[发明专利]具有低可见性图案的导电膜及其制备方法

说明书

背景技术

透明导体是指涂覆在高透光率的表面或衬底上的导电薄膜。透明导体可被制造成具有表面导电性，同时保持适当的光学透明度。这种表面导电的透明导体广泛地用作平面液晶显示器、触摸面板、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，诸如氧化铟锡(ITO)，是用于向诸如玻璃和聚合物膜的介电表面提供光学透明度和导电性的工业标准材料。然而，金属氧化膜在弯曲或以其他方式受到物理应力时容易破碎和损毁。其还需要昂贵的制造工艺和专用的制造设备。金属氧化膜通常在真空室内以升高的沉积温度和高退火温度沉积，以获得所需的导电性。此外，真空沉积不利于直接形成图案和电路，其需要专业的图案化方法，例如光刻法。

用于制造金属氧化膜的专用方法对衬底有严格的限制。通常，诸如玻璃的刚性衬底是唯一可行的选择。在另一方面，柔性衬底(例如塑料)，由于衬底的吸收性往往不能粘附至金属氧化物上。

导电聚合物也被用作光学透明的电导体。然而，与金属氧化膜相比，其通常具有更低的导电率和更高的光吸收率(尤其是在可见光波长中)，并且缺乏化学稳定性和长期稳定性。

因此，在本领域中仍然需要提供具有所期望的电学、光学和机械性能的透明导体；特别地，可适合任何衬底并且可以以低成本、高产量的方法来进行制造和图案化的透明导体。

发明内容

本发明描述了包括涂覆在衬底上的导电层的图案化透明导体。更具体地，该图案化透明导体包括：非导电衬底；非导电衬底上的第一导电线，第一导电线包括第一导电纳米结构网状物并且具有第一纵向方向；非导电衬底之上的第二导电线，第二导电线包括第二导电纳米结构网状物并且具有第二纵向方向；以及使第一导电线和第二导电线电隔离的绝缘区，所述绝缘区具有沿第一纵向方向侧向邻接第一导电线的第一非导电边界，以及沿第二纵向方向侧向邻接第二导电线的第二非导电边界，其中，绝缘区包括设置在非导电衬底上并且通过非导电间隙彼此电隔离的多个导电材料岛状物，每个导电材料岛状物包括相应的多个导电纳米结构。

更具体地，非导电间隙、第一和第二非导电边界不具有金属纳米结构的导电网状物。

在另一实施方式中，图案化透明导体中的第一纵向方向和第二纵向方向基本互相平行。

在各种实施方式中，第一非导电边界可为平直的或不规则的。第二非导电边界可为平直的或不规则的。

在其他实施方式中，导电材料岛状物可以是平行四边形，或者可以是不规则形状。

在另一实施方式中，导电材料岛状物具有0.1-10平方毫米或0.5-2平方毫米范围内的表面积。

在各种实施方式中，非导电间隙、第一和第二非导电边界中不存在金属纳米结构。

在其他实施方式中，非导电间隙、第一和第二非导电边界具有带结构缺陷的金属纳米结构，使得金属纳米结构无法形成导电网状物。

另一实施方式提供了制备具有低可见性图案的透明导体的方法，该方法包括：根据图案在非导电衬底上直接印刷涂料组合物，该涂料组合物具有挥发性液态载体和多个金属纳米结构；以及去除挥发性液态载体，其中，图案限定了非导电衬底上的具有第一纵向方向的第一导电线；非导电衬底上的具有第二纵向方向的第二导电线，以及使第一导电线和第二导电线电隔离的绝缘区，该绝缘区具有沿第一纵向方向侧向邻接第一导电线的第一非导电边界和沿第二纵向方向侧向邻接第二导电线的第二非导电边界，其中，绝缘区包括设置在非导电衬底上并通过非导电间隙彼此电隔离的多个导电材料岛状物，每个导电材料岛状物包括多个相应的导电纳米结构，以及其中非导电间隙、第一和第二非导电边界不具有任何金属纳米结构。

又一种实施方式提供了制造具有低可见性图案的透明导体的方法，该方法包括：在非导电衬底上涂覆涂料组合物，该涂料组合物具有挥发性液态载体和多个金属纳米结构；去除挥发性液态载体从而提供金属纳米结构的导电网状物；以及根据图案蚀刻导电网状物，其中，该图案限定了非导电衬底上的具有第一纵向方向的第一导电线；非导电衬底上的具有第二纵向方向的第二导电线，以及使第一导电线和第二导电线电隔离的绝缘区，绝缘区具有沿第一纵向方向侧向邻接第一导电线的第一非导电边界和沿第二纵向方向侧向邻接第二导电线的第二非导电边界，其中，绝缘区包括设置在非导电衬底上并且通过非导电间隙彼此电隔离的多个导电材料岛状物，每个导电材料岛状物包括相应的多个导电纳米结构。更具体地，非导电间隙、第一和第二非导电边界不具有金属纳米结构的导电网状物。