低霧度透明導電電極的制作方法與工藝

本發明關于一種低霧度透明導電電極（以下簡稱“TCE”）及其制造方法。

背景技術：
透明導電電極是光學度清晰的導電薄膜，其包括基板及沉積于基板上部的透明導電材料。基板可以是玻璃的或者塑料的。現在現有技術中使用的透明導電材料為銦錫氧化物（ITO）、摻鋁鋅氧化物（AZO）、摻氟錫氧化物（FTO）、碳納米管、石墨烯或金屬納米線。透明導電電極的許多商業應用，如顯示應用，典型地既需要優異的光學特性，如高光學透射率及低霧度，又需要優越的電學特性，如高導電性或低表面電阻。在這個領域內的大多數研究一直朝向如何平衡光學特性及電學特性努力，因為所發現的大多數開發都是犧牲一方的特性而改善另一特性。除了透明導電電極的電學及光學特性之外，薄膜的物理或機械特性，如膜硬度，也是很重要的。眾所周知，透明導電薄膜的膜硬度與電氣設備的產品收得率直接相關。例如，在規模性生產中，當使用基于金屬納米線的透明導電電極制造觸摸屏設備，成品率損失的重要因素之一就是制造過程中膜的劃傷或凹陷。然而，現有技術中大部分基于金屬納米線的透明導電電極，例如，如美國專利8018568中所教導的透明導電電極，具有嵌入聚合物基質中的金屬納米線，如聚氨酯聚合物或丙烯酸鹽聚合物。聚合物集體通常不提供足夠的抗刮傷、磨損及耐磨特性。考慮到以上所述，需要一種基于TCE薄膜的更硬的金屬納米線。在此，我們提出一種基于導電薄膜的低霧度金屬納米線，其不僅具有優異的電學特性，也具有優化的光學及機械組合特性。

技術實現要素：
本發明揭示的膜狀低霧度透明導電電極具有卓越的電學、光學及機械特性，其適用于觸摸屏設備的制造。此處所描述的透明導電電極的霧度低于2%，更典型地低于1%，同時保持高導電性（如低于100歐姆/平方米），或更優選地低于60歐姆/平方米。于一實施方式中，透明導電電極的霧度低于2%，更典型地低于1%，同時于可見光范圍內保持高于90%的透光率。于另一實施方式中，透明導電電極的鉛筆硬度大于1H，更典型地大于3H，同時保持高導電率（如低于100歐姆/平方米），或更優選地低于60歐姆/平方米。于另一實施方式中，透明導電電極的鉛筆硬度大于1H，更典型地大于3H，同時保持高于90%的透光率。于另一實施方式中，透明導電電極的鉛筆硬度大于1H，更典型地大于3H，同時保持霧度低于2%，更典型地低于1%，及其制造方法。于另一實施方式中，透明導電電極的表面粗糙度小于2Ra（洛氏硬度）或50納米，及高導電率（如低于100歐姆/平方），或更優選地低于60歐姆/平方。于另一實施方式中，透明導電電極的表面粗糙度小于2Ra（洛氏硬度）或50納米，同時保持霧度低于2%，更典型地低于1%，及其制造方法。于另一實施方式中，透明導電電極的納米多孔表面的孔徑小于25納米，及高導電率（如低于100歐姆/平方米），或更優選地低于60歐姆/平方米。于另一實施方式中，透明導電電極的納米多孔表面的孔徑小于25納米，同時保持高于90%的透光率。于另一實施方式中，透明導電電極的納米多孔表面的孔徑小于25納米，同時保持霧度低于2%，更典型地低于1%，及其制造方法。于進一步的實施方式中，透明導電電極的霧度低于1.5%，更典型地低于0.5%，其包括基板及折射率匹配層，其中，折射率匹配層的折射率介于1.1至1.5之間。于進一步的實施方式中，透明導電電極透明導電電極的霧度低于1.5%，更典型地低于0.5%，其包括基板及折射率匹配層，其中，折射率匹配層的材料的厚度為約100-200納米。