CN110634621A - 一种基于AgNWs柔性透明触摸屏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AgNWs柔性透明触摸屏及其制备方法,利用旋涂法及热转印机制备的AgNWs透明导电薄膜,并利用该薄膜制作柔性透明触摸屏,性能优良,成本低廉,工艺简单,可重复性高。所制备的AgNWs透明导电薄膜在波长为550nm时的透过率为86%左右,方块电阻为15Ω/sq左右,柔性透明触摸屏有较高的灵敏度。
Description
技术领域
本发明属于功能薄膜材料领域,具体涉及一种基于AgNWs柔性透明触摸屏及其制备方法。
背景技术
目前市场上的触摸屏大多采用氧化铟锡材料做成。这是一种稀土金属,由于目前触摸屏的用量很大,因此这种材料越来越少,价格也越来越高。此外,氧化铟锡透明电极缺乏柔韧性,不易弯曲,化学稳定性差,不适合应用于柔性透明电极。
银纳米线具有出色的导电性和机械强度,同时银储存量巨大。含银纳米线的导电薄膜具有诸多优点:制备工艺较为简单、成本低廉、可重复性好等等。这些优点使得含银纳米线的导电薄膜被广泛研究,并应用在触摸屏传感器等领域。但是用银纳米线制备成的透明导电薄膜存在与衬底粘附性差、薄层电阻较大等缺点,这大大限制了其在触摸屏领域的应用,所以急需一种银纳米线与衬底具有超强粘附性,性能优异的透明导电薄膜,来实现AgNWs在柔性透明触摸屏上的应用。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提供一种基于AgNWs柔性透明触摸屏及其制备方法,解决现有技术中ITO触摸屏成本较高且银纳米线透明导电薄膜存在与衬底粘附性差、薄层电阻较高等问题。
本发明的技术方案为:
一种基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法,包括如下步骤:
(1)准备银纳米线溶液、衬底及石英片;
(2)待步骤(1)完成之后,使用匀胶机在衬底上旋涂AgNWs/无水乙醇混合溶液,并自然风干;
(3)待步骤(2)完成之后,使用热转印机将银纳米线嵌入衬底;
(4)待步骤(3)完成后,用两片大小相等的AgNWs透明导电薄膜制做透明柔性触摸屏。
所述步骤(1)银纳米线溶液指银纳米线与无水乙醇混合均匀,制成浓度为1.5~1.8mg/ml的溶液。
所述步骤(1)衬底为PET、PC、PVC柔性透明衬底,使用前用无水乙醇和去离子水超声洗涤,并用高纯氮气吹干;所述石英片用无水乙醇和去离子水超声洗涤,并用高纯氮气吹干备用。
所述步骤(2)AgNWs混合溶液需均匀涂抹在衬底表面。
所述步骤(2)中匀胶机转速为650rpm~1500rpm,时间为10s~30s。
所述步骤(3)包括如下步骤:
(a)将风干后的银纳米线导电薄膜夹在两片洗干净备用的石英片之间,石英片可以完全覆盖银纳米线导电薄膜;
(b)热转印机设置温度为160℃~200℃,设置加热时间为40s~120s,将银纳米线嵌入衬底;
(c)加热完成取出后自然降至室温。
所述步骤(4)包括如下步骤:
(a)其中一片AgNWs透明导电薄膜分别用导电银浆涂左右两侧5mm宽度并分别引出一条导线,用3M胶带将上下两侧粘住5mm宽度;
(b)另一片AgNWs透明导电薄膜分别用导电银浆涂上下两侧5mm宽度并分别引出一条导线,用3M胶带将左右两侧粘住5mm宽度;
(c)将两片AgNWs透明导电薄膜重叠放在一起,其中涂有AgNWs薄膜的一面向内,连接传感器。
所述基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法制备得到的AgNWs柔性透明触摸屏。
本发明有益效果:
本发明利用旋涂法及热转印机制备的AgNWs透明导电薄膜,并利用该薄膜制作柔性透明触摸屏,性能优良,成本低廉,工艺简单,可重复性高。所制备的AgNWs透明导电薄膜在波长为550nm时的透过率为86%左右,方块电阻为15Ω/sq左右,柔性透明触摸屏有较高的灵敏度。
附图说明
图1在PC衬底上AgNWs透明导电薄膜样品在方块电阻为17Ω/sq时的光学透过性能(紫外-可见光谱)图谱;
图2为基于AgNWs柔性透明触摸屏结构示意图;
其中:1-导电银浆;2-3M胶带;3-AgNWs导电薄膜。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明,应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
1.将PC衬底两边的保护膜撕下,然后先后用无水乙醇和去离子水超声清洗PC衬底及石英片,并用高纯氮气吹干,备用。
2.制备银纳米线与无水乙醇混合溶液。将自制的银纳米线与无水乙醇混合均匀,制成浓度为1.7mg/ml的混合溶液。
3.将PC衬底吸附在匀胶机上,设置参数为750rpm,时间为15s,旋涂AgNWs混合溶液,旋涂结束后自然风干。
4.步骤3结束后,将银纳米薄膜夹在两片备用的能够完全覆盖该膜的石英片中间,用热转印机加热加压,热转印机温度设置为165℃,加热时间为80s,完成后,取出自然降至室温。
