專利名稱：透明導(dǎo)電膜、導(dǎo)電纖維、碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液、它們的制造方法和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電膜制造方法、透明導(dǎo)電膜、導(dǎo)電纖維制造方法、導(dǎo)電纖維、 碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液(carbon nanotube/conductive polymer composite dispersion)、碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液制造方法和電子裝置。例如，本技術(shù)適合被應(yīng)用于在顯示器、觸摸面板和太陽(yáng)能電池等中使用的透明導(dǎo)電膜，或者被應(yīng)用于在導(dǎo)電板材等中使用的導(dǎo)電纖維。
背景技術(shù)：
銦錫氧化物andium-tin oxide ;ΙΤ0)是透明導(dǎo)電膜的典型材料。由于這種材料的機(jī)械性能較差并且易于受到諸如彎曲等應(yīng)力的影響，因此ITO不適合用于例如具有撓性塑料基板的顯示器或太陽(yáng)能電池等對(duì)柔韌性有所要求的用途中。此外，ITO還存在另外一個(gè)問(wèn)題銦的資源很有限，因此價(jià)格昂貴。另外，ITO成膜過(guò)程涉及到諸如濺射法等真空處理工藝，這些工藝增加了設(shè)備成本和工藝成本。因此，已經(jīng)開(kāi)始研究通過(guò)使用ITO的替代材料進(jìn)行涂敷處理來(lái)制造透明導(dǎo)電膜。已經(jīng)被研究的能夠作為ITO替代物的材料包括導(dǎo)電聚合物和碳納米管。導(dǎo)電聚合物易于被調(diào)制成分散液，因而適于涂敷處理。然而，導(dǎo)電聚合物一般具有低的透明導(dǎo)電性。 聚乙烯二氧噻吩(polyethylene dioxythiophene ；PED0T)展現(xiàn)出了相對(duì)較高的透明導(dǎo)電性，但是由于這種化合物具有很深的藍(lán)色，因此用它制成的導(dǎo)電膜也呈現(xiàn)出藍(lán)色。碳納米管具有很高的導(dǎo)電性，但是很難將它們分散在溶劑中。因此，使用例如十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate ；SDS)等表面活化劑作為提高碳納米管的分散性的分散劑。然而，由于SDS是不導(dǎo)電的，因而這種表面活化劑的使用就顯著降低了所得到的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性。因此，最近已經(jīng)研究了使用導(dǎo)電聚合物來(lái)使碳納米管分散的技術(shù)(例如參見(jiàn)日本專利第3913208號(hào))。根據(jù)這一技術(shù)，通過(guò)使用水溶性的導(dǎo)電聚合物作為導(dǎo)電性分散劑，使得在溶劑中展現(xiàn)出低分散性的碳納米管能夠在該溶劑中被良好地分散，并且用這樣的分散液來(lái)制造導(dǎo)電膜。然而，相對(duì)于被分散的碳納米管，這種分散液中含有大量的導(dǎo)電聚合物分子。因此，使用該分散液制造出來(lái)的導(dǎo)電膜反映出導(dǎo)電聚合物的顏色。另外，難以讓碳納米管形成導(dǎo)電路徑。因此，很難獲得具有高導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電膜。此外，盡管導(dǎo)電聚合物提高了碳納米管的分散性，但是難以制作出高濃度的分散液。如果分散液的濃度低，那么當(dāng)通過(guò)例如印刷法來(lái)制造低電阻的導(dǎo)電膜時(shí)，需要反復(fù)涂敷該分散液。這是工藝中的重大缺陷。
此外，已經(jīng)研究了碳納米管與導(dǎo)電聚合物分散液(例如參見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)第2008-50391號(hào))。與上述類似地，相對(duì)于碳納米管而言，這些碳納米管與導(dǎo)電聚合物分散液中含有大量的導(dǎo)電聚合物分子，并且分散液中的碳納米管濃度低。因此，難以制作出淺色或無(wú)色的且透明導(dǎo)電性高的高濃度分散液。上面提到的PEDOT是被廣泛使用的最有前景的導(dǎo)電聚合物。通過(guò)向PEDOT溶液中添加數(shù)個(gè)重量百分比(wt% )的例如η-甲基吡咯烷酮(n-methylpyrrolidone ；NMP)、乙二醇(ethylene glycol)或二甲基亞砜(dimethylsulfoxide ；DMS0)等添加劑，就可以顯著提高PEDOT的導(dǎo)電性。然而，PEDOT對(duì)碳納米管的親和性相當(dāng)差，因此將PEDOT添加到碳納米管分散液中可能會(huì)導(dǎo)致該分散液的分散性的顯著下降。如上所述，在相關(guān)技術(shù)中難以通過(guò)涂敷處理制造出淺色或者無(wú)色的且透明導(dǎo)電性高的透明導(dǎo)電膜。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的一個(gè)目的是期望提供一種透明導(dǎo)電膜制造方法，其能夠通過(guò)涂敷處理以低成本容易地制造出淺色或無(wú)色的且透明導(dǎo)電性高的透明導(dǎo)電膜。本發(fā)明的另一個(gè)目的是期望提供一種透明導(dǎo)電膜，這種透明導(dǎo)電膜是淺色或無(wú)色的且具有高的透明導(dǎo)電性，并且這種透明導(dǎo)電膜所含有的成分中包括碳納米管和導(dǎo)電聚合物，本發(fā)明還期望提供具有這種透明導(dǎo)電膜的電子裝置。本發(fā)明的又一個(gè)目的是期望提供一種導(dǎo)電纖維制造方法，其能夠通過(guò)涂敷處理以低成本容易地制造出透明導(dǎo)電纖維或不透明導(dǎo)電纖維。