專利名稱：透明薄膜電極的制作方法
專利說明本發(fā)明涉及一種在液晶顯示器、發(fā)光裝置等中使用的透明薄膜電極。
背景技術(shù)：
近年來，液晶顯示器的應(yīng)用已經(jīng)急劇擴大。而且，在幾乎全部的液晶顯示器中，均 使用含有氧化錫銦(通常稱為ΙΤ0)的透明薄膜電極。含有ITO的透明薄膜電極同時具有高 電導(dǎo)率和高透明度，并且對于液晶顯示器的普及已經(jīng)變得必需。此外，在近年來已經(jīng)得到積 極研究的各種發(fā)光二極管中，特別是在含有有機分子作為發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管(通 常稱為OLED或有機EL)中，透明薄膜電極對于它們的普及是必需的，該透明薄膜電極是用 于將電荷注入到發(fā)光材料中的電極，以及經(jīng)由該透明薄膜電極，可以透射來自發(fā)光材料的 光，因此，如在液晶顯示器的情況下，廣泛使用由ITO組成并且不具有偏振性能的透明薄膜 電極。然而，銦的使用存在穩(wěn)定供應(yīng)和成本方面的問題，原因是其價格由于其低的資源 儲備和供需緊張等而急劇上升。因此，已經(jīng)研究了許多替代性材料，主要是無機氧化物。在 這些研究中，導(dǎo)電聚合物(例如，參見專利文獻1)和碳納米管被認(rèn)為是理想的材料，因為它 們基本上不含稀有金屬并且不存在資源供應(yīng)和成本的問題。然而，仍然存在的問題是它們 具有比ITO更低的電導(dǎo)率。當(dāng)將薄膜電極增厚以解決該問題時，出現(xiàn)了透明度降低并且因 此薄膜電極不可用的另一個問題。專利文獻1 JP 2006-282942A

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明的一個目的是提供一種不使用銦作為材料的透明薄膜電極。此外，本發(fā)明 的一個目的是通過使用該透明薄膜電極而提供一種具有在工業(yè)上足夠的性能的液晶顯示 器或發(fā)光裝置。解決問題的手段因此，本發(fā)明人反復(fù)深入地研究了透明薄膜電極。結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn) 以下事實在用于透明薄膜電極的導(dǎo)電聚合物、碳納米管、各向異性(anisotrapic)金屬細(xì) 粒或金屬線被取向，并且此外，考慮在此出現(xiàn)的透明薄膜電極的偏振方向以形成液晶顯示 器或發(fā)光裝置的情況下，提供透射光的偏振的薄膜能夠足以被用作透明薄膜電極。因此完 成了本發(fā)明。具體地，本發(fā)明提供下列[1]至[25]方面。[1] 一種透明薄膜電極，其中透射穿過所述透明薄膜電極的光是偏振的。[2]根據(jù)上述[1]所述的透明薄膜電極，其包含導(dǎo)電聚合物。[3]根據(jù)上述[1]所述的透明薄膜電極，其包含碳納米管。[4]根據(jù)上述[1]所述的透明薄膜電極，其包含各向異性金屬細(xì)粒。
[5]根據(jù)上述[1]所述的透明薄膜電極，其包括金屬線柵結(jié)構(gòu)體(wire gridstructure of metal)0[6]根據(jù)上述[5]所述的透明薄膜電極，其包括含有導(dǎo)電聚合物或碳納米管的膜。[7]根據(jù)上述[6]所述的透明薄膜電極，其中所述含有導(dǎo)電聚合物或碳納米管的 膜被設(shè)置在形成所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體的相鄰金屬線之間的間隙內(nèi)。[8]根據(jù)上述[6]或[7]所述的透明薄膜電極，其中所述含有導(dǎo)電聚合物或碳納米 管的膜被層壓在所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體上。[9] 一種復(fù)合透明薄膜電極，其包括根據(jù)[5]所述的透明薄膜電極和根據(jù)[2]至 [4]中任一項所述的透明薄膜電極。[10]根據(jù)[9]所述的透明薄膜電極，其中根據(jù)[2]至[4]中任一項所述的透明薄 膜電極被層壓在所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體上。[11]根據(jù)[9]所述的透明薄膜電極，其中根據(jù)[2]至[4]中任一項所述的透明薄 膜電極被設(shè)置在形成所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體的金屬線之間的間隙內(nèi)。[12]根據(jù)[9]至[11]中任一項所述的透明薄膜電極，其中所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體的 偏振方向基本上匹配根據(jù)[2]至[4]中任一項所述的透明薄膜電極的偏振方向。
