透明電極的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種透明電極，包括：無色透明的聚酰亞胺膜基板；形成于所述基板上并包含含有碳納米管的導(dǎo)電材料的導(dǎo)電層，其中，所述導(dǎo)電層包括聚合物粘合劑。所述透明電極的優(yōu)勢在于，碳納米管緊密粘附到塑料基板上并且所述透明電極表現(xiàn)出環(huán)境穩(wěn)定性。
【專利說明】透明電極

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及透明電極，更具體而言，涉及其中有機(jī)導(dǎo)電層在塑料基板上形成的透 明電極。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計(jì)算機(jī)、家用電器和通訊設(shè)備的數(shù)字化和它們性能的快速提升，迫切需要實(shí) 現(xiàn)大尺寸的便攜式顯示器。為實(shí)現(xiàn)便攜式大面積柔性顯示器，需要能夠像報(bào)紙一樣折疊和 卷繞的顯示器材料。
[0003] 因此，用于顯示器的電極材料不僅必須是透明的并表現(xiàn)低電阻，而且還必須表現(xiàn) 高強(qiáng)度，使得裝置即使彎曲或折疊時(shí)機(jī)械上也是穩(wěn)定的。此外，用于顯示器的電極材料必須 具有與塑料基板類似的熱膨脹系數(shù)，使得電器即使被過度加熱至高溫時(shí)也不發(fā)生短路或經(jīng) 歷表面電阻的明顯變化。
[0004] 由于柔性顯示器使得具有多種形狀的顯示器的制備成為可能，它們可以用于顏色 和圖案能夠改變的服裝的標(biāo)志、廣告牌、貨物展示架的價(jià)格標(biāo)簽和大面積照明設(shè)備等，以及 便攜式顯示器。
[0005] 與此相關(guān)，透明導(dǎo)電薄膜廣泛用于需要透光性和導(dǎo)電性的裝置，例如圖像傳感器、 太陽能電池和各種類型的顯示器（PDP、IXD、PDP等）等中。
[0006] 已經(jīng)對用于制造柔性顯示器的透明電極的氧化銦錫（ΙΤ0)進(jìn)行了充分的研究。然 而，氧化銦錫（ΙΤ0)的問題在于，形成ΙΤ0薄膜需要真空處理，因此需要高加工成本，并且還 在于，ΙΤ0薄膜在柔性顯示器彎曲或折疊時(shí)容易斷裂，因此柔性顯示器的使用壽命變短。
[0007] 為解決上述問題，韓國未審查專利申請公布No. 10-2005-001580公開了一種在可 見光范圍內(nèi)具有80%以上的透光率和lOOohm/sq以下的表面電阻的透明電極的制造方法， 其中，通過將碳納米管與聚合物化學(xué)結(jié)合，然后使所得到的產(chǎn)物形成膜，或者通過用純化的 碳納米管或與聚合物化學(xué)結(jié)合的碳納米管涂覆導(dǎo)電聚合物層，將碳納米管以納米級(jí)分散于 涂層之中或涂層之上，然后將諸如金或銀等金屬納米粒子加入分散有碳納米管的涂層，從 而將可見光范圍內(nèi)的光的散射最小化并改善導(dǎo)電性。在此公布中，具體地，透明電極的制造 方法為：使碳納米管分散液與聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)反應(yīng)以制備高度濃縮的碳納米 管-聚合物共聚物溶液，將該共聚物溶液涂布至聚酯膜上，然后干燥該共聚物溶液。
[0008] 然而，當(dāng)在高溫下使用以此方式制備的透明電極時(shí)，可能發(fā)生聚合物改性。
[0009] 另外，可彎曲透明電極通過用包含碳納米管的導(dǎo)電層涂覆聚合物基板來獲得。當(dāng) 在聚合物基板上形成包含碳納米管的導(dǎo)電層時(shí)，存在這樣的問題，當(dāng)碳納米管暴露于外部 時(shí)，可彎曲透明電極的粘合性和環(huán)境穩(wěn)定性劣化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 技術(shù)問題
