制造图案化的透明导体的方法技术

提供了一种制造图案化的透明导体的方法，该方法包括：提供银油墨芯组分，该组分包含分散在银载体中的银纳米颗粒；提供壳组分，该壳组分包含分散在壳载体中的成膜聚合物；提供基材；对所述银油墨芯组分和壳组分进行共同静电纺丝，形成芯-壳型纤维，其中所述银纳米颗粒处于所述芯中；将所述芯-壳型纤维沉积在基材上；对沉积的芯-壳型纤维的一部分进行选择性处理，从而提供图案化的透明导体，所述图案化的透明导体包括处理的区域和未处理的区域；所述处理的区域包括多个电互连的银微型线，所述处理的区域是导电性区域；所述未处理的区域是电绝缘性区域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供了一种，该方法包括：提供银油墨芯组分，该组分包含分散在银载体中的银纳米颗粒；提供壳组分，该壳组分包含分散在壳载体中的成膜聚合物；提供基材；对所述银油墨芯组分和壳组分进行共同静电纺丝，形成芯-壳型纤维，其中所述银纳米颗粒处于所述芯中；将所述芯-壳型纤维沉积在基材上；对沉积的芯-壳型纤维的一部分进行选择性处理，从而提供图案化的透明导体，所述图案化的透明导体包括处理的区域和未处理的区域；所述处理的区域包括多个电互连的银微型线，所述处理的区域是导电性区域；所述未处理的区域是电绝缘性区域。【专利说明】
本专利技术一般地涉及制备图案化透明导体的领域。具体来说，本专利技术涉及不可见的图案化透明导体的制造方法。
技术介绍
具有高导电性和高透明度的膜对于在宽范围的电子应用中用作电极或涂层有重要价值，所述电子应用包括例如触摸屏显示器和光伏电池。用于这些应用的现有技术包括使用通过物理气相沉积方法沉积的含掺锡氧化铟(ITO)的膜。物理气相沉积法的高投资成本导致人们希望寻找替代的透明导电材料和涂覆方法。使用银纳米线分散成为渗透网已成为一种含ITO膜的有前景的替代方式。使用银纳米线可能具有适合使用卷对卷(roll toroll)技术进行加工的优点。因此，银纳米线具有低制造成本的优点以及与常规的含ITO膜相比能提供较高透明度和导电性的可能性。在电容触摸屏应用中，人们需要导电性的图案。这些应用的一个关键难题在于，所形成的图案必须是对人眼不可见的(或者几乎是不可见的)。Allemand等人在美国专利第8，018, 568号中公开了一种用来提供基于纳米线的图案化透明导体的方法。Allemand等人公开了一种光学均一的透明导体，其包括:基材；位于该基材上的导电膜，所述导电膜包括多个互连的纳米结构，在所述导电膜上的图案限定了以下区域:(I)具有第一电阻率、第一透明度和第一雾度的未蚀刻区域，以及(2)具有第二电阻率、第二透明度和第二雾度的蚀刻区域；所述蚀刻区域的电导性小于未蚀刻的区域，所述第一电阻率与第二电阻率之比至少为1000 ;所述第一透明度与第二透明度之间的差异小于5% ;所述第一雾度和第二雾度之间的差异小于0.5%。需要注意的是，人们仍然需要用来制造具有导电性区域和非导电性区域的图案化透明导体的替代方法，其中所述导电性区域和非导电性区域基本上无法通过人眼分辨(也即是说，所述图案化透明导体的处理区域和未处理区域、即电导性区域和非电导性区域之间的透光率之差λ 和雾度之差Λ 均优选< 1% )。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，该方法包括:提供银油墨芯组分，该组分包含分散在银载体中的银纳米颗粒；提供壳组分，该壳组分包含分散在壳载体中的成膜聚合物；提供基材；对所述银油墨芯组分和壳组分进行共同静电纺丝(coelectrospinning),形成包括芯和围绕所述芯的壳的芯-壳型纤维；将所述芯-壳型纤维沉积在基材上，以提供沉积的芯-壳型纤维；对沉积的芯-壳型纤维的一部分进行选择性处理，从而提供图案化的透明导体，所述图案化的透明导体包括处理的区域和未处理的区域；所述处理的区域包括多个电互连的银微型线，所述处理的区域是导电性区域；所述未处理的区域是电绝缘性区域。本专利技术提供了通过本专利技术的方法制造的图案化的透明导体。【具体实施方式】在本文说明书和权利要求书中，术语"透光率处理"表示根据ASTM D1003_llel测定的本专利技术图案化透明导体的处理的部分的光透射率，单位为％。在本文说明书和权利要求书中，术语"透光率未处a"表示根据ASTM D1003-llel测定的本专利技术图案化透明导体的未处理部分的光透射率，单位为％。在本文说明书和权利要求书中，术语"雾度处a"表示根据ASTM D1003_llel测定的本专利技术图案化透明导体的处理的部分的雾度，单位为％。