TW202121440A

TW202121440A - 導電性膜

Info

Publication number: TW202121440A
Application number: TW109111304A
Authority: TW
Inventors: 傑夫艾倫沃克; 麥可安德魯史佩德; 海霞戴
Original assignee: 英屬維爾京群島商天材創新材料科技股份有限公司
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2021-06-01
Also published as: KR102626615B1; KR20220002345A; JP2022527201A; WO2020205904A1; US20220172859A1; JP7185071B2; CN113474848A; TWI824134B; CN113474848B

Abstract

一種透明的導電性膜以及製備該透明的導電性膜的相關方法。透明的導電性膜包含基板、在基板之一區域上建立導電性的奈米結構的滲透網絡、及塗佈至基板上的外塗層基質。奈米結構具有平均直徑值。奈米結構的滲透網絡位於外塗層基質內。外塗層基質及其內的奈米結構的滲透網絡具有整體厚度為小於奈米結構的平均直徑值的四倍。

Description

導電性膜

本發明係關於透明的導電性薄膜以及形成具有改善之靜電放電保護的透明的導電性薄膜的方法。

透明導體包含光學透明及導電性膜，例如通常用於觸敏電腦顯示器中的膜。一般而言，導電奈米結構相互連接以形成具有長程互連性的滲透網絡。滲透網絡係藉由與金屬接觸物協作而連接至電腦、平板電腦、智慧型電話、或具有觸敏顯示器的其他計算裝置的電子電路。由於金屬接觸物係不透明的，因此其通常隱藏在顯示器之觸敏區域周圍的邊框後面。

然而，為了追求計算裝置（尤其是可攜式計算裝置）的形狀因數（form factor）的最小化，需要使用小邊框。為使金屬接觸物保持隱藏不露從而使顯示器具有美學上合意的外觀，金屬接觸物亦必須盡可能小地形成。隨著金屬接觸物的表面積減小，奈米結構的滲透網絡與金屬接觸物之間的互連尺寸亦會減小。此導致小的金屬接觸物表現出增加的接觸電阻，此可能會干擾奈米結構的滲透網絡與電子電路之間的訊號傳導。

此種膜亦容易被靜電放電（electrostatic discharge；ESD）事件損壞。向奈米結構的網絡中放出高電壓可導致奈米結構被破壞。此種破壞係由於與放電所產生之高電流相關的發熱。ESD事件對導電膜的大多數損壞係發生在電阻高的位置處。若接觸電阻高，則對導電膜的大多數損壞將很可能發生在電性接觸物附近。隨著具有導電膜的電子裝置的尺寸變得越來越小，作為此種膜與電子電路之間的介面的金屬接觸物通常係電阻最高的位置。

根據一方案，本發明提供一種透明的導電性膜，該透明的導電性膜包含基板、在基板之一區域上建立導電性的奈米結構的滲透網絡、及塗佈至基板上之奈米結構的滲透網絡上的外塗層基質。奈米結構具有平均直徑值。奈米結構的滲透網絡位於外塗層基質內。外塗層基質及其內的奈米結構的滲透網絡具有整體厚度為小於奈米結構的平均直徑值的四倍。

根據一方案，本發明提供一種製備透明的導電性膜的方法。提供基板。提供奈米結構的滲透網絡，其在該基板之一區域上建立導電性。奈米結構具有平均直徑值。藉由塗佈提供外塗層基質至該基板上之該奈米結構的滲透網絡上。該奈米結構的滲透網絡位於該外塗層基質內。外塗層基質及其內的奈米結構的滲透網絡具有整體厚度為小於奈米結構的平均直徑值的四倍。

以上概述呈現簡化的發明內容，以便提供對本文討論的系統及／或方法之一些方案的基本理解。此概述並非本文討論的系統及／或方法的廣泛概述。其非旨在指出關鍵／重要元素或描繪此種系統及／或方法的範圍。其唯一目的係以簡化的形式提出一些概念，作為稍後提出的更詳細說明的序言。

現在將參考附圖在下文中更全面地闡述本發明標的，附圖形成本發明的一部分，且藉由說明的方式示出特定例示性實施態樣。此說明並非旨在作為對已知概念的廣泛或詳細討論。相關技術中具有通常知識者所習知的細節可能被省略，或者可能以概括的方式處理。

