一种高性能金属网格透明导电薄膜制备方法及其制品技术

本发明专利技术提供一种高性能金属网格透明导电薄膜制备方法及其制品。所述金属网格透明导电薄膜至少包含：透明衬底，所述透明衬底包含第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面相对设置；金属网格布线，所述金属网格布线是由石墨烯和原位生长于其上的金属纳米颗粒之间紧密接触形成；所述金属网格布线直接或/和间接设置于透明衬底的第一表面或/和第二表面。本发明专利技术所制备金属网格解决了传统金属网格不可绕曲、金属网格可见、金属迁移等问题。本发明专利技术所述制备方法简单，易于实施大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属网格透明导电薄膜制备方法及其制品，尤其是涉及一种具有超细线宽、可绕曲、稳定性良好的高性能金属网格透明导电薄膜制备方法及其制品。
技术介绍
通过印刷技术制备金属网格的方法是多样的，常规技术包括：纳米压印、丝网印刷、喷墨打印等。其中纳米压印技术制备的金属网格精度最高，其线宽通常为5微米，适用于一些触控产品，尤其是一些大尺寸触控产品。但在手机或平板电脑产品中，金属网格要求肉眼不可见，其线宽至少要小于2微米。纳米压印技术能够将压印凹槽的线宽降低到2微米以下，但是却没有合适的导电浆料匹配来填充凹槽，原因如下：（1）填涂纳米颗粒粒度较大（通常位于200~500nm之间）的导电浆料，颗粒难以进入较细的凹槽，将会造成填涂不均匀，部分区域形成开路，产品的良品率极大下降；（2）若填涂纳米颗粒粒度较小（通常小于200nm）的导电浆料，小颗粒导电浆料易于进入凹槽，但是由于小颗粒之间的接触不够好，固化后会引起开裂，尤其在绕曲状态下开裂更甚，同样也会导致产品的良品率降低。针对以上技术问题，亟待提供一种新的金属网格透明导电薄膜，解决传统金属网格透明导电薄膜不可绕曲、金属网格线宽较粗等问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，尤其是解决不可绕曲、金属网格可见等问题，本专利技术提出一种高性能金属网格透明导电薄膜及其制备方法。一种高性能金属网格透明导电薄膜的制备方法本专利技术提供一种高性能金属网格透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：S1,提供包含第一表面和第二表面的透明衬底，第一表面和第二表面相对设置；S2,通过微纳压印方法，在透明衬底第一表面上或第一表面内部形成具有超细线宽的网格凹槽；S3,制备石墨烯/金属纳米颗粒复合导电浆料，所述金属纳米颗粒原位生长在石墨烯表面，所述金属纳米丝颗粒的粒径小于网格凹槽线宽，所述石墨烯尺寸小于凹槽线宽的五倍；S4,在网格凹槽中刮涂导电浆料；S5,移除未填入网格凹槽的多余导电浆料；S6,将填入凹槽的导电浆料固化，石墨烯和原位生长于其上的金属纳米颗粒之间紧密接触形成金属网格布线。所述S2步骤的实施方式是多样的，包括：在第一表面内形成凹槽或在第一表面上形成凹槽。所述在第一表面内形成凹槽的方法具体步骤包括：将具有纹路的的压印模具植入透明衬底的第一表面，压印模具的纹路被反印在透明衬底中；去掉压印模具，凹槽在透明衬底上形成。通常这种实施方式，要求透明衬底是软性物质或者具有热塑性等特性。一种非限制性的第一表面内形成凹槽的结构示意图如图1所示，其中111是透明衬底，1111是透明衬底的第一表面，1112是透明衬底的第二表面，401是凹槽，凹槽401位于透明衬底第一表面内。所述在第一表面上形成凹槽的方法具体步骤包括：涂覆，在第一表面上涂覆一层透明基材；压印，通过压印方式在透明基材上形成凹槽。更为具体的步骤为：在第一表面上涂覆软性透明基材；将具有纹路的压印模具植入透明基材；将透明基材固化；再将压印模具去掉，由此在透明衬底的第一表面上形成凹槽。通常所述透明基材的选择为热固化材料或光固化材料，在本专利技术的实施例中选择UV固化光学胶。一种非限制性的第一表面上形成凹槽的结构示意图如图2所示，其中112是透明衬底，1121是透明衬底的第一表面，1122是透明衬底的第二表面，311是透明基材层，402是凹槽，凹槽402位于透明基材层311内。所述S3步骤的制备石墨烯/金属纳米颗粒复合导电浆料具体的步骤为：S31,提供石墨烯，所述石墨烯包括：氧化石墨烯，功能化石墨烯、磺化石墨烯、石墨烯衍生物、普通石墨烯或其组合，所述石墨烯的尺寸小于凹槽线宽的五倍；S32,金属颗粒原位生长，将石墨烯和金属盐类加入具有还原性的溶液中，金属盐类直接在石墨烯表面原位还原形成金属纳米颗粒；S33,浆料配置，将上述石墨烯/金属纳米颗粒复合物中加入分散剂、表面活性剂、防沉剂、流平剂、溶剂、光引发剂、光敏剂、粘合剂或其组合配置成为包含石墨烯/金属纳米颗粒的复合导电浆料。在一些实施方式中，S31步骤选择缺陷较多的氧化石墨烯以利于金属盐的原位还原。在一些实施方式中，S32步骤具有还原性的溶液通常可以选择具有还原性的溶剂。在一些实施方式中，S32步骤选择选择非还原性的溶剂中加入还原剂来够成还原性的溶液。在一些实施方式中，S33步骤中的浆料配置步骤可加入富勒烯、碳纳米管、金属氧化物颗粒、金属纳米线、导电高分子或其组合物从而调节所形成金属网格布线的韧性、导电性、抗氧化性、抗腐蚀性等性能。在一些实施方式中，透明衬底的第二表面上同样需要制备金属网格布线，如权利要求1所述制备方法以同样方式实施于所述透明衬底的第二表面。