玻璃基纳米银线透明导电薄膜及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及导电薄膜制备领域，特别是涉及一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜及制备方法。
【背景技术】
[0002]透明导电薄膜可用于现代显示面板，如手机、IPAD、电子书、显示器、太阳能电池板等。目前占主流的透明导电薄膜是ITO薄膜，但ITO薄膜需要真空环境下制备，工艺复杂，制备成本较高。另外ITO中含有稀缺元素铟，不仅价格高，也有毒。人们正在寻求ITO的替代产品，如AZO薄膜、石墨烯薄膜、金属网格都是强劲的竞争材料，而这些材料都都在研发当中。而目前没有一种工艺简单、方便制造、成本低且无毒的能有效替代ITO玻璃的透明导电薄膜。
【发明内容】
[0003]基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜及制备方法，可解决现有的透明导电薄膜均采用ITO薄膜，制造工艺复杂、成本高以及有毒的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜，该导电薄膜包括:
[0005]透明高分子薄膜，覆盖在透明玻璃基板表面；
[0006]若干纳米银线，分散相互搭接镶嵌在所述透明高分子薄膜表面，在所述透明高分子薄膜表面形成纳米银线网格层。
[0007]本发明实施例还提供一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜的制备方法，用于制备权利要求I所述的导电薄膜，包括以下步骤:
[0008]在透明玻璃基板表面刮涂形成透明高分子薄膜；
[0009]在所述透明高分子薄膜表明刮涂分散有若干纳米银线的纳米银线分散液；
[0010]对刮涂所述水基纳米银线分散液的所述透明高分子薄膜表明进行热压，使若干纳米银线分散相互搭接镶嵌在所述透明高分子薄膜表面，在所述透明高分子薄膜表面形成纳米银线网格层。
[0011]本发明的有益效果为:通过在透明玻璃基板表面覆盖透明高分子薄膜，并在透明高分子薄膜表面分散相互搭接镶嵌若干纳米银线形成纳米银线网格层构成一种透明导电薄膜。由于该导电薄膜材料易得且无毒，结构也仅是三层，不需要在真空环境下制造，成本低，而且若干纳米银线相互搭接镶嵌在透明高分子薄膜表面形成导电良好的纳米银线网格层，也保证了该透明导电薄膜的应用性能，可替代现有的ITO薄膜。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0013]图1为本发明实施例提供的玻璃基纳米银线透明导电薄膜扫描电镜图；
[0014]图2为本发明实施例提供的玻璃基纳米银线透明导电薄膜的制备方法流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0016]本发明实施例提供一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜，该薄膜的扫描电镜图如图1所示，该导电薄膜包括:
[0017]透明高分子薄膜覆盖在透明玻璃基板表面，若干纳米银线分散相互搭接镶嵌在透明高分子薄膜表面，在透明高分子薄膜表面形成纳米银线网格。可通过热压方式使分散搭接的若干纳米银线镶嵌在透明高分子薄膜的表面。
[0018]上述导电薄膜中，干燥后的透明高分子薄膜的厚度大于50nm。纳米银线为:直径30?lOOnm、长度为20?70 ym的纯净银线。优选的，透明高分子薄膜的厚度为纳米银线直径的2倍，透明高分子薄膜的厚度可以是略小于纳米银线直径的2倍。银线越长导电性能越好，银线越细透光性能越好，雾度也越低。
[0019]上述导电薄膜中，透明高分子薄膜的材料采用:透光性好、亲水性好、非水溶性、软化温度较低的树脂材料，如软化温度在160°C以下的树脂材料。如可采用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚硅脂树脂或高透明光学涂料中的任一种。高透明光学涂料可采用襄阳精信汇明化工有限责任公司的50E-4涂料。这些树脂材料可使用挥发性溶剂稀释，如水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。
[0020]上述导电薄膜中，对透明玻璃基板的种类、面积和厚度没有限定，也可采用有机玻璃。
[0021]如图2所示，本发明实施例还提供一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜的制备方法，用于制备本发明的导电薄膜，步骤为:刮涂高分子薄膜一刮涂水基纳米银线分散液一热压工艺，具体为:
[0022]在透明玻璃基板表面刮涂形成透明高分子薄膜；可在透明高分子薄膜干燥后，进行下一步操作；
[0023]在透明高分子薄膜表明刮涂分散有若干纳米银线的纳米银线分散液；
[0024]对刮涂水基纳米银线分散液的透明高分子薄膜表面进行热压，使若干纳米银线分散相互搭接镶嵌在透明高分子薄膜表面，在透明高分子薄膜表面形成纳米银线网格。
[0025]上述方法中，在透明玻璃基板表面刮涂形成透明高分子薄膜为:
[0026]采用刮涂器将易挥发溶剂稀释的透明高分子薄膜材料刮涂在透明玻璃基板表面形成透明高分子薄膜，由刮涂器刮涂厚度和透明高分子薄膜材料的稀释度来调节所得到的透明高分子薄膜的厚度。具体的，可仅由刮涂器调节所刮涂透明高分子薄膜的厚度，也可仅由透明高分子薄膜材料的稀释度来调节所得到的透明高分子薄膜的厚度，也可以两者配合来调节所得到的透明高分子薄膜的厚度。