本文中使用某些術語僅係為了方便起見，而不應被視為對所揭露之標的進行限制。本文所用之相關文字最佳係參考圖式來理解，其中相同的編號用於指出相同或相似的項目。此外，在圖式中，某些特徵可以稍微概略的形式示出。

以下標的可以各種不同的形式（例如方法、裝置、組件及／或系統）實施。因此，此標的並不旨在被視為限於在本文中作為實例闡述的任何說明性實施態樣。相反，本文所提供的實施態樣僅係說明性的。

本文提供一種包含基板、奈米結構的滲透網絡、及外塗層基質的透明的導電性膜。奈米結構的滲透網絡在基板之一區域上建立導電性。奈米結構具有平均直徑值。外塗層基質被塗佈至奈米結構的滲透網絡上。外塗層基質的厚度為小於平均直徑值的四倍。

本文亦提供一種製備透明的導電性膜的方法。該方法包含提供基板及提供奈米結構的滲透網絡，使得奈米結構的滲透網絡在基板之一區域上建立導電性。奈米結構具有平均直徑值。該方法包含提供外塗層基質以塗佈至奈米結構的滲透網絡上。外塗層基質的厚度為小於平均直徑值的四倍。

應理解，為了保護滲透奈米結構網絡，外塗層被塗佈或以其他方式施加至滲透奈米結構網絡上。如上所述，外塗層可具有可與奈米結構直徑相關的厚度。在一些實例中，外塗層的厚度可小於奈米結構直徑之二倍。更進一步，在一些實例中，外塗層的厚度可為奈米結構直徑之1至3倍。

應理解，對於所述奈米結構之數值直徑值，外塗層可以數值／數值範圍來陳述。作為一些實例，若奈米結構具有20奈米的直徑，則外塗層可具有20至80奈米的厚度。作為一些其他實例，若奈米結構具有20奈米的直徑，則外塗層基質具有小於80奈米的厚度。

應理解，可存在不需要具有此種限制的實例。外塗層的厚度可受到使用何種外塗層、銀膏中所使用的溶劑等影響，且此種方案可提供範圍限制的變化。

本文所用的「導電奈米結構」或「奈米結構」一般指導電性奈米尺寸結構，其至少一個尺寸係例如小於500奈米、或小於250奈米、100奈米、50奈米、25奈米、15奈米、或10奈米。典型地，奈米結構係由金屬材料製成，例如元素金屬（例如過渡金屬）或金屬化合物（例如金屬氧化物）。金屬材料亦可為包含二或更多種金屬的雙金屬材料或金屬合金。合適的金屬包括但不限於銀、金、銅、鎳、鍍金的銀、鉑、及鈀。

奈米結構可具有任何形狀或幾何結構。給定之奈米結構的形態可藉由其長寬比（aspect ratio）以簡化的方式界定，長寬比係奈米結構之長度與直徑之比率。例如，某些奈米結構係等向性成形（即長寬比=1）。典型的等向性奈米結構包括奈米顆粒。在較佳實施態樣中，奈米結構係異向性成形（即長寬比≠1）。異向性奈米結構通常沿其長度具有縱軸。例示性異向性奈米結構包括奈米線、奈米棒、及奈米管，如本文所定義。

奈米結構可為實心的或空心的。實心奈米結構包括例如奈米顆粒、奈米棒、及奈米線。奈米線通常指長寬比大於10、較佳為大於50、且更佳為大於100的細長奈米結構。典型地，奈米線超過500奈米，超過1微米，或超過10微米長。「奈米棒」通常係長寬比不超過10之短而寬的異向性奈米結構。儘管本發明包含並可應用於任何類型的奈米結構，但為簡潔起見，呈現銀奈米線作為討論的實例。