在一些实施方式中，需要在透明衬底的第二表面或/和第一表面的功能层上制备金属网格布线，如权利要求1所述制备方法以同样方式实施于所述透明衬底的第二表面或/和第一表面的功能层之上。例如，在以制备金属网格布线的透明衬底上涂覆一层功能层，再在功能层表面上制备金属网格布线。一种高性能金属网格透明导电薄膜本专利技术提供一种高性能金属网格透明导电薄膜，所述金属网格透明导电薄膜至少包含：透明衬底，所述透明衬底包含第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面相对设置；金属网格布线，所述金属网格布线是由石墨烯和原位生长于其上的金属纳米颗粒之间紧密接触形成；所述金属网格布线直接或/和间接设置于透明衬底的第一表面或/和第二表面。可选地，所述金属网格透明导电薄膜包含凹槽层和/或功能层，所述凹槽层和/或功能层位于透明衬底的表面之上；所述功能层是保护层、增透层、防眩光层、阻隔层、粘结层、抗静电层、绝缘层中的任意一种或其多种组合。所述金属纳米颗粒，其材质构成包括：Pt、Pd、Cu、Au、Ag、Sn、Ni、Al、Fe或其组合；例如：一个非限制性的材质构成为Au/Ag合金。所述金属纳米颗粒，其结构构成包括：异质结结构、核壳结构、空心结构或其组合。一种非限制性的异质结结构示意图如图3（a）,其中601是第一部分，602是第二部分，第一部分和第二部分够成了一个完整的金属纳米颗粒，两部分材料成分不一致，例如：601是Au,602是Pd；所述异质结结构在同一个金属纳米颗粒上可以多次实施。一种非限制性的核壳结构截面示意图如图3（b）,其中603是核，604是壳，603核和604壳构成了一个完整的金属纳米颗粒，603核与604壳材料成分不一致，例如603是Au,604是Ag。一种非限制性的空心结构截面示意图如图3（c）,其中605是空心部分，606是实体部分。所述金属网格布线是由石墨烯和原位生长于其上的金属纳米颗粒之间紧密接触形成；一种非限制性的结构示意图，如图4所示，其中215是金属网格布线，501区域的放大部分如图4右侧所示；501区域放大图显示，大量的含有原位生长金属纳米颗粒的石墨烯片层相互紧密接触，这种接触包括：石墨烯片层与石墨烯片层之间、石墨烯与金属纳米颗粒之间、金属纳米颗粒与金属纳米颗粒之间及前述接触方式的组合。金属纳米颗粒原位生长于石墨烯之上的一种非限制性结构示意图，如图5所示，其中607是石墨烯片层，608是金属纳米颗粒。所述金属网格布线直接设置于透明衬底的第一表面或/和第二表面的方式是多样的，包括：位于表面上、部分含纳于表面内，完全含纳于表面内或其组合方式。示例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属网格透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：S1,提供包含第一表面和第二表面的透明衬底，第一表面和第二表面相对设置；S2,通过微纳压印方法，在透明衬底第一表面上或第一表面内部形成具有超细线宽的网格凹槽；S3,制备石墨烯/金属纳米颗粒复合导电浆料，所述金属纳米颗粒原位生长在石墨烯表面，所述金属纳米颗粒的粒径小于网格凹槽线宽，所述石墨烯尺寸小于凹槽线宽的五倍；S4,在网格凹槽中刮涂导电浆料；S5,移除未填入网格凹槽的多余导电浆料；S6,将填入凹槽的导电浆料固化，石墨烯和原位生长于其上的金属纳米颗粒之间紧密接触形成金属网格布线。

【技术特征摘要】
1.一种金属网格透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：S1,提供包含第一表面和第二表面的透明衬底，第一表面和第二表面相对设置；S2,通过微纳压印方法，在透明衬底第一表面上或第一表面内部形成具有超细线宽的网格凹槽；S3,制备石墨烯/金属纳米颗粒复合导电浆料，所述金属纳米颗粒原位生长在石墨烯表面，所述金属纳米颗粒的粒径小于网格凹槽线宽，所述石墨烯尺寸小于凹槽线宽的五倍；S4,在网格凹槽中刮涂导电浆料；S5,移除未填入网格凹槽的多余导电浆料；S6,将填入凹槽的导电浆料固化，石墨烯和原位生长于其上的金属纳米颗粒之间紧密接触形成金属网格布线。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述S2步骤中在透明衬底的第一表面上形成具有超细线宽的网格凹槽的具体步骤为：涂覆，在第一表面上涂覆一层透明基材；压印，通过压印方式在透明基材上形成凹槽。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述S3的具体步骤为:S31,提供石墨烯，所述石墨烯包括：氧化石墨烯，功能化石墨烯、磺化石墨烯、石墨烯衍生物、普通石墨烯或其组合，所述石墨烯的尺寸小于凹槽线宽的五倍；S32,金属颗粒原位生长，将石墨烯和金属盐类加入具有还原性的溶液中，金属盐类直接在石墨烯表面原位还原形成金属纳米颗粒；S33,浆料配置，将上述石墨烯/金属纳米颗粒复合物中加入分散剂、表面活性剂、防沉剂、流平剂、溶剂、光引发剂、光敏剂、粘合剂或其组合配置成为包含石墨烯/金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘腾蛟，李丽坤，范江峰，谢丽萍，任晓倩，
申请(专利权)人：北京华纳高科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11