[0011] 因此，為解決上述問題而做出本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種透明電極，其 中，在塑料基板上形成包含含有碳納米管的導(dǎo)電材料和聚合物粘合劑的導(dǎo)電層，使得碳納 米管緊密地粘附到塑料基板上，并且所述透明電極表現(xiàn)出環(huán)境穩(wěn)定性。
[0012] 技術(shù)方案
[0013] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種透明電極，包括：無色透明的聚酰 亞胺膜基板；以及形成于所述基板上并包含含有碳納米管的導(dǎo)電材料的導(dǎo)電層，其中，所述 導(dǎo)電層包含選自聚碳硅烷、聚硅烷、聚硅氧烷、聚硅氮烷及其衍生物中的聚合物粘合劑。
[0014] 在此情況下，所述聚合物粘合劑可以包括被氫原子或選自烷基、烯基、環(huán)烷基、烯 丙基和烷氧基中的取代基取代的聚合物或聚合物衍生物。
[0015] 在所述透明電極中，所述導(dǎo)電材料可以包含碳納米管或碳納米管和導(dǎo)電性添加劑 的混合物。
[0016] 在此情況下，導(dǎo)電性添加劑可以包括選自聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及其衍 生物和混合物中的導(dǎo)電聚合物。
[0017] 在所述透明電極中，所述導(dǎo)電層可以通過將包含聚合物粘合劑的溶液涂布到包含 導(dǎo)電材料膜形成于其上的聚酰亞胺膜基板上來獲得。
[0018] 在所述透明電極中，導(dǎo)電材料膜可以為碳納米管-導(dǎo)電性添加劑復(fù)合膜，所述復(fù) 合膜通過將碳納米管分散液涂布至聚酰亞胺膜基板上以形成碳納米管分散層，然后將包含 導(dǎo)電性添加劑的溶液涂布至該碳納米管分散層上而形成。
[0019] 另外，導(dǎo)電性材料膜可以為導(dǎo)電性添加劑通過將碳納米管分散液和包含導(dǎo)電性添 加劑的溶液的混合溶液涂布至聚酰亞胺膜基板上而形成的碳納米管-導(dǎo)電性添加劑復(fù)合 膜。
[0020] 在所述透明電極中，碳納米管可以選自單壁碳納米管、雙壁碳納米管和多壁碳納 米管。
[0021] 當(dāng)透明電極還包括塑料基板時(shí)，其透光率可以為70%以上，表面電阻可以為 1000ohm/sq 以下。
[0022] 另外，透明電極在550nm的波長下的透光率可以為70%以上，表面電阻可以為 1000ohm/sq 以下。
[0023] 有益效果
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的透明電極，在塑料基板上形成包含含有碳納米管的導(dǎo)電材料和聚合 物粘合劑的導(dǎo)電層，使得碳納米管緊密地粘附到塑料基板上，并且所述透明電極表現(xiàn)出環(huán) 境穩(wěn)定性。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下文將詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0026] 本發(fā)明的透明電極包括無色透明的聚酰亞胺膜基板。下文中，無色透明的聚酰亞 胺膜基板應(yīng)被理解為無色透明膜，其具有為聚酰亞胺樹脂的固有屬性的耐熱性，并且不表 現(xiàn)出為聚酰亞胺膜的固有屬性的黃化性。
[0027] 具有高耐熱性的無色透明的聚酰亞胺膜可以有效地用作本發(fā)明的透明電極的基 板而沒有限制。例如，存在如下聚酰亞胺膜，其在50至250°C的溫度范圍內(nèi)，在膜厚度為 50-100 μ m的條件下通過熱機(jī)械分析測量的平均線性熱膨脹系數(shù)（CTE)為50. 0ppm/°C以 下，紫外光度計(jì)測量的黃度為15以下，550nm波長下透光率為80%以上。在此情況下，當(dāng)聚 酰亞胺膜的平均線性熱膨脹系數(shù)（CTE)大于50. 0ppm/°C時(shí)，聚酰亞胺膜和塑料基板之間的 熱膨脹系數(shù)差值增大，因而存在高溫下發(fā)生電器過熱或短路的問題。