[发明专利]一种透明导电薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电薄膜领域，具体是一种透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

随着物质水平的日益提高，消费者对电子产品的要求往轻薄化和柔性化、可视化的方面快速发展。柔性显示技术使显示器具有能够弯曲或卷曲成任意形状的特性，有轻、薄且方便携带等特点。现有市场上的个人消费电子产品主要使用的是氧化铟锡(ITO)等硬质无机氧化物材料作为手机触摸屏、太阳能、电磁屏蔽、LED显示器、电致发光器件、薄膜开关、冷光片等产品的核心部分。氧化铟锡因其脆性大且难以实现弯曲的缺陷，难以在柔性光电器件中应用。加上氧化铟锡的加工成本高、能耗大，图形化需要经过掩膜、曝光、显影、蚀刻、水洗等繁琐工艺步骤。因此近数十年，围绕替代ITO透明导电薄膜的研究、应用层出不穷。最典型的有碳纳米管、石墨烯、纳米银线、金属网格透明导电薄膜，其中在成本、性能、可量产方面最具优势的便是纳米银线透明导电薄膜。

目前基于纳米银线的透明导电薄膜已有多项专利申请，但实际图形化透明导电薄膜工艺仍沿袭ITO减成法工艺，先在基材上满版涂布、干燥得到透明导电膜，然后经过掩膜、曝光、显影、蚀刻、水洗等步骤，最终制得图形化透明导电膜。由于过程复杂、良率低、成本高昂，所得最终的导电薄膜的性能也有待提高，因此极大地限制了纳米银线替代ITO的进程。目前主流的印刷方式有凹版印刷、凸版印刷、平版印刷、丝网印刷等。丝印即是指丝网印刷，印刷时通过刮板的挤压，使得油墨通过图文部分转移到承印物上，丝网印刷设备简单、操作方便、印刷、制版简易且成本低廉、柔性或刚性基材均可以印刷。中国专利申请201110058431.X公开了图形化的柔性透明导电薄膜及其制法，该发明提出了基材压印，然后刮涂导电墨水等技术实现制备透明导电膜，但该技术不适合刚性基材，且刮涂过程非压印部分容易出现墨水残留。中国专利申请201510096067.4公开了一种透明导电油墨、其制备方法及透明导电膜的生产方法。该方法也是通过丝网印刷后进行光固化所得，但由于树脂含量高、油墨固含量高(超过60％)，且按照目前网版厚度进行丝印印刷获得的膜层较厚，最终导致方阻偏大、透光率偏低、雾度偏高。中国专利申请201510526785.0公开了一种透明导电纳米银线油墨及透明导电膜的制备方法，通过涂布机直接在基材上涂布纳米银涂布液，无法实现图形化。该透明导电膜存在透光率偏低、雾度偏高的特点，且透明导电层使用涂布工艺，无法图形化。图形化透明导电薄膜的意义在于以往ITO生产厂商只能提供满版导电的薄膜的，下游客户需自行蚀刻出想要的图案。而跳出该传统框架，让客户定制图案，并印制相对应透明导电薄膜，可省去生产加工的掩膜、曝光、显影、蚀刻、水洗等环节，不仅环保节约、高效，且可最大限度保证其稳定性。因此开发通过简便、高效的丝网印刷工艺实现图形化透明导电薄膜的生产制备方法，以及性能优异的透明导电薄膜就显得非常迫切和重要。

发明内容

本发明的目的提供用一种光学透过率高、雾度低、表面方阻低的透明导电薄膜。

本发明的另一目的提供该透明导电薄膜的制备方法。

为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：

一种透明导电薄膜，包括透明导电油墨和基材，按照重量份数，所述透明导电油墨包括0.5～50份纳米银线分散液、15～35份聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、5～40份有机溶剂、5～40份去离子水、1～8份二甲基亚砜、0.1～5份粘度调节剂、0.01～1份pH调节剂、0.01～2份表面活性剂、0.01～1份流平剂、0.1～0.5份附着力促进剂。

进一步地，所述纳米银线分散液为纳米银线分散于甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、水、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚或丙二醇丁醚而得。

进一步地，所述纳米银线的长径比为50～5000。

进一步地，所述纳米银线分散液的浓度为1～100mg/mL。

优选的纳米银线规格为：

规格1：平均线径为30nm，平均线长为30μm，长径比1000；

规格2：平均线径为40nm，平均线长为40μm，长径比1000；

规格3：平均线径为70nm，平均线长为40μm，长径比约570。

随着纳米银线长径比的提高，透明导电薄膜的雾度降低，导电性有所改善。纳米银线的作用是作为导电填料，通过纳米银线搭接而成的导电网络，赋予墨膜良好的导电性。