CN110134297B - 折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,包括以下步骤:选择柔性基底,制备电极层,包括:菱形导电电极的制备、线形引出导电电极的制备,电极外设连接,封装,贴覆保护层;本发明以抗反复、高度弯折的金属纳米线薄膜为主要功能层,全部组件柔韧性好,器件结构稳定,在保持触控灵敏性的同时,可以自适应贴合于目标仪器,大大拓宽了触控的应用范围。本发明器件构型灵活多变,导电层电极花样不拘泥于一种,可根据不同应用需求选择器件构型,将适应对性能有特别偏好如高透明性、卓越弯折性、超薄性的器件指标要求。本发明器件制作方便,利于规模化生产。

Description

折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法
技术领域
本发明属于电容触屏技术领域,特别涉及一种折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法。
背景技术
随着柔性智能终端产品的日益发展,外挂式触摸屏、特别是以纳米银、金属网格为代表的柔性触控产品,因其极具竞争性的性能、价格及产能,已获得了越来越多行业人士的关注,作为全球触控应用、材料、设备发展的行业风向标。传统的触控元件特别是基于导电玻璃的触控硬件根本不能满足上述要求,而制备于柔性基底上的传统导电薄膜如氧化铟锡薄膜,也达不到反复、大曲率弯折的苛刻要求。
实现上述目标需要从材料选择到器件构型设计的全新构思。从材料层面讲,金属纳米线薄膜相对金属氧化物薄膜和由金属纳米颗粒组成的金属网格在柔韧性方面、相对碳材料薄膜和有机导电薄膜在导电性方面优势显著;从器件构型层面讲,全柔性触控硬件需要所有组成单元具有可弯折性,同时要足够薄。
目前关于折叠式金属纳米线电容触屏既无报道,也无专利保护。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提供一种折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,该电容触屏可弯曲,其中所有样式电极采用金属纳米线薄膜,可实现曲面、折叠应用场景下的触控功能,解决在柔性应用、运动感知下触控失灵的问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、选择柔性基底,
步骤B、电极层的制备,包括:
步骤B1、菱形导电电极的制备:
在柔性基底的上表面和下表面分别制备由导电墨水喷涂或喷墨打印而成的菱形网格透明导电电极层,其中:上、下表面的菱形网格透明导电电极层包括呈阵列式n行m列排布的若干个菱形电极,其中:柔性基底上表面的导电电极层中,同一行相邻的菱形电极之间由导电墨水形成的线相连接,柔性基底下表面的导电电极层中,同一列相邻的菱形电极之间由导电墨水形成的线相连接,上下两层导电电极层中位置相对应的导电墨水形成的线相互垂直;一层导电电极层为驱动电极,另一层导电电极层为感应电极,菱形电极所形成的透明导电薄膜层的方块电阻为50-200欧姆;导电墨水的厚度来调节方块电阻,也可以说是由喷涂或喷墨打印导电墨水的量来调控方块电阻为50-200欧姆,具体地讲,所需50-200欧姆的方块电阻对应每平方分米所用导电墨水量为2-10ml。
步骤B2、线形引出导电电极的制备:
上下两层导电电极层中,相连的一行或一列菱形电极均从该行或该列最端部的菱形电极的一端通过导电墨水形成的线形引出导电电极引向柔性基底的同一个侧边边缘,上下两层导电电极层的线形引出导电电极不重合,位于同一导电电极层的每一根线形引出导电电极相互靠近,但留有绝缘空隙;
步骤C、电极外设连接:柔性基底上下两面的线形引出导电电极通过柔性电路板外接驱动芯片;所述柔性电路板中间的裂缝将其分为两边,其中一边连接柔性基底上表面的线形引出导电电极,另一边连接柔性基底下表面的线形引出导电电极;每一根线形引出导电电极都在柔性电路板上对应连接一个引脚;
步骤D、封装:用胶贴合柔性基底四周,遮挡住线形引出导电电极;
步骤E、贴覆保护层:将一层保护层附着于上层导电电极层的上表面,另一层保护层附着于下层导电电极层的下表面。
优选地,所述柔性基底为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯亚胺材料中的一种。
优选地,所述保护层为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯亚胺材料中的一种。
优选地,所述柔性基底在可见光区平均透过率不低于75%、柔性基底的厚度为0.01mm-0.5mm;所述菱形网格的行距和列距均为5-30微米。
优选地,所述线形引出导电电极的厚度为0.001mm-0.1mm、线形引出导电电极的线宽为0.1-1.0mm。
优选地,所述步骤B中,相邻的菱形电极之间的线连接菱形电极相邻的两个顶点。
优选地,所述步骤E中,采用OCA光学胶或者双面胶贴覆保护层。
进一步地,每100ml导电墨水,包括以下组分:
银纳米线:50-1000mg,
银纳米线溶剂:90-99ml,
粘度调节剂:0.1-2g,
分散剂:3-70mg,
分散剂溶剂:0.1-1ml,
流平剂:4-85mg,
流平剂溶剂:0.1-1ml,
二氧化硅纳米颗粒:0.2-8.5g,
硅溶胶溶剂:1-8ml;
其中:50-1000mg 的银纳米线由以下组分制得:
PVP:0.4-20g,
硝酸银:0.5-10g,
卤素离子试剂:0.04-0.8g,
乙二醇:132-1500ml。
优选地,所述PVP的分子质量大于30万;
优选地,所述卤素离子试剂包括NaCl、NaBr、FeCl3、四丙基氯化铵、四丙基溴化铵中的一种或多种;
优选地,所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为去离子水或醇系溶剂;当银纳米线溶剂为去离子水时,硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂也为去离子水;当银纳米线溶剂为醇系溶剂时,硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂也为醇系溶剂;
优选地,所述醇系溶剂是乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇中的任一种或几种混合;
优选地,所述粘度调节剂包括纤维素醚及其衍生物类中的一种或几种,纤维素醚及其衍生物类包括羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、纤维素烷基醚、纤维素羟烷基醚;
优选地,所述分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯聚合物、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种;
优选地,所述流平剂包括丙烯酸树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、饱和树脂、聚丙烯酸、羧甲基纤维素中的一种或多种;
优选地,所述二氧化硅纳米颗粒的直径为5-20nm。
进一步地,所述导电墨水,通过以下步骤制得:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取0.4-20g PVP放入乙二醇中,于130℃下加热2h至PVP完全溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取0.5-10g AgNO3加入乙二醇中,于4-8℃水浴中,100Hz超声7-9min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.04-0.8g卤素离子试剂溶解于乙二醇中,得到卤素离子乙二醇溶液;