仍于本發明進一步的實施方式中，制造導電電極薄膜的方法包括：合成及凈化金屬納米線；將凈化后的金屬納米線懸浮于免粘合溶劑中以形成散布；于基板上涂覆一薄層金屬納米線；將基板與涂覆的納米線層加熱至55-150℃以去除溶液；于基板上施加一層包含有折射率匹配材料的溶膠凝膠溶液；在55-150℃之間的溫度對薄膜熱處理，并釋放薄膜內的殘余溶液及應力。附圖說明通過下面結合附圖的詳細描述，所披露的示例性的實施方式可以被更清楚地理解：圖1概略地示出現有技術中的透明電極的剖視圖；圖2概略地示出本發明示例的透明導電電極的剖視圖；圖3概略地示出本發明另一示例的透明導電電極的剖視圖；圖4概略地本發明另一示例的透明導電電極的剖視圖；圖5為掃描式電子顯微鏡照片，其示出了嵌入納米多孔折射率匹配層的納米線；圖6為制造該透明導電電極的方法的制程流程圖。具體實施方式以下，透明導電電極的挑選的示例將結合附圖在下文中進行探討。本領域的技術人員應理解下面的探討為展示目的，而不應理解為限定。本披露范圍內的其他變化也是可適用的。“可選的”或者“可選地”意味著隨后描述的情況可能發生或可能不發生，因此該描述包括情況發生的情形及情況不發生的情形。“之上的”意味著一層位于另一層的上部。于一示例中，其意味著一層直接位于另一層的上部。于另一示例中，其意味著一層位于第二層之上，而二者之間還具有若干層或間隔物。對于本領域技術人員來說，應理解為當若干金屬納米線相互交叉時，他們形成了網格結構。類似“金屬納米線網絡”、“金屬納米網格”或“金屬納米網”等術語可以互換地使用并指的是相同物體。圖1概略的示出現有技術中的透明電極的剖視圖。現有技術的電極98包括基板102、位于基板102上部的各向同性的基質層104及一層金屬納米線106。各向同性的基質層104通常作為金屬納米線層之上的保護層。本發明揭示的低霧度透明導電電極具有優異的電學特性、光學特性及機械特性光學特性包括薄膜的霧度及透光率，其可以直接從樣品直接測量。光學特性也包括間接影響薄膜光學外觀的薄膜特性，如表面粗糙度、膜或層的厚度及其他膜的表面特征。機械特性包括膜的物理特性，如硬度、附著強度。一方面，本發明揭示的透明導電電極薄膜具有小于350歐/平方的表面電阻。于一示例中，透明導電電極的表面電阻小于100歐/平方。于另一示例中，透明導電電極的表面電阻小于50歐/平方。另一方面，本發明揭示的透明導電電極薄膜，于400-1000納米之間的波長下，具有高于80%的光學透光率。于一示例中，介于400-800納米之間的波長下，透明導電電極的光學透光率高于80%。于更優選的示例中，介于400-800納米之間的波長下，透明導電電極的光學透光率高于90%。另一方面，本發明揭示的透明導電電極薄膜的霧度值低于2%。于一示例中，透明導電電極的霧度值低于1%。于另一示例中，透明導電電極的霧度值低于0.5%。于特定方面，本發明揭示的透明導電電極薄膜的鉛筆硬度高于1H。于更優選的示例中，透明導電電極薄膜的鉛筆硬度大于3H。于一方面，本發明揭示的透明導電電極薄膜的表面粗糙度小于25納米。于特殊方面，本發明揭示的透明導電電極薄膜的納米多孔表面的孔徑小于25納米。本發明揭示的低霧度透明導電電極薄膜包括一折射率匹配層，其由折射率介于1.1-1.5之間的材料組成。本發明揭示的低霧度透明導電電極薄膜包括厚度介于100-200納米之間的折射率匹配層。本發明揭示的低霧度透明導電電極薄膜包括線長為至少50-100微米、線徑小于50納米的金屬納米線。