[发明专利]一种透明导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种透明导电薄膜的制备方法，包括步骤：提供一透明基底，在透明基底一侧形成具有图形化凹槽的压印胶层；向凹槽内填充复合导电墨水；其中，复合导电墨水包括铜纳米材料和银纳米材料；烧结凹槽内的复合导电墨水，在凹槽内形成导电网格层。本发明还公开了一种根据所述的透明导电薄膜的制备方法制备的透明导电薄膜，其包括透明基底、设于透明基底一侧上的具有图形化凹槽的压印胶层及填充于凹槽中的导电网格层，导电网格层的材料包括铜纳米材料和银纳米材料。本发明的一种透明导电薄膜及其制备方法，既保障了导电膜低方阻、高透过率的优势，又尽可能降低产业化生产成本。

技术领域

本发明涉及透明导电膜制备领域，具体地，涉及一种透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

透明导电膜是光电器件产业的重要基石，ITO作为经典的透明导电氧化物材料在液晶显示、OLED显示、触摸屏及电磁屏蔽等产业中已得到了广泛的应用。但随着光电器件向着轻、薄、柔方向发展，柔性触摸屏、柔性照明显示与柔性太阳能电池等其他柔性光电器件的蓬勃发展，ITO透明导电膜已经不能满足柔性光电器件产业应用的技术需求。一方面，ITO退火最佳温度在360℃左右，因柔性衬底不能承受高温，柔性ITO退火温度仅为140℃左右，导致其方阻高达500Ω/□以上；另一方面，ITO为刚性膜，脆而易碎，弯曲时易出现裂纹，使方阻进一步增大，在用于大面积器件时器件寿命短，且因内阻大导致效率低能耗高。因此，急需发展取代ITO透明导电膜的新技术。在2015年的触摸显示研究(Touch DisplayResearch)报告中，预计在2018年取代ITO透明导电膜市场高达40亿美元的规模；到2022年时，则将超过百亿美元。

众所周知，ITO透明导电膜的替代材料包括：导电聚合物、碳纳米管、石墨烯、金属纳米线以及金属网格。导电聚合物如PEDOT:PSS是最经典的柔性透明导电膜材料，有良好的透过率和机械柔性，但导电性差仍是其主要障碍。碳纳米管透明导电膜近来引起了人们的广泛关注，但其导电性也相对较低，采用多层结构提高导电性的同时又会使透光性下降严重。石墨烯是新一代备受关注的透明导电材料，透光率高，机械柔韧性非常好，但导电性仍高于ITO，同时石墨烯制备工艺还处于开发初始阶段，需要考虑苛刻的制备流程，其离规模化应用还有相当远的距离。金属是最好的导体材料，随着纳米技术的发展，一些金属纳米线、金属纳米颗粒墨水开始应用到透明导电膜领域。一种是金属纳米线墨水分散均匀地涂布在柔性基底上，烧结得到透明导电膜；另一种是将金属纳米颗粒制成墨水，用丝网、凹版、喷墨打印等传统印刷的方法，在透明基底上形成导电网格结构，烧结后获得透明导电膜。但目前为了获得好的导电效果，通常采用银纳米导线，但银纳米线导电性和透过率相互制约，同时制备银纳米线的成本比较高，导致其产业化成本很高，增加生产负担，影响经济效益。另外上述的方法制备的导电层均凸露于导电膜表面，使得导电层的防划抗刮能力差。除此之外虽然金属纳米颗粒可以通过印刷微结构周期线栅或网格的方法卷对卷制备柔性透明导电膜，但受印刷技术的限制，其网格线宽通常在15μm以上，肉眼可见，很难满足高分辨率光电器件和高灵敏度柔性线路板的应用需求。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种透明导电薄膜及其制备方法，既保障了导电薄膜低方阻、高透过率的优势，又尽可能降低产业化生产成本。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种透明导电薄膜的制备方法，包括步骤：

S1，提供一透明基底，在所述透明基底一侧形成具有图形化凹槽的压印胶层；

S2，向所述凹槽内填充复合导电墨水；其中，所述复合导电墨水包括铜纳米材料和银纳米材料；

S3，烧结所述凹槽内的所述复合导电墨水，在所述凹槽内形成导电网格层。

进一步地，所述复合导电墨水中所述铜纳米材料和所述银纳米材料的质量比为1:9～3:2。

进一步地，所述复合导电墨水中所述铜纳米材料和所述银纳米材料的质量比为3:7～1:1。