利用銀納米線改善了霧度及導(dǎo)電度的透明導(dǎo)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及透明導(dǎo)體，涉及具有優(yōu)秀的電特性及光學(xué)特性的利用銀納米線的透明 導(dǎo)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近，透明導(dǎo)體被廣泛使用于觸控面板（touchpanel)、液晶顯示器（liquid ciystaldisplay)、有機(jī)發(fā)光二極管器件（organicli曲temittingdiodedevices)及薄膜 光電池（1：11；[]1611]1地〇1：〇￥〇113；[(306113)等領(lǐng)域。具有代表性的透明導(dǎo)電性導(dǎo)電體為11'0基 板。
[0003] 但是，像ITO的金屬氧化物導(dǎo)電體因其反應(yīng)工程復(fù)雜，為了體現(xiàn)更高的導(dǎo)電度而 沉積厚厚的氧化物層，需要高溫的退火（annealing)。因此具有透光度低、不具有柔初性的 缺點(diǎn)。
[0004] 因此，最近正在開發(fā)并量產(chǎn)具有較高導(dǎo)電度、優(yōu)秀的透光度及柔初性的基于銀納 米線的透明導(dǎo)體。
[0005] 現(xiàn)有的基于銀納米線的透明導(dǎo)體使用直徑為40nm、長(zhǎng)度為30ym的銀納米線，大 約薄層電阻（sheetresistance) 90~100Q/m2、透光度92%及霧度化aze) 1. 8%。并且，使 用平均直徑為30nm、平均長(zhǎng)度為25ym的銀納米線的透明導(dǎo)體，呈現(xiàn)薄層電阻80Q/m2、透 光度91%及霧度化aze，霧度）0. 9~1. 2%。因此，基于現(xiàn)有銀納米線的透明導(dǎo)體，雖然呈現(xiàn) 優(yōu)秀的薄層電阻及透光度，但對(duì)于霧度，分別為1. 8%及0. 9~1. 2%，相比IT0,具有較高的 務(wù)度。
[0006] 尤其，為了使用為透明電極而在透明導(dǎo)體上實(shí)施電極圖案，因銀納米線的較高霧 度，圖案部分與非圖案部分被區(qū)分而呈現(xiàn)導(dǎo)電電極，成為視認(rèn)性不良的原因。
[0007] 銀納米線產(chǎn)生霧度的原因如下。銀納米線如圖1，呈現(xiàn)具有結(jié)晶面111和100的五 角柱形狀。結(jié)晶面100具有平面結(jié)構(gòu)，對(duì)光的反射率非常高。為了減少基于銀納米線的透 明導(dǎo)體的霧度，要減少銀納米線的含量，但減少透明電極上的銀納米線的含量，薄層電阻會(huì) 上升。
[0008] 作為解決問(wèn)題的方法，為了減少霧度及薄層電阻，國(guó)際專利申請(qǐng)公報(bào)PCT/ US2006/031918號(hào)公開了導(dǎo)電層上追加包括反射防止層、防胺目層等的透明導(dǎo)體。
[0009] 并且，韓國(guó)專利申請(qǐng)公報(bào)10-2011-0113129,為了減少霧度而減少銀納米線含量的 過(guò)程中，為了減少上升的薄層電阻而提出了光燒結(jié)。
[0010] 所述提出的方法之外，W多種方法提出了減少霧度及薄層電阻的方法，但目前為 止，不足W替代IT0基板。
[0011] 因此，需要提供一種技術(shù)，能夠提供具有適當(dāng)?shù)碾娦?、光學(xué)性W及機(jī)械特性的透明 導(dǎo)體，尤其是能夠適用于對(duì)多種基板，還能W較低的費(fèi)用、高處理率用于工程制造透明導(dǎo) 體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] (要解決的技術(shù)問(wèn)題）
[0013] 本發(fā)明的目的在于，提供一種利用銀納米線的透明導(dǎo)體，適合提高透光率、有效減 少薄層電阻及霧度。
[0014] (解決問(wèn)題的手段）
[0015] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的透明導(dǎo)體，包括：基板，透明的；導(dǎo)電層，所 述基板上，平均直徑15~22nm、平均長(zhǎng)度10~20ym的多個(gè)銀納米線通過(guò)粘合劑結(jié)合而形 成導(dǎo)電性網(wǎng)絡(luò)；及保護(hù)層，所述導(dǎo)電層上形成。該時(shí)，所述基板為透明的硬性基板或軟性基 板。
[0016] 優(yōu)選地，所述基板上還包括硬膜層。
[0017] 優(yōu)選地，所述納米線相對(duì)于基板面積，為10~25mg/m2。
[0018] 優(yōu)選地，所述粘合劑由纖維素系、聚己帰系、丙帰酸系、聚氨醋系、丙帰酸-聚氨醋 共聚物中的至少一個(gè)W上構(gòu)成。