[13]根據(jù)上述[1]至[12]中任一項所述的透明薄膜電極，其中在所述透明薄膜電 極中的取向度S為0. 1以上。[14]根據(jù)上述[1]至[13]中任一項所述的透明薄膜電極，其中在所述透明薄膜電 極的波長為300至700nm的光的透射偏振吸收光譜中，在薄膜的膜平面內(nèi)的所有方向上的 偏振光的最大吸光度值A(chǔ)l為0. 1以上。[15] 一種電極復(fù)合體，其包括根據(jù)上述[1]至[14]中任一項所述的透明薄膜電極 和至少一個與所述透明薄膜電極接觸的輔助電極。[16]根據(jù)上述[15]所述的電極復(fù)合體，其中從不與所述輔助電極接觸的透明薄 膜電極的表面上的點X至所述輔助電極的路徑的長度L的最大值小于不與所述輔助電 極接觸的透明薄膜電極的表面積J的平方根的一半，所述路徑垂直于透射穿過所述透明薄 膜電極的光的偏振方向并且是最短的。[17]根據(jù)上述[15]或[16]所述的電極復(fù)合體，其中從不與所述輔助電極接觸的 透明薄膜電極的表面上的點X至所述輔助電極的路徑的長度L的最大值小于5cm，所 述路徑垂直于透射穿過所述透明薄膜電極的光的偏振方向并且是最短的。[18] 一種液晶顯示器，其包括根據(jù)上述[1]至[14]中任一項所述的透明薄膜電 極，或根據(jù)上述[15]至[17]中任一項所述的電極復(fù)合體。[19]根據(jù)上述[18]所述的液晶顯示器，其還包括至少一個偏振裝置，其中至少一 個偏振裝置的偏振方向基本上匹配所述透明薄膜電極的偏振方向。[20] 一種發(fā)光裝置，其包括根據(jù)上述[1]至[14]中任一項所述的透明薄膜電極， 或根據(jù)上述[15]至[17]中任一項所述的電極復(fù)合體，并且還包括發(fā)光層，其中從所述發(fā)光 層發(fā)射的光是偏振的，并且所述發(fā)光層的偏振方向基本上匹配所述透明薄膜電極的偏振方 向。[21]根據(jù)上述[20]所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光裝置是發(fā)光二極管。[22]根據(jù)上述[21]所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光二極管的發(fā)光層包含取向的有機分子。[23]根據(jù)上述[22]所述的發(fā)光裝置，其中所述有機分子是聚合物。[24]根據(jù)上述[20]至[23]中任一項所述的發(fā)光裝置，其包括在所述發(fā)光層和所 述透明薄膜電極之間的至少一個取向-誘導(dǎo)層。[25] 一種用于制造根據(jù)上述[1]或[2]所述的透明薄膜電極的方法，所述方法包 括向包含溶劑和導(dǎo)電聚合物的膜施加作用力。本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明的透明薄膜電極可以優(yōu)選在液晶顯示器、發(fā)光裝置等中使用，成本低且不 使用稀有金屬資源的銦。此外，在平面內(nèi)的一個特定方向上的電導(dǎo)率是高的，并且在平面內(nèi) 的一個特定方向上偏振的光的透射率是高的。因此，在本發(fā)明的液晶顯示器和發(fā)光裝置中， 本發(fā)明的透明薄膜電極可以用作透明薄膜電極，而不降低光利用效率。此外，在通過與輔助 電極的適當(dāng)組合得到的本發(fā)明的電極復(fù)合體中，可以更顯著地提高其效果。附圖簡述

圖1顯示了在實施例1中的電極復(fù)合體的結(jié)構(gòu)；圖2顯示了在實施例2中的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖3顯示了在實施例3中的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)；和圖4顯示了在實施例8中的透明薄膜電極的結(jié)構(gòu)。附圖標(biāo)記的說明1透明薄膜電極2透明薄膜電極與輔助電極接觸的部分3透射穿過透明薄膜電極1的光的偏振方向4不與所述輔助電極接觸的透明薄膜電極的表面上的點X5從不與所述輔助電極接觸的透明薄膜電極的表面上的點X至輔助電極的路徑的 最短長度L，所述路徑垂直于透射穿過上述透明薄膜電極的光的偏振方向6透明薄膜電極(橫截面)6'透明薄膜電極(橫截面)7輔助電極(橫截面)8基底(橫截面)9偏振膜(透射光是在方向13上偏振的)10液晶取向-誘導(dǎo)層(在表面上的液晶的導(dǎo)向劑是在方向13上取向的)IlTN取向的液晶12液晶取向-誘導(dǎo)層(在表面上的液晶的導(dǎo)向劑是在方向14上取向的)13透射穿過所述透明薄膜電極6的光的偏振方向14透射穿過所述透明薄膜電極6’的光的偏振方向15偏振膜(透射光是在方向14上偏振的)16 基底17 基底18空穴傳輸層19發(fā)光層(發(fā)光是在方向21上偏振的)
