基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料及制备方法，步骤包括利用胶体溶液或等离子体对透明载体进行表面处理；按照透明电路设计方案，采用喷涂、旋涂、迈耶棒式涂覆、喷墨打印等方法，在指定区域制备银纳米线透明电路；将LED贴片晶圆镶嵌在银纳米线透明电路；采用干法夹胶工艺，将镶嵌有LED贴片晶圆的银纳米线透明电路稳固于两层透明载体之间。由本发明专利技术方法制备的夹胶LED装饰材料，具有优异的透过率，视觉效果良好，可采用钢化玻璃或者透明塑料作为载体，并结合夹胶工艺，具有抗冲击性、热稳定性和使用安全性，可广泛应用于户外墙面装饰，也可拓展至柔性应用领域，另外本发明专利技术方法简单，可靠性和重复性高，成本低廉，适合批量生产。

Sandwich LED decorative material based on silver nanowire transparent circuit and preparation method thereof

The invention discloses a colloidal LED decoration material and preparation method based on a silver nanowire transparent circuit. The process includes the surface treatment of transparent carrier using colloidal solution or plasma. According to the design scheme of transparent circuit, the method of spraying, spin coating, Meyer bar type coating, inkjet printing and so on is used in the designated area system. The silver nanowire transparent circuit is prepared, the LED patch wafer is embedded in the silver nanowire transparent circuit, and the transparent circuit of the silver nanowire with the LED patch wafer is stabilized between the two layers of transparent carrier. The adhesive LED decoration material prepared by this method has excellent transmittance and good visual effect. The steel glass or transparent plastic can be used as the carrier, and the sandwich technology is combined with the impact resistance, thermal stability and safety of use. It can be widely used in outdoor wall decoration and can be extended to flexible application. In addition, the invention has the advantages of simple method, high reliability and repeatability, and low cost, and is suitable for mass production.

【技术实现步骤摘要】
基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料及制备方法
本专利技术属于光电子
，具体涉及一种基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料及其制备方法。
技术介绍