多折射率匹配層請參閱圖2，于一實施方式中，本發明低霧度透明電極100包括基板102及沉積于基板上部的大致為單層的導電材料。該單層導電材料包括一根或多根金屬納米線106。可選地，該單層導電材料進一步包括各向異性的金屬氧化物層。該各向異性的金屬氧化物層可以是金屬氧化物材料，如銦錫氧化物（ITO）或不同的導電物質，比如摻氟錫氧化物（FTO），摻鋁鋅氧化物（AZO）。該各向異性層也可以是基于金屬氧化層、導電聚合物、碳納米管或石墨烯的半導體層。于本發明一示例中，低霧度透明導電電極包括折射率匹配層108。該折射率匹配層可以是折射率介于基板折射率與透明導電電極的工作環境的折射率之間的各向同性層。于本發明的一個示例中，使用玻璃作為基板，其折射率為n_glass，空氣作為電極的工作環境（如光的入射介質）具有折射率為n_air，匹配層理想的折射率應該為（n_glass*n_air）的平方根。可選地，折射率匹配層108的層厚優選地優化為大約光波長的四分之一。所述光的波長優選地為特定的目標波長。于本發明一優選示例中，折射率匹配層的厚度設計為：從基板底部看去，電極顏色的總外觀與基板匹配，且被金屬納米線106覆蓋的圖案區域及無圖案區域的對比很小。通過這樣做，折射率匹配層108降低光線在金屬納米線106表面會導致霧度外觀的反射及散射。可選地，折射率匹配層可以在上部涂覆附加層以進一步降低霧度外觀。折射率匹配層的材質可以是導電材料或半導體材料或非導電材料。導電材料包括如ITO、FTO、AZO的金屬氧化物，及如聚乙撐二氧噻吩（PEDOT）的聚合物。半導體材料包括鋅氧化物、鈦氧化物、錫氧化物。而非導電材料包括二氧化硅、硅酸鹽、聚氨酯、聚甲基苯烯酸甲酯（PMMA）、聚醋酸乙烯酯（PVA）及有機硅。如圖2所示，折射率匹配層108位于金屬納米線層106上方。但于本發明其他示例中，如圖3所示，折射率匹配層位于基板玻璃的底面上。單折射率匹配層參閱圖4，本發明另一實施方式中，本發明低霧度透明電極100包括基板102及沉積于基板上部的大致為單層的導電材料。該單導電材料層包括一根或多根金屬納米線106及折射率匹配材料層，其中該折射材料層與包含金屬線的層大致為相同的層，且金屬納米線與折射率匹配材料之間沒有分界線。大致為單層的導電薄膜首先由涂覆一薄層金屬納米線分布于基板表面制成。加熱去除溶液后，一層包含折射率匹配材料的溶膠凝膠溶液通過濕法涂層工藝施加于烘烤的樣本上部。產生的樣本會進一步烘烤以去除溶液及熱處理。用此處描述的制程制造完成的透明導電薄膜包括基板，其具有埋入或嵌入折射率匹配材料的密集粒子內并連接的金屬納米線網格。示例部分的表1綜述了如基板、基板承載金屬納米線及基板承載金屬納米線并具有折射率匹配層的樣本的光學特性組合。基板承載金屬納米線及基板承載金屬納米線并具有折射率匹配層之間的比較已經清楚地示出附加的折射率匹配層或材料顯著提高了導電薄膜的總體光學特性。于本發明一示例中，低霧度透明導電電極包括折射率匹配層108。該折射率匹配層可以是折射率介于基板折射率與透明導電電極的工作環境的折射率之間的各向同性層。于本發明的一個示例中，使用玻璃作為基板，其折射率為n_glass，空氣作為電極的工作環境（如光的入射介質）具有折射率為n_air，匹配層理想的折射率應該為（n_glass*n_air）的平方根。可選地，折射率匹配層108的層厚優選地優化為大約光波長的四分之一。所述光的波長優選地為特定的目標波長。于本發明一優選示例中，折射率匹配層的厚度設計為：從基板底部看去，電極顏色的總外觀與基板匹配，且被金屬納米線106覆蓋的圖案區域及無圖案區域的對比很小。