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TWI500048B - 透明導電膜組合物及透明導電膜 - Google Patents

透明導電膜組合物及透明導電膜 Download PDF

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TWI500048B
TWI500048B TW102148966A TW102148966A TWI500048B TW I500048 B TWI500048 B TW I500048B TW 102148966 A TW102148966 A TW 102148966A TW 102148966 A TW102148966 A TW 102148966A TW I500048 B TWI500048 B TW I500048B
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transparent conductive
conductive film
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TW102148966A
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TW201526028A (zh
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Wei Han Hsiao
Chun Yi Chiu
Kuo Chan Chiou
Tzong Ming Lee
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Ind Tech Res Inst
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Publication date
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    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
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Description

透明導電膜組合物及透明導電膜
本揭露係有關於透明導電膜,且特別係有關於一種透明導電膜組合物及其所形成之透明導電膜。
近年來透明導電薄膜的應用領域及需求量不斷地擴大,例如平面顯示面板(Fat Display Panel)中的液晶顯示器(Liquid Crystal Display)、電致發光顯示面板(Electro Luminescence Panel)、電漿顯示面板(Plasma Display Panel)、場發射顯示器(Field Emission Display)、觸控式面板、太陽電池等電子產品皆使用透明導電薄膜當作電極材料。隨著3C產業的蓬勃發展及節約能源的全球趨勢,透明導電薄膜的重要性將日趨重要。
因此,業界亟須一種高導電度、高透明度且可應用於軟性電子產品之透明導電薄膜。
本揭露提供一種透明導電膜組合物,包括:(a)0.07-0.2重量%之金屬材;(b)0.01-0.5重量%之分散劑;及(c)99.3-99.92重量%之溶劑,其中該金屬材(a)包括:(a1)84-99.99重量%之奈米金屬線;以及(a2)0.01-16重量%之微米金屬片。
本揭露更提供一種透明導電膜,包括:(a)金屬材; 及(b)分散劑,該金屬材與該分散劑的重量比為0.7:1至20:1,其中該金屬材(a)包括:(a1)84-99.99重量%之奈米金屬線;以及(a2)0.01-16重量%之微米金屬片,其中該透明導電膜之片電阻(sheet resistance)為100Ω/□以下,且該透明導電膜之透光度為95%以上。
為讓本揭露之特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉出較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
100、200‧‧‧奈米金屬線
110、210‧‧‧接點
220‧‧‧微米金屬片
230‧‧‧接觸區
第1A圖為僅具有奈米金屬線之透明導電膜的示意圖。
第1B圖為僅具有奈米金屬線之透明導電膜於顯微鏡下之照片。
第2A圖為具有奈米金屬線與微米金屬片之透明導電膜的示意圖。
第2B圖為具有奈米金屬線與微米金屬片之透明導電膜於顯微鏡下之照片。
以下針對本揭露之透明導電膜組合物及透明導電膜作詳細說明。應了解的是,以下之敘述提供許多不同的實施例或例子,用以實施本揭露之不同樣態。以下所述特定的元件及排列方式儘為簡單描述本揭露。當然,這些僅用以舉例而非本揭露之限定。此外,在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露,不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。
在此,「約」、「大約」之用語通常表示在一給定值 或範圍的20%之內,或是10%之內,甚至是5%之內。在此給定的數量為大約的數量,意即在沒有特定說明的情況下,仍可隱含「約」、「大約」之含義。
第1A圖為僅具有奈米金屬線100之透明導電膜的 示意圖,第1B圖為僅具有奈米金屬線之透明導電膜於顯微鏡下之照片。由第1A-1B圖可知,在僅具有奈米金屬線100之透明導電膜中,奈米金屬線100之間僅透過接點110電性連接並形成導電通路。
本揭露係於透明導電膜中加入微量的金屬片,以 在維持其一定的透光度下提昇其導電度。參見第2A-2B圖,第2A圖為具有奈米金屬線200與微米金屬片220之透明導電膜的示意圖,第2B圖為具有奈米金屬線與微米金屬片之透明導電膜於顯微鏡下之照片。如此兩圖所示,在具有奈米金屬線200與微米金屬片220之透明導電膜中,奈米金屬線200之間除透過接點210電性連接外,亦可透過奈米金屬線200與微米金屬片220之接觸區230電性連接多個奈米金屬線200並形成導電通路,進而增加導電度。以下將詳述本揭露實施例之透明導電膜組合物及透明導電膜之製造方法與使用。
首先,將包含奈米金屬線與微米金屬片之金屬材 藉由分散劑分散於溶劑中,以形成透明導電膜組合物。在一實施例中,可使用三滾筒達到良好的分散效果。在此組合物中,奈米金屬線與微米金屬片的總固含量為約0.07-0.2重量%,且其中微米金屬片約佔金屬材總固含量的約0.01-16重量%。
詳細而言,本揭露之透明導電膜組合物可包含約 0.07-0.2重量%之金屬材、約0.01-0.5重量%之分散劑與約99.3-99.92重量%之溶劑。例如,在一實施例中,此組合物可包含約0.07-0.1重量%之金屬材、約0.03-0.3重量%之分散劑與約99.6-99.90重量%之溶劑。
