低霧度透明導體的制作方法
【技術領域】
[0002] 本公開設及低霧度透明導體、墨水組合物W及制造低霧度透明導體和墨水組合物 的方法。
【背景技術】
[0003] 透明導體是光學透明且導電的膜。其廣泛地用在顯示器、觸摸板、光伏（PV)、各種 電子報、靜電屏蔽、加熱或防反射涂層（例如窗戶）等領域。各種技術已基于例如金屬納米 結構、透明傳導氧化物（例如，通過溶膠凝膠方法）、傳導聚合物和/或碳納米管的一種或多 種傳導媒介來制造透明導體。通常，透明導體還包括其上沉積有或涂有傳導膜的透明襯底。
[0004] 根據最終用途，透明導體可W創建有預定的電學特性和光學特性，包括例如薄層 電阻、光學透明度W及霧度。通常，制造透明導體需要電學性能與光學性能之間的權衡。作 為針對基于納米結構的透明導體的一般規則，高透射率和低霧度通常與較少的傳導納米結 構相關聯，而運轉而導致較高的薄層電阻（即，較低的傳導性）。 陽0化]透明導體的許多商業應用（例如觸摸板和顯示器）需要霧度水平保持在2%之下。 由于在獲得如此低水平的霧度時不可能保持滿意的傳導率，所W尤其對制造低霧度透明導 體存在挑戰。
【發明內容】
[0006] 本文所描述的是低霧度透明導體，其在保持高導電性（例如小于350歐姆/平方） 的同時具有小于1. 5%的霧度（更典型地，小于0. 5% )還描述了制造該低霧度透明導體的 方法。
[0007] 一個實施方案提供了一種透明導體，包括多個傳導納米結構，其中所述透明導體 具有小于1. 5%的霧度W及小于350歐姆/平方的薄層電阻。
[0008] 又一實施方案提供了一種透明導體，其中薄層電阻小于50歐姆/平方。
[0009] 又一實施方案提供了一種透明導體，其中霧度小于0. 5%。
[0010] 另一實施方案提供了一種透明導體，包括多個傳導納米結構，其中所述透明導體 具有約0. 3-0. 4%的霧度W及約170-350歐姆/平方的薄層電阻。
[0011] 另一實施方案提供了一種透明導體，包括多個傳導納米結構，其中所述透明導體 具有約0. 4-0. 5%的霧度W及約120-170歐姆/平方的薄層電阻。
[0012] 另一實施方案提供了一種透明導體，包括多個傳導納米結構，其中所述透明導體 具有約0. 5-0. 7%的霧度W及約80-120歐姆/平方的薄層電阻。
[0013] 另一實施方案提供了一種透明導體，包括多個傳導納米結構，其中所述透明導體 具有約0. 7-1. 0%的霧度W及約50-80歐姆/平方的薄層電阻。
[0014] 另一實施方案提供了一種透明導體，包括多個傳導納米結構，其中所述透明導體 具有約1. 0-1. 5%的霧度W及約30-50歐姆/平方的薄層電阻。
[0015] 另一些實施方案提供了一種具有W上膜規格的透明導體，其中具有至少為10的 長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的長度不超過55 ym，或者其中 具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的長度不超過 45 ym，或者其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構 的長度約為5至50 ym，或者其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95% 的傳導納米結構的長度約為5至30 ym，或者其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米 結構的平均長度約為10-22 ym，或者其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構的 平均長度平方約為120-400 y m2。
[0016] 另一些實施方案提供了一種具有W上膜規格的透明導體，其中具有至少為10的 長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的直徑不超過55nm，或者其中 具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的直徑不超過 45nm，或者其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構 的直徑約15至50nm，或者具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導 納米結構的直徑約20至40nm，或其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構的平均 直徑約為26-32nm且標準差在4-6nm的范圍內，或其中具有至少為10的長寬比的所述傳導 納米結構的平均直徑約為29皿且標準差在4-5皿的范圍內。
[0017] 另一些實施方案提供了一種具有W上膜規格的透明導體，其中具有至少為10的 長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的長度不超過55 ym，并且具有至 少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的直徑不超過55nm ;或 其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構的長度約為 5至50 ym，并且具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構 的直徑約為15至50nm ;或其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的 傳導納米結構的長度約為5至30 ym，并且具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中 超過95%的傳導納米結構的直徑約為20至40nm ;或其中具有至少為10的長寬比的所述傳 導納米結構的平均長度約為10-22 ym，并且具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構 的平均直徑約為26-32皿且標準差在4-6皿的范圍內；或其中具有至少為10的長寬比的所 述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的長度不超過45 y m，并且具有至少為10的長 寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的直徑不超過45nm。