慮及一些背景，透明的導電性膜可被靜電放電（ESD）事件損壞。向奈米線的網絡中放出高電壓可導致破壞奈米結構。此種破壞係由於與放電產生的高電流相關的發熱。接觸電阻，表示為R_c ，係接觸材料（例如銀膏）與導電膜之間的電阻，其中接觸材料係用於與電氣裝置之其餘部分接觸。可能在ESD事件中損壞的區域之一係此接觸區域。在任何電阻器中的耗散能量為E = I² RΔt，其中，I為流經電阻器之電流，R為電阻，且Δt為脈衝時間。因此，此種接觸之電阻越高，越有可能在此處發生發熱並熔化該位置中的奈米結構。另一種說法是，ESD脈衝具有特定能量，該能量將隨著奈米線的發熱而被耗散。更高的接觸電阻意謂著更少的奈米線與銀膏電性接觸物接觸。由於相同的能量將流經更少的連接，因此該等連接更有可能熔化。

銀奈米結構膜具有與傳統透明導電膜（例如由氧化銦錫（indium tin oxide；ITO）形成之透明導電膜）非常不同的結構。ITO極為平坦，且覆蓋導電層之整個表面區域。相比之下，奈米結構膜係由導電「棍」（例如奈米線）的滲透網絡組成，且大多數區域實際上係導電元件之間的空間。奈米結構之間的互連發生在奈米結構相交之處，且該等相交部相較於其他區域係在基板上方更高之位置。奈米結構被薄膜覆蓋，該薄膜在本文中被稱為外塗層，其用於保護奈米結構免受物理及環境損壞／降解的目的。由於在奈米結構相交部處之導電網絡中包含高點的此種獨特的幾何結構，與奈米結構進行電性接觸之能力係外塗層之厚度的敏感函數。可對奈米結構上方的外塗層之厚度進行限制，以達成小於限定值之期望的接觸電阻。

參考第1圖，其示意性示出根據本發明之至少一方案的奈米結構膜（即，裝置）132及方法。於第1圖之右側提供例示性透明導電膜132（第1圖的右側）作為完整裝置，其中示出例示性外塗層基質128中的一些例示性奈米結構116。此外，第1圖的左側，隨著示意性中心箭頭過渡至第1圖的右側，示意性地呈現製備透明導電膜132的例示性方法。

在第1圖中，將奈米結構（例如銀奈米線）層104／116塗佈112至塑膠（例如，聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate；PET））基板108上。在一實例中，奈米結構層104／116可被稱為油墨。奈米結構層104／116包含奈米結構116（例如，銀奈米線）及黏結劑材料104（第1圖的左側）。黏結劑材料104承載奈米結構層104／116內的奈米結構116。

在透明導電膜132內，奈米結構116彼此連接，以在基板108上形成滲透奈米結構網絡。為保護滲透奈米結構網絡，將電性絕緣的外塗層材料120（第1圖的左側）塗佈124至奈米結構層104／116上。在一實例中，外塗層材料120包含聚合物。

外塗層材料120及黏結劑材料104一起形成圍繞奈米結構116的外塗層基質128（第1圖的右側）。整體所得物為膜132，其包含基板108及外塗層基質128內的奈米結構116的滲透奈米結構網絡。然而，應注意，可在不使用黏結劑的情況下形成網絡。儘管如此，外塗層基質128的至少一部分係位於滲透奈米結構網絡中之奈米結構116的頂部上方。術語「上方」係指沿著遠離基板108的Z軸方向。在第1圖中，該方向如第1圖所示係向上的，其中基板108位於底部。

包含滲透奈米結構網絡中之奈米結構116的基質128的厚度D（第1圖的右側）係沿著第1圖中之Z軸在基質128之深度方向上。基質128（包含滲透奈米結構網絡中之奈米結構116）的厚度D可被建立為小於或等於上限。厚度D的上限有利於膜132與電性連接至電子電路的金屬接觸物之間的低接觸電阻，並提供對奈米結構之改善的保護，以使其免受可歸因於ESD事件的損壞。

對於滲透奈米結構網絡內的奈米結構之高度異常的情況而言，基質128之厚度D可超過上限。然而，基質128之平均厚度係小於或等於上限。在一些實例中，外塗層可具有可與奈米結構直徑相關的厚度。此種奈米結構直徑可表示為平均奈米結構直徑。此容許各別奈米結構直徑的一些變化。