步骤F4、量取乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的卤素离子乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌10-30min;
步骤F1-F4中,乙二醇的总量为132-1500ml,优选地,步骤F1中的乙二醇用量为15-17ml,步骤F2中的乙二醇用量为15ml,步骤F3中的乙二醇用量为2-4ml;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热,15-20min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃,在机械搅拌辅助下3-8min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,在170℃保温反应1-1.2h后,取出并放于5-15℃的冷水中淬冷至室温,得到含有银纳米线的溶液;
步骤G、银纳米线墨水的配制,
步骤G1、将步骤F5中得到的含有银纳米线的溶液于0.1-0.3kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min,静置9-15h后,取上清液,再用0.1-0.3kPa正压过滤清洗3-5次,过滤清洗3-5次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将0.1-2g粘度调节剂分散在90-99ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃10-20h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液,
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂90-99+分散剂溶剂0.1-1ml+流平剂溶剂0.1-1ml+硅溶胶溶剂1-8ml=100ml)的浓度为1-20mg/ml。
步骤G3、将50-1000mg步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂90-99+分散剂溶剂0.1-1ml+流平剂溶剂0.1-1ml+硅溶胶溶剂1-8ml=100ml)的浓度为0.5-10mg/ml。
步骤G4、取3-70mg分散剂置于0.1-1ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃1-2h至混合均匀,
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂90-99+分散剂溶剂0.1-1ml+流平剂溶剂0.1-1ml+硅溶胶溶剂1-8ml=100ml)的浓度为0.03-0.7mg/ml。
步骤G5、取4-85mg流平剂置于0.1-1ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃1-2h至混合均匀;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂90-99+分散剂溶剂0.1-1ml+流平剂溶剂0.1-1ml+硅溶胶溶剂1-8ml=100ml)的浓度为0.04-0.85mg/ml。
步骤G6、取0.2-8.5g直径为5-20nm二氧化硅纳米颗粒置于1-8ml硅溶胶溶剂中得到浓度为0.2-1.0625g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃2-5h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明以抗反复、高度弯折的金属纳米线薄膜为主要功能层,全部组件柔韧性好,器件结构稳定,在保持触控灵敏性的同时,可以自适应贴合于目标仪器,大大拓宽了触控的应用范围。
(2)本发明器件构型灵活多变,导电层电极花样的大小和间隔可调,可根据不同应用需求选择器件构型(如菱形的大小和间隔不同,透光率不同;透明基底厚度不同,透明性和可弯折性不同),将适应对性能有特别偏好如高透明性、卓越弯折性、超薄性的仪器指标要求。
(3)本发明器件制作方便,利于规模化生产。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中保护层的实物照片;
图3是本发明中保护层弯曲示意图:
图4是本发明中电极层的示意图;
图5是本发明中FPC电极外设;
图6是本发明中电容触屏组装完成图;
图7是本发明中电极所用银纳米线薄膜在弯折5000次后电阻变化与商用ITO的对比;
图8是本发明中导电墨水中银纳米线直径的分布图;
图9是本发明中导电墨水中银纳米线长度的分布图;
图10(a)是导电墨水中未添加硅溶胶的扫描电子显微镜像,图10(b)是导电墨水中添加硅溶胶的扫描电子显微镜像;
图11是本发明中导电墨水成膜的薄膜透过率光学指标图;
图12是本发明中导电墨水成膜的雾度光学指标图;
图13(a)是导电墨水中未添加硅溶胶3M胶带粘贴后的扫描电子显微镜像,图13(b)是导电墨水中添加硅溶胶用3M胶带粘贴后的扫描电子显微镜像;
图14(a)是导电墨水中未添加硅溶胶用3H铅笔测试后的扫描电子显微镜像,图14(b)是导电墨水中添加硅溶胶用3H铅笔测试后的扫描电子显微镜像;
其中:1-柔性基底,2-菱形网格透明导电电极层、3-菱形电极,4-导电墨水形成的线,5-线形引出导电电极,6-柔性电路板,7-引脚,8-保护层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例A1
一种折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、材料的选取,
(1)、保护层选用厚度100微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯,可见光透过率大于92%,该保护层选用两份,不做任何处理;
(2)、柔性基底选用厚度100微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯,可见光透过率大于92%;
步骤B、电极层的制备,
(1)、菱形导电电极的制备:
在柔性基底上方用刻好的掩膜板遮住,通过喷头在上面喷涂导电墨水,使其方阻为50-200欧姆。柔性基底的下方同样用刻好的掩膜板遮掩,用喷头喷涂导电墨水,其中:上层为每一横行都相连的菱形矩阵电极层,下层为每一竖行都相连的菱形矩阵电极层;由导电墨水的厚度,即喷涂的导电墨水的量来调控;
具体地讲,上、下表面的菱形网格透明导电电极层包括呈阵列式n行m列排布的若干个菱形电极,其中:柔性基底上表面的导电电极层中,同一行相邻的菱形电极之间由导电墨水形成的线相连接,柔性基底下表面的导电电极层中,同一列相邻的菱形电极之间由导电墨水形成的线相连接,上下两层导电电极层中位置相对应的导电墨水形成的线相互垂直;一层导电电极层为驱动电极,另一层导电电极层为感应电极,
(2)、线形引出导电电极的制备:
将柔性基底正面矩形的四个角从左上角开始按照顺时针方向依次用A、B、C、D表示。同样柔性基底反面的四个角也按照顺时针依次用A’、B’、C’、D’表示。其中:A的反面对应的是A’,B的反面对应的是B’,C的反面对应的是C’,D的反面对应的是D’。 柔性基底正面的菱形电极全是由AD边向着BC边横向相连的,且共有六行(示意图中仅画出4行)。因此溅射六条厚度为0.001 mm、线宽为0.5 mm线形电极,每条电极与BC边的第一个菱形相连,延伸到沿着BC边的边缘。这六条电极之间是并列形态,互相紧靠,且又互相不贴合。
接着将柔性基底反过来,由A’、B’、C’、D’这一面向上,则从左上角开始顺时针为B’, A’, D’, C’;此时,菱形电极是由C’D’向B’A’方向竖向相连排列的,一共有五列,此面菱形电极与另一面从表面上看是从菱形与菱形的连接线处相互交叉的。同理,从B’A’面溅射五条厚度为0.001 mm、线宽为0.5 mm线形电极,每条电极与C’D’边的第一个菱形相连,到达B’C’边,且与另一面不重合,处于并列形态;
