一种导电膜、导电膜的制备方法及其使用的油墨技术

本发明专利技术公开了一种导电膜、导电膜的制备方法及其使用的油墨，制备方法包括以下步骤：1)准备油墨和化学镀液；所述油墨包括主体成分、添加剂和溶剂，所述主体成分由质量分数为10％～60％的光固化树脂和质量分数为40％～90％的金属填料构成，所述填料中的金属比目标金属活泼；所述化学镀液为目标金属离子对应的镀液；其中，所述目标金属为所需制备的导电膜中起导电作用的金属的种类；2)印刷及烘干；3)化学镀处理；4)光照处理。制得的导电膜包括粘结剂和金属膜，所述金属膜通过所述粘结剂粘结到所述基底上，且金属膜为金属颗粒烧结在一起形成的一层连续的金属膜。本发明专利技术的油墨中可采用成本低的金属作填料，从而成本均较低，且制得的导电膜的导电性也较好。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】-种导电膜、导电膜的制备方法及其使用的油墨
本专利技术设及印刷电子技术，特别是一种导电膜、导电膜的制备方法及其使用的油 rq7| 墨〇 【
技术介绍
】 随着印刷电子技术的发展，越来越多的电子产品在其制造过程中都要借助于各种 各样的印刷方式来形成其导电部分，比如喷墨打印、丝网印刷、平板印刷、凹版印刷W及3D 打印等技术，该些印刷电子技术与传统电路制造技术相比有着效率和成本的双重优势。而 与其密不可分的导电油墨技术也是日新月异，当前用于印刷电子技术的导电油墨主要由银 做填料，因为有着优良的导电性同时也具备很好的化学稳定性，能够制备得到性能稳定的 导电油墨制品。但是作为填料的金属银的成本过高，已经成为制约导电油墨发展W及形成 的导电膜的进一步应用的最重要问题之一。因此，如何降低导电油墨的成本是未来印刷电 子技术必然的趋势之一。 当前已经有部分研究和产品采用侣、碳、铜或者其复合材料作为填料来制备导电 油墨，但是还存在着各种各样的问题，比如碳材料虽然成本很低但是其导电性远远不如金 属填料，而侣、铜该些金属填料虽然成本和导电性都有着很大的优势，但是用于导电油墨中 后，导电油墨印刷形成导电膜后，导电膜的导电性能却较差。 【
技术实现思路
】本专利技术所要解决的技术问题是；弥补上述现有技术的不足，提出一种导电膜、导电 膜的制备方法及其使用的油墨，油墨中可采用成本低的金属作填料，且应用后制得的导电 膜的导电性也较好。本专利技术的技术问题通过W下的技术方案予W解决： 一种导电膜的制备方法，包括W下步骤；1)准备油墨和化学锻液；所述油墨包括 主体成分、添加剂和溶剂，所述主体成分由质量分数为10%~60%的光固化树脂和质量分 数为40 %~90 %的金属填料构成，所述填料中的金属比目标金属活泼；所述化学锻液为目 标金属离子对应的锻液；其中，所述目标金属为所需制备的导电膜中起导电作用的金属的 种类；2)将所述油墨印刷或者涂覆到基底表面，在60~150°C的条件下烘干溶剂，在所述 基底表面形成一层半固化膜；3)将所述步骤2)处理后的基底浸入所述化学锻液中，浸泡 0. 2~15min，在所述基底表面得到一层由目标金属颗粒构成的半固化膜，且所述目标金属 颗粒的粒径范围在20皿~10ym;4)将所述步骤3)处理后的基底进行光照处理，使所述基 底上的半固化膜完全固化，同时使所述目标金属颗粒发生烧结，在所述基底上得到一层连 续的目标金属导电膜。 一种导电膜，其形成在基底上，所述导电膜包括粘结剂和金属膜，所述金属膜通过 所述粘结剂粘结到所述基底上，所述粘结剂为光固化树脂经光照后形成的粘结剂，所述金 属膜为由化学锻过程形成的粒径范围在20nm~10ym的金属颗粒在光照条件下烧结在一 起形成的一层连续的金属膜。[000引一种如上所述的制备方法中使用的油墨，包括主体成分、添加剂和溶剂，所述主体 成分由质量分数为10%~60%的光固化树脂和质量分数为40%~90%的金属填料构成， 所述填料中的金属比目标金属活泼，所述目标金属为与所述制备方法需制备的导电膜中起 导电作用的金属的种类。 本专利技术与现有技术对比的有益效果是： 本专利技术的导电膜及其制备方法中，采用油墨和适配的化学锻液，通过印刷油墨、烘 干、化学锻、光照等步骤得到的一层完全固化的导电膜，基底表面所覆盖的目标金属颗粒在 光照后烧结得到的连续的目标金属膜，从而具有一定的导电性。该样，一方面，油墨中可实 现采用成本较低的金属（如锋、铁）作为填料，相应制得的导电膜也是较为廉价的金属导电 膜，从而导电膜和油墨的成本均较低。另一方面，通过化学锻置换出目标金属后即进行光照 工艺，使得目标金属颗粒在被氧化之前就被光照处理，从而能烧结在一起，形成为一层连续 的金属膜，具有导电性。