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将基于银纳米线的透明导体并入电子设备中的方法

阅读：1036发布：2020-11-24

IPRDB可以提供将基于银纳米线的透明导体并入电子设备中的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本文公开了光学堆栈，其通过并入光稳定剂(如1‑苯基‑1H‑四唑‑5‑硫醇(PTZT))和/或氧气阻隔物而对光暴露是稳定的。OCA是光学透明粘合剂的缩写。，下面是将基于银纳米线的透明导体并入电子设备中的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.光学堆栈，其包括：

第一基底；

在所述第一基底上的具有多个银纳米结构的纳米结构层；

光学透明粘合剂层；

其中所述纳米结构层或所述光学透明粘合剂层中的至少一个还包含一种或多种光稳定剂，其中所述光稳定剂用于抑制所述光学透明粘合剂层中的光敏物质对于所述银纳米结构的光诱导氧化,其中所述光稳定剂是烯烃或四唑或膦化物或硫醚或抗坏血酸钠或抗坏血酸钾，所述光稳定剂选自钙盐、锌盐或铑盐的金属光减感剂。

2.如权利要求1所述的光学堆栈，其中所述金属纳米结构是相互连接的金属纳米线。

3.如权利要求2所述的光学堆栈，其中所述金属纳米结构是银纳米线。

4.如权利要求2所述的光学堆栈，其中所述金属纳米结构与所述光学透明粘合剂层相接触。

5.如权利要求1所述的光学堆栈，其中所述光稳定剂是萜烯或树脂增粘剂。

6.如权利要求5所述的光学堆栈，其中所述萜烯包含至少一个异戊二烯单元以及至少一个碳-碳双键。

7.如权利要求1所述的光学堆栈，其中所述光稳定剂是1-苯基-1H-四唑-5-硫醇。

8.如权利要求1所述的光学堆栈，其中所述光稳定剂是三唑。

9.如权利要求1所述的光学堆栈，其中所述光稳定剂是受阻酚。

10.如权利要求9所述的光学堆栈，其中所述光稳定剂是丁基羟基甲苯、没食子酸烷基酯、叔丁基氢醌、维生素E、丁基羟基苯甲醚。

11.如权利要求1所述的光学堆栈，其中将所述光稳定剂并入所述光学透明粘合剂层中。

12.如权利要求1所述的光学堆栈，其中将所述光稳定剂通过共沉积并入所述银纳米结构的导电网络层中。

13.如权利要求1所述的光学堆栈，其中在将所述光学堆栈暴露于在365nm处测量的至少200mW/cm2的加速光下至少200小时之后，所述导电层的表面电阻的漂移小于10％。

14.如权利要求12所述的光学堆栈，其中在将所述光学堆栈暴露于加速光之前，所述导电层的表面电阻小于500Ω/sq。

15.如权利要求1所述的光学堆栈，其中在将所述光学堆栈暴露于在365nm处测量的至少200mW/cm2的光下至少800小时之后，所述导电层的表面电阻的漂移小于30％。

16.光学堆栈，其包括：

基底；

具有多个银纳米结构的纳米结构层；

光学透明粘合剂层；

选自萜烯和抗坏血酸类的一种或多种光稳定剂，其中所述光稳定剂用于抑制所述光学透明粘合剂层中的光敏物质对于所述银纳米结构的光诱导氧化,其中所述光稳定剂是烯烃或四唑或膦化物或硫醚或抗坏血酸钠或抗坏血酸钾，所述光稳定剂选自钙盐、锌盐或铑盐的金属光减感剂。

17.如权利要求16所述的光学堆栈，其还包含插入在所述基底与所述纳米结构层之间并与所述纳米结构层相接触的底涂层，并且其中所述光稳定剂并入所述底涂层中。

18.如权利要求16或17所述的光学堆栈，其还包含设置于所述纳米结构层上并与所述纳米结构层相接触的面涂层，并且其中所述光稳定剂并入所述面涂层中。

19.如权利要求16所述的光学堆栈，其中所述光学透明粘合剂层与所述纳米结构层相接触，其中所述光稳定剂并入所述光学透明粘合剂层中。

20.如权利要求16所述的光学堆栈，其中所述光稳定剂是抗坏血酸钠。

21.如权利要求20所述的光学堆栈，其中所述抗坏血酸钠以约0.1重量％-1重量％并入。

说明书全文

将基于银纳米线的透明导体并入电子设备中的方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求下列申请的权益：2013年2月15日提交的第61/765,420号美国临时专利申请；2013年3月15日提交的第13/840,864号美国正式专利申请以及2014年1月17日提交的第61/928,891号美国临时专利申请，上述申请通过引用整体并入本文中。

[0003] 发明背景

技术领域

[0004] 本公开内容涉及制备稳定且可靠的光学堆栈的加工方法，所述光学堆栈包括至少一种银纳米结构的透明导电膜。

[0005] 相关技术的描述

[0006] 透明导体是指涂覆在高透过率表面或基底上的薄导电膜。可以将透明导体制造成具有表面导电性，同时维持合理的光学透明度。这种表面导电的透明导体在平面液晶显示器、触控面板、电致发光设备和薄膜光伏电池中被广泛用作透明电极；用作抗静电层；以及用作电磁波屏蔽层。

[0007] 目前，真空沉积的金属氧化物如氧化铟锡(ITO)，是用于给诸如玻璃和聚合物膜的介电表面提供光学透明度和电导率的工业标准材料。然而，金属氧化物膜是脆的，并在弯曲或施加其他物理应力时易于受损。它们还需要高沉积温度和/或高退火温度以获得高电导率水平。对于某些易于吸收水分的诸如塑料和有机基底(如聚碳酸酯)的基底来说，适当地附着金属氧化物膜成为问题。因此，金属氧化物膜在柔性基底上的应用受到了严重的限制。另外，真空沉积是一种高成本的方法，且需要专门的设备。而且，真空沉积的方法也不利于形成图案和电路。这通常导致对昂贵的构图方法(例如光刻法)的需求。

[0008] 近些年来，倾向于利用嵌入到绝缘基质中的金属纳米结构(如银纳米线)的复合材料代替平板显示器中当前的工业标准透明导电ITO膜。通常，首先将包含银纳米线和粘合剂的油墨组合物涂覆于基底上，从而形成透明导电膜。粘合剂提供了绝缘基质。所得的透明导电膜具有与ITO膜相当的或更优的表面电阻。

[0009] 基于纳米结构的涂覆技术特别适于印刷型电子产品。利用基于溶液的形式(solution-based format)，印刷电子技术可以在大面积、柔性基底上产生耐用的电子产品。参见Cambrios Technologies Corporation的第8,049,333号美国专利，其以全文引用的方式并入本文中。用于形成基于纳米结构的薄膜的基于溶液的形式也与现有的涂覆和层压技术相兼容。因此，面涂、底涂、粘合层、和/或保护层的另外的薄膜能够集成到高通量工艺中，以形成包含基于纳米结构的透明导体的光学堆栈。

[0010] 虽然银通常被认为是一种贵金属，但银在特定环境中对腐蚀可为敏感的。银腐蚀的一种后果是局部地或均匀地损失电导率，其表现为透明导电膜的表面电阻漂移，导致不可靠的性能。因此，本领域仍需要提供可靠且稳定的包括基于纳米结构的透明导体的光学堆栈。

