專利名稱：一種透明導(dǎo)電膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透明的導(dǎo)電膜。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益普及，觸摸屏顯示器件應(yīng)用領(lǐng)域得到迅速擴(kuò)展，觸 摸屏用導(dǎo)電膜的用量得到迅速擴(kuò)大。作為觸摸屏用導(dǎo)電膜應(yīng)當(dāng)滿足低電阻和可見(jiàn)光高透率 的性能要求。為了滿足低電阻的性能要求，通常情況下，觸摸屏導(dǎo)電膜多使用ITO等氧化物半 導(dǎo)體材料，通過(guò)真空蒸鍍化學(xué)沉積方式生產(chǎn)，但上述方法都是通過(guò)蒸鍍方式實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)設(shè)備 昂貴，生產(chǎn)效率偏低。為了滿足可見(jiàn)光高透過(guò)率的性能要求，現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了在導(dǎo)電層使用高分子導(dǎo) 電聚合物，以提高導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性和透光率，申請(qǐng)?zhí)枮?9122391. 8的中國(guó)專利公開(kāi)了一種 基于聚噻吩基的導(dǎo)電性聚合物液體組合物，該組合物含有聚噻吩基導(dǎo)電性聚合物水溶液、 醇溶劑、酰胺溶劑、含磺酸基的單體摻雜劑、以及非強(qiáng)制選擇的烷氧基硅烷。雖然這個(gè)技術(shù) 公開(kāi)了具有高導(dǎo)電率和透明度的聚噻吩基導(dǎo)電聚合物液體組合物，但這種高分子聚合物隨 著時(shí)間的變化其導(dǎo)電聚合物膜顯示出電性質(zhì)的劇變，尤其是在高溫高濕的條件下，無(wú)法滿 足低電阻的性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高一種透明導(dǎo)電膜，使其具有高透光率和高導(dǎo)電 性、能夠滿足觸摸屏的需求、并且具有生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為—種透明導(dǎo)電膜，它包括基材和導(dǎo)電涂層，所述導(dǎo)電涂層中含有導(dǎo)電高分子聚合 物和金屬粒子，導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子的重量比為1 0.001 0.02。上述透明導(dǎo)電膜中，所述導(dǎo)電涂層的組分及其重量份數(shù)為
成膜樹(shù)脂0. 4 1. 5 份，
導(dǎo)電高分子聚合物60 90份，
金屬粒子0. 1 2份，
高沸點(diǎn)極性溶劑2 10份，
表面活性劑0. 1 1份。
上述透明導(dǎo)電膜中，所述導(dǎo)電高分子聚合物是基于聚噻吩基的導(dǎo)電高分子聚合物
水溶液。上述透明導(dǎo)電膜中，所述金屬粒子為金粒子、銀粒子、銅粒子、鈀粒子或釕粒子。上述透明導(dǎo)電膜中，所述金屬粒子的平均粒徑為2nm lOOnm。上述透明導(dǎo)電膜中，所述成膜樹(shù)脂選自聚乙烯醇樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、密胺樹(shù)脂和/ 或聚酯樹(shù)脂。
上述透明導(dǎo)電膜中，所述高沸點(diǎn)極性溶劑選自二甲基甲酰胺、乙二醇、二甲基亞砜 或N-甲基吡咯烷酮中的一種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中采用導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子的組合使用，通過(guò) 調(diào)整導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子之間的重量比，解決了現(xiàn)有技術(shù)中透明度和導(dǎo)電性兩大 指標(biāo)相互制約的問(wèn)題，得到了能夠同時(shí)滿足透明度和導(dǎo)電性要求的導(dǎo)電膜。