在厚度D之一些實例中，外塗層之厚度可為：小於奈米結構直徑之四倍，小於奈米結構直徑之三倍，或者為奈米結構直徑之一倍至三倍。作為一些實例，若奈米結構具有20奈米的直徑，則外塗層可具有二十至八十（20至80）奈米（nm）的厚度。例如，基質128之厚度D的例示性實施態樣可為具有不大於八十奈米（80奈米）、或不大於六十奈米（60奈米）、或不大於五十五奈米（55奈米）、或不大於五十奈米（50奈米）、或不大於四十五奈米（45奈米）、或不大於四十奈米（40奈米）、或不大於三十五奈米（35奈米）、或不大於三十奈米（30奈米）的厚度D。例如，基質128的一些實施態樣可為具有至少二十五奈米（25奈米）、或至少三十奈米（30奈米）、或至少三十五奈米（35奈米）的厚度D。

例如，基質128的特定例示性實施態樣可為具有至少三十奈米（30奈米）、至多八十奈米（80奈米）的厚度D。作為特定實例，奈米結構具有約20奈米的平均直徑，且外塗層基質128具有小於80奈米的厚度D。當然，用於製備所有這些各種實例之膜132之裝置的方法皆包含於本發明的範圍內。此外，應理解，可設想到不同的範圍，且因此不限於所呈現的實例。

舉例而言，外塗層材料可包含溶劑，且承載奈米結構116的黏結劑材料104係至少部分地被該溶劑溶解。作為實例，奈米結構116可在外塗層基質128內沿著Z軸向上上升／升高至最終位置，該最終位置超過／高於黏結劑104內所具有之奈米結構的位置。奈米結構之此種向上上升／升高可被稱為向上浮動。對於此種實例，奈米結構116因此被定位成沿著Z軸更遠離基板108且更靠近膜132的頂部，以建立厚度D的尺寸。

作為實例，除奈米結構116及黏結劑104之外，奈米結構層104／116（例如，油墨）可包含溶劑、界面活性劑、及／或其他添加劑。應理解，奈米結構層104／116中所存在的特定材料在本發明中不需特別限制。

作為存在於奈米結構層104／116中之材料的實例，水溶性聚合物羥丙基甲基纖維素（hydroxypropyl methylcellulose；HPMC）可用作黏結劑104的材料。作為實例，非極性或極性非質子溶劑（例如丙二醇甲醚乙酸酯（propylene glycol methyl ether acetate；PGMEA）及甲乙酮（methyl ethyl ketone；MEK））可用作外塗層材料120（例如，其包含聚合物）的溶劑。例如，極性質子溶劑（例如異丙醇（isopropyl alcohol；IPA））可用作外塗層材料120的溶劑。可設想到，其中一些對於黏結劑材料104可能僅提供有限的溶解度。應理解，外塗層材料120（例如，其包含聚合物）的材料係與其溶解度相關的因素。此外，應理解，所存在之溶劑量或濃度係與溶解度相關的因素。

以下為關於實驗分析的一些討論。接觸電阻，表示為R_c ，係銀膏或其他電性接觸材料與具有滲透奈米結構網絡的透明的導電性膜（例如132）之間的電阻，其中銀膏或其他電性接觸材料係用於與電氣裝置之其餘部分接觸。為了顯示R_c 對外塗層厚度D的敏感性，用片電阻R_s 為約70歐姆／平方（ohm/sq）的奈米結構（平均直徑為約20奈米）網絡塗佈一系列膜。將膜形成為具有40、60及80奈米的外塗層厚度（OC）D，然後進行雷射圖案化以產生70、100、150及200微米寬的奈米結構線。使用線寬為100、150及200微米的銀膏替膜製備金屬接觸物，以產生約0.007平方毫米至0.04平方毫米的接觸尺寸。使用克爾文探針（Kelvin probe）技術來量測所有接觸物的接觸電阻R_c 。

第2圖在一系列曲線圖中示出測試量測結果。在第2圖中，頂部一對曲線圖係針對40奈米的外塗層厚度D，中間一對曲線圖係針對60奈米的外塗層厚度D，且底部一對曲線圖係針對80奈米的外塗層厚度D。對於每一膜厚度（例如，40或60或80奈米的外塗層厚度D），右側的圖表擴展了y軸，以突出顯示具有較低R_c 的接觸物。上及下接觸物之間沒有差異。不符合要求之接觸物（non-compliant contact）意味著在施加40伏特電壓的情況下，1毫安的量測電流無法通過該接觸物（即，此係非常高的電阻接觸物）。