[0011] 发明概述

[0012] 公开了包含基于银纳米结构的透明导体或薄膜的光学堆栈，其对长期的热和光暴露是稳定的。

[0013] 一个实施方案提供了光学堆栈，其包括：第一基底；沉积在所述第一基底上的具有多个银纳米结构的纳米结构层；光学透明粘合剂(OCA)层；其中所述纳米结构层或所述OCA层中的至少一个还包含一种或多种光稳定剂。

[0014] 在多种实施方案中，所述金属纳米结构是互相连接的、呈网络状的银纳米线。

[0015] 在其他实施方案中，所述金属纳米结构与所述OCA层相接触。

[0016] 在多种实施方案中，所述光稳定剂是烯烃、萜烯(例如苧烯或萜品醇)、四唑、三唑、受阻酚、膦化物、硫醚、金属光减感剂、或抗氧化剂(例如抗坏血酸钠)，或其组合。

[0017] 在一个实施方案中，将所述光稳定剂并入所述OCA层中。

[0018] 在另一个实施方案中，将所述光稳定剂并入所述银纳米结构的纳米结构层中。

[0019] 在其他实施方案中，在将所述光学堆栈暴露于在365nm处测量的至少200mW/cm2的加速光下至少200小时后，所述导电层的表面电阻的漂移小于10％。

[0020] 在另一个实施方案中，在将所述光学堆栈暴露于在365nm处测量的至少200mW/cm2的加速光下至少800小时后，所述导电层的表面电阻的漂移小于30％。

[0021] 在如上所述的多种实施方案中，在将所述光学堆栈暴露于加速光之前，所述导电层的表面电阻小于500Ω/sq。

[0022] 另一个实施方案提供了光学堆栈，其包括第一分堆栈(substack)；第二分堆栈；和设置于所述第一分堆栈与所述第二分堆栈之间的纳米结构层，所述纳米结构层包括多个银纳米结构，其中所述第一分堆栈和所述第二分堆栈中的至少一个包含在25℃下氧气透过率为10cc/m2*d*atm的氧气阻隔膜。

[0023] 另一个实施方案提供了光学堆栈，其包括：第一分堆栈；第二分堆栈；设置于所述第一分堆栈与所述第二分堆栈之间的纳米结构层，所述纳米结构层包括多个银纳米结构；第一垂直边缘；以及覆盖所述第一垂直边缘的第一封边。

[0024] 其他实施方案提供了光学堆栈，其包括：基底；具有多个银纳米结构的纳米结构层；以及选自萜烯和抗坏血酸类的一种或多种光稳定剂。

[0025] 附图简述

[0026] 在附图中，相同的参考编号确定类似的要素或动作。附图中要素的尺寸和相对位置不必按比例绘制。例如，多种要素的形状和角度并不按比例绘制，并且这些要素的某些要素被任意扩大和布置以提高附图的可识别性。此外，所绘的要素的具体形状并不意图传递任何关于该具体要素的实际形状的信息，而仅仅是为了在附图中易于识别而被选择。

[0027] 图1示出包括基于金属纳米结构的透明导体的光学堆栈。

[0028] 图2示出包括分堆栈的一般光学堆栈。

[0029] 图3示意性地示出纳米结构腐蚀的“边缘失效”模式。

[0030] 图4-7示出根据本公开内容的多种实施方案的并入一种或多种光稳定剂的光学堆栈。

[0031] 图8-10示出根据本公开内容的多种实施方案的具有一个或多个氧气阻隔膜的光学堆栈。

[0032] 图11示出具有封边的光学堆栈。

[0033] 图12示出多种光稳定剂对在加速光条件下的多种光学堆栈的表面电阻的漂移百分比的影响。

[0034] 图13-16示出根据多个实施方案的用多种光稳定剂处理的多种光学堆栈的表面电阻的漂移百分比。

[0035] 发明详述

[0036] 透明导电膜是平板显示器设备(例如触摸屏、液晶显示器(LCD))中的重要组件。这些设备的可靠性在某种程度上由透明导电膜的稳定性来决定，其中该透明导电膜在设备的正常操作条件下被暴露于光和热。正如本文更详细地讨论的，发现长时间的光暴露可能诱发银纳米结构的腐蚀，造成透明导体的表面电阻的局部或均匀的增加。

[0037] 因此，公开了包括基于银纳米结构的透明导体或薄膜的光学堆栈，该光学堆栈对长时间的热和光暴露是稳定的，以及公开了制备该光学堆栈的方法。

[0038] 如本文所使用，“光学堆栈”是指一般置于电子设备(如触控传感器或平板显示器)的光路中的多层结构或面板。光学堆栈包括至少一层基于金属纳米结构的透明导电薄膜(或透明导体)。光学堆栈的其他层可以包括例如基底、面涂、底涂、粘合层、保护层(如盖玻璃)或其他增强性能的层(例如抗反射膜或防眩光膜)。优选地，光学堆栈包括至少一层光学透明粘合剂(OCA)。

[0039] 图1示出光学堆栈(10)，其包括第一基底(12)、基于银纳米结构的透明导体(14)、OCA层(16)和第二基底(18)。光学堆栈(10)可以通过首先将银纳米结构、粘合剂和挥发性溶剂的涂料溶液沉积于第一基底(18)上形成基础透明导体(20)而形成。干燥和/或固化之后，银纳米结构固定在第一基底(18)上。第一基底可以是柔性基底，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。基础透明导体(20)的实例是由本申请的受让方Cambrios Technologies Corporation以商品名商购的。基础透明导体(20)可以经由OCA层(16)被层压至第二基底(18)。

[0040] 光学堆栈可以采取许多构造，图1所示例的构造是最简单的一种。图2示意性地示出一般光学堆栈(60)，其包括第一分堆栈(70)、第二分堆栈(80)、设置于第一分堆栈与第二分堆栈之间的纳米结构层(90)，该纳米结构层包括多个银纳米结构(94)。第一分堆栈和第二分堆栈中的每一个都可以独立包括任何顺序的任何数量的薄层，例如面涂(OC)、底涂(UC)、基底、盖玻璃、其他银纳米结构层、OCA层等。分堆栈还可以包括显示器或作为触控传感器的非功能部分的任何其他设备组件。

[0041] 光学堆栈中的银纳米结构在光暴露下的腐蚀倾向可以归结为以复杂方式操作的许多因素。发现某些光诱发的腐蚀可在暗区与光暴露区的界面处尤其明显。图3示意性地示出所谓的“边缘失效”。在图3中，触控传感器(100)具有至少一层纳米结构层(未示出)和装饰框(110)。装饰框阻挡紫外光到达局部的位于下面的纳米结构。据观察，相较于距装饰框较远的暴露区(130)(例如触控传感器的中心)，接近装饰框(110)的光暴露区(120)倾向于经历更多且更快的纳米结构腐蚀。发现紫外(UV)光和大气气体的存在(尤其是氧气)这两个因素会促进银的氧化。

