CN102481758A - 包含纤维素酯的透明导电薄膜 - Google Patents

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Abstract

可以使用普通的溶剂涂敷技术通过由有机溶剂中进行涂敷来制备透明导电薄膜，该薄膜包括分散在纤维素酯聚合物中的银纳米线。这些薄膜具有良好的透明度、导电性和稳定性。在挠性负载体上进行涂敷可以制造挠性导电材料。

Description

包含纤维素酯的透明导电薄膜
技术领域
本发明涉及包含无规网格的银纳米线和纤维素酯的透明导电薄膜，以及制造和使用这些薄膜的方法。
发明背景
近年来，透明且导电的薄膜已经广泛用于触摸面板显示器、液晶显示器、电致发光照明、有机发光二极管装置、光电太阳能电池应用中。由于基于氧化铟锡(ITO)的透明导电薄膜具有高的导电性、透明度以及相对良好的稳定性，所以直到近来对于大多数的应用而言，其仍为透明导体的选择。但是，由于铟的成本高、需要复杂且昂贵的真空沉积设备和方法以及其固有的易碎和破裂趋势(特别是在氧化铟锡沉积在挠性基底上是更是如此)，基于氧化铟锡的透明导电薄膜具有局限。
用于测量透明导电薄膜的性质的两个最重要的参数为全光透射率(％T)以及薄膜表面导电率。对于显示器应用而言，较高的光透射率可以得到清晰的画面质量，而对于照明和太阳能转化应用而言，较高的光透射率可以得到较高的效率。对于大多数透明的导电薄膜应用而言，较低的电阻率是最理想的，其中可以是功率的消耗最小。因此，透明导电薄膜的T/R比越高，则透明导电薄膜越好。
T/R比＝(％全光透射率)/(薄膜表面电阻率)
美国专利申请公开2006/0257638A1描述了包含碳纳米管(CNT)和聚氯乙烯树脂粘合剂的透明导电薄膜。所述的透明导电薄膜的T/R比为3x10-9至7.05。
美国专利申请公开2007/0074316A1和2008/0286447A1描述了这样的透明导电薄膜，其中银纳米线被沉积在基底上，从而形成裸露的纳米线网格，然后使用聚合物基质材料保护涂敷在银纳米线网格上从而形成透明导电薄膜。诸如聚丙烯酸酯和羧基烷基纤维素聚合物之类的聚合物被建议作为基质的有用材料。
美国专利申请公开2008/0292979描述了包含银纳米线、或者银纳米线和碳纳米管的混合物的透明导电薄膜。该透明的导电网格既未使用粘合剂形成，也不是在感光组合物中形成。所述的透明且导电的薄膜是在玻璃及PET负载体上涂敷的。
美国专利申请公开2009/0130433A1描述了这样的透明导电薄膜，该薄膜是通过涂敷银纳米线从而形成网格、然后使用聚氨酯丙烯酸酯粘合剂层进行保护涂敷而形成的。
理想的是，能够通过涂敷得自于有机溶剂的银纳米线的聚合物分散液而在一步中制备透明的导电薄膜。所述的聚合物应该容易地溶解于有机溶剂中，能够有利于银纳米线在有机溶剂中的分散，以及能够在银纳米线存在下形成牢固且耐久的薄膜。
发明概述
本发明提供了透明导电薄膜，该薄膜包含分散在透明纤维素酯聚合物中的银纳米线的无规网格。
此外，本发明还提供了透明导电薄膜，该薄膜包含分散在透明纤维素酯聚合物中的银纳米线的无规网格以及第二聚合物。
此外，本发明还提供了透明导电制品，该制品包含：具有透明导电薄膜的透明负载体，其中所述的薄膜包含分散在涂敷在所述负载体上的纤维素酯聚合物中的银纳米线的无规网格。
本发明进一步提供了用于形成透明导电制品的方法，该方法包含在纤维素酯聚合物的溶液中制备银纳米线的分散液；将所述的分散液涂敷到透明负载体上；以及使负载体上的涂层干燥从而形成银纳米线的无规网格。
本发明还进一步提供了用于形成透明导电薄膜的方法，该方法包含：在纤维素酯的溶液中制备银纳米线的分散液；以及涂敷并干燥所述的分散液从而形成银纳米线的无规网格。