當(dāng)聚酰亞胺膜的黃度 大于15時(shí)，其透明性劣化，因而其不適用于制造透明電極。此處，通過在預(yù)定溫度范圍內(nèi)隨 溫度升高測量聚酰亞胺膜的變形模量而獲得聚酰亞胺膜的平均線性熱膨脹系數(shù)（CTE)，其 變形模量可以通過熱機(jī)械分析儀測定。優(yōu)選其平均線性熱膨脹系數(shù)（CTE)為35. 0ppm/°C以 下。當(dāng)使用此類聚酰亞胺膜時(shí)，可以形成熔融溫度高于由聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚 醚砜（PES)或聚碳酸酯（PC)等制成的塑料基板的熔融溫度的耐熱透明電極。
[0028] 滿足此條件的聚酰亞胺膜可以由樹脂得到，所述樹脂包括：衍生自選自2, 2-雙 (3, 4-二羧基苯基）六氟丙烷二酐（FDA)、2, 3, 6, 7-四羧酸-9, 9-雙（三氟甲基）氧雜蒽 二酐（6FCDA)、4-(2,5-二氧代四氫呋喃-3-基）-1，2,3,4_四氫萘-1，2-二甲酸酐（TDA) 和4, 4'-(4, 4'-異亞丙基二苯氧基）雙（鄰苯二甲酸酐）（HBDA)中的一種或多種芳族二酸 酐的單元結(jié)構(gòu)；衍生自選自均苯四甲酸二酐（PMDA)、聯(lián)苯四羧酸二酐（BPDA)和氧雙鄰苯二 甲酸酐（0DPA)中的一種或多種的單元結(jié)構(gòu)；以及衍生自選自2, 2-雙[4-(4-氨基苯氧基） 苯基]丙烷（6腿0六)、2,2'-雙（三氟甲基）-4,4'-二氨基聯(lián)苯（2,2'-丁卩08)、3,3'-雙（三 氟甲基）-4, 4' -二氨基聯(lián)苯（3, 3' -TFDB)、4, 4' -雙（3-氨基苯氧基）二苯基砜（DBSDA)、 雙（3-氨基苯基）砜（3DDS)、雙（4-氨基苯基）砜（4DDS)、1，3_雙（3-氨基苯氧基）苯 (APB-133)、1，4-雙（4-氨基苯氧基）苯（APB-134)、2, 2' -雙[3 (3-氨基苯氧基）苯基]六 氟丙烷（3-BDAF)、2, 2' -雙[4 (4-氨基苯氧基）苯基]六氟丙烷（4-BDAF)、2, 2' -雙（3-氨 基苯基）六氟丙烷（3, 3' -6F)、2, 2' -雙（4-氨基苯基）六氟丙烷（4, 4' -6F)和二氨基二苯 醚（0DA)中的一種或多種芳族二胺的單元結(jié)構(gòu)。另外，聚酰亞胺膜可以由包含以下結(jié)構(gòu)的 樹脂獲得：衍生自芳族二酸酐的單元結(jié)構(gòu)；衍生自選自對苯二甲酰氯（TPC)、對苯二甲酸、 間苯二甲酰氯和4, 4' -苯甲酰氯中的一種或多種芳族二羰基化合物的單元結(jié)構(gòu)；以及衍生 自芳族二胺的單元結(jié)構(gòu)。
[0029] 在此聚酰亞胺膜基板上形成導(dǎo)電層。所述導(dǎo)電層包含含有碳納米管的導(dǎo)電材料， 并包含選自聚碳硅烷、聚硅烷、聚硅氧烷、聚硅氮烷及其衍生物的聚合物粘合劑。在此情況 下，聚合物粘合劑起到改善導(dǎo)電層的粘合性和環(huán)境穩(wěn)定性的作用。
[0030] 此處，導(dǎo)電材料可以包含碳納米管或碳納米管和導(dǎo)電性添加劑的混合物。
[0031] 碳納米管可以選自單壁碳納米管、雙壁碳納米管和多壁碳納米管。所選擇的碳納 米管可以為經(jīng)酸處理的表面提供有官能團(tuán)的碳納米管。
[0032] 如果必要，導(dǎo)電層中包含的導(dǎo)電性添加劑可以為選自聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚 噻吩及其衍生物和混合物中的導(dǎo)電聚合物。根據(jù)透明電極的使用情況，可能另外需要對透 明電極降低的導(dǎo)電性進(jìn)行再補(bǔ)足的工作。在此情況下，當(dāng)透明電極還包括導(dǎo)電性添加劑時(shí)， 透明電極降低的導(dǎo)電性能夠被再補(bǔ)足。
[0033] 所述聚合物粘合劑為有機(jī)-無機(jī)雜化聚合物，并表現(xiàn)出高耐熱性。由于聚合物粘 合劑的高耐熱性，可以通過聚合物粘合劑和上述無色透明的聚酰亞胺膜的協(xié)同作用而獲得 具有高耐熱性的透明電極。選自聚碳硅烷、聚硅烷、聚硅氧烷、聚硅氮烷及其衍生物中的聚 合物粘合劑可以被氫*原子或選自燒基、稀基、環(huán)燒基、稀丙基和燒氧基中的取代基取代。