對於外塗層厚度D為40奈米的膜上的接觸物，所量測的所有接觸物在高於0.03平方毫米的所有接觸尺寸下均具有非常低的R_c ，其中在接觸區域大於0.02平方毫米時R_c ＜ 0.5歐姆，且沒有高於5歐姆的結果。注意，所有該等接觸電阻皆將被視為可接受的，且相對於圖案化奈米結構線之典型總電阻而言為非常低的。對於60奈米的接觸物，現在看到對於較小的接觸而言，電阻高得多，而甚至對於所量測的最大的接觸而言，觀察到至多接近20歐姆的接觸電阻。值得注意的是40奈米的外塗層資料之圖的比例差異。最後，對於80奈米的外塗層而言，大多數接觸物不符合要求，暗指其電阻非常高。此外，所有符合要求的接觸物皆具有幾十歐姆的最小接觸電阻。

進行測試以確定奈米結構網絡之ESD效能是否可藉由具有不大於上述上限之厚度D的基質128來改善。限制基質128的厚度D會降低銀膏與奈米結構網絡之間的接觸電阻R_c 。因此，接觸電阻的值係小於由厚度D大於上限的基質128會產生的值。應理解，提供對測試的討論僅係為了示出本發明的可行性資訊。因此，對測試的討論並非對本發明進行限制。

第3圖中示出測試幾何結構。應理解，測試幾何結構並非對本發明進行限制。根據第3圖所示的測試幾何結構，使用ESD槍136在二個內部接觸物140之間施加電壓。使用附接至示波器的費希爾（Fisher）F-65電流監測探針記錄所得的電流脈衝。然後使用此脈衝記錄來計算ESD脈衝的能量。該能量與電壓的平方成比例，因此僅在下面報告失效電壓。失效電壓被視為內部接觸物140之間的奈米線之量測電阻增加超過100%時的電壓。

此種技術的一個優點在於，在內部接觸物140上施加ESD脈衝，且可量測內部接觸物140之間與外部接觸物144之間的線電阻。若內部接觸物140之間的電阻變化大於外部接觸物144之間的電阻變化，則接觸物失效，且沿著奈米結構線沒有大範圍的ESD損壞。因此，不僅可確定ESD事件是否損壞了線，且亦可確定在接觸時是否發生失效。

如第4圖所示，根據交叉影線（cross-hatched line）對滲透奈米結構網絡進行雷射圖案化。此外在此處，此網絡係結合對測試的討論而提供，且並非對本發明進行限制。圖案化後，放上由方框區域表示的接觸物。奈米結構線及銀膏線皆係1毫米寬。

ESD測試係在50歐姆／平方的奈米結構（平均直徑為約20奈米）膜上進行，其中該等膜具有60至98奈米的不同的基質128厚度D。下表1列出針對所測試的四種膜觀察到的失效電壓。自量測數據可確定60奈米厚的基質128在接觸物處沒有失效，但所有其他厚度的膜在接觸物處皆失效。該等線的接觸電阻亦在量測失效電壓之前量測，且發現厚度D為60奈米的基質128材料亦表現出最低的接觸電阻，而最厚的基質厚度D（98奈米）在所測試膜中具有最高接觸電阻。表1-針對膜厚度量測失效電壓

膜	外塗層基質厚度（奈米）	失效電壓（伏特）
160-24	60	1900
160-25	73	1350
160-26	84	300
160-27	98	200

接觸電阻，表示為R_c ，係銀膏與具有滲透奈米結構網絡的透明的導電性膜之間的電阻，其中銀膏係用於與電氣裝置之其餘部分接觸。

在基質128厚度D為40、60及80奈米的奈米結構膜上重複上述實驗程序，且獲得了非常相似的結果。由於耗散的能量係電壓之平方的函數，因此確定出能量耗散相關性係厚度之非常敏感的函數。