上述金屬材是由奈米金屬線與少量微米金屬片所 構成,通常可包含約84-99.99重量%之奈米金屬線與約0.01-16重量%之微米金屬片。例如,在一實施例中,此金屬材包含約90-99.9重量%之奈米金屬線與約0.1-10重量%之微米金屬片。 在另一實施例中,此金屬材包含約99-99.9重量%之奈米金屬線與約0.1-1重量%之微米金屬片。由於本揭露於透明導電膜組合物中加入微量金屬片,使以此透明導電膜組合物所製得之透明導電膜可在維持一定的透光度下提昇其導電度。
另外,應注意的是,若此透明導電膜組合物中的 金屬材包含過多之微米金屬片,例如金屬材中包含大於16重量%之微米金屬片,則後續由此透明導電膜組合物所製得之透明導電膜的透光度會降低,影響其應用性。另一方面,若此透明導電膜組合物中的金屬材包含之微米金屬片過少,例如金屬材中的微米金屬片小於0.01重量%,則無法有效提昇後續由此透明導電膜組合物所製得之透明導電膜的導電度。
微米金屬片之材料可為任何片狀導電金屬材料, 其可透過其二維之形狀增加一維之奈米金屬線之間的導電通路。微米金屬片之材料可為金、銀、銅、上述之合金、上述之組合、或其它任何適合之金屬材料。此微米金屬片的平均片徑 (D50)值可為約0.5微米(μm)至約10微米(μm),例如為約1微米(μm)至約9微米(μm)。另外,此微米金屬片的D90片徑值可為約4微米(μm)至約25微米(μm)。應注意的是,若微米金屬片的片徑太大,則會降低後續製得之透明導電膜的透光度。然而,若微米金屬片的片徑過小,則會減少微米金屬片與奈米金屬線之接觸區,使其無法有效提昇後續製得之透明導電膜的導電度。
奈米金屬線可為任何一維之奈米金屬材料,其係 用以在透明導電膜中形成導電通路,使此透明導電膜具有導電性。另外,其須為奈米尺寸,以維持此透明導電膜的透光度。 此奈米金屬線之材料可為金、銀、銅、上述之合金、上述之組合、或其它任何適合之金屬材料。此奈米金屬線之直徑可為約15nm至100nm,例如為約20nm至80nm。此奈米金屬線之長徑比(aspect ratio)可為約100至1000,例如為約200至900。應注意的是,若此奈米金屬線之長徑比過大,例如長徑比大於約1000,則此奈米金屬線容易斷線。然而,若此奈米金屬線之長徑比過小,例如長徑比小於約100,則此奈米金屬線會因為過短而無法有效形成導電通路,影響透明導電膜之導電性。
分散劑係用以將微米金屬片與奈米金屬線分散於溶劑中。此分散劑需能使微米金屬片與奈米金屬線均勻分散並防止微米金屬片與奈米金屬線產生聚集(aggregation)的現象。在一實施例中,分散劑可為甲基纖維素(methyl cellulose)、羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose)、乙基纖維素(ethyl cellulose)、羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、 上述之組合、或其它任何適合之分散劑。溶劑可為水、醇(例如甲醇、乙醇、或多元醇)、酮、醚、上述之組合、或其它適合之溶劑。
接著,將此透明導電膜組合物塗佈於基板上,並 加熱乾燥此透明導電膜組合物以形成透明導電膜。此塗佈方法可為線棒塗佈、旋轉塗佈、印刷塗佈或其它任何適合之塗佈方法。此印刷塗佈可為噴墨印刷(ink-jet printing)、雷射印刷(laser printing)、狹縫塗佈(slot coating)、壓印(imprinting)、滾印(gravure printing)或網印(screen printing)。另外,此加熱乾燥之加熱時間可為約1小時。此加熱乾燥之加熱溫度可為約50℃-150℃,例如為約70℃-90℃。
上述基板之材料選擇可為無機物如玻璃,亦可為 有機物如塑膠或合成樹脂。塑膠可為聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、或其它常見之塑膠。 合成樹脂可為酚醛樹脂、尿素甲醛樹脂、不飽和聚脂樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、石油樹脂、聚醯胺樹脂、呋喃樹脂、或馬林酐樹脂。
此透明導電膜中金屬材約佔40-96重量%,而分散 劑約佔4-60重量%。例如,在一實施例中,金屬材約佔50-80重量%,而分散劑約佔20-50重量%。此外,此金屬材與分散劑的重量比為約0.7:1至20:1,例如為約1:1至15:1。在此透明導電膜之金屬材中,奈米金屬線與微米金屬片的比例大抵與透明導電膜 組合物中此兩者之比例相同。亦即,在此透明導電膜中金屬材可包含約84-99.99重量%之奈米金屬線與約0.01-16重量%之微米金屬片,例如約90-99.9重量%之奈米金屬線與約0.1-10重量%之微米金屬片。
由於本揭露之透明導電膜具有少量微米金屬片, 故可在維持一定的透光度下提昇其導電度,例如,在一實施例中,可藉由加入少量微米金屬片提昇高達約35%之導電度。此透明導電膜之片電阻(sheet resistance)可為約100Ω/□以下,例如在為約80Ω/□以下。且此透明導電膜之透光度可為約95%以上,例如為約98%以上。
由於本揭露係以簡單之乾燥步驟將透明導電膜組 合物乾燥製得透明導電膜,故不需要高真空度之製造設備,且本揭露之透明導電膜不具有成本較高之銦離子,因此,相較於傳統氧化銦錫材料製作之透明導電薄膜,本揭露之透明導電薄膜之製程成本低廉。
再者,由於本揭露透明導電薄膜之導電度可在100 Ω/□以下,故其可應用於中大型尺寸之顯示器及面板。且本揭露透明導電薄膜為軟性材質,故其亦可應用於軟性電子產品。
綜上所述,本揭露於透明導電膜中加入少量微米 金屬片,可在維持此透明導電膜一定的透光度下提昇其導電度。且本揭露之透明導電膜製程成本低、導電度低、透明度高且可應用於軟性電子產品之透明導電薄膜。
為使本技藝人士更清楚本揭露之特徵,特舉例於 下述實施例。
【實施例1】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線(以穿透式電子顯微鏡取約12根計算平均直徑,以光學顯微鏡取約30根計算平均線長)配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=1.57μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。將上述兩溶液混合配製成銀總固含量為7.680 x 10-2 重量%(奈米銀線佔99重量%,銀片(D50=1.57μ m)佔1重量%)的透明導電膜組合物。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例2】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=1.57μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,將上述兩溶液混合配製成銀總固含量為7.779 x 10-2 重量%(奈米銀線佔97重量%,銀片(D50=1.57μ m)佔3重量%)的透明導電膜組合 物。