CN106128564A - 一种经光照烧结处理的pet/纳米银线透明导电膜的制备 - Google Patents

一种经光照烧结处理的pet/纳米银线透明导电膜的制备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及柔性透明导电薄膜技术领域，具体公开了一种经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，包括：PET基材表面除杂和透明导电膜的制备；所述PET基材表面除杂包括：选用经过双面硬化层处理的光学级镀膜PET基材，并采用丙酮与乙醇混合溶剂对PET基材进行除杂处理、蒸馏水冲洗、干燥得到表面洁净的PET基材；所述透明导电膜的制备包括：采用精密涂布的方式将浓度为0.05‑15mg/ml纳米银线乙醇分散液均匀致密地涂布于经表面除杂后的PET基材表面，室温晾干后经激光线扫描烧结制备出纳米银线透明导电薄膜。本发明的透明导电薄膜导电性强，附着力优，同时耐挠曲性良好，操作简便，成本较低，具有广阔的应用前景。

Description

一种经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备
技术领域
本发明涉及柔性透明导电薄膜技术领域，具体涉及一种经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备。
背景技术
透明导电薄膜是一种既具有导电性，又具有高透光性的薄膜，广泛应用于液晶显示、触控面板和太阳能电池等电子元器件领域。未来移动终端、可穿戴设备、智能家电等产品，对触摸面板有着强劲需求，同时随着触控面板大尺寸化、低价化，以及传统ITO薄膜不能用于可弯曲应用，导电性及透光率等本质问题不易克服等因素，众厂商纷纷开始研究ITO的替代品，包括纳米银线、金属网格、碳纳米管以及石墨烯等材料。从市场反应上来看，应用新材料技术生产的薄膜产品所占的比重在逐年提高。目前，石墨烯仍处于研发阶段，距量产还有很远的距离。碳纳米管工业化量产技术尚未完善，其制成的薄膜产品导电性还不能达到普通ITO薄膜的水平。因而，从技术发展与市场应用综合评价，金属网格与纳米银线技术将是近期新兴触控技术的两大主角。
金属网格技术因为采用普通的银、铜等金属材料或者氧化物等作为原始材料，通过传统的印压法制作薄膜面板，其原材料和制作成本都很低，但是这样的产品却有不可克服的莫瑞干涉问题，应用受到限制。要降低金属网格中金属的线宽，需要更改制成工艺，成本会随之增加，而且会有易断线等问题。因此，目前金属网格技术如何在降低成本的同时，满足多场景的下游应用是一个难点，还需整个产业链进一步发展完善才行。
相比较金属网格技术，纳米银线技术采用的是成型的纳米银线墨水材料，制程工艺简单，采用印刷制程快速生产大面积的触控面板，同时具有较小的弯曲半径，且在弯曲时电阻变化率较小，应用在具有柔性曲面显示的设备，而且整体的成本并不高，随着大规模的生产，成本会进一步的降低。然而现有技术中，仍存在不足，如纳米银线在透明导电薄膜中分布不均匀，PET表面疏水性及抗静电性不强，导致纳米银线薄膜的导电性和附着力较差。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，包括：PET基材表面除杂和透明导电膜的制备；
所述PET基材表面除杂包括：选用经过双面硬化层处理的光学级镀膜PET基材，并采用丙酮与乙醇混合溶剂对PET基材进行除杂处理、蒸馏水冲洗、干燥得到表面洁净的PET基材；
所述透明导电膜的制备包括：采用精密涂布的方式将浓度为0.05-15mg/ml纳米银线乙醇分散液均匀致密地涂布于经表面除杂后的PET基材表面，室温晾干后经激光线扫描烧结制备出纳米银线透明导电薄膜。
作为优选的，所述PET基材为厚度188um的经双面硬化层处理的光学级镀膜PET。
作为优选的，所述丙酮与乙醇混合溶剂体积比为1。
作为优选的，所述纳米银线乙醇分散液的浓度为0.05-10mg/ml。
作为优选的，所述精密涂布的方式为微凹版涂布方式。
作为优选的，所述室温晾干时间为30-240min。
作为进一步优选的，所述室温晾干时间为45-180min。
作为优选的，所述激光线扫描烧结为使用CO2激光器作为激光源，输出功率为10-200W，扫描速度0.01-10m/s进行激光线扫描烧结。
作为进一步优选的，所述激光源输出功率为50-200W，扫描速度0.1-5m/s。
本发明制备出的纳米银线透明导电薄膜厚度为30-500nm，优选30-200nm。
与现有纳米银线透明导电薄膜技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用纳米银线取代纳米银颗粒作为薄膜导电材料，通过银线之间相互接触达到导电目的；
衬底材料选用188um厚度经双面硬化层处理的光学级镀膜PET基材，激光照射时具有很强的抗穿透性；
将纳米银线乙醇分散液以微凹版涂布方式均匀致密地涂布于PET基材表面后，纳米银线附着在PET基材表面上，经激光照射时，由于等离子体效应，具有导电性的纳米银线吸收光能后迅速融化，并且衬底PET基材表面涂层也随之融化，纳米银线间相互烧结焊接在一起，而且融化的PET基材表面涂层将纳米银线紧密固定住，增加了纳米银线透明导电薄膜的导电性和附着力。
本发明的纳米银线透明导电薄膜导电性强、附着力优，同时耐挠曲性良好，操作简便，成本较低，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)透明导电膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将0.2mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净的PET基材上，室温晾干60min后，再使用CO2激光器作为激光源，输出功率200W，扫描速度0.5m/s进行激光线扫描烧结，制备出厚度为40nm的PET/纳米银线透明导电薄膜。
实施例2
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)透明导电膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将0.6mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净的PET基材上，室温晾干90min后，再使用CO2激光器作为激光源，输出功率200W，扫描速度0.5m/s进行激光线扫描烧结，制备出厚度为40nm的PET/纳米银线透明导电薄膜。
实施例3