[0019]優(yōu)選地，所述粘合劑由輕丙基甲基纖維素（HPMC)或甲基纖維素（MC)、或己基纖維 素巧C)中的至少一個(gè)W上構(gòu)成。該時(shí)，所述粘合劑還可包括至少一個(gè)W上的聚氨醋或丙帰 酸系粘合劑。
[0020] 優(yōu)選地，所述保護(hù)層，由丙帰酸系單量體、聚氨醋系單量體、丙帰酸-聚氨醋單量 體中至少一個(gè)W上的單量體和架橋劑混合而成。
[002。 優(yōu)選地，所述透明導(dǎo)體具有50Q/m2W下的薄層電阻、90%W上的透光度及0. 8%W 下的霧度。
[0022] 優(yōu)選地，所述基板下部還包括；其他導(dǎo)電層，平均直徑15~22皿、平均長(zhǎng)度10~ 20ym的多個(gè)銀納米線通過(guò)粘合劑結(jié)合而形成導(dǎo)電性網(wǎng)絡(luò)；及其他保護(hù)層，在所述其他導(dǎo) 電層下部上形成。
[0023] 優(yōu)選地，所述透明導(dǎo)體，表面被加壓，或被照射光或熱能。
[0024] (發(fā)明的效果）
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，目前未體現(xiàn)的透光度為90%W上、薄層電阻為50Q/m2W下、霧度為 0. 8%W下的透明導(dǎo)體，通過(guò)由平均直徑15~22皿、平均長(zhǎng)度10~20ym的銀納米線形成 網(wǎng)絡(luò)而體現(xiàn)。
[0026] 并且形成銀納米線網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電層上面具有保護(hù)層，從而改善了銀納米線網(wǎng)絡(luò)層的 脆弱點(diǎn)即內(nèi)氧化性及內(nèi)化學(xué)性，并且改善了霧度。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是呈現(xiàn)根據(jù)銀納米線的直徑的光反射率的說(shuō)明圖。
[0028] 圖2是呈現(xiàn)根據(jù)銀納米線的直徑的質(zhì)量對(duì)比銀納米線個(gè)數(shù)的說(shuō)明圖。
[0029] 圖3是呈現(xiàn)實(shí)施例1的銀納米線的直徑和長(zhǎng)度的照片。
[0030] 圖4是呈現(xiàn)比較例1的銀納米線的直徑和長(zhǎng)度的照片。
[0031]圖5是呈現(xiàn)基板上部形成保護(hù)層的透明導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的圖。
[0032] 圖6是呈現(xiàn)基板上、下部形成保護(hù)層的透明導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 本發(fā)明的透明導(dǎo)體，包括導(dǎo)電層，其混合基板上粘合劑和平均直徑15~22皿、平 均長(zhǎng)度10~20ym的銀納米線而形成銀納米線交叉的導(dǎo)電性網(wǎng)絡(luò)。該種導(dǎo)電層是透明且 軟性的，包括具有導(dǎo)電性的至少一個(gè)表面。
[0034] 導(dǎo)電層包括硬性基板和軟性基板，可涂層或?qū)盈B到多種基板上，可涂層及層疊到 透明或不透明的基板上。導(dǎo)電層可形成包括矩陣材料及銀納米線的復(fù)合結(jié)構(gòu)的一部分。矩 陣材料可向典型的復(fù)合結(jié)構(gòu)體賦予化學(xué)性、機(jī)械性及光學(xué)特性。
[0035] 銀納米線是向?qū)щ娦曰寤蚴褂脤?dǎo)電性基板而制造的產(chǎn)品賦予導(dǎo)電度的必需的 構(gòu)成要素。
[0036] 銀納米線的濃度決定規(guī)定基板單一面積內(nèi)的銀納米線的個(gè)數(shù)。并且，銀納米線個(gè) 數(shù)決定電流通路的個(gè)數(shù)。銀納米線的個(gè)數(shù)越多，導(dǎo)電度越高，但透光度及霧度降低。相反， 為了改善透光度及霧度而減少銀納米線個(gè)數(shù)時(shí)，導(dǎo)電度會(huì)降低。
[0037] 銀納米線為1次元線型結(jié)構(gòu)，具有規(guī)定的直徑和長(zhǎng)度?；迳鲜褂孟嗤瑵舛鹊你y 納米線時(shí)，例如，相比直徑為40nm的銀納米線，直徑為30nm的銀納米線個(gè)數(shù)更多，因此改善 了導(dǎo)電度，因直徑的減少而實(shí)現(xiàn)霧度的改善。
[003引 因此，銀納米線的平均直徑為20nm左右時(shí)，若在透明基板上，W相同濃度的銀納 米線形成網(wǎng)絡(luò)，因增加的銀納米線，增加了電流通路，降低了薄層電阻，因反射面狹小，光的 反射少，光W多種角度散射而降低了霧度，提高了透明導(dǎo)體的視認(rèn)性。