[0034] 如上所述，導(dǎo)電層包括含有碳納米管的導(dǎo)電材料和耐熱聚合物粘合劑。用于形成 導(dǎo)電層的技術(shù)包括用碳納米管涂覆基板以形成碳納米管層然后用粘合劑涂覆碳納米管層 的技術(shù)，以及用包含粘合劑和分散劑的碳納米管分散液涂覆基板的技術(shù)。
[0035] 在后一種情況下，粘合劑和分散劑是額外使用的，并且聚合物樹脂和分散劑根據(jù) 其種類在分散碳納米管的特性上彼此不同。因此，合適的分散條件，諸如分散劑的選擇等， 必須根據(jù)聚合物樹脂的種類提供。
[0036] 另外，需要額外的添加劑例如粘合劑等以將碳納米管層緊密粘附至基板。在此情 況下，當(dāng)碳納米管層包含粘合劑時(shí)，粘合性和環(huán)境穩(wěn)定性得到改善，但由于粘合劑是絕緣 體，包含碳納米管的透明電極的導(dǎo)電性可能劣化。
[0037] -般來講，可以有效使用聚合物粘合劑以改善碳納米管層的粘合性和環(huán)境穩(wěn)定 性，但是，當(dāng)聚合物粘合劑為絕緣材料時(shí)其可能使碳納米管層的導(dǎo)電性劣化。根據(jù)透明電極 的使用情況，可能另外需要對透明電極降低的導(dǎo)電性進(jìn)行再補(bǔ)足的工作。當(dāng)為提高透明電 極的導(dǎo)電性而加入導(dǎo)電性添加劑時(shí)，將導(dǎo)電性添加劑涂布至碳納米管層上，然后用聚合物 粘合劑涂覆該碳納米管層。另外，將導(dǎo)電性添加劑加入到碳納米管分散液中以制備碳納米 管-導(dǎo)電性添加劑復(fù)合溶液，然后用該碳納米管-導(dǎo)電性添加劑復(fù)合溶液涂覆基板以在基 板上形成導(dǎo)電材料層。用聚合物粘合劑涂覆導(dǎo)電材料層以形成導(dǎo)電層。
[0038] 優(yōu)選地，可以通過將包含聚合物粘合劑的溶液涂布至包含形成于其上的導(dǎo)電材料 膜的聚酰亞胺膜基板上來獲得導(dǎo)電層。
[0039] 更具體地，導(dǎo)電材料膜（碳納米管-導(dǎo)電性添加劑復(fù)合膜）通過將碳納米管分散 液涂布至聚酰亞胺膜基板上以形成碳納米管分散層，然后將包含導(dǎo)電性添加劑的溶液涂布 至該碳納米管分散層上而形成導(dǎo)電性添加劑。用包含聚合物粘合劑的溶液涂覆該導(dǎo)電材料 膜以形成導(dǎo)電層。
[0040] 另外，導(dǎo)電材料膜（碳納米管-導(dǎo)電性添加劑復(fù)合膜）也可以通過將碳納米管分 散液和包含導(dǎo)電性添加劑的溶液的混合溶液涂布至聚酰亞胺膜基板上而形成導(dǎo)電性添加 齊IJ。用包含聚合物粘合劑的溶液涂覆該導(dǎo)電材料膜以形成導(dǎo)電層。
[0041] 可以使用三輥研磨機(jī)、超聲波儀、勻化器或球磨機(jī)等制備碳納米管分散液。為了改 善導(dǎo)電層的粘合性和環(huán)境穩(wěn)定性，可以用聚合物粘合劑涂覆碳納米管層。
[0042] 以下詳細(xì)說明本發(fā)明的透明電極的導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)。當(dāng)含有碳納米管的電極材料膜 (下文稱為"碳納米管層"）形成于聚酰亞胺膜基板上時(shí)，碳納米管不規(guī)則排列并層合以具 有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此，在碳納米管層中形成碳納米管未占據(jù)的空間。當(dāng)碳納米管層的上表面 涂覆有聚合物粘合劑溶液時(shí)，碳納米管之間的空間充滿聚合物粘合劑溶液。在此情況下，當(dāng) 涂覆有聚合物粘合劑溶液的碳納米管層干燥并固化時(shí)，可以形成對基板具有粘合性和環(huán)境 穩(wěn)定性的導(dǎo)電層。
[0043] 用于形成導(dǎo)電層的涂覆方法無特別限制。涂覆方法的例子可以包括但不限于噴 涂、棒涂、浸涂、旋涂、凹面涂布、棍涂和浸潰。
