透明导体和装置的制造方法
透明导体和装置的制造方法
【专利说明】透明导体和装置
[0001]相关申请的相交引用
[0002]本申请基于2014年3月5日提交的日本专利申请2014-042574号并且要求其优先权的权益；所述申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本文所描述的实施例总体涉及一种透明导体和使用所述透明导体的装置。
【背景技术】
[0004]常规地，已经研发了使用透明导电膜的装置。这种装置的示例包括液晶显示装置、太阳能电池、有机EL装置、光学装置(诸如无机发光二极管(无机LED))和称为触摸面板的坐标面板(coordinate panels)。氧化铟锡(ITO)膜通常用作这些装置中的透明电极或透明布线。透明布线通常具有非常长的总长度并且因此需要柔性。然而，ITO通常是易脆裂并且易于由弯曲或其他应力导致破裂。ITO膜的破裂导致电阻增大。
[0005]使用碳材料(碳纤维、碳纳米管、石墨烯或类似物)作为导电材料能够显著减少要使用的稀有金属或类似物的量。在一些情况下，使用碳材料甚至使得能够不使用金属或类似物。碳材料具有高的柔性和高的机械强度，另外在化学上是稳定的。尽管碳材料的单个分子具有相对高的导电率，然而分子间导电的电阻是高的。为此，当碳材料用作具有大面积的透明电极时，与具有相同透光率的ITO膜相比电阻更高。当碳材料用于具有长的总长度的布线时，电阻比当使用金属导电材料(诸如铜(Cu))时的电阻高得多。
[0006]由于金属纳米材料具有高的导电率，用于通过使用碳材料和金属纳米材料的复合材料提高碳材料的导电率的研发正在进行。然而，即使当使用所述复合材料时，也难以获得具有高的透明度的、具有优良的抗弯曲、剥离和杂质性能且能以低成本获得的透明导体。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种低电阻、具有高透明度、具有优良的抗弯曲、剥离和杂质性能且能够以低成本获得的透明导体。
[0008]根据一实施例，透明导体包括透明基体；布置在所述透明基体上并且包括多个金属纳米线的金属纳米线层；覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层；和布置为接触所述氧化石墨烯层的电绝缘树脂层。
[0009]根据上述实施例，能够获得低电阻、具有高透明度、具有优良的抗弯曲、剥离和杂质性能且能够以低成本获得的透明导体。
【附图说明】
[0010]图1是示出根据一个实施例的透明导体的横截面的示意图；
[0011]图2A和图2B是示出根据一个实施例由于透明导体中的氧化石墨烯层导致的金属纳米线的融合的示意图；
[0012]图3是示出根据一个实施例的发光装置的示意性横截面图；
[0013]图4是示出根据另一实施例的发光装置的示意性横截面图；
[0014]图5A是示出根据另一实施例的坐标面板的平面的示意图；
[0015]图5B和图5C是图5A所示的坐标面板的布线板的示意性平面图；
[0016]图6A和图6B是图5A所示的坐标面板的示意性横截面图；和
[0017]图7A和图7B是示例的透明导体的扫描电子显微镜(SEM)图像。
【具体实施方式】
[0018]将在下文中参考附图描述实施例。
[0019]在透明的ITO膜上配置无机LED和丙烯酸树脂层的发光装置中进一步增加透明度和抗弯曲性以及进一步降低发光装置的电阻很困难。已知一种装置，其中所述装置通过将无机LED夹在聚对苯二甲酸(PET)膜之间而获得，其中PET膜具有通过化学气相沉积(CVD)产生并且包括石墨烯的层以及包括层压到其上的银纳米线的层。这种装置具有低的透射率并且需要高的成本。使用银纳米线的触摸面板具有差的抗剥离性。因此，在这样的触摸面板中，难以确保抗杂质(特别是硫)性。
[0020]本发明的发明人发现低电阻并且能够以低成本提供的透明导体，所述透明导体具有高的透明度并且在抗弯曲、剥离和杂质方面是优异的。
[0021]图1是根据一个实施例的透明导体10的示意性横截面图。包括金属纳米线12a的骨料(aggregate)的金属纳米线层12以及氧化石墨稀层13布置在透明基体11上。金属纳米线层12包括多个金属纳米线12a。在金属纳米线12a中，可以在彼此间隔开的相邻的金属纳米线之间产生间隙。在这个间隙中，氧化石墨烯层13接触基体11。此外，电绝缘树脂层14布置为接触氧化石墨烯层13。
[0022]在透明导体10中，多个金属纳米线12a部分彼此接触或彼此融合，形成网状结构，诸如网眼状结构或晶格状结构。因此，形成多个导电路径并且形成跨越整个透明导体的导电集群(逾渗理论(percolat1n theory))。为了形成导电集群，金属纳米线需要一定量的数量密度。通常，更长的金属纳米线更易于形成导电集群，并且具有更大直径的金属纳米线具有更高的导电率。由于使用金属纳米线的网状结构如此形成，尽管金属的量较小，导电集群作为整体显示出高的导电率。此外，获得的金属纳米线层12是柔性的。
[0023]氧化石墨烯能够由廉价的石墨制成，并且氧化石墨烯层13是柔性并且透明的。氧化石墨稀由于氢键而具有高的结合性能(bonding properties)和粘接性能(adhesiveproperties)。因此，氧化石墨稀用来使金属纳米线12a融合到彼此，从而增强金属纳米线层12的导电率，并且同时提高热稳定性和机械稳定性。参考图2A和图2B，将描述由氧化石墨烯所导致的金属纳米线12a的融合。图2A是从上方观察的在所述实施例的透明导体中的金属纳米线12a和石墨稀13a的示意图。图2B是示意性横截面图。氧化石墨稀13a的一部分接触基体11并且标记为氧化石墨烯13a’。在本文中，金属纳米线12a夹在氧化石墨烯13a和13a’之间。金属纳米线12a的融合由氧化石墨烯之间的强的结合力23导致。
[0024]此外，氧化石墨烯13a具有各种效果。例如，氧化石墨烯13a是层状物质并且具有防止来自外部的杂质扩散的效果。特别地，尽管银纳米线可能被硫和硫的化合物腐蚀，但是能够通过氧化石墨烯的效果防止所述腐蚀。
[0025]氧化石墨稀13a本身具有绝缘性质。然而，当氧化石墨稀被施加电压以通过电流时，氧化石墨烯的一部分变为石墨烯，并且从而允许电阻的值减小。为此，获得氧化石墨烯层与电元件之间的良好接触。氧化石墨稀13a还能够溶解金属纳米线12a的一部分以促进金属纳米线12a的融合并且能够将分解的金属沉淀为纳米颗粒。氧化石墨烯与电绝缘树脂之间的粘接也是良好的，并且氧化石墨烯与具有极性基团的树脂的粘附是特别优异的。
[0026]在本实施例的透明导体中，当包括金属纳米线层12、氧化石墨烯层13和绝缘树脂层14的堆叠被图案化时，透明导体能够用于电布线(electric wiring)。通过使本实施例的透明导电膜图案化获得的电布线具有高的透明度并且在抗弯曲、剥离和杂质方面是优异的并且能够以低成本获得并且具有低的电阻。因此，具有这种电布线的装置具有高的透明度并且在抗弯曲、剥离和杂质方面是优异的。此外，所述装置在所述装置是低电阻并且能够以低成本制造方面也是有利的。
[0027]通常，具有大约10至500nm的直径和大约0.1至50 μ m的平均长度的金属线称为金属纳米线。金属纳米线的直径能够通过例如扫描电子显微镜(SEM)测量。金属纳米线的平均长度能够通过例如分析SEM图像而确定。
[0028]在本实施例中，金属纳米线12a的直径优选20至150nm，并且更优选30至120nm。当金属纳米线的平均长度过短时，不会形成充足的导电集群，这导致电阻变高。同时，当金属纳米线的平均长度过长时，在电极的制造过程中金属纳米线在溶剂中的分散变得不稳定。金属纳米线的平均长度优选I至100 μ m，并且更优选5至40 μ m。
[0029]金属纳米线12a优选银纳米线。银具有最小的电阻并且甚至对氧或水相对稳定。从金属纳米线的价格方面，铜纳米线也是优选的。金属纳米线可以由合金制成并且可以具有使用镍等镀过的表面。
[0030]金属纳米线12a能够通过使用各种还原剂在水溶液中还原金属离子而制造。通过选择在制造过程中所使用的还原剂的类型、保护性聚合物和共存离子，能够控制金属纳米线的 形状和尺寸。为了制造银纳米线，优选诸如乙二醇的多元醇用作还原剂，并且聚乙烯吡略烧酮(polyvinylpyrrolidone)用作保护聚性合物。纳米级尺寸的线、所谓的纳米线能够通过使用这样的原材料获得。
[0031]金属纳米线层12能够通过将金属纳米线12a在液体中的分散体施加到透明基体11上而形成。用于施加分散体的方法能够从旋转涂布法(spin coat method)、喷涂法(spray coat method)、涂布器涂布法(applicator coat method)等选择。金属纳米线可以通过诸如在100°C或更高的温度下加热产生在透明基体11上的金属纳米线层或通过压力机按压所述金属纳米线层的方法彼此融合。在这种情况下，金属纳米线层的导电率被进一步增强。金属纳米线层可以通过利用具有不同直径和材料的金属纳米线而产生。从而，能够改变薄膜电阻(sheet resistance)、光的总透射率、光反射率、雾度(Haze)值等。
[0032]本实施例中的氧化石墨烯13a优选是通过氧化石墨而获得的平面状氧化石墨烯。氧化石墨稀13a被堆叠以构成氧化石墨稀层13。当氧化石墨稀层的数量过少时，不能够充分地获得抗杂质性。当氧化石墨烯层的数量过多时，电阻的增大是令人担心的。氧化石墨烯层的数量优选2至100，并且更优选3至30。
[0033]氧化石墨烯层13能够通过施加由在极性溶剂中分散石墨烯而获得的分散体并随后干燥而形成。如果需要，碱性化合物(例如，氨、胺、氢氧化物等)可以添加到极性溶剂中以提高氧化石墨烯的分散性。氧化石墨烯层13可以是单层或包括2至5层的多层。当氧化石墨烯的直径过小时，抗杂质性不充足。当氧化石墨烯的直径过大时，氧化石墨烯在极性溶剂中的分散性劣化而使得难以形成均匀的涂布膜。氧化石墨烯13a的直径优选10nm至10 μ m，并且更优选300nm至4 μ m。
[0034]板状氧化石墨烯的直径限定为具有等于板面积的面积的圆的直径。这个直径能够通过例如分析SEM图像而确定。
[0035]当氧化石墨烯中的氧含量过少时，光吸收增大而提供不充足的透明度。同时，当氧化石墨烯中的氧含量过多时，存在抵抗杂质的阻挡性可能降低的担心。氧化石墨烯中的氧含量优选为碳原子数量的10%至150%并且更优选30%至120%。