将LED贴片晶圆均匀镶嵌在玻璃表面构成LED装饰玻璃，当LED发光时，它呈现出不同色彩，给人美好的视觉体验，具有广阔的应用市场。目前，关于LED装饰材料的报道多基于硬性玻璃材料，关于柔性LED装饰薄膜的报道则很少。连接LED的电路通常由铜线构成，但铜线遮挡光线，在玻璃表面形成一个个遮光网络，影响玻璃视线和美观。为此，需要透明导电材料取代铜线，构成LED之间的透明电路，保证玻璃对光的透过率，同时导通LED发光，使其呈现不同的色彩。透明导电材料是一种同时具有高可见光透过率和高导电性的薄膜材料，是构成发光二极管、触摸屏、液晶显示、太阳能电池等光电子器件的核心元件。目前，应用最广泛的透明导电材料是金属氧化物半导体，如氧化铟锡（ITO）等。但ITO存在资源稀缺、成本高、性质脆、易断裂等基本问题，限制了其应用。与金属氧化物半导体相比，金属表现出良好的电学和光学性质，其中银最为突出，其导电率最高，且等离子频率位于紫外波段，在可见光波段的吸收小。特别是银纳米线网络具有更为优异的光学透过率和柔韧性，是一种替代ITO的潜在选择（参考文献：K.Ellmer,“Pastachievementsandfuturechallengesinthedevelopmentofopticallytransparentelectrodes,”NaturePhotonics6,809,2012.）。近年来，关于银纳米线透明导电网络的研究得到了广泛关注（S.Ye,A.R.Rathmell,Z.Chen,I.E.Stewart,andB.J.Wiley,“Metalnanowirenetworks:thenextgenerationoftransparentconductors,”AdvancedMaterials26,6670,2014;D.Langley,G.Giusti,C.Mayousse,C.Celle,D.Bellet,andJ.–P.Simonato,“Flexibletransparentconductivematerialsbasedonsilvernanowirenetworks:areview,”Nanotechnology24,452001,2013.）。然而，将银纳米线透明导电网络应用于透明电路和夹胶LED装饰材料（无论是硬性玻璃材料还是柔性薄膜材料）却鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有LED装饰材料的技术不足，提供一种基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料及制备方法。采用本专利技术方法制备的银纳米线透明电路具有良好的导电性、可见光波段透过率和柔韧性，显著增强了LED装饰材料的视觉效率和美观性，并将其应用范围拓展至柔性薄膜领域。本专利技术的技术方案如下：一种基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料的制备方法，包括以下步骤：（1）准备透明载体：选用玻璃或者透明塑料作为载体，清洗并干燥后备用；（2）对载体进行表面处理：将胶体溶液涂覆在载体表面，或者利用气体的等离子体轰击载体表面，使载体表面具有黏附性和粗糙度；（3）设计银纳米线透明电路：根据LED贴片晶圆的型号设计透明电路，将红绿蓝三色的正极透明电路分开，而将负极透明电路相连；为保证电路透过率，正极和负极透明电路线宽范围设置为0.1-1.0cm；正极透明电路和负极透明电路之间预留LED贴片晶圆位置；（4）制备银纳米线透明电路：根据步骤（3）中的银纳米线透明电路设计，制作透明电路掩模，在掩模空白处，制备银纳米线透明电路；或者不用掩模，采用喷墨打印工艺制备银纳米线透明电路；（5）镶嵌LED贴片晶圆：将LED贴片晶圆镶嵌在正负极透明电路之间预留的位置，形成具有银纳米线透明电路的LED装饰材料；（6）制备夹胶LED装饰材料：利用胶膜，采用干法夹胶工艺，将具有透明电路的LED装饰材料和另一块清洗干净的透明载体压合在一起，并抽真空减小胶膜中的空气，使得镶嵌有LED贴片晶圆的透明电路稳固于两层透明载体之间，形成夹胶LED装饰材料。步骤（1）所述的干燥，采用干燥氮气吹干或用烘干设备烘干表面水分。步骤（2）所述的胶体溶液可采用多聚赖氨酸、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、液态玻璃（SOG）、二氧化钛溶胶中的一种或者多种，浓度为0.1-1.0mg/mL；所述的气体采用甲烷、氩气、氧气中的一种。步骤（4）所述的制备银纳米线透明电路的银纳米线溶液的浓度为1-10mg/mL，溶剂为水、乙醇或异丙醇。步骤（5）所述的镶嵌是利用玻璃胶将LED贴片晶圆背部固定在透明载体上，利用导电胶将LED贴片晶圆的引脚与透明电路粘结起来，使其具有电学导通性。步骤（6）所述的压合条件：温度小于200℃，压力小于20MPa。一种根据所述的方法制备的基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料。本专利技术的有益效果包括：（1）由本专利技术的方法制备的基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料，因为银纳米线透明电路的高透过率、高导电性和优异的柔韧性，具有良好的视觉效果和美观度，并且可拓展至柔性薄膜领域，优于传统的基于铜线的LED装饰材料，应用前景也优于基于脆性ITO透明电路的LED装饰玻璃。