[0044] 考慮歸因于聚合物粘合劑的粘合性和表面電阻特性，以及透射性和柔韌性特性， 導(dǎo)電層的厚度優(yōu)選為〇. 01-0. 5 μ m。
[0045] 當(dāng)以此方式制造的透明電極還包括塑料基板時(shí)，其透光率可以為70%以上，表面 電阻可以為1000〇hm/sq以下。
[0046] 下文將參照以下實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。然而，本發(fā)明的范圍并不僅限于此。
[0047] 聚酰亞胺臘某板的制各
[0048] 〈制備實(shí)施例1>
[0049] 在使氮?dú)馔ㄟ^作為反應(yīng)器的100mL三頸圓底燒瓶中的同時(shí)，將28. 78g的N，N-二 甲基乙酰胺（DMAc)加入該燒瓶中，所述燒瓶配備有攪拌器、氮?dú)庾⑷肫鳌⒌我郝┒?、溫度?制器和冷卻器，然后將該反應(yīng)器冷卻至〇°C，然后，將3. 2023g(0. Olmol)的2, 2' -TFDB溶解 在N，N-二甲基乙酰胺（DMAc)中，以形成第一溶液，然后將該第一溶液保持在0°C下。隨 后，將0. 88266g(0. 003mol)的BPDA加入到第一溶液中，以形成第二溶液，然后攪拌該第二 溶液1小時(shí)以使BPDA完全溶解于第二溶液中。在此情況下，第二溶液中固體物質(zhì)的濃度為 20wt%。然后，在室溫下攪拌該第二溶液8小時(shí)，以得到在23°C下粘度為2100泊的聚酰胺 酸溶液。
[0050] 隨后，將作為固化劑的2-4當(dāng)量的乙酸酐（Samchun Chemical Co.，Ltd.生產(chǎn)）和 2-4當(dāng)量的批陡（Samchun Chemical Co.，Ltd.生產(chǎn)）加入上述聚酰胺酸溶液中，然后以 10°C /min的加熱速率將該聚酰胺酸溶液加熱至20-180°C，并持續(xù)1-10小時(shí)，以將該聚酰 胺酸溶液酰亞胺化。隨后，將30g的酰亞胺化的聚酰胺酸溶液與300g水或非極性溶劑（甲 醇或乙醇等）混合，以使該酰亞胺化的聚酰胺酸溶液沉淀，以得到固體物質(zhì)。然后，過濾所 獲得的固體物質(zhì)，將其粉碎，然后在80-KKTC的真空爐中干燥6小時(shí)，得到約8g的固體聚 酰亞胺樹脂粉末。隨后，將所得到的固體聚酰亞胺樹脂粉末溶解在32g的選自DMAc、DMF、 NMP、GBL(y-丁內(nèi)酯）和BC(丁基纖維素）中的至少一種溶劑中，以得到20wt%的聚酰亞 胺樹脂溶液。通過成膜工藝，以l〇°C /min的加熱速率將所得到的聚酰亞胺樹脂溶液加熱 至40-400°C，并保持1-8小時(shí)，以得到厚度為50 μ m的聚酰亞胺膜（該聚酰亞胺膜在50至 250°C的溫度范圍內(nèi)，在膜厚度為50-100 μ m的條件下通過熱機(jī)械分析測量的平均線性熱 膨脹系數(shù)（CTE)為19. 22ppm/°C以下，通過紫外光度計(jì)測量的黃度為2. 86以下，550nm波長 下的透光率為88. 41% )。
[0051] 實(shí)施例1
[0052] 將碳納米管（單壁碳納米管，Nanosolution Corporation制造）與包含lwt%十二 烷基硫酸鈉的水溶液混合至lmg/mL的濃度，然后使用超聲波儀分散1小時(shí)，以得到分散液。 然后，使用離心分離機(jī)從所得到的分散液中分離出團(tuán)聚的碳納米管，以得到具有高分散性 的碳納米管分散液。
[0053] 將得到的碳納米管分散液噴涂至聚酰亞胺膜基板的表面上，然后在80°C下干燥， 以形成碳納米管分散層。用蒸餾水充分洗滌該碳納米管分散層，以從其中去除十二烷基硫 酸鈉。
[0054] 隨后，用在甲醇中固體含量為lwt %的導(dǎo)電性添加劑溶液，即PED0T (聚（3, 4-亞乙 二氧基噻吩））-丙烯酸樹脂溶液（PED0T在固體物質(zhì)中的含量：50被％ )，對經(jīng)過清洗的碳 納米管分散層進(jìn)行棒涂。