[0036]氧化石墨烯层13可以包括在氧化石墨烯层13内或在所述氧化石墨烯层13的表面上的金属纳米颗粒。通过包括金属纳米颗粒而增强氧化石墨烯13a与金属纳米线12a之间以及氧化石墨稀层13与电元件之间的接触。金属纳米颗粒优选由与金属纳米线的金属相同的金属制成。当适当调整加工条件时，金属纳米线与氧化石墨烯之间的化学反应允许在不单独添加金属纳米颗粒时产生金属纳米颗粒。
[0037]当金属纳米颗粒的直径过小时，纳米颗粒的稳定性不充足。当金属纳米颗粒的直径过大时，不能够充分获得增强接触的效果。当具有大的颗粒直径的金属纳米颗粒从金属纳米线产生时，用作原材料的金属纳米线的直径减小。如果透明导体中存在具有大的颗粒直径的金属纳米颗粒，那么透明导体易于在施加到触摸面板时短路。从这些方面考虑，金属纳米颗粒的直径优选大约I至50nm并且更优选3至20nm。
[0038]电绝缘树脂层14能够由热塑性、热固性或光固化透明树脂形成。优选使用具有极性基的树脂，因为那样能增强树脂层14与氧化石墨烯层13之间的粘接性。特别优选具有羰基(carbonyl group)的树脂，所述羰基易于通过氢键与氧化石墨稀的-OH基结合。
[0039]在上述的树脂中，特别优选热塑性树脂或光固化树脂。使用热塑性树脂的生产过程是容易的。热塑性树脂特别适合于需要柔性的应用。例如，基于亚克力的弹性体(acryl-based elastomer)、基于苯乙稀的弹性体(styrene-based elastomer)、基于稀径的弹性体(olefin-based elastomer)、基于氯乙稀的弹性体(vinylchloride-basedelastomer)、基于聚氨醋的弹性体(urethane-based elastomer)和基于酰胺的弹性体(amide-based elastomer)用作热塑性树脂。优选具有羰基的亚克力基弹性体、聚氨醋基弹性体和酰胺基弹性体。
[0040]光固化树脂在短时间内固化使得用于装置生产的加工时间缩短。尽管在短时间内固化易于导致在树脂层中的应变，但是本实施例中的金属纳米线层和氧化石墨烯层是柔性的并且能够承受所述应变。氧化石墨烯还用作用于乙烯基单体的光聚合引发剂。作为光固化树脂，优选通过紫外光固化的树脂。光固化树脂的示例包括丙烯酸酯自由基聚合基(acrylate radicalpolymerizat1n-based)树脂和基于环氧阳离子聚合的(epoxycat1npolymerizat1n-based)树脂。更优选丙稀酸基树脂。在光照之后，光固化树脂可以受到后退火处理。
[0041]透明基体11的材料能够从树脂和玻璃中选择。然而，从柔性和低成本的方面考虑，材料优选是电绝缘树脂。所述树脂的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇醋(polyethyleneterephthalate，简称PET)、聚萘二甲酸乙二醇醋(polyethyIenenaphthalate,简称 PEN)、聚碳酸醋(polycarbonate，简称 PC)、聚酰亚胺(polyimide，简称PI)、聚醚砜(polyethersulphone，简称PES)、环状稀径树脂(cyclicolefinresin，例如 ARTON 等)以及聚甲基丙稀酸甲醋(polymethylmethacrylate，简称PMMA)。考虑到特别高的机械强度和透明度以及其特别低的成本，PET是最优选的。透明基体11的厚度优选大约50μπι至200 ym。
[0042]抗反射膜和硬涂层可以布置在由PET制成的基体11的外侧。为了形成抗反射膜，能够使用例如低折射率的无机材料，诸如MgF#P LiF、氟基聚合物、氧化石墨烯等。为了形成硬涂层，例如能够使用无机氧化物，诸如S12、多官能丙烯酸树脂等。
[0043]硬涂层作为抵抗氧气、水蒸气或腐蚀性气体(诸如，硫化氢)的阻挡层也是有效的。粘合剂层可以布置在硬涂层的接触金属纳米线12a的表面上以增强硬涂层与金属纳米线12a之间的结合。粘合剂层能够通过例如使用聚乙稀醇(polyvinylalcohol)、聚乙稀[!比咯烷酮、氧化石墨烯等形成。由于与上部氧化石墨烯层的相互作用更强，最优选使用氧化石墨烯本身作为粘合剂。在这种情况下，用于粘合剂的氧化石墨烯的结构和氧含量可以不同于氧化石墨烯层13的氧化石墨烯的结构和氧含量。为了增强粘合剂层与PET膜之间的粘接，粘合剂层的石墨烯的氧含量优选小于上部氧化石墨烯层13的氧含量。
[0044]氧化石墨烯层13可以包括氮原子。通过将用于氮原子的原始材料添加到是氧化石墨烯层13的原材料的溶剂分散体中，氮原子能够混合到氧化石墨烯层13中。原始材料的示例包括氨、胺化合物、肼(hydrazine)和肼化合物(hydrazine compounds)。当氮原子存在于氧化石墨烯层13中时，氧化石墨烯层13与金属纳米线之间的结合进一步增强。
[0045]当氧化石墨烯层13包括为碳原子的至少0.1 %的量的氮原子时，能够获得氮原子的效果。氧化石墨烯层13中的氮原子的量更优选为碳原子的0.2%或更多。然而，当氧化石墨烯层13中的氮原子的量过多时，存在氧化石墨烯本身之间的结合力可能减小的担心。氮原子的量优选为碳原子的10 %或更少，更优选为6 %或更少，并且最优选大约0.2 %至4 %。
[0046]碳原子和氧原子的比(0/C)或碳原子和氮原子的比(N/C)能够通过X-射线光电子能谱(XPS)测量。信号灵敏度根据装置而改变。每个元件的信号强度能够通过利用已知成分的材料作为参考物质而调整。碳原子和氮原子的比(N/C)的标准物质的示例是氮化碳，所述氮化碳具有C3N4的成分比。
[0047]当本实施例的透明导体用于电布线(electric wiring)时，成为电布线的部分的薄膜电阻优选是10Ω/ □或更小。如果薄膜电阻大于10Ω/ □，当将电布线应用到具有A4(IS0 216)尺寸或更大的大面积的元件时，存在电布 线的电阻可能变大并且从而增大驱动电压的担心。
[0048]氧化石墨稀层13的一部分优选存在于金属纳米线12a与透明基体11之间。在这种情况下，获得与上述的粘合剂层相同的效果。特别地，当基体11由包括芳族环的树脂(诸如，PET、PEN和聚碳酸酯)制成时，树脂中的芳族环与氧化石墨烯中的芳族环相互作用并且从而增强基体11与氧化石墨烯层13之间的粘接。结果，也增强了金属纳米线12a与基体11之间的粘接。
[0049]图3示出根据一个实施例的包括光电转换元件的光电转换装置的构造。更具体地，一发光装置被示出为所述光电转换装置。图3所示的发光装置30包括:具有光透射性质的第一支撑件33，所述第一支撑件33包括第一透明基体31和布置在第一透明基体31上的第一导电层32 ;第二支撑件36，所述第二支撑件36包括第二基体34和布置在所述第二基体34上的第二导电层35，所述第二导电层35与第一导电层32间隔开并且面向所述第一导电层32 ;发光元件37，所述发光元件37包括半导体层(η-型半导体层37b和p-型半导体层37c)，和布置在所述半导体层的相反表面上的第一电极37a和第二电极37d，所述发光元件37定位在第一支撑件33与第二支撑件36之间，其中第一电极37a电连接到第一导电层32，并且第二电极37d电连接到第二导电层35 ；以及接触第一导电层32和第二导电层35的电绝缘树脂层38。第一导电层32包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。
[0050]换言之，在发光装置30中，发光元件37夹在第一支撑件33与第二支撑件36之间并且电绝缘树脂层38定位在所述两个支撑件之间并且包围所述发光元件的区域中。
[0051]第一支撑件33包括第一透明基体31和布置在第一透明基体31上的第一导电层32。第二支撑件36包括第二基体34和布置在第二基体34上的第二导电层35。第一导电层32和第二导电层35面向彼此。已经描述的透明基体用作第一基体31。已经描述的透明树脂用作电绝缘树脂层38。
[0052]第一导电层32包括包含多个金属纳米线的金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层。优选第二基体是透明的，并且第二导电层35包括包含多个金属纳米线的金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层。
[0053]第一导电层32和第二导电层35可以被图案化。被图案化的第一导电层32和第二导电层35能够被布置成使得所述第一导电层32和第二导电层35彼此交叉。
[0054]发光元件37优选是无机LED。发光元件37包括按顺序叠置的n_侧电极37a、n_型半导体层37b、p-型半导体层37c和p-侧电极37d。发光元件37中的η-侧电极37a电连接到第一导电层32。P-侧电极37d电连接到第二导电层35。导电粘接层可以布置在η-侧电极37a与第一导电层32之间和P-侧电极37d与第二导电层35之间。上述抗反射层和硬涂层优选布置在发光装置30的表面(第一基体31和第二基体34的表面)上。发光装置30的周边优选密封以防止腐蚀性气体的侵入。
[0055]图4示出根据另一实施例的包括光电转换元件的光电转换装置。更具体地，一发光装置被示出为所述光电转换装置，其中光电转换元件是发光元件。图4所示的发光装置40包括:具有光透射性质的第一支撑件43，所述第一支撑件43包括第一透明基体41和布置在第一透明基体41上的分段导电层42 ;与所述分段导电层42间隔开并且面向所述分段导电层42的第二支撑件44 ;发光元件45，所述发光元件45包括半导体层(η-型半导体层45b和P-型半导体层45c)和布置在半导体层上并且彼此间隔开的第一电极45a和第二电极45d，所述发光元件45定位在第一支撑件43与第二支撑件44之间，其中第一电极45a和第二电极45d电连接到分段导电层42的不同段；和与分段导电层42和第二支撑件44接触的电绝缘树脂层46。分段导电层42包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。
[0056]换言之，在发光装置40中，发光元件45夹在包括第一基体41的第一支撑件43与第二支撑件44之间。发光元件45嵌入电绝缘树脂层46中。第一支撑件43包括布置在第一基体41的表面上的分段导电层42。分段导电层42面向第二支撑件44。已经描述的透明基体用作第一基体41。已经描述的透明树脂用作电绝缘树脂层46。
[0057]分段导电层42包括金属纳米线层和覆盖金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。分段导电层具有间隔42a。电绝缘树脂定位在所述间隔42a 中。
