利用多级光照射的透明导电性膜的制造方法技术

本发明专利技术提供一种透明导电性膜的制造方法，包括以下步骤：a)在基板上涂覆包含具有光学活性的导电性纳米线及有机粘结剂的导电性纳米线分散液；b)在涂覆后的导电性纳米线上照射包括第一紫外光(UV)的第一光；及c)在导电性纳米线上照射包括脉冲型第一白光的第二光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用多级光照射的透明导电性膜的制造方法
本专利技术涉及一种透明导电性膜的制造方法，特别涉及一种具有优异电导率和高透明度，即使在大面积下也能确保均匀的电性能，并且在反复的物理形变下仍可长期稳定工作的透明导电性膜的制造方法。
技术介绍
透明电极在诸如薄膜晶体管(TFT)元件、太阳能电池、触摸屏等多种产业领域中具有广泛的应用。目前，一般将氧化铟锡(ITO)作为透明电极材料，但是存在铟的枯竭和工艺复杂性等问题。而且，ITO的沉积主要通过薄膜沉积工艺进行，导致工艺成本高，并且具有结晶结构的致密薄膜的形成会产生裂纹等问题。因此，近来ITO并不适合用于采用聚合物系列柔性基板的透明电极备受关注。最近，用银纳米线作为ITO透明材料的替换材料备受关注。另外，柔性透明电极的制造方法主要包括使用金属墨水来运用纳米网格的方法及使用银纳米线为主的金属纳米线的方法。其中，通过将金属纳米线安置于柔性基板上来制造透明电极的核心技术是金属纳米线的粘合方法。例如，现有技术中，为了粘合金属纳米线，通常使用在惰性气体中施加高温(200℃～350℃)的方法、激光照射法或化学法，但是这些方法具有不仅耗时多、熔点低还无法在引起化学反应的聚合物基板上使用的缺点。另外，韩国公开专利文献第2012-0092294号提供了利用光烧结粘合银纳米线来制造透明电极的技术，但是所得透明电极的薄层电阻均匀度低，因此在商用化应用方面存在限制。而且，在基板上涂覆金属纳米线成膜时，均匀涂覆是非常重要的。一般，包括银纳米线的金属纳米线自身具有较强的凝聚力，因此在水等溶剂中分散金属纳米线时无法获得均匀的分散性，尤其是将其涂覆在基板上进行干燥，会出现溶剂先挥发导致金属纳米线之间聚集在一起的现象，最终难以在基板上形成金属纳米线均匀形成的表面涂层，也无法提供在整个表面上具有均匀薄层电阻的透明电极薄膜。因此，为了利用聚合物材料作为柔性透明电极，且提供整个表面上具有均匀薄层电阻的透明电极，迫切需要开发一种不会通过化学反应影响其它组分，在室温大气条件下能够在极短时间内完成粘合，且具有改善的薄层电阻均匀度的用于透明电极的薄膜。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种具有优异电导率和高透明度，即使在大面积下也能确保均匀的电性能，并且在反复的物理形变下仍可长期稳定工作的透明导电性膜的制造方法。技术方案本专利技术提供了一种透明导电性膜的制造方法，包括以下步骤：a)在基板上涂覆包含具有光学活性的导电性纳米线及有机粘结剂的导电性纳米线分散液；b)在涂覆后的导电性纳米线上照射包括第一紫外光(UV)的第一光；及c)在导电性纳米线上照射包括脉冲型第一白光的第二光。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述光学活性为表面等离子活性或光催化活性。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述有机粘结剂为分子量(Mw)在5×105以下的天然或合成聚合物。本专利技术一实施例提供的制造方法中，在步骤a)之后，至少在步骤b)之前，所述制造方法还包括以下步骤：在涂覆后的导电性纳米线上照射包括红外光(IR)的第三光。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第二光还包括第二紫外光。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一光还包括脉冲型第二白光。本专利技术一实施例提供的制造方法中，通过所述第一光来分解并去除至少存在于基板上涂覆的导电性纳米线之间的接触区域上的部分或全部有机粘结剂。本专利技术一实施例提供的制造方法中，照射第一光时，选择性去除存在于导电性纳米线之间的接触区域上的有机粘结剂。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一紫外光的强度满足下述关系式1。(关系式1)I1R(exp)<I1R(0)在关系式1中，I1R(exp)为照射第一光时的第一紫外光的强度，I1R(0)为在所述有机粘结剂的膜上照射第一紫外光1分钟，并且根据关系式2得出的重量减少率在1％以下时的最大强度。(关系式2)(M0-M1)/M0*100在关系式2中，M1为照射第一紫外光后关系式1中定义的有机粘结剂的膜的重量，M0为照射第一紫外光前关系式1中定义的有机粘结剂的膜的重量。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一白光及第二白光分别包括具有对应于所述导电性纳米线的紫外-可见光谱中导电性纳米线的吸收峰值的波长的光。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第二白光满足下述关系式3。(关系式3)I1PL2(exp)<I1PL2(0)在关系式3中，I1PL2(exp)为照射第一光时的第二白光的强度，I1PL2(0)为以10mes的脉宽向所述基准基板施加第二白光的单一脉冲，以使得导电性纳米线之间的接触区域形成熔接时的最小强度，其中所述基准基板由涂覆和干燥与所述导电性纳米线分散液相同但不含有机粘结剂的基准分散液形成。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第二白光的照射采用多脉冲照射。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一白光满足下述关系式4。(关系式4)I1PL1(0)≤I1PL1(exp)<I1PL1(c)在关系式4中，I1PL1(exp)为照射第二光时的第一白光的强度，I1PL1(0)为以10mes的脉宽向所述基准基板施加第一白光的单一脉冲，以使得导电性纳米线之间的接触区域形成熔接时的最小强度，其中所述基准基板由涂覆和干燥与所述导电性纳米线分散液相同但不含有机粘结剂的基准分散液形成，I1PL1(c)为以10mes的脉宽向所述基准基板施加第一白光的单一脉冲，使得单个导电性纳米线在沿导电性纳米线的长轴方向上部分熔融而被切割成两个以上的纳米结构时的最小强度。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一白光的照射采用单脉冲照射。本专利技术一实施例提供的制造方法中，通过第二光在导电性纳米线之间的接触区域形成熔接。本专利技术一实施例提供的制造方法中，通过第二光来去除照射第一光后残留在基板上的有机粘结剂。本专利技术一实施例提供的制造方法中，照射所述第二光时，在第二紫外光照射的同时或第二紫外光照射过程中照射第一白光。