[0055] 然后，將用導(dǎo)電性添加劑溶液棒涂的碳納米管分散層在80°C下干燥2分鐘，然后 在120°C下固化10分鐘，以形成作為碳納米管導(dǎo)電聚合物層的導(dǎo)電材料膜。
[0056] 隨后，用固體含量為5wt %的聚硅氮烷（聚合物粘合劑）和甲基乙基酮的溶液對該 導(dǎo)電材料膜進(jìn)行棒涂。然后，將經(jīng)過棒涂的導(dǎo)電材料膜在120°C下干燥，然后將其在80°C的 溫度和95%的相對濕度下處理3小時(shí)，以形成聚合物樹脂膜，從而得到包括聚酰亞胺膜基 板和形成于該聚酰亞胺膜基板上的導(dǎo)電層的透明電極。
[0057] 實(shí)施例2
[0058] 除了用聚合物粘合劑溶液對碳納米管分散層直接進(jìn)行棒涂而不包括將導(dǎo)電性添 加劑引入經(jīng)碳納米管涂覆的聚合物基板的過程之外，以與實(shí)施例1中相同的方式制造透明 電極。
[0059] 實(shí)施例3
[0060] 除了當(dāng)引入導(dǎo)電性添加劑時(shí)，經(jīng)碳納米管層涂覆的聚合物基板用導(dǎo)電性添加劑溶 液浸涂之外，以與實(shí)施例1中相同的方式制造透明電極。在浸涂時(shí)，保護(hù)膜粘附于基板導(dǎo)電 層的后表面上，以防止導(dǎo)電性添加劑粘附至其上。此處，所述浸涂工藝以10mm/min的浸涂 速率進(jìn)行。
[0061] 實(shí)施例4
[0062] 將通過酸處理表面功能化的單壁碳納米管與甲醇混合至lmg/mL的濃度，然后使 用超聲波破碎儀分散1小時(shí)，以得到碳納米管分散液。
[0063] 隨后，將所得到的碳納米管分散液與在甲醇中固體含量為lwt%的導(dǎo)電性添加劑 溶液（即PEDOT (聚（3, 4-亞乙二氧基噻吩））-丙烯酸樹脂溶液（PEDOT在固體物質(zhì)中的含 量：50wt%))混合，使得導(dǎo)電聚合物（PEDOT)的重量為碳納米管的5倍之多，然后攪拌30 分鐘，以得到碳納米管-導(dǎo)電性添加劑的混合溶液。
[0064] 然后，通過棒涂法將得到的碳納米管-導(dǎo)電性添加劑混合溶液涂布至聚酰亞胺膜 基板的表面，然后在80°C下干燥，以形成導(dǎo)電材料膜。
[0065] 隨后，用固體含量為5wt%的聚硅氮烷和甲基乙基酮的溶液對該導(dǎo)電材料膜進(jìn)行 棒涂。
[0066] 然后，將經(jīng)過棒涂的導(dǎo)電材料膜在120°C下干燥，然后將其在80°C的溫度和95% 的相對濕度下處理3小時(shí)，以形成聚合物樹脂膜，從而得到包括聚酰亞胺膜基板和形成于 該聚酰亞胺膜基板上的導(dǎo)電層的透明電極。
[0067] 實(shí)施例5
[0068] 除了用碳納米管-導(dǎo)電性添加劑的混合溶液噴涂聚酰亞胺膜基板而不是用碳納 米管-導(dǎo)電性添加劑的混合溶液棒涂聚酰亞胺膜基板之外，以與實(shí)施例4中相同的方式制 造透明電極。
[0069] 對比實(shí)施例1
[0070] 除了使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜作為基板之外，以與實(shí)施例1中相同的方式制 造透明電極。
[0071] 對比實(shí)施例2
[0072] 除了使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜作為基板之外，以與實(shí)施例2中相同的方式制 造透明電極。
[0073] 對比實(shí)施例3
[0074] 除了使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜作為基板之外，以與實(shí)施例4中相同的方式制 造透明電極。
[0075] 由實(shí)施例1至5和對比實(shí)施例1至3得到的透明電極的物理性質(zhì)如下評價(jià)，其結(jié) 果在下表1中給出。
[0076] (1)光學(xué)性質(zhì)
[0077] 每個(gè)所制造的透明電極的可見光透光率使用紫外光度計(jì)（CarylOO, Varian Co.，Ltd.制造）測量。
[0078] (2)表面電阻