[0058]发光元件45优选是无机LED。发光元件45包括p-型半导体层45c和覆盖所述p-型半导体层45c的一部分的η-型半导体层45b。η-侧电极45a布置在η-型半导体层45b上。p-侧电极45d布置在不接触η-型半导体层45b的p-型半导体层45c上。η-侧电极45a和P-侧电极45d电连接到分段导电层42的不同段。导电粘接层可以布置在η-侧电极45a与分段导电层42之间和P-侧电极45d与分段导电层42之间。η-侧电极45a和P-侧电极45d通过定位在分段导电层42的间隔42a中的电绝缘树脂而电绝缘。上述的抗反射层和硬涂层优选布置在发光装置40的表面(第一基体41和第二支撑件44的表面)上。发光装置40的周边优选密封以防止腐蚀性气体的侵入。
[0059]将参考图5A至图5C、图6A和图6B描述根据另一实施例的坐标面板。图5A描绘了坐标面板的平面的构造。图5B和图5C分别是第一布线板和第二布线板的平面图。图6A和图6B示出坐标面板的横截面图。图6A是沿着图5A的A-A’所取的横截面图。图6B是沿着图5A中的B-B’所取的横截面图。
[0060]图5A至图5C、图6A和图6B所不的坐标面板50包括:第一布线板57，所述第一布线板57包括第一透明基体51和布置在第一透明基体51上的第一导电层52，所述第一导电层52被图案化以在第一方向上延伸；第二布线板58，所述第二布线板58包括第二透明基体53和布置在第二透明基体53上的第二导电层54，所述第二导电层54与所述图案化的第一导电层间隔开并且面向所述图案化的第一导电层，并且所述第二导电层54被图案化以在与第一方向十字交叉的第二方向上延伸；和与第一基体51、第一导电层52、第二透明基体53和第二导电层54相接触的电绝缘树脂层56。第一导电层52和第二导电层54的每个包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。
[0061]如图5A至图5C的平面图所示，坐标面板包括在X方向上延伸的X电极52和在与X方向十字交叉的y方向上延伸的y电极54。如图6A和图6B所示，焊盘55由x布线52的部分52’和y布线54的部分54’构成。
[0062]第一布线板57包括透明基体51和布置在第一透明基体51上的多个x布线52。第二布线板58包括第二透明基体53和布置在第二透明基体53上的多个y布线54。x布线52和y布线54被电绝缘树脂层56分离。已经描述的透明基体用作第一基体51和第二基体53。已经描述的透明树脂用于电绝缘树脂层56。
[0063]X布线52和Y布线54包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨稀层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。X布线52和y布线54能够被称为图案化的导电层。上述的抗反射层和硬涂层优选布置在坐标面板50的表面(第一基体51和第二基体53的表面)上。坐标面板50的周边优选密封以防止腐蚀性气体的侵入。
[0064]本实施例的坐标面板适合于作为静电电容式触摸面板。能够使用热塑性或固化树脂以形成电绝缘树脂层。
[0065]在下文中将示出每个实施例的具体示例。
[0066](示例I)
[0067]通过以下方法生产图3所示的发光装置30。
[0068]作为第一基体的PET膜的表面通过UV臭氧处理而使得略微亲水。作为金属纳米线的由Nano Meet制造的银纳米线(平均直径40nm、长度:20至80 μm)分散在甲醇中以制备0.2mg/ml的甲醇分散体。所获得的分散体通过喷散方法通过罩施加到保持在8 0°C的PET膜上以获得布线图案。此外，这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。通过四探针方法(four probe method)测量的银纳米线层的薄膜电阻大约为10 Ω/ 口。
[0069]氧化石墨稀的乙醇分散体施加到银纳米线层上。氧化石墨稀具有500nm至3 μπι的颗粒直径、由石墨产生并且具有120%的氧原子与碳原子比(0/C)。大约10层氧化石墨烯乙醇分散体施加到整个银纳米线层上并且在60°C条件下干燥10分钟以获得氧化石墨烯层。包括金属纳米线层和氧化石墨烯层的络合物(complex)的薄膜电阻通过这个方法减小到大约7Ω / 口。
[0070]氧化石墨烯层的数量能够如下确定。氧化石墨烯通过肼还原以将氧化石墨烯转换为石墨烯。当石墨烯层由550nm的光照射时，每层石墨烯层吸收光的2.3%。氧化石墨烯层的数量通过比较氧化石墨稀层和石墨稀层之间550nm的光的吸收量而确定。由于氧化石墨烯层被转换为石墨烯层，因此这个方法是破坏性的检验。
[0071]如上所述形成在PET膜上的络合物用作下电极。上电极通过如上述相同的方法单独地形成在PET膜上。
[0072]获得的络合物的SEM图像在图7A和图7B中示出。图7A示出表面SEM图像。图7B示出横截面SEM图像。如图7A所示，多个银纳米线12a由氧化石墨烯层13覆盖。具有大约1nm直径的银纳米颗粒16存在于一个表面上。图7B的横截面SEM图像示出银纳米线12a是三维叠置。在横截面SEM图像中不能够区分氧化石墨烯层。此外，由于观察不到银纳米颗粒，大部分银纳米颗粒被认为存在于氧化石墨烯层的最外表面上。
[0073]图7B所示的Pt-Pd层已经单独气相沉积以区分最外表面。再沉积层(re-deposit1n layer)是在生产试样横截面的同时由于由离子束派射的试样材料的再粘接而形成的再沉积层。尽管图像不清晰，在包括多个银纳米线12a的银纳米线层12与Pt-Pd层之间的界面处观察到微小的间隙。氧化石墨烯层被认为还存在于所述间隙中。
[0074]通过将氧化石墨烯层布置在银纳米线层上，增加了表面的亲水性，从而水的扩散面积增大大约50%。此外，也增强对硫蒸汽的抗性。当不布置氧化石墨烯层时，在硫蒸汽存在的情况下，银纳米线层处于80°C 15分钟导致银纳米线层的薄膜电阻显著增大106Ω / 口或更多。同时，当布置氧化石墨烯层时，即使银纳米线层处于80°C 15分钟，银纳米线层的薄膜电阻增大仅仅大约12 Ω / 口。
[0075]具有一对在顶侧和底侧上的电极的红色LED芯片制备为发光元件。LED芯片被按压到下电极上。丙烯酸紫外线固化树脂被施加到具有LED芯片的整个下电极上以形成电绝缘树脂层。LED芯片的上部利用有机溶剂清洗。
[0076]具有上布线的PET膜层压到LED芯片上以使得上布线和下布线在LED芯片的位置处彼此交叉，然后整个层压堆叠由紫外线照射。然后，通过在60°C后退火获得该示例的发光
目.ο
[0077]该示例的发光装置呈现出在15至20mA直流电流、2.0V电压条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。此夕卜，如上所述，所述发光装置低电阻，并且能够以低成本生产。
[0078](示例2)
[0079]图4所示的发光装置40通过以下方法生产。
[0080]作为第一基体的PET膜的表面通过UV臭氧处理而被使得略微亲水。此外，施加聚乙稀醇基亲水粘合剂树脂以形成粘合剂层。由Blue Nano制造的银纳米线(平均直径:35nm、平均长度:15 μπι)的2mg/ml乙醇分散体通过棒涂布器(bar coater)施加到粘合剂层上。这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。
[0081]大约20层与示例I相同的氧化石墨烯乙醇分散体施加到整个银纳米线层上并且在60°C条件下干燥10分钟以获得氧化石墨烯层。银纳米线层和氧化石墨烯层被堆叠以形成导电层。这个导电层通过纪销石植石激光(yttrium aluminum garnet laser，简称YAG激光)图案化以获得布线。
[0082]具有在一个表面上的一对电极的蓝色LED芯片制备为发光元件。LED芯片被按压并且放置在如上获得的布线上。丙烯酸紫外线固化树脂施加到具有LED芯片的整个布线上以形成电绝缘树脂层。作为第二支撑件的PET膜层压到电绝缘树脂层上，然后整个层压堆叠被用紫外线光照射。最后，通过在60°C条件下后退火而获得本实施例的发光装置。
[0083]该示例的发光装置显示出在15至20mA直流电流、3.7V电压的条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置低电阻并且在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。所述发光装置能够以低成本生产。
[0084](示例3)
[0085]图4所示的发光装置40通过以下方法生产。
[0086]大约10层与示例I相同的氧化石墨烯的乙醇分散体施加到作为第一基体的PET膜的整个表面上并且在60°C条件下干燥10分钟。从而获得下部氧化石墨烯层作为粘合剂层。作为金属纳米线的由Nano Meet制造的银纳米线(平均直径:40nm)在甲醇中分散以制备2mg/ml的甲醇分散体。所获得的分散体通过棒涂布器施加到下部氧化石墨烯层上。这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。
[0087]作为用于上部氧化石墨烯层的原材料，有制备的氧化石墨烯的水分散体，氧化石墨烯由石墨产生并且具有37%氧原子与碳原子的比(0/C)和300nm至I μπι的颗粒直径(含有0.4%重量的氨)。大约十层水分散体施加到整个银纳米线层上并且在90°C条件下干燥20分钟以获得上部氧化石墨稀层。由XPS确定的N/C原子比是3%至4%。下部氧化石墨烯层、银纳米线层和上部氧化石墨烯层被堆叠以形成导电层。这个导电层通过YAG激光图案化以获得布线。
[0088]具有在一个表面上的一对电极的蓝色LED芯片被制备为发光元件。LED芯片被按压并且放置到如上获得的布线上。丙烯酸紫外线固化树脂被施加到具有LED芯片的整个布线上以形成电绝缘树脂层。作为第二支撑件的PET膜层压到电绝缘树脂层上，然后整个层压堆叠被用紫外线光照射。最终，通过在60°C条件下后退火获得该示例的发光装置。
[0089]该示例的发光装置显示出在15至20mA直流电流、3.6V电压的条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置低电阻并且在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。所述发光装置能够以低成本生产。
