透明基材及其制作方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種透明基材，其包括透明基底及設(shè)在透明基底一側(cè)表面的多孔二氧化硅復(fù)合物涂層，多孔二氧化硅復(fù)合物涂層包括納米多孔二氧化硅和填充在納米多孔二氧化硅中的有機(jī)硅樹(shù)脂，多孔二氧化硅復(fù)合物涂層的孔隙率為10%-50%。該透明基材通過(guò)在透明基底的一側(cè)表面設(shè)置多孔二氧化硅復(fù)合物涂層，其中納米多孔二氧化硅可以用來(lái)調(diào)節(jié)復(fù)合物涂層的空隙，從而可以改變涂層的有效折射率，使整個(gè)透明基材獲得較佳的減反射效果，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的增透效果。此外，本發(fā)明還涉及一種透明基材的制作方法及含有該透明基材的透明導(dǎo)電元件及薄膜電子器件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】透明基材及其制作方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及觸摸屏電子器件領(lǐng)域，尤其是涉及一種透明基材、其制作方法、含有該透明基材的透明導(dǎo)電元件和薄膜電子器件。
【背景技術(shù)】
[0002]透明基材如光學(xué)玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或薄膜等被廣泛應(yīng)用于電子顯示領(lǐng)域。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的透明基材，在光穿過(guò)時(shí)，因存在光的折射和反射使得最終透過(guò)透明基材的光會(huì)發(fā)生一定的損耗，尤其是在基材表面鍍上導(dǎo)電層時(shí)，導(dǎo)電材料會(huì)使光的透過(guò)率進(jìn)一步下降。而隨著觸摸屏電子器件的發(fā)展，用戶對(duì)電子設(shè)備的要求越來(lái)越高，因此，低反射、高透過(guò)率的透明基材需求日益明顯。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]基于此，有必要提供一種低反射、高透過(guò)率的透明基材、其制作方法、含有該透明基材的透明導(dǎo)電元件和薄膜電子器件。
[0004]一種透明基材，包括透明基底及設(shè)在所述透明基底一側(cè)表面的多孔二氧化硅復(fù)合物涂層，所述多孔二氧化硅復(fù)合物涂層包括納米多孔二氧化硅和填充在所述納米多孔二氧化硅中的有機(jī)硅樹(shù)脂，所述多孔二氧化硅復(fù)合物涂層的孔隙率為10%-50%。
[0005]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透明基底的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)烯烴共聚物(COC)或環(huán)烯烴聚合物(COP)0 [0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述納米多孔二氧化硅的粒徑為IOnm-1OOnm,孔徑為5nm_50nm,比表面積為 50_300m2/g。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)硅樹(shù)脂為分子式SiR4_n(OH)n的有機(jī)硅醇單體經(jīng)縮聚反應(yīng)形成，其中，R為燒烴基、芳香基或鹵素，η為1、2或3。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)硅樹(shù)脂為SiCH3(OH)3與SiF(OH)3經(jīng)縮聚反應(yīng)形成。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透明基底的厚度為0.02mm-0.7mm，所述多孔二氧化硅復(fù)合物涂層的厚度為50nm_5 μ m。
[0010]一種透明基材的制作方法，包括如下步驟:在潔凈的透明基底一側(cè)表面涂覆納米多孔二氧化硅的樹(shù)脂混合物，然后將含有所述納米二氧化硅的樹(shù)脂混合物的透明基底在50-200 V條件下進(jìn)行固化處理10min-120min，在所述透明基底表面形成多孔二氧化硅復(fù)合物涂層；其中，所述納米多孔二氧化硅的樹(shù)脂混合物包括納米多孔二氧化硅、有機(jī)硅醇單體、溶劑、催化劑及硬化劑，所 述溶劑為乙醇、正丁醇、乙二醇-丁醚、乙酸丁酯、環(huán)己酮及縮水甘油醚中至少一種，所述催化劑為可溶性金屬有機(jī)鹽，所述硬化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺、二丙烯三胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、二已基三胺及已二胺中至少一種，所述多孔二氧化硅復(fù)合物涂層的孔隙率為10%-50%。[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述納米多孔二氧化硅的粒徑為IOnm-1OOnm,孔徑為5nm-50nm,比表面積為50_300m2/g ;所述有機(jī)硅樹(shù)脂為分子式SiR4_n(OH)n的有機(jī)硅醇單體經(jīng)縮聚反應(yīng)形成，其中，R為燒烴基、芳香基或鹵素，η為1、2或3。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)硅樹(shù)脂為SiCH3(OH)3與SiF(OH)3經(jīng)縮聚反應(yīng)形成。
