透明导电膜的制作方法
【专利说明】透明导电膜
[0001] 概述
[0002] 至少一个实施方案包括一种透明导电膜，所述透明导电膜包括：至少一个透明衬 底；至少一个透明底涂层，其设置在所述至少一个透明衬底上，其中所述至少一个透明底涂 层由包含至少一种第一羟基官能聚合物和至少一种第一热可固化单体的至少一种透明底 涂层涂料混合物形成；至少一个透明导电层，其设置在所述至少一个透明底涂层上，其中所 述至少一个透明导电层由包含至少一种第一纤维素酯聚合物和至少一种金属纳米线的至 少一种透明导电层涂料混合物形成；以及至少一个透明顶涂层，其设置在所述至少一个透 明导电层上，其中所述至少一个透明导电层由包含至少一种第二羟基官能聚合物和至少一 种第二热可固化单体的至少一种透明顶涂层涂料混合物形成。
[0003] 在至少一些实施方案中，所述至少一个透明衬底包含至少一种聚醋。
[0004] 在至少一些实施方案中，所述至少一个透明衬底包含至少一种第一聚醋，所述至 少一种第一聚酯包含至少约70wt%的对苯二甲酸乙二醇酯重复单元。
[0005] 在至少一些此类实施方案中，所述至少一种第一羟基官能聚合物包含纤维素酯聚 合物、聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚乙烯醇。
[0006] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第一羟基官能聚合物包含乙酸纤维素 聚合物、乙酸丁酸纤维素聚合物或乙酸丙酸纤维素聚合物。
[0007] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第一羟基官能聚合物包含乙酸丁酸纤 维素聚合物。
[0008] 在至少一些以上实施方案中，根据ASTM D817-96,所述至少一种第一羟基官能聚 合物包含至少约Iwt%、或至少约3wt%或约4. 8wt%的羟基含量。
[0009] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第一热可固化单体包含至少约三个醚 基。
[0010] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第一热可固化单体包含至少一种三聚 氰胺单体。
[0011] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第一热可固化单体包含六甲氧基甲基 三聚氰胺。
[0012] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第一纤维素酯聚合物包含乙酸纤维素 聚合物、乙酸丁酸纤维素聚合物或乙酸丙酸纤维素聚合物。
[0013] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第一纤维素酯聚合物包含乙酸丁酸纤 维素聚合物。
[0014] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第二羟基官能聚合物包含纤维素酯聚 合物、聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚乙烯醇。
[0015] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第二羟基官能聚合物包含乙酸纤维素 聚合物、乙酸丁酸纤维素聚合物或乙酸丙酸纤维素聚合物。
[0016] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第二羟基官能聚合物包含乙酸丁酸纤 维素聚合物。
[0017] 在至少一些以上实施方案中，根据ASTM D817-96,所述至少一种第二羟基官能聚 合物包含至少约Iwt%、或至少约3wt%或约4. 8wt%的羟基含量。
[0018] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第二热可固化单体包含至少约三个醚 基。
[0019] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第二热可固化单体包含至少一种三聚 氰胺单体。
[0020] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种第二热可固化单体包含六甲氧基甲基 三聚氰胺。
[0021] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种金属纳米线包含至少一种银纳米线。
[0022] 在至少一些以上实施方案中，所述至少一种透明顶涂层涂料混合物还包含至少一 种含硅氧烷的化合物。
[0023] 在至少一些以上实施方案中，所述透明导电膜展现低于约100欧姆/平方的四点 表面电阻率。
[0024] 在至少一些以上实施方案中，在异丙醇的存在下，所述透明导电膜展现耐磨性。
[0025] 这些实施方案和其它变化和改进可以从随后的描述、示例性实施方案、实施例和 权利要求书中更好地理解。所提供的任何实施方案仅通过说明性实施例的方式给出。本发 明本身实现的其它期望的目的和优点可以出现或为本领域技术人员所理解。
[0026] 描述
[0027] 在本文件中提及的所有公布、专利和专利文件均以引用的方式整体并入本文，恰 如以引用的方式单独地并入一般。
[0028] 2012年7月2日提交的、名称为透明导电膜（TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM)的 美国临时专利申请号61/667, 068在此以引用的方式整体并入本文。
