兼具高透明性和導電性的透明導電薄膜開發成功
通過使用微波的直徑為11納米的銀納米線實現薄膜的高性能
2023年10月3日
大日本印刷株式會社
微波化學株式會社
大日本印刷株式會社(總公司:東京都，總裁兼代表董事Yoshihiro Kitajima,以下簡稱:DNP)和微波化學株式會社(總部:大阪府，總裁兼代表董事Iwao Yoshino,以下簡稱:MWCC)利用銀導電纖維 (銀納米線) 開發出兼具高透明性和導電性的透明導電薄膜，通過微波照射實現了納米 (nm:10-9米) 水平。DNP將於2023年12月開始提供此產品的樣品。未來，兩家公司的目標是提供與DNP光學薄膜相結合的各種感測器應用。
銀納米線分散體和FE-SEM圖像
銀納米線薄膜
■此次開發的透明導電薄膜的特點
傳統上，透明導電薄膜通常在PET薄膜上以高密度均勻地形成導電金屬氧化物如ITO (Indium Tin Oxide:氧化銦錫) 的薄膜，需要在真空中成膜和高溫燒結等工藝。此外，ITO膜本身不靈活，如果溫度突然變化等，導電部分可能會開裂，並且擔心加工性和耐久性。此次，DNP通過獨特的墨水配合和濕法精密塗佈技術的組合，成功開發出了在低溫下均勻地形成銀納米線薄膜的透明導電薄膜。低溫成膜提高了基材選擇的自由度，同時由於使用了纖維狀材料，與ITO相比具有更高的耐久性和柔軟性。
另外，此次開發的透明導電薄膜使用了直徑約11nm的非常細的銀納米線，在可見光和近紅外光中實現了非常高的透過率和低擴散反射率※1。例如，片式電阻為30~70Ω/sq.(每歐姆方形:每單位面積的阻力)，與ITO相比保持更高的透明度。另外，通過使透明導電薄膜通電，也可以有效地使薄膜本身發熱。
通過本開發，對LiDAR ※2適用透明薄膜加熱器時，可防止凍結和結露，並通過降低漫反射，提高檢測靈敏度。由此，即使在寒冷地區等也能實現安全的自動駕駛社會。
■透明導電薄膜的開發背景
透明導電薄膜是光的透過率高，兼備優異的可視性和導電性的薄膜。作為該用途的材料，從高導電性和透明性的觀點來看，銀納米線受到關註。通過增加纖維狀銀納米線的縱橫比可以進一步提高上述性能，但是利用現有技術難以實現。針對這一課題，MWCC改進了直接向銀照射微波的結晶控制技術，使結晶沿長度方向生長，確立了高長寬比的超細銀納米線的生產技術。由於該工藝選擇性地將能量傳遞到銀納米線，因此與傳統方法相比，可以有效且顯著地減少CO 2。
■未來發展
DNP將於2023年12月開始提供此產品的樣品。此外，通過與DNP具有優勢的防反射薄膜和液晶相位差薄膜等功能性光學薄膜組合，不僅在顯示器領域，而且在車輛和自動駕駛LiDAR和通信領域，透明薄膜加熱器和電磁波屏蔽等新功能。
此外，DNP將於2023年10月4日 (星期三)至6日 (星期五) 在幕張國際展覽中心舉行的高性能材料周的“14年日本膠片技術 (高功能電影展) ”會議上宣佈“功能DNP研究員Norinaga Nakamura將就電影的現狀和未來前景發表演講，並介紹該產品。
- 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體也可能由於內部的光散射而降低透明度，並且膜的白度是銀納米線的主要問題。針對這一課題，通過將銀納米線直徑減至極細，可同時實現高透明性和導電性。
- 2 LiDAR (光檢測和測距) :一種照射激光並基於反射光的信息測量到物體的距離和物體的形狀的技術。
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