此外，本发明还提供了透明导电制品，该制品包含具有涂覆于其上的透明负载体；包含2种或多种聚合物的单相混合物的载体层；以及包含分散在纤维素酯聚合物中的银纳米线的无规网格的透明导电薄膜。
本发明还进一步提供了用于形成透明导电制品的方法，该方法包括在纤维素酯聚合物的溶液中制备银纳米线的分散液；制备包含2种或多种聚合物的单相混合物的载体层配制物；将载体层配制物涂敷到透明负载体上；将纤维素酯聚合物溶液中的银纳米线分散液涂敷到载体层上；以及在负载体上干燥所述的涂层，由此形成银纳米线的无规网格。
通过本申请所提供的发明详述、实施例和权利要求，本发明的其他方面、益处以及优点将显而易见。
附图简述
图I为如实施例6中所述的使用纤维素醋酸丁酸酯作为粘合剂涂敷的透明导电薄膜的显微照片。
图II为如实施例9中所述的使用聚乙烯醇缩丁醛作为粘合剂涂敷的透明导电薄膜的显微照片。
图III为如实施例10中所述的使用聚氨酯作为粘合剂涂敷的透明导电薄膜的显微照片。
发明详述
本发明要求由名为Chaofeng Zou在2009年7月17日提交的标题为NANOWIRE-BASED TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMS COMPRISINGCELLULOSE ESTERS的临时申请No.61/226,380的优先权，其中所述的申请以引用方式并入本文。
定义：
术语“导电层”或“导电薄膜”是指包含分散在纤维素酯聚合物中的银纳米线的网格层。
术语“导电”是指导电性。
术语“制品”是指在负载体上的“导电层”或“导电薄膜”的涂层。
术语“涂层重量”、“涂料层重量”和“涂敷率”是同义的，并且通常表示为每单位面积的重量或摩尔数，例如g/m2或mol/m2。
术语“透明的”是指能够透射可见光而不会产生可估计的散射或吸收。
“雾度”为在所有的方向均匀地漫射光的广角散射。其为平均偏离入射光束大于2.5度的透射光的百分率。雾度会降低对比并得到模糊不清或不清晰的外观。雾度数值越低，则材料的模糊程度越低。
术语“有机溶剂”是指“在使用温度下为液体的材料，它们的化学式包括一个或多个碳原子”。
术语“a”或“an”是指“至少一个”所述的成分(例如本文所述的抗腐蚀试剂、纳米线和聚合物)。由此，术语“银纳米线的无规网格”可以指在涂层中的一个或多个网格。
此外，本文件中参考的所有的公开、专利和专利文件均匀引用方式全文并入本文，如同每个文件均以引用方式单独地并入本文。
银纳米线：
银纳米线为赋予导电薄膜以及使用该导电薄膜制备的制品以导电性的重要成分。透明导电薄膜的导电性主要是通过a)单个纳米线的导电性、b)末端之间的纳米线的数量、以及c)纳米线之间的连通性来控制的。低于某个纳米线的浓度(也称为渗透阈值)，末端之间的导电性为0，这是由于纳米线间隔太远所以不能提供连续的电流路径。在所述的浓度以上，存在至少一个电流途径可以利用。当提供更多的电流路径时，所述层的总电阻减小。但是，当提供更多的电流路径时，由于纳米线的吸收和散射，透射通过导电薄膜的光的百分率降低。此外，当导电薄膜中的银纳米线的量增多时，由于银纳米线的光散射，透明薄膜的雾度增大。在使用导电薄膜制备的透明制品中，发生类似的效果。
在一个实施方案中，银纳米线的纵横比(长/宽)为大约20至大约3300。在另一个实施方案中，银纳米线的纵横比(长/宽)为大约500至大约1000。长度为大约5μm至大约100μm(微米)、宽度为大约30nm至大约200nm的银纳米线是可用的。为了构建透明导电网格薄膜，还可以使用宽度为大约50nm至大约120nm、长度为大约15μm至大约100μm的银纳米线。
