CN211350127U - 一种纳米银线导电膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种纳米银线导电膜，包括基材、纳米银线导电层、防眩层以及低折射率层，本实用新型的技术方案降低了生产成本，提高了生产效率，实现了通过一张光学膜实现了防眩目、抗反射功能的纳米银线导电膜，两者共同作用下使得人眼从各个角度观察膜面，均匀透亮、无“眩目”、无尖锐“刺眼”现象。

Description

一种纳米银线导电膜

技术领域

本实用新型涉及光学膜，具体涉及纳米银线导电膜。

背景技术

在本实用新型出现之前，市场上用于电容式触摸屏主要有双面硬化膜、光学调整层和 ITO导电膜，这类导电膜产品能够满足目前电容式触摸屏的基本需求。但是，上述产品在产品制备工艺中，首先要用镀膜设备在双面硬化膜上镀一层低折射率层(SiO2)，然后再镀一层ITO导电层，紧接着还要进行ITO的高温结晶，此生产过程中所需要的镀膜设备造价昂贵，生产效率较低，色差较重等。不仅如此，我们都知道ITO中的铟属于稀有金属，在地球中的储藏量非常稀有，一旦此类稀有金属使用完毕，将会给人类社会的发展造成严重的问题。

未来移动终端、可穿戴设备、智能家电等产品，对触摸面板的有着强劲需求，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。

纳米银线是采用化学生长法的直径为10-300nm，长度为0.1-200μm的纳米材料。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 LED显示、触摸屏等提供了可能，并已经有大量的研究将其应用于薄膜太阳能电池。纳米银线(SNW，silvernano wire)技术，是将纳米银线墨水材料涂抹在塑胶或者玻璃基板上，然后利用镭射光刻技术，刻画制成具有纳米级别银线导电网络图案的透明的导电薄膜。由于其特殊的制成物理机制，纳米银线的线宽的直径非常小，约为50nm，远小于1um，因而不存在莫瑞干涉的问题，可以应用在各种尺寸的显示屏幕上。

市场上应用纳米银线导电膜应运而生，但大多数纳米银线涂布在PET基材上或者涂布在PET硬化基材上，两张纳米银线导电膜搭配防眩膜盖板组成终端需求的产品结构，该产品具体结构依次为下层纳米银线导电膜、OCA、上层纳米银线导电膜、OCA、防眩膜盖板。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种纳米银线导电膜，通过结构的设计以及厚度折射率的匹配防眩层和纳米银导电层制备在同一个基材上，同时在防眩涂层上涂布一层抗反射涂层，进而增强防眩和抗反射功能，降低生产成本，提高生产效率。

为实现上述目的本实用新型的技术方案为：

一种纳米银线导电膜，包括基材、纳米银线导电层、防眩层以及低折射率层。

进一步地，所述防眩层厚度范围为5-18μm。

进一步地，所述低折射率层厚度范围为80-120nm。

进一步地，所述低折射率层折射率范围为1.3-1.45，不在该厚度范围内，薄膜材料看起来偏紫色或偏绿色；涂层折射率在1.3-1.45，目前市场上能够量产的有机树脂(含无机粒子)最低折射率大于等于1.3，折射率小于等于1.45，材料表面的折射率越大，反射率越大。

进一步地，所述纳米银线导电层中纳米银线直径范围在10-30nm，长度范围在 10-100μm，纳米银线直径太小或者长度越长，在实际的生产银线过程中，产率很低，进而增加生产成本，

所述纳米银线合成方法如下：

室温下，分别添加1-丁基-3-甲基咪唑氯化铂(0.0215g/1mL乙二醇溶液)、PVP-430000 溶液(0.3g/10mL乙二醇溶液)到100mL的乙二醇溶剂中，缓慢搅拌30min后，边搅拌边缓慢加入硝酸银溶液(0.23g/10mL乙二醇溶液)，继续搅拌40min后，先缓慢升温到80℃，保持5min，再缓慢升温到150℃保持5min，最后升温到180℃保持20min，自然冷却到 160℃，停止搅拌一段时间后，冷却至室温，整个过程保持氩气保护；通过多次高速离心去除PVP以及其他添加剂，清洗干燥后得到直径范围在10-30nm、长度在10-100μm范围的纳米银线。

