電気導電性フィルム（ECF）は、タッチスクリーンや柔軟なディスプレイから太陽電池やセンサーまで、幅広い最新の電子デバイスの重要なコンポーネントです。これらのフィルムは、アプリケーションに応じて、透明性、柔軟性、またはその他の望ましい特性を維持しながら、電気を実施する能力を提供します。電気導電性フィルムの主要なサプライヤーとして、私たちはそのパフォーマンスを向上させる方法を常に模索しています。最も効果的な方法の1つは、添加物の使用です。このブログ投稿では、添加物が電気導電性フィルムの性能にどのように影響するかを掘り下げます。
1。添加物の種類とその一般的な機能
電気導電性フィルムで一般的に使用されるいくつかのタイプの添加物があり、それぞれが独自の機能を備えています。
導電率 - 添加剤の強化
ECFSを使用する際の主な目標の1つは、電気伝導率を向上させることです。導電率 - カーボンナノチューブ（CNT）、グラフェン、金属ナノ粒子などの添加剤の強化は、しばしばフィルムマトリックスに組み込まれます。 CNTとグラフェンは、独自の原子構造のために優れた固有の電気伝導率を持っています。 ECFに追加すると、フィルム内の導電性経路を形成し、電子がより自由に流れるようにします。銀や銅ナノ粒子などの金属ナノ粒子も、導電率を大幅に向上させることができます。たとえば、銀ナノ粒子は電気伝導率が高く、フィルムマトリックスに分散し、フィルムの全体的な導電率を高める浸透ネットワークを作成します。
機械的特性 - 添加物の改善
多くのアプリケーションでは、ECFは曲げ、ストレッチ、スクラッチなどの機械的ストレスに耐える必要があります。柔軟性と靭性が高いポリマーなどの添加物を使用して、フィルムの機械的特性を改善できます。たとえば、エラストマーポリマーを追加して、ECFをより柔軟にし、変形下での亀裂に対して耐性を高めることができます。さらに、シリカナノ粒子などの一部の無機フィラーは、フィルムの硬度とスクラッチ抵抗を高めることができます。これらの添加剤はフィルム構造を強化し、取り扱い中および実際の使用中の損傷を防ぎます。
安定性 - 添加物の強化
ECFは、多くの場合、酸素、湿気、熱などのさまざまな環境要因にさらされ、時間の経過とともにパフォーマンスを低下させる可能性があります。安定性を改善する添加物は、フィルムの長期的な信頼性を確保するために不可欠です。特に金属ベースの導電性フィルムのために、導電性材料の酸化を防ぐために、抗酸化物質を加えることができます。湿気 - 除去添加剤は水蒸気を吸収し、湿気の有害な影響からフィルムを保護することができます。熱 - 安定剤は、高温でのフィルムコンポーネントの熱分解を防ぐためにも使用できます。
2。添加剤が電気伝導率に与える影響
導電率の追加 - 添加剤の強化は、ECFの電気性能に大きな影響を与える可能性があります。これらの添加物の濃度と分散状態は重要な要因です。導電性添加剤の濃度が浸透閾値を下回っている場合、形成された導電性経路が十分にないため、フィルムの電気伝導率は比較的低いままです。濃度が浸透のしきい値を超えて増加すると、連続導電性ネットワークが確立され、フィルムの導電率が大幅に増加します。
ただし、導電性添加剤を過度に添加することも悪影響を与える可能性があります。たとえば、導電性ナノ粒子がうまくいかない場合、フィルムマトリックスに分散している場合、凝集する可能性があり、導電性経路を破壊し、全体的な導電率を低下させる可能性があります。さらに、高濃度の添加物は、フィルムの透明性に影響を与える可能性があります。これは、タッチスクリーンなどのアプリケーションにとって重要な特性です。したがって、最適な濃度を見つけ、導電性添加物の良好な分散を確保することは、ECFの導電率を改善する上で重要な課題です。
3。機械的特性への影響
前述のように、機械的特性 - 添加物の改善は、ECFの物理的特性を変換することができます。柔軟性を高めるためにエラストマーポリマーが追加されると、電気伝導率を失うことなく、フィルムを曲げたり伸ばしたりすることができます。これは、ECFが異なる形状に適合する必要がある柔軟な電子デバイスにとって特に重要です。
