[发明专利]用于对传导性特征进行丝网印刷的方法和组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有2008年2月26日提交的第61/031,528号美国临时专利申请的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及在衬底上形成传导性特征。

2.相关技术

透明导体指的是在高透明度表面或衬底上涂覆的传导性薄膜。透明导体可以被制成具有表面传导率，同时保持合理的光学透明度。这种表面传导的透明导体广泛地用作平板液晶显示屏、触摸板、电致发光装置和薄膜光伏电池中的透明电极，用作防静电层，以及用作电磁波屏蔽层。

目前，真空沉积的金属氧化物，例如：铟锡氧化物(ITO)，是向电介质表面(例如，玻璃和聚合物膜)提供光学透明性和导电性的工业标准材料。然而，在受到弯曲或其它物理压力时，金属氧化物膜易碎且易损坏。金属氧化物膜还需要高的沉积温度和/或高的退火温度，以便获得高的传导率水平。还可能存在与将金属氧化物膜粘合到如塑料和有机衬底(例如，聚碳酸酯)的易于吸湿的衬底有关的问题。因此严重限制了金属氧化物膜在柔性衬底上的应用。此外，真空沉积是高成本的处理并需要专门的设备。此外，真空沉积的处理不利于形成图案和电路。这通常致使需要昂贵的图案形成处理，例如，光刻法。

传导性聚合物还被用作光学透明的电导体。然而，其通常具有与金属氧化物膜相比较低的传导率值和较高的光吸收率(尤其是在可见光波长下)，并且缺乏化学稳定性和长期稳定性。

最近，使用传导性纳米结构形成的透明导体已经被开发出来并且对于上述的透明导体类型具有一些优势。特别地，使用传导性纳米结构形成的透明导体相对较有柔性，其可通过使用湿式涂覆处理来制备并且可表现出期望的电学特性和光学特性。在例如第11/766,552号、第11/504,822号、第11/871,767号和11/871,721号美国专利申请中公开了这样的透明导体，这些专利申请的全部内容通过引用并入本文。此外，尽管上述的许多设备应用可以使用具有相对大的连续传导区域的透明传导薄片，但这些应用中的许多还需要一些层，在这些层中，仅较小的区域、图案、迹线、线或者其它这样的特征是传导性的。尽管已经发展出对于基于纳米结构的透明导体形成图案的一些方法，但这样的图案形成处理可能表现出制造低效率。因此，需要能够生产具有传导性图案或特征的基于纳米结构的传导性薄膜。

发明内容

依照本发明，在衬底上形成了导电特征，其中，所述导电特征包括金属各向异性纳米结构，并且所述导电特征是通过将包含所述金属各向异性纳米结构的涂料溶液丝网印刷到所述衬底上形成的。用于对依照本发明的导电特征进行丝网印刷的涂料溶液优选地包括增稠剂和金属各向异性纳米结构。所述涂料溶液可以额外地包括溶剂和碱。

附图说明

图1是传导性特征的图示，该传导性特征包括依照本发明的高于渗透阈值的各向异性纳米结构；

图2是特征的图示，该特征包括低于渗透阈值的各向异性纳米结构；

图3是根据一个实施方式的TFT背板的开关设备的截面图；

图4示出了显示设备，该显示设备包括基于依照本发明的纳米结构的透明电极；

图5示出了根据一个实施方式基于顶栅TFT的LCD的截面图；

图6示出了根据一个实施方式的PDP的截面图；

图7示出了根据一个实施方式的同质结太阳能电池结构；

图8示出了根据另一实施方式的异质结太阳能电池结构；

图9示出了根据另一实施方式的多结太阳能电池结构。

图10是示出了向依照本发明的传导性特征施加压力后处理的结果的图示。

具体实施方式

依照本发明，通过对包括传导性纳米结构的涂料溶液丝网印刷，可以在衬底上形成透明的传导层和传导特征。丝网印刷是将涂料溶液施加到衬底上的方法，其使用网眼或屏来支撑模板，模板通常包括阻挡油墨穿过屏到达衬底的一个或多个特征。通过跨越屏的表面移动的辊子、滚轴或者其它这种设备，迫使油墨穿过屏。

为了丝网印刷工艺在衬底上产生与模板的特征准确匹配的锐边特征，涂料溶液必须具有相对高的粘度。特别地，如果涂料溶液具有大于200cP的粘度，则这是优选的，并且更优选地具有大于大约900cP的粘度。然而，如下所述，为了在衬底上形成的特征是传导性的，其中的传导性纳米结构必须足够地分散，以便能够形成传导性网络。在具有足够高粘度以便有效地进行丝网印刷的涂料溶液中，这样的足够分散可能难以实现。依照本发明，具有各向异性金属纳米结构的涂料溶液用来将透明的导电的特征丝网印刷到衬底上。

传导性纳米结构