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例3】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=1.57μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,將上述兩溶液混合配製成銀總固含量為7.894 x 10-2 重量%(奈米銀線佔95重量%,銀片(D50=1.57μ m)佔5重量%)的透明導電膜組合物。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例4】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=1.57μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾 筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為7.999 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔93重量%,銀片(D50=1.57μ m)佔7重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例5】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=1.57μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為8.178 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔90重量%,銀片(D50=1.57μ m)佔10重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例6】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=1.57μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1 重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為8.452 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔84重量%,銀片(D50=1.57μ m)佔16重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例7】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=2.5μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,將上述兩溶液混合配製成銀總固含量為7.680 x 10-2 重量%(奈米銀線佔99重量%,銀片(D50=2.5μ m)佔1重量%)的透明導電膜組合物。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例8】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中 含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=2.5μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,將上述兩溶液混合配製成銀總固含量為7.779 x 10-2 重量%(奈米銀線佔97重量%,銀片(D50=2.5μ m)佔3重量%)的透明導電膜組合物,其中。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例9】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=2.5μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,將上述兩溶液混合配製成銀總固含量為7.894 x 10-2 重量%(奈米銀線佔95重量%,銀片(D50=2.5μ m)佔5重量%)的透明導電膜組合物。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例10】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=2.5μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為7.999 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔93重量%,銀片(D50=2.5μ m)佔7重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例11】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=2.5μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為8.178 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔90重量%,銀片(D50=2.5μ m)佔10重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤 兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例12】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=2.5μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為8.452 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔84重量%,銀片(D50=2.5μ m)佔16重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例13】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=4.63μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,將上述兩溶液混合配製成銀總固含量為7.894 x 10-2 重量%(奈米銀線佔95重量%,銀片(D50=4.63μ m)佔5重量%)的透明導電膜組合物。