具體實(shí)施例方式我們知道，透明度和導(dǎo)電性是評(píng)價(jià)導(dǎo)電膜性能的兩個(gè)最重要的指標(biāo)。如果使用單 一的高分子導(dǎo)電聚合物，可能出現(xiàn)的情況是當(dāng)提高其中一個(gè)性能的同時(shí)必然會(huì)降低另一 個(gè)性能，這是因?yàn)橥该鞫群蛯?dǎo)電性都與導(dǎo)電膜導(dǎo)電涂層的厚度有關(guān)，導(dǎo)電涂層越薄，透明度 越高，但導(dǎo)電性越低；相反，導(dǎo)電涂層越厚，透明度越低，但導(dǎo)電性越高，所以，現(xiàn)有技術(shù)中單 一高分子導(dǎo)電聚合物難以同時(shí)滿足透明度和導(dǎo)電性要求的問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明 中的導(dǎo)電涂層中采用導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子共同作為導(dǎo)電物質(zhì)，采用高導(dǎo)電高分子 聚合物和金屬粒子的組合使用，可以在滿足透明度性能，即確定導(dǎo)電涂層厚度的條件下，通 過(guò)調(diào)整導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子的重量比來(lái)獲得適合需求的導(dǎo)電性，這樣就解決了導(dǎo) 電膜中透明度和導(dǎo)電性兩大指標(biāo)相互制約的問(wèn)題，為制得同時(shí)滿足透明度和導(dǎo)電性要求的 導(dǎo)電膜提供了新方法。本發(fā)明提供的透明導(dǎo)電膜的導(dǎo)電涂層中的導(dǎo)電高分子聚合物和金屬 粒子之間的重量比為1 0.001 0.02。通過(guò)調(diào)整導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子間的重量 比，在滿足透明度性能的條件下，同時(shí)獲到適合需求的導(dǎo)電性。這里，所述高電導(dǎo)率范圍在 300 1500S/cm。本發(fā)明中的導(dǎo)電高分子聚合物是基于聚噻吩基的導(dǎo)電高分子聚合物水溶液PEDT， 例如拜耳公司的商品“Baytron P”，如拜耳公司的CLEVIOS PH500, CLEVIOS PH750, CLEVI0S P HC V4，CLEVIOS PH510等。由于摻雜有聚苯乙烯磺酸鹽(PSS)，該P(yáng)EDT聚合物在水中很 易分散并表現(xiàn)出優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性。而且發(fā)現(xiàn)控制固體(PEDT和PSS)含量為 1. 0-1. 5重量％，使分散性能最佳化。PEDT與水、醇或具有高介質(zhì)常數(shù)的溶劑良好地混容， 并可以容易地由使用此溶劑稀釋的涂敷材料進(jìn)行涂敷。另外在透明度方面該涂層比其它導(dǎo) 電性聚合物如聚苯胺和聚吡咯的涂層具有較大的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的導(dǎo)電涂層中，以重量份計(jì)，導(dǎo)電高分子聚合物為60 90重量份，優(yōu)選 80 90重量份。如果該量小于60重量份，則在制備該產(chǎn)品時(shí)將會(huì)遇到困難，如易產(chǎn)生涂布 不均勻，表觀出現(xiàn)色斑等；而另一方面如果該量大于90重量份，由于著色導(dǎo)電聚合物量的 增加，則不能獲得所希望的高透明度，如高于95%的透過(guò)率。適合本發(fā)明的金屬粒子可以選用金、銀、銅、鈀等金屬粒子，最好為金、銀、鈀金屬 粒子，這些粒子的粒徑因?qū)щ娔さ挠猛舅枰纳⑸涞某潭榷?，并且其形狀不能一概?論，但一般在200nm以下，在IOOnm以下更好，在2nm_100nm范圍類最好。導(dǎo)電涂層中金屬粒子的添加量在0. 1 2重量份。如果添加金屬粒子小于0. 1重 量份，則對(duì)于膜的導(dǎo)電性能的提高就沒(méi)有效果，如果添加量大于2重量份則會(huì)影響到透過(guò) 率。金屬粒子的用量一般在2重量份以下，在0. 1 1重量份更好，在0. 2 0. 8重量份范 圍內(nèi)最好。適合本發(fā)明的金屬粒子可以選自樂(lè)凱公司的LK納米銀粒子，杭州萬(wàn)景新材料有限公司的VK-GOl納米銀粒子，太極納米制品有限公司的TJH牌納米銅粒子，滬正納米科技 公司的金粒子，大連科林愛(ài)納米科技有限公司iNnaO-Pd03N003鈀粒子等。本發(fā)明中，金屬粒子在使用前可以預(yù)先進(jìn)行處理，以便獲得最好的性能，可以將金 屬粒子加入到10-30倍重量的醇溶液中，醇沒(méi)有什么特別的限制，可以列舉出甲醇、乙醇、 丙醇、異丙醇、丁醇等。然后加入金屬粒子1-3重量％的分散劑，分散劑可以是陰離子的或 者DISPERBYK-102、DISPERBYK-109、DISPERBYK-2096等一種或幾種分散劑。陰離子分散劑 可以列舉出三(1-甲基乙基)萘磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等。金屬粒子處理的方式有高速剪切分散、采用氧化鋯為介質(zhì)的分散、高速攪拌、超聲 波分散等方式。