[0090](示例4)
[0091]图5A所示的坐标面板50通过如下方法生产。
[0092]作为第一基体的PET膜的表面通过UV臭氧处理而被使得略微亲水。此外，聚乙烯醇基亲水粘合剂树脂施加到PET膜的表面上以形成粘合剂层。作为金属纳米线的由NanoMeet制造的银纳米线(平均直径:40nm)分散在甲醇中以制备2mg/ml的甲醇分散体。所获得的分散体通过棒涂布器施加到粘合剂层上。这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。
[0093]大约20层与示例I相同的氧化石墨烯的乙醇分散体施加到整个银纳米线层上并且在60°C条件下干燥10分钟以获得氧化石墨烯层。银纳米线层和氧化石墨烯层被堆叠以形成导电层。这个导电层通过YAG激光被图案化以形成X布线和在X布线中的焊盘，从而获得第一布线板。导电层通过与上述相同的方法形成在PET膜上并且通过YAG激光处理。因此，形成y布线和y布线中的焊盘以获得第二布线基体。
[0094]丙烯酸紫外线固化树脂施加到在其上产生X布线的整个PET膜(第一布线板)上以形成电绝缘树脂层。在其上形成y布线的PET膜(第二布线板)被层压到电绝缘树脂层上以使得焊盘彼此移位并且整个层压堆叠被用紫外线光照射。然后，通过在60°C条件下后退火获得用于电容式触摸面板的坐标面板。
[0095]该示例的坐标面板在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。所述坐标面板能够以低成本生产。
[0096](示例5)
[0097]图3所示的发光装置30通过以下方法生产。
[0098]银纳米线层和氧化石墨烯层以与示例I相同的方法 产生在作为第一基体的PET膜的表面上。然后，氧化石墨烯层在90°C条件下接触水合肼蒸汽10分钟。因此，氧化石墨烯的一部分被还原并且氮原子被引入。由XPS确定的N/C原子比是0.3%至0.5%。
[0099]如上所述的形成在PET膜上的络合物用作下电极。上电极通过与上所述相同的方法单独地形成在PET膜上。
[0100]具有在顶侧和底侧上的一对电极的红色LED芯片制备为发光元件。LED芯片被按压并且放置到下电极上。丙烯酸紫外线固化树脂施加到具有LED芯片的整个下电极上以形成电绝缘树脂层。LED芯片的上部通过有机溶剂清洗。
[0101]具有上布线的PET膜被层压到LED芯片上以使得上布线和下布线在LED芯片的位置处彼此交叉，然后整个层压堆叠被用紫外线光照射。然后，通过在60°C条件下后退火获得该示例的发光装置。
[0102]该示例的发光装置显示出在15至20mA的直流电流、2.0V电压的条件下所观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。此外，所述发光装置如上所述低电阻并且能够以低成本生产。
[0103](示例6)
[0104]图4所示的发光装置40通过以下方法生产。
[0105]具有200至500nm的颗粒直径和57%的0/C原子比的氧化石墨稀用作氧化石墨稀。使用由海贝技术(Seashell Technology)制造的银纳米线(平均直径:110nm、平均长度30μπι)的lmg/ml甲醇分散体。在所有其他方面，发光装置以与示例2中相同的方式生产。
[0106]该示例的发光装置显示出在15至20mA直流电流、2.0V电压的条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。此外，发光装置如上所述低电阻并且能够以低成本生产。
[0107](示例7)
[0108]图4所示的发光装置40通过以下方法生产。
[0109]作为第一基体的PET膜的表面通过UV臭氧处理而被使得略微亲水。此外，聚乙烯醇基亲水粘合剂树脂施加到PET膜的表面以形成粘合剂层。由Blue Nano制造的银纳米线(平均直径:35nm、平均长度15 μπι)的2mg/ml乙醇分散体通过棒涂布器施加到粘合剂层上。这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。
[0110]大约20层与示例I相同的氧化石墨烯的乙醇分散体施加到整个银纳米线层上并且在60°C条件下干燥10分钟以获得氧化石墨烯层。银纳米线层和氧化石墨烯层被堆叠以形成导电层。这个导电层通过YAG激光被图案化以获得布线。
[0111]制备热塑性丙烯酸弹性体膜。对应于LED芯片的通孔在热塑性丙烯酸弹性体膜中开口。丙烯酸弹性体膜粘附到导电层上以使得通孔定位在一对布线电极上。具有在一个表面上的一对电极的蓝色LED芯片制备为发光元件。LED芯片被按压到如上获得的通孔中并且放置在所述一对布线上。作为第二支撑件的PET膜被层压到其上，随后加热，从而获得该示例的发光装置。
[0112]该示例的发光装置显示出在15至20mA直流电流、3.7V电压的条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置低电阻并且在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。所述发光装置能够以低成本生产。
[0113]根据上述的至少一个实施例，通过提供透明导体，所述透明导体包括:透明基体；布置在所述透明基体上的金属纳米线层；覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层；和布置为接触所述氧化石墨烯层的电绝缘树脂层，能够获得低电阻、具有高的透明度、在抵抗弯曲、剥离和杂质方面优异并且能够以低成本获得的透明导体。
[0114]尽管已经描述特定的实施例，这些实施例已经仅仅通过示例的方式呈现并且不旨在限制本发明的范围。事实上，本文中所描述的新颖的方法和系统可以以各种其他形式实施；此外，可以作出以本文所描述的方法和系统的形式的各种省略、替换和改变而不离开本发明的精神。附加的权利要求和其等同旨在将这些形式和修改覆盖为落下本发明的范围和精神内。
【主权项】
1.一种透明导体，其包括: 透明基体； 金属纳米线层，所述金属纳米线层布置在所述透明基体上并且包括多个金属纳米线； 覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层；和 布置为接触所述氧化石墨烯层的电绝缘树脂层。2.根据权利要求1所述的透明导体，其中，包括所述金属纳米线层、所述氧化石墨烯层和所述电绝缘树脂层的堆叠被图案化。3.根据权利要求1所述的透明导体，其中，所述氧化石墨烯层包括在所述氧化石墨烯层中或在所述氧化石墨烯层上的金属纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的透明导体，其中，所述金属纳米线是银纳米线。5.根据权利要求1所述的透明导体，其中，所述电绝缘树脂层包括具有极性基团的树脂。6.根据权利要求1所述的透明导体，还包括介于所述透明基体与所述金属纳米线层之间的所述氧化石墨烯层。7.—种坐标面板，其包括: 第一布线板，所述第一布线板包括第一透明基体和布置在所述第一透明基体上的第一导电层，所述第一导电层被图案化以在第一方向上延伸； 第二布线板，所述第二布线板包括第二透明基体和布置在所述第二透明基体上的第二导电层，所述第二导电层与所述图案化的第一导电层间隔开并且面向所述图案化的第一导电层，并且所述第二导电层被图案化以在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；和 电绝缘树脂层，所述电绝缘树脂层接触所述第一透明基体、所述第一导电层、所述第二透明基体和所述第二导电层， 其中，所述第一和第二导电层的每个包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。8.一种光电转换装置，其包括: 具有光透射性质的第一支撑件，所述第一支撑件包括第一透明基体和布置在所述第一透明基体上的第一导电层； 第二支撑件，所述第二支撑件包括第二透明基体和布置在所述第二透明基体上的第二导电层，所述第二导电层与所述第一导电层间隔并且面向所述第一导电层； 光电转换元件，所述光电转换元件包括半导体层和配置在所述半导体层上的第一和第二电极，所述光电转换元件定位在所述第一支撑件和所述第二支撑件之间，其中，所述第一电极电连接到所述第一导电层，并且所述第二电极电连接到所述第二导电层；和与所述第一导电层和所述第二导电层接触的电绝缘树脂层， 其中，所述第一导电层包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。9.一种光电转换装置，其包括: 具有光透射性质的第一支撑件，所述第一支撑件包括第一透明基体和布置在所述第一透明基体上的分段导电层； 与所述分段导电层间隔开并且面向所述分段导电层的第二支撑件； 光电转换元件，所述光电转换元件包括半导体层和布置在所述半导体层上并且彼此间隔开的第一和第二电极，所述光电转换元件定位在所述第一支撑件与所述第二支撑件之间，其中，所述第一电极和所述第二电极电连接到所述分段导电层的不同段；和与所述分段导电层和所述第二支撑件接触的电绝缘树脂层， 其中，所述分段导电层包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。10.根据权利要求8所述的光电转换装置，其中，所述光电转换元件是发光元件。11.根据权利要求9所述的光电转换装置，其中，所述光电转换元件是发光元件。12.根据权利要求10所述的光电转换装置，其中，所述光电转换装置是无机发光二极管。13.根据权利要求11所述的光电转换装置，其中，所述光电转换装置是无机发光二极管。
【专利摘要】根据一个实施例，透明导体包括透明基体；布置在所述透明基体上并且包括多个金属纳米线的金属纳米线层；覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层；和布置为接触所述氧化石墨烯层的电绝缘树脂层。
【IPC分类】H01L31/02, H01L31/0224, H01L33/42
【公开号】CN104900723
【申请号】CN201510098288
【发明人】内藤胜之, 吉永典裕, 杨添一, 赤坂芳浩
【申请人】株式会社东芝
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月5日
