透明導(dǎo)電油墨、其制備方法及透明導(dǎo)電膜的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生產(chǎn)透明導(dǎo)電膜的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種透明導(dǎo)電油墨、其制備方 法及透明導(dǎo)電膜的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] ITO(IndiumTinOxide，氧化銦錫）透明導(dǎo)電薄膜現(xiàn)已廣泛用于各種移動(dòng)終端、平 面顯示、觸摸屏、0LED顯示以及第二代薄膜太陽(yáng)能電池。
[0003]目前IT0透明導(dǎo)電薄膜在市場(chǎng)中幾乎處于壟斷地位，它具有良好的穩(wěn)定性、高導(dǎo) 電性和高光學(xué)透明性。盡管IT0擁有以上優(yōu)越性，但是IT0技術(shù)同時(shí)存在致命的缺陷：（1) IT0的主要元素銦和錫是稀金屬，全球儲(chǔ)量稀少，稀有金屬價(jià)格飛速上揚(yáng)帶來(lái)了巨大的成本 壓力；（2)傳統(tǒng)IT0的生產(chǎn)工藝采用真空濺射（sputtering)的方法，投資巨大，過(guò)程浪費(fèi)嚴(yán) 重；（3)IT0易碎易斷，在長(zhǎng)時(shí)間彎曲或者頻繁點(diǎn)擊的情況下，IT0容易產(chǎn)生局部碎裂，這樣 會(huì)導(dǎo)致觸摸屏的不靈敏?？蓮澢娨暤乃榱押吞?yáng)能電池效率嚴(yán)重的下降，影響了IT0產(chǎn) 品的使用和推廣。
[0004] 隨著未來(lái)移動(dòng)終端、可穿戴設(shè)備、智能家電等產(chǎn)品對(duì)觸摸面板的需求增大，同時(shí)隨 著觸控面板向大尺寸化、低價(jià)化方向發(fā)展，傳統(tǒng)IT0薄膜已不能適應(yīng)觸控面板的彎曲應(yīng)用， 及更高的導(dǎo)電性、透光率等需求。為此眾面板廠商紛紛開(kāi)始研宄IT0的替代材料。
[0005] 近年來(lái)，科研工作者提出了采用基于導(dǎo)電高分子、碳納米管、石墨烯、金屬網(wǎng)格、銀 納米線等導(dǎo)電材料來(lái)制備透明電極的方法，這其中大部分方法所制備出來(lái)的透明電極材料 性能尚不能與IT0透明薄膜相媲美，如碳納米管材料制備出來(lái)的透明電極方阻高達(dá)1000~ 5000ohm/sq，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前IT0導(dǎo)電薄膜材料的方阻，而且工藝復(fù)雜無(wú)法進(jìn)行量產(chǎn)；導(dǎo)電高 分子材料PED0T:PSS，導(dǎo)電率比較低，且該材料的化學(xué)穩(wěn)定性和環(huán)境耐候性也較差。而基于 納米銀線材料制備的透明電極被證實(shí)是這其中性能最優(yōu)異的。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，納米銀線透明導(dǎo)電薄膜的生產(chǎn)工藝非常的復(fù)雜。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng) 號(hào)為"20111039476.X"、名稱為"一種納米銀透明電極材料及其制備方法"以及中國(guó)發(fā)明申 請(qǐng)?zhí)枮?201210190604. 8"、名稱為"柔性透明導(dǎo)電膜及其制造方法"所公開(kāi)的工藝，主要是 先配制透明油墨和納米銀線分散液，再將納米銀線分散液附著于離型膜或中間轉(zhuǎn)印膜形成 納米銀線層，并在透明基材上涂布增粘層或透明油墨，最后干燥熱壓轉(zhuǎn)印。以上制作方法在 工藝和性能穩(wěn)定上均存在諸多缺點(diǎn)，包括：（1)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)難度大，合格成品率低，成本 高；（2)納米銀線與透明基材粘接不牢，易脫落；（3)導(dǎo)電薄膜透明度不高，導(dǎo)電率低。
[0007] 中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?201410229462. 0"、名稱為"一種納米銀線透明導(dǎo)電膜的生 產(chǎn)方法"提供了一種生產(chǎn)納米銀線導(dǎo)電膜的簡(jiǎn)易方法和思路，通過(guò)涂布機(jī)的涂布機(jī)構(gòu)在透 明基材的表面均勻涂布納米銀線涂布液，然后直接在涂布機(jī)上的烘干箱烘干即可得到透明 導(dǎo)電薄膜，此工藝源于透明粘接薄膜的生產(chǎn)工藝，行業(yè)已經(jīng)使用多年，工藝成熟。但該發(fā)明 在專利申請(qǐng)中僅提到膠水的基本特征，未對(duì)膠水在透明基材上干燥后，納米銀線如何不被 膠水包裹而凸顯在膠粘層上這一關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行闡述，而在批量生產(chǎn)時(shí)，會(huì)存在納米導(dǎo)電銀 線被膠水包裹而致使導(dǎo)電率下降的現(xiàn)象。因此，該方法并不能有效解決納米銀線透明導(dǎo)電 薄膜在實(shí)際生產(chǎn)中面臨的困境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種可應(yīng)用于透明基材的透明導(dǎo)電油墨及其制備方法，以及使用該透 明導(dǎo)電油墨通過(guò)絲網(wǎng)印刷生產(chǎn)透明導(dǎo)電膜的方法。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種透明導(dǎo)電油墨，按重量份計(jì)，該透明導(dǎo)電 油墨包含5~20份納米銀線，10~30份苯氧基樹(shù)脂，10~20份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，15~60 份活性稀釋劑，〇. 5~1份表面活性劑，1~5份光敏引發(fā)劑。
