CN111029039A - 一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，在透明基材上，涂布纳米银涂布液后，分别在爬坡方向所述透明基材膜面的上方、下方及一侧设置吹风的风嘴，所述风嘴设置在基材膜面上方吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ1角，所述ɑ1的范围为30°≤ɑ1≤150°；所述风嘴设置在基材膜面下方吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ2角，所述ɑ2的范围为45°≤ɑ1≤135°；所述风嘴设置在基材膜面一侧吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ3角，所述ɑ3的范围为30°≤ɑ1≤150°，上述设计有效改善了纳米银线导电膜的电阻异向性波动差异较大的技术问题。

Description

一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法

技术领域

本发明涉及光学膜，具体涉及纳米银线导电膜。

背景技术

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，众面板厂商纷纷开始研究ITO的替代品。

纳米银线一般采用化学醇系合成法，生长成直径为10-200nm，长度为0.4-100μm的纳米线材料。纳米银线除了具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲饶性。因为被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，为实现柔性、可弯折OLED显示、触摸显示屏等提供了可能。纳米银线技术，是将纳米银线墨水材料涂抹在塑胶或者玻璃基板上，然后利用激光镭射技术，制成具有纳米级别银线导电网络图案的透明的导电薄膜，又因为可以应用在各种尺寸的显示屏幕上，特别是应用在大尺寸触控屏上。

目前制备纳米银导电膜有很多的方法，例如狭缝式涂布与微凹版涂布方式，微凹版涂布需要搭配合适的刮刀，容易造成银线断线，目前市场上采用狭缝式涂布方式解决纳米银线断线的方案，但因纳米银线在流体力学流动过程中，大多数银线大概率上会顺向在涂布MD方向排列，进而造成MD方向的线阻比TD方向的线阻小甚至小很多，这对后端触控模组选用合适的IC驱动造成一定的不便。

现在市场上有很多的纳米银导电膜，此类纳米银导电膜由于制程的原因，使得纳米银导电膜在机械运动方向与其垂直方向的线阻(MD方向线阻/TD方向线阻)比例小于1.0，大部分位于0.5-0.8，因此给后端的制程选用适当的IC驱动装置带来一些麻烦。虽然已经有专利发表改善纳米银线导电膜的电阻异向性，但是大部分改善方法是在涂布水平线上的烘箱中增加横向吹风的风嘴，纳米银涂布液在水平线上接受横向吹风，虽然能改善纳米银电阻异向性，但是通过微观手段观察，纳米银线堆叠的表面部分纳米银线被改变排列方向，但是底端纳米银线的堆叠仍然保留MD向更多排列，并没有从根本上改善纳米银线堆叠层的随机排列。在水平线上热烘箱增加横向吹风，只是纳米银线堆叠层上表面的纳米银线调整排列方向，塑料薄膜在热烘箱中由于机械拉力的作用，塑料薄膜存在张力线的现象，使得薄膜表面变得“凹凸”不平整，进而造成吹风作用在塑料薄膜上的作用力不均匀，最终纳米银线导电膜的电阻异向性波动差异较大，在实际应用中增加了应用端的不良比例。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，为了改善塑料薄膜在热烘箱中由于机械拉力的作用以及塑料薄膜存在张力线，使得薄膜表面变得“凹凸”不平整，进而造成吹风作用在塑料薄膜上的作用力不均匀，最终解决纳米银线导电膜的电阻异向性波动差异较大的技术问题。

为实现上述目的本发明的技术方案为：

一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，在透明基材上，涂布纳米银涂布液后，在爬坡方向基材膜面的上方设置吹风的风嘴，所述风嘴吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ1角，所述ɑ1的范围为30°≤ɑ1≤150°，所述风嘴吹风直接作用到纳米银线涂布液上，合适的角度能够解决造成吹风作用在塑料薄膜上的作用力不均匀的技术问题，从而改善纳米银线导电膜的电阻异向性波动差异较大的同时有效改善纳米银线电阻异向性效果，角度太小对于改善电阻异向性效果不大，角度太大，改善效果超过0.8-1.2范围。

进一步地，所述风嘴吹风风速范围为5m/s-20m/s，同样的，吹风风速太小，作用在纳米银线涂布液上的作用力太小，进而改善效果较差，风吹风速太大，改善效果超过0.8-1.2范围，而且容易造成膜面容易发雾。

一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，在透明基材上，涂布纳米银涂布液后，在爬坡方向基材膜面的下方设置吹风的风嘴，所述风嘴吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ2角，所述ɑ2的范围为45°≤ɑ2≤135°，所述风嘴吹风的方向与基材机械运行方向形成的ɑ2角能够使得膜面和纳米银涂布液能够剧烈的微观抖动，进而使得纳米银涂布液中的银线形成随机“乱流”，最终改善纳米银线导电膜的电阻异向性，角度太小对于改善电阻异向性效果不大，角度太大，改善效果超过0.8-1.2范围。