20 陰極21透射穿過所述透明薄膜電極1的光的偏振方向22透明薄膜電極23 基底24導(dǎo)電聚合物的層25金屬電極實施本發(fā)明的最佳方式將在下面詳細(xì)描述本發(fā)明。本發(fā)明的透明薄膜電極的特征在于，透射穿過透明薄膜電極的光(通常為非偏振 光)是偏振的。這里，該偏振是指光在垂直進入膜表面并且被透射時的偏振。此外，在本發(fā) 明中，透明薄膜電極的偏振方向是指電場在這樣的進入條件下的透射光中的振動方向。其 中透射光偏振的這種透明薄膜電極的材料可以從已知具有使透射光偏振的電導(dǎo)率和性能 的材料中適當(dāng)?shù)剡x擇，并且可以被使用。導(dǎo)電聚合物、碳納米管、各向異性金屬細(xì)粒如金屬 納米棒、金屬線等作為這樣的材料是已知的。根據(jù)電導(dǎo)率和偏振，導(dǎo)電聚合物、碳納米管和 金屬線是優(yōu)選的。對于金屬線，使用稱為線柵偏振器的金屬線柵結(jié)構(gòu)體。在不損害其功能的情況下，本發(fā)明的透明薄膜電極除包含上述已知具有使透射光 偏振的電導(dǎo)率和性能的材料以外，還可以包含其它材料(附加組分)。這些附加組分的實例 包括摻雜劑、粘合劑、增塑劑、穩(wěn)定劑和液晶取向劑。通常，它們中除摻雜劑以外的這樣的附 加組分的含量優(yōu)選是低的，以降低透明薄膜電極的電阻。具體地，這樣的附加組分的重量分 數(shù)優(yōu)選為50%以下、還優(yōu)選30%以下、還更優(yōu)選20%以下、并且特別優(yōu)選10%以下。另一 方面，對于摻雜劑，可以根據(jù)所使用的導(dǎo)電聚合物和摻雜劑的組合適當(dāng)?shù)剡x擇和確定所使 用的導(dǎo)電聚合物的最佳摻雜劑含量。具體地，最佳摻雜劑含量是考慮到穩(wěn)定性、光吸收、電 導(dǎo)率、摻雜劑的質(zhì)量等而確定的。通常，摻雜劑的重量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為以上且98%以下，更 優(yōu)選3%以上且90%以下，還優(yōu)選5%以上且85%以下，還更優(yōu)選5%以上且50%以下，并 且特別優(yōu)選5%以上且30%以下。在線柵偏振器的情況下，這些附加組分通?？梢孕纬捎?金屬線的表面上或者構(gòu)成這些線柵偏振器的金屬線之間的間隙內(nèi)。將描述在本發(fā)明中使用的導(dǎo)電聚合物。通常，導(dǎo)電聚合物可以適當(dāng)?shù)剡x自已知的 作為導(dǎo)電聚合物的聚合物，并且可以被使用。這些聚合物的實例可以包括聚乙炔、聚對亞苯 基亞乙烯基、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和它們的衍生物。這些中，根據(jù)在摻雜狀態(tài)中的穩(wěn)定 性，優(yōu)選聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和它們的衍生物。盡管取決于制備透明薄膜電極的方法，但是當(dāng)通過導(dǎo)電聚合物的溶液制備透明薄 膜電極時，可以使用可溶解于溶液中的衍生物等。這樣的衍生物的實例可以包括通過將各 種烷基鏈或烷氧基鏈引入到導(dǎo)電聚合物的側(cè)鏈中而得到的衍生物，以及通過使用有機酸如 苯磺酸、樟腦磺酸和聚苯乙烯磺酸作為導(dǎo)電聚合物的摻雜劑而得到的衍生物。其具體實例 可以包括用聚苯乙烯磺酸摻雜的聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)。此外，根據(jù)溶劑，可以不利用 衍生物使聚合物溶解。其實例可以包括溶解在二甲基甲酰胺或濃硫酸中的聚苯胺。此外，當(dāng) 導(dǎo)電聚合物的中間體具有溶解性時，還可以使用其中將中間體流延、涂覆或進行LB膜的組 裝(build-up)等的方法，并且通過熱處理等將其轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電聚合物，并且進一步摻雜導(dǎo)電聚合物。其具體實例包括由可溶解的聚合物锍鹽得到的聚對亞苯基亞乙烯基及其衍生物。
接著，將描述用于制備包含導(dǎo)電聚合物的透明薄膜電極的方法。該方法可以適當(dāng) 地選自用于制備取向的導(dǎo)電聚合物的薄膜的熟知方法。用于形成薄膜的方法的具體實例可 以包括涂覆、印刷、摩擦、轉(zhuǎn)印、氣相沉積、LB膜的組裝等。在這些情況下，取向處理的實例 可以包括機械方法(例如拉伸、輥壓和摩擦)、用于施加磁場或電場的方法和利用表面的取 向作用的方法。對于具體實例，可以將其上涂覆聚合锍鹽的聚合物膜加熱并且拉伸以制備 聚對亞苯基亞乙烯基的取向薄膜。在利用表面的取向作用的方法中，更具體地，可以使用如 下各種表面的取向作用玻璃、氧化硅等的清潔表面、用表面處理劑改性的表面、經(jīng)過變形 處理如拉伸和輥壓的材料的表面、在基底上通過摩擦轉(zhuǎn)印得到的聚合物薄膜的表面、已摩 擦的材料的表面等。 在一些平坦和平滑的基底上形成透明薄膜電極。基底不受特別限制，只要它穩(wěn)定 而不妨礙其目的即可。對于透明薄膜電極而言，通常需要使用透明材料。這樣的透明基底 的實例可以包括由石英、玻璃、透明樹脂等制成的基底。在使用發(fā)光裝置的情況下，使用已 經(jīng)部分地(partway)形成的裝置作為基底，并且可以在其上進一步形成透明薄膜電極。