【公告号】EP2916363A1, US20150257258
【专利说明】透明导体和装置
[0001]相关申请的相交引用
[0002]本申请基于2014年3月5日提交的日本专利申请2014-042574号并且要求其优先权的权益；所述申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本文所描述的实施例总体涉及一种透明导体和使用所述透明导体的装置。
【背景技术】
[0004]常规地，已经研发了使用透明导电膜的装置。这种装置的示例包括液晶显示装置、太阳能电池、有机EL装置、光学装置(诸如无机发光二极管(无机LED))和称为触摸面板的坐标面板(coordinate panels)。氧化铟锡(ITO)膜通常用作这些装置中的透明电极或透明布线。透明布线通常具有非常长的总长度并且因此需要柔性。然而，ITO通常是易脆裂并且易于由弯曲或其他应力导致破裂。ITO膜的破裂导致电阻增大。
[0005]使用碳材料(碳纤维、碳纳米管、石墨烯或类似物)作为导电材料能够显著减少要使用的稀有金属或类似物的量。在一些情况下，使用碳材料甚至使得能够不使用金属或类似物。碳材料具有高的柔性和高的机械强度，另外在化学上是稳定的。尽管碳材料的单个分子具有相对高的导电率，然而分子间导电的电阻是高的。为此，当碳材料用作具有大面积的透明电极时，与具有相同透光率的ITO膜相比电阻更高。当碳材料用于具有长的总长度的布线时，电阻比当使用金属导电材料(诸如铜(Cu))时的电阻高得多。
[0006]由于金属纳米材料具有高的导电率，用于通过使用碳材料和金属纳米材料的复合材料提高碳材料的导电率的研发正在进行。然而，即使当使用所述复合材料时，也难以获得具有高的透明度的、具有优良的抗弯曲、剥离和杂质性能且能以低成本获得的透明导体。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种低电阻、具有高透明度、具有优良的抗弯曲、剥离和杂质性能且能够以低成本获得的透明导体。
[0008]根据一实施例，透明导体包括透明基体；布置在所述透明基体上并且包括多个金属纳米线的金属纳米线层；覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层；和布置为接触所述氧化石墨烯层的电绝缘树脂层。
[0009]根据上述实施例，能够获得低电阻、具有高透明度、具有优良的抗弯曲、剥离和杂质性能且能够以低成本获得的透明导体。
【附图说明】
[0010]图1是示出根据一个实施例的透明导体的横截面的示意图；
[0011]图2A和图2B是示出根据一个实施例由于透明导体中的氧化石墨烯层导致的金属纳米线的融合的示意图；
[0012]图3是示出根据一个实施例的发光装置的示意性横截面图；
[0013]图4是示出根据另一实施例的发光装置的示意性横截面图；
[0014]图5A是示出根据另一实施例的坐标面板的平面的示意图；
[0015]图5B和图5C是图5A所示的坐标面板的布线板的示意性平面图；
[0016]图6A和图6B是图5A所示的坐标面板的示意性横截面图；和
[0017]图7A和图7B是示例的透明导体的扫描电子显微镜(SEM)图像。
【具体实施方式】
[0018]将在下文中参考附图描述实施例。
[0019]在透明的ITO膜上配置无机LED和丙烯酸树脂层的发光装置中进一步增加透明度和抗弯曲性以及进一步降低发光装置的电阻很困难。已知一种装置，其中所述装置通过将无机LED夹在聚对苯二甲酸(PET)膜之间而获得，其中PET膜具有通过化学气相沉积(CVD)产生并且包括石墨烯的层以及包括层压到其上的银纳米线的层。这种装置具有低的透射率并且需要高的成本。使用银纳米线的触摸面板具有差的抗剥离性。因此，在这样的触摸面板中，难以确保抗杂质(特别是硫)性。
[0020]本发明的发明人发现低电阻并且能够以低成本提供的透明导体，所述透明导体具有高的透明度并且在抗弯曲、剥离和杂质方面是优异的。
[0021]图1是根据一个实施例的透明导体10的示意性横截面图。包括金属纳米线12a的骨料(aggregate)的金属纳米线层12以及氧化石墨稀层13布置在透明基体11上。金属纳米线层12包括多个金属纳米线12a。在金属纳米线12a中，可以在彼此间隔开的相邻的金属纳米线之间产生间隙。在这个间隙中，氧化石墨烯层13接触基体11。此外，电绝缘树脂层14布置为接触氧化石墨烯层13。
[0022]在透明导体10中，多个金属纳米线12a部分彼此接触或彼此融合，形成网状结构，诸如网眼状结构或晶格状结构。因此，形成多个导电路径并且形成跨越整个透明导体的导电集群(逾渗理论(percolat1n theory))。为了形成导电集群，金属纳米线需要一定量的数量密度。通常，更长的金属纳米线更易于形成导电集群，并且具有更大直径的金属纳米线具有更高的导电率。由于使用金属纳米线的网状结构如此形成，尽管金属的量较小，导电集群作为整体显示出高的导电率。此外，获得的金属纳米线层12是柔性的。
[0023]氧化石墨烯能够由廉价的石墨制成，并且氧化石墨烯层13是柔性并且透明的。氧化石墨稀由于氢键而具有高的结合性能(bonding properties)和粘接性能(adhesiveproperties)。因此，氧化石墨稀用来使金属纳米线12a融合到彼此，从而增强金属纳米线层12的导电率，并且同时提高热稳定性和机械稳定性。参考图2A和图2B，将描述由氧化石墨烯所导致的金属纳米线12a的融合。图2A是从上方观察的在所述实施例的透明导体中的金属纳米线12a和石墨稀13a的示意图。图2B是示意性横截面图。氧化石墨稀13a的一部分接触基体11并且标记为氧化石墨烯13a’。在本文中，金属纳米线12a夹在氧化石墨烯13a和13a’之间。金属纳米线12a的融合由氧化石墨烯之间的强的结合力23导致。
[0024]此外，氧化石墨烯13a具有各种效果。例如，氧化石墨烯13a是层状物质并且具有防止来自外部的杂质扩散的效果。特别地，尽管银纳米线可能被硫和硫的化合物腐蚀，但是能够通过氧化石墨烯的效果防止所述腐蚀。
[0025]氧化石墨稀13a本身具有绝缘性质。然而，当氧化石墨稀被施加电压以通过电流时，氧化石墨烯的一部分变为石墨烯，并且从而允许电阻的值减小。为此，获得氧化石墨烯层与电元件之间的良好接触。氧化石墨稀13a还能够溶解金属纳米线12a的一部分以促进金属纳米线12a的融合并且能够将分解的金属沉淀为纳米颗粒。氧化石墨烯与电绝缘树脂之间的粘接也是良好的，并且氧化石墨烯与具有极性基团的树脂的粘附是特别优异的。
[0026]在本实施例的透明导体中，当包括金属纳米线层12、氧化石墨烯层13和绝缘树脂层14的堆叠被图案化时，透明导体能够用于电布线(electric wiring)。通过使本实施例的透明导电膜图案化获得的电布线具有高的透明度并且在抗弯曲、剥离和杂质方面是优异的并且能够以低成本获得并且具有低的电阻。因此，具有这种电布线的装置具有高的透明度并且在抗弯曲、剥离和杂质方面是优异的。此外，所述装置在所述装置是低电阻并且能够以低成本制造方面也是有利的。
[0027]通常，具有大约10至500nm的直径和大约0.1至50 μ m的平均长度的金属线称为金属纳米线。金属纳米线的直径能够通过例如扫描电子显微镜(SEM)测量。金属纳米线的平均长度能够通过例如分析SEM图像而确定。
[0028]在本实施例中，金属纳米线12a的直径优选20至150nm，并且更优选30至120nm。当金属纳米线的平均长度过短时，不会形成充足的导电集群，这导致电阻变高。同时，当金属纳米线的平均长度过长时，在电极的制造过程中金属纳米线在溶剂中的分散变得不稳定。金属纳米线的平均长度优选I至100 μ m，并且更优选5至40 μ m。
[0029]金属纳米线12a优选银纳米线。银具有最小的电阻并且甚至对氧或水相对稳定。从金属纳米线的价格方面，铜纳米线也是优选的。金属纳米线可以由合金制成并且可以具有使用镍等镀过的表面。
[0030]金属纳米线12a能够通过使用各种还原剂在水溶液中还原金属离子而制造。通过选择在制造过程中所使用的还原剂的类型、保护性聚合物和共存离子，能够控制金属纳米线的 形状和尺寸。为了制造银纳米线，优选诸如乙二醇的多元醇用作还原剂，并且聚乙烯吡略烧酮(polyvinylpyrrolidone)用作保护聚性合物。纳米级尺寸的线、所谓的纳米线能够通过使用这样的原材料获得。
[0031]金属纳米线层12能够通过将金属纳米线12a在液体中的分散体施加到透明基体11上而形成。用于施加分散体的方法能够从旋转涂布法(spin coat method)、喷涂法(spray coat method)、涂布器涂布法(applicator coat method)等选择。金属纳米线可以通过诸如在100°C或更高的温度下加热产生在透明基体11上的金属纳米线层或通过压力机按压所述金属纳米线层的方法彼此融合。在这种情况下，金属纳米线层的导电率被进一步增强。金属纳米线层可以通过利用具有不同直径和材料的金属纳米线而产生。从而，能够改变薄膜电阻(sheet resistance)、光的总透射率、光反射率、雾度(Haze)值等。
[0032]本实施例中的氧化石墨烯13a优选是通过氧化石墨而获得的平面状氧化石墨烯。氧化石墨稀13a被堆叠以构成氧化石墨稀层13。当氧化石墨稀层的数量过少时，不能够充分地获得抗杂质性。当氧化石墨烯层的数量过多时，电阻的增大是令人担心的。氧化石墨烯层的数量优选2至100，并且更优选3至30。
[0033]氧化石墨烯层13能够通过施加由在极性溶剂中分散石墨烯而获得的分散体并随后干燥而形成。如果需要，碱性化合物(例如，氨、胺、氢氧化物等)可以添加到极性溶剂中以提高氧化石墨烯的分散性。氧化石墨烯层13可以是单层或包括2至5层的多层。当氧化石墨烯的直径过小时，抗杂质性不充足。当氧化石墨烯的直径过大时，氧化石墨烯在极性溶剂中的分散性劣化而使得难以形成均匀的涂布膜。氧化石墨烯13a的直径优选10nm至10 μ m，并且更优选300nm至4 μ m。
[0034]板状氧化石墨烯的直径限定为具有等于板面积的面积的圆的直径。这个直径能够通过例如分析SEM图像而确定。
[0035]当氧化石墨烯中的氧含量过少时，光吸收增大而提供不充足的透明度。同时，当氧化石墨烯中的氧含量过多时，存在抵抗杂质的阻挡性可能降低的担心。氧化石墨烯中的氧含量优选为碳原子数量的10%至150%并且更优选30%至120%。