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板 上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例14】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=4.63μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為8.178 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔90重量%,銀片(D50=4.63μ m)佔10重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例15】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=4.63μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為8.452 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔84重量%,銀片(D50=4.63μ m)佔16重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例16】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=8.38μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,將上述兩溶液混合配製成銀總固含量為7.894 x 10-2 重量%(奈米銀線佔95重量%,銀片(D50=8.38μ m)佔5重量%)的透明導電膜組合物。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例17】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=8.38μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮 (PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為8.178 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔90重量%,銀片(D50=8.38μ m)佔10重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【實施例18】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。另外配置固含量為0.25重量%之銀片(D50=8.38μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為8.452 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔84重量%,銀片(D50=8.38μ m)佔16重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【比較例1】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%與0.25重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。之後配製成透明導 電膜組合物,銀總固含量為7.680 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔100重量%。準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【比較例2】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%與0.25重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。之後配製成透明導電膜組合物,銀總固含量為7.779 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔100重量%。準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【比較例3】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%與0.25重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。之後配製成透明導電膜組合物,銀總固含量為7.894 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔100重量%。準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【比較例4】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%與0.25重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。之後配製成透明導電膜組合物,銀總固含量為7.999 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔100重量%。準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【比較例5】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%與0.25重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。之後配製成透明導電膜組合物,銀總固含量為8.178 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔100重量%。準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【比較例6】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%與0.25重量%之水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。之後配製成透明導電膜組合物,銀總固含量為8.452 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔100重量%。準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加 在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【比較例7】
