透明導(dǎo)電膜的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】透明導(dǎo)電膜
[0001] 概述
[0002] 至少一個(gè)實(shí)施方案包括一種透明導(dǎo)電膜，所述透明導(dǎo)電膜包括：至少一個(gè)透明襯 底；至少一個(gè)透明底涂層，其設(shè)置在所述至少一個(gè)透明襯底上，其中所述至少一個(gè)透明底涂 層由包含至少一種第一羥基官能聚合物和至少一種第一熱可固化單體的至少一種透明底 涂層涂料混合物形成；至少一個(gè)透明導(dǎo)電層，其設(shè)置在所述至少一個(gè)透明底涂層上，其中所 述至少一個(gè)透明導(dǎo)電層由包含至少一種第一纖維素酯聚合物和至少一種金屬納米線的至 少一種透明導(dǎo)電層涂料混合物形成；以及至少一個(gè)透明頂涂層，其設(shè)置在所述至少一個(gè)透 明導(dǎo)電層上，其中所述至少一個(gè)透明導(dǎo)電層由包含至少一種第二羥基官能聚合物和至少一 種第二熱可固化單體的至少一種透明頂涂層涂料混合物形成。
[0003] 在至少一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)透明襯底包含至少一種聚醋。
[0004] 在至少一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)透明襯底包含至少一種第一聚醋，所述至 少一種第一聚酯包含至少約70wt%的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯重復(fù)單元。
[0005] 在至少一些此類(lèi)實(shí)施方案中，所述至少一種第一羥基官能聚合物包含纖維素酯聚 合物、聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚乙烯醇。
[0006] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第一羥基官能聚合物包含乙酸纖維素 聚合物、乙酸丁酸纖維素聚合物或乙酸丙酸纖維素聚合物。
[0007] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第一羥基官能聚合物包含乙酸丁酸纖 維素聚合物。
[0008] 在至少一些以上實(shí)施方案中，根據(jù)ASTM D817-96,所述至少一種第一羥基官能聚 合物包含至少約Iwt%、或至少約3wt%或約4. 8wt%的羥基含量。
[0009] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第一熱可固化單體包含至少約三個(gè)醚 基。
[0010] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第一熱可固化單體包含至少一種三聚 氰胺單體。
[0011] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第一熱可固化單體包含六甲氧基甲基 三聚氰胺。
[0012] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第一纖維素酯聚合物包含乙酸纖維素 聚合物、乙酸丁酸纖維素聚合物或乙酸丙酸纖維素聚合物。
[0013] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第一纖維素酯聚合物包含乙酸丁酸纖 維素聚合物。
[0014] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第二羥基官能聚合物包含纖維素酯聚 合物、聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚乙烯醇。
[0015] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第二羥基官能聚合物包含乙酸纖維素 聚合物、乙酸丁酸纖維素聚合物或乙酸丙酸纖維素聚合物。
[0016] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第二羥基官能聚合物包含乙酸丁酸纖 維素聚合物。
[0017] 在至少一些以上實(shí)施方案中，根據(jù)ASTM D817-96,所述至少一種第二羥基官能聚 合物包含至少約Iwt%、或至少約3wt%或約4. 8wt%的羥基含量。
[0018] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第二熱可固化單體包含至少約三個(gè)醚 基。