通過這樣做，折射率匹配層108降低光線在金屬納米線106表面會導致霧度外觀的反射及散射。可選地，折射率匹配層可以在上部涂覆附加層以進一步降低霧度外觀。折射率匹配層的材質可以是導電材料或半導體材料或非導電材料。導電材料包括如ITO、FTO、AZO的金屬氧化物，及如聚乙撐二氧噻吩（PEDOT）的聚合物。半導體材料包括鋅氧化物、鈦氧化物、錫氧化物。而非導電材料包括二氧化硅、硅酸鹽、聚氨酯、聚甲基苯烯酸甲酯（PMMA）、聚醋酸乙烯酯（PVA）及有機硅。于一示例中，金屬納米線為銀金屬納米線，且折射率匹配材料為二氧化硅。二氧化硅溶膠凝膠溶液旋涂于聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）基板上。一定要注意的是，實驗室使用旋涂作為銀納米線及二氧化硅折射率匹配層的沉積技術。然而，其他涂覆技術，如浸漬涂覆、凹版涂覆、狹縫式涂覆也可以既用作小規模制造，也可以用于大規模生產。此外，除了使用濕涂方法于基板上部或基板之上放置折射率匹配材料外，適當的時候，常用的濺射技術也可以使用。一定要注意的是，二氧化硅氧化物也可以被其他材料替換，如ITO、FTO。并且，這些金屬氧化物可以通過濺射溶膠凝膠制程或薄膜于基板或金屬納米線表面形成。于一優選示例中，折射率匹配層的厚度為約100-200納米。于一示例中，層的最終厚度由包含有折射率匹配材料的溶液，如二氧化硅溶膠凝膠溶液，的濃度決定或控制。于另一示例中，折射率匹配層的濕式薄膜厚度由涂覆制程決定。例如，如果折射率匹配層使用旋涂沉積，則涂覆制程包括旋涂速度等。進一步一定要注意的是，折射率匹配層的折射率可以由二氧化硅的膠粒的粒度來調整。優選的折射率應當為1.1至1.5的范圍內，其由n_air*n_sub的平方根得到。例如，當使用PET，n_sub為1.58，折射率匹配層的折射率為1.25。于另一示例中，基板為玻璃，折射率匹配層的折射率為1.22。表面粗糙度于本發明的特定方面，低霧度折射率匹配的透明導電電極（TCE）的表面粗糙度小于1Ra（洛氏硬度）。常規備制的金屬納米線透明導電電極薄膜通常包含彼此重疊的兩根或多根線，其表面粗糙度通常大約為金屬納米線的直徑，代表性地超過2Ra。其結果是，更粗糙的表面會導致更高的霧度，因為表面上的更多的光散射。納米多孔于本發明另一特有方面，低霧度透明導電電極的一個新穎特征將在此描述，其為納米多孔表面特性。圖5為掃描式電子顯微鏡照片，其示出了埋入納米多孔折射率匹配層內的金屬納米線。納米多孔表面提供了顯著的益處。相關的一個好處為由于高表面接觸面積導致的極低的電接觸電阻。另一相關的好處為與其他粘合材料附著的改善的附著力。于一優選示例中，本發明透明導電電極的納米多孔表面的孔徑小于25納米。硬度于本發明進一步的一方面，透明導電電極的鉛筆硬度大于1H，這對觸摸屏的制造非常關鍵。表3綜述了不同樣本的鉛筆硬度的比較。使用硬度從2B至4H的一套鉛筆作為鉛筆硬度測試。不具有折射率匹配層的常規透明導電電極，在2H處失敗或低于2H。具有折射率匹配層或折射率匹配材料的樣本均通過4H的鉛筆測試。表3：不同樣本間的鉛筆硬度比較S：裸的基板；S+N：具有金屬納米網格的裸的基板；S+N+I：具有金屬納米線網格及附加折射率匹配層的裸的基板高線徑比金屬納米線的合成本發明揭示的低霧度透明導電電極具有優異的光學特性、電學特性及機械特性。此處揭示的低霧度透明導電電極具有高于90%的光學透光率，霧度值低于2%，并代表性地低于1%，同時維持表面電阻低于100歐/平方，并代表性地低于50歐/平方。