[0018] 另一些實施方案提供了一種方法，包括：從包括金屬鹽和還原劑的反應溶液中生 長金屬納米線，其中生長步驟包括：
[0019] 將所述反應溶液中的所述金屬鹽的第一部分與所述還原劑反應第一時間段，W及
[0020] 在第二時間段中逐漸添加所述金屬鹽的第二部分，并且保持所述反應溶液中的所 述金屬鹽小于0. 1% w/w的基本恒定濃度。
[0021] 又一些實施方案提供了一種墨水組合物，其包括：多個傳導納米結構、粘度調節 劑、表面活性劑W及分散流體，其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過 99 %的傳導納米結構的長度不超過55 Ji m。
[0022] 附加的實施方案提供了一種墨水組合物，其中具有至少為10的長寬比的所述傳 導納米結構中超過99%的傳導納米結構的長度不超過45 ym ;或其中具有至少為10的長寬 比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構的長度約為5至50 ym ;或其中具有至 少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構的長度約為5至30 ym ; 或其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構的平均長度約為10-22 ym ;或其中具 有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構的平均長度平方約為120-400 ym2。
[0023] 又一實施方案提供了一種墨水組合物，其包括：多個傳導納米結構、粘度調節劑、 表面活性劑W及分散流體，其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過99% 的傳導納米結構的直徑不超過55皿。
[0024] 附加的實施方案提供了一種墨水組合物，其中具有至少為10的長寬比的所述傳 導納米結構中超過99%的傳導納米結構的直徑不超過45nm;其中具有至少為10的長寬比 的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構的直徑約15至50nm ;其中具有至少為10 的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構的直徑約20至40nm;其中具有 至少為10的長寬比的所述傳導納米結構的平均直徑約26-32皿且標準差在4-6皿的范圍 內；其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構的平均直徑約為29nm且標準差在 4-5nm的范圍內。
[00巧]又一實施方案提供了一種墨水組合物，其包括：多個傳導納米結構，組合物包括： 多個傳導納米結構；粘度調節劑；表面活性劑；W及分散流體，其中，具有至少為10的長寬 比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的長度不超過55 ym，并且具有至少為 10的長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結構的直徑不超過55nm。
[00%] 附加的實施方案提供了墨水組合物，其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納 米結構中超過95%的傳導納米結構的長度約為5至50 y m，并且具有至少為10的長寬比的 所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構的直徑約為15至50nm;或其中具有至少為 10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構的長度約為5至30 ym，并且 具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過95%的傳導納米結構的長度約為20至 40nm;或其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構的平均長度約為10-22 ym，并且 具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構的平均直徑約為26-32皿且標準差在4-6皿 的范圍內；或其中具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳導納米結 構的長度不超過45 y m，并且具有至少為10的長寬比的所述傳導納米結構中超過99%的傳 導納米結構的直徑不超過45nm。
【附圖說明】
[0027]在附圖中，相同的標號表示相似的元件或動作。附圖中元件的尺寸和相對位置未 必按比例畫出。例如，各種元件的形狀和角度并未按比例畫出，并且有些元件被任意地放大 或放置W提高附圖的易讀性。此外，所畫的元件的具體形狀并非旨在傳達關于該具體元件 的實際形狀的任何信息，而只是為了便于在附圖中的識別而選取。
[0028] 圖1是顯示納米線群組根據其長度的分布圖的柱狀圖；
[0029] 圖2是顯示納米線群組根據其直徑的分布圖的柱狀圖；
[0030] 圖3是用于制備符合某些粒度分布圖的銀納米線的兩階段反應方案的流程圖；
[0031] 圖4示出了純化對通過兩階段反應所制備的銀納米線的直徑分布上的影響；
[0032] 圖5示出了為對數正態分布的=批次銀納米線的長度分布圖；
[0033] 圖6示出了為正態或高斯分布的=批次銀納米線的直徑分布圖；
[0034] 圖7示出了由銀納米線形成的傳導薄膜的霧度與電阻的反相關；
[0035] 圖8示出了由銀納米線形成的傳導薄膜的透射率與電阻的正相關。
【具體實施方式】
[0036] 一般來說，本文描述的透明導體是傳導納米結構的傳導薄膜。在透明導體中，通過 納米結構之中的連續物理接觸建立一條或多條導電路徑。當存在足夠的納米結構W達到電 滲透闊值時，形成納米結構的傳導網絡。因此，電滲透闊值是可獲得大范圍連接性的重要數 值。
[0037] 傳導膜的電導率通常通過"膜電阻"、"電阻率"或者"薄層電阻"來測量，其用歐姆 /平方（或"〇/□")表示。膜電阻至少是表面裝填密度、納米結構的尺寸/形狀化及納米 結構成分的固有電學性質的函數。如本文所使用的，如果具有不高于1〇sQ/□的薄層電阻， 則薄膜被認為是傳導性的。優選地，薄層電阻不高于IO 4 Q /□、3, 000 Q /□、1，000 Q /□、 或350 Q / □或IOOQ / □。典型地，由金屬納米結構所形成的傳導網絡的薄層電阻的范圍 為從 10 Q / □至 1000 Q / □、從 100