成膜樹(shù)脂可以改善導(dǎo)電膜的耐候性和導(dǎo)電性，導(dǎo)電涂層中的成膜樹(shù)脂為0. 4 1. 5重量份，優(yōu)選0. 9 1. 2重量份。如果該量小于0. 4重量份，則導(dǎo)電膜的耐候性會(huì)很差， 如果該量大于1. 5重量份，膜的導(dǎo)電性明顯降低。導(dǎo)電涂層中采用0. 4 1. 5重量份的成 膜樹(shù)脂，可以在保證導(dǎo)電膜耐候性的前提下顯著提高其導(dǎo)電性。適合本發(fā)明的成膜樹(shù)脂，可以是含氟聚合物、硅樹(shù)脂、丙烯酸類樹(shù)脂、聚乙烯醇樹(shù) 脂、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚氨酯樹(shù)脂、密胺甲醛樹(shù)脂或聚酯樹(shù)脂，優(yōu)選聚乙烯醇樹(shù) 脂、聚氨酯樹(shù)脂、密胺甲醛樹(shù)脂或聚酯樹(shù)脂，這些成膜樹(shù)脂可以單獨(dú)使用也可結(jié)合使用。適合本發(fā)明的含氟聚合物，可以列舉出聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯(PVDF)、偏二氟 乙烯-三氟化乙烯共聚物等。適合本發(fā)明的聚乙烯醇樹(shù)脂可以選自北京東方石油化工有限公司有機(jī)化工廠生 產(chǎn)的PVA17-88和PVA17-99、山東省濱州市勝達(dá)實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的PVA-2090、上海四喜化 工有限公司生產(chǎn)的SD-5等；聚氨酯樹(shù)脂可以選自泰興市中紡助劑廠生產(chǎn)的PU628-1、廣州 奧德美高分子材料有限公司生產(chǎn)的ADM-Z706和ADM-F206A、廣東大盈化工有限公司生產(chǎn)的 DU-1030等；三聚氰胺樹(shù)脂可以選自臨安市富能樹(shù)脂有限公司提供生產(chǎn)的LF-800、LF-9010 和LF-9080、威海大和精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的DHM-301等；聚酯樹(shù)脂可以選自上海浩揚(yáng)實(shí) 業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)的MD-1200、MD-1400、MD-1480和MD-1250等。適合本發(fā)明的高沸點(diǎn)極性溶劑，優(yōu)選的是二甲基甲酰胺(DMF)、乙二醇(EG)、二甲 基亞砜(DMSO)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)，這些高沸點(diǎn)極性溶劑可以單獨(dú)使用也可結(jié)合使 用。導(dǎo)電涂層中的高沸點(diǎn)極性溶劑為2 10重量份，優(yōu)選6 8重量份。如果該量小 于2重量份，則不能實(shí)現(xiàn)高電導(dǎo)率，如果該量大于10重量份，那么雖然實(shí)現(xiàn)高電導(dǎo)率，但由 于其沸點(diǎn)較高，大量加入將迫使涂層在很高的溫度下干燥，破壞導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性。適合本發(fā)明的表面活性劑，沒(méi)有什么特別的限定，可以列舉出非離子氟表面活性 劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑等一種或幾種混合使用。適合本發(fā)明的非離子氟表面活性劑可以選自F [CF (CF3) CF2O] ^F (CF3) SO2NH (CH2) 40H、C4F9SO2NH (CH2) 50H、F [CF (CF3) CF2O] 5CF (CF3) SO2NH (CH2) 30H、C8F17CONH (CH2) 20H寸。適合本發(fā)明的陰離子表面活性劑，可以舉出C12H25Na04S、C18H29NaO3S等。適合本發(fā)明的非離子表面活性劑，可以舉出脂肪醇聚氧乙烯醚(AE0)AE03、烷基 酚聚氧乙烯醚(TX-10, 0P-10, 0 Π -10)。