[0036]氧化石墨烯层13可以包括在氧化石墨烯层13内或在所述氧化石墨烯层13的表面上的金属纳米颗粒。通过包括金属纳米颗粒而增强氧化石墨烯13a与金属纳米线12a之间以及氧化石墨稀层13与电元件之间的接触。金属纳米颗粒优选由与金属纳米线的金属相同的金属制成。当适当调整加工条件时，金属纳米线与氧化石墨烯之间的化学反应允许在不单独添加金属纳米颗粒时产生金属纳米颗粒。
[0037]当金属纳米颗粒的直径过小时，纳米颗粒的稳定性不充足。当金属纳米颗粒的直径过大时，不能够充分获得增强接触的效果。当具有大的颗粒直径的金属纳米颗粒从金属纳米线产生时，用作原材料的金属纳米线的直径减小。如果透明导体中存在具有大的颗粒直径的金属纳米颗粒，那么透明导体易于在施加到触摸面板时短路。从这些方面考虑，金属纳米颗粒的直径优选大约I至50nm并且更优选3至20nm。
[0038]电绝缘树脂层14能够由热塑性、热固性或光固化透明树脂形成。优选使用具有极性基的树脂，因为那样能增强树脂层14与氧化石墨烯层13之间的粘接性。特别优选具有羰基(carbonyl group)的树脂，所述羰基易于通过氢键与氧化石墨稀的-OH基结合。
[0039]在上述的树脂中，特别优选热塑性树脂或光固化树脂。使用热塑性树脂的生产过程是容易的。热塑性树脂特别适合于需要柔性的应用。例如，基于亚克力的弹性体(acryl-based elastomer)、基于苯乙稀的弹性体(styrene-based elastomer)、基于稀径的弹性体(olefin-based elastomer)、基于氯乙稀的弹性体(vinylchloride-basedelastomer)、基于聚氨醋的弹性体(urethane-based elastomer)和基于酰胺的弹性体(amide-based elastomer)用作热塑性树脂。优选具有羰基的亚克力基弹性体、聚氨醋基弹性体和酰胺基弹性体。
[0040]光固化树脂在短时间内固化使得用于装置生产的加工时间缩短。尽管在短时间内固化易于导致在树脂层中的应变，但是本实施例中的金属纳米线层和氧化石墨烯层是柔性的并且能够承受所述应变。氧化石墨烯还用作用于乙烯基单体的光聚合引发剂。作为光固化树脂，优选通过紫外光固化的树脂。光固化树脂的示例包括丙烯酸酯自由基聚合基(acrylate radicalpolymerizat1n-based)树脂和基于环氧阳离子聚合的(epoxycat1npolymerizat1n-based)树脂。更优选丙稀酸基树脂。在光照之后，光固化树脂可以受到后退火处理。
[0041]透明基体11的材料能够从树脂和玻璃中选择。然而，从柔性和低成本的方面考虑，材料优选是电绝缘树脂。所述树脂的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇醋(polyethyleneterephthalate，简称PET)、聚萘二甲酸乙二醇醋(polyethyIenenaphthalate,简称 PEN)、聚碳酸醋(polycarbonate，简称 PC)、聚酰亚胺(polyimide，简称PI)、聚醚砜(polyethersulphone，简称PES)、环状稀径树脂(cyclicolefinresin，例如 ARTON 等)以及聚甲基丙稀酸甲醋(polymethylmethacrylate，简称PMMA)。考虑到特别高的机械强度和透明度以及其特别低的成本，PET是最优选的。透明基体11的厚度优选大约50μπι至200 ym。
[0042]抗反射膜和硬涂层可以布置在由PET制成的基体11的外侧。为了形成抗反射膜，能够使用例如低折射率的无机材料，诸如MgF#P LiF、氟基聚合物、氧化石墨烯等。为了形成硬涂层，例如能够使用无机氧化物，诸如S12、多官能丙烯酸树脂等。
[0043]硬涂层作为抵抗氧气、水蒸气或腐蚀性气体(诸如，硫化氢)的阻挡层也是有效的。粘合剂层可以布置在硬涂层的接触金属纳米线12a的表面上以增强硬涂层与金属纳米线12a之间的结合。粘合剂层能够通过例如使用聚乙稀醇(polyvinylalcohol)、聚乙稀[!比咯烷酮、氧化石墨烯等形成。由于与上部氧化石墨烯层的相互作用更强，最优选使用氧化石墨烯本身作为粘合剂。在这种情况下，用于粘合剂的氧化石墨烯的结构和氧含量可以不同于氧化石墨烯层13的氧化石墨烯的结构和氧含量。为了增强粘合剂层与PET膜之间的粘接，粘合剂层的石墨烯的氧含量优选小于上部氧化石墨烯层13的氧含量。
[0044]氧化石墨烯层13可以包括氮原子。通过将用于氮原子的原始材料添加到是氧化石墨烯层13的原材料的溶剂分散体中，氮原子能够混合到氧化石墨烯层13中。原始材料的示例包括氨、胺化合物、肼(hydrazine)和肼化合物(hydrazine compounds)。当氮原子存在于氧化石墨烯层13中时，氧化石墨烯层13与金属纳米线之间的结合进一步增强。
[0045]当氧化石墨烯层13包括为碳原子的至少0.1 %的量的氮原子时，能够获得氮原子的效果。氧化石墨烯层13中的氮原子的量更优选为碳原子的0.2%或更多。然而，当氧化石墨烯层13中的氮原子的量过多时，存在氧化石墨烯本身之间的结合力可能减小的担心。氮原子的量优选为碳原子的10 %或更少，更优选为6 %或更少，并且最优选大约0.2 %至4 %。
[0046]碳原子和氧原子的比(0/C)或碳原子和氮原子的比(N/C)能够通过X-射线光电子能谱(XPS)测量。信号灵敏度根据装置而改变。每个元件的信号强度能够通过利用已知成分的材料作为参考物质而调整。碳原子和氮原子的比(N/C)的标准物质的示例是氮化碳，所述氮化碳具有C3N4的成分比。
[0047]当本实施例的透明导体用于电布线(electric wiring)时，成为电布线的部分的薄膜电阻优选是10Ω/ □或更小。如果薄膜电阻大于10Ω/ □，当将电布线应用到具有A4(IS0 216)尺寸或更大的大面积的元件时，存在电布 线的电阻可能变大并且从而增大驱动电压的担心。
[0048]氧化石墨稀层13的一部分优选存在于金属纳米线12a与透明基体11之间。在这种情况下，获得与上述的粘合剂层相同的效果。特别地，当基体11由包括芳族环的树脂(诸如，PET、PEN和聚碳酸酯)制成时，树脂中的芳族环与氧化石墨烯中的芳族环相互作用并且从而增强基体11与氧化石墨烯层13之间的粘接。结果，也增强了金属纳米线12a与基体11之间的粘接。
[0049]图3示出根据一个实施例的包括光电转换元件的光电转换装置的构造。更具体地，一发光装置被示出为所述光电转换装置。图3所示的发光装置30包括:具有光透射性质的第一支撑件33，所述第一支撑件33包括第一透明基体31和布置在第一透明基体31上的第一导电层32 ;第二支撑件36，所述第二支撑件36包括第二基体34和布置在所述第二基体34上的第二导电层35，所述第二导电层35与第一导电层32间隔开并且面向所述第一导电层32 ;发光元件37，所述发光元件37包括半导体层(η-型半导体层37b和p-型半导体层37c)，和布置在所述半导体层的相反表面上的第一电极37a和第二电极37d，所述发光元件37定位在第一支撑件33与第二支撑件36之间，其中第一电极37a电连接到第一导电层32，并且第二电极37d电连接到第二导电层35 ；以及接触第一导电层32和第二导电层35的电绝缘树脂层38。第一导电层32包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。
[0050]换言之，在发光装置30中，发光元件37夹在第一支撑件33与第二支撑件36之间并且电绝缘树脂层38定位在所述两个支撑件之间并且包围所述发光元件的区域中。
[0051]第一支撑件33包括第一透明基体31和布置在第一透明基体31上的第一导电层32。第二支撑件36包括第二基体34和布置在第二基体34上的第二导电层35。第一导电层32和第二导电层35面向彼此。已经描述的透明基体用作第一基体31。已经描述的透明树脂用作电绝缘树脂层38。
[0052]第一导电层32包括包含多个金属纳米线的金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层。优选第二基体是透明的，并且第二导电层35包括包含多个金属纳米线的金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层。
[0053]第一导电层32和第二导电层35可以被图案化。被图案化的第一导电层32和第二导电层35能够被布置成使得所述第一导电层32和第二导电层35彼此交叉。
[0054]发光元件37优选是无机LED。发光元件37包括按顺序叠置的n_侧电极37a、n_型半导体层37b、p-型半导体层37c和p-侧电极37d。发光元件37中的η-侧电极37a电连接到第一导电层32。P-侧电极37d电连接到第二导电层35。导电粘接层可以布置在η-侧电极37a与第一导电层32之间和P-侧电极37d与第二导电层35之间。上述抗反射层和硬涂层优选布置在发光装置30的表面(第一基体31和第二基体34的表面)上。发光装置30的周边优选密封以防止腐蚀性气体的侵入。
[0055]图4示出根据另一实施例的包括光电转换元件的光电转换装置。更具体地，一发光装置被示出为所述光电转换装置，其中光电转换元件是发光元件。图4所示的发光装置40包括:具有光透射性质的第一支撑件43，所述第一支撑件43包括第一透明基体41和布置在第一透明基体41上的分段导电层42 ;与所述分段导电层42间隔开并且面向所述分段导电层42的第二支撑件44 ;发光元件45，所述发光元件45包括半导体层(η-型半导体层45b和P-型半导体层45c)和布置在半导体层上并且彼此间隔开的第一电极45a和第二电极45d，所述发光元件45定位在第一支撑件43与第二支撑件44之间，其中第一电极45a和第二电极45d电连接到分段导电层42的不同段；和与分段导电层42和第二支撑件44接触的电绝缘树脂层46。分段导电层42包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。
[0056]换言之，在发光装置40中，发光元件45夹在包括第一基体41的第一支撑件43与第二支撑件44之间。发光元件45嵌入电绝缘树脂层46中。第一支撑件43包括布置在第一基体41的表面上的分段导电层42。分段导电层42面向第二支撑件44。已经描述的透明基体用作第一基体41。已经描述的透明树脂用作电绝缘树脂层46。
