透明电磁干扰屏蔽薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种透明电磁干扰屏蔽薄膜包含第一透明聚合物基底层、第一导电网格层具有第一图案打印在第一透明聚合物基底层上；所述导电网格具有约5微米至约500微米的线宽及二相邻导线相距约100微米至约1000微米，所述导电网格阻隔电磁信号；第二透明聚合物基底层置于打印有第一导电网格层的第一透明聚合物基底层上，第二导电网格层具有第二图案打印在第二透明聚合物基底层上，所述第二图案实质上与第一图案相同，且第二图案实质上相同地置于第一图案上以至于第一图案和第二图案彼此重合以最大化相邻导线的透明空间；其透明度在可见光范围内约为80％以上。光范围内约为80％以上。光范围内约为80％以上。

【技术实现步骤摘要】
透明电磁干扰屏蔽薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一个透明电磁干扰(transparent electromagnetic interference，EMI)屏蔽薄膜，具体而言，本专利技术涉及一个具有改善的电磁干扰屏蔽效能和透明度的电磁干扰屏蔽薄膜。本专利技术更涉及制备所述透明电磁干扰屏蔽薄膜的方法。

技术介绍

[0002]近年来，电磁干扰(EMI)因各种电器装置和电子应用装置的使用增加而快速成长，特别是使用无线电波的通讯设备。电磁干扰不仅成为电磁干扰敏感的电器组件或电子组件的故障主因，也对这些装置的操作员造成健康损害，因此，必须屏蔽和吸收电子设备产生的电磁波以防止所述故障和损害。因此，制备一个具备高电磁干扰屏蔽效能(electromagnetic interference shielding effectiveness，EMI SE)的电磁干扰屏蔽薄膜是非常重要的。
[0003]除了电磁干扰屏蔽效能(EMI SE)，用于显示器或建筑物玻璃的电磁干扰屏蔽薄膜需要高透明度因为电磁干扰屏蔽薄膜需要允许识别所显示在屏幕或外在环境的对象。然而，因为传统的电磁干扰屏蔽薄膜具有低透明度，其归因于不透明的导电层是由官能化的粒子如金属所制备，电磁干扰屏蔽薄膜展现良好的透光度是被需要的。透明度和电磁干扰屏蔽效能是互相抵触的，因为大多数导电材料为不透明的。因此，制备一个同时具有高透明度和电磁干扰屏蔽效能的电磁干扰屏蔽材料是困难的。
[0004]在历史上，众所周知的透明电磁干扰屏蔽材料为氧化铟锡(ITO)，其为一种材料选择因为其在高导电度下具有高透明度。然而，ITO具有一些缺点如质地脆且无法在需要弹性的情况下使用。另一个透明电磁干扰屏蔽材料为一个具有纳米级厚度的薄金属层沉积在透明薄膜上，通常其藉由真空蒸发、磁控溅射或电镀手段制得。近来，导电纳米材料如银纳米线、石墨烯或纳米碳管被用于制备透明电磁干扰屏蔽薄膜，导电纳米材料分散于溶剂/水并简单地藉由喷洒或梅耶尔杆涂层法(Mayer rod coating method)涂布于透明基底。然而，纳米材料间的高接触抗力使其效能劣化，同时，纳米材料的高成本也限制其应用。
[0005]金属网格是电磁干扰屏蔽材料中最众所周知的材料，因为所有金属线皆连接形成导电网络。在欧洲专利公开案EP2099050A2，光刻用于制备线宽9微米至12微米的银网格，然而，其方法复杂、昂贵、不环保且电磁干扰屏蔽效能约20dB，低于通常标准30dB，为了使金属线小到足以”隐形”，金属线宽必须降低至10微米级，然而，所述细金属线仍然会不利地影响电磁干扰屏蔽效能。
[0006]美国专利公开案US10,091,917揭示透明电磁干扰屏蔽/吸收薄膜包含具有顶面沉积有复数刻槽图案的透明基板，导电层沉积在沟槽中，导电纳米线层沉积在透明基板的顶面上且与导电层电连接。然而，纳米线涂层既复杂又不环保，再者，纳米线层会劣化可见光透明度。
[0007]因此，电磁干扰屏蔽工艺具有需求以克服所述问题并满足透明电磁干扰屏蔽薄膜可同时展现足够电磁干扰屏蔽效能及维持良好透光度性质。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种透明电磁干扰屏蔽薄膜包含第一透明聚合物基底层；第一导电网格层具有第一图案打印在第一透明聚合物基底层上；所述导电网格具有约5微米至约500微米的线宽及二相邻导线相距约100微米至约1000微米，所述导电网格配置成以至于至少阻隔部分通过所述第一透明聚合物基底层的电磁信号；第二透明聚合物基底层置于打印有第一导电网格层的第一透明聚合物基底层上，第二导电网格层具有第二图案打印在第二透明聚合物基底层上，所述第二图案实质上与第一图案相同，且第二图案实质上相同地置于第一图案上以至于第一图案和第二图案彼此重合以最大化相邻导线的透明空间；当两图案重合时，透明度在波长约400纳米至约700纳米的可见光范围内约为80％以上。