本發明的低霧度透明導電電極包括基板、沉積于基板上部的大致為單層的導電材料。該單導電材料層包括一根或多根金屬納米線。低于2%的霧度值通過使用比常規的金屬納米線更長和更細的金屬納米線來獲得。可選地，單導電材料層進一步包括金屬氧化物、金屬氮化物或半導體氧化物的各向異性層。表面粗糙度于本發明一實施方式中，具有金屬氧化物或非金屬氧化物的各向異性層的單導電材料層具有的平均表面粗糙度小于10納米。現在商業上可以獲得的基于導電層的金屬納米線的粗糙度大于20納米，并代表性地超過50納米。表面越粗糙，由于不平整的表面構造產生的光散射導致的霧度越高。于本發明一實施方式中，低霧度透明導電電極的金屬納米線的線長比常規長度更長，且線徑比常規線徑更細。所述金屬納米線的線長為至少20-100微米，線徑小于50納米。金屬納米線的線長越長，產生越少的接觸接頭從而產生更好的導電性。金屬納米線的線徑越細，從金屬納米線觀察到的顯著的光散射和折射越少，并產生降低的霧度的外觀。于本發明另一實施方式中，揭示了制造比常規長度更長，并比常規線徑更細的金屬納米線的方法。該方法包括進行步驟，形成大多數金屬納米線的成核種子，及生長步驟，其中成核種子優先地以可控方式在一維方向生長。更優的長且細的金屬納米線細節于本發明一實施方式中，低霧度透明導電電極具有比常規線長更長且比常規線徑更細的金屬納米線。于本發明范圍內，常規線長界定為大約10-30微米長度，且常規線徑界定為80-100納米線徑。現有技術中的透明導電電極代表性地使用線徑為約80-100納米且線長為20-30微米的金屬納米線。本發明揭示的低霧度透明導電電極包括的金屬納米線，線徑小于50納米且線長超過約20-100微米。于本發明的優選示例中，低霧度透明導電電極的金屬納米線的線徑小于30納米。更長和更細的金屬納米線顯著降低了光線散射的數量及具有金屬納米線的取悅和不具有金屬納米線的區域的對比，這會產生更低霧度的導電電極。此外，比常規金屬納米線更長，進一步促進電極內的電子傳送，其產生改善的電學導電性及降低的表面電阻。于本發明的示例中，具有線徑小于50納米且線長為20-100微米的金屬納米線的低霧度透明導電電極，其光學透光率高于90%，霧度值低于0.6%，同時維持其表面電阻低于50歐/平方。于本發明另一實施方式中，在此揭示了制造非常規更長和更細的金屬納米線的制造方法。與現有技術中常用制造金屬納米線的一步制程不同，其典型地產生線徑為80-100納米且線長為20-30微米的金屬納米線，本發明所揭示的方法包括兩步制程。第一步為進行步驟，形成大多數金屬納米線的成核種子。第二步為生長步驟，其中成核種子優先地以可控方式在一維方向生長。進一步的，成核種子可以在使用于生長步驟之前被凈化。隨后，生長步驟后收集的金屬納米線可以進一步凈化以獲得更狹窄的線長和線徑的分布。與常用的一步方法相比，該兩步制程有兩個優點。第一、進行步驟孵化成核種子的形成，其顯著降低了金屬納米線“成長中心”的集中度。第二、生長步驟的條件配置為前驅體于一特定長度方向持續生長，因此減少了金屬納米線網格中交叉點和分支的形成。一旦離線的金屬納米線已經制備了，透明導電電極可以通過印刷、涂覆制程或電子旋涂制程來形成金屬納米線薄膜來制得。于本發明另一實施方式中，低霧度透明導電電極進一步包括位于基板及金屬納米線層之間的折射率匹配薄膜。折射率匹配薄膜包含如在此和/或其他實施方式或示例中描述的導電材料、半導體材料或非導電材料。