银纳米线触控电极的工艺研究

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摘要:透明导电材料一直被ITO所主导,但是随着铟资源短缺、柔性触控的快速发展以及更加廉价工艺的需求,许多替代型材料被人们研究出来。银纳米线材料是最近几年热门的研究方向,但多数限于实验室的应用研究,对于大量工业生产的应用条件还存在较大的空白,本文以量产工艺为条件对银纳米线触控电极的制备展开研究,其中透明导电电极作为ITO替代电极,非透明低电阻电极作为新一代嵌入式触控电极。首先,以银纳米线分散液为材料制备了方块电阻为15Ω/□,透过率为93%的透明导电薄膜,优化溶胶-凝胶制备条件可得到透过率为95%的透明导电薄膜。对制备的薄膜进行了图形化刻蚀研究,通过优化曝光能量、显影时间、刻蚀液和刻蚀条件刻蚀出形貌良好单边偏差为0.95um的触控电极。为了改善触控电极的硬度、粘附性和抗氧化能力,对电极旋涂OC保护层,对比其性能,OC保护层可以提高以上各项性能。其次,使用银纳米线材料制备了方块电阻为0.65Ω/□的低方块电阻薄膜,对比只用溶胶-凝胶方法和溶胶-凝胶与刮涂方式相结合的工艺,证明了通过溶胶-凝胶与刮涂方式相结合的工艺可以得到更加均匀的薄膜,并对其做了SEM与FIB表征。参考透明导电电极的曝光条件,优化了制备低电阻电极时的刻蚀条件,单边偏差接近O。其粘附性良好,对其高温稳定性能进行研究,发现在空气中温度超过250摄氏度氧化迅速,隔绝空气时温度达到300摄氏度银纳米线发生熔化断裂。最后,为了解决工艺中触控电极断线的问题,通过控制银纳米线分散液拉膜方式,制备了阵列取向的银纳米线薄膜,以取向方向制备的电极,其电阻明显降低且断线的几率大大降低。
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