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)透明导电膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将1mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净的PET基材上，室温晾干120min后，再使用CO2激光器作为激光源，输出功率200W，扫描速度0.5m/s进行激光线扫描烧结，制备出厚度为40nm的PET/纳米银线透明导电薄膜。
实施例4
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)透明导电膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将0.2mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净PET基材上，室温晾干60min后，再使用CO2激光器作为激光源，输出功率200W，扫描速度1m/s进行激光线扫描烧结，制备出厚度为60nm的PET/纳米银线透明导电薄膜。
实施例5
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)透明导电膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将0.6mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净PET基材上，室温晾干90min后，再使用CO2激光器作为激光源，输出功率200W，扫描速度1m/s进行激光线扫描烧结，制备出厚度为60nm的PET/纳米银线透明导电薄膜。
实施例6
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)透明导电薄膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将5mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净的PET基材上，室温晾干120min后，再使用CO2激光器作为激光源，输出功率100W，扫描速度3m/s进行激光线扫描烧结，制备出厚度为60nm的PET/纳米银线透明导电薄膜。
对比实施例1
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)纳米银线透明导电膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将0.2mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净的PET基材上，经烤箱烘烤温度100℃、时间60min得到厚度为55nm的纳米银线透明导电薄膜。
对比实施例2
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)纳米银线透明导电膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将0.6mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净的PET基材上，经烤箱烘烤温度110℃、时间60min得到厚度为65nm的纳米银线透明导电薄膜。
对比实施例3
步骤1)PET基材表面除杂：将188um光学级双面硬化PET基材用无水乙醇/丙酮体积比为1的混合溶剂清洗后，再用蒸馏水冲洗PET表面残留的混合溶剂，80℃真空干燥后得到表面洁净的PET基材；
步骤2)纳米银线透明导电膜的制备：通过微凹版涂布机采用微凹版涂布的方式将1mg/ml的纳米银线乙醇分散液精密涂布于步骤1)得到的表面洁净的PET基材上，经烤箱烘烤温度120℃、时间60min得到厚度为65nm的纳米银线透明导电薄膜。
表1中为测定各实施例纳米银线透明导电薄膜的各项性能指标：
表1各实施例中纳米银线透明导电薄膜的性能
从上表可知，本发明的经光照烧结处理的PET纳米银线透明导电薄膜导电性强，附着力优，同时耐挠曲性良好，操作简便，成本较低，具有广阔的应用前景。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，包括：PET基材表面除杂和透明导电膜的制备；
所述PET基材表面除杂包括：选用经过双面硬化层处理的光学级镀膜PET基材，并采用丙酮与乙醇混合溶剂对PET基材进行除杂处理、蒸馏水冲洗、干燥得到表面洁净的PET基材；
所述透明导电膜的制备包括：采用精密涂布的方式将浓度为0.05-15mg/ml纳米银线乙醇分散液均匀致密地涂布于经表面除杂后的PET基材表面，室温晾干后经激光线扫描烧结制备出纳米银线透明导电薄膜。
2.根据权利要求1所述的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，所述PET基材为厚度188um的经双面硬化层处理的光学级镀膜PET。
3.根据权利要求1所述的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，所述丙酮与乙醇混合溶剂体积比为1。
4.根据权利要求1所述的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，所述纳米银线乙醇分散液的浓度为0.05-10mg/ml。
5.根据权利要求1所述的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，所述精密涂布的方式为微凹版涂布方式。
6.根据权利要求1所述的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，所述室温晾干时间为30-240min。
7.根据权利要求6所述的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，所述室温晾干时间为45-180min。
8.根据权利要求1所述的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，所述激光线扫描烧结为使用CO2激光器作为激光源，输出功率为10-200W，扫描速度0.01-10m/s进行激光线扫描烧结。
9.根据权利要求8所述的经光照烧结处理的PET/纳米银线透明导电膜的制备，其特征在于，所述激光源输出功率为50-200W，扫描速度0.1-5m/s。
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Duan Xidong

Inventor after: Li Xiaofeng

Inventor after: Mao Zhihao

Inventor before: Duan Xiangfeng

Inventor before: Duan Xidong

Inventor before: Li Xiaofeng

Inventor before: Mao Zhihao