用 于制備本發(fā)明的透明薄膜電極的方法之一是涂覆摻雜的導(dǎo)電聚合物溶液并且進行取向的 方法。此外，用于制備本發(fā)明的透明薄膜電極的方法之一是涂覆未摻雜的導(dǎo)電聚合物溶液、 進行取向和進一步進行摻雜的方法。其它優(yōu)選的制備方法之一包括組裝未摻雜或已摻雜的 導(dǎo)電聚合物的Langmuir-Blodgett膜的方法。當(dāng)導(dǎo)電聚合物可溶解于溶劑時，或者當(dāng)導(dǎo)電聚合物在溶劑中溶脹時，還可以使用 本發(fā)明的取向方法。換言之，還可以使用用于向包含溶劑和導(dǎo)電聚合物的膜施加作用力的 取向方法。在這樣的情況下，可以通過在一個方向上向包含溶劑和導(dǎo)電聚合物的膜施加作 用力并且隨后移除溶劑而制備透明薄膜電極。用于施加作用力的方法的實例可以包括拉 伸、摩擦和壓縮。在這樣的情況下，優(yōu)選使用摻雜的導(dǎo)電聚合物。摻雜的導(dǎo)電聚合物的具體 實例可以包括用有機酸例如聚苯乙烯磺酸摻雜的聚(3，4_亞乙二氧基噻吩)。在本發(fā)明的透明薄膜電極中，根據(jù)透明薄膜電極的電導(dǎo)率，優(yōu)選將構(gòu)成透明薄膜 電極的導(dǎo)電聚合物進行氧化或還原，即，進行摻雜。接著，將描述摻雜。作為摻雜方法，可以 使用熟知的摻雜方法。摻雜方法的具體實例可以包括電化學(xué)摻雜和化學(xué)摻雜。作為摻雜劑， 可以適當(dāng)?shù)剡x擇熟知的摻雜劑。摻雜劑的實例可以包括碘、溴、氯、氧、五氟化砷、各種陰離 子(各種磺酸、氯離子、硝酸離子等)、鈉、鉀和各種陽離子(鈉離子等)。此外，根據(jù)用于制 備透明薄膜電極的方法，摻雜可以在形成薄膜之前進行，在形成薄膜的同時進行以及在形 成薄膜之后進行。將描述在本發(fā)明中使用的碳納米管。作為碳納米管，可以使用熟知的碳納米管。通 常，優(yōu)選具有高純度的碳納米管。此外，盡管半導(dǎo)電組分和金屬組分在碳納米管本身中的存 在是熟知的，但是根據(jù)電導(dǎo)率，優(yōu)選高的金屬組分的比率。在本發(fā)明中，形成這樣的碳納米 管在其中被取向的薄膜。取向方法的實例可以包括機械方法(拉伸、輥壓、摩擦等)、施加磁 場或電場的方法和使用表面的取向作用的方法。其具體實例包括用于在水表面上形成單分 子膜并且組裝LB膜的方法。將描述在本發(fā)明中使用的線柵結(jié)構(gòu)體。具體地，作為金屬線柵偏振器，可以使用熟 知的金屬線柵偏振器。金屬的種類不受特別限制，只要它是穩(wěn)定的并且可以在平坦和平滑 的基底上將其加工成線的形狀即可?？梢允褂脝钨|(zhì)或合金。金屬的實例可以包括金、銀、鋁、鉻和銅以及它們的合金。必要時，為了提高與基底的粘附性，還可以預(yù)先進行對基底表面的 薄粘附上另一種材料，然后粘附上述金屬。作為用于制備線柵結(jié)構(gòu)體的方法，可以使用制造 用于可見光的線柵偏振器的熟知方法。例如，通過使用亞微米細(xì)線和空間的抗蝕劑圖案獲 得金屬膜的細(xì)線和空間的方法是廣泛已知的，所述亞微米細(xì)線和空間的抗蝕劑圖案是通過 干涉曝光或電子束光刻法獲得的。此外，用于在透明的柔性基底上形成金屬膜并且拉伸基 底和金屬膜的方法是已知的。還可以將在本發(fā)明中使用的線柵結(jié)構(gòu)體與導(dǎo)電聚合物或碳納米管結(jié)合以提供本 發(fā)明的透明薄膜電極。在這樣的情況下，包含導(dǎo)電聚合物或碳納米管的膜優(yōu)選形成在介于 形成線柵結(jié)構(gòu)體的金屬線之間的間隙內(nèi)，或?qū)訅涸趯⒁纬傻恼麄€線柵結(jié)構(gòu)體上。 在本發(fā)明中使用的線柵結(jié)構(gòu)體也可以與本發(fā)明的另一種類型的第二透明薄膜電 極進一步結(jié)合以提供一種復(fù)合透明薄膜電極。可以使用包含導(dǎo)電聚合物、碳納米管或各向 異性金屬細(xì)粒的透明薄膜電極作為本發(fā)明的這樣的另一種類型的透明薄膜電極。在這樣的 情況下，優(yōu)選第二透明薄膜電極在介于形成線柵結(jié)構(gòu)體的金屬線之間的間隙內(nèi)形成，或者 層壓在將要形成的線柵結(jié)構(gòu)體上。此外，在這樣的情況下，優(yōu)選地，對于線柵結(jié)構(gòu)體特定的 偏振方向基本上匹配對于第二透明薄膜電極特定的偏振方向。這里，特定的偏振方向是指 在上述線柵結(jié)構(gòu)體或上述膜的每一個透明薄膜電極單獨存在的情況下垂直透射穿過每一 個透明薄膜電極的光的偏振方向。通常，本發(fā)明的透明薄膜電極的取向度(取向順序參數(shù))S優(yōu)選是高的。這里，取 向度基本上是指通過評價透射穿過每一個透明薄膜電極的光的偏振而得到的指標(biāo)。例如， 當(dāng)透明薄膜電極具有導(dǎo)電聚合物時，取向度通常已知為與分子的取向狀態(tài)相關(guān)的指標(biāo)。