[0013]一種透明導(dǎo)電元件，包括上述任一實(shí)施例所述的透明基材，所述透明基底的另一側(cè)表面設(shè)有透明導(dǎo)電層。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層的材料為銦(In)、銻(Sb)、鋅(Zn) Jg(Cd)及錫(Sn)的多元氧化物。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層的材料為氧化銦錫(ΙΤ0)，所述氧化銦錫中氧化銦與氧化錫的質(zhì)量比為90:10-99:1。
[0016]在其中一個(gè) 實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層的厚度為5nm-25nm。
[0017]一種薄膜電子器件，包括上述任一實(shí)施例所述的透明導(dǎo)電元件。
[0018]上述透明基材通過(guò)在透明基底的一側(cè)表面設(shè)置多孔二氧化硅復(fù)合物涂層，其中納米多孔二氧化硅可以用來(lái)調(diào)節(jié)復(fù)合物涂層的空隙，從而可以改變涂層的有效折射率，使整個(gè)透明基材獲得較佳的減反射效果，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的增透效果。此外，多孔二氧化硅復(fù)合物涂層為納米多孔二氧化硅與有機(jī)硅樹(shù)脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)涂層結(jié)構(gòu)的附著力及表面硬度相對(duì)于單獨(dú)的多孔二氧化硅涂層效果更佳。該透明基材可以用于制作透明導(dǎo)電元件廣泛應(yīng)用在觸摸屏、太陽(yáng)能電池等薄膜電子器件領(lǐng)域。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為一實(shí)施方式的透明導(dǎo)電元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1中透明基材的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)透明基材、其制備方法及含有該透明基材的透明導(dǎo)電元件及薄膜電子器件作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0022]如圖1和圖2所示，一實(shí)施方式的透明導(dǎo)電元件100包括透明基材110及透明導(dǎo)電層120。其中，透明基材110包括透明基底112及設(shè)在透明基底112 —側(cè)表面的多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114。透明導(dǎo)電層120設(shè)在透明基底112的另一側(cè)表面。
[0023]在本實(shí)施方式中，透明基底112的材料可以為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)烯烴共聚物(COC)或環(huán)烯烴聚合物(COP)0透明基底112的厚度為0.02mm-0.7_。
[0024]多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114包括納米多孔二氧化硅及填充在納米多孔二氧化硅中的有機(jī)硅樹(shù)脂，厚度為50ηπι-5μπι。多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114的孔隙率(納米多孔二氧化硅內(nèi)部非散射性孔洞占多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114的體積分?jǐn)?shù))為10%-50%。具體在本實(shí)施方式中，多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114為含有納米多孔二氧化硅的樹(shù)脂混合物材料經(jīng)卷對(duì)卷濕法涂布或旋涂等涂布方式在透明基底112的一側(cè)表面涂布后再經(jīng)熱固化處理制得。[0025]納米多孔二氧化娃的粒徑為IOnm-1OOnm,孔徑為5nm-50nm,比表面積為50_300m2/
g°
[0026]有機(jī)硅樹(shù)脂為分子式SiR4_n(OH)n的有機(jī)硅醇單體經(jīng)縮聚反應(yīng)形成，其中，R為烷烴基(如甲基、乙基或丙基等)、芳香基(如苯基或芐基等)等有機(jī)基團(tuán)或鹵素，η為1、2或3。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，有機(jī)硅樹(shù)脂選用SiCH3(OH)3與SiF(OH)3經(jīng)縮聚反應(yīng)形成。