[0079] 它們的表面電阻值使用測量范圍為10X105-10X1015的高阻計(jì)（Hiresta-UP MCT-HT450，Mitsubishi Chemical Corp.制造），以及測量范圍為 10Χ1(Γ3-10Χ105 的低阻 計(jì)（CMT-SR 2000Ν，Advanced Instrument Technology (AIT)Corp.制造，4 點(diǎn)探針系統(tǒng)）測 量十次，然后得到所測量的表面電阻值的平均值。使用十次測量的表面電阻值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 計(jì)算表面電阻一致性。
[0080] (3)粘合性評價(jià)
[0081] 導(dǎo)電層和聚合物基板之間的粘合性使用膠帶法（ASTM D 3359-02)進(jìn)行測定。具 體地，將經(jīng)導(dǎo)電層涂覆的聚合物基板分成25(5x5)個(gè)區(qū)域，然后將膠帶密封地粘合到經(jīng)分 區(qū)的聚合物基板，然后同時(shí)使膠帶脫離該聚合物基板。然后，測量每個(gè)區(qū)域的表面電阻。 在此情況下，當(dāng)表面電阻發(fā)生變化的區(qū)域的百分比為〇%時(shí)，其被指定為5B，當(dāng)其百分比 為5%以下時(shí)，其被指定為4B，當(dāng)其百分比為5% -15%時(shí)，其被指定為3B，當(dāng)其百分比為 15% -35%時(shí)，其被指定為2B，當(dāng)其百分比為35% -65%時(shí)，其被指定為1B，當(dāng)其百分比為 65%以上時(shí)，其被指定為0B。
[0082] (4)耐熱性評價(jià)
[0083] 將透明電極在180°C下儲(chǔ)存1小時(shí)后，通過測量該透明電極的透光率和表面電阻 來評價(jià)其耐熱性。
[0084] [表 1]
[0085] 導(dǎo)電層 透光率 表面電阻電阻一粘合性 耐熱性評價(jià)之后 總厚度 （550nm，％) (ohm/sq.) 致性 測試 透光率 __^____^___(550nm, %) (ohm/sq.) 實(shí)施例 1 0,2 85.5 281 5% 5B 85.5 294 實(shí)施例 2 0.18 85.7 430 2% 5B 85.6 428 實(shí)施例 3 0.2 85.5 294 7% 5B 85.5 300 實(shí)施例 4 0.2 85,4 275 5% 5B 85.4 279 實(shí)施例 5 0.2 85.5 277 6% 5B 85.4 275 乂 0.2 85.6 293 6% 5B - - 施例1________ 對比.賣 1, 0 18 85,7 420 4% 5B - - 施例2________ 又計(jì)VV 1 0.2 85 4 310 7% 5B - - 施例 3 _ 1__ __
[0086] 下文將提供通過實(shí)施例1至5的方法制造的透明電極的物理性質(zhì)和適用性。
[0087] 通過實(shí)施例1至5的方法制造的透明電極可以用作觸摸屏和顯示器的透明電極， 以及要求電導(dǎo)率和光學(xué)透明性的透明電極，并且根據(jù)其用途可以用于多種領(lǐng)域。鑒于此原 因，與實(shí)施例1和實(shí)施例3至5的透明電極相比較，因?yàn)槠鋵?dǎo)電層不包含導(dǎo)電性添加劑，實(shí) 施例2的透明電極表現(xiàn)出高表面電阻和透光率，導(dǎo)電性添加劑但表現(xiàn)出適當(dāng)程度的物理性 質(zhì)（透光率：85%以上，表面電阻：500 〇hm/Sq以下）以使得其可用作電阻性觸摸屏的透明 電極。