本發(fā)明的再一個(gè)目的是期望提供一種導(dǎo)電纖維，這種導(dǎo)電纖維所含有的成分中包括碳納米管和導(dǎo)電聚合物。特別地，能夠提供淺色或無(wú)色的且透明導(dǎo)電性高的透明導(dǎo)電纖維。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是期望提供一種碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，其適合被用于制造透明導(dǎo)電膜，該透明導(dǎo)電膜是淺色或無(wú)色的且具有高的透明導(dǎo)電性，并且該透明導(dǎo)電膜所含有的成分中包括碳納米管和導(dǎo)電聚合物，本發(fā)明還期望提供這種分散液的制造方法。本發(fā)明實(shí)施方案的透明導(dǎo)電膜制造方法包括如下步驟將碳納米管(所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基)和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至透明基板上。本發(fā)明實(shí)施方案的透明導(dǎo)電膜是通過(guò)包括如下步驟的方法來(lái)制造的將碳納米管 (所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基)和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中， 所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. 0g/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至透明基板上。本發(fā)明實(shí)施方案的導(dǎo)電纖維制造方法包括如下步驟將碳納米管(所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基)和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至纖維的表面上。本發(fā)明實(shí)施方案的導(dǎo)電纖維是通過(guò)包括如下步驟的方法來(lái)制造的將碳納米管 (所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基)和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中， 所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至纖維的表面上。本發(fā)明實(shí)施方案中的碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液是這樣的分散液在該分散液中，是將碳納米管(該碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基)和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，并且所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下。本發(fā)明實(shí)施方案中的碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液制造方法包括如下步驟: 將親水性導(dǎo)電聚合物和碳納米管(該碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基)混合，使得所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下；以及將上述步驟中所獲得的混合物分散在溶劑中，使得所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下。本發(fā)明實(shí)施方案的電子裝置中具有透明導(dǎo)電膜，所述透明導(dǎo)電膜是通過(guò)包括如下步驟的方法來(lái)制造的將碳納米管(所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基)和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5 以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至透明基板上。本發(fā)明中所使用的所述碳納米管、所述親水性導(dǎo)電聚合物和所述溶劑沒(méi)有特別的限制，并且可以適當(dāng)?shù)剡x擇。所述透明基板和所述纖維沒(méi)有特別的限制，并且可以適當(dāng)?shù)剡x擇。所述纖維通常為合成纖維?？梢圆皇芟拗频赝ㄟ^(guò)任何方法將親水基導(dǎo)入至所述碳納米管的表面。典型地， 用酸對(duì)所述碳納米管的表面進(jìn)行處理來(lái)導(dǎo)入親水基。在該處理中可以沒(méi)有限制地按照需要來(lái)適當(dāng)選擇和使用任何酸。上述酸的具體示例包括鹽酸、雙氧水(hydrogen peroxide water)、硝酸和硫酸。在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，從要獲得淺色或無(wú)色的透明導(dǎo)電膜的觀點(diǎn)來(lái)看，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管(該碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基)的重量比優(yōu)選在1 2的范圍內(nèi)。所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液的對(duì)波長(zhǎng)為 750nm的光的吸光度與對(duì)波長(zhǎng)為450nm的光的吸光度之比優(yōu)選為0. 8以上且1. 2以下。