进一步地，所述风嘴吹风风速范围为5m/s-20m/s，同样的，吹风风速太小，作用在纳米银线涂布液上的作用力太小，进而改善效果较差，风吹风速太大，改善效果超过0.8-1.2范围，而且容易造成膜面容易发雾。

一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，在透明基材上，涂布纳米银涂布液后，在爬坡方向基材膜面的一侧设置吹风的风嘴，所述风嘴吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ3角，所述ɑ3的范围为30°≤ɑ3≤150°，所述风嘴吹风的方向与基材机械运行方向形成的ɑ3角吹风使得基材和膜面上纳米银涂布液，收到一个侧向风的风力，合适的角度能够解决造成吹风作用在塑料薄膜上的作用力不均匀的技术问题，从而改善纳米银线电阻电阻异向性，角度太小对于改善电阻异向性效果不大，角度太大，改善效果超过0.8-1.2范围。

进一步地，所述风嘴吹风风速范围为5m/s-20m/s，同样的，吹风风速太小，作用在纳米银线涂布液上的作用力太小，进而改善效果较差，风吹风速太大，改善效果超过0.8-1.2范围，而且容易造成膜面容易发雾。

进一步地，所述纳米银涂布液的黏度为1-30cps，纳米银涂布液的黏度为1-30cps，粘度太低，纳米银涂布液在爬坡过程中容易出现“流挂”以及烘箱中干燥时容易“乱流”，膜面外观看起来不均匀，粘度太大，减弱风力的作用力，对改善纳米银线电阻异向性不利，同时粘度太大，纳米银线涂布液的流平性较差，成膜后的雾度较大。

进一步地，所述纳米银线涂布液的爬坡角度为β，所述β的范围为30°≤β≤75°，角度太小，纳米银线受到斜向下的重力分力较小，不利于纳米银线的“湍流”，角度太大，通过狭缝式涂布方式涂布出来的纳米银线涂布液不容易成膜。

我们利用纳米银线液体在一定的吹风驱动力以及自身在爬坡过程中重力合力作用下，基材表面的液态微观下湍流流动，使得纳米银液体中的纳米银线排列方向改变的情况，在一定的吹风驱动力以及自身在爬坡过程中重力合力作用下，纳米银线堆叠层能够更多的随机排列，那么，如果在纳米银线涂布过程中，在垂直于涂布方向增设风嘴装置，合适的吹风角度及合适的风速吹风作用在塑料薄膜上的作用力不均匀能得到有效改善，使得纳米银线导电膜的电阻异向性波动差异较小，同时调整纳米银线的排列方向，这样可让纳米银导电膜MD方向的线阻与TD方向的线阻差异缩小或几乎相等，这样则从根本上改善了纳米银导电膜电阻异向性的问题。

纳米银线在一定的吹风作用下，会朝着一定的方向排列，因此为了改善纳米银导电膜电阻异向性的问题，我们加装一定设计方案的风嘴装置，使得纳米银液体在吹风作用下，让纳米银线在各个方向上杂乱无章的随机排列，排列方式如图2所示。

有益效果

本发明改善塑料薄膜在热烘箱中由于机械拉力的作用，塑料薄膜存在张力线的现象，使得薄膜表面变得“凹凸”不平整，进而造成吹风作用在塑料薄膜上的作用力不均匀，最终纳米银线导电膜的电阻异向性波动差异较大的技术问题的同时使得纳米银导电膜在机械运动方向与其垂直方向的线阻(MD方向线阻/TD方向线阻)比例位于0.8-1.2，波动小。

附图说明

图1纳米银线爬坡方向排列示意图。

图2纳米银线随机排列示意图。

图3纳米银导电膜裁取样品的的示意图。

图4实施例1纳米银线导电膜拟合曲线示意图。

图5对比例1纳米银线导电膜拟合曲线示意图。

图6涂头示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

在PET(比如125μm)的基材上，在MD方向涂布纳米银涂布液后(纳米银涂布液的黏度为10cps)，在爬坡方向上(爬坡角度β为45°)，经过涂布液的上方加装的风嘴吹风作用，吹风风向与MD方向(机械运动方向)ɑ1成90°，吹风风速10m/s，热干燥后，得到纳米银线导电膜。

实验结果：从实施例1的涂布后，测得的MD方向的线阻值与TD方向的线阻值较为接近，MD方向的线阻与TD方向的线阻比例平均值为1.0。由图4可知且能有效控制电阻异向波动。