[0019] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第二熱可固化單體包含至少一種三聚 氰胺單體。
[0020] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種第二熱可固化單體包含六甲氧基甲基 三聚氰胺。
[0021] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種金屬納米線包含至少一種銀納米線。
[0022] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述至少一種透明頂涂層涂料混合物還包含至少一 種含硅氧烷的化合物。
[0023] 在至少一些以上實(shí)施方案中，所述透明導(dǎo)電膜展現(xiàn)低于約100歐姆/平方的四點(diǎn) 表面電阻率。
[0024] 在至少一些以上實(shí)施方案中，在異丙醇的存在下，所述透明導(dǎo)電膜展現(xiàn)耐磨性。
[0025] 這些實(shí)施方案和其它變化和改進(jìn)可以從隨后的描述、示例性實(shí)施方案、實(shí)施例和 權(quán)利要求書(shū)中更好地理解。所提供的任何實(shí)施方案僅通過(guò)說(shuō)明性實(shí)施例的方式給出。本發(fā) 明本身實(shí)現(xiàn)的其它期望的目的和優(yōu)點(diǎn)可以出現(xiàn)或?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員所理解。
[0026] 描述
[0027] 在本文件中提及的所有公布、專(zhuān)利和專(zhuān)利文件均以引用的方式整體并入本文，恰 如以引用的方式單獨(dú)地并入一般。
[0028] 2012年7月2日提交的、名稱(chēng)為透明導(dǎo)電膜（TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM)的 美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?1/667, 068在此以引用的方式整體并入本文。
[0029] 特征在于包含銀納米線和纖維素酯聚合物的導(dǎo)電層的TCF在2012年5月3日 公布的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布2012/0107600--包含纖維素酯的透明導(dǎo)電膜（TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMS COMPRISING CELLULOSE ESTERS)中公開(kāi)，所述專(zhuān)利在此以引用的方式整 體并入本文。此類(lèi)TCF可展現(xiàn)高光透射率和低表面電阻。但是，發(fā)展保持這些性質(zhì)同時(shí)還 展現(xiàn)卓越的耐磨性的TCF已成為挑戰(zhàn)。
[0030] 透明導(dǎo)電膜
[0031] 近年來(lái)，透明且導(dǎo)電的膜已廣泛用于觸摸面板顯示器、液晶顯示器、電致發(fā)光照明 設(shè)備、有機(jī)發(fā)光二極管裝置、光伏太陽(yáng)能電池的應(yīng)用中。直到最近，基于銦錫氧化物（ITO) 的透明導(dǎo)電膜由于其高電導(dǎo)率、透明度和相對(duì)較好的穩(wěn)定性，已成為大多數(shù)應(yīng)用的透明導(dǎo) 體選擇。但是，由于銦的高成本、對(duì)復(fù)雜且昂貴的真空沉積設(shè)備和方法的需要、以及它們固 有的脆性和破裂傾向性（尤其當(dāng)銦錫氧化物在柔性襯底上沉積時(shí)），基于銦錫氧化物的透 明導(dǎo)電膜具有限制性。
[0032] 用于測(cè)量透明導(dǎo)電膜（TCF)的性質(zhì)的兩個(gè)重要參數(shù)為總光透射率T)和膜表面 電導(dǎo)率。較高的光透射率實(shí)現(xiàn)用于顯示應(yīng)用的清晰圖片質(zhì)量、用于光和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換應(yīng)用的 更高效率。對(duì)于可將功率消耗最小化的大多數(shù)透明導(dǎo)電膜應(yīng)用而言，較低的電阻率是最需 要的。
[0033] 透明襯底
[0034] -些實(shí)施方案提供一種包含至少一個(gè)透明襯底的TCF。襯底可為剛性或柔性的。
[0035] 合適的剛性襯底包括，例如玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂等。