于本發明又一實施方式中，低霧度導電電極進一步包括位于導電層及基板上部的保護性的折射率匹配薄膜。保護薄膜的折射率介于基板及空氣之間。該保護薄膜包含導電材料、半導體材料或非導電材料。本發明指向制造金屬納米線的方法，其特指線徑比至少為500:1的非常規長和細的金屬納米線。如此處所使用的短語“線徑比”指明表示為金屬納米線的平均尺寸或長度除以金屬納米線的平均厚度或直徑的比率。于一示例性的實施方式中，金屬納米線為銀納米線，具有線徑比為500:1。此處提到的金屬納米線具有高線徑比，如500:1或更高。例如，線徑比1000:1可以這樣計算：使用金屬納米線的60微米除以60納米。高于1000:1的線徑比可以這樣計算：金屬納米線長度大于50微米且線徑為50納米或更小。更優的金屬納米線的合成此處揭示的合成具有高線徑比的金屬納米線的方法，包括步驟：以100-150℃加熱溶液；以可控速度向溶液中加入可控數量的成核前驅體；向加熱后的混合液加入金屬鹽；通過溶液內的氧化還原反應，還原金屬鹽中分離的金屬離子為金屬；加熱反應混合物以讓反應進行4-8小時；以可控速率加入添加金屬離子以保持理想的離子濃度；及以冷水猝滅氧化還原反應。于本發明的一方面，金屬納米線包括銀納米線、金納米線或其他貴重元素的金屬納米線。于本發明的另一方面，方法中所描述的溶液為當加熱時可以產生少量氧化還原反應的液體，并不特定限定，根據預期使用目的也可以做適當選擇。其示例包括醇類，如丙醇、異丙醇，二醇，如乙烯、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、丁二醇，及三醇，如丙三醇、聚乙二醇。這些溶液可以單獨使用或混合使用。優選地，純度大于99%的乙二醇作為溶液。示例的乙二醇包括可從商業途徑獲得的醫用試劑級別。仍于本發明的另一方面，當銀從銀離子還原為銀金屬時，于上述方法所描述的成核前驅體包括可以有效促進金屬納米線，特別是銀納米線形成的化學品。使用成核前驅體可以有助于成核中心的形成并指引銀納米線于特定方向的生長，因此提供非常規長和細的銀納米線，這接下來會改善由其形成的導電薄膜及透明導電電極的導電性并降低霧度。已知有許多不同的化學成分可用作此目的。與本發明這些方面對應，成核前驅體的示例包括但不限于聚乙烯呲咯烷酮（PVP）、聚乙烯醇（PVA）、聚氧化乙烯（PEO）等。其他成核前驅體的示例可以于美國專利申請2009/01976788A1中找到。除了為上述方法挑選合適的成核劑外，為了優化銀納米線的生長以獲得非常規長和細的銀納米線，以可控速度添加可控數量的成核前驅體也是很關鍵的。溶液中成核劑的能力，給定時間內的數量及銀金屬離子的濃度是決定合成的銀納米線的線長和線徑的重要因素。仍于本發明的另一方面，于本發明中合成上述金屬納米線的方法包括控制反應的多個階段以允許線徑與線長的獨立控制。第一階段基本指向控制金屬納米線的直徑，然后第二階段基本指向在不顯著改變線徑的情形下生長線長。代表性地，生長階段持續2-4小時，如果需要更長的金屬納米線可以進一步延長。于一示例中，我們于第一階段合成線徑為30納米，線長為15微米的線。然后，進行第二階段，第一階段形成的線作為成核中意。新還原的銀原子繼續沉積于金屬納米線兩端以延長金屬納米線的長度又不會使線變粗。2小時結束時，金屬納米線的尺寸變為25微米長，30納米粗。進一步要注意的是，第二階段中，添加的金屬離子必須控制為非常緩慢的速率以保持理想的離子濃度。