[0042] 还发现，在某些情况下，紧密接近OCA似乎会诱发且加剧银纳米结构的腐蚀。光学透明粘合剂(OCA)是常用于将一些功能层(例如盖玻璃和透明导体)组装或粘合至光学堆栈或面板中的薄粘合剂膜(参见图1)。此类面板可以作为例如电容触控面板。OCA通常含有由自由基聚合形成的丙烯酸烷基酯的混合物。因此，OCA可能含有未反应的引发剂或光引发剂、残余的单体、溶剂和自由基。这些物质中的一些是光敏的，且可以对紧密接近OCA的银纳米结构是有害的。如本文所用，OCA可以预先制备(包括商用形式)并层压至基底上，或从液体形式直接涂覆至基底上。

[0043] 光敏物质容易吸收光并经历或诱发复杂的光化学活性。光化学活性的一种类型涉及将化合物从基态激发到较高能级，即，激发态。激发态是瞬时的，并通常用放热的方式衰减回基态。然而瞬时激发态还可能与其他物质发生复杂的级联反应。

[0044] 不论失效机理如何，发现某些光化学活性通过以下氧化反应导致银纳米结构的腐蚀：

[0045] AgO→Ag++e-

[0046] 在某些实施方案中，通过抑制激发态的光化学活性或促进激发态快速回到基态来抑制腐蚀。特别地，通过将一种或多种光稳定剂并入光学堆栈中(例如在一层或多层中，尤其是在银纳米结构层中或与银纳米结构相邻的层中)，可以抑制促成银腐蚀的光化学活性。在其他实施方案中，通过最小化或消除大气中的氧气向堆栈的渗透而抑制腐蚀。特别地，可以在光学堆栈中存在一个或多个氧气阻隔物以保护或包封银纳米结构。

[0047] 下面将进一步详细讨论这些实施方案。

[0048] 光稳定剂

[0049] 因此，多种实施方案提供了稳定的光学堆栈，其中一种或多种光稳定剂与任何层相结合。如本文所使用，光稳定剂通常是指可以以任何机理用于抑制光化学活性(尤其关于银纳米结构的光诱导氧化)的化合物或添加剂。例如，光稳定剂可以作为空穴陷阱以清除由光敏物质产生的空穴，所述光敏物质类很可能与OCA层相关。光稳定剂也可以作为减感剂，其预先阻止空穴的产生。光稳定剂可以作为抗氧化剂或氧清除剂，其经历牺牲性氧化反应以在氧化剂可与银纳米结构相互作用之前破坏氧化剂(包括分子氧)。

[0050] 光稳定剂可以是下列化合物类别中的任何一种。通常来说，它们是非挥发性的(具有至少150℃的沸点)，且可以是液体或固体。它们可以是分子量不大于500的有机小分子，或可以是含有2-100个单体的低聚物，或含有大于100个单体的聚合物。

[0051] 1.烯烃

[0052] 烯烃是含有至少一个碳-碳双键的烃。双键使得烯烃成为用于牺牲性氧化反应的候选物。烯烃可以具有线性碳骨架、环状碳骨架或线性与环状碳骨架的组合。在碳骨架上，烯烃可以进一步被羟基、烷氧基、巯基、卤素、苯基或胺基团取代。

[0053] 在一个实施方案中，合适的烯烃具有交替的双键及单键排列以提供扩展的共轭结构。这种共轭结构使自由基离域，从而使其稳定。共轭烯烃的实例包括，但不限于，胡萝卜素或类胡萝卜素、某些萜烯或萜类化合物。

[0054] 在其他实施方案中，烯烃可能含有多个但非共轭的双键。非共轭烯烃的实例包括某些萜烯、松脂、聚丁二烯等。

[0055] 除了作为光稳定剂之外，某些烯烃也是增粘剂，并且可以被直接并入OCA中。

[0056] i.萜烯

[0057] 萜烯是烯烃的子集。它们是从由多种植物(特别是松柏)产生的树脂中衍生而来。虽然萜烯包含大量不同类别的碳水化合物，但是它们都包含至少一个异戊二烯单元。萜烯可以具有环状以及非环状的碳骨架。如本文所用，萜烯也包括萜类化合物，其是萜烯通过碳骨架的氧化或重排而获得的衍生物。

[0058] 由于其与异戊二烯的共有结构，萜烯还具有至少一个碳-碳双键，使其可以参与牺牲性氧化反应。

[0059] 在某些实施方案中，光稳定剂为苧烯。苧烯是含有两个异戊二烯单元的环状萜烯。环双键容易经历氧化反应以形成环氧化物：

[0060]

[0061] 其他合适的萜烯包括葎草烯、角鲨烯、法呢烯等。合适的萜类化合物包括，但不限于，萜品醇、香叶醇等。与苧烯一样，这些萜烯同样经历牺牲性氧化反应。

[0062] ii.树脂增粘剂

[0063] 树脂增粘剂是衍生于植物源或石油源的烯烃。树脂增粘剂是极好的粘合剂并可以被直接并入OCA中，其中它们参与牺牲性氧化反应以阻止OCA中的光敏物质以防腐蚀银纳米结构。

[0064] 树脂增粘剂可以包括松脂和多萜，它们是植物衍生的树脂在去除萜烯(其具有较低的沸点)之后的固体残留物。合适的松脂或多萜商购自Pinova Inc.(Brunswick，GA)或Eastman(Kingsport，TN)。基于石油的树脂也可以从Eastman获得。

[0065] 2.受阻酚

[0066] 受阻酚是指在接近羟基的位置处含有大取代基的苯酚衍生物。由苯基提供的空间位阻和离域使得羟自由基稳定，使受阻酚适于用作光稳定剂。

[0067] 在一个实施方案中，光稳定剂为丁基羟基甲苯(BHT)。BHT(如下)具有两个与羟基邻近的叔丁基，使其成为强抗氧化剂，因为羟自由基被相邻叔丁基和苯基所稳定。

[0068]

[0069] 其他合适的受阻酚包括，但不限于，丁基羟基苯甲醚(BHA)、没食子酸烷基酯(例如没食子酸甲酯、没食子酸丙酯)、叔丁基氢醌(TBHQ)、维生素E(α-生育酚)等。

[0070] 3.四唑和三唑

[0071] 四唑是含有由四个氮原子和一个碳原子组成的五元环的有机化合物。三唑是含有由三个氮原子和两个碳原子组成的五元环的有机化合物。四唑和三唑都是光减感剂。它们还倾向于与银粘合以形成可以进一步阻止腐蚀的保护涂层。

[0072] 除了环状结构以外，如本文所用，四唑和三唑还可以含有取代基，包括硫醇(SH)、烷基、苯基、硫代基团(＝S)、偶氮基团等。它们还可以进一步与其他环相稠合，例如苯基、吡啶或嘧啶等。

[0073] 在一个实施方案中，光稳定剂为1-苯基-1H-四唑-5-硫醇(PTZT)。在另一个实施方案中，光稳定剂为苯并三唑(BTA)。

[0074] 在其他多种实施方案中，合适的光稳定剂可以是在第2,453,087号、第2,588,538号、第3,579,333号、第3,630,744号、第3,888,677号、第3,925,086号、第4,666,827号、第4,719,174号、第5,667,953号美国专利和第0933677号欧洲专利中公开的任何一种光减感剂化合物(包括所有四唑和三唑化合物)。所有这些专利都通过引用整体并入本文。

[0075] 4.膦化物

[0076] 膦化物是具有三个连接至磷(III)上的取代基的有机磷化合物。膦化物经历氧化反应，其中磷(III)被氧化成磷(V)。取代基可以相同或不相同，且通常为芳基(例如取代或未取代的苯基)或烷基(取代或未取代的)。