[0027]進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中，多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114中還包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、二丙烯三胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、二已基三胺及已二胺中至少一種硬化劑，從而整個(gè)多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114的硬度較佳。
[0028]透明導(dǎo)電層120的材料為銦(In)、銻(Sb)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及錫(Sn)的多元氧化物(即至少兩種金屬形成的氧化物)，如氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化鋁鋅(ΑΖ0)、氧化鎵鋅(GZO)或氧化銦鋅(IZO)等，厚度為5nm-25nm。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，透明導(dǎo)電層120的材料為氧化銦錫(IT0)，氧化銦錫中氧化銦與氧化錫的質(zhì)量比為90:10-99:1。
[0029]該透明基材1 10通過(guò)在透明基底112的一側(cè)表面設(shè)置多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114，其中納米多孔二氧化硅可以用來(lái)調(diào)節(jié)復(fù)合物涂層的空隙，從而可以改變涂層的有效折射率，使整個(gè)透明基材110獲得較佳的減反射效果，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的增透效果。此外，多孔二氧化硅復(fù)合物涂層為納米多孔二氧化硅與有機(jī)硅樹(shù)脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)涂層結(jié)構(gòu)的附著力及表面硬度相對(duì)于單獨(dú)的多孔二氧化硅涂層效果更佳。該透明基材110可以用于制作透明導(dǎo)電元件廣泛應(yīng)用在觸摸屏、太陽(yáng)能電池等薄膜電子器件領(lǐng)域。
[0030]此外，本實(shí)施方式還提供了一種透明基材的制作方法，其包括如下步驟:在潔凈的透明基底一側(cè)表面涂覆納米多孔二氧化硅的樹(shù)脂混合物，然后將含有納米二氧化硅的樹(shù)脂混合物的透明基底在50-200°C條件下進(jìn)行固化處理10min-120min，在透明基底表面形成孔隙率為10%-50%的多孔二氧化硅復(fù)合物涂層。
[0031]其中，納米多孔二氧化硅的樹(shù)脂混合物包括納米多孔二氧化硅、有機(jī)硅醇單體、溶劑、催化劑及硬化劑。溶劑為乙醇、正丁醇、乙二醇-丁醚、乙酸丁酯、環(huán)己酮及縮水甘油醚中至少一種。催化劑為可溶性金屬有機(jī)鹽，如鉛、鈷、鐵或其他金屬的可溶性鹽類(lèi)，如二丁基二月桂酸錫或N，N，N'，N' —四甲基胍鹽等。硬化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺、二丙烯三胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、二已基三胺及已二胺中至少一種。
[0032]在上述制作方法中，納米多孔二氧化硅的粒徑為IOnm-1OOnm,孔徑為5nm_50nm，比表面積為50-300m2/g ;有機(jī)硅樹(shù)脂為分子式SiR4_n(OH)n的有機(jī)硅醇單體經(jīng)縮聚反應(yīng)形成，其中，R為烷烴基、芳香基或鹵素，η為1、2或3。優(yōu)選的，有機(jī)硅樹(shù)脂為SiCH3(OH)3與SiF(OH)3經(jīng)縮聚反應(yīng)形成。
[0033]對(duì)于納米多孔介質(zhì)，透明基材110的有效折射率與其孔隙率(納米多孔介質(zhì)內(nèi)部非散射性孔洞占膜材的體積分?jǐn)?shù))有關(guān)，如下式:
[0034]ηρ2=(η2_1) (1-ρ)+1
[0035]式中，ηρ為含孔隙膜材的有效折射率；η為致密膜材的折射率；ρ為非散射性孔洞所占膜材的體積分?jǐn)?shù)。本實(shí)施方式利用納米多孔二氧化硅來(lái)調(diào)節(jié)透明基材110的孔隙，以此改變透明基材110的有效折射率，從而獲得較佳的減反射效果。本實(shí)施方式制得的多孔二氧化硅復(fù)合物涂層114中，孔隙率(納米多孔二氧化硅內(nèi)部非散射性孔洞占復(fù)合物涂層114的體積分?jǐn)?shù))為10%-50%。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，具有該結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的透明導(dǎo)電元件100在380-780nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的整體透過(guò)率不低于88%，滿足關(guān)于在380_780nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的整體透過(guò)率不低于85%的要求。
