CN111243782A - 一种纳米银透明导电薄膜及制备方法 - Google Patents

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王帅
周明
杨建文
李韶栋
张�林
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Abstract

本发明公开了一种纳米银透明导电薄膜及制备方法，其中纳米银透明导电薄膜包括由下向上依次排布的柔性基材层、纳米银线层和透明银薄膜层，在纳米银线层的表面蒸镀所述透明银薄膜层。制备方法为配制纳米银线分散液、配制粘度调节剂溶液、配制表面张力调节剂溶液，配制纳米银线涂布液，在柔性基材上涂布纳米银线涂布液，然后活化处理；在纳米银线层表面蒸镀一层透明银薄膜，从而得到纳米银透明导电薄膜。本发明得到的产品，可促进银线搭接，形成纳米银线的互通式网络，从而得到高导电性、高透明度、大尺寸的透明导电薄膜，可进行大规模工业化生产，对提高附着力、提高膜的柔韧性和降低膜表面粗糙度有重要作用。

Description

一种纳米银透明导电薄膜及制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，具体的说，涉及一种纳米银透明导电薄膜及制备方法。
背景技术
透明导电薄膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透明率的一种薄膜，主要有金属膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、复合膜系等。然而随着社会的进步，为满足社会需求，OLED的导电性和柔韧性的要求也随之提高。而现有的透明导电膜已经不能满足OLED对导电性、透明度、尺寸的需求。需要进一步开发出具有更高的导电性、透明度和尺寸的透明导电薄膜。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供纳米银透明导电薄膜及制备方法。
本发明目的是这样实现的：
一、一种纳米银透明导电薄膜，其关键在于：包括由下向上依次排布的柔性基材层、纳米银线层和透明银薄膜层，在纳米银线层的表面蒸镀所述透明银薄膜层。
优选地，上述柔性基材层为PET、PEN、PDMS、PI或PC塑料薄膜，厚度为100～130μm。
优选地，上述透明银薄膜层的厚度为1～10nm。
优选地，上述纳米银线层的厚度为50～100nm。
优选地，上述透明银薄膜层表面设有OC聚合物保护层，厚度为50～100nm。
优选地，上述柔性基材层的背面设有一层耐高温PET保护膜，所述OC聚合物保护层的外侧面设有一层耐高温PE或PP保护膜。
二、一种新型纳米银透明导电膜的制备方法，由以下步骤组成：
a、配制纳米银线分散液：将纳米银线分散在醇类溶剂或超纯水中；
b、配制粘度调节剂溶液：将粘度调节剂分散溶解在醇类溶剂或超纯水中；
c、配制表面张力调节剂溶液：水性氟碳类表面活性剂分散在醇类溶剂或超纯水中；
d、纳米银线涂布液：纳米银线分散液、粘度调节剂溶液和表面张力调节剂溶液混合，经超声分散、搅拌或振动摇匀即得纳米银线涂布液；
e、涂膜：以PET、PEN、PI、PC或PDMS塑料薄膜作为柔性基材，在柔性基材上涂布所述纳米银线涂布液，涂布后于50～150℃干燥并形成纳米银线层；
f、活化处理：纳米银线层经过等离子技术活化处理；
g、蒸镀纳米厚度银膜：在活化处理后的纳米银线层表面蒸镀一层1～10nm透明银薄膜，从而得到纳米银透明导电薄膜。
优选地，上述粘度调节剂为羟甲基丙基纤维素(HPMC)、羟甲基乙基纤维素(HEMC)、乙基纤维素、甲基纤维素、甲基乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、丙二醇等其中一种或多种的混合
优选地，所述醇类溶剂为乙醇或异丙醇或二者的混合液
优选地，所述表面活性剂为水性氟碳类表面活性剂，如杜邦生产的Zonyl@FSO、Zonyl@FSP、Zonyl@FSA、Zonyl@FSN、Zonyl@FSK、Zonyl@FSD、Zonyl@TBS、Zonyl@8867L、Zonyl@8857A、Capstone@FS或Sago-9760系列中的一种或多种的混合。
优选地，所述纳米银线涂布液组分配比：0.1-1％粘度调节剂+0.001-0.1％表面张力调节剂+0.01-1％纳米银线+其余为溶剂，溶剂为醇类溶剂或电阻率≥18.0超纯水。
优选地，所述基底塑料薄膜，纳米银线组分涂布在塑料薄膜上成膜上，如PET、PEN、PI、PC、PDMS等塑料薄膜基材中的一种
优选地，所述涂布方法不限于滴涂、旋涂、喷涂、滚涂、印刷、刮涂、丝印、棒涂、SlotDie等中的一种，涂布后于50～150℃干燥，即形成纳米银线薄膜。
有益效果：
本发明一种纳米银透明导电薄膜及制备方法，经等离子(plasma)技术活化处理后，在纳米银线层表面蒸镀一层1～10nm透明银薄膜，可促进银线搭接，形成纳米银线的互通式网络，其方阻≤100(Ω/sq)，透光率≥85％，雾度≤1.5。从而得到高导电性、高透明度、大尺寸的透明导电薄膜，可进行大规模工业化生产，对提高附着力、提高膜的柔韧性和降低膜表面粗糙度有重要作用。
附图说明
图1为本发明纳米银透明导电薄膜的结构示意图；
