[發明專利]一種導電膜、導電膜的制備方法及其使用的油墨

有效

• 申請號: 201510159187.4
• 申請日: 2015-04-03
• 公開（公告）號: CN104810115B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 楊誠;劉靜平
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/22;C09D11/101;C09D11/03
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 余敏

【技術領域】

本發明涉及印刷電子技術，特別是一種導電膜、導電膜的制備方法及其使用的油墨。

【背景技術】

隨著印刷電子技術的發展，越來越多的電子產品在其制造過程中都要借助于各種各樣的印刷方式來形成其導電部分，比如噴墨打印、絲網印刷、平板印刷、凹版印刷以及3D打印等技術，這些印刷電子技術與傳統電路制造技術相比有著效率和成本的雙重優勢。而與其密不可分的導電油墨技術也是日新月異，當前用于印刷電子技術的導電油墨主要由銀做填料，因為有著優良的導電性同時也具備很好的化學穩定性，能夠制備得到性能穩定的導電油墨制品。但是作為填料的金屬銀的成本過高，已經成為制約導電油墨發展以及形成的導電膜的進一步應用的最重要問題之一。因此，如何降低導電油墨的成本是未來印刷電子技術必然的趨勢之一。

當前已經有部分研究和產品采用鋁、碳、銅或者其復合材料作為填料來制備導電油墨，但是還存在著各種各樣的問題，比如碳材料雖然成本很低但是其導電性遠遠不如金屬填料，而鋁、銅這些金屬填料雖然成本和導電性都有著很大的優勢，但是用于導電油墨中后，導電油墨印刷形成導電膜后，導電膜的導電性能卻較差。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題是：彌補上述現有技術的不足，提出一種導電膜、導電膜的制備方法及其使用的油墨，油墨中可采用成本低的金屬作填料，且應用后制得的導電膜的導電性也較好。

本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決：

一種導電膜的制備方法，包括以下步驟：1)準備油墨和化學鍍液；所述油墨包括主體成分、添加劑和溶劑，所述主體成分由質量分數為10％～60％的光固化樹脂和質量分數為40％～90％的金屬填料構成，所述填料中的金屬比目標金屬活潑；所述化學鍍液為目標金屬離子對應的鍍液；其中，所述目標金屬為所需制備的導電膜中起導電作用的金屬的種類；2)將所述油墨印刷或者涂覆到基底表面，在60～150℃的條件下烘干溶劑，在所述基底表面形成一層半固化膜；3)將所述步驟2)處理后的基底浸入所述化學鍍液中，浸泡0.2～15min，在所述基底表面得到一層由目標金屬顆粒構成的半固化膜，且所述目標金屬顆粒的粒徑范圍在20nm～10μm；4)將所述步驟3)處理后的基底進行光照處理，使所述基底上的半固化膜完全固化，同時使所述目標金屬顆粒發生燒結，在所述基底上得到一層連續的目標金屬導電膜。

一種導電膜，其形成在基底上，所述導電膜包括粘結劑和金屬膜，所述金屬膜通過所述粘結劑粘結到所述基底上，所述粘結劑為光固化樹脂經光照后形成的粘結劑，所述金屬膜為由化學鍍過程形成的粒徑范圍在20nm～10μm的金屬顆粒在光照條件下燒結在一起形成的一層連續的金屬膜。

一種如上所述的制備方法中使用的油墨，包括主體成分、添加劑和溶劑，所述主體成分由質量分數為10％～60％的光固化樹脂和質量分數為40％～90％的金屬填料構成，所述填料中的金屬比目標金屬活潑，所述目標金屬為與所述制備方法需制備的導電膜中起導電作用的金屬的種類。

本發明與現有技術對比的有益效果是：

本發明的導電膜及其制備方法中，采用油墨和適配的化學鍍液，通過印刷油墨、烘干、化學鍍、光照等步驟得到的一層完全固化的導電膜，基底表面所覆蓋的目標金屬顆粒在光照后燒結得到的連續的目標金屬膜，從而具有一定的導電性。這樣，一方面，油墨中可實現采用成本較低的金屬(如鋅、鐵)作為填料，相應制得的導電膜也是較為廉價的金屬導電膜，從而導電膜和油墨的成本均較低。另一方面，通過化學鍍置換出目標金屬后即進行光照工藝，使得目標金屬顆粒在被氧化之前就被光照處理，從而能燒結在一起，形成為一層連續的金屬膜，具有導電性。由此，即便后續的過程中，膜表層的金屬成分發生氧化，也不影響膜層整體的導電性。本發明的油墨，通過調整黏度、流變性能等參數，可與多種印刷工藝相兼容，包括絲網印刷、平板印刷、凹版印刷等，而通過相應的圖形化方案，可用于薄膜開關、射頻天線、電路版、太陽能電池、薄膜晶體管、微型元器件電極以及顯示器等領域以制備相應的導電膜、導電圖形。

【附圖說明】

圖1是本發明具體實施方式的導電膜的制備方法的流程圖；

圖2是本發明具體實施方式的實驗例1中半固化膜的截面掃描電鏡圖；

圖3是本發明具體實施方式的實驗例1中銅導電膜的截面掃描電鏡圖。

【具體實施方式】

下面結合具體實施方式并對照附圖對本發明做進一步詳細說明。