5.重复步骤3~4获得两片大小相同的AgNWs导电薄膜。
6.将一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂左右两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘上下两侧5mm,将另一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂上下两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘左右两侧5mm。
7.将处理完的两片AgNWs导电薄膜重叠放在一起,其中涂有AgNWs薄膜的一面向内,并将导线与传感器相连接。
所在PC衬底上AgNWs与衬底具有超强粘附性的透明导电薄膜样品在波长为550nm时光学透过率为85.6%,方块电阻为13Ω/sq,柔性透明触摸屏有较高的灵敏度。
实施例2
1.将PC衬底两边的保护膜撕下,然后先后用无水乙醇和去离子水超声清洗PC衬底及石英片,并用高纯氮气吹干,备用。
2.制备银纳米线与无水乙醇混合溶液。将自制的银纳米线与无水乙醇混合均匀,制成浓度为1.6mg/ml的混合溶液。
3.将PC衬底吸附在匀胶机上,设置参数为1000rpm,时间为20s,旋涂AgNWs混合溶液,旋涂结束后自然风干。
4.步骤3结束后,将银纳米薄膜夹在两片备用的能够完全覆盖该膜的石英片中间,用热转印机加热加压,热转印机温度设置为160℃,加热时间为60s,完成后,取出自然降至室温。
5.重复步骤3~4获得两片大小相同的AgNWs导电薄膜。
6.将一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂左右两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘上下两侧5mm,将另一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂上下两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘左右两侧5mm。
7.将处理完的两片AgNWs导电薄膜重叠放在一起,其中涂有AgNWs薄膜的一面向内,并将导线与传感器相连接。
所在PC衬底上AgNWs与衬底具有超强粘附性的透明导电薄膜样品在波长为550nm时光学透过率为89.5%,方块电阻为17Ω/sq,柔性透明触摸屏有较高的灵敏度。
实施例3
1.将PC衬底两边的保护膜撕下,然后先后用无水乙醇和去离子水超声清洗PC衬底及石英片,并用高纯氮气吹干,备用。
2.制备银纳米线与无水乙醇混合溶液。将自制的银纳米线与无水乙醇混合均匀,制成浓度为1.8mg/ml的混合溶液。
3.将PC衬底吸附在匀胶机上,设置参数为800rpm,时间为10s,旋涂AgNWs混合溶液,旋涂结束后自然风干。
4.步骤3结束后,将银纳米薄膜夹在两片备用的能够完全覆盖该膜的石英片中间,用热转印机加热加压,热转印机温度设置为175℃,加热时间为110s,完成后,取出自然降至室温。
5.重复步骤3~4获得两片大小相同的AgNWs导电薄膜。
6.将一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂左右两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘上下两侧5mm,将另一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂上下两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘左右两侧5mm。
7.将处理完的两片AgNWs导电薄膜重叠放在一起,其中涂有AgNWs薄膜的一面向内,并将导线与传感器相连接。
所在PC衬底上AgNWs与衬底具有超强粘附性的透明导电薄膜样品在波长为550nm时光学透过率为83%,方块电阻为12Ω/sq,柔性透明触摸屏有较高的灵敏度。
实施例4
1.将PET衬底两边的保护膜撕下,然后先后用无水乙醇和去离子水超声清洗PET衬底及石英片,并用高纯氮气吹干,备用。
2.制备银纳米线与无水乙醇混合溶液。将自制的银纳米线与无水乙醇混合均匀,制成浓度为1.7mg/ml的混合溶液。
3.将PET衬底吸附在匀胶机上,设置参数为750rpm,时间为20s,旋涂AgNWs混合溶液,旋涂结束后自然风干。
4.步骤3结束后,将银纳米薄膜夹在两片备用的能够完全覆盖该膜的石英片中间,用热转印机加热加压,热转印机温度设置为190℃,加热时间为100s,完成后,取出自然降至室温。
5.重复步骤3~4获得两片大小相同的AgNWs导电薄膜。
6.将一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂左右两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘上下两侧5mm,将另一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂上下两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘左右两侧5mm。