一方、無機フィラーは、フィルムの硬度とスクラッチ抵抗を高めることができます。たとえば、タッチスクリーンアプリケーションでは、ECFは日常の使用から傷を抵抗する必要があります。シリカナノ粒子を追加して、フィルムの表面に硬い保護層を形成し、傷を防ぎ、導電性層の完全性を維持できます。ただし、無機フィラーが多すぎるとフィルムが脆くなり、柔軟性が低下し、ストレス下でひび割れのリスクが高まります。
4。安定性への影響
安定性 - 添加剤の強化は、ECFの長期パフォーマンスを確保する上で重要な役割を果たします。抗酸化物質は、導電性材料の酸化を防ぐことができます。これは、金属ベースの導電性膜にとって特に重要です。酸化は、導電性粒子の表面に断熱金属酸化物を形成し、膜の抵抗を増加させる可能性があります。抗酸化物質を添加することにより、酸化プロセスを遅くし、時間の経過とともにフィルムの電気伝導率を維持することができます。
湿気 - 除去添加剤は水蒸気を吸収する可能性があります。これは、水分に敏感なECFにとって有益です。湿気は、金属成分の腐食とポリマーマトリックスの膨張を引き起こす可能性があり、どちらもフィルムの性能を低下させる可能性があります。熱 - 安定剤は、ECFが高温にさらされるアプリケーションにとっても重要です。フィルムコンポーネントの熱分解を防ぎ、フィルムが高温で電気的および機械的特性を保持することを保証できます。
5。添加物と他のフィルム成分間の相互作用
添加物は単独で作用するのではなく、ECFの他のコンポーネントと相互作用することに注意することが重要です。たとえば、導電性添加物とポリマーマトリックスの間の互換性は、良好な分散を達成するために重要です。添加物とマトリックスが互換性がない場合、添加剤は凝集する可能性があり、フィルムのパフォーマンスが低下します。
添加物の存在は、フィルムの硬化プロセスにも影響を与える可能性があります。一部の添加物は、フィルム中の重合反応のための触媒または阻害剤として作用する場合があります - 形成プロセス。したがって、添加物を使用してECFを定式化する場合、これらの相互作用を慎重に検討する必要があります。
6.アプリケーションおよび関連する添加剤要件
タッチスクリーンアプリケーション
タッチスクリーンアプリケーションでは、ECFは高い導電率、良好な透明性、優れた機械的柔軟性を持つ必要があります。導電率のために、炭素ナノチューブまたはインジウム - スズ - 酸化物（ITO）ナノ粒子は添加物としてよく使用されます。透明性を維持するには、添加物を適切に分散させる必要があります。機械的特性 - 添加物の改善は、フィルムが損傷なしに繰り返しタッチと圧力に耐えることができるようにするためにも不可欠です。
太陽電池用途
太陽電池は、生成された電荷キャリアを効率的に収集および輸送するために、導電率が高いECFを必要とします。導電率 - グラフェンや金属ナノワイヤなどの添加物の強化が一般的に使用されます。さらに、安定性 - 太陽電池は長期間日光、熱、水分にさらされるため、添加剤の強化が重要です。酸化防止剤と湿気 - 除去添加物は、導電性層を分解から保護し、太陽電池の全体的な効率と寿命を改善するのに役立ちます。
7。結論と行動への呼びかけ
添加物は、電気導電性フィルムの性能に影響を与える上で多面的な役割を果たします。導電率を向上させ、機械的特性を向上させ、安定性を高め、幅広いアプリケーションにフィルムをより適したものにすることができます。電気導電性フィルムの大手サプライヤーとして、私たちは、お客様の多様なニーズを満たすために、さまざまな添加物を備えたフィルムを策定する豊富な経験を持っています。
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参照
- Sh Lee、et al。、「柔軟なエレクトロニクスのための添加剤 - 強化された導電性ポリマー複合材料」、Advanced Materials、vol。 30、no。 2018年21日。
- X. Zhang、et al。、「シルバーナノワイヤの性能に及ぼす添加物の効果 - 透明な導電性フィルムをベースにする」、Nanoscale、vol。 8、いいえ。 32、2016。
- L. Wang、et al。、「添加物を使用した有機ベースの電気導電性フィルムの安定性改善」、Journal of Materials Chemistry C、Vol。 6、いいえ。 18、2018。