[发明专利]一种多重保护的银纳米线透明导电薄膜

说明书

技术领域

本发明属于透明导电薄膜技术领域，具体涉及一种多重保护的的银纳米线透明导电薄膜。

背景技术

银以其优异的导电和导热性能而被广泛用于很多方面，如导电银胶等。在触摸屏和半导体器件等领域，银纳米线是重要的导电材料。相对于常用的金属氧化物导电材料，银纳米线克服了金属氧化物的脆性、导电性能不高等缺点。相对于目前研究火热的石墨烯、碳纳米管，银纳米材料的成本更低，也是目前最有可能突破的导电材料。而银纳米线要应用，首先要将其配制成银导电墨水，然后将其制备成薄膜。在以往的银纳米线导电薄膜制备中，人们普遍采用了如下结构：衬底上一层底涂粘结剂，中间一层银导电网络，上面涂覆一层顶涂保护剂。但这种方法制备的导电薄膜正面缺乏保护，不利于存储。同时，顶涂涂覆往往会盖住部分银线网络，极大降低银导电薄膜的导电性。所以，有必要对常见银导电薄膜制备步骤进行改进。

浙江科创公司发表了两个专利(CN102522145B和CN102522145A)，涉及到新工艺。他们在保护膜上涂覆有机硅离型剂制成离型膜，然后在离型膜上涂覆银纳米线溶液；干燥后，在银线网络上旋涂并烘干得到一层比银线网络薄的PEDOT：PSS层；最后在上面涂覆一层粘结剂，把基底放在粘结剂上面，加热烘烤得到最终产品。这样制备的薄膜在有保护膜的同时，银线网络浮于粘结剂之上而避免了薄膜导电性受影响。但是，他们使用的离型膜是抗粘的。我们通过实验发现，在离型膜上涂覆墨水，由于缺乏粘结性，涂覆成功率非常低并且涂覆成的薄膜的均匀性普遍不好。同时，缺乏粘结性导致后面旋涂PEDOT：PSS时，银线网络很容易漂移而使薄膜均匀性进一步降低。为了使银线浮于粘结剂上方，他们使用了PEDOT：PSS。而PEDOT：PSS的强酸性会腐蚀银线，导致薄膜使用寿命较短。我们的重复实验表明这种薄膜的性能不高并且由于良率太低而成本较高。

因此，如何保持高导电性和透光率的同时制备导电均匀、与衬底粘结性好、保护膜能轻易撕下并且寿命长的银纳米线导电薄膜是透明导电薄膜领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多重保护的的银纳米线透明导电薄膜，解决银导电薄膜的导电性、导电均匀性、寿命、粘结性以及成本等方面的问题。本发明开发的银导电薄膜的导电性高而均匀、透光率高、与衬底结合力好、保护膜能轻易撕下并且寿命长，能在电子信息领域大量使用。其具体实施方案是：

(1)将保护膜进行清洗。本发明使用的保护膜是PET膜、PE膜、PVC膜、PU胶保护膜等。先将保护保护膜的膜撕下，然后将保护膜放在装有乙醇的烧杯中，超声清洗10分钟。然后将膜放在烘烤平台上，用红外烘烤灯烘烤5分钟。使用的红外灯的功率为800W、干燥面积为1000cm²；

(2)在保护膜上涂覆一层粘合力低的粘结剂，红外灯烘干。本发明使用的粘合力低的粘结剂为非常容易撕下的标签纸所用的可移除粘结剂或不干胶(阿里巴巴上购买)，或少量常用粘结剂和大量非粘性物质配成的溶液。非粘性物质包括PC塑料等。涂覆使用的是GardcoAutomaticDrawdownMachineDP8301片材式涂覆机，也包括其他涂覆机器。严格控制涂覆量，使最终粘结层的厚度在10-30nm左右。用红外烘烤灯烘烤5分钟；

(3)在(2)基础上将银纳米线导电墨水涂覆在保护膜上，然后用真空烘箱110℃下真空干燥10分钟，得到厚度为200nm左右的银纳米线网络。银纳米线墨水是自制的。银纳米线直径在30-50nm之间，长度在10-20μm之间。墨水银线含量在0.5％左右。除了银线外，墨水还含有分散剂、表面活性剂、流平剂、保湿剂和粘结剂等助剂；

(4)在银纳米网络上涂覆一层导电物质溶液。控制溶液的浓度和量，使最终这一层的厚度在150nm左右，比银导电网络薄。然后先用红外烘烤灯烘烤3分钟，接着用真空烘箱100℃下干燥10分钟。本发明使用的导电物质为金属纳米离子(如金、银、铜等纳米粒子)、石墨烯、碳纳米管、导电金属氧化物中的一种；