優(yōu)選地，在將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至所述透明基板上之前，對(duì)所述透明基板的表面進(jìn)行親水化處理。以此方式，提高了所述透明導(dǎo)電膜對(duì)于所述透明基板的粘附性。典型地，在將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至所述透明基板上之前，可以用紫外線(紫外線處理)或等離子體對(duì)所述透明基板的所述表面進(jìn)行處理，從而實(shí)施對(duì)所述透明基板的所述表面的親水化處理?；蛘?，在將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至所述透明基板上之前，可以向所述透明基板的所述表面涂敷硅烷偶聯(lián)劑或親水性導(dǎo)電聚合物，從而實(shí)施對(duì)所述透明基板的所述表面的親水化處理。為了防止所述透明導(dǎo)電膜的表面對(duì)光的反射或?yàn)榱吮Ｗo(hù)所述透明導(dǎo)電膜的表面， 優(yōu)選在所述透明導(dǎo)電膜的最外層表面上進(jìn)行防反射處理和/或表面保護(hù)處理。在使用添加劑來(lái)提高所述導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性的情況下，這種添加劑優(yōu)選被這樣使用不是將這種添加劑添加到所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，而是使這種添加劑以該添加劑與所述導(dǎo)電聚合物的單獨(dú)溶液的形式被涂敷。也就是說(shuō)，在涂敷所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液之后，在其上涂敷所述添加劑與所述導(dǎo)電聚合物的溶液。以這樣的方式，在不會(huì)降低所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中的所述碳納米管的分散性的前提下，能夠提高最終的透明導(dǎo)電膜中的所述導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性?？梢詻](méi)有限制地根據(jù)所要使用的導(dǎo)電聚合物來(lái)選擇任何適當(dāng)?shù)奶砑觿?。根?jù)所述透明導(dǎo)電膜或者所述透明導(dǎo)電膜制造方法，可以獲得這樣的透明導(dǎo)電膜其具有良好的透明導(dǎo)電性，方塊電阻率為10Ω/ □ 10000Ω/ □并且總透光率不小于70%。此外，可以獲得這樣的透明導(dǎo)電膜其對(duì)波長(zhǎng)為750nm的光的透光率與對(duì)波長(zhǎng)為 450nm的光的透光率的差異不大于5%。也就是說(shuō)，可以獲得在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)具有基本恒定的透光率的透明導(dǎo)電膜。所述透明導(dǎo)電膜可被用作透明導(dǎo)電膜或透明導(dǎo)電板材。所述電子裝置可以是各種裝置，只要它們具有所述透明導(dǎo)電膜即可。具體示例包括例如液晶顯示器(liquid crystal display ;LCD)和有機(jī)電致發(fā)光顯示器(organic electroluminescence display ；organic EL display)等Il示器；以及角蟲(chóng)摸0板。所述透明導(dǎo)電膜在上述各裝置中的用途沒(méi)有特別的限制。根據(jù)上述本發(fā)明的各實(shí)施方案，由于在所述碳納米管之間適當(dāng)?shù)匦纬闪司W(wǎng)絡(luò)，所以所述透明導(dǎo)電膜顯示出高的導(dǎo)電性。此外，所述碳納米管被賦予了親水性，這使得所述碳納米管能夠以高濃度被分散。另外，由于所述碳納米管形成了網(wǎng)絡(luò)，并且所述碳納米管因其表面上添加有所述親水基而顯示出高的親水性，所以例如通過(guò)增大所述透明基板的表面的親水性可以提高所述透明導(dǎo)電膜對(duì)于所述透明基板的粘附性。另外，所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中的所述碳納米管濃度的增大使得上述涂敷處理能夠簡(jiǎn)化。此外，由于能夠獲得各種濃度的所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，所以可以在各種各樣的印刷工藝中使用上述分散液。另外，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇上述分散液中所述導(dǎo)電聚合物相對(duì)于所述碳納米管的重量比，能夠減小所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液的色彩強(qiáng)度。使用這種碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液就能夠制造出淺色或無(wú)色的透明導(dǎo)電膜。通過(guò)在涂敷所述分散液之后再單獨(dú)涂敷所述導(dǎo)電聚合物的添加劑，能夠在不降低所述碳納米管的分散性的前提下，提高所述導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性并提高最終的透明導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性。此外，這種具有高濃度的碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液實(shí)現(xiàn)了高導(dǎo)電性和對(duì)于基板的高粘附性。因此，所述分散液可以被涂敷到廣泛的對(duì)象上，這些對(duì)象不僅包括透明基板，還包括例如合成纖維等纖維、各種纖維狀材料、各種不平坦的材料、以及彈性或伸縮性透明材料。本發(fā)明實(shí)施方案的所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液能夠適用于制造淺色或無(wú)色的且透明導(dǎo)電性高的透明導(dǎo)電膜。通過(guò)使用所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液進(jìn)行涂敷處理，能夠以低成本容易地制造出淺色或無(wú)色的且透明導(dǎo)電性高的透明導(dǎo)電膜。 此外，通過(guò)將所述透明導(dǎo)電膜使用于電子裝置中，能夠制造出高性能的電子裝置。另外，通過(guò)使用所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液進(jìn)行涂敷處理，能夠以低成本容易地制造出淺色或無(wú)色的且透明導(dǎo)電性高的透明導(dǎo)電纖維。