[0077] 在一个实施方案中，光稳定剂为三苯基膦，其可以如下被氧化：

[0078]

[0079] 5.硫醚

[0080] 硫醚或硫化物是具有两个连接至硫基上的取代基的有机硫(organosulfurous)化合物。中心的硫基可以被氧化为亚砜(S＝O)，其可以被进一步氧化成砜(S(＝O)2)。取代基可以相同或不相同，且通常为芳基(例如取代或未取代的苯基)或烷基(取代或未取代的)。

[0081] 在一个实施方案中，光稳定剂为硫醚，其可以如下被氧化：

[0082]

[0083] 6.金属光减感剂

[0084] 某些金属可以作为无机光稳定剂，因为它们能够使光化学活性脱敏。实例包含铑盐(参见第4,666,827号美国专利)和锌盐或钙盐(参见第2,839,405号美国专利)。所有这些专利都通过引用整体并入本文。

[0085] 7.抗氧化剂

[0086] 抗氧化剂在抑制氧诱发的腐蚀中特别有效。抗氧化剂可以作为清除剂以通过直接与分子氧反应而除去氧。抗氧化剂还可以用于去除在初始氧化反应中形成的自由基，从而进一步阻止自由基引发的链式反应。

[0087] 特别优选的抗氧化剂为抗坏血酸类(ascorbate)，其可以为抗坏血酸盐(ascorbate salt)(例如抗坏血酸钠或抗坏血酸钾)或抗坏血酸。

[0088] 抗氧化剂的其他实例可以包括硫醇、肼和亚硫酸盐(例如亚硫酸钠和亚硫酸钾)。

[0089] 并入光稳定剂

[0090] 本文所描述的光稳定剂或任何类别的光稳定剂的组合可以被并入所给定的光学堆栈的任何一层中。特别地，由于光学堆栈的大多数功能层可以通过基于溶液的涂覆方法而形成，因此在涂覆前可以将光稳定剂与涂料溶液相结合。例如，光稳定剂可以通过共沉积而并入纳米结构层、面涂、底涂、基底或粘合剂层(例如OCA)之中。

[0091] 通常，面涂(OC)层被涂覆在已经在基底上形成的纳米结构层上。首先将底涂(UC)层涂覆在基底上，接着是将纳米结构层涂覆在UC层上。在附图中，根据所给定堆栈的方位，UC层可出现在纳米结构层“之上”，同时OC层可能出现在纳米结构层“之下”。通常，OC层和UC层是与纳米结构层最接近(例如相接触)的层。

[0092] 在某些实施方案中，将光稳定剂(例如抗氧化剂)并入直接与纳米结构层相接触的面涂(OC)层中。图4示出光学堆栈(120)，其包括基底(130)、沉积在基底(130)上的纳米结构层(140)(该纳米结构层具有多个银纳米结构(144))、以及沉积在纳米结构层上的包括一种或多种光稳定剂(未示出)的面涂层(150)。面涂层(150)通过OCA层(160)进一步与保护膜(170)相粘合。

[0093] 在多种实施方案中，基底可以是本文描述的任何基底，且优选为玻璃。

[0094] 在多种实施方案中，保护膜为最外层且可以是本文描述的任何柔性基底，并优选为PET膜。保护膜可以被去除以便剩余的光学堆栈能通过OCA层(160)与其他层相粘合。

[0095] 光稳定剂可以是萜品醇、苧烯、抗坏血酸钠或其组合。一个具体的实施方案提供了光学堆栈，其具有纳米结构层和与纳米结构层相接触的OC层，其中OC层包含抗坏血酸盐。在更具体的实施方案中，OC层包含0.1％-1％的抗坏血酸钠。

[0096] OCA可以是由3MTM提供的具有诸如3M8146-2的产品编号的商品。

[0097] 下表1示出示例性面涂材料：

[0098] 表1

[0099]

[0100] 在其他实施方案中，将光稳定剂并入与纳米结构层直接接触的底涂(UC)层中。图5示出光学堆栈(200)，其包括基底(210)、沉积在基底(210)上的底涂层(220)(该底涂层(220)包含一种或多种光稳定剂(未示出))、具有多个银纳米结构(234)的纳米结构层(230)、以及沉积在纳米结构层(230)上的面涂层(240)。面涂层(240)通过OCA层(250)进一步与保护膜(260)相粘合。

[0101] 所述基底、面涂层、纳米结构层、OCA层和光稳定剂的详细内容如本文所描述的。

[0102] 另一个具体的实施方案提供了光学堆栈，其具有纳米结构层和与纳米结构层相接触的UC层，其中UC层包含抗坏血酸盐。在更具体的实施方案中，UC层含有0.1％-1％的抗坏血酸钠。

[0103] 下表2示出示例性底涂材料：

[0104] 表2

[0105]

[0106] 在其他实施方案中，将抗氧化剂并入纳米结构层中。图6示出光学堆栈(300)，其包括基底(310)、具有多个银纳米结构(324)的纳米结构层(320)、以及沉积在纳米结构层(320)上的面涂层(330)，面涂层(330)通过OCA层(340)进一步与保护膜(350)相粘合。

[0107] 所述基底、面涂层、纳米结构层、OCA层和光稳定剂的详细内容如本文所描述的。

[0108] 具体的实施方案提供了光学堆栈，其具有含有抗坏血酸盐的纳米结构层。在更具体的实施方案中，纳米结构层具有不多于1％的抗坏血酸钠。在多种实施方案中，OC、UC、OCA和纳米结构层的任何组合可以含有抗氧化剂。

[0109] 然而所有的层一旦包含一种或多种光稳定剂，就可以有助于使银纳米结构稳定，但是OCA层中的光稳定剂可以具有显著的影响。由于OCA层通常是光学堆栈中最厚的层，因此它们允许较高的总含量(如以mg/m2计)的光稳定剂。例如，本文所考虑的纳米结构层通常具有100nm-200nm的总厚度，而OCA层具有25μm至250μm的厚度范围。因此，即使光稳定添加剂的总浓度非常低，OCA中也可以含有大的添加剂总量。如果添加剂在进行其保护作用时被消耗，那么这是非常有益的。

[0110] 因此，在另一个实施方案中，光学堆栈包含纳米结构层和与纳米结构层相接触的OCA层，其中OCA层含有光稳定剂。图7示出光学堆栈(400)，其包括基底(410)、具有多个银纳米结构(424)的纳米结构层(420)、以及沉积在纳米结构层(420)上的OCA层(430)和与OCA层(430)相粘合的保护膜(440)。

[0111] 一个具体的实施方案提供了光学堆栈，其具有纳米结构层和与纳米结构层相接触的OCA层，其中OCA层含有抗坏血酸盐。在某些实施方案中，OCA层含有0.1-1％的抗坏血酸钠。

[0112] 在某些实施方案中，光稳定剂(例如萜烯类和某些树脂增粘剂)为非挥发性的液体或半固体。因此，液体光稳定剂可以直接与预先制备的OCA(例如以其商用形式)相结合。预先制备的OCA可以与液体光稳定剂一起喷射、浸泡在液体光稳定剂中或以其他方式与液体光稳定剂相接触。在液体渗入的时段之后，OCA层表面上的残余液体可以被擦除或旋除(spun off)。可用的OCA的实例包括以下商购的那些：3M公司的商品号8146-2、8142KCL、8172CL、8262N；Nitto Denko Corporation的商品号CS9662LS；以及Hitachi Chemical Corporation的商品号TE7070。然而，上述技术并不局限于OCA的商用形式。任何粘合层都可以类似地包含本文所述的一种或多种光稳定剂。