應理解，儘管所使用的測試幾何結構可被認為是非常有益的，但此可能不是典型的。在更多典型的測試幾何結構中，與當前測試幾何結構相比，樣品可承受高得多的電壓放電。因此，1350伏特的例示性失效電壓可能看起來很低。應理解，此可被視為僅為與測試幾何結構相關之極其苛刻的測試條件的偽像（artifact）。應理解，在第3圖及第4圖中，示出感興趣的接觸物。此僅係用於測試，而非對本發明進行限制。本發明的內容可在多種膜結構中使用，因此可在使用此種膜結構的多種裝置中使用。

返回本發明所提供的膜132的結構性質，額外的性質係外塗層基質的厚度可足以建立對於50歐姆／平方或更高的膜片電阻而言至少1350伏特的失效電壓。此係示於上述測試示中。因此，本發明提供此種膜132。此外，當執行製備膜132的方法時，該方法係製備其中外塗層基質的厚度可足以建立對於50歐姆／平方或更高的膜片電阻而言至少1350伏特的失效電壓的膜。

本申請案主張標題為「導電性膜（ELECTRICALLY CONDUCTIVE FILM）」且在2019年4月3日提出申請的美國臨時申請案第62/828,711號的優先權，該美國臨時申請案以引用方式併入本文中。

除非另外指明，否則「第一」、「第二」及／或類似用語並不旨在暗指時間態樣、空間態樣、排序等。相反，此等術語僅用作特徵、元素、項等的標識符、名稱等。例如，第一物件及第二物件一般對應於物件A及物件B或二個不同的或二個相同的物件或同一個物件。

此外，「實例」、「說明性實施態樣」在本文中用於意指用作實例、說明等，且未必為有利的。本文所用之「或」旨在意指包含性的「或」，而非排他性的「或」。此外，除非另外指明或自上下文中清楚地指向單數形式，否則在本申請案中使用的「一（a及an）」一般被視為意指「一或多個」。此外，A及B之至少一者及／或類似用語一般意指A或B或者A及B二者。此外，在詳細說明或申請專利範圍中使用「包含」、「具有（having、has、with）」及／或其變化型式，此等術語旨在以類似於術語「包含」的方式為包含性的。

儘管已經以特定於結構特徵及／或方法動作之文字闡述標的，但應理解，在所附申請專利範圍中定義之標的不必受限於上述特定特徵或動作。相反，上面闡述之特定特徵及動作被揭露為實施至少一些申請專利範圍的實例形式。

本文提供實施態樣及／或實例之各種操作。本文闡述之一些或所有操作的順序不應被視為暗指該等操作必須為順序依賴性的。熟習此項技術者可察知具有本說明之優點的替代性順序。此外，應理解，並非所有操作皆必須存在於本文所提供的每一實施態樣及／或實例中。此外，應理解，在一些實施態樣及／或實例中，並非所有操作皆係必要的。

此外，儘管已經針對一或多個實作方式示出及闡述了本發明，但基於對本說明書及附圖之閱讀及理解，熟習此項技術者將會想到等效變更及修改。本發明包含所有此等修改及變更，且僅受以下申請專利範圍的範圍限制。特別是關於由上述組件（例如，元件、資源等）執行的各種功能，除非另外指出，否則用於闡述此等組件的術語旨在對應於執行所述組件（例如，其為功能等同的）之指定功能的任何組件，儘管在結構上與所揭露之結構不等同。此外，儘管本發明的特定特徵可能已經針對幾個實作方式其中之僅一者揭露，但此種特徵可與對於任何給定或特定的應用可能係期望及有利的其他實作方式之一或多個其他特徵相結合。

104:黏結劑材料 108:基板 112、124:塗佈 116:奈米結構 104／116:奈米結構層 120:外塗層材料 128:外塗層基質 132:奈米結構膜／透明導電膜／膜 136:ESD槍 140:內部接觸物 144:外部接觸物 D:厚度 R_c :接觸電阻

儘管本文提出的技術可以替代形式實施，但圖式中示出的特定實施態樣僅係補充本文所提供之說明的幾個實例。該等實施態樣不應以限制性方式（例如限制所附的申請專利範圍）來理解。

