[發明專利]具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造方法及系統

有效

• 申請號: 202011354856.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112397252B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 朱曉陽;齊習猛;蘭紅波;李紅珂;李政豪;許權;趙佳偉
• 申請（專利權）人: 青島理工大學;青島五維智造科技有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

1.一種用于電場驅動噴射沉積微納3D打印的打印針頭，其特征是，包括金屬針頭和絕緣管，絕緣管套在金屬針頭外部，金屬針頭的中軸線與絕緣管的中軸線在同一直線上，絕緣管出口處為縮頸結構，縮頸結構出口的內徑小于金屬針頭的內徑。

2.如權利要求1所述的用于電場驅動噴射沉積微納3D打印的打印針頭，其特征是，所述絕緣管套為毛細玻璃針頭。

3.一種具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造方法，其特征是，通過電場驅動噴射沉積微納3D打印方法在打印襯底依次打印金屬納米線網格和大高寬比的金屬網格，形成金屬網格與金屬納米線的復合導電電極，將復合導電電極導電化處理獲得電極材料，將電極材料嵌入到光刻膠中，將嵌入電極材料的光刻膠與打印襯底分離并去除打印襯底獲得導電薄膜；

其中，金屬納米線網格由納米金屬線打印形成，大高寬比的金屬網格由納米金屬漿料打印形成，大高寬比為金屬網格網格線的線高與線寬的比值范圍是0.3～30；

電場驅動噴射沉積微納3D打印方法的打印針頭為權利要求1或2所述的打印針頭。

4.如權利要求3所述的具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造方法，其特征是，所述打印襯底為表面涂覆有固化PDMS的柔性卷材。

5.如權利要求3所述的具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造方法，其特征是，打印時，打印針頭與打印襯底之間的距離為40～200μm、電源電壓800～1700V。

6.如權利要求3所述的具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造方法，其特征是，打印時，采用負壓方式固定打印襯底。

7.如權利要求3所述的具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造方法，其特征是，將光刻膠鋪設在轉印基底表面，將打印襯底表面的電極材料入轉印基底表面鋪設的光刻膠中，然后固化光刻膠，將固化后的光刻膠與打印襯底分離。

8.如權利要求7所述的具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造方法，其特征是，固化光刻膠的方式為紫外照射固化。

9.如權利要求3所述的具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造方法，其特征是，去除打印襯底后在光刻膠表面進行覆膜保護。

10.一種具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造系統，其特征是，包括打印基底循環模塊、打印金屬納米線和金屬網格模塊、導電處理模塊、光敏樹脂鋪設模塊、嵌入固化和分離脫膜模塊、覆保護膜模塊、打印基底張緊模塊；其中打印基底模塊依次貫穿于打印金屬納米線和金屬網格模塊、導電化處理模塊、嵌入固化和分離脫模模塊、打印基底張緊模塊，組成一個閉環系統；打印金屬納米線和金屬網格模塊、導電化處理模塊依次水平設置，且其下方為嵌入固化和分離脫模模塊；光敏樹脂鋪設模塊位于嵌入固化和分離脫模模塊一側，且兩個模塊在同一水平方向上；覆保護膜模塊位于嵌入固化和分離脫模模塊的下游；打印金屬納米線和金屬網格模塊采用電場驅動噴射沉積微納3D打印裝置的打印針頭均為權利要求1或2所述的打印針頭。

11.如權利要求10所述的具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜制造系統，其特征是，打印基底循環模塊包括打印基底和動力支撐組件，打印基底為無極的環形帶狀結構，打印基底與動力支撐組件配合，使打印基底進行環狀循環運行；

按照打印基底的運行方向依次設置打印金屬納米線和金屬網格模塊、導電處理模塊、嵌入固化和分離脫膜模塊、打印基底張緊模塊；按照轉印基底運行方向依次設置光敏樹脂鋪設模塊、嵌入固化和分離脫膜模塊、覆保護膜模塊；

所述打印金屬納米線和金屬網格模塊按照打印基底的運行方向依次由打印金屬納米線裝置和金屬網格打印裝置組成，打印金屬納米線裝置的打印針頭和金屬網格打印裝置的打印針頭均與打印基底配合，打印金屬納米線裝置和金屬網格打印裝置均為電場驅動噴射沉積微納3D打印裝置；

所述導電處理模塊為加熱固化裝置，打印基底在加熱固化裝置的加熱腔內運行；

所述嵌入固化和分離脫膜模塊設置升降輥子裝置、支撐輥組件、紫外固化裝置，升降輥子裝置與支撐輥組件配合使打印基底與轉印基底配合，在轉印基底表面形成具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜；

所述打印基底張緊模塊包括張力調節輥，張力調節輥調節打印基底的張力；

所述光敏樹脂鋪設模塊包括轉印基底放卷輥、點膠裝置，轉印基底放卷輥用于轉印基底的輸送，點膠裝置用于向轉印基底添加光敏樹脂；

所述覆保護膜模塊包括保護膜放卷輥、背輥組件、收卷輥，保護膜放卷輥用于保護膜的輸送，背輥組件用于使保護膜覆在具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜表面，收卷輥用于收集覆蓋有保護膜的具有嵌入式金屬材料的柔性透明導電薄膜。