进一步地，所述纳米银线导电层远离基材层的一侧设有overcoat硬化涂层，所述overcoat硬化涂层胶水中含活性可聚合官能团的化合物为三官能团(甲基)丙烯酸酯单体、四官能团(甲基)丙烯酸酯单体、五官能团(甲基)丙烯酸酯单体。所述的三官能团(甲基)丙烯酸酯单体为季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸三(2-羟乙基)异氰酸酯或三(甲基)丙烯酸三(2-羟乙基)异脲酸酯；所述四官能团(甲基丙烯酸单体为)季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯或四(甲基)丙烯酸二(三羟甲基)丙酯；所述的无官能团(甲基丙烯酸单体) 为二(聚)季戊四醇五(甲基丙烯酸酯)。可聚合树脂为甲基丙烯酸甲酯。光引发剂为1- 羟环己基苯甲酮、2,2-二甲氧基-2-2苯基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、4-氯二苯甲酮、4,4-二甲氧基二苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化磷、双-(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基戊基氧化磷中的一种或两种以上的混合物。所述overcoat硬化液中含有活性官能团可聚合的化合物含量为0.1％-10％，活性官能团可聚合化合物的含量太低，不易更好的提高纳米银对基材的附着力，进而耐酒精擦拭性较差，最终对后端实际生产造成良率下降，如果含量太高，UV固化时交联效果不充分，反而会降低overcoat硬化层的与基材的附着力，进而降低纳米银导电层在基材上的密着性，进而耐酒精擦拭性较差，最终对后端实际生产造成良率下降；重要的是overcoat硬化液的成膜厚度要小于吸附在基材上的纳米银导电层的“厚度”，否则会影响纳米银导电层的导电性能。

进一步地，所述overcoat硬化涂层含有活性可聚合基团的化合物，所述基团包含羟基、羧基、氨基、磺酸基、硝基及巯基中的一种或多种。

进一步地，所述防眩层胶水包含：

有机树脂：20-40％

无机粒子：2-10％

流平剂：0.5-5％

引发剂：1-3％

溶剂：42-76.5％；

所述有机树脂包含有机树脂总含量20-40％，有机树脂包括二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种，所述无机粒子为经过表面处理的5μm粒径的二氧化硅粒子和经过表面处理的100nm粒径的二氧化硅粒子总含量2-10％，两种不同大小粒径粒子之间的含量可以调整，前者5μm粒子与后者100nm粒子之间的比例为99/1到5/95，所述流平剂为BYK-3760，所述引发剂包含引发剂184和TPO，两者之间的比例可以调整，

5μm粒径的二氧化硅粒子表面经过处理如下：

从市场上购买2克的二氧化硅纳米粒子(平均直径5μm)，放入50mL的无水二甲苯溶剂中，添加1mL的十三氟辛基硅氧烷和2mL的丙烯基硅氧烷有机物，回流5小时，进而把疏水基团十三氟辛基以及含不饱和键的有机物嫁接到二氧化硅粒子表面，最后120 摄氏度干燥10小时得到含氟化合物处理的二氧化硅粒子。

100nm粒径的二氧化硅粒子表面经过处理如下：

从市场上购买2克的二氧化硅纳米粒子(平均直径100nm)，放入50mL的无水二甲苯溶剂中，添加1mL的十三氟辛基硅氧烷和2mL的丙烯基硅氧烷有机物，回流5小时，进而把疏水基团十三氟辛基以及含不饱和键的有机物嫁接到二氧化硅粒子表面，最后120 摄氏度干燥10小时得到含氟化合物处理的二氧化硅粒子。

通过以上方法处理过的二氧化硅粒子在实际使用过程中不易聚集，粒子表面含有不饱和双键能够参与有机树脂的化学反应，使得粒子能够很好的“镶嵌”到涂层内部以及涂层表面，增加涂层的硬度以及抵抗外力的能力，100nm粒径的二氧化硅粒子能够更好的填充在5μm粒子与树脂结合处的空隙中以及粒径较大粒子之间的空隙中，降低了防眩涂层表面粗糙度，为涂布低折射率涂层厚度均一性提供了保障。