此 夕卜，在碳納米管、各向異性金屬細(xì)粒和金屬線的情況下，取向度類似地為與一些取向狀態(tài)相 關(guān)的指標(biāo)。具體地，S優(yōu)選為0. 1以上，更優(yōu)選0. 2以上，還優(yōu)選0. 5以上，甚至還優(yōu)選0. 6 以上，并且特別優(yōu)選0. 7以上。S可以通過熟知的方法如偏振吸收光譜和X射線衍射測量。 通常，可以使用通過用于測量透射光的偏振光譜的方法定義的S，S卩，由在透射光的偏振光 譜的吸光度最大的方向上偏振的入射光的吸光度Al和在垂直該方向的方向上偏振的入射 光的吸光度A2獲得二色性比D = A1/A2，并且計算S= (D_l)/(D+2)。這里，使入射光垂直 進入透明薄膜電極的平坦表面。此外，對于測量的波長，通常使用A 1最大處的波長。然而， 當(dāng)最大值不清楚時，可以適當(dāng)?shù)剡x擇并且使用在可見區(qū)的波長區(qū)域中Al較大處的波長。此 夕卜，在本發(fā)明中，偏振方向表示在垂直于光的傳輸方向的平面內(nèi)光的電場矢量的投影最大 的方向。根據(jù)偏振，S優(yōu)選是大的。更具體地，S優(yōu)選為0. 1以上，更優(yōu)選0. 3以上，還優(yōu)選 0. 5以上，還更優(yōu)選0. 7以上，并且特別優(yōu)選0. 8以上。然而，具有小的A2的透明薄膜電極 可以被用作具有高透明度的透明薄膜電極。具體地，A2優(yōu)選為0.5以下，還優(yōu)選0.3以下， 還更優(yōu)選0. 1以下，并且特別優(yōu)選0.05以下。此外，優(yōu)選S為0.5以上且A2為0.3以下的 情況。S為0.7以上且A2為0. 3以下的情況是更優(yōu)選的。S為0. 8以上且A2為0. 2以下 的情況是特別優(yōu)選的。接著，將描述本發(fā)明的電極復(fù)合體。本發(fā)明的電極復(fù)合體包含透明薄膜電極和至 少一個與所述透明薄膜電極接觸的輔助電極。當(dāng)在平坦且平滑的基底上形成透明薄膜電極 時，通常優(yōu)選將輔助電極層壓在透明薄膜電極的平面內(nèi)的一部分上，或者將輔助電極形成為與透明薄膜電極 接觸。將描述輔助電極的設(shè)置。在降低電阻率方面，從不與所述輔助電極接觸的透明薄 膜電極的表面上的任何點X至輔助電極的路徑垂直于透射穿過透明薄膜電極的光的偏振 方向，并且該路徑的最短長度L的最大值優(yōu)選小于不與所述輔助電極接觸的透明薄膜 電極的表面積J的平方根的一半，更優(yōu)選J的平方根的45%以下，還優(yōu)選J的平方根的40% 以下，并且特別優(yōu)選J的平方根的30%以下。滿足這樣的條件的輔助電極的設(shè)置的具體實 例包括用于使不與所述輔助電極接觸的透明薄膜電極的形狀在透射穿過所述透明薄膜電 極的光的偏振方向上短而在垂直該偏振方向的方向上長的方法，如圖1中所示。這樣的形 狀的實例可以包括矩形、平行四邊形、菱形等。此外，在降低電阻率方面，最大值優(yōu)選小 于5cm，還優(yōu)選小于1cm，還更優(yōu)選小于1mm，并且特別優(yōu)選小于0. 5mm。將描述輔助電極的材料。輔助電極可以是或可以不是透明的，并且可以使用具有 高電導(dǎo)率的材料。通常，該材料的實例可以包括各種碳(碳黑、碳納米管、石墨等)和金屬 (銅，鋁，鉻，金，銀，鉬，銥，鋨，錫，鉛，鈦，鉬，鎢，鉭，鈮，釩，鎳，鐵，錳，鈷，錸，等)以及它們 的合金。對于用于制備輔助電極的方法，可以根據(jù)所選擇的材料使用熟知的方法。該方法 的實例包括諸如氣相沉積、濺射、電鍍、涂覆和印刷之類的方法。當(dāng)將輔助電極層壓在透明 薄膜電極的平面內(nèi)的一部分上時，可以通過這些方法層壓輔助電極。輔助電極可以在其上 將要形成透明薄膜電極的基底上預(yù)先制備，并且也可以在形成透明薄膜電極之后在的透明 薄膜電極一部分上制備。接著，將描述本發(fā)明的液晶顯示器。本發(fā)明的液晶顯示器可以將本發(fā)明的透明薄 膜電極用于熟知液晶顯示器的透明薄膜電極的至少一部分而獲得。對于所使用的液晶顯示 器模式，可以優(yōu)選使用在熟知的液晶顯示器模式之中使用至少一種偏振裝置的顯示模式。 這樣的顯示模式的實例包括扭曲向列(TN)型，超扭曲向列(STN)型，光學(xué)補償彎曲(OCB) 型，表面穩(wěn)定的鐵電性液晶(FLC)型和面內(nèi)切換(IPS)型。在具有這些顯示模式的設(shè)備中，本發(fā)明的透明薄膜電極或電極復(fù)合體在至少一個 用于對液晶施加電壓的電極中使用。此時，在每一種顯示模式的接通狀態(tài)中，即，在視覺上 觀察到其中透射穿過液晶顯示器或者從液晶顯示器反射的光的狀態(tài)中，通過透明薄膜電極 吸收透射穿過透明薄膜電極的偏振光的一部分。特別優(yōu)選的是，透明薄膜電極的偏振方向 與上述偏振光基本上匹配，使得這種吸收最小。上述"...基本上匹配"是指使吸收最小 化。使用這個定義作為準(zhǔn)則，可以確定設(shè)置。更具體地，優(yōu)選偏離吸收最小的方向在5度 內(nèi)的方向，并且還優(yōu)選在3度內(nèi)的方向。