[发明专利]增强的透明导电涂料及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及含有金属纳米粉末的改善的透明导电涂料及其制备方法。

背景

全部在2004年12月13日提交的美国专利申请序列第11/010947、 11/010948和11/010949号描述了包含金属纳米粉末的导电透明涂料的生产方 法，这些文献通过参考结合于此。该方法包括以下步骤：(i)将在溶剂中的金属 纳米粉末与至少一种选自粘合剂、表面活性剂、添加剂、聚合物、缓冲剂、分 散剂和/或偶联剂的组分混合，得到均匀的混合物；(ii)将该均匀的混合物与水 或一种水混溶性溶剂或水混溶性溶剂的混合物混合，形成W/O型乳液；(iii)通 过丝网印刷、铺展、旋涂、浸涂等各种技术将所述乳液施涂到待涂布的表面上； (iv)使溶剂从乳液中蒸发；(v)烧结涂布的层，从而在基材表面上形成导电的透 明涂层。

在上述专利申请所述的透明导电涂层的一个实施方式中，均匀混合物中的 溶剂是蒸发速率大于水的蒸发速率的有机溶剂或有机溶剂的混合物。所得涂层 的形式是有序或无规的导电图案，其中所述图案自发或通过印刷技术得到。虽 然这些涂层的电导率出乎意料的高，在一些情况中仍然希望电导率提高到更接 近体相银的电导率，而不会不利地影响涂层的光学性质。在一些情况中，还需 要提高乳液在涂布之前的稳定性。

发明概述

本发明涉及增强由纳米金属粉末形成的透明导电涂层的性质。在本发明的 一个方面中，通过电镀(例如铜或镍电镀)增强涂层的电导率。本发明的另一个 方面涉及增强涂层电导率的方法，该方法包括：(i)在涂布的透明膜上沉积光刻 胶材料，填充导电图案中的开口，覆盖纳米金属图案；(ii)通过未涂布的一侧以 某种方式照射所述膜，使得只有已经沉积在图案开口中的光刻胶材料曝光；(iii) 对未曝光的光刻胶材料进行清洗或蚀刻，使得纳米金属图案无覆盖；(iv)对所 述涂层进行电镀处理；(v)清洗或蚀刻膜中其余的光刻胶。

本发明的另一方面涉及通过使用油酸或山梨聚糖三油酸酯(Span 85)之类 的稳定剂提高用于形成透明导电涂层的乳液的稳定性。

本发明的另一方面涉及对通过喷涂技术施涂到表面，特别是不规则三维表 面上的制剂进行优化。

本发明的另一方面涉及在乳液中使用某些氟化的表面活性剂。

本发明的增强的透明导电涂料可以施涂到不同的基材上，例如玻璃、聚合 物膜或三维器件(如箱子、容器等)上。适用于此技术的施涂方法是刮涂、喷涂 或任何其它可使用的液体涂布技术。

本发明的增强的透明导电涂料可广泛用于许多应用中，例如电磁屏蔽、电 致发光、触摸屏、有机发光二极管、透明电极、燃料电池、太阳能电池、电子 器件等。

结合附图，下文将详细描述本发明的一个或多个实施方式。通过以下详细 说明、附图和权利要求可以清楚地了解本发明的其它特点、目的和优点。

附图说明

图1：用乳液TCC-109-191-1+形成的图案

图2：用乳液TCC-117-13-2形成的图案

图3：用乳液TCC-117-14-1形成的图案

图4：用乳液36-02-01和36-02-02(40μ棒)在PET膜上形成的图案

图5：用乳液117-68-2-1和117-68-2-2在PET膜(用1％辛基三乙氧基硅烷 进行过底涂)上形成的图案

图6：用乳液E46-1 A在PET膜上形成的图案

发明详述