可以通过本领域已知的方法来制备银纳米线。具体而言，可以在多元醇(例如乙二醇或丙三醇)和聚(乙烯吡咯烷酮)存在下通过溶液相还原银盐(例如硝酸银)来合成银纳米线。可以根据在(例如)Ducamp-Sanguesa，C.et al，J.of Solid State Chemistry，(1992)，100，272-280；Xia，Y.et al.，Chem.Mater.(2002)，14，4736-4745；and Xia，Y.et al.，Nanoletters，(2003)，3(7)，955-960中所述的方法来进行均匀尺寸的银纳米线的大规模生产。
纤维素酯粘合剂：
对于透明导电薄膜的实际制造方法而言，理想且重要的是使导电成分(例如银纳米线)和聚合物粘合剂处于单一的涂敷溶液中。聚合物粘合剂溶液起到2种作用，其作为分散剂有利于银纳米线的分散，而作为增粘剂可以稳定银纳米线涂敷分散液，使得在涂敷方法中在任何位点处都不会发生银纳米线的沉淀。这简化了涂敷方法，并可以进行一过性的涂敷，并且避免了先涂敷裸露的银纳米线从而形成易坏且脆的薄膜(其随后使用聚合物进行保护涂敷从而形成透明的导电薄膜)的方法。
为了使透明导电薄膜可用于各种装置应用中，透明导电薄膜的粘合剂为光学透明且挠性的、还具有高的机械强度、硬度和良好的热和光稳定性也是重要的。此外，理想的是透明导电薄膜的聚合物粘合剂包含具有N、O、S或具有孤电子对的其他元素的官能团，从而为在银纳米线和聚合物溶液的分散和涂敷过程中银纳米线的稳定提供良好的配位键。
因此，有利的是使用具有高氧含量(例如羟基和羧酸基团)的聚合物粘合剂。这些聚合物对银纳米线的表面具有强的亲和性并有利于银纳米线在涂敷溶液中的分散和稳定。大多数富含氧的聚合物还具有额外的益处，即，在常用于制备有机溶剂涂敷的薄膜的极性有机溶剂中具有良好的溶解性。
当用于制备基于银纳米线的透明导电薄膜、并由有机溶剂(例如2-丁酮(甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮、丙酮、甲醇、乙醇、2-丙醇、乙基醋酸酯或它们的混合物))进行涂敷时，诸如纤维素醋酸丁酸酯(CAB)、纤维素醋酸酯(CA)或纤维素醋酸丙酸酯(CAP)之类的纤维素酯聚合物优于其他富含氧的聚合物粘合剂。使用它们得到了这样的透明导电薄膜，其中经涂敷的薄膜的透射率和导电性都得到了大幅的改善。此外，这些纤维素酯聚合物的玻璃化转变温度为至少100℃，并且可以形成具有高机械强度和硬度并具有高的热和光的稳定性的透明挠性薄膜。相反，使用聚氨酯或聚乙烯醇缩丁醛聚合物粘合剂以相似的方式制备的透明导电薄膜显示出透射率和导电性较差。
纤维素酯聚合物占干态透明导电薄膜的大约40至大约90重量％。优选的是，它们占干态薄膜的大约60至大约85重量％。
在一些构造中，至多50重量％的纤维素酯聚合物可以被一种或多种额外的聚合物替代。这些聚合物应该与纤维素聚合物相容。相容是指所述的聚合物在干态时能够形成透明的单一相的混合物。额外的一种或多种聚合物可以进一步提供优点，例如促进与负载体的粘附，并改善硬度和抗刮伤性。如上文所述，所有聚合物的总重量％占干态透明导电薄膜的大约50至大约90重量％。优选的是，所有聚合物的总重量占干态薄膜的大约70至大约85重量％。聚酯和聚丙烯酸聚合物为可用的其他聚合物的实例。
导电薄膜的涂敷：
可以通过将多种成分与一种或多种粘合剂在合适的有机溶剂系统中混合来制备用于透明银纳米线薄膜的基于有机溶剂的涂料配制物，其中所述的系统通常包括一种或多种溶剂，例如甲苯、2-丁酮(甲基乙基酮，MEK)、甲基异丁基酮、丙酮、甲醇、乙醇、2-丙醇、乙基醋酸酯、丙基醋酸酯、乙基乳酸酯、四氢呋喃或它们的混合物。甲基乙基酮为特别有用的涂敷溶剂。可以使用多种涂敷过程(例如钢丝缠绕刮棒式涂敷、浸涂、空气刮刀涂敷、幕涂、坡流涂敷、狭缝型挤压式涂敷、辊涂、凹版涂敷或凸版涂敷)通过涂敷有机溶剂配制物来制备包含银纳米线的透明薄膜。可以将表面活性剂和其他涂敷助剂掺入到涂料配制物中。