此外，對于在每一種液晶顯示器模式中的實際構(gòu) 件的構(gòu)造和設(shè)置，可以使用熟知的那些。此時，在某些情況下，可以省略通常使用的液晶取 向-誘導(dǎo)層，并且可以使用透明薄膜電極作為取向-誘導(dǎo)層。將描述本發(fā)明的發(fā)光裝置。本發(fā)明的發(fā)光裝置是具有本發(fā)明的透明薄膜電極或本 發(fā)明的電極復(fù)合體并且還具有發(fā)光層的發(fā)光裝置，其中來自發(fā)光層的發(fā)光是偏振的，并且 偏振基本上匹配上述的透明薄膜電極的偏振方向。作為發(fā)光裝置的系統(tǒng)，可以使用在熟知 的發(fā)光裝置之中的從光發(fā)射部位發(fā)射一些偏振光的系統(tǒng)。根據(jù)簡單的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選使用發(fā)光 二極管，特別是其中發(fā)光層具有有機分子并且發(fā)射偏振光的系統(tǒng)(偏振的0LED)。在發(fā)光層 中使用的有機分子可以適當(dāng)?shù)剡x自已知的能夠形成偏振的OLED的有機分子。有機分子的 實例可以包括共軛聚合物[聚芴，聚亞苯基，聚亞苯基亞乙烯基，聚噻吩，等]以及它們的衍生物和熒光染料。作為偏振的0LED，可以適當(dāng)?shù)剡x擇并且使用熟知的偏振0LED。在這些系統(tǒng)中，本 發(fā)明的透明薄膜電極在至少一個電極中使用。換言之，偏振的OLED至少具有陰極、陽極和 發(fā)光層，并且使用本發(fā)明的透明薄膜電極作為陰極或陽極或者它們的一部分。根據(jù)發(fā)光裝 置的光發(fā)射性能，通常，本發(fā)明的透明薄膜電極優(yōu)選被用作陽極或其一部分。 這里，發(fā)光層包含取向的有機分子。取向可以通過熟知的方法進行。方法的具體 實例可以包括機械方法(拉伸、輥壓、摩擦等)、用于施加磁場或電場的方法、使用表面的 取向作用的方法等。例如，可以根據(jù)在JP10-50314T、JP 8-30654A、JP 10-508979T和JP 11-503178T中所述的方法制備包含取向有機分子的偏振的0LED。通常，從發(fā)光層發(fā)射的光 的偏振度優(yōu)選是高的。具體地，偏振度優(yōu)選為60%以上，更優(yōu)選70%以上，還更優(yōu)選80% 以上，并且特別優(yōu)選90%以上。這樣的高偏振度可以通過提高上述有機分子的取向度而實 現(xiàn)。此時，從發(fā)光層發(fā)射的偏振光的一部分被透明薄膜電極吸收。在透明薄膜電極中 的透射光的偏振方向與上述偏振光基本上匹配，使得其吸收最小。上述"...基本上匹 配"是指使吸收最小化。使用這個定義作為準(zhǔn)則，可以確定設(shè)置。更具體地，優(yōu)選偏離吸收 最小的方向在5度內(nèi)的方向，并且還優(yōu)選在3度內(nèi)的方向。盡管細(xì)節(jié)具體取決于有機分子種 類，但是為了獲得這樣的匹配，通常優(yōu)選的是，透明薄膜電極不與發(fā)光層直接接觸，使得透 明薄膜電極的取向和發(fā)光層的取向不相互影響。優(yōu)選的取向方法之一使用與發(fā)光層接觸的 取向-誘導(dǎo)層。與發(fā)光層接觸的取向-誘導(dǎo)層的表面是使用諸如摩擦之類的方法取向的， 并且使發(fā)光層取向以具有所需的偏振方向。優(yōu)選這樣的取向-誘導(dǎo)層具有空穴傳輸性能。
實施例下面將顯示實施例以更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1(透明薄膜電極的制備1)使用掩模，將鉻和隨后的金預(yù)先氣相沉積在圖1中的玻璃基底8上的部分2上，以 提供輔助電極7。根據(jù)在Nature，第352卷，第414至417頁(1991)中所述的方法，在該基 底上形成取向的聚四氟乙烯的超薄膜。此時，在部分2上不形成聚四氟乙烯。聚苯胺從溶 解了聚苯胺的濃硫酸中沉淀。沉淀通過使溶液漸漸從大氣中吸收水分而進行。沉淀的聚苯 胺膜是取向的，并且通過移除濃硫酸溶液可以形成為透明薄膜電極?？梢栽谕该鞅∧る姌O 和輔助電極之間獲得良好的電接觸。實施例2(液晶顯示裝置的制備)可以將可在上述實施例1中獲得的透明薄膜電極用作圖2結(jié)構(gòu)中的TN型液晶顯 示裝置的電極。此時，構(gòu)成TN型液晶顯示裝置的偏振膜9的偏振方向與透明薄膜電極6 的偏振方向匹配。此外，偏振膜9的偏振方向與透明薄膜電極6'的偏振方向匹配。此時， TN型液晶顯示裝置的導(dǎo)向劑的取向可以通過在透明薄膜電極上涂覆聚酰亞胺作為液晶取 向-誘導(dǎo)層10和12并且進行摩擦而控制。此時，在透明薄膜電極6和透明薄膜電極6'之 間沒有施加電壓的情況下，在TN取向的液晶11中偏振方向旋轉(zhuǎn)90度，因此，從上面進入并且通過9的偏振光明顯不被6吸收，并且也明顯不被6'和15吸收。