[发明专利]透光电导体及其制造方法、静电消除片和电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及透光性和导电性极好的透光电导体及其制造方法、静电消除 片和电子装置。特别是，本发明涉及采用诸如碳纳米管的碳纳米线性(纳米 丝)结构的透光电导体及其制造方法。

背景技术

透明导电膜已经用作透明电极和静电消除膜，透明电极用于涉及光进/ 出的电子设备，如液晶显示器和触摸面板，静电消除膜用于不希望沉积灰尘 的透光构件，如清洁室中的隔板。作为这样的透明导电膜的材料，例如，已 经采用了诸如氧化铟锡(ITO)的无机氧化物和诸如掺杂氟的氧化锡(FTO) 的无机氟化物。然而，这些氧化物和氟化物很硬且易碎，甚至轻微的弯曲或 者挠曲即能裂缝或者剥落；因此，它们的机械加工性很差。另外，铟的资源 很紧缺，并且将来很可能缺乏。

作为无机氧化物和氟化物之外的其它导电材料，已经提出了这样的导电 树脂组成，其中诸如金属或者碳的导电微粒分散在粘合剂树脂中。然而，这 样的导电树脂组成透光性很差，不适合要求透明度的用途。

另一方面，1991年发现存在的碳纳米管已经引起人们的注意，这是因为 根据其结构的细小变化而转变成金属性或半导体的特殊电特性以及其柔韧 的机械特性。因此，已经积极地进行了碳纳米管的基本研究和应用研究。近 年来，作为应用研究之一，注意到金属性碳纳米管的极高的导电性，已经提 出了将其用作导电材料的透明导电膜以及制造这些膜的方法。

例如，日本专利提前公开No.2004-230690(权利要求1、3-6页、表1， 在下文称为专利文件1)提出了抗静电透明树脂板，其中至少在透明热塑树 脂基板的一侧上形成具有包含在透明热塑树脂中的碳纳米管的抗静电层。专 利文件1中描述，抗静电层中的离散(非纠缠)状态的碳纳米管或者各自由 多个碳纳米管构成的离散(非纠缠)状态的碳纳米管束分散在热塑树脂中并 且彼此接触。通过以包含热塑树脂粉末、碳纳米管和分散剂的涂敷液涂敷基 板，来形成抗静电层。

然而，在上述的抗静电层的构造和生产方法中，分散剂妨碍了碳纳米管 的相互接触，使其难于利用碳纳米管固有的极好的导电性。因此，为了获得 所希望的导电性，会要求加入大量的碳纳米管，这会引起透明度的降低。此 外，难于在热塑树脂中均匀地分散碳纳米管，从而不能在抗静电层中获得均 匀的导电性。

考虑到这一点，日本专利提前公开No.2006-519712(权利要求1和2、 6-11页、图2和4，在下文称为专利文件2)提出了一种模塑导电体，其包 括基板和形成在基板的表面上并且包含分散在其中的细导电纤维的导电层。 在该模塑导电体中，至少导电纤维的某些部分固定(锚定)到基板上，而至 少导电纤维的其他部分从导电层的最外表面突出，并且导电纤维在其从最外 表面突出的部分或者在其固定到基板上的部分彼此进行电接触。

在专利文件2的示例1中，示出了上述模塑导电体的生产示例，其中以 与专利文件1中的抗静电层相同的方式形成导电层后，该导电层经受热压， 从而碳纳米管的弹回力使得碳纳米管从热塑树脂层的表面突出。在该示例 中，导电层的表面电阻系数通过热压从2.4×10¹¹Ω/□降低到7.7×10⁷Ω/□。 专利文件2描述了如下的表面电阻系数降低的原因。在有待热压的导电层中， 碳纳米管埋在热塑树脂层中。另一方面，在已经热压的导电层中，各碳纳米 管的部分从热塑树脂层突出出来。当碳纳米管的突出部分在热塑树脂层的外 面彼此接触时，相互接触的碳纳米管之间不存在电绝缘体(热塑树脂)，从 而降低了碳纳米管之间的电阻。

此外，在专利文件2的示例2中，示出了模塑导电体的生产示例，其中 用通过将单壁碳纳米管和分散剂(聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物)混合在异丙 醇和水的混合溶剂中制备的涂敷液涂敷聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)膜。 在如此形成仅由碳纳米管和分散剂组成的导电材料后，对其涂敷氨基甲酸乙 酯丙烯酸酯溶液，由此用氨基甲酸乙酯丙烯酸酯树脂层覆盖PET膜的表面和 与该表面接触的碳纳米管之间的连接处。在该示例中，涂敷液中的碳纳米管 的含量为0.003％(质量)，分散剂的含量为0.05％(质量)。