[发明专利]一种纳米银线透明导电薄膜的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及透明导电薄膜的技术领域，尤其是涉及纳米银线透明导电薄膜的生产方法。

背景技术

透明导电薄膜(TCFs)是指在可见光范围内(λ＝380-780nm)有较高的透光率，导电性优良(电阻率一般低于10^-3Ω·cm)的薄膜材料。透明导电膜应用非常广泛，主要用于光电器件如液晶显示器的透明电极、触摸屏、薄膜太阳能电池的透明电极等领域。透光度和导电性是两个相互牵制的指标，一般来讲，导电性提高，透光度就会下降，反之也一样。目前常见的透明导电薄膜包括ITO(Indium Tin Oxides锡掺杂三氧化铟)、GZO(Gallium Zinc Oxides镓掺杂氧化锌)、AZO(Aluminum Zinc Oxides铝掺杂氧化锌)等，这些氧化物只吸收紫外光，不吸收可见光。

在最近20年里，透明导电膜应用主要以ITO材料为主，而在制程上以磁控溅镀工艺为主。高的可见光透光率与相当低的电阻率结合在一起，使ITO薄膜成为综合性能优异的透明导电材料之一。但是ITO材料本身暴露出诸多缺陷，如原材料缺乏、成本高、制备工艺复杂等，一些企业及研究机构一直致力于寻找其替代材料。

银纳米线(AgNW)薄膜由于在电学、光学和机械性方面都有良好的特性，在近些年已经引起了科研工作者的广泛关注，银纳米线由于其高比表面积，良好的导电性、导热性、耐曲挠性和纳米光学性质，以及表面等离子效应，因而在太阳能电池、医学成像、表面增强光谱、高亮度LED、导电胶、触摸屏、液晶显示、传感器、环保、催化剂等领域有广泛的应用。

现有技术中，把纳米银线涂布在透明玻璃等基材上形成透明导电薄膜的生产方法一般为：首先调制纳米银线涂布液，然后将调制好的纳米银线涂布液涂布在透明基材表面，形成纳米银线导电涂层，最后再烘烤固化而成。例如专利申请201410229548.3，就公开了这种方法。其中，纳米银线涂布液的调制一般是将纳米银线均匀搅拌于胶水中，然后再在其中添加或者不添加辅助剂(一种含有分散剂、固化剂和溶剂的混合物)。胶水的主要成分为一种或几种高分子有机物，这些高分子有机物通常会降低纳米银线导电层的透过率和导电性，在透过率85％左右时，纳米银线导电薄膜的方阻值一般只能达到50Ω/sq左右。

而且，现有技术在透明玻璃等基材上制备的纳米银线透明导电薄膜的表面硬度普遍较低(一般只能达到3-4H)，耐磨性欠佳，经黄光(或激光)蚀刻所形成的透明电极很容易因轻微的物理损伤或化学损伤而断点，从而导致产品功能不良。因此，现有技术所生产的纳米银线透明导电薄膜在应用上局限性很大，难以推广普及。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种纳米银线透明导电薄膜的生产方法，该方法旨在保证透光性的同时大大提高纳米银线透明导电薄膜的导电性、表面硬度和耐磨性。

该方法可以同时适用于将纳米银线成膜在透明玻璃片、透明PET(塑料)片、透明有机玻璃片，以及TFT(薄膜晶体管)片等多种基材上，且制备的纳米银线透明导电薄膜透过率可达85～91％、雾度≤2％，表面电阻率10～200ohm/sq，表面硬度6-8H。从而使得用此方法制备的纳米银线透明导电薄膜具有了广泛的应用性，能够用于制备LED显示、触摸屏、薄膜太阳能电池等多种元器件的透明电极，以及导电胶、导热胶等。随着成膜工艺与设备的不断匹配与完善，用本专利技术制备的纳米银线透明导电薄膜的性能与良率将进一步稳定与提升，成本不断下降，从而将逐步替代ITO，成为透明导电薄膜材料的首选。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种纳米银线透明导电薄膜的生产方法，包括以下步骤：

(1)将纳米银线均匀搅拌于二氧化钛溶胶中，得到纳米银线涂布液；其中1kg纳米银线涂布液中含有2g～8g纳米银线；所述纳米银线的直径小于等于200纳米，长度为20微米～200微米，且长径比为500～1000；所述二氧化钛溶胶固体含量为0.5wt％～5wt％，平均粒径为20纳米～100纳米；

(2)将所述纳米银线涂布液涂布到基材片上，涂布厚度为5微米～100微米，自然干燥后得纳米银线导电涂层；

(3)在所述纳米银线导电涂层的上表面涂布氧化物溶胶，涂布厚度为5微米～100微米，自然干燥后得氧化物保护层；所述氧化物溶胶为二氧化硅溶胶或其它金属氧化物溶胶；

(4)烘烤固化后在所述基材片上形成纳米银线透明导电薄膜。