[发明专利]弹性基材上的透明导电涂层

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年2月28日提交的美国临时申请序列第61/604,127号的优先权。在先申请的公开内容被认为是本申请公开的部分(且通过引用纳入本文)。

技术领域

本发明涉及制备透明导电制品。

背景

透明导电涂层用于各种电子器件中。这些涂层提供了各种功能，例如电磁(EMI屏蔽)和静电耗散，且它们在多种应用中用作透光导电层和电极。所述应用包括，但不限于，触摸屏显示器、无线电子板、光伏装置、导电性织物和纤维、有机发光二极管(OLED)、电致发光器件、加热器以及电泳显示器，例如电子纸。

通过将导电性纳米颗粒的自组装件通过乳液涂覆到基材上并干燥形成了如美国专利7,566,360和7,601,406以及WO2006/135735中所述的透明导电涂层。涂覆步骤之后，纳米颗粒自组装形成随机形状单元的网络状导电图案，所述随机形状单元对光是透明的。一般的基材包括非弹性材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯或玻璃。

发明内容

公开了一种用于在弹性基材上形成透明导电涂层的方法。该方法包括将乳液施涂在第一基材上以形成湿涂层。所述乳液包含分散在液体中的金属纳米颗粒，所述液体含有(i)含有溶剂的油相，所述溶剂是与水不混溶的，和(ii)含有水或可与水混溶的溶剂的水相。蒸发该涂层的液体以形成含有界定了单元的导电金属轨迹网络的干涂层，所述单元对光透明。随后将可固化的弹性体前体组合物沉积在该干涂层上并固化以形成具有足够自支撑的厚度的弹性基材。将第一基材和弹性基材分离以将干涂层从第一基材转移到弹性基材上，从而在自支撑弹性基材上形成含有界定了单元的导电金属轨迹网络的制品，所述单元对光透明。

本文所用术语“纳米颗粒”指的是精细颗粒，该精细颗粒小到足以分散到液体中，其分散程度使得它们可以被涂覆并形成均匀涂层。该定义包含平均粒径小于约3微米的颗粒。例如，在一些实施方式中，平均粒径小于1微米，而在一些实施方式中，测得颗粒在至少一个维度小于0.1微米。

术语“对光透明”通常指的是在波长约370-770nm范围内的光的透射率为30-95％。

本发明方法的实施方式可包括以下一项或多项特征。所述弹性基材可以是硅酮基材。所述单元可以是随机形状单元。所述金属纳米颗粒可包括在最终制品中形成银轨迹的银纳米颗粒。所述乳液可以是油包水乳液或者水包油乳液。所述硅酮基材的厚度可至少为0.1mm，如0.1-10mm。合适的硅氧烷的例子为聚二甲基硅氧烷。所述制品对波长为370-770nm的光的透射率至少为80％。所述制品的薄层电阻不大于10欧姆/平方(ohm/square)，所述“薄层电阻”用于测量导电性。可在施加所述可固化弹性体前体组合物前烧结所述干涂层。

本发明还描述了透明导电的制品，该制品在自支撑的弹性基材上包含界定了单元的导电金属轨迹网络，所述单元对光透明。

在附图和以下描述中详细说明了本发明的一种或多种实施方式。本发明的其他特征、目的和优势通过描述、附图以及权利要求书将是显而易见的。

附图说明

图1是在根据实施例3制备的自立式弹性硅酮膜上的透明导电网络的光学显微图。

详细描述

一种含有金属纳米颗粒的液体乳液用于在第一基材上形成透明导电层。该乳液包括连续液相和分散液相，所述分散液相与连续液相不混溶，并在所述连续液相内形成分散的域。在一些实施方式中，连续相比分散相蒸发得更快。一个合适的乳液例子是油包水乳液，其中，水是分散的液相，油提供连续相。该乳液也可是水包油乳液的形式，所述油提供分散的液相，水提供连续相。

连续相可包括有机溶剂。合适的有机溶剂可包括石油醚、己烷、庚烷、甲苯、苯、二氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、二氯甲烷、硝基甲烷、二溴甲烷、环戊酮、环己酮或者它们的任意混合物。优选地，用于该连续相的溶剂或者多种溶剂的特征在于比分散性(例如水相)更高的挥发性。

用于分散液相的合适材料可以包括水和/或与水混溶的溶剂，例如甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙腈、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮。