本發明屬于微納制造，特別涉及一種抗壓抗拉伸的低方阻自愈合柔性透明導電膜及制造方法。

背景技術：

1、柔性電子產業發展日新月異，柔性顯示器、柔性太陽能電池、柔性傳感器等柔性電子產品正在大量地涌向市場。在眾多應用場景中，產品的核心部件既需要具備良好的導電性以實現電信號的高效傳輸，又同時要求其具有較高的透光率，以滿足諸如顯示屏、觸控面板等對可視性的需求。因此兼具柔性、高透明度、高導電性的柔性透明導電膜是眾多柔性光電產品發展的核心，柔性透明導電膜的制造也成了柔性電子領域不可小覷的關鍵問題。

2、傳統的導電膜如金屬薄膜，雖然導電性優良，但存在剛性大、不透明等缺點，難以適應新興柔性電子器件的需求。除此以外，氧化銦錫（indium?tin?oxide，ito）的應用最為廣泛。ito不僅導電性能出色，可見光透過率高，而且其成膜技術以及后續的蝕刻圖案化工藝體系成熟可靠，是當前發展透明導電膜的主流材料。但是ito透明導電膜是脆性材料，受力時易發生脆裂。因此，開發具有良好機械彎折性能的柔性透明導電膜成為研究熱點。

3、盡管柔性導電膜在一定程度上促進了柔性電子皮膚、柔性顯示器的發展與應用，然而在實際應用過程中，柔性電子器件經常發生擠壓、碰撞、刮擦、碰撞等情況，難以避免對導電膜造成裂紋等機械損傷，影響導電性能，鑒于此導電膜的內部自愈合特性便成為解決這一問題的關鍵，這種特性是指導電膜在受損后無延遲自愈合，維持低方阻，保障電信號的持續輸送。因此，導電膜的內部自愈合成為當前研究的熱點。目前，柔性透明導電膜的制造工藝體系也呈現出多樣化的態勢，涵蓋了靜電紡絲、磁控濺射、氣相沉積等多種技術；但是均面臨工藝技術復雜；設備成本高等難題，這些都限制了柔性透明導電膜的大面積制造與廣泛應用。

4、綜上所述，當前柔性電子產業對于高性能導電膜的需求極為迫切，而現有材料和工藝存在諸多問題。因此，亟待開發一種抗壓抗拉伸的低方阻自愈合柔性透明導電膜，在壓力和拉伸條件下都能實現無延遲內部自愈合，維持低方阻。這種導電膜有望打破現有柔性器件的使用局限，為柔性電子產業開辟全新的發展路徑，滿足從可折疊手機、智能穿戴設備到柔性傳感器件等多元領域對高性能導電膜的迫切需求。

5、公開號為cn107527675a的發明專利申請公開了一種柔性的導電膜及其制備方法，包括導電層和覆于所述導電層上的液態金屬層，所述導電層為碳納米管層、金屬導電層或金屬氧化物導電層，當導電層為有損傷或缺損的導電層時，液態金屬具有流動性，可以修補導電層的損傷，由該發明直接在導電層上涂敷液態金屬層，則不具備調節透明度的特點，且制備工藝為常規噴涂，工藝性能存在不穩定的問題。

技術實現思路

1、為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種抗壓抗拉伸的低方阻自愈合柔性透明導電膜及制造方法，使用電場驅動導電漿料向預先壓印的網格互聯凹槽內填充導電漿料，固化形成固態導電層，再利用刮涂填充液態導電漿料，形成上層液態導電層，最后旋涂柔性基底材料封裝完成導電膜的制備；這種上、下層導電材料復合的膜，上層由于其流動性能夠無延遲自主愈合填充下層微裂紋，維持穩定導通，具有較好的抗壓性以及可拉伸性，同時通過控制凹槽的尺寸能夠靈活調控膜的透明度，兼具了高導電性、環境適應性更強、壽命更長的優點。

2、為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為:

3、抗壓抗拉伸的低方阻自愈合柔性透明導電膜，包括柔性基底，柔性基底表面具有微納尺度網格互聯的凹槽，凹槽內填充有兩層導電材料，下層為導電材料形成的固態導電層，上層為液態導電材料，液態導電材料和固態導電層能夠穩定共存，當外界多種變形下，下層的固態導電層產生微裂紋時，上層的液態導電材料由于其流動性無延遲自主愈合填充固態導電層產生的微裂紋維持穩定導通；凹槽表面設有封裝層。