實施例3(發(fā)光裝置的制備)根據(jù)在JP 8-30654A的實施例1中所述的方法，將取向的聚[3_(4_辛基噻吩)] 轉(zhuǎn)印到可在上述實施例1中獲得的透明薄膜電極上，此外將鈣和隨后的鋁氣相沉積在其上 作為陰極，以制備偏振的OLED裝置。此時，通過使從聚[3-(4_辛基噻吩)]發(fā)射的光的偏 振方向與透射穿過透明薄膜電極的光的偏振方向匹配，獲得了比在偏振方向不匹配的情況 下的發(fā)光更亮的發(fā)光。實施例4(透明薄膜電極的制備1)使用掩模，將鉻和隨后的金預(yù)先氣相沉積在圖1中的玻璃基底8上的部分2上，以 提供輔助電極7。通過在技術(shù)文獻2中所述的垂直滴落法在該基底上組裝20層碳納米管的 LB膜。所獲得的透明薄膜電極在約750nm具有約1. 8的D，并且可以被用作透明薄膜電極。 (參見 Japanese Journal of AppliedPhysics，第 42 卷，第 7629 頁至第 7634 頁(2003))。實施例5(透明薄膜電極的制備2)將用聚苯乙烯磺酸(BaytronP (注冊商標(biāo))A14083)摻雜的聚(3，4_亞乙二氧基噻 吩)的水溶液涂覆到玻璃基底上。將水彩畫刷子在該水溶液中浸漬，并且在固定的方向上 前后移動水彩畫刷子的同時，涂覆該水溶液。間歇地和連續(xù)地移動刷子，同時干燥該水溶 液。當(dāng)粘度高時，將該水溶液留置并且干燥。證實了透射穿過膜的光是偏振的。實施例6(透明薄膜電極的制備3)在玻璃基底上形成由鋁或銀金屬線(寬度100nm，間距200nm，線厚度50至 IOOnm)組成的可見光用線柵偏振器。將用于液晶的聚酰胺酸溶液涂覆到該線柵偏振器上， 并加熱以形成聚酰亞胺膜(膜厚度0.1微米)。采用與線柵偏振器的金屬線平行的織物摩 擦該聚酰亞胺膜以制備透明薄膜電極。實施例7(TN型液晶顯示裝置的制備)將兩個在實施例6中制備的透明薄膜電極與具有彼此相對的線柵偏振器和聚酰 亞胺的表面結(jié)合以制備液晶單元(liquid crystal cell)。此時，將混合有5微米隔體珠粒 的環(huán)氧樹脂夾在所述單元的周邊部分中以提供單元間隙為約5微米的液晶單元。此時，一 個透明薄膜電極的偏振方向垂直于另一個透明薄膜電極的偏振方向。將TN液晶組合物注 入到單元的間隙內(nèi)。當(dāng)將電壓施加到該單元上時，通過肉眼證實到透射穿過該單元的光的 變化。實施例8(透明薄膜電極的制備4)將用聚苯乙烯 磺酸(BaytronP (注冊商標(biāo))A14083)摻雜的聚(3，4_亞乙二氧基噻 吩)的水溶液涂覆到在實施例6中制備的線柵偏振器上，膜厚度為約50nm。
權(quán)利要求
一種透明薄膜電極，其中透射穿過所述透明薄膜電極的光是偏振的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明薄膜電極，所述透明薄膜電極包含導(dǎo)電聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明薄膜電極，所述透明薄膜電極包含碳納米管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明薄膜電極，所述透明薄膜電極包含各向異性金屬細(xì)粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明薄膜電極，所述透明薄膜電極包含金屬線柵結(jié)構(gòu)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透明薄膜電極，所述透明薄膜電極包含含有導(dǎo)電聚合物或碳 納米管的膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明薄膜電極，其中所述含有導(dǎo)電聚合物或碳納米管的膜被 設(shè)置在介于形成所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體的相鄰金屬線之間的間隙內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的透明薄膜電極，其中所述含有導(dǎo)電聚合物或碳納米管的 膜被層壓在所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體上。
9.一種復(fù)合透明薄膜電極，所述復(fù)合透明薄膜電極包括根據(jù)權(quán)利要求5所述的透明薄 膜電極和根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的透明薄膜電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透明薄膜電極，其中根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的透 明薄膜電極被層壓在所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透明薄膜電極，其中根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的透 