[0057]分段导电层42包括金属纳米线层和覆盖金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。分段导电层具有间隔42a。电绝缘树脂定位在所述间隔42a 中。
[0058]发光元件45优选是无机LED。发光元件45包括p-型半导体层45c和覆盖所述p-型半导体层45c的一部分的η-型半导体层45b。η-侧电极45a布置在η-型半导体层45b上。p-侧电极45d布置在不接触η-型半导体层45b的p-型半导体层45c上。η-侧电极45a和P-侧电极45d电连接到分段导电层42的不同段。导电粘接层可以布置在η-侧电极45a与分段导电层42之间和P-侧电极45d与分段导电层42之间。η-侧电极45a和P-侧电极45d通过定位在分段导电层42的间隔42a中的电绝缘树脂而电绝缘。上述的抗反射层和硬涂层优选布置在发光装置40的表面(第一基体41和第二支撑件44的表面)上。发光装置40的周边优选密封以防止腐蚀性气体的侵入。
[0059]将参考图5A至图5C、图6A和图6B描述根据另一实施例的坐标面板。图5A描绘了坐标面板的平面的构造。图5B和图5C分别是第一布线板和第二布线板的平面图。图6A和图6B示出坐标面板的横截面图。图6A是沿着图5A的A-A’所取的横截面图。图6B是沿着图5A中的B-B’所取的横截面图。
[0060]图5A至图5C、图6A和图6B所不的坐标面板50包括:第一布线板57，所述第一布线板57包括第一透明基体51和布置在第一透明基体51上的第一导电层52，所述第一导电层52被图案化以在第一方向上延伸；第二布线板58，所述第二布线板58包括第二透明基体53和布置在第二透明基体53上的第二导电层54，所述第二导电层54与所述图案化的第一导电层间隔开并且面向所述图案化的第一导电层，并且所述第二导电层54被图案化以在与第一方向十字交叉的第二方向上延伸；和与第一基体51、第一导电层52、第二透明基体53和第二导电层54相接触的电绝缘树脂层56。第一导电层52和第二导电层54的每个包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。
[0061]如图5A至图5C的平面图所示，坐标面板包括在X方向上延伸的X电极52和在与X方向十字交叉的y方向上延伸的y电极54。如图6A和图6B所示，焊盘55由x布线52的部分52’和y布线54的部分54’构成。
[0062]第一布线板57包括透明基体51和布置在第一透明基体51上的多个x布线52。第二布线板58包括第二透明基体53和布置在第二透明基体53上的多个y布线54。x布线52和y布线54被电绝缘树脂层56分离。已经描述的透明基体用作第一基体51和第二基体53。已经描述的透明树脂用于电绝缘树脂层56。
[0063]X布线52和Y布线54包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨稀层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。X布线52和y布线54能够被称为图案化的导电层。上述的抗反射层和硬涂层优选布置在坐标面板50的表面(第一基体51和第二基体53的表面)上。坐标面板50的周边优选密封以防止腐蚀性气体的侵入。
[0064]本实施例的坐标面板适合于作为静电电容式触摸面板。能够使用热塑性或固化树脂以形成电绝缘树脂层。
[0065]在下文中将示出每个实施例的具体示例。
[0066](示例I)
[0067]通过以下方法生产图3所示的发光装置30。
[0068]作为第一基体的PET膜的表面通过UV臭氧处理而使得略微亲水。作为金属纳米线的由Nano Meet制造的银纳米线(平均直径40nm、长度:20至80 μm)分散在甲醇中以制备0.2mg/ml的甲醇分散体。所获得的分散体通过喷散方法通过罩施加到保持在8 0°C的PET膜上以获得布线图案。此外，这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。通过四探针方法(four probe method)测量的银纳米线层的薄膜电阻大约为10 Ω/ 口。
[0069]氧化石墨稀的乙醇分散体施加到银纳米线层上。氧化石墨稀具有500nm至3 μπι的颗粒直径、由石墨产生并且具有120%的氧原子与碳原子比(0/C)。大约10层氧化石墨烯乙醇分散体施加到整个银纳米线层上并且在60°C条件下干燥10分钟以获得氧化石墨烯层。包括金属纳米线层和氧化石墨烯层的络合物(complex)的薄膜电阻通过这个方法减小到大约7Ω / 口。
[0070]氧化石墨烯层的数量能够如下确定。氧化石墨烯通过肼还原以将氧化石墨烯转换为石墨烯。当石墨烯层由550nm的光照射时，每层石墨烯层吸收光的2.3%。氧化石墨烯层的数量通过比较氧化石墨稀层和石墨稀层之间550nm的光的吸收量而确定。由于氧化石墨烯层被转换为石墨烯层，因此这个方法是破坏性的检验。
[0071]如上所述形成在PET膜上的络合物用作下电极。上电极通过如上述相同的方法单独地形成在PET膜上。
[0072]获得的络合物的SEM图像在图7A和图7B中示出。图7A示出表面SEM图像。图7B示出横截面SEM图像。如图7A所示，多个银纳米线12a由氧化石墨烯层13覆盖。具有大约1nm直径的银纳米颗粒16存在于一个表面上。图7B的横截面SEM图像示出银纳米线12a是三维叠置。在横截面SEM图像中不能够区分氧化石墨烯层。此外，由于观察不到银纳米颗粒，大部分银纳米颗粒被认为存在于氧化石墨烯层的最外表面上。
[0073]图7B所示的Pt-Pd层已经单独气相沉积以区分最外表面。再沉积层(re-deposit1n layer)是在生产试样横截面的同时由于由离子束派射的试样材料的再粘接而形成的再沉积层。尽管图像不清晰，在包括多个银纳米线12a的银纳米线层12与Pt-Pd层之间的界面处观察到微小的间隙。氧化石墨烯层被认为还存在于所述间隙中。
[0074]通过将氧化石墨烯层布置在银纳米线层上，增加了表面的亲水性，从而水的扩散面积增大大约50%。此外，也增强对硫蒸汽的抗性。当不布置氧化石墨烯层时，在硫蒸汽存在的情况下，银纳米线层处于80°C 15分钟导致银纳米线层的薄膜电阻显著增大106Ω / 口或更多。同时，当布置氧化石墨烯层时，即使银纳米线层处于80°C 15分钟，银纳米线层的薄膜电阻增大仅仅大约12 Ω / 口。
[0075]具有一对在顶侧和底侧上的电极的红色LED芯片制备为发光元件。LED芯片被按压到下电极上。丙烯酸紫外线固化树脂被施加到具有LED芯片的整个下电极上以形成电绝缘树脂层。LED芯片的上部利用有机溶剂清洗。
[0076]具有上布线的PET膜层压到LED芯片上以使得上布线和下布线在LED芯片的位置处彼此交叉，然后整个层压堆叠由紫外线照射。然后，通过在60°C后退火获得该示例的发光
目.ο
[0077]该示例的发光装置呈现出在15至20mA直流电流、2.0V电压条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。此夕卜，如上所述，所述发光装置低电阻，并且能够以低成本生产。
[0078](示例2)
[0079]图4所示的发光装置40通过以下方法生产。
[0080]作为第一基体的PET膜的表面通过UV臭氧处理而被使得略微亲水。此外，施加聚乙稀醇基亲水粘合剂树脂以形成粘合剂层。由Blue Nano制造的银纳米线(平均直径:35nm、平均长度:15 μπι)的2mg/ml乙醇分散体通过棒涂布器(bar coater)施加到粘合剂层上。这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。
[0081]大约20层与示例I相同的氧化石墨烯乙醇分散体施加到整个银纳米线层上并且在60°C条件下干燥10分钟以获得氧化石墨烯层。银纳米线层和氧化石墨烯层被堆叠以形成导电层。这个导电层通过纪销石植石激光(yttrium aluminum garnet laser，简称YAG激光)图案化以获得布线。
[0082]具有在一个表面上的一对电极的蓝色LED芯片制备为发光元件。LED芯片被按压并且放置在如上获得的布线上。丙烯酸紫外线固化树脂施加到具有LED芯片的整个布线上以形成电绝缘树脂层。作为第二支撑件的PET膜层压到电绝缘树脂层上，然后整个层压堆叠被用紫外线光照射。最后，通过在60°C条件下后退火而获得本实施例的发光装置。
[0083]该示例的发光装置显示出在15至20mA直流电流、3.7V电压的条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置低电阻并且在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。所述发光装置能够以低成本生产。
[0084](示例3)
[0085]图4所示的发光装置40通过以下方法生产。
[0086]大约10层与示例I相同的氧化石墨烯的乙醇分散体施加到作为第一基体的PET膜的整个表面上并且在60°C条件下干燥10分钟。从而获得下部氧化石墨烯层作为粘合剂层。作为金属纳米线的由Nano Meet制造的银纳米线(平均直径:40nm)在甲醇中分散以制备2mg/ml的甲醇分散体。所获得的分散体通过棒涂布器施加到下部氧化石墨烯层上。这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。
[0087]作为用于上部氧化石墨烯层的原材料，有制备的氧化石墨烯的水分散体，氧化石墨烯由石墨产生并且具有37%氧原子与碳原子的比(0/C)和300nm至I μπι的颗粒直径(含有0.4%重量的氨)。大约十层水分散体施加到整个银纳米线层上并且在90°C条件下干燥20分钟以获得上部氧化石墨稀层。由XPS确定的N/C原子比是3%至4%。下部氧化石墨烯层、银纳米线层和上部氧化石墨烯层被堆叠以形成导电层。这个导电层通过YAG激光图案化以获得布线。
[0088]具有在一个表面上的一对电极的蓝色LED芯片被制备为发光元件。LED芯片被按压并且放置到如上获得的布线上。丙烯酸紫外线固化树脂被施加到具有LED芯片的整个布线上以形成电绝缘树脂层。作为第二支撑件的PET膜层压到电绝缘树脂层上，然后整个层压堆叠被用紫外线光照射。最终，通过在60°C条件下后退火获得该示例的发光装置。
[0089]该示例的发光装置显示出在15至20mA直流电流、3.6V电压的条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置低电阻并且在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。所述发光装置能够以低成本生产。