7.将处理完的两片AgNWs导电薄膜重叠放在一起,其中涂有AgNWs薄膜的一面向内,并将导线与传感器相连接。
所在PET衬底上AgNWs与衬底具有超强粘附性的透明导电薄膜样品在波长为550nm时光学透过率为85%,方块电阻为13.5Ω/sq,柔性透明触摸屏有较高的灵敏度。
实施例5
1.将PVC衬底两边的保护膜撕下,然后先后用无水乙醇和去离子水超声清洗PVC衬底及石英片,并用高纯氮气吹干,备用。
2.制备银纳米线与无水乙醇混合溶液。将自制的银纳米线与无水乙醇混合均匀,制成浓度为1.7mg/ml的混合溶液。
3.将PVC衬底吸附在匀胶机上,设置参数为750rpm,时间为15s,旋涂AgNWs混合溶液,旋涂结束后自然风干。
4.步骤3结束后,将银纳米薄膜夹在两片备用的能够完全覆盖该膜的石英片中间,用热转印机加热加压,热转印机温度设置为130℃,加热时间为90s,完成后,取出自然降至室温。
5.重复步骤3~4获得两片大小相同的AgNWs导电薄膜。
6.将一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂左右两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘上下两侧5mm,将另一片AgNWs导电薄膜用导电银浆涂上下两侧5mm并分别引出一条导线,用3M胶带粘左右两侧5mm。
7.将处理完的两片AgNWs导电薄膜重叠放在一起,其中涂有AgNWs薄膜的一面向内,并将导线与传感器相连接。
所在PVC衬底上AgNWs与衬底具有超强粘附性的透明导电薄膜样品在波长为550nm时光学透过率为86%,方块电阻为15Ω/sq,柔性透明触摸屏有较高的灵敏度。
经检测所得的AgNWs导电薄膜的导电性能如表1所示。
表1:
本发明并不局限于上述实施例,很多细节的变化是可能的,但这并不因此违背本发明的范围和精神。
Claims (8)
1.一种基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)准备银纳米线溶液、衬底及石英片;
(2)待步骤(1)完成之后,使用匀胶机在衬底上旋涂AgNWs/无水乙醇混合溶液,并自然风干;
(3)待步骤(2)完成之后,使用热转印机将银纳米线嵌入衬底;
(4)待步骤(3)完成后,用两片大小相等的AgNWs透明导电薄膜制做透明柔性触摸屏。
2.根据权利要求1所述基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)银纳米线溶液指银纳米线与无水乙醇混合均匀,制成浓度为1.5~1.8mg/ml的溶液。
3.根据权利要求1所述基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)衬底为PET、PC、PVC柔性透明衬底,使用前用无水乙醇和去离子水超声洗涤,并用高纯氮气吹干;所述石英片用无水乙醇和去离子水超声洗涤,并用高纯氮气吹干备用。
4.根据权利要求1所述基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)AgNWs混合溶液需均匀涂抹在衬底表面。
5.根据权利要求1所述基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中匀胶机转速为650rpm~1500rpm,时间为10s~30s。
6.根据权利要求1所述基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)包括如下步骤:
(a)将风干后的银纳米线导电薄膜夹在两片洗干净备用的石英片之间,石英片可以完全覆盖银纳米线导电薄膜;
(b)热转印机设置温度为160℃~200℃,设置加热时间为40s~120s,将银纳米线嵌入衬底;
(c)加热完成取出后自然降至室温。
7.根据权利要求1所述基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)包括如下步骤:
(a)其中一片AgNWs透明导电薄膜分别用导电银浆涂左右两侧5mm宽度并分别引出一条导线,用3M胶带将上下两侧粘住5mm宽度;
(b)另一片AgNWs透明导电薄膜分别用导电银浆涂上下两侧5mm宽度并分别引出一条导线,用3M胶带将左右两侧粘住5mm宽度;
(c)将两片AgNWs透明导电薄膜重叠放在一起,其中涂有AgNWs薄膜的一面向内,连接传感器。
8.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述基于AgNWs柔性透明触摸屏的制备方法制备得到的AgNWs柔性透明触摸屏。
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