透明導電膜組合物及透明導電膜的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及透明導電膜，且特別涉及一種透明導電膜組合物及其所形成的透明導 電膜。
【背景技術】
[0002] 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(fā)光顯示面板（Electro Luminescence Panel)、等離子體顯不面板（Plasma Display Panel)、場發(fā)射顯不器（Field Emission Display)、觸控式面板、太陽電池等電子產(chǎn)品都使用透明導電薄膜當作電極材 料。隨著3C產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展及節(jié)約能源的全球趨勢，透明導電薄膜的重要性將日趨重要。
[0003] 因此，業(yè)界亟須一種高導電度、高透明度且可應用于軟性電子產(chǎn)品的透明導電薄 膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種透明導電膜組合物，包括：（a)0. 07-0. 2重量％的金屬材； (b) 0.01-0. 5重量％的分散劑；及（C) 99. 3-99. 92重量％的溶劑，其中該金屬材（a)包括： (al) 84-99. 99重量％的納米金屬線；以及（a2) 0.01-16重量％的微米金屬片。
[0005] 本發(fā)明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〇. 7:1至20:1，其中該金屬材（a)包括：（al)84-99. 99重量％的納 米金屬線；以及（a2)0.01_16重量％的微米金屬片，其中該透明導電膜的片電阻（sheet resistance)為100 Ω / □以下，且該透明導電膜的透光度為95%以上。
[0006] 為了讓本發(fā)明的特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出優(yōu)選實施例，并配合所附 附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0007] 圖IA為僅具有納米金屬線的透明導電膜的示意圖。
[0008] 圖IB為僅具有納米金屬線的透明導電膜在顯微鏡下的照片。
[0009] 圖2A為具有納米金屬線與微米金屬片的透明導電膜的示意圖。
[0010] 圖2B為具有納米金屬線與微米金屬片的透明導電膜在顯微鏡下的照片。
【具體實施方式】
[0011] 以下針對本發(fā)明的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 下描述提供許多不同的實施例或例子，用來實施本發(fā)明的不同樣態(tài)。以下所述特定的元件 及排列方式都為簡單描述本發(fā)明。當然，這些僅用來舉例而不是對本發(fā)明的限定。此外，在 不同實施例中可能使用重復的標號或標示。這些重復僅為了簡單清楚地描述本發(fā)明，不代 表所討論的不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。
[0012] 在此，「約」、「大約」的用語通常表示在一給定值或范圍的20%之內(nèi)，或是10%之 內(nèi)，甚至是5%之內(nèi)。在此給定的數(shù)量為大約的數(shù)量，意即在沒有特定說明的情況下，仍可隱 含「約」、「大約」的含義。
[0013] 圖IA為僅具有納米金屬線100的透明導電膜的示意圖，圖IB為僅具有納米金屬 線的透明導電膜在顯微鏡下的照片。由圖1A-1B可知，在僅具有納米金屬線100的透明導 電膜中，納米金屬線100之間僅透過接點110電性連接并形成導電通路。
[0014] 本發(fā)明于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高其導 電度。參見圖2A-2B，圖2A為具有納米金屬線200與微米金屬片220的透明導電膜的示意 圖，圖2B為具有納米金屬線與微米金屬片的透明導電膜在顯微鏡下的照片。如該兩圖所 示，在具有納米金屬線200與微米金屬片220的透明導電膜中，納米金屬線200之間除透過 接點210電性連接外，也可透過納米金屬線200與微米金屬片220的接觸區(qū)230電性連接 多個納米金屬線200并形成導電通路，進而增加導電度。以下將詳述本發(fā)明實施例的透明 導電膜組合物及透明導電膜的制造方法與使用。
[0015] 首先，將包含納米金屬線與微米金屬片的金屬材藉由分散劑分散于溶劑中，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， 納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占金屬 材總固含量的約〇. 〇1_16重量％。
[0016] 詳細而言，本發(fā)明的透明導電膜組合物可包含約0.07-0. 2重量％的金屬材、約 0. 01-0. 5重量％的分散劑與約99. 3-99. 92重量％的溶劑。例如，在一實施例中，此組合物 可包含約0. 07-0. 1重量％的金屬材、約0. 03-0. 3重量％的分散劑與約99. 6-99. 90重量％ 的溶劑。