（2）由本专利技术的方法制备的基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料可采用钢化玻璃，具有良好的抗冲击强度和热稳定性，且夹胶工艺保证了其使用安全性和银纳米线透明电路的稳定性，可广泛应用于户外墙面装饰。（3）本专利技术的方法简单，重复性和可靠性高，易于实施，成本低廉，适合批量生产，优于基于ITO透明电路的LED装饰玻璃的制备方法。附图说明图1是由本专利技术的方法制备的银纳米线透明电路的透射光谱（图例中1.2cm表示采用喷涂工艺制备银纳米线透明电路时喷头的平移距离；银纳米线透明电路的方块电阻为7.49Ω/■）；图2是由本专利技术的方法制备的基于银纳米线透明电路的LED装饰玻璃在不同线路施加不同电压时，线路中的LED贴片晶圆的发光效果照片（图中白色圆圈标注发光的LED）。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步的阐述。实施例1本实施例的基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料的制备方法包括如下步骤：（1）准备透明载体：选用玻璃作为透明载体，用丙酮、甲醇、异丙醇对其依次进行清洗（时间各为5min），然后用干燥氮气吹干备用；（2）对载体进行表面处理：将浓度为0.1mg/mL的多聚赖氨酸胶体溶液通过浸没提拉法涂覆在载体表面，浸没时间为5min，使载体表面具有黏附性和粗糙度；（3）设计银纳米线透明电路：根据LED贴片晶圆的型号（SMD5050RGB）设计透明电路，将红绿蓝三色的正极透明电路分开，而将负极透明电路相连；为保证电路透过率，正极透明电路线宽为2mm，负极透明电路线宽为5mm；正极透明电路和负极透明电路之间预留LED贴片晶圆位置，其大小根据所用LED的尺寸来确定，为5.4mm；（4）制备银纳米线透明电路：根据步骤（3）中的银纳米线透明电路设计，制作透明电路掩模，即在透明载体上贴一层塑料保护膜，并根据步骤（3）的设计刻划出空白区域；在掩模空白处，采用喷涂方法制备银纳米线透明电路，所用的银纳米线乙醇溶液浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）准备透明载体：选用玻璃或者透明塑料作为载体，清洗并干燥后备用；（2）对载体进行表面处理：将胶体溶液涂覆在载体表面，或者利用气体的等离子体轰击载体表面，使载体表面具有黏附性和粗糙度；（3）设计银纳米线透明电路：根据LED贴片晶圆的型号设计透明电路，将红绿蓝三色的正极透明电路分开，而将负极透明电路相连；为保证电路透过率，正极和负极透明电路线宽范围设置为0.1‑1.0 cm；正极透明电路和负极透明电路之间预留LED贴片晶圆位置；（4）制备银纳米线透明电路：根据步骤（3）中的银纳米线透明电路设计，制作透明电路掩模，在掩模空白处，制备银纳米线透明电路；或者不用掩模，采用喷墨打印工艺制备银纳米线透明电路；（5）镶嵌LED贴片晶圆：将LED贴片晶圆镶嵌在正负极透明电路之间预留的位置，形成具有银纳米线透明电路的LED装饰材料；（6）制备夹胶LED装饰材料：利用胶膜，采用干法夹胶工艺，将具有透明电路的LED装饰材料和另一块清洗干净的透明载体压合在一起，并抽真空减小胶膜中的空气，使得镶嵌有LED贴片晶圆的透明电路稳固于两层透明载体之间，形成夹胶LED装饰材料。...

【技术特征摘要】
1.一种基于银纳米线透明电路的夹胶LED装饰材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）准备透明载体：选用玻璃或者透明塑料作为载体，清洗并干燥后备用；（2）对载体进行表面处理：将胶体溶液涂覆在载体表面，或者利用气体的等离子体轰击载体表面，使载体表面具有黏附性和粗糙度；（3）设计银纳米线透明电路：根据LED贴片晶圆的型号设计透明电路，将红绿蓝三色的正极透明电路分开，而将负极透明电路相连；为保证电路透过率，正极和负极透明电路线宽范围设置为0.1-1.0cm；正极透明电路和负极透明电路之间预留LED贴片晶圆位置；（4）制备银纳米线透明电路：根据步骤（3）中的银纳米线透明电路设计，制作透明电路掩模，在掩模空白处，制备银纳米线透明电路；或者不用掩模，采用喷墨打印工艺制备银纳米线透明电路；（5）镶嵌LED贴片晶圆：将LED贴片晶圆镶嵌在正负极透明电路之间预留的位置，形成具有银纳米线透明电路的LED装饰材料；（6）制备夹胶LED装饰材料：利用胶膜，采用干法夹胶工艺，将具有透明电路的LED装饰材料和另一块清洗干净的透明载体压合在一起，并抽真空减小胶膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，袁懿，李志浩，何赛灵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33