[发明专利]经贵金属涂覆的银纳米线、执行涂覆的方法和经稳定透明导电膜

说明书

描述具有均匀贵金属涂层的金属纳米线。公开两种用于成功形成所述均匀贵金属涂层的方法，即电化交换和直接沉积。所述电化交换反应与所述直接沉积法都受益于包括适当强结合配体来控制或调节涂覆过程以形成均匀涂层。经贵金属涂覆的纳米线有效地用于制造稳定透明导电膜，其可包含熔融金属纳米结构化网状结构。

相关申请的交叉参考

本申请要求2015年8月11日申请的同在申请中的胡(Hu)等人的美国专利申请第14/823,001号和2015年4月3日申请的胡等人的美国临时申请第62/142,870号的优先权，两个申请的标题都为“经贵金属涂覆的银纳米线、执行涂覆的方法和经稳定透明导电膜(Noble Metal Coated Silver Nanowires,Methods for Performing the Coating andStabilized Transparent Conductive Films)”，其都以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及具有贵金属涂层的银纳米线、形成经涂覆银纳米线的方法和由经贵金属涂覆的纳米线形成的透明导电层。

背景技术

功能膜可在一系列情形下发挥重要作用。举例来说，当静电可为不适宜或危险的时，导电膜对于耗散静电可为重要的。光学膜可用于提供各种功能，如极化、抗反射、相移、增亮或其它功能。高质量显示器可包含一个或多个光学涂层。

透明导体可用于数种光电应用，例如触控屏幕、液晶显示器(LCD)、平板显示器、有机发光二极管(OLED)、太阳能电池和智能窗。过去，氧化铟锡(ITO)由于其在高电导率下的相对较高透明度已成为所选材料。然而，ITO存在数个缺点。举例来说，ITO为脆性陶瓷，其需要使用溅镀沉积，溅镀为涉及高温和真空并且因此可相对较为缓慢的制造工艺。此外，已知ITO在柔性衬底上容易开裂。

发明内容

在第一方面中，本发明涉及一种透明导电膜，其包含稀疏金属导电层和支撑稀疏金属导电层的衬底。在一些实施例中，稀疏金属导电层可包含聚合多元醇和包含银纳米线芯段和贵金属涂层的金属纳米线段，并且稀疏导电层可具有不超过约150ohm/sq的初始薄层电阻。此外，透明导电膜可具有至少约85％的光学透明度。

在其它方面中，本发明涉及一种通过直接金属沉积形成经贵金属涂覆的银纳米线的方法，其中所述方法包含向包含银纳米线和还原剂的反应溶液中逐渐添加包含溶解的贵金属离子和金属离子络合配体的涂覆溶液以在银纳米线上形成贵金属涂层。反应溶液可进一步包含封端聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

在另一方面中，本发明涉及一种通过电化交换形成经贵金属涂覆的银纳米线的方法，其中所述方法包含向包含银纳米线与聚合物封端剂的经分散掺合物的经加热反应溶液中逐渐添加包含贵金属离子与络合配体的混合物的涂覆溶液以用贵金属逐渐置换银而形成具有贵金属涂层的完好银芯。

在其它方面中，本发明涉及一种形成透明导电膜的方法，其中所述方法包含干燥金属纳米线、金属离子、还原剂和溶剂的层以去除溶剂并且促使相邻金属纳米线熔融，其中金属纳米线为具有贵金属涂层的银纳米线。

在一些方面中，本发明涉及一种经贵金属涂覆的银纳米线的集合体，其沿纳米线长度的直径的标准偏差不超过平均直径的约10％。

附图说明

图1为具有稀疏金属导电层和在稀疏金属导电层的任一侧上的各种其它透明层的膜的局部侧视图。

图2为具有用稀疏金属导电层形成的三个导电路径的代表性示意性经图案化结构的俯视图。

图3为展示基于电容的触控传感器的示意图。

图4为展示基于电阻的触控传感器的示意图。

图5A为未经涂覆银纳米线的低放大倍率透射电子显微图(TEM)。