本發(fā)明中的表面活性劑0. 1 1重量份，優(yōu)選0. 3 0. 7重量份。如果該量小于 0. 1重量份，則導(dǎo)電涂層在涂覆成膜過(guò)程中的流平性和潤(rùn)濕性不夠，如果該量大于1重量 份，則會(huì)產(chǎn)生一定量的氣泡，影響了導(dǎo)電膜的表觀。本發(fā)明中的導(dǎo)電涂層的涂布液可以采用下述方法而得到以1 5分鐘的間隔按適當(dāng)順序在強(qiáng)烈攪拌下向?qū)щ姼叻肿泳酆衔镏幸来渭尤敫?沸點(diǎn)極性溶劑、成膜樹(shù)脂、表面活性劑和預(yù)先分散好的納米金屬粒子，然后將其分散10 30分鐘而制得涂布液。本發(fā)明提供的透明導(dǎo)電膜可以通過(guò)下述方法來(lái)制備將上述制備的的涂布液涂覆到基材上，通過(guò)暖風(fēng)(100 150°C )干燥3-10分鐘得 到具有高電導(dǎo)率和高透明性的導(dǎo)電膜。所述基材可以是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜、 聚酰亞胺(PI)膜和聚丙烯(PP)膜等；采用的涂覆方式可以使用公知的浸涂、輥涂、刮刀涂 布以及凹版涂布方式，優(yōu)選以凹版涂布方式，涂層的厚度為0. 05 5μπι，膜的方塊電阻為 5 645Ω / □。下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本文的實(shí)施例僅僅意在說(shuō)明 本發(fā)明，不應(yīng)當(dāng)將其解釋為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1-5和對(duì)比實(shí)施例1-3表1給出了所使用的成分和用量。劇烈攪動(dòng)PEDT導(dǎo)電聚合物水溶液，然后以大約 2分鐘的間隔，依次加入高沸點(diǎn)極性溶劑、成膜樹(shù)脂、表面活性劑和金屬粒子。將混合物分散 大約20分鐘，以使其變均勻，由此獲得涂布液。將涂布液用尼龍布過(guò)濾后，采用凹版涂布的方式涂覆到透明基材上，通過(guò)暖風(fēng) (120°C)干燥大約5分鐘，從而制備出透明導(dǎo)電膜。干燥過(guò)的膜的厚度為0.1-1 μ m。如下 所述方法測(cè)量如此制備的透明導(dǎo)電膜的性能，并將結(jié)果列于表2中。表 1
權(quán)利要求
一種透明導(dǎo)電膜，它包括基材和導(dǎo)電涂層，其特征在于，所述導(dǎo)電涂層中含有導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子，導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子的重量比為1∶0.001～0.02。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述導(dǎo)電涂層的組分及其重量份數(shù)為
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述導(dǎo)電高分子聚合物是基于聚 噻吩基的導(dǎo)電高分子聚合物水溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述金屬粒子為金粒子、銀粒子、銅 粒子、鈀粒子或釕粒子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述金屬粒子的平均粒徑為2nm
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述成膜樹(shù)脂選自聚乙烯醇樹(shù)脂、聚 氨酯樹(shù)脂、密胺樹(shù)脂和或聚酯樹(shù)脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述高沸點(diǎn)極性溶劑選自二甲基甲 酰胺、乙二醇、二甲基亞砜或N-甲基吡咯烷酮中的一種。成膜樹(shù)脂 導(dǎo)電高分子聚合物 金屬粒子 高沸點(diǎn)極性溶劑 表面活性劑，0. 4 1. 5 份， 60 90份， 0. 2 2份， 2 10份， 0. 1 1份。
全文摘要
一種透明導(dǎo)電膜，它包括基材和導(dǎo)電涂層，所述導(dǎo)電涂層中含有導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子，導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子的重量比為1∶0.001～0.02。本發(fā)明通過(guò)導(dǎo)電高分子聚合物和金屬粒子的組合使用，解決了膜的透明度和導(dǎo)電性兩大指標(biāo)相互制約的問(wèn)題，得到了能夠同時(shí)滿足透明度和導(dǎo)電性要求的導(dǎo)電膜，可廣泛應(yīng)用于制備印刷線路板的鍍通孔、有機(jī)太陽(yáng)能電池OSC、有機(jī)發(fā)光二極管OLED、有機(jī)薄膜晶體管以及觸摸屏的膜等。
文檔編號(hào)C09D167/00GK101976591SQ20101026725
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者姚彥慈, 彭春寧, 杜彥飛, 牛娟妮, 王小記 申請(qǐng)人:中國(guó)樂(lè)凱膠片集團(tuán)公司;樂(lè)凱膠片股份有限公司