上下两层导电电极层的线形引出导电电极不重合,位于同一导电电极层的每一根线形引出导电电极相互靠近,但留有绝缘空隙;
步骤C、电极外设连接:拿出柔性电路板,柔性基底上下两面的线形引出导电电极通过柔性电路板外接驱动芯片;所述柔性电路板中间的裂缝将其分为两边,其中一边连接柔性基底上表面的线形引出导电电极,另一边连接柔性基底下表面的线形引出导电电极;每一根线形引出导电电极都在柔性电路板上对应连接一个引脚,线形引出导电电极与引脚用导电胶电连接;
步骤D、封装:用双面胶贴住柔性基底四周,遮住线形引出导电电极,排除空气;
步骤E、贴覆保护层:将一层保护层附着于上层导电电极层的上表面,另一层保护层附着于下层导电电极层的下表面。
优选地,所述柔性基底在可见光区平均透过率不低于75%、柔性基底的厚度为0.01mm-0.5 mm;所述菱形网格的行距和列距均为5-30微米。
优选地,所述线形引出导电电极的厚度为0.001 mm-0.1 mm、线形引出导电电极的线宽为0.1-1.0mm。
所述步骤B中,相邻的菱形电极之间的线连接菱形电极相邻的两个顶点。
所述步骤E中,采用OCA光学胶或者双面胶贴覆保护层。
通过导电墨水的厚度来调节方块电阻的阻值,也可以说是由喷涂或喷墨打印导电墨水的量来调控方块电阻为50-200欧姆,具体地讲,所需50-200欧姆的方块电阻对应每平方分米所用导电墨水量为2-10ml。
进一步地,柔性基底1的上下表面设置有菱形网格透明导电电极层2,菱形网格透明导电电极层2包括呈阵列式排布的n行m列菱形电极3(n和m为正整数),位于上表面的每一行内相邻的菱形电极3通过导电墨水形成的线4相接,位于下表面的每一列内相邻的菱形电极3通过导电墨水形成的线4相接,上表面横向最端部的菱形电极3通过线形引出导电电极5引向与之对应的柔性基底1侧壁边缘,上表面纵向最端部的菱形电极3通过线形引出导电电极5引向与上表面相对应的柔性基底1侧壁边缘,上下表面的线形引出导电电极5不重合,位于同一导电电极层的每一根线形引出导电电极相互靠近,但留有绝缘空隙;优选地,上下表面的线形引出导电电极5均位于柔性基底1右侧边缘,且上表面的线形引出导电电极5在下表面的线形引出导电电极5的上边;所述柔性电路板6中间的裂缝将其分为两边,其中一边连接柔性基底1上表面的线形引出导电电极5,另一边连接柔性基底1下表面的线形引出导电电极5;每一根线形引出导电电极都在柔性电路板上对应连接一个引脚7,线形引出导电电极5与引脚7用导电胶电连接;将一层保护层8附着于上层导电电极层的上表面,另一层保护层8附着于下层导电电极层的下表面。
如图7所述,电极层所用银纳米线薄膜在弯折5000次后电阻变化与商用ITO的对比, 电极层在对折5000次后方块电阻变化不超过5%。 实施例A1中,所述柔性基底可以替换为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯亚胺材料中的任意一种。所述保护层可以替换为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯亚胺材料中的任意一种。
实施例B1
一种超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水的制备方法,包括以下步骤:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取0.84g PVP(分子质量50万)于250ml的锥形瓶中,向里面放入15ml乙二醇溶液,于加热板上130℃ 2h至PVP完全热溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取0.6g AgNO3加入15mL乙二醇中,4℃水浴中,100Hz超声7min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.02gNaCl、0.02gNaBr分别溶于1ml乙二醇中,得到两种卤素离子乙二醇溶液;
步骤F4、称取100mL 乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的卤素离子乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌10min;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热,15min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃,在机械搅拌辅助下3min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,170℃保温反应1h后,取出并放于5℃的冷水中淬冷至室温,得到含有银纳米线的溶液;
步骤G、银纳米线墨水的配制:
步骤G1、将步骤F中得到的含有银纳米线的溶液于0.1kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min后静置,静置9h,取上清液,再用0.1kPa正压过滤清洗3次,过滤清洗3次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将200mg粘度调节剂羟丙基甲基纤维素分散在96.7ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃10h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.15ml+流平剂溶剂0.15ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为2mg/ml;
步骤G3、将50mg步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.15ml+流平剂溶剂0.15ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为0.5mg/ml ;
步骤G4、取6mg分散剂十二烷基硫酸钠置于0.15ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃1.5h至混合均匀;
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.15ml+流平剂溶剂0.15ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为0.06mg/ml;
步骤G5、取7.5mg流平剂脲醛树脂置于0.15ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃1.5h至混合均匀;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.15ml+流平剂溶剂0.15ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为0.075mg/ml;
步骤G6、取0.75g直径在5nm的二氧化硅纳米颗粒置于3ml硅溶胶溶剂中得到浓度为0.25g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃3h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为去离子水。
实施例B2
一种超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水的制备方法,包括以下步骤:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取0.4g PVP(分子质量36万)放入15ml乙二醇溶液中,于加热板上130℃2h至PVP完全热溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取0.5g AgNO3加入15mL乙二醇中,6℃水浴中,100Hz超声8min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.1g NaCl溶解于4ml乙二醇中,得到NaCl乙二醇溶液;