进一步地，所述低折射率层胶水包含：

有机树脂：5-20％

无机粒子：0.5-10％

流平剂：0.5-5％

引发剂：1-3％

溶剂：62-93％；

所述有机树脂包含有机树脂的成分为二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种，所述无机粒子为经过表面处理的中空的二氧化硅粒子。

所述中空的二氧化硅粒子具体处理为：从市场上购买2克的中空二氧化硅纳米粒子(平均直径15nm)，放入50mL的无水间二甲苯溶剂中，添加1mL的十三氟辛基硅氧烷和2mL的丙烯基硅氧烷有机物，回流5小时，进而把疏水基团十三氟辛基以及含不饱和键的有机物嫁接到二氧化硅粒子表面，最后120摄氏度干燥10小时得到表面处理的二氧化硅粒子。经过该方法处理的二氧化硅粒子表面含有氟化合物进一步降低了折射率，同时减少了二氧化硅粒子之间的聚集，该粒子表面还含有不饱和双键有机物，该不饱和双键参与有机树脂之间的反应，使得粒子能够很好的镶嵌在涂层中间，增加涂层表面抵抗外力的能力。通过调整无机粒子在有机树脂的含量以及无机粒子的表面含氟量进一步调整涂层的折射率。经过处理的中空的无机粒子含量太低，造成低折射率涂层折射率升高，粒子含量太高，容易造成粒子之间的聚集；所述流平剂为BYK-3760，所述流平剂能够使胶水很好的润湿在基材表面，减少涂层晶点的数量；所述引发剂包括184和TPO，两种引发剂之间的比例可以调整。

进一步地，所述基材选自PET、TAC、PC、PEN、PI、PAI、COP、PEN，所述基材的厚度范围为30-180μm。

有益效果

本实用新型的技术方案，降低生产成本，提高生产效率，实现了通过一张光学膜实现了防眩目、抗反射功能的纳米银线导电膜，提高了消费者的用户体验，能够制备防眩和抗反射功能的纳米银线导电膜，防眩涂层增加了光线的漫反射，合适厚度的抗反射涂层利用光线的干涉原理减少了光线的反射，两者共同作用下使得人眼从各个角度观察膜面，均匀透亮、无“眩目”、无尖锐“刺眼”现象。

附图说明

图1为实施例1纳米银线导电膜示意图，其中1为基材，2纳米银线导电层，3防眩层，4低折射率层。

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实用新型。

实施例1

将防眩涂层胶水(5μm粒径经过表面处理的二氧化硅粒子含量7％，100nm粒径经过表面处理的二氧化硅粒子含量3％)涂布在125μm的PET基材上，经过热干燥、UV固化后，形成防眩涂层，光学厚度为7μm，在防眩涂层上涂布低折射率胶水，经过热干燥、UV固化，形成100nm厚度的抗反射涂层，在基材另一面分别涂布纳米银线涂布液和overcoat硬化胶水，经过热干燥、UV固化最终形成同时具有防眩和抗反射功能的纳米银线导电膜(30Ω/)。

所述防眩涂层胶水中包含有机树脂，所述有机树脂包括二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯含量 10％、三(2-羟基乙基)异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯含量10％、聚氨酯丙烯酸酯含量10％；经过表面处理的5μm粒径的二氧化硅粒子含量7％，经过表面处理的100nm粒径的二氧化硅粒子含量3％，无机粒子总含量为两者之和10％，流平剂BYK-3760含量2％，引发剂184含量2％，引发剂TPO含量1％，其余为有机溶剂。

所述低折射率胶水，包含有机树脂，所述有机树脂包含二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯含量 3％、三(2-羟基乙基)异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯含量2％、聚氨酯丙烯酸酯含量5％，二氧化硅粒子含量10％，所述流平剂BYK-3760含量1％，所述引发剂包含184含量2％和TPO含量1％，其余为有机溶剂。

所述纳米银线涂层胶水是中银线平均直径为20nm,平均长度为50μm；

overcoat硬化层胶水中活性官能团可聚合的化合物含量为5％，包含三(甲基)丙烯酸三 (2-羟乙基)异氰酸酯含量3％、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯含量2％，可聚合树脂为甲基丙烯酸甲酯，含量为20％。