如果在一開始就加入全部的鹽，隨后最終的反應混合液中除了理想的高線徑比的金屬納米線外，還會包含有其他形狀的粒子混合物（納米立方體及低線徑比（<100）的納米米線/納米棒）。可以用作制造金屬納米線的金屬鹽并沒有特別限定，并可以根據預期使用目的選擇適合的。其示例包括硝酸鹽、鹵鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、氟硼酸鹽、胺復合物、氯代復合物及有機酸鹽。在這些里面，硝酸鹽、氟硼酸鹽、胺復合物、氯代復合物及有機酸鹽為特別優選的，因為這些物質于記性溶液中表現出高溶解度。銀離子濃度也可以進一步地控制，其通過用鹵化物/氫氧化物/硫酸鹽離子來形成不溶性的銀鹽來沉淀銀離子，不溶性的銀鹽容易在溶解度平衡的極性溶液中分離。通過添加的金屬鹽溶液的還原反應甚至可以在室溫下進行，但是優選為在加熱包含銀納米線和金屬鹽的溶液或金屬鹽溶液的時候進行。加熱溶液促進了金屬鹽還原為銀，同時控制還原的銀的階段形態。可選地，額外的還原劑或化學還原法可以進一步地根據預期使用目的選擇以進一步的與加熱結合使用。加熱溶液可以通過，如油浴、鋁加熱器、加熱板、烤爐、紅外加熱器、加熱輥、蒸汽（熱空氣）、超聲波、或微波等方式來進行。加熱溫度優選為80℃至200℃，更優選為100℃至150℃。進一步要注意的是，添加金屬離子步驟中，金屬離子必須控制在很慢的速率（代表性地為第一階段添加速率的十分之一，在0.1毫升/分鐘至1毫升/分鐘的范圍內或以小于總反應體積/分鐘的1%的速率）以保持理想的離子濃度，其接下來決定金屬納米線的長度。如果在最開始添加所有的鹽，然后最終反應混合液中會包含除了理想的高線徑比的金屬納米線之外的其他形狀的粒子混合物（納米立方體及低線徑比（<100）的納米線/納米棒）。添加速率必須如此，最終產品的線徑比會大于500:1。金屬納米線的凈化進一步地，本發明指向一種凈化透明導電電極的方法。該凈化方法包括使用具有滑動接觸表面的過濾設備過濾金屬納米線溶液的步驟。過濾設備可以是漏斗或需安裝裝置。可選地，過濾步驟在壓力下進行，可以加熱或不加熱。本發明也指向一種制造透明導電電極的方法，其包括：合成金屬納米線；使用壓力或在大氣壓下凈化金屬納米線；使用溶液形成金屬納米線分散；清洗預處理的基板；及于基板上涂覆折射率匹配層涂層或保護涂層。在具有高于500:1的線徑比金屬納米線合成和凈化后，形成了金屬納米線分散以制造導電電極。于本發明的一典型實施方式中，銀納米線包括總分散重量的0.01%至4%。于本發明一優選實施方式中，銀納米線包括分散重量的0.1%至0.6%。適合制備分散的溶液包括任何適合的純液體或液體的混合，該液體能夠形成金屬納米線的分散，并可以在理想溫度下揮發。此外，溶液希望可以以較低的成本提供高品質的金屬納米線薄膜，及能夠獲得高純度（>99%）。于一些示例中，用于分散的溶液具有低于約250℃的沸點。于另一些示例中，用于分散的溶液具有沸點的范圍為50℃至250℃。用于分散的溶液也包括有機溶劑的任何混合液。可選地，金屬納米線分散中可以加入添加劑或添加溶液以改善電極的整體性能。此類添加劑包括改善膜形態的、減少烘干時間的及改善與電極中其它層的附著力的添加劑。實驗示例1：制備折射率匹配的地霧度透明導電薄膜首先通過多元醇法及隨后的凈化來制備銀納米線（25微米，60納米）。然后將0.15g凈化后的金屬納米線分散于50毫升無粘合劑溶液中，如乙醇或甲醇或異丙醇（IPA），以制備銀納米線分散的0.3%重量/體積。一薄層SNW分散以1500rpm的速度旋涂于PET基板上30秒。