步骤F4、称取100mL 乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的NaCl乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌20min;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热,18min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃,在机械搅拌辅助下5min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,在170℃保温反应1.1h后,取出并放于10℃的冷水中淬冷至室温,得到含有银纳米线的溶液;
步骤G、银纳米线墨水的配制:
步骤G1、将步骤F中得到的含有银纳米线的溶液于0.1kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min后,静置12h,取上清液,再用0.1kPa正压过滤清洗4次,过滤清洗4次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将1g粘度调节剂羟乙基纤维素分散在98.8ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃15h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂98.8ml+分散剂溶剂0.1ml+流平剂溶剂0.1ml+硅溶胶溶剂1ml=100ml)的浓度为10mg/ml;
步骤G3、将80mg步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂98.8ml+分散剂溶剂0.1ml+流平剂溶剂0.1ml+硅溶胶溶剂1ml=100ml)的浓度为0.8mg/ml;
步骤G4、取3mg分散剂三乙基己基磷酸置于0.1ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃1h至混合均匀;
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂98.8ml+分散剂溶剂0.1ml+流平剂溶剂0.1ml+硅溶胶溶剂1ml=100ml)的浓度为0.03mg/ml;
步骤G5、取4mg流平剂丙烯酸树脂置于0.1ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃1h至混合均匀;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂98.8ml+分散剂溶剂0.1ml+流平剂溶剂0.1ml+硅溶胶溶剂1ml=100ml)的浓度为0.04mg/ml;
步骤G6、取0.2g直径在15nm的二氧化硅纳米颗粒置于1ml硅溶胶溶剂中得到浓度为0.2g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃2h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为乙醇。
实施例B3
一种超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水的制备方法,包括以下步骤:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取20g PVP(分子质量130万)放入170ml乙二醇溶液中,于加热板上130℃ 2h至PVP完全热溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取10g AgNO3加入150mL乙二醇中,8℃水浴中,100Hz超声9min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.8g FeCl3溶解于40ml乙二醇中,得到FeCl3乙二醇溶液;
步骤F4、称取1140mL 乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的FeCl3乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌30min;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热, 20min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃, 在机械搅拌辅助下8min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,在170℃保温反应1.2h后,取出并放于15℃的冷水中淬冷至室温,得到含有银纳米线的溶液;
步骤G、银纳米线墨水的配制:
步骤G1、将步骤F中得到的含有银纳米线的溶液于0.3kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min后,静置15h,取上清液,再用0.3kPa正压过滤清洗5次,过滤清洗5次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将2g粘度调节剂甲基羟乙基纤维素分散在94.8ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃20h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂94.8ml +分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂1ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为3mg/ml;
步骤G3、将1g步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂94.8ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂1ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为10mg/ml ;
步骤G4、取70mg分散剂甲基戊醇置于0.2ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃1-2h至混合均匀;
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂94.8ml ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂1ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为0.7mg/ml;
步骤G5、取85mg流平剂三聚氰胺甲醛树脂置于1ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃2h至混合均匀;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂94.8ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂1ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为0.85mg/ml;