[0039] 另外，銀納米線的縱橫比作用為導(dǎo)電度的重要因素。縱橫比具有銀納米線的長(zhǎng)度 (Length)/直徑值iameter)的數(shù)學(xué)式。相比銀納米線的固定直徑，長(zhǎng)度短時(shí)，因銀納米線之 間的相互接觸面減小而接觸電阻增加，從而薄層電阻會(huì)增加。一般，縱橫比為500W上時(shí)， 形成銀納米線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，具有低的薄層電阻。因此，縱橫比越大，因長(zhǎng)度對(duì)比直徑變長(zhǎng)而接觸 電阻會(huì)變小。
[0040] 但是，并不是縱橫比越大，導(dǎo)電度、透光度及霧度就良好。例如，縱橫比為700的直 徑40nm的銀納米線的長(zhǎng)度為28ym，縱橫比為600的直徑30nm的銀納米線的長(zhǎng)度為18ym。
[0041] W縱橫比為700的直徑40皿的銀納米線制造透明導(dǎo)體時(shí)，會(huì)認(rèn)為因長(zhǎng)度長(zhǎng)，相對(duì) 接觸電阻降低而薄層電阻會(huì)降低，但對(duì)比銀納米線質(zhì)量，線的個(gè)數(shù)少，不能確保電流通路而 電阻會(huì)上升。并且，直徑越大，反射面越寬，成為霧度增加的原因。
[0042] 縱橫比為600、直徑30nm的銀納米線相對(duì)來(lái)說(shuō)長(zhǎng)度較短，但直徑小，相對(duì)來(lái)說(shuō)，質(zhì) 量對(duì)比，多個(gè)銀納米線占有基板表面而薄層電阻變小，因直徑小而反射率低，光向多個(gè)方向 散射而降低了霧度。
[004引圖1(a)、化）是呈現(xiàn)根據(jù)銀納米線的直徑（20皿和40nm)的光的反射面的說(shuō)明圖， 圖2(a)、化）及（C)是呈現(xiàn)根據(jù)銀納米線的直徑（20皿、30皿及40nm)的質(zhì)量對(duì)比線的個(gè)數(shù) 的說(shuō)明圖。
[0044] 因此，銀納米線的縱橫比，在相同直徑的銀納米線中越大越好，但未考慮直徑的縱 橫比對(duì)改善透明導(dǎo)體的電性、光學(xué)特性，沒(méi)有任何意義。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明，為了制造低薄層電阻（50Q/m2W下），高透光度巧0%W上）及低霧度 (0. 8%W下）的透明導(dǎo)體，銀納米線的平均直徑優(yōu)選為15~22nm。若平均直徑非常小，電 性、光學(xué)特性會(huì)優(yōu)秀，但耐熱性會(huì)變?nèi)?，若太大，?huì)出現(xiàn)前述的薄層電阻和霧度變大的問(wèn)題。
[0046] 并且，銀納米線具有上述的平均直徑而其平均長(zhǎng)度10~20ym時(shí)，最能體現(xiàn)所述 特性。若平均長(zhǎng)度太短，薄層電阻會(huì)增大而產(chǎn)生要使用大量銀納米線的問(wèn)題，若太長(zhǎng)，銀納 米線的合成中，會(huì)產(chǎn)生線之間相互扭曲的問(wèn)題。
[0047] 并且，優(yōu)選，具有上述的平均直徑和平均長(zhǎng)度的銀納米線為10~20mg/m2的量在 基板上形成導(dǎo)電層。涂布量太少，霧度低而薄層電阻高，反之涂布太多，薄層電阻減少，霧度 增加。
[0048] 另外，到目前為止公報(bào)的專利及文獻(xiàn)中，未公開具體實(shí)施例或?qū)嶒?yàn)值而記載了可 使用的銀納米線直徑為1~lOOnm、長(zhǎng)度為2~100ym，但具體來(lái)說(shuō)，未公開過(guò)關(guān)于銀納米 線的直徑和長(zhǎng)度及構(gòu)成導(dǎo)電層的銀納米線的量。
[0049] W下，參照【附圖說(shuō)明】構(gòu)成本發(fā)明透明基板、銀納米線的合成方法、為形成導(dǎo)電層的 涂層組成物后，按順序說(shuō)明基板上導(dǎo)電層的形成方法和導(dǎo)電層上形成保護(hù)層的方法及提高 導(dǎo)電度的后工程。
[0050] 1、透明基板
[0051] 銀納米線在基板上涂層?；鍨橛残曰蜍浶?。屬于硬性基板的是丙帰酸 (acirlics)、聚碳酸醋（polycarbonates)、玻璃（glass)等。屬于軟性基板的是聚對(duì)苯二甲 酸己二醇醋（PET)、聚蔡二甲酸己二醇醋（陽(yáng)腳、聚醜亞胺（PI)、納米纖維（nanofiber)或薄 膜玻璃（thinglass)。
[0052] 該種基板在導(dǎo)電層的涂層及干燥中呈現(xiàn)尺寸穩(wěn)定性，要求具有基板上部的涂層和 粘著特性。另外，可使用為了提高基板上的涂層性及硬度而形成硬膜層的多層基板。
[0053] 本發(fā)明中，為了提高涂層性及薄膜的硬度而使用了硬涂層的聚對(duì)苯二甲酸己二醇 醋（PET)膜厚度為100ym的基板。作為絕緣體的PET基板的透光度為92%，霧度呈現(xiàn)0. 2 (參 照表1)。
[0054] 2、銀納米線（Silvernanowire)的合成
[005引第1溶液14CTC的己二醇混合作為Ag成核劑的Ag氯