[0088] 另外，例如，為實(shí)現(xiàn)具有LCD驅(qū)動(dòng)層的透明電極，在形成取向膜的過程中，必須在 180°C下進(jìn)行熱處理1小時(shí)。因此，透明電極的耐熱性的評價(jià)根據(jù)上述條件而進(jìn)行。在對比 實(shí)施例1至3中，由于使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜作為基板，根據(jù)耐熱性評價(jià)條件制造的 透明電極的外觀發(fā)生變形，因此其物理性質(zhì)無法測量。相比之下，在實(shí)施例1至5中，其透 明電極的外觀未發(fā)生變形，如表1中所給出，其透光率和表面電阻的變化在10%的范圍內(nèi)。
[0089] 由上表1的結(jié)果可以推斷出，實(shí)施例1至5的透明電極均具有包含聚合物粘合劑 的導(dǎo)電層，因此導(dǎo)電材料緊密粘附到基板上。
[0090] 在以下條件下對實(shí)施例1至5和對比實(shí)施例1至3得到的透明電極進(jìn)行三種可靠 性評價(jià)。其結(jié)果在下表2中給出。
[0091] -耐熱性評價(jià)：80°C，240h
[0092] -抗沖擊性評價(jià)：-30°C?85°C，10次
[0093] -耐候性評價(jià)：60°C，5% RH，240h
[0094] [表 2]
[0095]

【權(quán)利要求】
1. 一種透明電極，包括： 無色透明的聚酰亞胺膜基板；和 導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層形成于所述基板上并包含含有碳納米管的導(dǎo)電材料， 其中，所述導(dǎo)電層包括選自聚碳硅烷、聚硅烷、聚硅氧烷、聚硅氮烷及其衍生物的聚合 物粘合劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極，其中，所述導(dǎo)電材料包含碳納米管或碳納米管和 導(dǎo)電性添加劑的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透明電極，其中，所述導(dǎo)電層通過將包含所述聚合物粘合 劑的溶液涂布至包含導(dǎo)電材料膜形成于其上的聚酰亞胺膜基板上而得到。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明電極，其中，所述導(dǎo)電材料膜為碳納米管-導(dǎo)電性添加劑 復(fù)合膜，所述碳納米管-導(dǎo)電性添加劑復(fù)合膜通過將碳納米管分散液涂布至所述聚酰亞胺 膜基板上以形成碳納米管分散層，然后將包含所述導(dǎo)電性添加劑的溶液涂布至所述碳納米 管分散層上而形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明電極，其中，所述導(dǎo)電性材料膜為碳納米管-導(dǎo)電性添加 劑復(fù)合膜，所述碳納米管-導(dǎo)電性添加劑復(fù)合膜通過將碳納米管分散液和包含所述導(dǎo)電性 添加劑的溶液的混合溶液涂布至所述聚酰亞胺膜基板上而形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明電極，其中，所述導(dǎo)電性添加劑包括選自聚乙炔、聚吡 咯、聚苯胺、聚噻吩及其衍生物和混合物中的導(dǎo)電聚合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極，其中，所述碳納米管選自單壁碳納米管、雙壁碳納 米管和多壁碳納米管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極，其中，所述聚合物粘合劑包括被氫原子或選自烷 基、稀基、環(huán)燒基、稀丙基和燒氧基中的取代基取代的聚合物或聚合物衍生物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極，其中，所述透明電極在550nm波長下的透光率為 70%以上，表面電阻為1000ohm/sq以下。
【文檔編號(hào)】H01B1/24GK104145311SQ201280070990
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】宋相旻, 鄭鶴基, 樸曉準(zhǔn), 金尚均, 金藝瑟 申請人:可隆工業(yè)株式會(huì)社