[发明专利]基于热压烧结的纳米银线导电墨水烧结薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种在低温下进行纳米银线烧结方法，包括制备长径比大的纳米银线，配制纳米银线异丙醇导电墨水，将纳米银线分散于异丙醇溶剂中，超声分散，制备银含量为3g/L的纳米银线导电墨水。用注射器注射至干净的笔芯中，在爱普生相纸上涂写方块电阻。将所有方块电阻放置于烧结台上，在150℃下，在3.0×10⁴Pa压力下，热压烧结30min。用四探针测电阻法测量所有方块电阻的电阻值。本发明将纳米银线导电墨水进行低温烧结，探索纳米银线低温烧结的最佳工艺参数，以弥补传统热烧结纳米银线导电墨水烧结温度高和对基底破坏严重的缺点，设定出烧结温度低、烧结温度短且烧结后导电性优良纳米银线导电墨水烧结工艺参数。

技术领域

本发明涉及导电材料技术领域，特别是涉及一种基于热压烧结的纳米银线导电墨水烧结薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

科技的快速发展和人类生活水平的不断提高促进了电子显示设备的发展。电子显示中电子触摸屏的发展以及透明导电薄膜的出现应用让我们进入了一个新的电子科技时代。透明导电薄膜作为显示领域所有产品的关键环节，其性能直接影响着最终产品的效能。其中柔性电子设备成为未来电子设备发展的方向之一，所以需要优良的柔性导电薄膜。其中纳米银线具有较好的机械稳定性、无毒、低成本以及可以进行卷对卷连续生产，成为替代传统氧化锡锢(ITO)的首选材料。纳米银线导电薄膜的导电性会受到纳米银线之间的节点电阻影响，进行长度在20μm-40μm的纳米银线的烧结，降低节点电阻，提高导电薄膜的导电性。

要达到上述目标，首先要制备具有较好性能的纳米银线导电墨水，对获得的导电墨水进行烧结。在采用传统的纳米银线热烧结中，由于纳米银线表面附着PVP有机物，在刚开始加热过程中，去除附着在纳米银线表面的PVP，使得纳米银线实现搭接，降低导电薄膜的电阻。当温度升高是，纳米银线端头发生烧结，纳米银线之间形成有效的导电通路。但是由于烧结需要较高的温度，会对导电薄膜的基底造成破坏，降低薄膜的机械性能。因此通过热压烧结替代热烧结，使得纳米银线在外载压力的作用下，增加纳米银线的烧结驱动力，降低纳米银线烧结温度，最终使得纳米银线在低温下可以获得较好的银线接头，降低纳米银线之间的节点电阻，提高纳米银线薄膜的导电性，同时保留薄膜基底的机械性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的传统纳米银线导电墨水烧结温度高，基底破坏等问题，而提供一种基于热压烧结的纳米银线导电墨水烧结薄膜及其制备方法和应用，使得纳米银线可以在低温下进行烧结，提高薄膜的导电性，减少对薄膜基底的破坏，发展基于热烧结技术上的热压烧结工艺，获得合适的工艺参数，研究其低温连接机理等，发展纳米银线导电墨水烧结薄膜的性能评估技术保证期间长期可靠工作，应用前景值得期待。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种纳米银线导电墨水烧结薄膜，纳米银线之间通过节点连接，按照以下方法制备：

步骤1，将纳米银线分散于异丙醇中，得到纳米银线浓度为3-6g/L的纳米银线墨水；

步骤2，将所述纳米银线墨水写到爱普生相纸上，得到方块电阻；

步骤3，将所述方块电阻于140-160℃、2.0-4.0×10⁴Pa条件下热压烧结20-40min，得到纳米银线导电墨水烧结薄膜。

在上述技术方案中，所述纳米银线通过多元醇法制备，具体的包括以下步骤：

将1.2-1.5g的PVP-K30加入到0.13-0.18mmol/L的FeCl₃-乙二醇溶液中，分散均匀得到PVP-FeCl₃-乙二醇溶液，再向所述PVP-FeCl₃-乙二醇溶液中滴加40-60ml的将0.13-0.19mol/L的AgNO₃的乙二醇溶液，分散均匀后，反应体系于130-170℃的条件下反应2-3h，反应结束后，自然冷却至室温20-25℃，然后利用丙酮和无水乙醇进行洗涤，得到纳米银线。