[0113] 透明导体(在基底上形成的银纳米结构导电网络)也可以用光稳定剂(如图6)以与OCA相同的方式进行处理。例如，光稳定剂可以与透明导体相接触(喷射或浸泡)一段时间，以使光稳定剂扩散进透明导体中。

[0114] 光稳定剂也可以首先是含有挥发性溶剂(如醇类、丙酮、水等)的分散液的形式。然后，在涂覆之前该分散液与涂料溶液相结合。或者，分散液可以在独立于形成光学堆栈的其他涂覆步骤的单独步骤中被涂覆。此后，挥发性溶剂与涂料溶液中的其他挥发性溶剂一起被去除。第三，分散液可以接触层(OCA或透明导体)一段时间，以使光稳定剂扩散进所述层中。

[0115] 不论光稳定剂的形式如何，在涂覆之前光稳定剂还可以直接与任何成膜涂料溶液相结合。例如，光稳定剂可以与银纳米结构的涂料溶液、或者面涂或底漆的涂料溶液、或者用于形成粘合层的涂料溶液相结合。

[0116] 因此，一种实施方案提供了光学堆栈，其包括基底、含有多个相互连接的银纳米结构的透明导体、光学透明粘合层，其中透明导体和光学透明粘合层中的至少一个包含一种或多种光稳定剂。在多种实施方案中，光稳定剂可以是烯烃(如萜烯)、抗坏血酸盐、受阻酚、四唑或三唑、膦化物、硫醚或如本文所述的金属。

[0117] 在一些实施方案中，光稳定剂在给定层(如OCA层)中存在的浓度(以重量计)为至少0.02％、或至少0.05％、或至少0.1％、或至少2％、或至少5％、或至少10％。

[0118] 当光稳定剂为抗氧化剂时，抗氧化剂可以高于阈值浓度而存在于每一层，以充分地提供对氧气的阻隔。通常，浓度一般可以不高于该层的5w/w％，更典型地，不高于1w/w％、或不高于0.5w/w％、或不高于0.1w/w％、或不高于0.05w/w％。根据抗氧化剂存在的位置或具体层，可能需要不同的浓度。

[0119] 气体或氧气阻隔物

[0120] 氧气阻隔物是最小化或阻止大气气体(其21％是氧气)渗透的物理阻隔物(例如膜或封边)。因此，本文中“气体阻隔物”和“氧气阻隔物”可交换使用。

[0121] 在多种实施方案中，图1的光学堆栈的第一分堆栈或第二分堆栈可以包括气体阻隔物。在其他实施方案中，第一分堆栈和第二分堆栈分别包括气体阻隔物，因此在纳米结构层周围产生至少部分的包封。

[0122] 图8示出包含氧气阻隔膜的光学堆栈。光学堆栈(500)包括第一分堆栈(510)、第二分堆栈(520)、设置在第一分堆栈和第二分堆栈之间的纳米结构层(530)，该纳米结构层(530)具有多个银纳米结构(534)，其中第二分堆栈还包括氧气阻隔膜(540)。

[0123] 气体或氧气阻隔膜可由具有低的氧透过率(OTR)的材料形成。OTR是氧气在大气压下通过介质(例如膜)的渗透率的量度。OTR也是温度的函数。在多种实施方案中，“低-OTR”层的氧透过率在25℃下不高于10cc/m2*d*atm、或在25℃下不高于5cc/m2*d*atm、或在25℃下不高于3cc/m2*d*atm、或在25℃下不高于1cc/m2*d*atm。通常，在每一分堆栈中的气体阻隔层应使得该分堆栈具有在25℃下不高于5cc/m2*d*atm的氧透过率(在隔离的情况下测量时)。

[0124] 下述材料具有合适的低OTR(即，在T＝25℃不高于5cc/m2*d*atm)并且为阻隔物的实例。玻璃、塑料的盖板是天然的气体阻隔物。某些聚合物和粘合剂，例如聚乙烯醇(PVOH)和聚偏二氯乙烯(PVDC)具有低OTR。玻璃片、蓝宝石片或其他任何厚度的透明材料(包括willow玻璃等)，如果它们最终被粘合或层压至光学堆栈中，那么无论它们是否为触控传感器的部分，都可以是气体阻隔物。应该注意，虽然诸如玻璃的刚性基底是氧气阻隔物，但是它们并不在如本文所用的柔性的氧气阻隔膜的含义内。

[0125] 光学堆栈中并非天然具有低OTR的膜组分，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、三醋酸纤维素(TCA)或COP，可以涂覆有一种或多种低OTR涂层。低OTR涂层可以包括无机层(金属或陶瓷)，例如溅射的SiO2、AlO2或ITO。该无机层还可包括抗反射层。SiO2涂覆的膜可以从商2 2
业供应商处获得(如购自Celplast，OTR为2.3cc/m*d*atm的CPT001和OTR为1.1cc/m *d*atm的CPT002)。诸如PET、TCA的基底也可以用ITO层进行涂覆或溅射。低OTR涂层也可以是有机层，例如PVOH、PVDC或合适的硬膜。低OTR涂层的另外的实例可以是如上所述的低OTR的有机层和无机层的复合涂层。

[0126] 图8的每一个分堆栈还包括一个或多个多种构造的层。图9示出其中分堆栈被更具体描绘的光学堆栈。光学堆栈(600)包括第一分堆栈(610)和第二分堆栈(620)。第一分堆栈(610)包括第一基底(630)和第一OCA层(640)。第一分堆栈(610)通过OCA层(640)粘合至第二分堆栈(620)，第二分堆栈(620)包括具有沉积在第二基底(656)上的第一多个纳米结构(654)的第一导电膜(650)。第一导电膜(650)可以是例如Cambrios Technologies Corporation的膜。第二分堆栈(620)还包括第二OCA层(660)，其转而粘合至具有沉积在氧气阻隔膜(676)上的第二多个纳米结构(674)的第二导电层(670)。所示的光学堆栈(600)带有装饰框(680)。

[0127] 在这种构造中，第一基底(630)可以是玻璃，其还起到氧气阻隔物的作用。因此，纳米结构(654和674)被包封在两个氧气阻隔物(630和676)之间。

[0128] 虽然在图8和图9的光学堆栈中氧气阻隔物被示为最外层，但是应该理解的是，根据每一个分堆栈中其他层的构造，并且特别根据纳米结构层的位置，氧气阻隔物可以处在光学堆栈的其他位置。在某些实施方案中，两个或多个氧气阻隔物可以存在于一个光学堆栈中。

[0129] 图10示出另一个实施方案。光学堆栈(700)显示为包括第一分堆栈(710)和第二分堆栈(720)。第一分堆栈(710)包括第一基底(730)和第一OCA层(740)。第一分堆栈(710)通过第一OCA层(740)与第二分堆栈(720)相粘合，第二分堆栈(720)包括具有沉积在第二基底(756)上的多个纳米结构(754)的导电膜(750)，其中第二基底(756)可以是PET膜或第一氧气阻隔膜。第二堆栈(720)还包括第二OCA层(760)，其转而粘合至第二氧气阻隔膜(770)。所示的光学堆栈(700)带有装饰框(780)。