[0029] 特征在于包含银纳米线和纤维素酯聚合物的导电层的TCF在2012年5月3日 公布的美国专利申请公布2012/0107600--包含纤维素酯的透明导电膜（TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMS COMPRISING CELLULOSE ESTERS)中公开，所述专利在此以引用的方式整 体并入本文。此类TCF可展现高光透射率和低表面电阻。但是，发展保持这些性质同时还 展现卓越的耐磨性的TCF已成为挑战。
[0030] 透明导电膜
[0031] 近年来，透明且导电的膜已广泛用于触摸面板显示器、液晶显示器、电致发光照明 设备、有机发光二极管装置、光伏太阳能电池的应用中。直到最近，基于铟锡氧化物（ITO) 的透明导电膜由于其高电导率、透明度和相对较好的稳定性，已成为大多数应用的透明导 体选择。但是，由于铟的高成本、对复杂且昂贵的真空沉积设备和方法的需要、以及它们固 有的脆性和破裂倾向性（尤其当铟锡氧化物在柔性衬底上沉积时），基于铟锡氧化物的透 明导电膜具有限制性。
[0032] 用于测量透明导电膜（TCF)的性质的两个重要参数为总光透射率T)和膜表面 电导率。较高的光透射率实现用于显示应用的清晰图片质量、用于光和太阳能转换应用的 更高效率。对于可将功率消耗最小化的大多数透明导电膜应用而言，较低的电阻率是最需 要的。
[0033] 透明衬底
[0034] -些实施方案提供一种包含至少一个透明衬底的TCF。衬底可为刚性或柔性的。
[0035] 合适的刚性衬底包括，例如玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂等。
[0036] 当将用于TCF的各种层的涂料混合物涂覆在柔性衬底上时，衬底优选地为具有任 意所需的厚度并且由一种或多种聚合物材料组成的柔性、透明聚合物膜。衬底被要求在导 电层的涂覆和干燥期间展现尺寸稳定性并且具有与上覆盖层的合适的粘附性质。可用于制 作此类衬底的聚合物材料包括聚酯（如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯）、 乙酸纤维素和其它纤维素酯、聚乙烯醇缩醛、聚烯烃、聚碳酸酯和聚苯乙烯。优选的衬底由 具有良好的热稳定性的聚合物，如聚酯和聚碳酸酯组成。也可处理或退火载体材料以减少 收缩并且提升尺寸稳定性。也可使用透明多层衬底。
[0037] 至少一些实施方案提供包括包含至少一种聚酯的透明衬底的透明导电膜。所述至 少一种聚酯可例如包含至少约70wt%的对苯二甲酸乙二醇酯重复单元。或者其可包含至少 约75wt%、或至少约80wt%、或至少约85wt%、或至少约90wt%、或至少约95wt%的对苯二 甲酸乙二醇酯重复单元。
[0038] 此类聚酯可例如通过包含酸或酯部分的一种或多种单体与包含醇部分的一种或 多种单体的缩合聚合制成。包含酸或酯部分的单体的非限制性实例包括例如芳香酸或酯、 脂族酸或酯、以及非芳香族环酸或酯。包含酸或酯部分的示例性单体包括，例如对苯二甲 酸、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸甲酯、偏 苯三酸、偏苯三酸三甲酯、萘二羧酸、萘二甲酸二甲酯、己二酸、己二酸二甲酯、壬二酸、壬二 酸二甲酯、癸二酸、癸二酸二甲酯等。包含醇部分的示例性单体包括，例如乙二醇、丙二醇、 丁二醇、己二醇、新戊二醇、二甘醇、环己烷二甲醇等。
[0039] 此类聚酯可例如包含重复单元，所述重复单元包含来自包含酸或酯部分的单体的 第一残基，所述第一残基通过酯键接合至来自包含醇部分的单体的第二残基。示例性重复 单元为例如，对苯二甲酸乙二醇酯、间苯二甲酸乙二醇酯、萘二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸 二乙二醇酯、间苯二甲酸二乙二醇酯、萘二甲酸二乙二醇酯、对苯二甲酸环己二醇酯、间苯 二甲酸环己二醇酯、萘二甲酸环己二醇酯等。此类聚酯可包含多于一种类型的重复基团并 且有时可被称为共聚酯。
[0040] 透明底涂层
[0041] -些实施方案提供一种包含设置在所述至少一个透明衬底上的至少一个透明底 涂层的TCF，其中所述至少一个透明底涂层由包含至少一种羟基官能聚合物和至少一种热 可固化单体的至少一种透明底涂层涂料混合物形成。在一些情况下，此类底涂层可被称为 载体层、中间层、粘附促进剂层、夹层等。此类底涂层用于促进所述至少一个透明导电层与 所述至少一个透明衬底的粘附。
[0042] 羟基官能聚合物为包含羟基的聚合物，所述羟基能够与热可固化单体上的反应基 团（例如像醚基）反应，以形成共价键。羟基官能聚合物的实例包括，例如纤维素酯聚合物、 聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚乙烯醇等。
[0043] 纤维素酯聚合物包括乙酸纤维素类，例如像乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维 素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素（CAB)等。
[0044] 羟基官能聚合物可通过它们的如由ASTM D817-96测试方法测定的以重量百分 比表示的羟基含量来表征。具体地，可用的羟基官能聚合物包含至少约lwt%、或至少 约3wt %、或约4. 8wt %的羟基含量。示例性羟基官能聚合物为购自Eastman Chemical Company，Kingsport，TN的CAB 533-0. 4乙酸丁酸纤维素聚合物，其基于典型平均批量具有 4.8wt%的羟基含量。
[0045] 热可固化单体是已知的。这些热可固化单体可例如包括具有一个或多个醚基，如 一个、两