所揭露的主題可採取特定部件及部件之佈置的實體形式，其實施態樣將在本說明書中詳細闡述，並在構成本說明書之一部分的附圖中示出，且在附圖中：

第1圖係為例示性透明導電膜的示意性截面，示出例示性外塗層基質中的一些例示性奈米結構，且亦示意性地示出製備透明導電膜的例示性方法。

第2圖示出針對不同外塗層基質厚度所確定的接觸電阻的實驗資料。

第3圖示出用於經驗性地量測不同外塗層基質厚度之失效電壓的測試幾何結構的說明性實施態樣。

第4圖示出已經雷射圖案化且設置有接觸物的測試膜。

104:黏結劑材料

108:基板

112、124:塗佈

116:奈米結構

104/116:奈米結構層

120:外塗層材料

128:外塗層基質

132:奈米結構膜/透明導電膜/膜

D:厚度

Claims

一種透明的導電性膜，其包含：基板；奈米結構的滲透網絡（percolating network），其在該基板之一區域上建立導電性，該等奈米結構具有平均直徑值；以及塗佈至該基板上的外塗層基質，該奈米結構的滲透網絡位於該外塗層基質內，該外塗層基質及其內的該奈米結構的滲透網絡具有整體厚度為小於該奈米結構的平均直徑值的四倍。
如請求項1所述之透明的導電性膜，其中該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度係小於該平均直徑值的二倍。
如請求項1所述之透明的導電性膜，其中該直徑值為約20奈米且該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度為小於80奈米。
如請求項3所述之透明的導電性膜，其中該外塗層基質係來自承載該等奈米結構的黏結劑材料及外塗層材料，且該外塗層材料包含溶劑，且承載該等奈米結構的該黏結劑材料係至少部分地被該溶劑溶解。
如請求項1所述之透明的導電性膜，其中該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度為40至80奈米。
如請求項1所述之透明的導電性膜，其中該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度係足夠建立對於50歐姆／平方（ohm/sq）或更高之膜片電阻而言至少1350伏特的失效電壓。
如請求項1所述之透明的導電性膜，其中該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度係足夠在滲透奈米線網絡與金屬接觸物之間建立小於150歐姆的接觸電阻，該金屬接觸物具有約0.01平方毫米或更大的接觸面積。
如請求項1所述之透明的導電性膜，其中該外塗層基質係來自承載該等奈米結構的黏結劑材料及外塗層材料。
如請求項8所述之透明的導電性膜，其中該外塗層材料包含溶劑，且承載該等奈米結構的該黏結劑材料係至少部分地被該溶劑溶解。
如請求項9所述之透明的導電性膜，其中該外塗層基質包含來自該黏結劑材料與該外塗層材料的產物材料。
一種製備透明的導電性膜的方法，該方法包含以下步驟：提供基板；提供奈米結構的滲透網絡，其在該基板之一區域上建立導電性，該等奈米結構具有平均直徑值；以及藉由塗佈提供外塗層基質至該基板上，該奈米結構的滲透網絡位於該外塗層基質內，該外塗層基質及其內的該奈米結構的滲透網絡具有整體厚度為小於該等奈米結構的平均直徑值的四倍。
如請求項11所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度係小於該平均直徑值的二倍。
如請求項11所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該直徑值為約20奈米且該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度為小於80奈米。
如請求項13所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該外塗層基質係來自承載該等奈米結構的黏結劑材料及外塗層材料，且該外塗層材料包含溶劑，且承載該等奈米結構的該黏結劑材料係至少部分地被該溶劑溶解。
如請求項11所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度為40至80奈米。
如請求項11所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度係足夠建立對於50歐姆／平方或更高之膜片電阻而言至少1350伏特的失效電壓。
如請求項11所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該外塗層基質及該奈米結構的滲透網絡的整體厚度係足夠在滲透奈米線網絡與金屬接觸物之間建立小於150歐姆的接觸電阻，該金屬接觸物具有約0.01平方毫米或更大的接觸面積。
如請求項11所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該外塗層基質為來自承載該等奈米結構的黏結劑材料及外塗層材料。
如請求項18所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該外塗層材料包含溶劑，且承載該等奈米結構的該黏結劑材料係至少部分地被該溶劑溶解。
如請求項19所述之方法，其中提供外塗層基質的步驟係使得該外塗層基質包含來自該黏結劑材料與該外塗層材料的產物材料。