[0130] 氧气阻隔膜(756和770)为如本文所述的低OTR膜。更具体地，氧气阻隔膜可以是涂覆有OTR层(例如SiO2、AlO2和ITO)的柔性膜(例如，PET)。例如，第一氧气阻隔膜可以是涂覆有SiO2的PET薄膜。第二氧气阻隔膜可以是具有陶瓷抗反射(AR)层的ITO膜。

[0131] 表3示出可以用于如本文所述的任何构造中的合适的氧气阻隔膜的实例。表3还示出根据图10配置的光学堆栈(其中第二基底756为PET膜)中达到边缘失效的时间。如所示的，达到边缘失效的时间与阻隔膜的OTR相关。更具体地，氧气阻隔膜的OTR越低，达到边缘失效的时间越长，即光学堆栈的稳定性越好。所有具有氧气阻隔膜的光学堆栈与无阻隔膜的对照堆栈相比，都显出增强的稳定性。

[0132] 表3

[0133]

[0134] 在其他实施方案中，光学堆栈可以包括至少一个封边。在某些实施方案中，根据将光学堆栈集成于设备中的构造和方式，该光学堆栈可包括两个、三个或高达四个封边。封边也是包封纳米线层的氧气阻隔物，由此阻止大气气体如氧气渗透光学堆栈。封边可以用于上文所述的任何构造中，包括在堆栈内没有任何其他氧气阻隔物的一般堆栈。

[0135] 图11示出带有封边(示出两个)的光学堆栈。更具体地，光学堆栈(800)显示为包括第一分堆栈(810)、第二分堆栈(820)、设置于第一分堆栈(810)和第二分堆栈(820)之间的纳米结构层(830)，其中纳米结构层包括多个银纳米结构(834)。光学堆栈还包括被第一封边(844)覆盖的第一垂直边缘(840)和被第二封边(854)覆盖的第二垂直边缘(850)。

[0136] 封边可以覆盖或可以不覆盖垂直边缘的整个高度。通过封闭玻璃/环氧树脂单元中的纳米结构层可以达到完全包封，即将纳米结构层设置于两片玻璃(或其他阻隔层)之间。

[0137] 在其他实施方案中，作为封边的替代物，光学堆栈可以在堆栈背面与具有阻隔涂层(如溅射的陶瓷层)的膜一起层压。

[0138] 为了进一步使氧渗入最小化，在光暴露期间可以将纳米结构膜储存在氮气净化的容器中。

[0139] 应理解的是，本文所公开的包含氧气阻隔膜的任何光学堆栈还可以在分堆栈中的任一层中或纳米结构层中包含一种或多种光稳定剂(如本文所述)。

[0140] 测试光稳定性

[0141] 为了测试光学堆栈的光稳定性，将光学堆栈在光暴露下的表面电阻测量为时间的函数以检测任何漂移。由于显示设备的正常使用寿命或工作寿命可为数年，因此可以设计“加速光条件”来模拟在正常工作寿命内在压缩的时间框架内的总光暴露。因此，“加速光条件”是指使光学堆栈暴露在持续且强烈的模拟光下的人工条件或测试条件。通常，加速光条件可以被控制以模拟光学堆栈在给定设备的正常使用寿命期间所经历的光暴露量。在加速光条件下，光强度与给定设备的工作光强度相比通常是显著提高的；因此用于测试导电膜的可靠性的光暴露的持续时间与相同设备的正常使用寿命相比，可以被显著压缩。通常，光强度是以流明为单位来测量的，其中流明是光通量的单位。在加速光条件下，该光比设备的光条件更强约30至100倍。

[0142] 图12示出在OCA层中含有或未含有任何添加剂的多种光学堆栈的加速光测试。与对照(在OCA层中无添加剂的光学堆栈)相比，通过表面电阻随时间明显较低的漂移所证明的，一些添加剂起光稳定剂的作用(萜品醇和苧烯)。事实上，其他添加剂(环己醇)加速了表面电阻的漂移。

[0143] 因此，加速光测试可以用于评估光稳定剂的有效性。

[0144] 下面将进一步更加详细地讨论本公开内容的某些其他特征。

[0145] 金属纳米结构

[0146] 如本文所用，“金属纳米结构”通常是指导电的纳米尺寸的结构，其至少一个维度(即宽或直径)小于500nm；更典型地，小于100nm或50nm。在多种实施方案中，纳米结构的宽或直径为10nm-40nm、20nm-40nm、5nm-20nm、10nm-30nm、40nm-60nm、50nm-70nm。

[0147] 纳米结构可以具有任何形状或几何形状。定义所给定的纳米结构的几何形状的一种方法是通过其“长宽比”，“长宽比”是指纳米结构的长度与宽度(或直径)之比。在某些实施方案中，纳米结构是各向同性的形状(即长宽比＝1)。典型的各向同性的或基本各向同性的纳米结构包括纳米颗粒。在优选的实施方案中，纳米结构是各向异性的形状(即长宽比≠1)。各向异性的纳米结构通常具有沿其长度的纵轴。示例性各向异性纳米结构包括纳米线(长宽比至少为10、更典型至少为50的固体纳米结构)、纳米棒(长宽比小于10的固体纳米结构)和纳米管(中空纳米结构)。

[0148] 纵向地，各向异性纳米结构(例如纳米线)的长度为大于500nm，或大于1μm，或大于10μm。在多种实施方案中，纳米结构的长度为5μm至30μm，或为15μm至50μm，25μm至75μm，30μm至60μm，40μm至80μm，或者50μm至100μm。

[0149] 金属纳米结构通常是包含金属元素(如过渡金属)或金属化合物(如金属氧化物)的金属材料。金属材料还可以是双金属材料或包含两种或更多种类型的金属的金属合金。合适的材料包括，但不限于，银、金、铜、镍、镀金的银、铂和钯。应该注意的是，虽然本公开内容主要描述了纳米线(如银纳米线)，但任何在上述定义范围内的纳米结构都可以同样被使用。

[0150] 通常，金属纳米结构是长宽比为10至100,000的金属纳米线。较大的长宽比可以有利于获得透明导体层，因为当为了高透明度而允许线的较低的整体密度时，它们可以形成更有效的导电网络。换言之，当使用具有高长宽比的导电纳米线时，实现导电网络结构的纳米线的密度可以低至足以使导电网络为基本透明的。

[0151] 金属纳米线可以通过本领域已知的方法来制备。特别地，银纳米线可以在多元醇(如乙二醇)和聚乙烯吡咯烷酮的存在下通过银盐(如硝酸银)的液相还原来合成。均匀尺寸的银纳米线的大规模生产可以根据第2008/0210052号、第2011/0024159号、第2011/0045272号和第2011/0048170号美国公开申请中所描述的方法来准备和纯化，所有上述申请都属于本公开内容的受让人Cambrios Technologies Corporation。