圖1是示出了碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液的吸光度的測(cè)量結(jié)果的示意圖， 在這些碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，PEDOT/碳納米管之比是互不相同的。
具體實(shí)施例方式在下文中，將按照下面的順序來(lái)說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的實(shí)施方式(下文中稱為 “實(shí)施方案”)1.第一實(shí)施方案(碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液及其制造方法)2.第二實(shí)施方案(透明導(dǎo)電膜及其制造方法)3.第三實(shí)施方案(導(dǎo)電纖維及其制造方法)1.第一實(shí)施方案碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液及其制造方法本發(fā)明第一實(shí)施方案中的碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液是通過(guò)如下方法獲得的將親水性導(dǎo)電聚合物與表面上被導(dǎo)入有親水基的碳納米管混合，該親水性導(dǎo)電聚合物與該碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，并且將上述混合物分散在溶劑中直到碳納米管的濃度達(dá)到0. lg/L以上且2. Og/L以下。碳納米管可以是單層的碳納米管或者多層的碳納米管。碳納米管的直徑和長(zhǎng)度沒(méi)有特別的限制。碳納米管基本上可以通過(guò)任何方法獲得。合成方法的具體示例包括激光燒蝕(laser ablation)法、電弧放電(electric arc discharge)法和化學(xué)氣相沉積 (chemical vapor deposition ；CVD)法。例如，被添加至碳納米管表面的親水基可以是羥基(-0H)、羧基(-C00H)、氨基 (-NH2)或者磺酸基(-SO3H)?？梢赃m當(dāng)?shù)卮_定被添加至碳納米管表面的親水基的數(shù)量。為了將親水基導(dǎo)入碳納米管的表面，優(yōu)選用例如鹽酸、雙氧水、硝酸或硫酸等酸對(duì)碳納米管的表面進(jìn)行處理。在進(jìn)行該處理的過(guò)程中，優(yōu)選將上述酸加熱至高于常溫的溫度。然而，該處理不限于這種實(shí)施方案，也可以在常溫下使用上述酸。可以根據(jù)所使用的酸來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定對(duì)該酸的加熱溫度。可以根據(jù)所要使用的酸以及處理溫度來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定處理時(shí)間，從而使所需數(shù)量的親水基能夠被添加至碳納米管的表面。親水性(或水溶性)導(dǎo)電聚合物沒(méi)有特別的限制并且可以適當(dāng)?shù)剡x擇(例如參見(jiàn)日本專利第3913208號(hào))。親水性導(dǎo)電聚合物的示例包括具有π共軛骨架的聚合物，這類聚合物包含例如亞苯基亞乙烯基(phenylenevinylene)、亞乙烯基(vinylene)、 亞噻吩基(thienylene)、亞吡咯基(pyrrolylene)、亞苯基(phenylene)、亞氨基亞苯基(iminophenylene)、異硫弗(isothianaphthene)、亞呋口南基(furylene)或亞咔唑基 (carbazolylene)等重復(fù)單元；以及除了將上述η共軛聚合物中的氮原子與酸性基團(tuán)相結(jié)合、與用酸性基團(tuán)取代的烷基相結(jié)合或者與具有醚鍵的烷基相結(jié)合以外跟上述聚合物相對(duì)
8應(yīng)的聚合物。在各種親水性導(dǎo)電聚合物之中，從在溶劑中的溶解性、導(dǎo)電性和成膜性的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選使用那些具有磺酸基和/或羧基的親水性導(dǎo)電聚合物。當(dāng)具有磺酸基和/或羧基的重復(fù)單元的含量(數(shù)量)不少于該親水性導(dǎo)電聚合物中所有重復(fù)單元的數(shù)量的50% 時(shí)，該親水性導(dǎo)電聚合物在例如水或含水的有機(jī)溶劑等溶劑中呈現(xiàn)出非常高的溶解性。因此，在本技術(shù)中優(yōu)選使用這樣的聚合物。具有磺酸基和/或羧基的重復(fù)單元的含量更加優(yōu)選為不少于70%，進(jìn)一步更加優(yōu)選為不少于90%并且最優(yōu)選為100%。用于使碳納米管和導(dǎo)電聚合物分散的溶劑沒(méi)有特別的限制，只要能夠讓碳納米管和導(dǎo)電聚合物分散于該溶劑中即可?；旧?，可以使用任何溶劑。這樣的溶劑的具體示例包括水、醇類、酮類、乙二醇類、丙二醇類、酰胺類、吡咯烷酮類、羥基酯類和苯胺類。