在一个实施方案中，银纳米线的涂敷重量为大约20mg/m2至大约500mg/m2。在另一个实施方案中，银纳米线的涂敷重量为大约20mg/m2至大约200mg/m2。在另一个实施方案中，银纳米线的涂敷重量为大约30mg/m2至大约120mg/m2。透明导电涂层的可用的涂层干态厚度为大约0.05μm至大约2.0μm，优选为大约0.2μm至大约1.0μm。
在涂敷及干燥时，透明导电薄膜的表面电阻率为低于1,000ohms/sq，优选为500ohm/sq或更低。
在涂敷及干燥时，透明导电薄膜的透射率％应尽可能高。透射率为至少70％是有用的。透射率为至少80％及至少90％甚至是更有用的。
根据本发明的透明导电薄膜在穿过大约350nm至大约1100nm的整个光谱范围内的透射率为至少70％，并且表面电阻率为500ohm/sq或更低。
特别有用的是透射率为至少85％、表面电阻率为500ohm/sq或更低的薄膜。
包含银纳米线、纤维素醋酸丁酸酯和纤维素醋酸酯粘合剂的透明导电薄膜由于纤维素聚合物的高的Tg值还显示出优异的清晰度、高的抗刮伤性和硬度。
如果需要，可用通过使用交联剂使纤维素酯聚合物交联来改善透明导电薄膜(具有负载体的那些粘合剂)的抗刮伤性和硬度。异氰酸酯和烷氧基硅烷为用于包含游离羟基的纤维素酯的、典型交联剂的实例。
透明的负载体：
在一个实施方案中，将导电材料涂敷到负载体上。负载体可用为刚性或挠性的。
合适的刚性基底包括(例如)玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等。
当将导电材料涂敷到挠性负载体上时，该负载体优选为挠性的透明的聚合物薄膜，其具有任何所需的厚度，并且由一种或多种聚合物材料构成。负载体必须在涂敷及干燥导电层的过程中表现出维度稳定性并且与上覆的层具有合适的粘附性。用于制备所述负载体的有用的聚合物材料包括聚酯[例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、和聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)]、纤维素醋酸酯和其他纤维素酯、聚乙烯乙缩醛、丙烯烃、聚碳酸酯和聚苯乙烯。优选的负载体由具有热稳定性的聚合物构成，例如聚酯和聚碳酸酯。此外，还可以对负载体材料进行处理或退火，从而减少收缩并促进维度的稳定性。此外，还可以使用透明的多层负载体。
将导电薄膜涂敷到负载体上：
可以使用多种涂敷过程(例如钢丝缠绕刮棒式涂敷、浸涂、空气刮刀涂敷、幕涂、坡流涂敷、狭缝型挤压式涂敷、辊涂、凹版涂敷或凸版涂敷)通过将上文所述的基于有机溶剂的配制物涂敷到透明负载体上来制备透明导电制品。可以将表面活性剂和其他涂敷助剂掺入到涂料配制物中。
备选地，可以通过将按照上文所述制备的透明导电薄膜层叠到透明负载体上来制备透明导电制品。
在一些实施方案中，可以将包含2种或多种聚合物的单一相混合物的“载体”层配制物直接施加到负载体上，并由此位于负载体和银纳米线层之间。载体层起到了促进负载体与包含银纳米线的透明聚合物层的粘附的作用。可以使用透明导电银纳米线层配制物依次或同时施加载体层配制物。优选的是将所有的涂层同时施加到负载体上。载体层通常被称为“粘附促进层”、“夹层”或“中间层”。
如上文所述，在一个实施方案中，银纳米线的涂敷重量为大约20mg/m2至大约500mg/m2。在其他实施方案中，银纳米线的涂敷重量为大约20mg/m2至大约200mg/m2。此外，还考虑了其中以大约30mg/m2至大约120mg/m2的量涂敷银纳米线的实施方案。
