采用直接粘结光学透明粘合剂的方式保护基于纳米级金属的新电导体制造技术

本发明专利技术公开了一种用于稳定电导体的粘合剂组合物。所述粘合剂组合物包含基体聚合物和用于吸收UV光的添加剂，诸如苯并三唑或二苯甲酮。当所述粘合剂组合物与所述电导体接触时，所述电导体在约500小时的期间在电阻上的变化小于约20％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用直接粘结光学透明粘合剂的方式保护基于纳米级金属的新电导体
本专利技术涉及光学透明的粘合剂组合物。具体而言，本专利技术涉及可稳定电导体的光学透明的粘合剂组合物。
技术介绍
在过去几十年间，透明的导电膜已广泛地用于以下应用中，诸如触控面板显示器、液晶显示器、电致发光照明、有机发光二极管装置和光伏太阳能电池。基于氧化铟锡(ITO)的透明导电膜已经成为大多数应用的选择。然而，由于需要复杂而昂贵的设备和工艺、相对较高的电阻(和纯金属相比)以及固有的脆性以及断裂倾向性，基于ITO的透明导电膜存在限制；尤其是在沉积于柔性基底上时。基于金属纳米颗粒、纳米棒和纳米线的新导体在最近几年已经有了显著的技术进步，并且印刷图案、随机化图案(最小化可见性和云纹)和金属网片(来源于纳米级的金属材料)对于电子器件行业变得更具吸引力。基于银和铜的金属导体可能最为常见。具体示例为银纳米线(SNW)。基于SNW的膜以适度的成本赋予高导电性、高光学透射率、优异的柔韧性和延展性，这让它们成为许多应用中ITO的所需替代物；尤其是对于更薄和更具柔性的装置而言。然而，让SNW长期保持稳定非常具有挑战性，因为他们可对暴露于光和环境敏感。一个这样的示例是显示器观看区域中和/或油墨边缘(围绕显示器的黑色或白色油墨边界)附近UV引起的基于SNW的触控面板的导电迹线的劣化。这种劣化可导致突然丧失导电性，并因此也丧失触控面板功能(可能是因为SNW的光氧化)。一些文献建议所谓的银的等离子体共振可有利于将银氧化为氧化银。
技术实现思路
在一个实施方案中，本专利技术是用于稳定电导体的粘合剂组合物。粘合剂组合物包括基体聚合物以及UV吸收剂，诸如苯并三唑或二苯甲酮。当粘合剂组合物被涂覆在电导体上时，电导体在约500小时的曝光期间在电阻上的变化小于约20％。在另一个实施方案中，本专利技术是稳定电导体的方法。该方法包括提供粘合剂组合物并在电导体上涂覆或层合粘合剂组合物。粘合剂组合物包括基体聚合物以及用于吸收UV光的添加剂。当粘合剂组合物被涂覆在电导体上时，电导体在约500小时的曝光期间在电阻上的变化小于约20％。附图说明图1A是用于测量银纳米线膜的电阻变化的示例构造的顶视图。图1B是用于测量银纳米线膜电阻变化的图1A中所示的样本构造的顶视图。这些图不是按比例绘制，并且只是旨在为了进行示意性的说明。具体实施方式本专利技术是光学透明的粘合剂(OCA)组合物，该组合物为处于各种曝光条件下的纳米线传感器提供稳定性。光学透明的粘合剂组合物包括基体聚合物以及用于吸收UV光的添加剂。基体聚合物可选自任何光学透明的粘合剂聚合物。添加剂包括紫外(UV)线吸收剂。在一些实施方案中，粘合剂组合物还可包含受阻胺光稳定剂(HALS)和抗氧化剂中的一者。本专利技术的OCA可稳定基于金属纳米颗粒、纳米棒和纳米线的电导体，这些电导体用在例如触摸屏、电磁屏蔽装置、光伏面板、金属网片、用于窗口的透明加热线图案等中。当暴露至UV光和可见光时，这些金属导体可能易于劣化，导致导电性丧失。通过直接在导体上施加本专利技术的OCA，可避免成本高昂的保护涂层(即阻隔件)并且制品的装配过程可得到简化。本专利技术还涵盖使用方法以及包含与金属导体接触的此类OCA的制品。本专利技术的光学透明的粘合剂组合物在性质上可为压敏型或可热活化型。同样，它们可作为膜粘合剂施加，直接作为热熔融物分配，或作为液体OCA施加并在最终装配中固化。本专利技术的粘合剂组合物包含基体聚合物。尽管粘合剂组合物衍生自丙烯酸类基体聚合物，并且具体地讲是无规(甲基)丙烯酸类共聚物由于它们适度的成本和广泛的可用性为优选的，但也可将其它聚合物用作粘合剂组合物的基质，而不偏离本专利技术的预期范围。其它聚合物的示例包括但不限于：聚酯、聚氨酯、聚脲、聚酰胺、有机硅、聚烯烃、丙烯酸类嵌段共聚物、橡胶嵌段共聚物(即聚苯乙烯–聚异戊二烯-聚苯乙烯(SIS)、聚苯乙烯–聚(乙烯丁烯)-聚苯乙烯(SEBS)、聚苯乙烯–聚(乙烯丙烯)-聚苯乙烯(SEPS)等)以及它们的组合。在获得光学透明的共混物的情况下，也可使用这些聚合物(包括(甲基)丙烯酸酯)的混合物。聚合物可商购获得或者它们可通过常规方法进行聚合，包括溶液聚合、热本体聚合、加成聚合、开环聚合反应、乳液聚合作用、UV光或可见光触发的本体聚合以及缩合聚合。本专利技术的粘合剂组合物还包含至少一种添加剂，该添加剂能够阻碍或防止金属导体例如通过吸收UV光而发生光氧化。当暴露至UV光时，诸如当固化粘合剂组合物时，添加剂起作用以干扰或阻止金属导体的氧化。因此本专利技术的粘合剂组合物包含UV吸收剂。UV吸收剂起作用以吸收约295nm和约400nm范围内的UV光，并将其作为热能耗散以减少电导体的UV劣化或光氧化。存在于粘合剂组合物中的UV吸收剂的量将取决于粘合剂组合物的厚度、UV吸收剂的消光系数以及即将受到阻碍的UV光的量。