醇類的示例包括甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇和丁醇。酮類的示例包括丙酮、甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)、乙基異丁基酮(ethyl isobutyl ketone)禾口甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)。乙二醇類的示例包括乙二醇、乙二醇甲醚(ethylene glycol methyl ether)禾口乙二酉享單正丙醚(ethylene glycol mono-n-propyl ether)。 丙二醇類的示例包括丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚和丙二醇丙醚。酰胺類的示例包括二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺。吡咯烷酮類的示例包括N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮。羥基酯類的示例包括二甲亞砜、Y-丁內(nèi)酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、 β-甲氧基異丁酸甲酯(methyl β-methoxyisobutyrate)和α-羥基異丁酸甲酯(methyl α -hydroxyisobutyrate)。苯胺類的示例包括苯胺和N-甲基苯胺。實(shí)施例1 10使用由名城納米碳株式會(huì)社(Meijo Nano Carbon Co.，Ltd.)生產(chǎn)的Meijo-Arc 作為碳納米管。在雙氧水中在100°c下對(duì)該碳納米管進(jìn)行12小時(shí)的加熱和純化。通過(guò)這樣的處理，提高了碳納米管在水中的分散性。因此，就會(huì)發(fā)現(xiàn)該處理不僅提高了碳納米管的親水性，還去除了碳納米管的雜質(zhì)。親水性的提高是因?yàn)樵谔技{米管的表面上添加了 -OH 基。作為比較例，制備了未純化的碳納米管的分散液。使用PED0T/PSS(由 H. C. Stark GmbH公司制造的Baytron P,固體含量為 1. 2wt%) 作為導(dǎo)電聚合物。將碳納米管和PEDOT溶液加入水中。使用均化器(homogenizer)對(duì)該混合物進(jìn)行 10分鐘的超聲處理。此后，加入乙醇，并且用均化器對(duì)該混合物進(jìn)一步進(jìn)行20分鐘的處理， 從而使碳納米管完全地分散在溶液中。以這樣的方式，制備了碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液。通過(guò)改變碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液的組成及成分來(lái)檢測(cè)碳納米管的分散性，結(jié)果顯示在表1中。在比較例1 3和實(shí)施例1 10中，碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液含有純化的碳納米管。在比較例4和比較例5中的碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液含有未純化的碳納米管。各分散液中的水乙醇之比在1 10 1 3的范圍內(nèi)被調(diào)整。隨著分散液中的水的比例的增大，涂敷變得越來(lái)越困難。然而，隨著水的比例的增大， 分散性越來(lái)越高。如表1所示，純化的碳納米管的使用(比較例1 3和實(shí)施例1 10)導(dǎo)致了碳納米管自身大體上顯示出低的分散性但是通過(guò)添加PEDOT能夠使得碳納米管被分散于溶液中(實(shí)施例1 10)。另一方面，未純化的碳納米管(比較例4和比較例5)即使在添加了 PEDOT時(shí)也基本上不能被分散(比較例5)。在實(shí)施例1 10中，碳納米管濃度以及PEDOT與碳納米管的比(PEDOT/碳納米管之比)是變化的。上述結(jié)果表明=PEDOT/碳納米管之比為0. 5以上且4以下并且碳納米管濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下的那些分散液獲得了碳納米管的高分散性。表 權(quán)利要求
1.一種透明導(dǎo)電膜制造方法，其包括如下步驟將碳納米管和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至透明基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為1以上且2以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，通過(guò)用酸對(duì)所述碳納米管的表面進(jìn)行處理來(lái)導(dǎo)入所述親水基。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，所述酸是鹽酸、雙氧水、硝酸或硫酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液的對(duì)波長(zhǎng)為750nm的光的吸光度與對(duì)波長(zhǎng)為450nm的光的吸光度之比為 