在涂敷和干燥时，透明导电制品的表面电阻率低于1,000ohms/sq，并且优选为500ohm/sq或更低。
相似地，在透明负载体上涂敷和干燥时，透明导电制品的光学透射率应尽可能高。透射率为至少70％是有用的。透射率为至少80％、甚至为至少90％是甚至更有用的。
特别优选的是透射率为至少70％、表面电阻率为500ohm/sq或更低的制品。
提供以下实施例来说明本发明的实施并且本发明不应该因此受到限定。
用于试验和实施例的材料和方法：
除非另作说明，在以下实施例中使用的所有材料都容易地得自标准的商业来源，例如Aldrich Chemical Co.(Milwaukee，Wisconsin)。除非另作说明，所有的百分率均以重量计。使用以下其他的方法和材料。
CA 398-6为得自Eastman Chemical Co.(Kingsport，TN)的纤维素醋酸酯树脂。据报道其玻璃化转变温度为大约182℃。
CAB 171-15和CAB 381-20为得自Eastman Chemical Co.(Kingsport，TN)的纤维素醋酸丁酸酯树脂。它们的玻璃化转变温度分别被报道为161℃和141℃。
CAP 482-20为得自Eastman Chemical Co.(Kingsport，TN)的纤维素醋酸丙酸酯树脂。据报道其玻璃化转变温度为大约147℃。
CCP B03TX为得自Chang Chun Petrochemical Co.LTD(Taipei，Taiwan)的聚乙烯醇缩丁醛树脂。
聚氨基甲酸酯类粘合剂N75BA为得自Bayer MaterialScience(Pittsburgh，PA)的脂肪族聚异氰酸酯。
Fomrez 11-112为得自Chemtura(Middlebury，CT)的羟基封端的饱和线性聚酯多元醇。
PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯并且为用于银纳米线/聚合物涂层的负载体。术语负载体和基底可交换使用。
PE 2700-LMW为得自Bostik Inc.(Middleton，MA)的低分子量聚酯树脂。
Mayer Bars为直径1/2英寸的303型不锈钢涂敷棒，并得自R.D.Specialties，Inc.(Webster，NY)。
MEK为甲基乙基酮(或2-丁酮)。
银纳米线得自Seashell Technologies，LLC，(LaJolla，CA)。
THDI为得自Bayer Material Science(Pittsburgh，PA)的聚氨基甲酸酯类粘合剂N-3300(2，2，4-三甲基六甲撑二异氰酸酯)。
BND为得自Sigma-Aldrich的新癸酸铋。
电阻率的测量：
使用得自Electronic Design To Market，Inc.(Toledo，OH)的R-CHEK型RC2175表面电阻率测量仪测量表面电阻率。
透射率的测量：
使用得自BYK-Gardner(Columbia，MD)的Haze-gard Plus Hazemeter根据ASTM D1003通过传统的手段测量透射率(％)。为了提供一致的透射率测量，将各实施例中的所有样品都涂敷到相同批次的负载体上。
粘附性的测量：
使用根据ASTM D3359-92A实施的“交叉影线(cross-hatch)”粘附测试来评估样品。使用剃刀以交叉影线图案的方式切割经涂敷的薄膜，将1英寸(2.54cm)宽的购得的3M 610型半透明压敏带放置在图案上，然后快速揭开。薄膜上左侧的涂层的量为粘附的量度。粘附测试评级为0至5，其中0是指完全除去涂层，而5是指涂层完全没有被除去。“3”或者更高的评级被认为是可接受的。3M 610型半透明压敏带得自3M Company(Maplewood，MN)。
