[发明专利]高对比度的透明导体及其形成方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2007年4月20日提交的第60/913,231号美国临时专利申请、于2007年10月9日提交的第60/978,635号美国临时专利申请、于2008年2月26日提交的第61/031,643号美国临时专利申请的优先权，所有上述申请通过引用而全部并入本文。

技术领域

本公开涉及适于作为显示系统中的功能膜的高对比度的透明导体，具体地，涉及基于传导纳米结构的透明导体及其形成方法。

背景技术

传导纳米结构由于其亚微米尺寸能够形成光学透明的传导膜。这些传导膜(也称为“透明导体”)具有多种应用，如滤色器、薄膜晶体管、偏振器、透明电极等等。

共同未决的第11/504,822号美国专利申请描述了基于传导纳米结构、尤其是基于金属纳米线的透明导体。

共同未决的第11/871,767号美国专利申请描述了特征为基于纳米线的透明导体的设备和显示器，该透明导体提供了光学透明性和导电性。

共同未决的第11/871,721号美国专利申请描述了基于高度对准的纳米线的功能膜(例如，偏振器)。这些共同未决的申请通过引用而全部并入本文。

如在上述共同未决的美国专利申请中所描述的那样，基于纳米结构的透明导体能够代替传统的基于铟锡氧化物(ITO)的透明传导膜。如同ITO膜一样，基于纳米结构的透明导体作为在诸如平板显示器和触摸屏的电致变色显示器中的功能膜尤其有用。

为了在显示系统中的适当功能，通常对透明导体的若干光学和电学参数进行评定。这些参数包括，例如，光学透明度、电阻率和对比度。在其中，对比度与由显示系统产生的图像品质密切相关。

显示系统的对比度是指该显示系统能够产生的最亮的白色与最暗的黑色的比率。通常，越高的对比度与诸如清晰度和明亮度的高级图像品质相关联。相反地，对比度不足使其本身出现颜色不饱和、缺乏纯黑色、精细细节丢失等。

对比度在平板显示器中是特别重要的属性。与传统的阴极射线管显示器不同(在传统的阴极射线管显示器中，光通过由电子束激发磷而在显示器的前面产生)，通常从背后照射平板显示器，以使得光在从显示器中射出之前必须通过多个光学和电学元件。此外，诸如液晶显示器(LCD)的平板显示器需要调制偏振光来控制每个像素处的透光率。因此，光的消偏，即，从偏振光到非偏振光的转换，是有助于降低显示器的总对比度和亮度的主要因素。

当用作诸如偏振器、滤色镜上的涂层以及平板显示器中的透明电极的功能膜时，所关注的是基于纳米结构的透明导体会由于存在颗粒传导介质而引起光消偏并降低对比度。会影响消偏和对比度的因素包括，例如，颗粒形状和尺寸、颗粒间的反射以及光散射。因此，存在这样的需要，即，在基于纳米结构的透明导体中减少或消除由纳米结构引起的消偏，从而提高其对比度。

发明内容

描述了高对比度(例如，高于1000)的基于金属纳米结构的透明导体。还描述了提高基于传导纳米结构(包括纳米线和纳米管)的传导膜的对比度的工艺。

一个实施方案描述了一种透明导体，包括：衬底；以及所述衬底上的传导网络，所述传导网络包括多个金属纳米结构；其中所述透明导体的对比度大于1000。

另一实施方案描述了一种组合物，包括：溶剂；粘度调节剂；表面活性剂；以及多个金属纳米管，其中按重量计算，纳米管的百分比从0.05％至1.4％。

又一实施方案描述了一种组合物，包括：溶剂；粘度调节剂；表面活性剂；以及多个金属纳米管，其中所述表面活性剂与所述粘度调节剂的比例为约80至约0.01。

又一实施方案描述了一种透明导体，包括多个金纳米管，其中所述金纳米管形成的传导网络的光透射率高于85％、霾低于1％且电阻率低于1500Ω/□。

又一实施方案描述了一种工艺，包括：形成第一种金属材料的模板纳米结构；用第二种金属材料的镀层金属对每个所述模板纳米结构进行镀层，以形成镀层的模板纳米结构；对所述模板纳米结构进行蚀刻，以形成所述镀层金属的中空纳米结构；以及在衬底上沉积所述中空纳米结构，以形成传导网络。

又一实施方案描述了一种工艺，包括：形成第一种金属材料的模板纳米结构；在衬底上沉积所述模板纳米结构，以形成模板网络；用第二种金属材料的镀层金属对所述模板网络中的每个模板纳米结构进行镀层；以及对所述模板纳米结构进行蚀刻，以形成所述镀层金属的中空纳米结构，其中所述中空纳米结构形成传导网络。