透明导电层、用于制造其的方法及包括其的显示装置的制造方法_2

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覆膜的光量的纳米 线的图像。
[0052] 图9A至图9C是根据辐照至根据本发明的实施方案2制造的涂覆膜的光量的纳米 线的图像。
[0053] 图10是示出薄层电阻随着辐照至根据本发明的实施方案3至实施方案5制造的 涂覆膜的光量变化的图。
[0054] 图11是根据本发明的实施方案6制造的纳米线的SEM图像。
[0055] 图12是示出薄层电阻随着辐照至根据本发明的实施方案7和比较例1制造的涂 覆膜的光量变化的图。
[0056] 图13是示出透射率随着辐照至根据本发明的实施方案7和比较例1制造的涂覆 膜的光量变化的图。
[0057] 图14A至图14C是根据辐照至根据本发明的实施方案7制造的涂覆膜的光量的纳 米线的图像。
[0058] 图15是根据本发明的比较例2的银纳米线的SEM图像。
[0059] 图16A和图16B是根据本发明的实施方案8的银纳米线的SEM图像。
[0060] 图17是示出根据本发明的第一实施方案的显示装置的视图。
[0061] 图18是示出根据本发明的第二实施方案的显示装置的视图。
[0062] 图19是示出根据本发明的第三实施方案的显示装置的视图。
【具体实施方式】
[0063] 在下文中,将参照附图详细地描述本发明的多个实施方案。
[0064] 图1是示出根据本发明一个实施方案的纳米线的横截面和侧截面的视图,图2是 示出根据本发明一个实施方案的纳米线的结构中的变化的示意图。
[0065] 参照图1,根据本发明一个实施方案的纳米线100包括:芯110、第一壳120和第二 壳130。芯110由在本发明的纳米线100中使用的铜(Cu)形成。铜是具有高电导率、低价 格的材料,并且特别为具有表面等离子体共振(SPR)的材料,因此,使用辐照至铜的光有利 地控制铜的特性。然而,本发明的芯110的材料不限于铜,并且可以以各种方式使用任何其 他材料,只要该材料具有表面等离子体共振特性即可。
[0066] 第一壳120由金属氧化物(MeOx)形成并且为芯110的金属氧化物。例如,在芯 110由铜形成的情况下,第一壳120由铜氧化物形成。第一壳120为用于控制芯110的电 导率的绝缘层。第二壳130由胺基表面活性剂形成。第二壳130用作防止铜芯110的额外 氧化的还原剂,以及用作绝缘层。胺基表面活性剂可以具有例如NH2-R形式(R为6个至18 个碳原子的烷基链)或者可以在其中包括双键。可以根据胺基碳链的长度和结构来调整绝 缘性能,并且也可以同时控制氧化特性。
[0067] 根据本发明另一实施方案的纳米线100可以包括:芯110、第一壳120和第二壳 130,在此,芯110由银(Ag)形成。由于银(Ag)的存在,因此纳米线100可以具有优异的电 特性以及高透射率,即使银的浓度小也是如此。银与铜相同是具有SPR的材料,因此,使用 所辐照的光有利地控制银的特性。第一壳120由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)形成。第一壳120 用作绝缘层并通过其厚度来控制芯110的电导率,并且有助于纳米线的形成。
[0068] 第二壳130由具有碳链的表面活性剂形成,在此,例如,可以使用硅烷基、胺基、酸 基或酮基的表面活性剂。优选地,第二壳130可以由硅烷基表面活性剂形成。硅烷基表面活 性剂可以为选自以下中的一个或者更多个:缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘 油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3_氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基 乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、(H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(0CH3) 3)、N- (2-氨基乙基)-3-氨 基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基 硅-N-(l,3-二甲基亚丁基)丙胺、N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲 氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、以及3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷。
[0069] 第二壳130用作绝缘层。具体地,硅烷基表面活性剂用作在两条线之间接触两条 线而不改变两条线间的距离的绝缘层,而。此外,硅烷基表面活性剂改善了耐热性以防止由 于根据辐照光的量而生成的过热引起的纳米线断开,从而确保平滑焊接。因此,与现有技术 的银纳米线不同,根据本发明的另一示例性实施方案的银纳米线具有非常高的绝缘性能, 并没有呈现出导电性。当银纳米线被涂覆并且光辐照至银纳米线时,由于SPR因此仅在线 彼此相交的区域中局部产生热,并且可以根据所产生的热的程度来调整壳的存在。根据本 发明另一实施方案的银纳米线可以增加接触电阻并且增强耐热特性,同时使第一壳PVP的 厚度最小化,由此可防止纳米线的断开。