因此，对于给定的消光系数，粘合剂层越薄，添加剂浓度必须越高，以保持特定的吸光度。合适的UV吸收剂的示例包括但不限于二苯甲酮和苯并三唑。具体合适的苯并三唑UV吸收剂的示例包括但不限于2-(2-羟基苯基)-苯并三唑。合适的二苯甲酮UV吸收剂的示例包括但不限于2,2’-二羟基二苯甲酮。合适的市售UV吸收剂的示例包括但不限于：CYASORBUV-5411，可购自位于新泽西州伍德兰帕克的氰特公司(CYTEC,WoodlandPark,NewJersey)；TINUVIN328，可购自位于新泽西州弗洛勒姆公园的巴斯夫公司(BASF,FlorhamPark,NewJersey)。在一些实施方案中，为了进一步增大与粘合剂组合物接触的金属导体的稳定性，粘合剂组合物还包含受阻胺光稳定剂(HALS)和抗氧化剂中的至少一种。受阻胺光稳定剂(HALS)被用作抵抗由光导致的劣化的稳定剂。HALS不同于UV吸收剂，因为它们不吸收更长波长(即UVB和UVA)UV光，相反，HALS用作增效剂以防止电导体的劣化。HALS是2,2,6,6-四甲基哌啶的衍生物。合适的市售HALS的示例包括但不限于购自位于新泽西州弗洛勒姆公园的巴斯夫公司(BASF,FlorhamPark,NewJersey)的TINUVIN123。抗氧化剂起作用以妨碍光化学引发的降解反应并因此抑制电导体的氧化。虽然已知抗氧化剂会妨碍氧化过程，但之前在本领域中并未已知将它们与易于氧化的金属导体(诸如纳米颗粒、纳米棒或纳米线)结合地使用。合适的抗氧化剂的示例是来自位于新泽西州弗洛勒姆公园的巴斯夫公司(BASF,FlorhamPark,NewJersey)的以商品名IRGANOX(即IRGANOX1010、IRGANOX1024和IRGANOX1076)出售的抗氧化剂，或来自位于新泽西州伍德兰帕克的氰特公司(CYTEC,WoodlandPark,NewJersey)的CYANOX。也可使用天然抗氧化剂诸如抗坏血酸，前提条件是其能够溶于粘合剂基质。粘合剂组合物中所需的粘合剂的最小量取决于环境暴露条件以及将被容许的电阻变化量。在一个实施方案中，添加剂以干燥粘合剂涂层的约5重量％或更少的量存在于粘合剂组合物中。在一个实施方案中，添加剂以至少约0.1重量％的量存在于粘合剂组合物中。在一个实施方案中，添加剂以介于约0.5重量％和约3重量％之间的量存在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于稳定电导体的粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：基体聚合物；以及苯并三唑和二苯甲酮中的一者；其中当所述粘合剂组合物与所述电导体接触时，所述电导体在约500小时的曝光期间在电阻上的变化小于约20％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.02 US 62/044,6891.一种用于稳定电导体的粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：基体聚合物；以及苯并三唑和二苯甲酮中的一者；其中当所述粘合剂组合物与所述电导体接触时，所述电导体在约500小时的曝光期间在电阻上的变化小于约20％。2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，还包含受阻胺光稳定剂和抗氧化剂中的至少一者。3.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述苯并三唑为羟基苯基苯并三唑。4.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述二苯甲酮为2,2’-二羟基二苯甲酮。5.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述苯并三唑和二苯甲酮中的一者占所述粘合剂组合物的约0.1重量％至约5重量％。6.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述基体聚合物包括聚酯、聚氨酯、聚脲、聚酰胺、有机硅、聚烯烃、丙烯酸类嵌段共聚物、橡胶嵌段共聚物或无规(甲基)丙烯酸类共聚物中的一者。7.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述电导体基于金属导体。8.根据权利要求7所述的粘合剂组合物，其中所述金属导体包括银或铜。9.根据权利要求7所述的粘合剂组合物，其中所述金属导体为金属纳米颗粒、纳米棒和纳米线。10.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，还包含交联剂。11.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，艾伯特·I·埃费拉茨，朱东伟，罗斯·E·贝林，格雷格·A·考德威尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US