+金包银纳米线的导电膜进行蚀刻处理
35.将导电材料(纳米银线及金包银纳米线组合，纳米银线的直径为27
‑
30nm、长度为5
‑
16μm，金包银纳米线的直径为30
‑
50nm、长度为5
‑
16μm，其中纳米银线的含量为80％)含量为0.14wt％的纳米银墨水涂覆在基材pet表面，放置100℃烘干，烘干后在其表面涂覆保护层(简称oc)，100℃烘干后置于175℃固化5min得到导电膜；将蚀刻膏印刷在导电薄膜上，印刷宽度为150μm，在120℃条件下放置30min，蚀刻完用水进行清洗。
36.蚀刻区的银线被刻蚀，而金包银纳米线几乎未被刻蚀，视觉上的刻蚀痕较浅。
37.对比例：对单一纳米银线制备的导电膜进行蚀刻处理
38.将导电材料(单一纳米银线，纳米银线的直径为27
‑
30nm、长度为5
‑
16μm，纳米银线的含量为100％)含量为0.14wt％的纳米银墨水涂覆在基材pet表面，放置100℃烘干，烘干后在其表面涂覆保护层(简称oc)，100℃烘干后置于175℃固化5min得到导电膜；将蚀刻膏印刷在导电薄膜上，印刷宽度为150μm，在120℃条件下放置30min，蚀刻完用水进行清洗。
39.刻蚀前后导电膜的示意图如图2所示，导电膜中导电材料为均一的细纳米银线，蚀刻前蚀刻区域的纳米银线均匀分布在基底上，利用蚀刻膏对导电膜进行刻蚀，绝大部分纳米银线被刻蚀，仅极少量的纳米银线在刻蚀区有残留，由于蚀刻区与非蚀刻区的光学差异大，视觉上产生的蚀刻痕较深。
40.综上所述，在银线中掺杂较难刻蚀的物质(包括金属纳米棒、金属颗粒、金属片、钝化后的金属线等)形成蚀刻难度不一的体系，蚀刻区中纳米银线被蚀刻，而尺寸较大的难被蚀刻的物质残留下来，可实现蚀刻区的光学补充，降低视觉上的蚀刻痕。
41.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。