[0090](示例4)
[0091]图5A所示的坐标面板50通过如下方法生产。
[0092]作为第一基体的PET膜的表面通过UV臭氧处理而被使得略微亲水。此外，聚乙烯醇基亲水粘合剂树脂施加到PET膜的表面上以形成粘合剂层。作为金属纳米线的由NanoMeet制造的银纳米线(平均直径:40nm)分散在甲醇中以制备2mg/ml的甲醇分散体。所获得的分散体通过棒涂布器施加到粘合剂层上。这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。
[0093]大约20层与示例I相同的氧化石墨烯的乙醇分散体施加到整个银纳米线层上并且在60°C条件下干燥10分钟以获得氧化石墨烯层。银纳米线层和氧化石墨烯层被堆叠以形成导电层。这个导电层通过YAG激光被图案化以形成X布线和在X布线中的焊盘，从而获得第一布线板。导电层通过与上述相同的方法形成在PET膜上并且通过YAG激光处理。因此，形成y布线和y布线中的焊盘以获得第二布线基体。
[0094]丙烯酸紫外线固化树脂施加到在其上产生X布线的整个PET膜(第一布线板)上以形成电绝缘树脂层。在其上形成y布线的PET膜(第二布线板)被层压到电绝缘树脂层上以使得焊盘彼此移位并且整个层压堆叠被用紫外线光照射。然后，通过在60°C条件下后退火获得用于电容式触摸面板的坐标面板。
[0095]该示例的坐标面板在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。所述坐标面板能够以低成本生产。
[0096](示例5)
[0097]图3所示的发光装置30通过以下方法生产。
[0098]银纳米线层和氧化石墨烯层以与示例I相同的方法 产生在作为第一基体的PET膜的表面上。然后，氧化石墨烯层在90°C条件下接触水合肼蒸汽10分钟。因此，氧化石墨烯的一部分被还原并且氮原子被引入。由XPS确定的N/C原子比是0.3%至0.5%。
[0099]如上所述的形成在PET膜上的络合物用作下电极。上电极通过与上所述相同的方法单独地形成在PET膜上。
[0100]具有在顶侧和底侧上的一对电极的红色LED芯片制备为发光元件。LED芯片被按压并且放置到下电极上。丙烯酸紫外线固化树脂施加到具有LED芯片的整个下电极上以形成电绝缘树脂层。LED芯片的上部通过有机溶剂清洗。
[0101]具有上布线的PET膜被层压到LED芯片上以使得上布线和下布线在LED芯片的位置处彼此交叉，然后整个层压堆叠被用紫外线光照射。然后，通过在60°C条件下后退火获得该示例的发光装置。
[0102]该示例的发光装置显示出在15至20mA的直流电流、2.0V电压的条件下所观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。此外，所述发光装置如上所述低电阻并且能够以低成本生产。
[0103](示例6)
[0104]图4所示的发光装置40通过以下方法生产。
[0105]具有200至500nm的颗粒直径和57%的0/C原子比的氧化石墨稀用作氧化石墨稀。使用由海贝技术(Seashell Technology)制造的银纳米线(平均直径:110nm、平均长度30μπι)的lmg/ml甲醇分散体。在所有其他方面，发光装置以与示例2中相同的方式生产。
[0106]该示例的发光装置显示出在15至20mA直流电流、2.0V电压的条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。此外，发光装置如上所述低电阻并且能够以低成本生产。
[0107](示例7)
[0108]图4所示的发光装置40通过以下方法生产。
[0109]作为第一基体的PET膜的表面通过UV臭氧处理而被使得略微亲水。此外，聚乙烯醇基亲水粘合剂树脂施加到PET膜的表面以形成粘合剂层。由Blue Nano制造的银纳米线(平均直径:35nm、平均长度15 μπι)的2mg/ml乙醇分散体通过棒涂布器施加到粘合剂层上。这在60°C条件下干燥10分钟以产生银纳米线层。
[0110]大约20层与示例I相同的氧化石墨烯的乙醇分散体施加到整个银纳米线层上并且在60°C条件下干燥10分钟以获得氧化石墨烯层。银纳米线层和氧化石墨烯层被堆叠以形成导电层。这个导电层通过YAG激光被图案化以获得布线。
[0111]制备热塑性丙烯酸弹性体膜。对应于LED芯片的通孔在热塑性丙烯酸弹性体膜中开口。丙烯酸弹性体膜粘附到导电层上以使得通孔定位在一对布线电极上。具有在一个表面上的一对电极的蓝色LED芯片制备为发光元件。LED芯片被按压到如上获得的通孔中并且放置在所述一对布线上。作为第二支撑件的PET膜被层压到其上，随后加热，从而获得该示例的发光装置。
[0112]该示例的发光装置显示出在15至20mA直流电流、3.7V电压的条件下观察的明亮发光并且具有高的透明度。该示例的发光装置低电阻并且在抵抗反复弯曲、剥离和杂质方面是优异的。所述发光装置能够以低成本生产。
[0113]根据上述的至少一个实施例，通过提供透明导体，所述透明导体包括:透明基体；布置在所述透明基体上的金属纳米线层；覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层；和布置为接触所述氧化石墨烯层的电绝缘树脂层，能够获得低电阻、具有高的透明度、在抵抗弯曲、剥离和杂质方面优异并且能够以低成本获得的透明导体。
[0114]尽管已经描述特定的实施例，这些实施例已经仅仅通过示例的方式呈现并且不旨在限制本发明的范围。事实上，本文中所描述的新颖的方法和系统可以以各种其他形式实施；此外，可以作出以本文所描述的方法和系统的形式的各种省略、替换和改变而不离开本发明的精神。附加的权利要求和其等同旨在将这些形式和修改覆盖为落下本发明的范围和精神内。
【主权项】
1.一种透明导体，其包括: 透明基体； 金属纳米线层，所述金属纳米线层布置在所述透明基体上并且包括多个金属纳米线； 覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层；和 布置为接触所述氧化石墨烯层的电绝缘树脂层。2.根据权利要求1所述的透明导体，其中，包括所述金属纳米线层、所述氧化石墨烯层和所述电绝缘树脂层的堆叠被图案化。3.根据权利要求1所述的透明导体，其中，所述氧化石墨烯层包括在所述氧化石墨烯层中或在所述氧化石墨烯层上的金属纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的透明导体，其中，所述金属纳米线是银纳米线。5.根据权利要求1所述的透明导体，其中，所述电绝缘树脂层包括具有极性基团的树脂。6.根据权利要求1所述的透明导体，还包括介于所述透明基体与所述金属纳米线层之间的所述氧化石墨烯层。7.—种坐标面板，其包括: 第一布线板，所述第一布线板包括第一透明基体和布置在所述第一透明基体上的第一导电层，所述第一导电层被图案化以在第一方向上延伸； 第二布线板，所述第二布线板包括第二透明基体和布置在所述第二透明基体上的第二导电层，所述第二导电层与所述图案化的第一导电层间隔开并且面向所述图案化的第一导电层，并且所述第二导电层被图案化以在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；和 电绝缘树脂层，所述电绝缘树脂层接触所述第一透明基体、所述第一导电层、所述第二透明基体和所述第二导电层， 其中，所述第一和第二导电层的每个包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。8.一种光电转换装置，其包括: 具有光透射性质的第一支撑件，所述第一支撑件包括第一透明基体和布置在所述第一透明基体上的第一导电层； 第二支撑件，所述第二支撑件包括第二透明基体和布置在所述第二透明基体上的第二导电层，所述第二导电层与所述第一导电层间隔并且面向所述第一导电层； 光电转换元件，所述光电转换元件包括半导体层和配置在所述半导体层上的第一和第二电极，所述光电转换元件定位在所述第一支撑件和所述第二支撑件之间，其中，所述第一电极电连接到所述第一导电层，并且所述第二电极电连接到所述第二导电层；和与所述第一导电层和所述第二导电层接触的电绝缘树脂层， 其中，所述第一导电层包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。9.一种光电转换装置，其包括: 具有光透射性质的第一支撑件，所述第一支撑件包括第一透明基体和布置在所述第一透明基体上的分段导电层； 与所述分段导电层间隔开并且面向所述分段导电层的第二支撑件； 光电转换元件，所述光电转换元件包括半导体层和布置在所述半导体层上并且彼此间隔开的第一和第二电极，所述光电转换元件定位在所述第一支撑件与所述第二支撑件之间，其中，所述第一电极和所述第二电极电连接到所述分段导电层的不同段；和与所述分段导电层和所述第二支撑件接触的电绝缘树脂层， 其中，所述分段导电层包括金属纳米线层和覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层，所述金属纳米线层包括多个金属纳米线。10.根据权利要求8所述的光电转换装置，其中，所述光电转换元件是发光元件。11.根据权利要求9所述的光电转换装置，其中，所述光电转换元件是发光元件。12.根据权利要求10所述的光电转换装置，其中，所述光电转换装置是无机发光二极管。13.根据权利要求11所述的光电转换装置，其中，所述光电转换装置是无机发光二极管。
【专利摘要】根据一个实施例，透明导体包括透明基体；布置在所述透明基体上并且包括多个金属纳米线的金属纳米线层；覆盖所述金属纳米线层的氧化石墨烯层；和布置为接触所述氧化石墨烯层的电绝缘树脂层。
【IPC分类】H01L31/02, H01L31/0224, H01L33/42
【公开号】CN104900723
【申请号】CN201510098288
【发明人】内藤胜之, 吉永典裕, 杨添一, 赤坂芳浩
【申请人】株式会社东芝
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月5日
【公告号】EP2916363A1, US20150257258
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