实施例2

不同于实施例1，防眩层中所述无机粒子含量2％，其中5μm大小粒子与100nm大小粒子之间的比例为99比1。

实施例3

不同于实施例1，防眩层中所述无机粒子含量10％，其中5μm大小粒子与100nm大小粒子之间的比例为1比99。

实施例4

不同于实施例1，低折射率涂层中，所述无机粒子含量0.5％，此时折射率1.45。

实施例5

不同于实施例1，低折射率涂层中厚度80nm。

实施例6

不同于实施例1，低折射率涂层中厚度120nm。

实施例7

不同于实施例1，防眩涂层厚度5μm。

实施例8

不同于实施例1，防眩涂层厚度15μm。

实施例9

不同于实施例1，overcoat硬化液中含有活性官能团可聚合的化合物含量为0.1％，包括三 (甲基)丙烯酸三(2-羟乙基)异氰酸酯含量0.5％、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯含量0.5％，可聚合树脂为甲基丙烯酸甲酯，含量为30％。

实施例10

不同于实施例1，overcoat硬化液中含有活性官能团可聚合的化合物含量为10％，包括三 (甲基)丙烯酸三(2-羟乙基)异氰酸酯含量5％、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯含量5％，可聚合树脂为甲基丙烯酸甲酯，含量为30％。

比较例1

不同于实施例1，不含低折射率涂层。

比较例2

不同于实施例1，不含防眩涂层。

比较例3

不同于实施例1，防眩涂层胶水中只含有未经过表面处理的5μm无机粒子。

比较例4

不同于实施例1，防眩涂层胶水中只含有未经过表面处理的100nm无机粒子。

比较例5

不同于实施例1，低折射率涂层胶水中无机粒子含量0.01％。

比较例6

不同于实施例1，低折射率涂层厚度50nm。

比较例7

不同于实施例1，低折射率涂层厚度200nm。

比较例8

不同于实施例1，防眩层厚度2μm。

比较例9

不同于实施例1，防眩层厚度15μm。

比较例10

不同于实施例1，overcoat硬化胶水中不含活性官能团可聚合的化合物。

透过率(％)

雾度(％)

抗反射效果

是否炫目

是否刺眼

耐酒精效果

备注

实施例1

90

15

OK

否

否

OK

实施例2

89

18

OK

否

否

OK

实施例3

91

13

OK

否

否

OK

实施例4

90

15

OK

否

否

OK

实施例5

90

15

OK

否

否

OK

实施例6

90

15

OK

否

否

OK

实施例7

90

15

OK

否

否

OK

实施例8

90

15

OK

否

否

OK

实施例9

90

15

OK

否

否

OK

实施例10

90

15

OK

否

否

OK

比较例1

89

18

NG

否

是

OK

比较例2

91

0.9

OK

是

否

OK

比较例3

90

16

OK

否

是

OK

比较例4

90

0.9

NG

是

否

OK

比较例5

90

18

NG

是

否

OK

比较例6

90

18

NG

否

否

OK

发绿或发红

比较例7

90

18

NG

否

否

OK

发绿或发红

比较例8

88

18

NG

是

是

OK

比较例9

87

17

NG

是

否

OK

比较例10

90

15

OK

否

否

NG

表一

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

Claims (7)

1.一种纳米银线导电膜，其特征在于，包括基材、纳米银线导电层、防眩层以及低折射率层。

2.根据权利要求1所述的纳米银线导电膜，其特征在于，所述防眩层厚度范围为5-18μm。

3.根据权利要求1所述的纳米银线导电膜，其特征在于，所述低折射率层厚度范围为80-120nm。

4.根据权利要求1所述的纳米银线导电膜，其特征在于，所述低折射率层折射率范围为1.3-1.45。

5.根据权利要求1所述的纳米银线导电膜，其特征在于，所述纳米银线导电层中纳米银线直径范围在10-30nm，长度范围在10-100μm。

6.根据权利要求1所述的纳米银线导电膜，其特征在于，所述纳米银线导电层远离基材层的一侧设有overcoat硬化涂层。

7.根据权利要求1所述的纳米银线导电膜，其特征在于，所述基材选自PET、TAC、PC、PEN、PI、PAI、COP、PEN，所述基材的厚度范围为30-180μm。

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