一种导电膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种导电膜的制备方法，包括以下步骤：S1，配置TiO2胶体溶液，并将所述TiO2胶体溶液均匀分散沉积在衬底表面，形成TiO2胶体溶液层；S2，改变气压、湿度以及温度使所述TiO2胶体溶液层中的溶剂挥发，使所述TiO2胶体溶液层产生纵横交错的裂纹；S3，在裂纹沉积金属，形成多条纵横交错的金属导线；S4，去除所述TiO2胶体溶液层，得到所述导电膜。本发明专利技术还提供一种通过上述方法获得的导电膜。

【技术实现步骤摘要】
一种导电膜及其制备方法
本专利技术涉及一种导电膜及其制备方法。
技术介绍
透明导电薄膜是触控屏、显示屏、电子纸、智能光窗等光电器件的关键材料。目前，市场上的透明导电薄膜主要是以氧化铟锡(ITO)为导电涂层的产品。然而，ITO依然存在以下问题：1.ITO属于陶瓷材料，易碎裂不耐弯折，其膜层的表面电阻将随着弯折次数而明显的提升；2.铟为稀有元素，地球含量低(0.05ppm)，且ITO薄膜的造价较高($5.5m-2/150Ωsq-1，$26m-2/10Ωsq-1)。目前，科学家们研制出碳纳米管，石墨烯，金属薄膜，金属网格，金属纳米线以及导电聚合物等新型的柔性透明导电膜用以取代ITO薄膜。金属由于其良好的导电性和延展性，使得其在导电薄膜的应用中具有重要的优势。为了增加金属的透光性能，通常将金属薄膜制备成网格形状，在技术上，目前最常用的方法为光刻加上真空镀膜的技术。然而，光刻技术较为复杂，昂贵，不利于大面积的卷对卷式生产。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题而提供的一种导电膜及其制备方法。本专利技术提供一种导电膜的制备方法，包括以下步骤：S1，配置TiO2胶体溶液，并将所述TiO2胶体溶液均匀分散沉积在衬底表面，形成TiO2胶体溶液层；S2，改变气压、湿度以及温度使所述TiO2胶体溶液层中的溶剂挥发，使所述TiO2胶体溶液层产生纵横交错的裂纹；S3，在裂纹沉积金属，形成多条纵横交错的金属导线；S4，去除所述TiO2胶体溶液层，得到所述导电膜。作为进一步改进的，所述衬底为柔性透明材料。作为进一步改进的，在步骤S1中，所述TiO2胶体溶液的配置包括以下步骤：S11，将0.5-2.0gTiO2粉末加入10ml无水乙醇中，并持续搅拌10-30min使其均匀混合；S12，将步骤S11得到产物中加入1-5g稳定剂，得到所述TiO2胶体溶液。作为进一步改进的，在步骤S1中，所述将TiO2胶体溶液均匀分散沉积在衬底表面的步骤包括：将所述TiO2胶体溶液置于喷雾装置中，控制环境湿度为65％以下，调节气泵气压在0.1-0.5Mpa，空气流速为15-20L/min，控制所述喷雾装置的喷涂速率为100cm2/min，将所述TiO2胶体溶液均匀喷射在所述衬底表面。作为进一步改进的，在步骤S2中，控制环境的气压为1*10-3Pa，湿度为65％以下，以及温度为40～80摄氏度使所述TiO2胶体溶液层中的溶剂挥发，使所述TiO2胶体溶液层产生均匀分布且纵横交错的裂纹。作为进一步改进的，在步骤S3中，所述在裂纹沉积金属的步骤包括：S31，设置磁控溅射仪中的真空度为5x10--5Pa，氩气流量为0.5Pa气压，溅射气压为0.3Pa，溅射功率为100W，金属靶距离衬底的距离为6cm；S32，沉积束流垂直于衬底表面入射，且基台以30r/min速度旋转，通过磁控溅射将金属薄膜沉积至裂块表面与裂纹中间。作为进一步改进的，在步骤S4中，所述去除所述TiO2胶体溶液层的步骤包括：通过机械振动去除所述TiO2胶体溶液层。作为进一步改进的，所述通过机械振动去除所述TiO2胶体溶液层的步骤包括：将步骤S3获得的产物浸没子去离子水中并超声处理5～15s。作为进一步改进的，纵向和横向裂纹的平均宽度小于10μm。本专利技术还提供一种通过上述方法获得导电膜。与现有技术相比较，本专利技术导电膜及其制备方法具有以下优点：利用价格低廉的无毒胶体干燥产生的裂纹为模板，通过控制气压、湿度、温度诱导不同矩形尺寸的裂纹模板的产生。借助真空镀膜技术大规模生产柔性透明导电膜。该方法具有操作简单，成本低廉，可大规模生产的优点。可代替ITO，FTO等产品并应用于柔性显示屏，柔性触摸屏，柔性传感器，柔性太阳能电池等电子产品之上。附图说明图1是本专利技术实施例提供的导电膜的制备方法的流程图。图2为实施例1中裂纹膜在产生裂纹和去除模板后的表面形貌的SEM扫描电镜图。图3为对比例中基于裂纹模板的透明导电薄膜的透光性能测试图。图4为对比例中基于裂纹模板的透明导电薄膜的长波透光对比图。图5为对比例中基于裂纹模板的透明导电薄膜的循环弯折测试图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本瞬时冲击力作进一步详细描述。