0.8以上且1.2以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，在將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至所述透明基板上之前，對(duì)所述透明基板的表面進(jìn)行親水化處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，在將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至所述透明基板上之前，用紫外線或等離子體對(duì)所述透明基板的所述表面進(jìn)行處理，由此實(shí)施對(duì)所述透明基板的所述表面的親水化處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，在將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至所述透明基板上之前，向所述透明基板的所述表面涂敷硅烷偶聯(lián)劑或親水性導(dǎo)電聚合物，由此實(shí)施對(duì)所述透明基板的所述表面的親水化處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，在所述透明導(dǎo)電膜的最外層表面上進(jìn)行防反射處理和/或表面保護(hù)處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，所述透明導(dǎo)電膜的方塊電阻率為10 Ω / □ 10000 Ω / □并且總透光率不小于70%。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明導(dǎo)電膜制造方法，其中，所述透明導(dǎo)電膜的對(duì)波長(zhǎng)為 750nm的光的透光率與對(duì)波長(zhǎng)為450nm的光的透光率的差異不大于5%。
12.—種透明導(dǎo)電膜，其是通過(guò)包括如下步驟的方法來(lái)制造的將碳納米管和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至透明基板上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的透明導(dǎo)電膜，其中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為1以上且2以下。
14.一種導(dǎo)電纖維制造方法，其包括如下步驟將碳納米管和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至纖維的表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)電纖維制造方法，其中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為1以上且2以下。
16.一種導(dǎo)電纖維，其是通過(guò)包括如下步驟的方法來(lái)制造的將碳納米管和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至纖維的表面上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的導(dǎo)電纖維，其中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為1以上且2以下。
18.—種碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，是將碳納米管和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基，并且所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下， 所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下。
19.一種碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液制造方法，其包括如下步驟將親水性導(dǎo)電聚合物與碳納米管混合，所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基，且所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下；以及將上述步驟中所獲得的混合物分散在溶劑中，使得所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下。
20.一種包含透明導(dǎo)電膜的電子裝置，所述透明導(dǎo)電膜是通過(guò)包括如下步驟的方法來(lái)制造的將碳納米管和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0. 5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0. lg/L以上且2. Og/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至透明基板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電膜及其制造方法、導(dǎo)電纖維及其制造方法、碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液及其制造方法、電子裝置。所述透明導(dǎo)電膜制造方法包括如下步驟將碳納米管和親水性導(dǎo)電聚合物混合并分散在溶劑中，所述碳納米管的表面上被導(dǎo)入有親水基，由此獲得碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液，在所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液中，所述親水性導(dǎo)電聚合物與所述碳納米管的重量比為0.5以上且4以下，所述碳納米管的濃度為0.1g/L以上且2.0g/L以下；以及將所述碳納米管與導(dǎo)電聚合物復(fù)合分散液附著至透明基板上。根據(jù)本發(fā)明，能夠制造出淺色或無(wú)色的且透明導(dǎo)電性高的透明導(dǎo)電膜和透明導(dǎo)電纖維，并能夠提供高性能的電子裝置。
文檔編號(hào)D06M15/63GK102558584SQ20111033508
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者清水圭輔 申請(qǐng)人:索尼公司