將平均直徑約60nm~70nm,平均線長約30μ m~40μ m的奈米銀線配置成固含量為0.07625重量%水溶液,其中含有甲基纖維素0.05重量%。之後配製成透明導電膜組合物,銀總固含量為7.625 x 10-2 重量%,其中奈米銀線佔100重量%。準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
【比較例8】
配置固含量為3重量%之銀片(D50=1.57μ m)水溶液,其中含有分散劑甲基纖維素(MC)1重量%、羥丙基甲基纖維素(HPMC)1重量%、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK120,分子量2,540,000至3,220,000)2重量%,並以三滾筒進行分散。之後配製成透明導電膜組合物,銀固含量為300 x 10-2 重量%,其中銀片(D50=1.57μ m)佔100重量%。混合均勻後,準備已清洗過之玻璃片,放置在90℃加熱板上預熱2分鐘,再以微量滴管吸取500μ L上述配置好之溶液,滴加在玻璃片上,以25μ m線棒塗佈,在加熱板上烘烤兩分鐘後取下。此透明導電膜之物理特性如表一所示。
表一 透明導電膜之組成及物理特性
表一為實施例1-18及比較例1-8之透明導電膜之組 成及物理特性。由表一可知,在相同金屬固含量下,具有銀片之透明導電膜的導電度較佳。例如,實施例1、7及比較例1之透明導電膜的銀固含量皆為7.680 x 10-2 重量%,而具有少量銀片之實施例1、7之導電度(87Ω/□及82Ω/□)明顯低於不具有銀片之比較例1之導電度(114Ω/□),且實施例1、7之透光度(98.452%及98.389%)與比較例1之透光度(98.475%)大致相同。故可知在 透明導電膜中加入一定量之微米金屬片,可在透光度無明顯損失之條件下,大幅提升透明導電膜之導電度。例如,比較例3之導電度為90Ω/□,而加入5重量%銀片之相應實施例3的導電度為55Ω/□,其導電度意外地大幅提昇38%,相同之趨勢亦可見於其它實施例。
再者,實施例1-6中的微米金屬片之D50片徑為 1.57μm,實施例7-12中的微米金屬片之D50片徑為2.5μm,實施例13-15中的微米金屬片之D50片徑為4.63μm,而實施例16-18中的微米金屬片之D50片徑為8.38μm。由表一之實施例1-18可知,當微米金屬片之D50片徑越大,則透明導電膜之片電阻越小。然而,較大片徑之微米金屬片亦會使透明導電膜之透光度降低。例如,實施例1及7之透明導電膜的銀固含量皆為7.680 x 10-2 重量%,且其中奈米銀線皆佔99重量%,銀片皆佔1重量%,但由於實施例1之微米金屬片之D50片徑(1.57μm)小於實施例7之微米金屬片之D50片徑(2.5μm),故實施例1之透明導電膜的片電阻(87Ω/□)大於實施例7之透明導電膜的片電阻(82Ω/□)。另外,由於實施例1之微米金屬片具有較小的D50片徑,故其透明導電膜之透光度較高。詳細而言,實施例1的透光度(98.452%)會稍微大於實施例7之透明導電膜的透光度(98.389%)。此外,由比較例8可知,僅加入銀片之透明導電膜不具有導電性,且其透光度也較差(82.749%)。
雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上,然其 並非用以限定本揭露,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本揭露之精神和範圍內,當可作任意之更動與潤飾, 因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外,每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例,且各種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本揭露之範圍內。
200‧‧‧奈米金屬線
210‧‧‧接點
220‧‧‧微米金屬片
230‧‧‧接觸區

Claims (8)

  1. 一種透明導電膜組合物,包括:(a)0.07-0.2重量%之金屬材;(b)0.01-0.5重量%之分散劑;及(c)99.3-99.92重量%之溶劑,其中該金屬材(a)包括:(a1)84-99.99重量%之奈米金屬線;以及(a2)0.01-16重量%之微米金屬片,其中該微米金屬片的平均片徑(D50)值為0.5微米(μm)至10微米(μm)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之透明導電膜組合物,其中該微米金屬片與該奈米金屬線之材料各自獨立地包括金、銀、銅、上述之合金、或上述之組合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之透明導電膜組合物,其中該奈米金屬線之長徑比(aspect ratio)為100至1000。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之透明導電膜組合物,其中該分散劑包括甲基纖維素(methyl cellulose)、羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose)、乙基纖維素(ethyl cellulose)、羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、或上述之組合。
  5. 一種透明導電膜,包括:(a)金屬材;及(b)分散劑,該金屬材與該分散劑的重量比為0.7:1至20:1, 其中該金屬材(a)包括:(a1)84-99.99重量%之奈米金屬線;以及(a2)0.01-16重量%之微米金屬片,其中該微米金屬片的平均片徑(D50)值為0.5微米(μm)至10微米(μm),其中該透明導電膜之片電阻(sheet resistance)為100Ω/□以下,且該透明導電膜之透光度為95%以上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之透明導電膜,其中該微米金屬片與該奈米金屬線之材料各自獨立地包括金、銀、銅、上述之合金、或上述之組合。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之透明導電膜,其中該奈米金屬線之長徑比(aspect ratio)為100至1000。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之透明導電膜,其中該分散劑包括甲基纖維素(methyl cellulose)、羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose)、乙基纖維素(ethyl cellulose)、羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、或上述之組合。
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