[0027]上述方法中，纳米银线的密度通过分散液的纳米银线的含量和刮涂器刮涂的厚度来调节，如纳米银线含量0.5wt%? 5wt%，湿膜厚度为200 μπι?20 μπι。银线密度越大导电性能越好，但透光性能变差。
[0028]上述方法中，若透明高分子薄膜材料为亲水性，纳米银线分散液采用水基纳米银线分散液；若透明高分子薄膜材料为亲醇性，纳米银线分散液采用醇基纳米银线分散液。
[0029]上述方法中，热压的温度比透明高分子薄膜材料的软化温度出5?20°C，热压温度范围为80?160°C为好，热压时只需要在有银线的单面加热即可；热压的压强与树脂材料的软化温度和软化程度相关，一般大于或等于3公斤/cm2;热压所用压辊的压面包覆耐温高于热压温度的硅橡胶膜，一般可采用耐温为250°C的硅橡胶膜。包覆硅橡胶膜利用硅橡胶材料的粘附性较差的特点，避免粘附纳米银线。
[0030]热压可采用平压或滚压，也可采用其他能保证压力均匀的热压方式。
[0031]上述方法中，透明高分子薄膜一次刮涂成型，纳米银线分散液刮涂一次。如无特殊需要不必要反复刮涂，这种仅刮涂一次即可制成透明高分子薄膜和纳米银线网格层的方式，相比刮涂多次的方式操作工艺简单，提高了制作效率。
[0032]本发明的玻璃基纳米银线透明导电薄膜，利用导电材料中银的导电率最高的特点，将纳米银线与透明高分子薄膜配合，在透明玻璃基板表面形成具有纳米银线网格层的透明导电层，纳米银线会相互搭接而导电，大量的空隙可以透光，纳米银线直径由于光的衍射作用而不可视，降低薄膜雾度。理论上纳米银线网格层的导电率和透光率应该比ITO薄膜更好，该玻璃基纳米银线薄膜可直接替代玻璃基ITO薄膜。
[0033]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜，其特征在于，该导电薄膜包括: 透明高分子薄膜，覆盖在透明玻璃基板表面； 若干纳米银线，分散相互搭接镶嵌在所述透明高分子薄膜表面，在所述透明高分子薄膜表面形成纳米银线网格层。2.如权利要求1所述的玻璃基纳米银线透明导电薄膜，其特征在于，所述透明高分子薄膜的厚度大于50nm。3.如权利要求1或2所述的玻璃基纳米银线透明导电薄膜，其特征在于，所述纳米银线为:直径30?lOOnm、长度为20?70 μ m的纯净银线； 所述透明高分子薄膜的厚度为所述纳米银线直径的2倍。4.如权利要求1所述的玻璃基纳米银线透明导电薄膜，其特征在于，所述透明高分子薄膜的材料采用:透光性好、亲水性好、非水溶性、软化温度160°C以下的树脂材料。5.如权利要求1或4所述的玻璃基纳米银线透明导电薄膜，其特征在于，所述透明高分子薄膜的材料采用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚硅脂树脂或高透明光学涂料中的任一种。6.一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1所述的导电薄膜，包括以下步骤: 在透明玻璃基板表面刮涂形成透明高分子薄膜； 在所述透明高分子薄膜表明刮涂分散有若干纳米银线的纳米银线分散液； 对刮涂所述水基纳米银线分散液的所述透明高分子薄膜表明进行热压，使若干纳米银线分散相互搭接镶嵌在所述透明高分子薄膜表面，在所述透明高分子薄膜表面形成纳米银线网格层。7.如权利要求6所述的玻璃基纳米银线透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述在透明玻璃基板表面刮涂形成透明高分子薄膜为: 采用刮涂器将易挥发溶剂稀释的透明高分子薄膜材料刮涂在所述透明玻璃基板表面形成透明高分子薄膜，由刮涂器和/或透明高分子薄膜材料的稀释度来调节所得到的透明高分子薄膜的厚度。8.如权利要求6所述的玻璃基纳米银线透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述纳米银线分散液中，纳米银线含量为0.1wt %?5wt% ； 若透明高分子薄膜材料为亲水性，纳米银线分散液采用水基纳米银线分散液； 若透明高分子薄膜材料为亲醇性，纳米银线分散液采用醇基纳米银线分散液。9.如权利要求6所述的玻璃基纳米银线透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述热压的温度比透明高分子薄膜材料的软化温度出5?20°C，热压温度范围为80?160°C ； 热压的压强大于3公斤/cm2; 热压所用的压辊的压面包覆耐温高于热压温度的硅橡胶膜。10.如权利要求6至9任一项所述的玻璃基纳米银线透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述透明高分子薄膜一次刮涂成型，所述纳米银线分散液刮涂一次。
【专利摘要】本发明公开了一种玻璃基纳米银线透明导电薄膜，该导电薄膜包括：透明高分子薄膜，覆盖在透明玻璃基板表面；若干纳米银线，分散相互搭接镶嵌在所述透明高分子薄膜表面，在所述透明高分子薄膜表面形成纳米银线网格层。该透明导电薄膜，结构简单、不需要在真空环境下制造，方便制造且成本低，而且材料无毒，玻璃基底，可替代正在广泛使用的玻璃基ITO薄膜，能保证透光导电性能。
【IPC分类】H01B5/14, H01B13/00, H01B1/02
【公开号】CN104900302
【申请号】CN201510324573
【发明人】武光明, 冯懂懂, 邢光建, 于建香
【申请人】北京石油化工学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月12日