实施例1-11：
透明导电涂层的制备和评估：
向按照下表II所示制备的0.50g聚合物预混溶液的溶液中加入0.40gMEK和0.10g银纳米线在2-丙醇中形成的分散液(5.09％银纳米线)。
将分散液在滚轴混合器上混合10分钟从而得到均匀的分散液。使用#10Mayer棒，将分散液涂敷到7密耳(178μm)的澄清的聚对苯二甲酸乙二醇酯负载体上。将所得的涂层在220°F(104℃)的烘箱中干燥10分钟，从而得到适用于测试的透明薄膜。
按照上文所述，测试样品的表面电阻率、透射率％和粘附性。
下表I中所示的结果证明，与使用聚乙烯醇缩丁醛或聚氨酯粘合剂以相似的方式制备的透明导电薄膜相比，由纤维素醋酸酯、纤维素醋酸丁酸酯或纤维素醋酸丙酸酯涂敷得到的透明导电薄膜具有低很多的电阻率。
得到实施例6、9和10中制备的薄膜样品的照片。
图I为如实施例7中所述的使用纤维素醋酸丁酸酯作为粘合剂涂敷的透明导电薄膜的显微照片。该显微照片显示出在纤维素醋酸丁酸酯粘合剂中分散的、相互连接的银纳米线的仍均匀的无规网格。该样品均匀良好的导电性、透明度和对EPT负载体的优异的粘附性。银纳米线良好地分散在纤维素醋酸丁酸聚合物粘合剂中，形成良好的渗透网格和良好的导电性。
图II为如实施例10中所述的使用聚乙烯醇缩丁醛作为粘合剂涂敷的透明导电薄膜的显微照片。该显微照片显示出银纳米线在聚合物基质中严重的聚集，使得所述的涂层具有较差的导电性。
图III为如实施例11中所述的使用聚氨酯作为粘合剂涂敷的透明导电薄膜的显微照片。该显微照片显示出银纳米线在聚合物基质中严重的聚集，使得所述的涂层具有较差的导电性。
Figure BPA00001497157200121
实施例12-23：
实施例12-23证明了纤维素醋酸丁酸酯粘合剂在使用了不同交联剂和催化剂配制物的不同溶剂系统中的多功能性。
纤维素醋酸丁酸酯聚合物预混物的制备：
向438g MEK溶液中加入12.0g纤维素醋酸丁酸酯(CAB)、3.0g THDI和0.70g交联剂催化剂。在室温下将所得的混合物在瓶类摇床(bottle shaker)上混合3小时，从而得到CAB预混物溶液。
制备和透明导电薄膜涂敷：
向纤维素醋酸丁酸酯预混物的溶液中加入额外的溶剂以及银纳米线在2-丙醇中形成的分散液(5.09％银纳米线)。使用#10 Mayer棒将所述的分散液涂敷到4密耳(102μm)澄清的聚对苯二甲酸乙二醇酯负载体上。将所得的涂层在220°F(104℃)的烘箱中干燥6分钟，从而得到适用于测试的透明薄膜。这些配制物示于下表III中。
测量各样品的薄层电阻率(ohm/sq)、光的投射百分率和雾度。结果示于下表IV中。
Figure BPA00001497157200141
实施例24-59：
实施例24-59证明本文所述的透明导电薄膜的导电性可以通过使用热和加压处理而显著地改善。
使用美国专利No.6,007,971(Star et al.)中所述类型的鼓式干燥处理机对样品进行热和加压处理，所述文献以引用方式并入本文。处理机包括可移动的鼓式干燥机，其能够将透明导电薄膜至少加热至透明导电薄膜基质的聚合物粘合剂混合物的玻璃化转变温度之上的温度。鼓式干燥机还包括弹性层，其足够薄并具有足够的导热性，使得弹性层快速地加热透明导电薄膜。此外，鼓式干燥处理机还包括定位于鼓式干燥机附近的多个可旋转的棒，该棒通过向1至200g/cm宽度的透明导电薄膜施加偏置力而压向透明导电薄膜样品和鼓式干燥机。鼓式干燥机是可移动的并且加压棒以与透明导电薄膜的运送速率大致匹配的速率旋转。