步骤G6、取8.4g直径在20nm的二氧化硅纳米颗粒置于4ml硅溶胶溶剂中得到浓度为2.1g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃5h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为丙醇。
实施例B4
一种超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水的制备方法,包括以下步骤:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取0.5g PVP(分子质量60万)放入17ml乙二醇溶液中,于加热板上130℃2h至PVP完全热溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取0.5g AgNO3加入15mL乙二醇中,5℃水浴中,100Hz超声8min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.04g卤素离子试剂四丙基氯化铵溶解于4ml乙二醇中,得到卤素离子乙二醇溶液;
步骤F4、称取110mL 乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的卤素离子乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌20min;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热, 20min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃,在机械搅拌辅助下3min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,保温反应在170℃1h后,取出并放于10℃的冷水中淬冷至室温,得到银纳米线;
步骤G、银纳米线墨水的配制:
步骤G1、将步骤F中得到的银纳米线于0.1kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min后,静置9h,取上清液,再用0.1kPa正压过滤清洗5次,过滤清洗5次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将2g粘度调节剂乙基羟乙基纤维素分散在90ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃10h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂90ml+分散剂溶剂1ml+流平剂溶剂1ml+硅溶胶溶剂8ml=100ml)的浓度为20mg/ml;
步骤G3、将80mg步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂90ml+分散剂溶剂1ml+流平剂溶剂1ml+硅溶胶溶剂8ml=100ml)的浓度为0.8mg/ml ;
步骤G4、取70mg分散剂聚丙烯酰胺置于1ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃1h至混合均匀;
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂90ml+分散剂溶剂1ml+流平剂溶剂1ml+硅溶胶溶剂8ml=100ml)的浓度为0.7mg/ml;
步骤G5、取85mg流平剂聚丙烯酸置于1ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃1h至混合均匀;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂90ml+分散剂溶剂1ml+流平剂溶剂1ml+硅溶胶溶剂8ml=100ml)的浓度为0.85mg/ml;
步骤G6、取8.5g直径在10nm的二氧化硅纳米颗粒置于8ml硅溶胶溶剂中得到浓度为1.0625 g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃2h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为乙二醇。
实施例B5
一种超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水的制备方法,包括以下步骤:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取20g PVP(分子质量130万)放入16ml乙二醇溶液中,于加热板上130℃2h至PVP完全热溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取10g AgNO3加入15mL乙二醇中,8℃水浴中,100Hz超声7min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.8g卤素离子试剂四丙基溴化铵溶解于4ml乙二醇中,得到卤素离子乙二醇溶液;
步骤F4、称取1200mL 乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的卤素离子乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌30min;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热,20min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃, 在机械搅拌辅助下8min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,在170℃下保温反应1h后,取出并放于15℃的冷水中淬冷至室温,得到银纳米线;
步骤G、银纳米线墨水的配制:
步骤G1、将步骤F中得到的银纳米线于0.2kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min后,静置15h,取上清液,再用0.2kPa正压过滤清洗3次,过滤清洗3次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将2g粘度调节剂甲基羟丙基纤维素分散在95.6ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃20h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂95.6ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.2ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为3mg/ml;
步骤G3、将1g步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂95.6ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.2ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为10mg/ml;
步骤G4、取70mg分散剂古尔胶置于0.2ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃2h至混合均匀;