[0152] 纳米结构层

[0153] 纳米结构层是相互连接的金属纳米结构(如银纳米线)的导电网络，其中该相互连接的金属纳米结构提供了透明导体的导电介质。由于电导率是通过电荷从一种金属结构逾渗到另一种金属结构而实现的，因此必须有足够的金属纳米线存在于导电网络中，以达到导电逾渗阈值并变成导电的。导电网络的表面电导率与其表面电阻率成反比，表面电阻率有时被称为表面电阻，表面电阻可以通过本领域已知的方法来测量。如本文所使用，“导电性的”或简单地“导电的”对应于不高于104Ω/□，或更典型不高于1,000Ω/□，或更典型不高于500Ω/□，或更典型不高于200Ω/□的表面电阻率。表面电阻率取决于诸如长宽比、定向度、聚集程度和相互连接的金属纳米结构的电阻率的因素。

[0154] 在某些实施方案中，金属纳米结构可以在不使用粘合剂的情况下于基底上形成导电网络。在其他实施方案中，粘合剂可以存在以促进纳米结构与基底的粘附。合适的粘合剂包括光学透明的聚合物，包括，但不限于：诸如聚甲基丙烯酸酯(如聚(甲基丙烯酸甲酯))、聚丙烯酸酯和聚丙烯晴的丙烯酸类聚合物，聚乙烯醇，聚酯(如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯萘(polyester naphthalate)和聚碳酸酯)，具有高芳香度的聚合物如酚醛树脂或甲酚甲醛聚苯乙烯，聚乙烯甲苯，聚乙烯二甲苯(polyvinylxylene)，聚酰亚胺，聚酰胺，聚酰胺酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚硫化物，聚砜，聚亚苯基和聚苯醚，聚氨酯(PU)，环氧树脂，聚烯烃(如聚丙烯、聚甲基戊烯和环烯烃)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，纤维素，硅氧烷和其他含硅的聚合物(如聚倍半硅氧烷和聚硅烷)，聚氯乙烯(PVC)，聚醋酸酯，聚降冰片烯，合成橡胶(如EPR、SBR、EPDM)和含氟聚合物(如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯(TFE)或聚六氟丙烯)，氟烯烃和烃烯烃的共聚物(如 )、以及无定型氟碳聚合物或共聚
物(如Asahi Glass Co.的或DuPont的 AF)。

[0155] “基底”是指将金属纳米结构涂覆或层压于其上的非导电材料。基底可以是刚性或柔性的。基底可以是透明或不透明。合适的刚性基底包括如玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等。合适的柔性基底包括，但不限于：聚酯(如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯萘和聚碳酸酯)、聚烯烃(如线性、支化和环状聚烯烃)、聚乙烯基类(如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等)、纤维素酯基质类(如三醋酸纤维素、醋酸纤维素)、诸如聚醚砜的聚砜、聚酰亚胺、硅氧烷和其他常规的聚合物膜。合适的基底的另外实例可以在例如第
6,975,067号美国专利中得到。

[0156] 通常，透明导体(即在非导电基底上的导电网络)的光学透明度或清晰度可以通过包括透光率和雾度在内的参数来定量地定义。“透光率”(或“光透射率”)是指透射过介质的入射光的百分比。在多种实施方案中，导电层的透光率至少为80％，并且可以高达98％。增强性能的层，例如粘合层、抗反射层或防眩光层，还可以有助于减少透明导体的整体透光率。在多种实施方案中，透明导体的透光率(T％)可以是至少50％、至少60％、至少70％、或至少80％以及可以高达至少91％至92％或至少95％。

[0157] 雾度(H％)是光散射的量度。它是指在透射过程中从入射光中分离并散射的光的量的百分比。与透光率(其在很大程度上是介质的性质)不同，雾度通常是生产关注的，且通常是由表面粗糙度和介质中的嵌入颗粒或组成非均质性造成的。通常，导电薄膜的雾度会受到纳米结构的直径的显著影响。较大直径的纳米结构(例如较厚的纳米线)通常与较高的雾度有关。在多种实施方案中，透明导体的雾度不高于10％、不高于8％、或不高于5％，并且可以低至不高于2％、不高于1％、或不高于0.5％、或不高于0.25％。

[0158] 涂料组合物

[0159] 本公开内容的经构图的透明导体是通过将含有纳米结构的涂料组合物涂覆在非导电基底上而制成的。为了形成涂料组合物，通常将金属纳米线分散于挥发性液体中以利于涂覆工艺。可以理解的是，如本文所使用，金属纳米线在其中可以形成稳定的分散液的任何非腐蚀性挥发性液体都可以使用。优选地，金属纳米线分散于水、醇、酮、醚、烃或芳香性溶剂(苯、甲苯、二甲苯等)中。更优选地，液体是挥发性的，其沸点不高于200℃，不高于150℃，或不高于100℃。

[0160] 另外，金属纳米线分散液可以含有添加剂和粘合剂，以控制粘度、腐蚀性、粘附性以及纳米线分散性。合适的添加剂和粘合剂的实例包括，但不限于：羧甲基纤维素(CMC)、2-羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(MC)、聚乙烯醇(PVA)、三丙二醇(TPG)和黄原胶(XG)，以及表面活性剂如乙氧基化物、烷氧基化物、环氧乙烷和环氧丙烷以及它们的共聚物、磺酸盐、硫酸盐、二磺酸盐、磺基丁二酸酯、磷酸酯和含氟表面活性剂(如DuPont的 )。

[0161] 在一个实例中，纳米线分散液或“油墨”以重量计包含：0.0025％-0.1％的表面活性剂(如对于 FSO-100，优选的范围是0.0025％-0.05％)、0.02％-0.4％的粘度改性剂(例如对于HPMC，优选的范围是0.02％-0.5％)、94.5％-99.0％的溶剂和0.05％-1.4％的金属纳米线。合适表面活性剂的典型实例包括 FSN、 FSO、 FSH、Triton(x100、x114、x45)、Dynol(604、607)、正十二烷基b-D-麦芽糖苷和Novek。合适的粘度改性剂的实例包括羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素、黄原胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素和羟乙基纤维素。合适的溶剂的实例包括水和异丙醇。

[0162] 分散液中的纳米线浓度可以影响或确定诸如厚度、导电性(包括表面导电性)、光学透明度以及纳米线网络层的机械性能的参数。可以调整溶剂的百分比以提供纳米线在分散液中的期望浓度。然而，在优选的实施方案中，其他成分的相对比例可以保持不变。特别地，表面活性剂与粘度改性剂的比例优选为约80至约0.01；粘度改性剂与金属纳米线的比例优选为约5至约0.000625；以及金属纳米线与表面活性剂的比例优选为约560至约5。分散液的组分的比例可以根据基底和所用的施用方法来改变。纳米线分散液的优选粘度范围是约1cP至100cP。

[0163] 在涂覆之后，挥发性溶剂通过蒸发而去除。通过加热(如烘烤)可以加速蒸发。所得的纳米线网络层可能需要后处理，以使其具有导电性。这种后处理可以是涉及暴露于热、等离子体、电晕放电、紫外臭氧、或压力的工艺步骤，如下所述。

[0164] 合适的涂料组合物的实例记载于第2007/0074316号、第2009/0283304号、第2009/0223703号和第2012/0104347号美国公开申请中，所有这些申请都属于本公开内容的受让人Cambrios Technologies Corporation。

[0165] 将涂料组合物通过诸如板带涂覆、卷绕镀膜、印刷和层压而涂覆在基底上以提供透明导体。由导电纳米结构制备透明导体的其他信息公开于例如第2008/0143906号和第2007/0074316号美国公开专利申请中，所有这些申请都属于Cambrios Technologies Corporation。