请参照图1，本专利技术实施例提供本专利技术提供一种导电膜的制备方法，包括以下步骤：S1，配置TiO2胶体溶液，并将所述TiO2胶体溶液均匀分散沉积在衬底表面，形成TiO2胶体溶液层；S2，改变气压、湿度以及温度使所述TiO2胶体溶液层中的溶剂挥发，使所述TiO2胶体溶液层产生纵横交错的裂纹；S3，在裂纹沉积金属，形成多条纵横交错的金属导线；S4，去除所述TiO2胶体溶液层，得到所述导电膜。在步骤S1中，所述衬底可以选自柔性透明材料，如PET等。所述TiO2胶体溶液的配置可以通过以下步骤制备：S11，将0.5-2.0gTiO2粉末加入10ml无水乙醇中，并持续搅拌10-30min使其均匀混合；S12，将步骤S11得到产物中加入1-5g稳定剂，得到所述TiO2胶体溶液。可以理解，通过调节所述TiO2胶体溶液的浓度可以使所述TiO2胶体溶液层均匀的产生纵横交错的裂纹。另外，在步骤S1中，所述将TiO2胶体溶液均匀分散沉积在衬底表面的步骤可以包括：将所述TiO2胶体溶液置于喷雾装置中，控制环境湿度为65％以下，调节气泵气压在0.1-0.5Mpa，空气流速为15-20L/min，控制所述喷雾装置的喷涂速率为100cm2/min，将所述TiO2胶体溶液均匀喷射在所述衬底表面。在步骤S2中，为了形成均匀的纵、横交错的裂纹，需要严格控制环境的参数。优选的，环境的气压为1*10-3Pa，湿度为65％以下，以及温度为40～80摄氏度使所述TiO2胶体溶液层中的溶剂挥发，使所述TiO2胶体溶液层产生均匀分布且纵横交错的裂纹。更优选的，环境的气压为1*10-3Pa，湿度为40～60％，以及温度为50～65摄氏度使所述TiO2胶体溶液层中的溶剂挥发。在裂纹的产生过程中，可以将裂纹的种类根据形成的时间分成两组裂纹，纵向排布的裂纹相对于横向排布的裂纹而言，宽度较粗，原因为裂纹的开裂是依据胶体分散过程中的内部位错和缺陷造成的(类解理面原理)，通过控制裂纹开裂的干燥温度湿度，胶体的浓度，胶体的用量和衬底的大小四个因素，我们将裂纹的开裂调控为横纵两向的开裂形式，以形成矩形状的裂纹模板。其中图中较粗的为纵向裂纹，纵向裂纹在开裂的时间上要先于横向裂纹，由于纵向裂纹的产生，衬底上的胶体被分为了无数纵向的长条，随着乙醇溶液的继续蒸发，在与纵向裂纹垂直的方向说逐步产生了横向裂纹，横向裂纹的宽度明显小于纵向裂纹，可以将其比作铁轨的铺设，先架起两道平行的较粗的铁轨，之后在轨道的中间铺设垂直于轨道的木条以维持两轨道的平行。纵向和横向裂纹的平均宽度小于10μm，这也很好的解释了这种透明导电膜高透光性的原因。在步骤S3中，所述在裂纹沉积金属的步骤包括：S31，设置磁控溅射仪中的真空度为5x10--5Pa，氩气流量为0.5Pa气压，溅射气压为0.3Pa，溅射功率为100W，金属靶距离衬底的距离为6cm；S32，沉积束流垂直于衬底表面入射，且基台以30r/min速度旋转，通过磁控溅射将金属薄膜沉积至裂块表面与裂纹中间。在步骤S4中，所述去除所述TiO2胶体溶液层的步骤包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，配置TiO2胶体溶液，并将所述TiO2胶体溶液均匀分散沉积在衬底表面，形成TiO2胶体溶液层；S2，改变气压、湿度以及温度使所述TiO2胶体溶液层中的溶剂挥发，使所述TiO2胶体溶液层产生纵横交错的裂纹；S3，在裂纹沉积金属，形成多条纵横交错的金属导线；S4，去除所述TiO2胶体溶液层，得到所述导电膜。

【技术特征摘要】
1.一种导电膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，配置TiO2胶体溶液，并将所述TiO2胶体溶液均匀分散沉积在衬底表面，形成TiO2胶体溶液层；S2，改变气压、湿度以及温度使所述TiO2胶体溶液层中的溶剂挥发，使所述TiO2胶体溶液层产生纵横交错的裂纹；S3，在裂纹沉积金属，形成多条纵横交错的金属导线；S4，去除所述TiO2胶体溶液层，得到所述导电膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为柔性透明材料。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述TiO2胶体溶液的配置包括以下步骤：S11，将0.5-2.0gTiO2粉末加入10ml无水乙醇中，并持续搅拌10-30min使其均匀混合；S12，将步骤S11得到产物中加入1-5g稳定剂，得到所述TiO2胶体溶液。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述将TiO2胶体溶液均匀分散沉积在衬底表面的步骤包括：将所述TiO2胶体溶液置于喷雾装置中，控制环境湿度为65％以下，调节气泵气压在0.1-0.5Mpa，空气流速为15-20L/min，控制所述喷雾装置的喷涂速率为100cm2/min，将所述TiO2胶体溶液均匀喷射在所述衬底表...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文熹，许子颉，刘向阳，
申请(专利权)人：厦门大学，厦门大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：福建,35