[发明专利]一种透明导电膜的制备方法及透明导电膜

说明书

本申请提供一种透明导电膜的制备方法，包括以下步骤：获取导电油墨，所述导电油墨包括溶剂、以及分散于所述溶剂中的纤维素纳米纤维和纳米金属线；施加所述导电油墨于透明基材表面上；在所述透明基材表面上形成透明导电层；用紫外光照射所述透明导电层。本申请中透明导电膜的制备方法简单，通过紫外光照射所述导电层能够焊接搭接的银纳米线和纤维素纳米纤维，从而进一步降低透明导电膜的方阻，且不影响透明导电膜的透光率和雾度，同时焊接银纳米线和纤维素纳米纤维还可提高导电层的机械稳定性。

技术领域

本申请涉及透明导电膜技术领域，具体涉及一种透明导电膜的制备方法及透明导电膜。

背景技术

当代电子产品日新月异，正朝着小型化、轻型化、薄型化、智能化、柔性可穿戴的方向飞速发展。透明电极作为电子器件的关键部件，被广泛应用于触控屏、显示器、LED、太阳能电池、电磁屏蔽甚至能源等领域。当今主流的透明电极材料铟掺杂氧化锡(ITO)具有质脆、工艺复杂、铟的储量有限、能耗高、成本高等方面的缺陷，其越来越难以满足当下流行的柔性可穿戴电子产品的要求。

金属纳米线透明电极具有工艺简单、低成本、优异的光电性能和机械柔性等优势，已成为ITO最具潜力的替代材料。金属纳米线透明导电膜的导电性、透光性、雾度及附着性等性能直接影响透明电极的性能。发明人通过研究发现大多数研究者是通过对导电油墨的配方进行优化以获得导电性、透光性、雾度及附着性等性能均理想的透明导电膜，其导致导电油墨的配方设计越来越复杂，制备成本也越来越高；同时，发明人还发现通过现有制备工艺获得的透明导电膜的导电性、透光性、雾度及附着性等性能仍不够理想。

发明内容

本申请提供一种透明导电膜的制备方法旨在解决通过现有制备方法获得的透明导电膜的导电性、透光性、雾度及附着性等性能不够理想的技术问题。

一方面，本申请提供一种透明导电膜的制备方法，包括以下步骤：

获取导电油墨，所述导电油墨包括溶剂、以及分散于所述溶剂中的纤维素纳米纤维和纳米金属线；

施加所述导电油墨于透明基材表面上；

在所述透明基材表面上形成透明导电层；

用紫外光照射所述透明导电层。

需要说明的是，本发明中的纤维素纳米纤维与亲水性纤维素粘合剂为不同物质，纤维素纳米纤维形貌类似于碳纳米管，其直径为纳米级，例如小于10nm，其长度为数百纳米到几十微米，且悬浮于溶剂(例如水)中，并能和金属纳米线均匀混合。经固化干燥后，导电油墨中一维结构的纤维素纳米纤维可以和一维结构的金属纳米线混编形成导电网络，从而在所述透明基材表面上形成透明导电层，宏观类似一层透明导电膜。亲水性纤维素是一种高分子聚合物，其为一种常用的水性粘合剂，并溶解于水中，干燥后会形成连续的聚合物膜层，而在金属纳米线之间形成聚合物膜层显然不利于获得低方阻的透明导电膜。

可以理解的是，在所述透明基材表面上形成透明导电层的步骤包括移除所述导电油墨中在25℃及101.3kPa下为液体的成分，例如溶剂。常规的处理方法是在一定温度下加热所述导电油墨使其中的溶剂挥发，从而使导电油墨中的纤维素纳米纤维和金属纳米线沉积在所述透明基材表面上，该工艺过程也可称固化干燥过程。进一步地，所述导电油墨的固化温度为60～150℃，优选100℃。所述固化时间为1～10min，优选5min。

需要强调的是，发明人通过多次实验创造性地发现用紫外光照射所述透明导电层可进一步降低透明导电膜的方阻，且不影响导电层的透光率和雾度，并能够获得性能更加稳定的透明导电膜。经紫外光照射后，透明导电膜的方阻会进一步降低的一种可能的机理是紫外光照射能够同时焊接银纳米线和纤维素纳米纤维，例如焊接银纳米线与银纳米线的搭接处、或银纳米线与纤维素纳米纤维的搭接处、或纤维素纳米纤维与纤维素纳米纤维的搭接处，从而减少导电网络中网络节点处的接触电阻，进而获得低方阻的透明导电膜。