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一光的照射与第二光的照射相互独立或连续进行。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一紫外光或第二紫外光的强度相互独立，且强度范围为0.1mW/cm2～5mW/cm2。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一紫外光或所述第二紫外光的照射时长相互独立，且照射时长范围为1秒～100秒。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第二白光的强度范围为300W/cm2～1000W/cm2。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述第一白光的强度范围为2000W/cm2～3000W/cm2。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述导电性纳米线分散液包含0.1wt％～5wt％的有机粘结剂。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述有机粘结剂为多糖或多糖衍生物，所述多糖为糖原、直链淀粉、支链淀粉、胼胝质、琼脂、褐藻酸、藻酸盐、果胶、角叉菜胶、纤维素、甲壳素、壳聚糖、凝胶多糖、葡聚糖、果聚糖、胶原、结冷胶、阿拉伯树胶、淀粉、黄原胶、黄蓍胶、卡拉曼、卡拉豆、葡甘露聚糖或其组合；所述多糖衍生物为纤维素酯或纤维素醚。本专利技术一实施例提供的制造方法中，所述有机粘结剂为羧-C1-C3-烷基纤维素、羧-C1-C3-烷基羟基-C1-C3-烷基纤维素、C1-C3-烷基纤维素、C1-C3-烷基羟基-C1-C3-烷基纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明导电性膜的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：a)在基板上涂覆包含具有光学活性的导电性纳米线及有机粘结剂的导电性纳米线分散液；b)在涂覆后的导电性纳米线上照射包括第一紫外光(UV)的第一光；及c)在导电性纳米线上照射包括脉冲型第一白光的第二光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.11 KR 10-2014-0103637;2015.05.21 KR 10-2011.一种透明导电性膜的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：a)在基板上涂覆包含具有光学活性的导电性纳米线及有机粘结剂的导电性纳米线分散液；b)在涂覆后的导电性纳米线上照射包括第一紫外光(UV)的第一光；及c)在导电性纳米线上照射包括脉冲型第一白光的第二光。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述光学活性为表面等离子活性或光催化活性。3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述有机粘结剂为分子量在5×105以下的天然或合成聚合物。4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤a)之后，至少在步骤b)之前，所述制造方法还包括以下步骤：在涂覆后的导电性纳米线上照射包括红外光(IR)的第三光。5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第二光还包括第二紫外光。6.如权利要求1～5中任意一项所述的制造方法，其特征在于，所述第一光还包括脉冲型第二白光。7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，通过所述第一光来分解并去除至少存在于基板上涂覆的导电性纳米线之间的接触区域上的部分或全部有机粘结剂。8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，照射第一光时，选择性去除存在于导电性纳米线之间的接触区域上的有机粘结剂。9.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第一紫外光的强度满足下述关系式1；(关系式1)I1R(exp)<I1R(0)；(在关系式1中，I1R(exp)为照射第一光时的第一紫外光的强度，I1R(0)为在所述有机粘结剂的膜上照射第一紫外光1分钟，并且根据关系式2得出的重量减少率在1％以下时的最大强度)；(关系式2)(M0-M1)/M0*100；(在关系式2中，M1为照射第一紫外光后关系式1中定义的有机粘结剂的膜的重量，M0为照射第一紫外光前关系式1中定义的有机粘结剂的膜的重量)。10.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第一白光及第二白光分别包括具有对应于所述导电性纳米线的紫外-可见光谱中导电性纳米线的吸收峰值的波长的光。11.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第二白光满足下述关系式3；(关系式3)I1PL2(exp)<I1PL2(0)；(在关系式3中，I1PL2(exp)为照射第一光时的第二白光的强度，I1PL2(0)为以10mes的脉宽向所述基准基板施加第二白光的单一脉冲，以使得导电性纳米线之间的接触区域形成熔接时的最小强度，其中所述基准基板由涂覆和干燥与所述导电性纳米线分散液相同但不含有机粘结剂的基准分散液形成)。12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述第二白光的照射采用多脉冲照射。13.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一白光满足下述关系式4；(关系式4)I1PL1(0)≤I1PL1(exp)<I1PL1(c)(在关系式4中，I1PL1(exp)为照射第二光时的第一白光的强度，I1PL1(0)为以10mes的脉宽向所述基准基板施加第一白光的单一脉冲，以使得导电性纳米线之间的接触区域形成熔接时的最小强度，其中所述基准基板由涂覆和干燥与所述导电性纳米线分散液相同但不含有机粘结剂的基准分散液形成，I1PL1(c)为以10mes的脉宽向所述基准基板施加第一白光的单一脉冲，使得单个导电性纳米线在沿导电性纳米线的长轴方向上部分熔融而被切割成两个以上的纳米结构时的最小强度)。14.如权利要求13所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：金学成，郑完皓，金东铉，
申请(专利权)人：天津奈博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12