涂覆的基板以100℃烘烤1分鐘。一層1.8%重量的硅溶膠凝膠溶液通過旋涂以2500rpm施加于烘烤后的樣本上部10秒。產生的樣本進一步以100℃烘烤1分鐘。最終樣本包括的PET基板具有埋入或嵌入密集堆積的二氧化硅微粒中的連結的銀納米線網格。示例2：光學特性比較表1列出了透明導電薄膜具有或不具有折射率匹配層之間的透光率及霧度值的比較。僅具有基板的第一樣本、具有金屬納米線的基板的第二樣本及具有金屬納米線及折射率匹配層的基板的第三樣本的關于透光率、霧度及粗糙度的數據總結在此。從第二及第三樣本的結果比較，表1中的數據清楚地確定了額外的折射率匹配層改善了透光率、減低了霧度并提供具有更小表面粗糙度的薄膜。表1：光學特性及表面粗糙度數據的總結（S：裸的基板；S+N：具有金屬納米網格的裸的基板；S+N+I：具有金屬納米線網格及附加折射率匹配層的裸的基板）示例3：金屬納米線合成及合成特性公布金屬納米線由已知的印刷技術合成，然后進行的是使用壓力和過濾的適合的凈化制程。然后，凈化的金屬納米線在光學顯微鏡下檢測他們的長度特性，并在掃描式電子顯微鏡下檢測他們的直徑特性。可選地，在合成的金屬納米線組裝于電極之前，其進一步地可以成型于一片基板上成為金屬納米線薄膜以測試霧度值。于第一示例中，將5.1g的聚乙烯呲咯烷酮（PVP）溶于50毫升丙三醇溶液中并加熱至150℃。同時，將5.1g的硝酸銀單獨溶于30毫升的丙三醇以形成硝酸銀溶液。然后，以2毫升/分鐘并持續9分鐘的恒定速率將硝酸銀溶液加入PVP溶液中。隨后，將硝酸銀溶液的剩余部分以0.4毫升/分鐘的速度加入并持續30分鐘。在被混合等量的冷水（20℃）淬滅之前，反應可以進行3小時。然后，最終的混合物在要求的溶液中進行重復的離心分離及重新散布進行溶液交換。為離心分離/重新散布進程的溶液的選擇由金屬納米線位于石墨配方中的要求的分散介質決定，如水或乙醇。用于重新分散的代表性的溶液數量為離心分離后收集的殘留固體的約50倍或更多。整個過程重復至少3次。該過程的條件可以于以下示例中等比例放大至大容量。于第二示例中，首先將50g的PVP溶于500毫升的丙三醇溶液并加熱至150℃。同時，將51g的硝酸銀單獨溶于300毫升的丙三醇以形成硝酸銀溶液。然后，以20毫升/分鐘并持續9分鐘的恒定速率將硝酸銀溶液加入PVP溶液中。隨后，將硝酸銀溶液的剩余部分以4毫升/分鐘的速度加入并持續30分鐘。在被混合等量的冷水（20℃）淬滅之前，反應可以進行3小時。然后，最終的混合物在要求的溶液中進行重復的離心分離及重新散布進行溶液交換。為離心分離/重新散布進程的溶液的選擇由金屬納米線位于石墨配方中的要求的分散介質決定，如水或乙醇。用于重新分散的代表性的溶液數量為離心分離后收集的殘留固體的約50倍或更多。整個過程重復至少3次。有上述內容可知，本申請中提到的“導電電極”、“透明導電電極”、“透明導電薄膜”和“透明導電電極薄膜”實為同一個結構，均包含：基板、透明導電層和各向同性層。盡管已示出和描述了本發明的幾個實施方式，對于本領域技術人員來說應理解為，在不背離本發明的原理和精神下，可以對這些實施方式做出變化。因此，之前的實施方式可以看做全方面的解說而不是對所描述的本發明的限定。因此本發明的范圍由附加的權利要求指明而不是之前的描述，在權利要求的等效范圍及含義下所作出的所有變化都應包含在其中。如揭示中所使用的術語“優選地”是非排他性的，意思是“優選地，但不限于”。權利要求中的術語應賦予他們與說明書中如前所述的與其基本發明構思一致的最廣義的解釋。