4、所述柔性基底的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺或聚酯。

5、所述導電材料包括金、銀漿料，或者摻雜金屬納米線/碳基的柔性聚合物。

6、所述液態導電材料為液態金屬或者液態導電凝膠，液態金屬包括鎵銦錫合金。

7、抗壓抗拉伸的低方阻自愈合柔性透明導電膜的制造方法，包括以下步驟：

8、第一步，納米壓印模具及柔性基底的制備：利用光刻刻蝕技術制備具有表面凸起的微納尺度網格互聯結構的壓印模具；旋涂生成微米級別厚度的柔性基底材料，柔性基底材料下方放置導電襯底；

9、第二步，微納尺度網格互聯凹槽結構的制備：將壓印模具壓在柔性基底材料上，烘干且完全固化柔性基底材料后將壓印模具剝離，得到具有微納尺度網格互聯凹槽的柔性基底；

10、第三步，固態導電層的制備：在電場力輔助下，向柔性基底的凹槽內填充導電材料，固化形成固態導電層；

11、第四步，液態導電層的制備：利用刮涂的方式，向凹槽內的固態導電層上再次填充液態導電材料，形成液態導電層；

12、第五步，封裝：利用旋涂的方式，在液態導電材料表面生成一層透明封裝層，將上層的液態導電材料封裝在凹槽內，完成自愈合柔性透明導電膜的制備封裝。

13、所述微納尺度網格互聯的凹槽，調整凹槽的線寬與排列方式，實現導電膜透明度的調控。

14、所述第三步具體為：將液態的導電材料注入導電噴頭中，導電襯底與導電噴頭之間接入交流電，電場力發揮作用，導電材料被填充到柔性基底的凹槽內部，移動導電噴頭，控制導電材料的填充量，確保導電材料填充至其他預定的凹槽位置，加熱烘干待其固化，完成固態導電層的制備。

15、所述固態導電層的厚度為5-50μm。

16、所述液態導電材料的刮涂厚度為5-50μm。

17、所述透明封裝層為pdms材質，厚度為20-80μm。

18、所述柔性基底材料包括聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺或聚酯。

19、所述壓印模具為經過刻蝕后具有凸起結構的硅片。

20、所述導電襯底為表面沉積有導電納米材料的剛性襯底玻璃，導電納米材料包括氧化銦錫或金。

21、所述導電材料包括金、銀漿料，或者摻雜金屬納米線/碳基的柔性聚合物。

22、所述液態導電材料為液態金屬或者液態導電凝膠，液態金屬包括鎵銦錫合金。

23、相較于現有技術，本發明的有益效果為：

24、（1）本發明柔性基底表面具有微納尺度網格互聯的凹槽結構，通過調控納米壓印模具凸起結構的線寬與排列方式，例如疏密度，?實現對柔性基底網格互聯凹槽尺寸的靈活調控，以此保證導電膜的透明度。

25、（2）本發明下層的固態導電層如果在外界作用下產生微裂紋，由于上層設置的液態導電材料具有流動性，則能無延遲自主愈合填充固態導電層7產生的微裂紋維持穩定導通。

26、（3）本發明在固態導電層制備時，在電場力輔助下，向柔性基底凹槽內填充導電漿料，固化形成固態導電層，在電場力輔助下的優點或原理為：液態導電材料通常具有較高表面能，因而無法實現在微納尺度網格凹槽內的完形填充，在電場力的輔助下，液態導電材料能夠完整填充到微納尺度的凹槽內；因而工藝簡單、巧妙。

27、綜上所述，本發明通過改變壓印模具表面的凹槽線寬以及排列方式調整導電膜的透明度；在外界壓力、拉伸作用下，下層固態導電材料產生微裂紋，上層液態導電材料由于其較強的流動性無延遲自主愈合填充因大應力而產生的微裂紋維持低方阻，進而實現高導電性；制備時，電刮涂方法能實現高表面能液態導電材料向微納米網格結構凹槽內的完形填充，實現透明導電薄膜結構大面積刮涂成形。因此本發明具有工藝簡單，操作性強，所得導電膜具有高導電性、高透光率且可壓、可拉伸的性能，拓展了導電膜在柔性電子領域的應用前景。