[0036]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān) 利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種透明基材，其特征在于，包括透明基底及設(shè)在所述透明基底一側(cè)表面的多孔二氧化硅復(fù)合物涂層，所述多孔二氧化硅復(fù)合物涂層包括納米多孔二氧化硅和填充在所述納米多孔二氧化硅中的有機(jī)硅樹(shù)脂，所述多孔二氧化硅復(fù)合物涂層的孔隙率為10%-50%。
2.如權(quán)利要求1所述的透明基材，其特征在于，所述透明基底的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚碳酸酯、環(huán)烯烴共聚物或環(huán)烯烴聚合物。
3.如權(quán)利要求1所述的透明基材，其特征在于，所述納米多孔二氧化硅的粒徑為IOnm-1OOnm,孔徑為 5nm-50nm,比表面積為 50-300m2/g。
4.如權(quán)利要求1所述的透明基材，其特征在于，所述有機(jī)硅樹(shù)脂為分子式SiR4_n(OH)n的有機(jī)硅醇單體經(jīng)縮聚反應(yīng)形成，其中，R為烷烴基、芳香基或鹵素，η為1、2或3。
5.如權(quán)利要求1或4所述的透明基材，其特征在于，所述有機(jī)硅樹(shù)脂為SiCH3(OH)3與SiF(OH)3經(jīng)縮聚反應(yīng)形成。
6.如權(quán)利要求1所述的透明基材，其特征在于，所述透明基底的厚度為0.02mm-0.7mm,所述多孔二氧化娃復(fù)合物涂層的厚度為50nm_5 μ m。
7.—種透明基材的制作方法，其特征在于，包括如下步驟:在潔凈的透明基底一側(cè)表面涂覆納米多孔二氧化硅的樹(shù)脂混合物，然后將含有所述納米二氧化硅的樹(shù)脂混合物的透明基底在50-200°C條件下進(jìn)行固化處理10min-120min，在所述透明基底表面形成多孔二氧化硅復(fù)合物涂層；其中，所述納米多孔二氧化硅的樹(shù)脂混合物包括納米多孔二氧化硅、有機(jī)硅醇單體、溶劑、催化劑及硬化劑，所述溶劑為乙醇、正丁醇、乙二醇-丁醚、乙酸丁酯、環(huán)己酮及縮水甘油醚中至少一種，所述催化劑為可溶性金屬有機(jī)鹽，所述硬化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺、二丙烯三胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、二已基三胺及已二胺中至少一種，所述多孔二氧化硅復(fù)合物涂層的孔隙率為10%-50%。
8.如權(quán)利要求7所述的透明基材的制作方法，其特征在于，所述納米多孔二氧化硅的粒徑為IOnm-1OOnm,孔徑為5nm-50nm,比表面積為50-300m2/g ;所述有機(jī)娃樹(shù)脂為分子式SiR4-n(OH)n的有機(jī)娃醇單體經(jīng)縮聚反應(yīng)形成,其中，R為燒烴基、芳香基或鹵素，η為1、2或3。
9.如權(quán)利要求7所述的透明基材的制作方法，其特征在于，所述有機(jī)硅樹(shù)脂為SiCH3(OH)3 與 SiF(OH)J-f 聚反應(yīng)形成。
10.一種透明導(dǎo)電元件，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的透明基材，所述透明基底的另一側(cè)表面設(shè)有透明導(dǎo)電層。
11.如權(quán)利要求10所述的透明導(dǎo)電元件，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層的材料為銦、銻、鋅、鎘及錫的多元氧化物。
12.如權(quán)利要求10或11所述的透明導(dǎo)電元件，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層的材料為氧化銦錫，所述氧化銦錫中氧化銦與氧化錫的質(zhì)量比為90:10-99:1。
13.如權(quán)利要求10或11所述的透明導(dǎo)電元件，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層的厚度為5nm_25nm0
14.一種薄膜電子器件，其特征在于，包括如權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)所述的透明導(dǎo)電元件。
【文檔編號(hào)】C08L69/00GK103450495SQ201310384260
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
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