[0036] 當(dāng)將用于TCF的各種層的涂料混合物涂覆在柔性襯底上時(shí)，襯底優(yōu)選地為具有任 意所需的厚度并且由一種或多種聚合物材料組成的柔性、透明聚合物膜。襯底被要求在導(dǎo) 電層的涂覆和干燥期間展現(xiàn)尺寸穩(wěn)定性并且具有與上覆蓋層的合適的粘附性質(zhì)?？捎糜谥?作此類(lèi)襯底的聚合物材料包括聚酯（如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯）、 乙酸纖維素和其它纖維素酯、聚乙烯醇縮醛、聚烯烴、聚碳酸酯和聚苯乙烯。優(yōu)選的襯底由 具有良好的熱穩(wěn)定性的聚合物，如聚酯和聚碳酸酯組成。也可處理或退火載體材料以減少 收縮并且提升尺寸穩(wěn)定性。也可使用透明多層襯底。
[0037] 至少一些實(shí)施方案提供包括包含至少一種聚酯的透明襯底的透明導(dǎo)電膜。所述至 少一種聚酯可例如包含至少約70wt%的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯重復(fù)單元?；蛘咂淇砂辽?約75wt%、或至少約80wt%、或至少約85wt%、或至少約90wt%、或至少約95wt%的對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯重復(fù)單元。
[0038] 此類(lèi)聚酯可例如通過(guò)包含酸或酯部分的一種或多種單體與包含醇部分的一種或 多種單體的縮合聚合制成。包含酸或酯部分的單體的非限制性實(shí)例包括例如芳香酸或酯、 脂族酸或酯、以及非芳香族環(huán)酸或酯。包含酸或酯部分的示例性單體包括，例如對(duì)苯二甲 酸、對(duì)苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸、間苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸甲酯、偏 苯三酸、偏苯三酸三甲酯、萘二羧酸、萘二甲酸二甲酯、己二酸、己二酸二甲酯、壬二酸、壬二 酸二甲酯、癸二酸、癸二酸二甲酯等。包含醇部分的示例性單體包括，例如乙二醇、丙二醇、 丁二醇、己二醇、新戊二醇、二甘醇、環(huán)己烷二甲醇等。
[0039] 此類(lèi)聚酯可例如包含重復(fù)單元，所述重復(fù)單元包含來(lái)自包含酸或酯部分的單體的 第一殘基，所述第一殘基通過(guò)酯鍵接合至來(lái)自包含醇部分的單體的第二殘基。示例性重復(fù) 單元為例如，對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、間苯二甲酸乙二醇酯、萘二甲酸乙二醇酯、對(duì)苯二甲酸 二乙二醇酯、間苯二甲酸二乙二醇酯、萘二甲酸二乙二醇酯、對(duì)苯二甲酸環(huán)己二醇酯、間苯 二甲酸環(huán)己二醇酯、萘二甲酸環(huán)己二醇酯等。此類(lèi)聚酯可包含多于一種類(lèi)型的重復(fù)基團(tuán)并 且有時(shí)可被稱(chēng)為共聚酯。
[0040] 透明底涂層
[0041] -些實(shí)施方案提供一種包含設(shè)置在所述至少一個(gè)透明襯底上的至少一個(gè)透明底 涂層的TCF，其中所述至少一個(gè)透明底涂層由包含至少一種羥基官能聚合物和至少一種熱 可固化單體的至少一種透明底涂層涂料混合物形成。在一些情況下，此類(lèi)底涂層可被稱(chēng)為 載體層、中間層、粘附促進(jìn)劑層、夾層等。此類(lèi)底涂層用于促進(jìn)所述至少一個(gè)透明導(dǎo)電層與 所述至少一個(gè)透明襯底的粘附。
[0042] 羥基官能聚合物為包含羥基的聚合物，所述羥基能夠與熱可固化單體上的反應(yīng)基 團(tuán)（例如像醚基）反應(yīng)，以形成共價(jià)鍵。羥基官能聚合物的實(shí)例包括，例如纖維素酯聚合物、 聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚乙烯醇等。
[0043] 纖維素酯聚合物包括乙酸纖維素類(lèi)，例如像乙酸纖維素、三乙酸纖維素、丙酸纖維 素、乙酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素（CAB)等。
[0044] 羥基官能聚合物可通過(guò)它們的如由ASTM D817-96測(cè)試方法測(cè)定的以重量百分 比表示的羥基含量來(lái)表征。具體地，可用的羥基官能聚合物包含至少約lwt%、或至少 約3wt %、或約4. 8wt %的羥基含量。示例性羥基官能聚合物為購(gòu)自Eastman Chemical Company，Kingsport，TN的CAB 533-0. 4乙酸丁酸纖維素聚合物，其基于典型平均批量具有 4.8wt%的羥基含量。
[0045] 熱可固化單體是已知的。這些熱可固化單體可例如包括具有一個(gè)或多個(gè)醚基，如 一個(gè)、兩