实施例2

不同于实施例1，ɑ1＝30°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.8。

实施例3

不同于实施例1，ɑ1＝150°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.2。

实施例4

不同于实施例1，经过涂布液的下方加装的风嘴吹风作用，吹风风向与MD方向(机械运动方向)ɑ2＝90°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.0。

实施例5

不同于实施例1，经过涂布液的一侧加装的风嘴吹风作用，吹风风向与MD方向(机械运动方向)ɑ3＝90°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.0。

实施例6

不同于实施例1，ɑ1＝45°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.8。

实施例7

不同于实施例1，ɑ1＝135°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.1。

实施例8

不同于实施例1，ɑ1＝30°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.8。

实施例9

不同于实施例1，ɑ1＝150°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.1。

实施例10

不同于实施例1，吹风风速为5m/s，MD阻值/TD阻值的平均值为0.8。

实施例11

不同于实施例1，吹风风速为20m/s，MD阻值/TD阻值的平均值为1.2。

实施例12

不同于实施例1，β＝30°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.8。

实施例13

不同于实施例1，β＝75°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.2。

实施例14

不同于实施例1，经过涂布液的下方加装的风嘴吹风作用，吹风风向与MD方向(机械运动方向)ɑ2＝45°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.8。

实施例15

不同于实施例1，经过涂布液的下方加装的风嘴吹风作用，吹风风向与MD方向(机械运动方向)ɑ2＝135°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.2。

实施例16

不同于实施例1，经过涂布液的一侧加装的风嘴吹风作用，吹风风向与MD方向(机械运动方向)ɑ3＝30°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.8。

实施例17

不同于实施例1，经过涂布液的一侧加装的风嘴吹风作用，吹风风向与MD方向(机械运动方向)ɑ3＝150°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.2。

对比例1

在PET(比如125μm)的基材上，涂布纳米银油墨涂布液后(纳米银涂布液的黏度为10cps)，在热烘箱中垂直于基材表面向下吹风干燥，得到最终的纳米银导电膜。

实验结果：从对比例1的涂布后，测得的MD方向的线阻值与TD方向的线阻值相差较大，MD方向的线阻与TD方向的线阻比例位于0.5-0.7。

原因分析：在涂布过程中特别是使用狭缝式涂布的方法进行涂布，纳米银线容易朝着MD方向进行排列，而经过向下吹风且热干燥后，未改善纳米银线排列状况，造成MD方向的线阻值比TD方向的线阻大甚至大很多，MD方向的线阻值与TD方向的线阻值比例的平均值在0.5。

对比例2

不同于实施例1，ɑ1＝10°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.5。

对比例3

不同于实施例1，ɑ1＝170°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.5。

对比例4

不同于实施例1，ɑ2＝20°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.6。

对比例5

不同于实施例1，ɑ2＝150°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.7。

对比例6

不同于实施例1，ɑ3＝10°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.5。

对比例7

不同于实施例1，ɑ3＝170°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.6。

对比例8

不同于实施例1，吹风风速为3m/s，MD阻值/TD阻值的平均值为0.5。

对比例9

不同于实施例1，吹风风速为30m/s，MD阻值/TD阻值的平均值为1.7。

对比例10

不同于实施例1，β＝10°，MD阻值/TD阻值的平均值为0.6。

对比例11

不同于实施例1，β＝90°，MD阻值/TD阻值的平均值为1.7。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，其特征在于，在透明基材上，涂布纳米银涂布液后，在爬坡方向基材膜面的上方设置吹风的风嘴，所述风嘴吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ1角，所述ɑ1的范围为30°≤ɑ1≤150°。

2.根据权利要求1所述的改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，其特征在于，所述风嘴吹风风速范围为5m/s-20m/s。

3.一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，其特征在于，在透明基材上，涂布纳米银涂布液后，在爬坡方向基材膜面的下方设置吹风的风嘴，所述风嘴吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ2角，所述ɑ2的范围为45°≤ɑ2≤135°。

4.根据权利要求3所述的改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，其特征在于，所述风嘴吹风风速范围为5m/s-20m/s。

5.一种改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，其特征在于，在透明基材上，涂布纳米银涂布液后，在爬坡方向基材膜面的一侧设置吹风的风嘴，所述风嘴吹风的方向与基材机械运行方向成ɑ3角，所述ɑ3的范围为30°≤ɑ3≤150°。

6.根据权利要求5所述的改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，其特征在于，所述风嘴吹风风速范围为5m/s-20m/s。

7.根据权利要求1、3和5任一项权利要求所述的改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，其特征在于，所述纳米银涂布液的黏度为1-30cps。

8.根据权利要求1、3和5任一项权利要求所述的改善纳米银线导电膜电阻异向性的方法，其特征在于，所述纳米银线涂布液的爬坡角度为β，所述β的范围为30°≤β≤75°。

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