明薄膜電極被設(shè)置在介于形成所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體的金屬線之間的間隙內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的透明薄膜電極，其中所述金屬線柵結(jié)構(gòu)體的 偏振方向基本上匹配根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的透明薄膜電極的偏振方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的透明薄膜電極，其中在所述透明薄膜電極中 的取向度S為0. 1以上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的透明薄膜電極，其中在所述透明薄膜電極的 波長為300至700nm的光的透射偏振吸收光譜中，在薄膜的膜平面內(nèi)的所有方向上的偏振 光的最大吸光度值A(chǔ)l為0. 1以上。
15.一種電極復(fù)合體，所述電極復(fù)合體包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的透明 薄膜電極和至少一個與所述透明薄膜電極接觸的輔助電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電極復(fù)合體，其中從不與所述輔助電極接觸的透明薄膜電 極的表面上的點X至所述輔助電極的路徑的長度L的最大值小于不與所述輔助電極接 觸的透明薄膜電極的表面積J的平方根的一半，所述路徑垂直于透射穿過所述透明薄膜電 極的光的偏振方向并且是最短的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的電極復(fù)合體，其中從不與所述輔助電極接觸的透明薄 膜電極的表面上的點X至所述輔助電極的路徑的長度L的最大值小于5cm，所述路徑 垂直于透射穿過所述透明薄膜電極的光的偏振方向并且是最短的。
18.一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的透明 薄膜電極，或根據(jù)權(quán)利要求15至17中任何一項所述的電極復(fù)合體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液晶顯示器，所述液晶顯示器還包括至少一個偏振裝置， 其中至少一個偏振裝置的偏振方向基本上匹配所述透明薄膜電極的偏振方向。
20.一種發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的透明薄膜 電極，或根據(jù)權(quán)利要求15至17中任何一項所述的電極復(fù)合體，并且還包括發(fā)光層，其中從所述發(fā)光層發(fā)射的光是偏振的，并且所述發(fā)光層的偏振方向基本上匹配所述透明薄膜電極 的偏振方向。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光裝置是發(fā)光二極管。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光二極管的發(fā)光層包含取向的有機 分子。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光裝置，其中所述有機分子是聚合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中任何一項所述的發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包含至少一個在 所述發(fā)光層和所述透明薄膜電極之間的取向-誘導(dǎo)層。
25.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透明薄膜電極的方法，所述方法包括向含 有溶劑和導(dǎo)電聚合物的膜施加作用力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種透明薄膜電極，其特征在于透射穿過所述透明薄膜電極的光是偏振的。該透明薄膜電極包含導(dǎo)電聚合物，或該透明薄膜電極包含碳納米管。因此，可以在不使用銦的情況下提供透明薄膜電極和使用該透明薄膜電極的具有在工業(yè)上令人滿意的性能的液晶顯示器或發(fā)光元件，所述銦存在穩(wěn)定供應(yīng)和成本方面的問題，原因是作為資源的銦的量小并且其價格由于緊迫的需求而急劇上升。
文檔編號H05B33/28GK101960535SQ200980106429
公開日2011年1月26日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者田中利彥 申請人:住友化學(xué)株式會社