[0017] 上述金屬材是由納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％的納米金屬線與約0. 01-16重量％的微米金屬片。例如，在一實施例中，此金屬材包 含約90-99. 9重量％的納米金屬線與約0. 1-10重量％的微米金屬片。在另一實施例中，此 金屬材包含約99-99. 9重量％的納米金屬線與約0. 1-1重量％的微米金屬片。由于本發(fā)明 于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制得的透明導電膜可 在維持一定的透光度下提高其導電度。
[0018] 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的微米金屬片，例 如金屬材中包含大于16重量％的微米金屬片，則后續(xù)由此透明導電膜組合物所制得的透 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 含的微米金屬片過少，例如金屬材中的微米金屬片小于0.01重量％，則無法有效提高后續(xù) 由此透明導電膜組合物所制得的透明導電膜的導電度。
[0019] 微米金屬片的材料可為任何片狀導電金屬材料，其可透過其二維形狀增加一維的 納米金屬線之間的導電通路。微米金屬片的材料可為金、銀、銅、上述合金、上述組合、或其 它任何適合金屬材料。此微米金屬片的平均片徑（D50)值可為約0.5微米（μ m)至約10 微米（μ m)，例如為約1微米（μ m)至約9微米（μ m)。另外，此微米金屬片的D90片徑值 可為約4微米（μπι)至約25微米（μπι)。應注意的是，若微米金屬片的片徑太大，則會降低 后續(xù)制得的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 納米金屬線的接觸區(qū)，使其無法有效提高后續(xù)制得的透明導電膜的導電度。
[0020] 納米金屬線可為任何一維的納米金屬材料，其用來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，其須為納米尺寸，以維持此透明導電膜的透光度。 此納米金屬線的材料可為金、銀、銅、上述合金、上述組合、或其它任何適合的金屬材料。此 納米金屬線的直徑可為約15nm至IOOnm,例如為約20nm至80nm。此納米金屬線的長徑比 (aspect ratio)可為約100至1000,例如為約200至900。應注意的是，若此納米金屬線 的長徑比過大，例如長徑比大于約1000,則此納米金屬線容易斷線。然而，若此納米金屬線 的長徑比過小，例如長徑比小于約100,則此納米金屬線會因為過短而無法有效形成導電通 路，影響透明導電膜的導電性。
[0021] 分散劑用來將微米金屬片與納米金屬線分散于溶劑中。此分散劑需能使微米 金屬片與納米金屬線均勻分散并防止微米金屬片與納米金屬線產(chǎn)生聚集（aggregation) 的現(xiàn)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)、輕丙基纖維素 (hydroxypropyl cellulose)、聚乙烯批咯燒酮（polyvinylpyrrolidone)、聚乙烯醇 (polyvinyl alcohol)、上述組合、或其它任何適合的分散劑。溶劑可為水、醇（例如甲醇、 乙醇、或多元醇）、酮、醚、上述組合、或其它適合的溶劑。
[0022] 接著，將此透明導電膜組合物涂布于基板上，并加熱干燥此透明導電膜組合物以 形成透明導電膜。此涂布方法可為線棒涂布、旋轉(zhuǎn)涂布、印刷涂布或其它任何適合的涂布 方法。此印刷涂布可為噴墨印刷（ink - jet printing)、激光印刷（laser printing)、狹 縫涂布（slot coating)、Bi ￡口 (imprinting) > Bp (gravure printing)或網(wǎng) ￡口 (screen printing)。另外，此加熱干燥的加熱時間可為約1小時。此加熱干燥的加熱溫度可為約 50°C _150°C，例如為約 70°C -90°C。
[0023] 上述基板的材料選擇可為無機物如玻璃，也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)、 聚丙烯腈一丁二烯一苯乙烯（ABS)、或其它常見的塑膠。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(huán)氧樹脂、聚醋酸乙烯酯樹 月旨、聚丙烯酸酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、石油樹脂、聚酰胺樹脂、呋喃樹脂、或馬林酐樹脂。
[0024] 此透明導電膜中金屬材約占40-96重量％，而分散劑約占4-60重量％。例如，在 一實施例中，金屬材約占50-80重量％，而分散劑約占20-50重量％。此外，此金屬材與分 散劑的重量比為約〇. 7:1至20:1，例如為約1:1至15:1。在此透明導電膜的