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例纳米银透明导电薄膜的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：
1、配制纳米银线分散液：将自制纳米银线分散在适量超纯水中，在频率30KHz下超声分散10min，搅拌30min；
2、配制粘度调节剂溶液：剧烈搅拌下，将羟甲基丙基纤维素(HPMC，制造商：阿拉丁，TypeⅡ，粘度：15000mPa.S)加入适量90℃纯水中，分散15min；然后保持搅拌状态，冷却至20℃后，过100目金属网筛去除胶状不溶性物质。
3、配制表面张力调节剂溶液：将表面活性剂Sago-9760分散并充分溶解在适量纯水中；
4、纳米银线涂布液：将上述纳米银线分散液、粘度调节剂溶液和表面张力调节剂溶液混合，并补加纯水至涂布液最终浓度符合最初配方设计，再经30KHZ超声分散20min，搅拌1h即得纳米银线涂布液；
5、涂布液的配方为：0.15％HPMC+0.02％Sago-9760+0.2％纳米银线+其余为超纯水(电阻率≥18.0)
6、涂膜：先对涂布液进行真空脱泡处理，然后以PET薄膜(125μm厚度，单面硬化层处理，制造商：日本东洋纺)为基底，使用棒涂法(Meyer棒)在基底上涂布纳米银线薄膜，再120℃处理2min，得到纳米银导电薄膜半成品；
7、活化处理：步骤(6)中所得纳米银线薄膜半成品用等离子(plasma)技术活化处理；
8、蒸镀纳米厚度银膜：活化后的纳米银线薄膜表面蒸镀一层2nm透明银薄膜，即形成一种新型纳米银透明导电薄膜；
9、上耐高温保护膜：在步骤(8)中纳米银透明导电薄膜的非导电面贴合一层耐高温PET保护膜，在导电面一侧贴合一层OC聚合物保护层和PE保护膜，即得纳米银透明导电薄膜成品。其结构示意图如图1所示。
实施例2(未列明操作均同实施例1)
Figure BDA0002367070520000051
实施例3(未列明操作均同实施例1)
Figure BDA0002367070520000052
实施例4(未列明操作均同实施例1)
Figure BDA0002367070520000053
实施例5(未列明操作均同实施例1)
Figure BDA0002367070520000054
实施例6(未列明操作均同实施例1)
Figure BDA0002367070520000061
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，如各原料组分在权利要求范围内的具体选择，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米银透明导电薄膜，其特征在于：包括由下向上依次排布的柔性基材层、纳米银线层和透明银薄膜层，在纳米银线层的表面蒸镀所述透明银薄膜层。
2.根据权利要求1所述的一种纳米银透明导电薄膜，其特征在于：所述柔性基材层为PET、PEN、PDMS、PI或PC塑料薄膜，厚度为100～130μm。
3.根据权利要求1所述的一种纳米银透明导电薄膜，其特征在于：所述透明银薄膜层的厚度为1～10nm。
4.根据权利要求1所述的一种纳米银透明导电薄膜，其特征在于：所述纳米银线层的厚度为50～100nm。
5.根据权利要求1所述的一种纳米银透明导电薄膜，其特征在于：所述透明银薄膜层表面设有OC聚合物保护层，厚度为50～100nm。
6.根据权利要求5所述的一种纳米银透明导电薄膜，其特征在于：所述柔性基材层的背面设有一层耐高温PET保护膜，所述OC聚合物保护层的外侧面设有一层耐高温PE或PP保护膜。
7.一种权利要求1～4任一项所述纳米银透明导电薄膜的制备方法，其特征在于由以下步骤组成：
a、配制纳米银线分散液：将纳米银线分散在醇类溶剂或超纯水中；
b、配制粘度调节剂溶液：将粘度调节剂分散溶解在醇类溶剂或超纯水中；
c、配制表面张力调节剂溶液：水性氟碳类表面活性剂分散在醇类溶剂或超纯水中；
d、纳米银线涂布液：纳米银线分散液、粘度调节剂溶液和表面张力调节剂溶液混合，经超声分散、搅拌或振动摇匀即得纳米银线涂布液；
e、涂膜：以PET、PEN、PI、PC或PDMS塑料薄膜作为柔性基材，在柔性基材上涂布所述纳米银线涂布液，涂布后于50～150℃干燥并形成纳米银线层；
f、活化处理：纳米银线层经过等离子技术活化处理；
g、蒸镀纳米厚度银膜：在活化处理后的纳米银线层表面蒸镀一层1～10nm透明银薄膜，从而得到纳米银透明导电薄膜。
8.根据权利要求1所述的一种纳米银透明导电薄膜及制备方法，其特征在于：所述纳米银线涂布液各组分的体积分数为：0.1-1％粘度调节剂、0.001-1％表面活性剂、0.01-1％纳米银线、其余为溶剂。
9.根据权利要求7或8所述的一种纳米银透明导电薄膜及制备方法，其特征在于：所述粘度调节剂为羟甲基丙基纤维素、羟甲基乙基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、甲基乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、丙二醇中的一种或多种组成。
10.根据权利要求7所述的一种纳米银透明导电薄膜及制备方法，其特征在于：所述步骤e中涂膜的涂布方法为滴涂、旋涂、喷涂、滚涂、印刷、刮涂、丝印、棒涂或Slot Die。
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