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂95.6ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.2ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为0.7mg/ml;
步骤G5、取85mg流平剂羧甲基纤维素置于0.2ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃2h至混合均匀;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂95.6ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.2ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为0.85mg/ml;
步骤G6、取8.4g直径在15nm的二氧化硅纳米颗粒置于4ml硅溶胶溶剂中得到浓度为2.1g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃5h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为丙三醇。
实施例B6
一种超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水的制备方法,包括以下步骤:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取0.84g PVP(分子质量50万)放入15ml乙二醇溶液中,于加热板上130℃ 2h至PVP完全热溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取0.6g AgNO3加入15mL乙二醇中,5℃水浴中,100Hz超声8min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.05g NaCl、0.05gNaBr分别溶解于2ml乙二醇中,得到两种卤素离子乙二醇溶液;
步骤F4、称取110mL 乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的卤素离子乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌20min;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热,18min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃,在机械搅拌辅助下5min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,在170℃下保温反应1.1h后,取出并放于10℃的冷水中淬冷至室温,得到银纳米线;
步骤G、银纳米线墨水的配制:
步骤G1、将步骤F中得到的银纳米线于0.2kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min后静置,静置12h,取上清液,再用0.2kPa正压过滤清洗4次,过滤清洗4次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将0.2g粘度调节剂纤维素羟烷基醚分散在96.7ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃20h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.15ml+流平剂溶剂0.15ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为2mg/ml;
步骤G3、将80mg步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.15ml+流平剂溶剂0.15ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为0.8mg/ml ;
步骤G4、取6mg分散剂脂肪酸聚乙二醇酯置于0.15ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃1.5h至混合均匀;
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.15ml+流平剂溶剂0.15ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为0.06mg/ml;
步骤G5、取7.5mg流平剂饱和树脂置于0.15ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃1.5h至混合均匀;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.15ml+流平剂溶剂0.15ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为0.075mg/ml;
步骤G6、取0.75g直径在5nm的二氧化硅纳米颗粒置于3ml硅溶胶溶剂中得到浓度为0.25g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃3h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为体积比为1:1:1:1的乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇的混合液。
实施例B7
一种超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水的制备方法,包括以下步骤:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取8.4g PVP(分子质量36万)放入160ml乙二醇溶液中,于加热板上130℃ 2h至PVP完全热溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取6g AgNO3加入150mL乙二醇中,7℃水浴中,100Hz超声8min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.8g NaCl溶解于40ml乙二醇中,得到NaCl乙二醇溶液;
步骤F4、称取1100mL 乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的NaCl乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌20min;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热,18min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃,在机械搅拌辅助下5min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,在170℃下保温反应1h后,取出并放于10℃的冷水中淬冷至室温,得到银纳米线;
步骤G、银纳米线墨水的配制:
步骤G1、将步骤F中得到的银纳米线于0.2kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min后,静置12h,取上清液,再用0.2kPa正压过滤清洗5次,过滤清洗5次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将2g粘度调节剂(1g羟乙基纤维素、0.5g甲基羟乙基纤维素和0.5g羟丙基甲基纤维素)分散在96.7ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃15h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.1ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为20mg/ml;