[0009]本专利技术的透明电磁干扰屏蔽薄膜具有良好电磁干扰屏蔽效能、透明度及弹性。具体而言，所述透明电磁干扰屏蔽薄膜具有至少30dB的电磁干扰屏蔽效能在频率区间500MHz至5GHz且所述透明电磁干扰屏蔽薄膜可弯折和拉伸，其适于应用在广泛领域的电子设备。
[0010]另一方面，本专利技术提供一透明电磁干扰屏蔽薄膜，其第一透明聚合物基底层包含一个或多个热塑性聚氨酯(TPU)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0011]另一方面，本专利技术提供一透明电磁干扰屏蔽薄膜，其导电网格含有银。
[0012]另一方面，本专利技术提供一透明电磁干扰屏蔽薄膜，其导电网格层的图案选自一个或多个方形、五角形或六角形。
[0013]另一方面，本专利技术提供一透明电磁干扰屏蔽薄膜，其导电网格的线宽为10微米至180微米。
[0014]另一方面，本专利技术提供一透明电磁干扰屏蔽薄膜，其相邻导线的空间为300微米至900微米。
[0015]另一方面，本专利技术提供一透明电磁干扰屏蔽薄膜，其电磁干扰屏蔽效能至少约30dB在频率区间500MHz至5GHz。
[0016]本专利技术提供一种制备透明电磁干扰屏蔽薄膜的方法包含提供第一透明聚合物基底层；以导电材料打印第一导电网格层，其中所述第一导电网格具有第一图案，所述第一图案具有约5微米至约500微米的线宽及二相邻导线相距约100微米至约1000微米，所述导电网格配置成以至于至少阻隔部分通过所述第一透明聚合物基底层的电磁信号；黏合第二透明聚合物层在所述打印有第一导电网格层的第一透明聚合物基底层；以导电材料打印第二导电网格层在第二透明聚合物基底层上，其中所述第二导电网格具有第二图案实质上相同地置于所述第一图案以至于第一图案和第二图案彼此重合以最大化相邻导线的透明空间，其透明度在波长约400纳米至约700纳米的可见光范围内约为80％以上；及固化所述第一及第二导电网格层。
[0017]所述透明电磁干扰屏蔽薄膜的制法使用打印设备的再现性(repeatability)，连续打印在所述制法具有改善的定位效果。换句话说，二导电网格层实质上无偏差或边界偏差小于5％的彼此对齐，其中，所述偏差是由线宽为基准计算。因此，所述制备方法具有潜力应用在量产，且其生产良率高。在此，生产良率是由透明电磁干扰屏蔽薄膜的三面向进行评价，其分别为面完整度、透明度及电磁干扰屏蔽效能。
[0018]另一方面，本专利技术提供一制备透明电磁干扰屏蔽薄膜的方法，其第一聚合物基底
层为热塑性聚氨酯层(TPU层)。
[0019]另一方面，本专利技术提供一种制备透明电磁干扰屏蔽薄膜的方法，所述第一聚合物基底层的厚度为约20微米至约80微米。
[0020]另一方面，本专利技术提供一种制备透明电磁干扰屏蔽薄膜的方法，所述导电材料为银墨。
[0021]另一方面，本专利技术提供一种制备透明电磁干扰屏蔽薄膜的方法，其黏合步骤使用黏合液体。
[0022]另一方面，本专利技术提供一种制备透明电磁干扰屏蔽薄膜的方法，其打印方法为丝网印刷(screen printing)或电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明电磁干扰屏蔽薄膜，其特征在于包含：第一透明聚合物基底层；第一导电网格层具有第一图案打印在所述第一透明聚合物基底层上；所述导电网格具有约5微米至约500微米的线宽及二相邻导线相距约100微米至约1000微米，所述导电网格配置成以至于至少阻隔部分通过所述第一透明聚合物基底层的电磁信号；第二透明聚合物基底层置于打印有第一导电网格层的第一透明聚合物基底层上；第二导电网格层具有第二图案打印在第二透明聚合物基底层上，所述第二图案实质上与第一图案相同，且第二图案实质上相同地置于第一图案上以至于第一图案和第二图案彼此重合以最大化相邻导线的透明空间，透明度在波长约400纳米至约700纳米的可见光范围内约为80％以上。2.如权利要求1所述的透明电磁干扰屏蔽薄膜，其特征在于，所述第一透明聚合物基底层包含一个或多个热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。3.如权利要求1所述的透明电磁干扰屏蔽薄膜，其特征在于，所述导电网格含有银。4.如权利要求1所述的透明电磁干扰屏蔽薄膜，其特征在于，所述导电网格层的图案选自一个或多个方形、五角形或六角形。5.如权利要求1所述的透明电磁干扰屏蔽薄膜，其特征在于，所述导电网格的线宽为10微米至180微米。6.如权利要求1所述的透明电磁干扰屏蔽薄膜，其特征在于，所述相邻导线的空间为300微米至900微米。7.如权利要求1所述的透明电磁干扰屏蔽薄膜，其特征在于，所述电磁干扰屏蔽效能(EMI SE)至少约30dB在频率区间500MHz至5GHz...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建平，朱勇，刘晨敏，
申请(专利权)人：纳米及先进材料研发院有限公司，
类型：发明
国别省市：