[0166] 透明导体结构、其电学和光学性质以及构图方法由下列非限制性实施例更详细地示例说明。实施例

[0167] 实施例1

[0168] 银纳米线的合成

[0169] 按照记载于例如Y.Sun,B.Gates,B.Mayers和Y.Xia，“通过软溶液工艺制备结晶银纳米线(Crystalline silver nanowires by soft solution processing)”，Nanoletters,(2002),2(2),165-168之中的“多元醇”方法，通过在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的存在下还原溶解于乙二醇中的硝酸银来合成银纳米线。记载于Cambrios Technologies Corporation的第2008/0210052号和第2011/0174190号美国公开申请中的改进的多元醇方法与传统“多元醇”方法相比以更高的产率产生出更均匀的银纳米线。这些申请通过引用的方式整体并入本文。

[0170] 实施例2

[0171] 对照堆栈

[0172] 对照堆栈通过以下步骤制得：(1)制备沉积于PET膜(如膜)上的银纳米结构导电网络的透明导体；(2)将OCA层压至玻璃上；以及(3)将透明导体层压至OCA/玻璃上，银纳米结构与OCA相接触。

[0173] 将光学堆栈暴露于加速光测试中，其中PET膜面向光源。光照条件为在365nm处测量的200mW/cm2。表面电阻以时间函数的形式用非接触式方法通过Delcom电阻测试仪进行测量。表4示出电阻率的漂移。如所示的，表面电阻向上稳定地漂移，并且181小时之后光学堆栈变为基本不导电的。

[0174] 表4-OCA对照

[0175]26小时的电阻漂移％ 23％
72小时的电阻漂移％ 35％
121小时的电阻漂移％ 67％
181小时的电阻漂移％开路

[0176] 实施例3

[0177] UV暴露

[0178] 以与实施例1相同的方式制备光学堆栈。然后将其暴露于使用配备有H-Bulb的Fusion系统的UV辐射，以3ft/min照射堆栈的一侧三次，然后以3ft/min照射堆栈的另一侧三次。

[0179] 然后将该堆栈暴露于加速光测试(在365nm处测量的200mW/cm2)中，并将表面电阻以时间函数的形式用非接触式方法测量。如表5所示，与实施例2的对照相对比，当堆栈第一次暴露于UV辐射时，初始(首个100小时)的电阻漂移得到极大地抑制。

[0180] 表5–OCA UV暴露

[0181]22小时的电阻漂移％ 0％
70小时的电阻漂移％ 6％
113小时的电阻漂移％ 19％
181小时的电阻漂移％ 66％

[0182] 实施例4

[0183] 用光稳定剂处理的OCA

[0184] 通过以下步骤制备光学堆栈：首先将OCA层层压至玻璃基底上，然后将OCA暴露在萜品醇的涡旋(puddle)中，然后旋转去掉过量物，接着在80℃烘箱中烘烤60秒。

[0185] 然后将在PET基底上的银纳米结构的透明导体层压至OCA上，该银纳米结构与用萜品醇处理的OCA相接触。将堆栈暴露于加速光测试(在365nm处测量的200mW/cm2)下，并且将表面电阻以时间函数的形式用非接触式方法测量。发现，如表6所示，当OCA用萜品醇处理时，长时间(高达449小时)的电阻漂移得到极大地抑制。

[0186] 表6-用萜品醇处理的OCA

[0187]26小时的电阻漂移％ 18％
72小时的电阻漂移％ 22％
12小时的电阻漂移％ 25％
181小时的电阻漂移％ 30％
449小时的电阻漂移％ 41％

[0188] 在制备另一个光学堆栈时，首先用苧烯以与萜品醇类似的方式处理OCA层。使液态的苧烯在OCA层上涡旋约60秒。然后，将苧烯旋转去掉且在氮气氛围中干燥。此后，OCA/玻璃被层压至基于银纳米结构的透明导体上，该OCA层与银纳米结构相接触。透明导体的启动电阻小于500Ω/sq。然后将膜堆栈暴露于加速光测试(在365nm处测量的200mW/cm2)。

[0189] 用环己醇重复上面的程序。

[0190] 如图12所示，暴露在苧烯中的膜堆栈，在800小时处的电阻漂移(用非接触式方法测量的)低于30％并且在几乎1000小时处的电阻漂移低于40％，表明苧烯是有效的光稳定剂，其能够预先阻止在光暴露下的银腐蚀。

[0191] 实施例5

[0192] 将光稳定剂并入透明导体中

[0193] 首先将银纳米结构的透明导体形成于PET上(“PET上的NW膜”)。制备1-苯基-1H-四唑-5-硫醇(PTZT)在甲醇中的1％分散液。然后在用氮气干燥和擦去过量物之前，将PET上的NW膜浸入PTZT溶液中。然后利用OCA将处理过的透明导体层压至玻璃基底。透明导体的启动电阻小于500Ω/sq。图13示出加速光测试(在365nm处测量的200mW/cm2)。如所示的，用PTZT处理的透明导体显示在200小时后具有小于10％的漂移，而未处理的透明导体在150小时后变成不导电的。结果表明PTZT在阻止银纳米结构的光腐蚀中是有效的。

[0194] 图14示出PTZT处理的NW膜和苧烯处理的OCA膜与未处理的光学堆栈相比的加速光测试。如所示的，两种光稳定剂对减少或阻止光腐蚀是同样有效的。

[0195] 图15示出PTZT处理的NW膜和PTZT处理的OCA膜的加速光测试。如所示的，PTZT在光学堆栈的不同位置(如NW膜或OCA膜)是同样有效的。

[0196] 实施例6

[0197] 将光稳定剂并入透明导体中

[0198] 将另一个透明导体以上述类似的方法用苯并噻唑(BTA)处理。如同甲醇处理的透明导体的对照一样，也制备了未经处理的透明导体作为对照。图16示出BTA处理的透明导体在加速光条件下比未经BTA处理的透明导体更稳定。

[0199] 在本说明书中所提及的和/或列在申请数据表中的所有上述美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利申请都通过引用的方式整体并入本文。

[0200] 从上述内容中会认识到，虽然出于示例说明的目的在本文描述了本发明的具体实施方案，但是在不偏离本发明的主旨和范围的情况下可以进行多种修改。

标题	发布/更新时间	阅读量
光稳定剂混合物-专利编号CN110446749A	2020-05-11	617
一种光稳定剂-专利编号CN109265756A	2020-05-11	432
新型光稳定剂-专利编号CN105358528A	2020-05-11	845
虫荧光素酶稳定剂-专利编号CN105018457A	2020-05-13	901
多功能位阻胺光稳定剂-专利编号CN103153985A	2020-05-13	375
部分涂布用光稳定剂包-专利编号CN1076364C	2020-05-13	150
多功能位阻胺光稳定剂-专利编号CN105693698B	2020-05-11	936
耐高温光亮镀锡稳定剂-专利编号CN102304733A	2020-05-12	769
光稳定剂乳化组合物-专利编号CN1896152A	2020-05-12	273
光稳定剂乳化组合物-专利编号CN1896152B	2020-05-12	865

将基于银纳米线的透明导体并入电子设备中的方法

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