兼具高透明性和导电性的透明导电薄膜开发成功
通过使用微波的直径为11纳米的银纳米线实现薄膜的高性能
2023年10月3日
大日本印刷株式会社
微波化学株式会社
大日本印刷株式会社(总公司:东京都，总裁兼代表董事Yoshihiro Kitajima,以下简称:DNP)和微波化学株式会社(总部:大阪府，总裁兼代表董事Iwao Yoshino,以下简称:MWCC)利用银导电纤维 (银纳米线) 开发出兼具高透明性和导电性的透明导电薄膜，通过微波照射实现了纳米 (nm:10-9米) 水平。DNP将于2023年12月开始提供此产品的样品。未来，两家公司的目标是提供与DNP光学薄膜相结合的各种传感器应用。
银纳米线分散体和FE-SEM图像
银纳米线薄膜
■此次开发的透明导电薄膜的特点
传统上，透明导电薄膜通常在PET薄膜上以高密度均匀地形成导电金属氧化物如ITO (Indium Tin Oxide:氧化铟锡) 的薄膜，需要在真空中成膜和高温烧结等工艺。此外，ITO膜本身不灵活，如果温度突然变化等，导电部分可能会开裂，并且担心加工性和耐久性。此次，DNP通过独特的墨水配合和湿法精密涂布技术的组合，成功开发出了在低温下均匀地形成银纳米线薄膜的透明导电薄膜。低温成膜提高了基材选择的自由度，同时由于使用了纤维状材料，与ITO相比具有更高的耐久性和柔软性。
另外，此次开发的透明导电薄膜使用了直径约11nm的非常细的银纳米线，在可见光和近红外光中实现了非常高的透过率和低扩散反射率※1。例如，片式电阻为30~70Ω/sq.(每欧姆方形:每单位面积的阻力)，与ITO相比保持更高的透明度。另外，通过使透明导电薄膜通电，也可以有效地使薄膜本身发热。
通过本开发，对LiDAR ※2适用透明薄膜加热器时，可防止冻结和结露，并通过降低漫反射，提高检测灵敏度。由此，即使在寒冷地区等也能实现安全的自动驾驶社会。
■透明导电薄膜的开发背景
透明导电薄膜是光的透过率高，兼备优异的可视性和导电性的薄膜。作为该用途的材料，从高导电性和透明性的观点来看，银纳米线受到关注。通过增加纤维状银纳米线的纵横比可以进一步提高上述性能，但是利用现有技术难以实现。针对这一课题，MWCC改进了直接向银照射微波的结晶控制技术，使结晶沿长度方向生长，确立了高长宽比的超细银纳米线的生产技术。由于该工艺选择性地将能量传递到银纳米线，因此与传统方法相比，可以有效且显着地减少CO 2。
■未来发展
DNP将于2023年12月开始提供此产品的样品。此外，通过与DNP具有优势的防反射薄膜和液晶相位差薄膜等功能性光学薄膜组合，不仅在显示器领域，而且在车辆和自动驾驶LiDAR和通信领域，透明薄膜加热器和电磁波屏蔽等新功能。
此外，DNP将于2023年10月4日 (星期三)至6日 (星期五) 在幕张国际展览中心举行的高性能材料周的“14年日本胶片技术 (高功能电影展) ”会议上宣布“功能DNP研究员Norinaga Nakamura将就电影的现状和未来前景发表演讲，并介绍该产品。
- 1漫反射率:指除正反射光以外的光的反射率。即使是不吸收光的透明物体也可能由于内部的光散射而降低透明度，并且膜的白度是银纳米线的主要问题。针对这一课题，通过将银纳米线直径减至极细，可同时实现高透明性和导电性。
- 2 LiDAR (光检测和测距) :一种照射激光并基于反射光的信息测量到物体的距离和物体的形状的技术。
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