[0070] 根据本发明一个实施方案,纳米线沿较短轴方向(X)的长度等于或小于500nm,并 且该纳米线的纵横比(较长轴(Y)的长度:较短轴(X)的长度)在10至10000的范围内。 如果纳米线的纵横比过大,可能难以操作纳米线,因此,纳米线的纵横比可以等于或者小于 10000。纳米线沿较短轴方向(X)的长度在lnm至500nm范围内,由此防止了当纳米线沿较 短轴方向(X)的长度过大时透射率的劣化,并且防止了当纳米线沿较短轴方向(X)的长度 过小时难以合成纳米线的问题。另外,纳米线沿较长轴方向(Y)的长度在lym至100ym 范围内,由此防止了当纳米线沿较长轴方向(Y)的长度过小时透射率的劣化,并且防止了 当纳米线沿较长轴方向(Y)的长度过大时难以操作纳米线的问题。
[0071] 另外,根据本发明一个实施方案的纳米线形成为线状纳米线。线状纳米线是指没 有分叉的直的纳米线。然而,本发明的纳米线不限于此,并且纳米线可以具有少量的分支或 者可以被以小角度弯曲以便使用。纳米线可以根据已知方法合成。例如,可以通过还原法 或者通过施加电压或者电流至前体来形成纳米线。
[0072] 前述的纳米线分散在溶剂中使得容易形成在衬底上。在此,可以使用作为疏水溶 剂的沸点等于或者高于250°C的十八烯或者极性溶剂例如水作为溶剂。此外,可以以相对于 纳米线为〇. 01至10重量份的量使用无色单体、低聚物或聚合物作为粘结剂以增强涂覆特 性。另外,还可以向分散有纳米线的溶剂添加添加剂例如分散剂、表面活性剂等,使得可以 容易地将纳米线以合适的分散力涂覆在衬底上。
[0073] 参照图2,当前述纳米线100被涂覆并且光辐照至纳米线100时,由于SPR因此仅 在线彼此相交的区域中局部产生热,并且可以根据所产生的热的程度来调整壳的存在。在 此,可以使用从紫外光至红外光范围内的光用于SPR。在线彼此相交的部分中,位于上部分 的线用作天线并且向较低的线进行传输,并且在线之间生成的SPR在相交处被放大,从而 增加了强度。放大的量可以根据在该过程中所辐照的光的能量的水平(低能量或高能量) 来调整。因此,在低能量的光辐照的区域,线的壳被去除并且相交的线部分地接触,呈现出 非常低的电导率,然而,在高能量的光辐照的区域,线的壳被去除并且相交的线的表面的预 定部分或更大部分被熔化以引起焊接现象,呈现出非常高的电导率。
[0074] 在本发明中使用的铜纳米线的特征在于第一壳(铜氧化物)通过所产生的热被还 原,第二壳可用作还原剂。由于所述还原,铜氧化物被还原为铜金属,因此第一壳被去除,并 且电导率增加,明确地划分出导电区域和非导电区域。另外,对于现有的银纳米线,其光学 特性由于形状的变化而变化,但是根据本发明一个实施方案的铜纳米线的光学特性保持不 变。
[0075] 另外,在本发明中所使用的银纳米线中,可以通过所产生的热来调整第一壳PVP 的存在。也就是说,通过所产生的热来去除第一壳,电导率增加,并且导电区域和非导电区 域被明确地划分。具体地,根据本发明的另一示例性实施方案的银纳米线具有高的接触电 阻并且增强耐热特性,同时使第一壳PVP的厚度最小化,由此可以防止纳米线断开。
[0076] 在下文中,将描述用于制造包括前述纳米线的透明导电层的方法。在这种情况下, 将描述在前述纳米线之中的铜纳米线作为实例。图3是示出根据本发明一个实施方案的用 于制造透明导电层的方法的顺序过程的视图。
[0077] 首先,参照图3的(a),准备在其上待形成透明导电层的衬底200。可以使用由各 种材料形成的衬底(例如树脂膜、玻璃衬底、金属衬底等)作为衬底200。当准备衬底200 时,准备上述铜纳米线分散溶液。在本实施方案中,将铜前体和镍前体放入烧瓶中,去除杂 质,并且在约200°C的温度下形成纳米线。可以使用盐类前体例如氯化铜、乙酸铜、硝酸铜或 乙酰丙酮铜作为铜前体,并且可以使用盐类前体例如氯化镍、乙酸镍、硝酸镍或乙酰丙酮镍 作为镍前体。在此,铜和镍的理想比例为2 : 1。如果铜的比例降低或者镍的比例增加,线 的长度减小。相反地,当铜的比例增加或者镍的比例降低时,线的长度增加。
[0078] 将温度降低至室温,使用己烷进行清洗并且搁置2天至3天。将粘结剂与溶液混 合以制备铜纳米线分散溶液。可以向铜纳米线分散溶液中添加添加剂例如分散剂或表面活 性剂。此后,将准备好的铜纳米线分散溶液放入棒涂机(barcoater)并且通过棒涂法施加 至衬底200。在此,除棒涂法之外,可以使用普通的溶液施加方法例如旋涂法等作为用于施 加铜纳米线分散溶液的方法。对已经施加有铜纳米线分散溶液的衬底200进行加热以去除 溶剂。
[0079] 然后,参照图3的(b),在使用铜纳米线分散溶液形成的涂覆层222上设置包括透 射部分232和阻挡部分235的掩模230。在此,透射部分232设置成与在涂覆层222的其中 待形成的导电区域的部分对应,阻挡部分235设置成与在涂覆层222的其中待形成的非导
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