由此，即便后续的过程中，膜表层的金属成分发生氧化，也不影响膜 层整体的导电性。本专利技术的油墨，通过调整黏度、流变性能等参数，可与多种印刷工艺相兼 容，包括丝网印刷、平板印刷、凹版印刷等，而通过相应的图形化方案，可用于薄膜开关、射 频天线、电路版、太阳能电池、薄膜晶体管、微型元器件电极W及显示器等领域W制备相应 的导电膜、导电图形。 【【附图说明】】 图1是本专利技术【具体实施方式】的导电膜的制备方法的流程图； 图2是本专利技术【具体实施方式】的实验例1中半固化膜的截面扫描电镜图； 图3是本专利技术【具体实施方式】的实验例1中铜导电膜的截面扫描电镜图。 【【具体实施方式】】 下面结合【具体实施方式】并对照附图对本专利技术做进一步详细说明。 本专利技术的构思是；经研究发现，采用金属填料（例如铜、侣、镶）的导电油墨制得 的金属导电膜的导电性较差的一个原因是：导电油墨中的金属在空气中很容易氧化，氧化 后的金属颗粒之间的电阻很大，因此对制得的导电膜的导电性产生严重的影响。据此提出， 如果能确保金属颗粒在油墨存储的过程中或者在制成导电膜、形成导电通路之前不发生氧 化，则能解决因金属氧化导致的导电膜导电性较差的问题。而针对纳米级金属颗粒的研究， 知道纳米级别的金属颗粒（例如铜颗粒）可W在大功率白光照射的条件下迅速烧结，烧结 时间甚至在毫秒级别。 因此本专利技术结合上述发现，针对低成本的非银金属导电填料的氧化问题，提出了 一种采用化学锻和光烧结的方法形成导电膜图形的制备方法及其使用的油墨。W形成铜导 电膜为例，本专利技术的油墨中本身不含铜，而是含有化学活性比铜活泼的金属颗粒，例如铁或 者锋颗粒。待油墨通过相应的印刷方式印刷成相应图形或线路之后，从相应的化学锻铜液 中将铜置换出来。且控制化学锻处理时间，使置换出来的铜颗粒在纳米级。由于置换出来 的铜颗粒在纳米级，且未氧化，因此可在随后的光照过程中进行烧结，形成连续的导电膜， 从而避免了铜直接作为导电油墨的金属填料而在保存或者加工过程中发生氧化而导电性 变差的问题。而由于本专利技术提到的印刷油墨采用的粘结剂树脂是光固化类型的，其在光照 过程中可W进一步固化增强铜导电膜与基底的粘结力，W及铜导电膜构成的导电图形或者 线路的力学强度。 如图1所示，为本【具体实施方式】的导电膜的制备方法，包括W下步骤： 1)准备油墨和化学锻液，其中，油墨包括主体成分、添加剂和溶剂，所述主体成分 由质量分数为10%~60%的光固化树脂和质量分数为40%~90%的金属填料构成，所述 填料中的金属比目标金属活泼，所述化学锻液为目标金属离子对应的锻液；其中，所述目标 金属为所需制备的导电膜中的金属的种类。 此处的目标金属为最终需形成的导电膜中起导电作用的金属的种类。例如，要制 得铜导电膜，则铜即为目标金属，化学锻液即为化学锻铜液；要制得镶导电膜，则镶为目标 金属，化学锻液即为化学锻镶液；要制得锡导电膜，则锡为目标金属，化学锻液即为化学锻 锡液。目标金属定为较为廉价的金属（例如铜、镶、锡、侣等），从而油墨中设置比目标金属 活泼的金属即可（例如锋、铁），从而导电膜和相应的油墨的成本均可降低。 金属填料选择比目标金属活泼的金属即可。优选地，选择比目标金属活泼且不为 银的金属，从而可使得金属填料的成本较低。进一步优选地，选择锋粉或铁粉，从而能置换 出大部分已有化学锻液中的金属，适用性较广。金属填料的粒径范围在20nm-10ym，从而确 保油墨的流动性和本文档来自技高网...

【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：1)准备油墨和化学镀液；所述油墨包括主体成分、添加剂和溶剂，所述主体成分由质量分数为10％～60％的光固化树脂和质量分数为40％～90％的金属填料构成，所述填料中的金属比目标金属活泼；所述化学镀液为目标金属离子对应的镀液；其中，所述目标金属为所需制备的导电膜中起导电作用的金属的种类；2)将所述油墨印刷或者涂覆到基底表面，在60～150℃的条件下烘干溶剂，在所述基底表面形成一层半固化膜；3)将所述步骤2)处理后的基底浸入所述化学镀液中，浸泡0.2～15min，在所述基底表面得到一层由目标金属颗粒构成的半固化膜，且所述目标金属颗粒的粒径范围在20nm～10μm；4)将所述步骤3)处理后的基底进行光照处理，使所述基底上的半固化膜完全固化，同时使所述目标金属颗粒发生烧结，在所述基底上得到一层连续的目标金属导电膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨诚，刘静平，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44