步骤G3、将1g步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.1ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为10mg/ml ;
步骤G4、取70mg分散剂(35mg纤维素衍生物和35mg聚丙烯酸酯聚合物)置于0.2ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃1h至混合均匀;
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.1ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为0.7mg/ml;
步骤G5、取85mg流平剂(35mg丙烯酸树脂和50mg饱和树脂)置于0.1ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃1h至混合均匀;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂96.7ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.1ml+硅溶胶溶剂3ml=100ml)的浓度为0.85mg/ml;
步骤G6、取8.4g直径在15nm的二氧化硅纳米颗粒置于3ml硅溶胶溶剂中得到浓度为2.8g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃3h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为体积比为1:1的乙醇和丙醇的混合液。
实施例B8
一种超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水的制备方法,包括以下步骤:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、称取0.4g PVP(分子质量36万)放入16ml乙二醇溶液中,于加热板上130℃2h至PVP完全热溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、称取0.5 g AgNO3加入15mL乙二醇中,6℃水浴中,100Hz超声8min至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、称取0.1gNaCl和0.3gNaBr分别溶解于2ml乙二醇中,得到两种卤素离子乙二醇溶液;
步骤F4、称取100mL 乙二醇置于烧瓶中,并将烧瓶浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的卤素离子乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入烧瓶中,机械搅拌10min;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热,15min后达到180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃,在机械搅拌辅助下3min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,在170℃下保温反应1h后,取出并放于5℃的冷水中淬冷至室温,得到银纳米线;
步骤G、银纳米线墨水的配制:
步骤G1、将步骤F中得到的银纳米线于0.1kPa正压下过滤清洗一次后,取滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中,室温中摇晃10min后静置,静置9h,取上清液,再用0.1kPa正压过滤清洗3次,过滤清洗3次均取滤膜上的滤饼分散到质量分数5%的PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将0.3g粘度调节剂(0.2g羟乙基纤维素、0.05g甲基羟乙基纤维素、0.05g羟丙基甲基纤维素)分散在95.6ml银纳米线溶剂中,室温中摇晃15h,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
所述粘度调节剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂95.6ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.2ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为3mg/ml;
步骤G3、将80mg步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
所述银纳米线的用量占总溶剂(银纳米线溶剂95.6ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.2ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为0.8mg/ml;
步骤G4、取10mg分散剂(3mg三乙基己基磷酸、3mg十二烷基硫酸钠、2mg甲基戊醇、2mg聚丙烯酰胺)置于0.2ml分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃2h至混合均匀;
所述分散剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂95.6ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.2ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为0.1mg/ml;
步骤G5、取12mg流平剂(3mg丙烯酸树脂、3mg脲醛树脂、2mg三聚氰胺甲醛树脂、2mg聚丙烯酸、2mg羧甲基纤维素)置于0.2ml流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中;
所述流平剂的用量占总溶剂(银纳米线溶剂95.6ml+分散剂溶剂0.2ml+流平剂溶剂0.2ml+硅溶胶溶剂4ml=100ml)的浓度为0.12mg/ml;
步骤G6、取1.2g直径在20nm的二氧化硅纳米颗粒置于4ml硅溶胶溶剂中得到浓度为0.3g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃5h至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水。
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为去离子水。
实施例B1-B8中,聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP。
实施例B1-B8,均是以100ml导电墨水为例做出的实施例,在实际生产中,根据具体需要等比例扩大或缩小各组分的用量即可,此外,由于分散剂溶剂和流平剂溶剂的用量较小时,则该用量不计入在总溶剂中,并将银纳米线溶剂取以整数值,便于生产。
实施例B1-B8中的制备方法制得的超低雾度银纳米线薄膜的导电墨水,具有以下性质:
如图8和9所示,步骤F合成的银纳米线直径约20纳米、长径比约1000;这就保证了,薄膜光学透过率高于95%、雾度低于0.5%(如图11和12所示),满足高清屏的光学要求。在导电墨水中特别添加的硅溶胶,将银纳米线紧密固定在基底上,同时在其表面形成一层老化保护层,如扫描电子显微镜所示(如图10(b))。抗3M胶带粘贴测试(如图13(b)所示)证实了银纳米线与基底的牢固结合性。同时使用硅溶胶显著提高了薄膜的表面硬度达到3H(如图14(b)所示)。这些都为在高清屏中的实际应用打下坚实基础。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤A、选择柔性基底,
步骤B、电极层的制备,包括:
步骤B1、菱形导电电极的制备:
在柔性基底的上表面和下表面分别制备由导电墨水喷涂或喷墨打印而成的菱形网格透明导电电极层,其中:菱形网格透明导电电极层包括呈阵列式n行m列排布的若干个菱形电极,其中:柔性基底上表面的导电电极层中,同一行相邻的菱形电极之间由导电墨水形成的线相连接,柔性基底下表面的导电电极层中,同一列相邻的菱形电极之间由导电墨水形成的线相连接,上下两层导电电极层中位置相对应的导电墨水形成的线相互垂直;一层导电电极层为驱动电极,另一层导电电极层为感应电极,菱形电极所形成的透明导电电极层的方块电阻为50-200欧姆;
步骤B2、线形引出导电电极的制备:
上下两层导电电极层中,相连的一行或一列菱形电极均从该行或该列最端部的菱形电极的一端通过导电墨水形成的线形引出导电电极引向柔性基底的同一个侧边边缘,上下两层导电电极层的线形引出导电电极不重合,位于同一导电电极层的每一根线形引出导电电极相互靠近,但留有绝缘空隙;
步骤C、电极外设连接:柔性基底上下两面的线形引出导电电极通过柔性电路板外接驱动芯片;所述柔性电路板中间的裂缝将其分为两边,其中一边连接柔性基底上表面的线形引出导电电极,另一边连接柔性基底下表面的线形引出导电电极;每一根线形引出导电电极都在柔性电路板上对应连接一个引脚;
步骤D、封装:用胶贴合柔性基底四周,遮挡住线形引出导电电极;
步骤E、贴覆保护层:将一层保护层附着于上层导电电极层的上表面,另一层保护层附着于下层导电电极层的下表面;
每100ml导电墨水,包括以下组分:
银纳米线:50-1000mg,
银纳米线溶剂:90-99ml,
粘度调节剂:0.1-2g,
分散剂:3-70mg,
分散剂溶剂:0.1-1ml,
流平剂:4-85mg,
流平剂溶剂:0.1-1ml,
二氧化硅纳米颗粒:0.2-8.5g,
硅溶胶溶剂:1-8ml;
其中:50-1000mg 的银纳米线由以下组分制得:
PVP:0.4-20g,
硝酸银:0.5-10g,
卤素离子试剂:0.04-0.8g,
乙二醇:132-1500ml;
所述卤素离子试剂包括NaCl、NaBr、FeCl3、四丙基氯化铵、四丙基溴化铵中的一种或多种;
所述银纳米线溶剂、硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂均为去离子水或醇系溶剂;当银纳米线溶剂为去离子水时,硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂也为去离子水;当银纳米线溶剂为醇系溶剂时,硅溶胶溶剂、分散剂溶剂和流平剂溶剂也为醇系溶剂;
所述导电墨水,通过以下步骤制得:
步骤F、银纳米线的合成,
步骤F1、取PVP放入乙二醇中,加热至PVP完全溶解后自然冷却,得到PVP乙二醇溶液;
步骤F2、取AgNO3加入乙二醇中,至AgNO3完全溶解,得到AgNO3乙二醇溶液;
步骤F3、取卤素离子试剂溶解于乙二醇中,得到卤素离子乙二醇溶液;
步骤F4、取乙二醇置于容器中,并将容器浸没在室温的油浴锅中,依次将步骤F3中得到的卤素离子乙二醇溶液、步骤F2中得到的AgNO3乙二醇溶液、步骤F1中得到的PVP乙二醇溶液注入容器中,机械搅拌;
步骤F5、通入氮气,且将油浴锅开启加热至 180℃,达温后停止通氮气,并将温度设为170℃,在机械搅拌辅助下3-8min后降为170℃,继续搅拌2min后停止机械搅拌,在170℃保温反应1-1.2h后,取出并放于5-15℃的冷水中淬冷至室温,得到含有银纳米线的溶液;
步骤G、银纳米线墨水的配制,
步骤G1、将步骤F5中得到的含有银纳米线的溶液过滤清洗一次后,取滤饼分散到PVP水溶液中,静置后取上清液,再过滤清洗3-5次,过滤清洗3-5次均取滤膜上的滤饼分散到PVP水溶液中备用,滤饼为银纳米线;
步骤G2、将粘度调节剂分散在银纳米线溶剂中,室温中摇晃,至完全溶解且分散均匀,得到溶液;
步骤G3、将步骤G1中得到的银纳米线加入到步骤G2中得到的溶液中,得到银纳米线分散液;
步骤G4、取分散剂置于分散剂溶剂中得到分散剂溶液,再将分散剂溶液加入到步骤G3中得到的银纳米线分散液中,室温中摇晃至混合均匀;
步骤G5、取流平剂置于流平剂溶剂中得到流平剂溶液,再将流平剂溶液加入到步骤G4中得到的溶液中,室温中摇晃至混合均匀;
步骤G6、取二氧化硅纳米颗粒置于硅溶胶溶剂中得到浓度为0.2-1.0625g/ml的硅溶胶溶液,将硅溶胶溶液与步骤G5中得到的溶液混合,室温中摇晃至混合均匀,混合均匀后得到导电墨水;
所述二氧化硅纳米颗粒的直径为5-20nm。
2.根据权利要求1所述的折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,其特征在于:所述柔性基底为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯亚胺材料中的一种。
3.根据权利要求1所述的折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,其特征在于:所述保护层为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯亚胺材料中的一种。
4.根据权利要求1所述的折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,其特征在于:所述柔性基底在可见光区平均透过率不低于75%、柔性基底的厚度为0.01mm-0.5mm;所述菱形网格的行距和列距均为5-30微米。
5.根据权利要求1所述的折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,其特征在于:所述线形引出导电电极的厚度为0.001mm-0.1mm、线形引出导电电极的线宽为0.1-1.0mm。
6.根据权利要求1所述的折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,其特征在于:所述步骤B中,相邻的菱形电极之间的线连接菱形电极相邻的两个顶点。
7.根据权利要求1所述的折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,其特征在于:所述步骤E中,采用OCA光学胶或者双面胶贴覆保护层。
8.根据权利要求1所述的折叠式金属纳米线电容触屏的制备方法,其特征在于:所述PVP的分子质量大于30万;
所述醇系溶剂是乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇中的任一种或几种混合;
所述粘度调节剂包括纤维素醚及其衍生物类中的一种或几种,纤维素醚及其衍生物类包括羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、纤维素烷基醚、纤维素羟烷基醚;
所述分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯聚合物、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种;
所述流平剂包括丙烯酸树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、饱和树脂、聚丙烯酸、羧甲基纤维素中的一种或多种。
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