以与表III中实施例13相似的方式制备透明导电薄膜样品。改变样品的涂敷重量从而得到电阻率由低于100ohm/sq至超过100ohm/sq的透明导电薄膜。在130℃、140℃和150℃下将样品经过热和加压处理达15秒。所有的样品都是在涂敷的24小时内经历热和加压处理。
对于各个样品而言，热和加压处理之前的电阻率、热和加压处理之后的电阻率以及电阻率的改善百分率示于表V中。所有的样品都显示为热和加压处理之后的电阻率得到改善。
Figure BPA00001497157200171
Figure BPA00001497157200181
实施例60-66：
实施例60-66证明在加速老化条件下、在高温和高湿度条件下透明导电薄膜的稳定性。
以与表III中实施例19相似的方式制备透明导电薄膜样品。将样品在130℃下热处理15秒钟。然后，将样品在环境室下放置7天，并将温度和湿度分别保持在60℃和90％，其后，再次测量各样品的电阻率。所得的数据示于下表VI中，证明由银纳米线和纤维素醋酸酯粘合剂制备的透明导电薄膜的导电性仅显示出较小的变化。
表VI-在高温/高湿度条件下储存之后透明导电薄膜的稳定性
Figure BPA00001497157200191

Claims (37)

1.一种透明导电制品，包括：
其上经涂敷的透明负载体；
透明导电薄膜，其包括分散在纤维素酯聚合物中的银纳米线的无规网格。
2.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的制品负载体为刚性的或挠性的。
3.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的透明负载体为挠性透明聚合物薄膜。
4.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的负载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
5.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的银纳米线以足以提供表面电阻率低于1000ohm/sq的量存在。
6.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的银纳米线的纵横比为大约20至大约3300。
7.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的银纳米线以大约20mg/m2至大约500mg/m2的量存在。
8.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的制品的透射率为至少70％并且表面电阻率为500ohm/sq或更低。
9.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的制品在穿过大约350nm至大约1100nm的整个光谱范围内的透射率为至少70％并且表面电阻率为500ohm/sq或更低。
10.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的纤维素酯聚合物包括纤维素醋酸酯、纤维素醋酸丁酸酯、纤维素醋酸丙酸酯或者它们的混合物。
11.权利要求1所述的透明导电制品，其中所述的纤维素酯聚合物的玻璃化转变温度为至少100℃。
12.权利要求10所述的透明导电制品，其进一步包括至多50重量％的一种或多种额外的聚合物。
13.权利要求12所述的透明导电制品，其中所述的一种或多种额外的聚合物为聚酯聚合物。