在本文说明书和权利要求书中，术语"雾度表示根据ASTM D1003_llel测定的本专利技术图案化透明导体的未处理部分的雾度，单位为％。在本文说明书和权利要求书中，术语"Nmm1'表示本专利技术图案化透明导体的处理的区域与未处理区域的透光率之差，用下式表示:Δ透光率=((透光率处理-透光率未处理)的绝对值)。在本文说明书和权利要求书中，术语"W表示本专利技术图案化透明导体的处理的区域与未处理区域的雾度之差，用下式表示:Δ雾度=((务度处理-务度未处理)的绝对值)。在本专利技术的说明书和权利要求书中，术语"不可见的图案化的透明导体"表示一种图案化的透明导体同时满足Λ透光率≥1%且Λ雾度≥I %。使用本专利技术的方法制造的不可见的图案化的透明导体特别适合用于电容触摸屏用途。为了用于这些用途，希望提供包括导电性区域和非导电性区域的图案的透明导体。提供所述图案化透明导体的一个主要难题在于使得所述图案对人眼不可见(即Λ _^和Λ,帛均< 1% )，从而尽可能减少显示屏观察性能的下降。较佳的是，用于本专利技术的银油墨芯组分包含≥50重量％ (更优选≥60重量更优选> 70重量％ ;最优选> 75重量％ )的分散在银载体中的银纳米颗粒。较佳的是，用于所述银油墨芯组分的银纳米颗粒的长径比< 2 (更优选< 1.5 ;最优选< 1.1)。所用的银纳米颗粒任选地包括处理涂层或者表面涂层，从而促进其在银载体中形成稳定的分散体，并且抑制聚集体的形成。本专利技术的方法所使用的银载体可以选自任意的能够将银纳米颗粒分散在其中的液体。较佳的是，所述银载体选自水、醇、及其混合物。较佳的是，所述银载体选自醇(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇)；二甲亚砜；Ν，Ν-二甲基甲酰胺；1-甲基-2-吡咯烷酮；磷酸三甲酯，以及它们的混合物。最优选所述银载体是水。用于本专利技术方法的银油墨芯组分任选还包含芯添加剂。芯添加剂可以选自表面活性剂，抗氧化剂，光生酸产生剂，热生酸产生剂，猝灭剂，硬化剂，溶解速率改性剂，光致固化剂，光敏剂，酸放大剂，增塑剂，取向控制剂和交联剂。优选的芯添加剂包括表面活性剂和抗氧化剂。用于本专利技术方法的壳组分优选包含分散在壳载体中的成膜聚合物。用于本专利技术方法的成膜聚合物可以选自已知的可静电纺丝的成膜材料。优选的成膜聚合物包括聚丙烯酸，聚环氧乙烷，聚乙烯醇，聚乙烯基丙烯，纤维素(例如羟基丙基纤维素，硝化纤维)，蚕丝以及它们的混合物。更优选地，所述成膜聚合物是聚环氧乙烷。最优选的，所述成膜聚合物是重均分子量为10000-100000克/摩尔的聚环氧乙烷。本专利技术的方法所使用的壳载体可以选自任意的能够将成膜聚合物分散在其中的液体。较佳的是，所述壳载体可以是成膜聚合物的任意良好溶剂。更优选地，对所述壳载体进行选择，使得壳组分和银油墨芯组分之间的界面张力>0.1mN / m(优选>lmN / m ;更优选>2mN / m ;最优选为2_5mN / m)。当壳载体与包含作为银载体的水的银油墨芯组分一起使用的时候，所述壳载体优选选自水-醇混合物；其中醇选自丙酮、CV4醇(例如甲醇，乙醇，异丙醇，丙醇，丁醇，叔丁醇)和它们的混合物；所述水-醇混合物的醇浓度>50重量％ (更优选>50重量％ )。用于本专利技术方法的壳组分任选还包含壳添加剂。壳添加剂可以选自表面活性剂，抗氧化剂，光生酸产生剂，热生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造图案化的透明导体的方法，该方法包括：提供银油墨芯组分，该银油墨芯组分包含分散在银载体中的银纳米颗粒；提供壳组分，其包含分散在壳载体中的成膜聚合物；提供基材；对所述银油墨芯组分和壳组分进行共同静电纺丝，形成包括芯和围绕芯的壳的芯‑壳型纤维，所述银纳米颗粒位于所述芯中；将所述芯‑壳型纤维沉积在基材上，以提供沉积的芯壳型纤维；对沉积的芯壳型纤维的一部分进行选择性处理，提供图案化的透明导体，所述图案化的导体具有处理的区域和未处理的区域；所述处理的区域包括多个电互连的银微型线，所述处理的区域是导电性区域；所述未处理的区域是电绝缘区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·朱，J·克拉拉克，G·卡纳里昂，K·M·奥康纳，卜路嘉，P·特雷福纳斯，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US