[0010] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述納米銀線的直徑為3~100nm，長(zhǎng)度為5~50ym;更 優(yōu)選地，上述納米銀線的直徑為30~60nm，長(zhǎng)度為10~20ym。
[0011] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂選自己二酸二（3, 4-環(huán)氧基-6-甲 基環(huán)己基甲酯）、雙（(3, 4-環(huán)氧環(huán)己基）甲基）己二酸酯、3, 4-環(huán)氧-6-甲基-環(huán)己基甲 基3, 4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯和3, 4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3, 4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯中的一種或至 少兩種的組合。
[0012] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述活性稀釋劑含有C=C雙鍵以及環(huán)氧基和/或羥基 官能團(tuán)；更優(yōu)選地，上述活性稀釋劑選自四氫呋喃丙烯酸酯單體、4-羥丁基丙烯酸酯縮水 甘油醚單體、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和1，4-環(huán)己基二甲醇丙烯酸酯中 的一種或至少兩種的組合；進(jìn)一步優(yōu)選地，上述活性稀釋劑包含4-羥丁基丙烯酸酯縮水甘 油醚單體。
[0013] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述表面活性劑為能夠增加納米銀線與苯氧基樹(shù)脂相容 性的表面活性劑；更優(yōu)選地，上述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮。
[0014] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述光敏引發(fā)劑為能夠激活不飽和基團(tuán)的引發(fā)劑；優(yōu)選 地，上述光敏引發(fā)劑為a-羥基酮衍生物和?；籽趸锏幕旌衔?；進(jìn)一步優(yōu)選地，上述 a-羥基酮衍生物選自2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基環(huán)己基苯基甲酮和2-羥 基-2-甲基-對(duì)羥乙基醚基苯基丙酮-1中的一種或至少兩種的組合；進(jìn)一步優(yōu)選地，上述 ?；籽趸镞x自2, 4, 6-三甲基苯甲?；?乙氧基-苯基氧化磷、2, 4, 6-三甲基苯甲酰 基-二苯基氧化磷和雙（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化磷中的一種或至少兩種的組 合；更進(jìn)一步優(yōu)選地，上述光敏引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和2, 4, 6-三甲 基苯甲酰基-二苯基氧化磷的混合物。
[0015] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述透明導(dǎo)電油墨的粘度為30000~40000mPa?s。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種制備第一方面的透明導(dǎo)電油墨的方法， 包括：首先將配方量的苯氧基樹(shù)脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、活性稀釋劑加入反應(yīng)釜內(nèi)，升溫至 50~65°C，攪拌溶解至分散均勻；然后加入配方量的納米銀線和表面活性劑，繼續(xù)攪拌分 散；最后冷卻至30~45°C，加入配方量的光敏引發(fā)劑，攪拌分散均勻，抽真空得到所述透明 導(dǎo)電油墨。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)納米銀線透明導(dǎo)電膜的方法，包 括：
[0018] (1)將第一方面的透明導(dǎo)電油墨通過(guò)絲網(wǎng)印刷方式印制在透明基材上；
[0019] (2)在紫外光燈下固化，使得透明導(dǎo)電油墨干燥固化后納米銀線在透明基材上相 互搭線連接形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，即得到納米銀線透明導(dǎo)電膜。
[0020] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述在紫外光燈下固化的光強(qiáng)為400~800W/cm，固化時(shí) 間為15~20秒。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明提供一種納米銀線透明導(dǎo)電膜，該納米銀線透明 導(dǎo)電膜包括透明基材層，以及形成于該透明基材層上的透明導(dǎo)電油墨層，該透明導(dǎo)電油墨 層由第一方面的透明導(dǎo)電油墨固化形成，其中納米銀線在透明基材層上相互搭線連接形成 導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。
[0022] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述納米銀線透明導(dǎo)電膜的透光率為90~95%，表面電 阻率為50~500ohm/sq，霧度小于等于2%。
[0023] 本發(fā)明提供的透明導(dǎo)電油墨，以兼具熱固性特性的熱塑性苯氧基樹(shù)脂為透明導(dǎo)電 油墨粘接基體樹(shù)脂，可提高導(dǎo)電薄膜的透光率和導(dǎo)電性；以可參加反應(yīng)的活性稀釋劑溶解 基體樹(shù)