14.权利要求10所述的透明导电制品，其进一步包括交联剂。
15.权利要求1的任意一项所述的透明导电制品，其透射率为至少70％。
16.权利要求1所述的透明导电制品，其在穿过大约350nm至大约1100nm的整个光谱范围内的透射率为至少70％。
17.权利要求16所述的透明导电制品，其在穿过大约350nm至大约1100nm的整个光谱范围内的透射率为至少70％并且表面电阻率为500ohm/sq或更低。
18.权利要求1所述的透明导电制品，其进一步包括位于所述的透明负载体和所述的透明导电薄膜之间的透明聚合物层。
19.一种透明导电制品，包括：
包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的、其上经过涂敷的透明负载体；
透明导电薄膜，其包括纵横比为至少100的银纳米线的无规网格，并且所述的银纳米线以足以提供表面电阻率为500ohm/sq或更低的量分散于纤维素醋酸丁酸酯聚合物。
20.一种用于形成透明导电制品的方法，包括：
制备银纳米线在纤维素酯聚合物的溶液中形成的分散液；
将所述的分散液涂敷到透明负载体上；以及
使处于所述的负载体上的所述的涂层干燥，从而形成银纳米线的无规网格。
21.权利要求20所述的方法，其中所述的透明负载体为刚性的或挠性的。
22.权利要求21所述的方法，其中所述的透明负载体为挠性透明聚合物薄膜。
23.权利要求22所述的方法，其中所述的负载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
24.权利要求20所述的方法，其中所述的银纳米线以足以提供表面电阻率低于1000ohm/sq的量存在。
25.权利要求20所述的方法，其中所述的银纳米线的纵横比为大约20至大约3300。
26.权利要求20所述的方法，其中所述的银纳米线以大约20mg/m2至大约500mg/m2的量存在。
27.权利要求26所述的方法，其中所述的银纳米线以足以提供透射率为至少70％、表面电阻率为500ohm/sq或更低量存在。
28.权利要求20所述的方法，其中所述的饿纤维素酯聚合物包括纤维素醋酸酯、纤维素醋酸丁酸酯、纤维素醋酸丙酸酯或它们的混合物。
29.权利要求20所述的方法，其中所述的纤维素酯聚合物的玻璃化转变温度为至少100℃。
30.权利要求29所述的方法，其进一步包括至多50重量％的一种或多种额外的聚合物。
31.权利要求30所述的方法，其中所述的至少一种或多种额外的聚合物为聚酯聚合物。
32.权利要求29所述的方法，其进一步包括交联剂。
33.权利要求20所述的方法，其中在所述的透明负载体和所述的透明导电层之间涂敷透明聚合物层。
34.一种用于形成透明导电薄膜的方法，其包括：
制备银纳米线在纤维素酯溶液中形成的分散液；以及
涂敷并干燥所述的分散液，从而形成银纳米线的无规网格。
35.权利要求34所述的方法，其中所述的导电薄膜在穿过大约350nm至大约1100nm的整个光谱范围内的透射率为至少70％并且表面电阻率为500ohm/sq或更低。
36.一种用于形成透明导电制品的方法，其包括：
制备银纳米线在纤维素酯聚合物溶液中形成的分散液；
制备包括2种或多种聚合物的单一相混合物的载体层配制物；
将所述的载体层配制物涂敷到透明负载体上；
将所述的由银纳米线在纤维素酯聚合物溶液中形成的分散液涂敷到所述的载体层上；以及
干燥位于所述的负载体上的所述的涂层，由此形成银纳米线的无规网格。
37.权利要求36所述的方法，其中将所述的载体层配制物和所述的银纳米线分散液配制物同时涂敷到所述的负载体上。
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