[发明专利]导电性纳米线网络及使用该网络的导电性基板和透明电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用纳米纤维的导电性纳米线网络。又，本发明涉及适合电子设备使用的，使用该导电性纳米线网络的导电性基板以及透明电极。而且，本发明涉及这样的导电性纳米线网络、导电性基板及透明电极的制备方法。

背景技术

在平板电视、手机、智能手机、平板电脑等显示设备和触控面板、太阳能电池、电致发光器件、电磁屏蔽、功能性玻璃等中，透明电极是必需的要素。在这些电子设备中使用的透明电极的导电性材料主要是氧化铟锡(以下简称为ITO)。

但是，由于ITO的原料铟是一种稀有金属，未来的供给具有不确定性。此外，由于制备ITO膜用的溅射等工艺的生产效率低，低成本化有困难，需要寻求ITO的替代材料。

近年来，作为替代ITO的新型透明导电材料，例如，专利文献1提出了将含有金属纳米线材料的导电层图案化的透明导电体及其制备方法。另外，具有含碳纳米管和导电性高分子等纤维状导电性物质的透明导电层的透明导电膜正在研究中，记载于例如专利文献2。

这些导电材料显示出了可替代已有的ITO膜的高透明性和低电阻，但是，具有使用金属纳米线和碳纳米管等纤维状导电性物质的透明导电层的透明导电膜，由于纤维状导电物质为有限长度的棒状形态，在制备过程中，纤维状导电性物质容易沿着一定的方向排列，因此透明导电膜的电学性能和光学性能容易产生各向异性。其结果就是，透明导电膜因位置和方向的不同，其电学性能和光学性能迥异，除了品质管理上的难度外，还有可视性问题等难题。还由于长度有限，纤维状导电性物质间的接触点少，即导电通路少，不能够充分发挥纤维状导电性物质的电学特性。

为了消除专利文献1及2代表的透明导电膜的性能的各向异性，探讨通过形成规则的导电性金属网格图案，使性能不发生各向异性的透明导电膜(专利文献3)。但是，由于导电性金属网格图案是规则的，具有容易产生莫尔条纹的本质性问题。

在先技术文献

专利文献1：日本专利特表2009-505358号公报

专利文献2：日本专利特开2011-168421号公报

专利文献3：日本专利特开2006-352073号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的是，以简单的工艺，低廉的成本提供能够一举解决上述问题，适宜电子设备使用的导电性纳米线网络和使用该导电性纳米线网络的导电性基板及透明电极。

解决课题的手段

发明人为了实现上述课题，作为反复锐意研究的结果，通过在覆盖导电层的基板上将实质上无中断的连续的纳米纤维随机网络状使用，除去未被该纳米纤维覆盖的导电层区域后，除去该纳米纤维，制得网络状的导电体，即实质上无中断的连续的导电性纳米线随机网络化的导电性纳米线网络，同时，通过控制该网络的结构(线径和网络密度)，发现能够得到兼具透明性和导电性的透明电极，完成了本发明。

发明的效果

本发明由于使用实质上无中断的连续的纳米纤维的随机网络，得到的导电性纳米线网络是各向同性的，使用该导电性纳米线网络的透明电极表现出稳定的物理性质，并且没有产生莫尔条纹。另外，和传统的长度有限制(具有有限的长度)的纳米线相比，本发明的纳米线的线间接触点多，可以制得电阻低的网络。因此，可以减少达到相同导电性所需要的纳米线的量(即网络的密度)，其结果是可以达到较高的透明性。从而，可以提供适宜电子设备使用的，利用导电性纳米线网络的透明电极。此外，由于可以采用工艺简单的，常用的高分子材料作为纳米纤维的原料，成本低廉。另外，本发明的透明电极可以使用耐弯曲性优异的基板，因此能够适用于例如触摸版用透明导电膜、电子纸用透明电极、柔性薄膜太阳电池用透明电极、柔性显示器用透明电极等对耐弯曲性有要求的柔性电子设备。

附图说明

图1是本发明的导电性纳米线网络的显微镜照片之一例。

具体实施方式

下面详细说明本发明。

导电性纳米线网络