[发明专利]透明电极、导电层叠物和导电层

说明书

技术领域

本发明涉及电极，导电层叠物和导电层，尤其涉及包括含有可光聚合的树脂和碳纳米管的导电层的透明电极，和导电层叠物和导电层。

背景技术

随着计算机和各种家用器具以及通讯装置的数字化和性能快速发展，迫切需要大屏幕和便携式显示器。为了得到便携并具有大屏幕的柔性显示器，需要可以像报纸一样折叠或卷曲的显示材料。

为此，显示器的电极材料应该透明、电阻低且强度高以在装置弯曲或折叠时保持机械稳定。此外，该材料应具有和塑料衬底的热膨胀系数相似的热膨胀系数以防止发生短路或表面电阻率发生很大变化，即使当装置过热或是在高温下也如此。

由于柔性显示器可以按照预定的形式制造，因此不仅可将它用于便携式显示装置，也可用于衣物能够变化颜色或图案之处、衣物的商标、标志牌、显示器支架的价格标志和大型电照明系统。

在这点上，透明导电薄膜广泛用于诸如图像传感器、太阳能电池、多种显示器(PDP、LCD、柔性显示器)等同时需要透光性和导电性的装置。

尽管对用于柔性显示器的透明电极的氧化铟锡(ITO)已进行了深入研究，但薄ITO膜的形成一般需要真空处理，这不当地消耗高处理成本。此外，当柔性显示装置弯曲或折叠时，其寿命可因薄膜断裂而缩短。

为了解决这些问题，已开发通过增大导电率同时使可见光范围内的光散射最小化而具有80％或以上的可见光透光率和100Ω/sq或以下的表面电阻率的透明电极(韩国专利No.10-2005-001589)，在该透明电极中，碳纳米管和聚合物化学键合并形成膜，或者导电聚合物层涂有纯碳纳米管或和聚合物化学键合的碳纳米管，使得碳纳米管在涂层内或涂层上以纳米尺度分散。在该透明电极中混合金属(比如金或银)的纳米颗粒。具体地，该透明电极通过下列方法制造：使碳纳米管的分散体溶液和聚对苯二甲酸乙二酯反应，从而制备高浓度碳纳米管-聚合物共聚物溶液，然后将它涂布于聚酯膜并干燥。

然而，当上述透明电极在高温下使用时，会发生变形且难以形成电极图案。

另外，正在研究导电聚合物(有机材料)作为透明电极的材料的用途。就由导电聚合物制造的电极而言，可利用常规的各种聚合物涂布方法，从而显著减少处理成本和工作。特别地，在柔性显示器或电照明系统的制造中，和透明ITO电极相比，由导电聚合物(比如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺或聚噻吩)制成的透明电极就处理而言是有利的，且更为柔软，断裂更少。因此，当需要非常柔软的电极时，特别是制造触摸屏时，可有利地延长装置的寿命。然而，由导电聚合物制成的有机电极的导电性的增大通常和电极厚度成比例。此外，由于导电聚合物吸收可见光范围内的光，应较薄地涂布以增大透光率，以适合于显示器。当按此方式在可见光范围内增大透光率时，难以满足透明电极的应用领域中所需的表面电阻率。具体地，当使用将导电聚合物纳米颗粒分散于水中的聚噻吩(Baytron P，可从Bayer获得)以增大加工性时，即使使用溶剂混合物改进导电率和涂布性，使用旋涂在衬底上将这样的聚合物涂布至50nm的厚度难以获得1kΩ/sq或以下的表面电阻率。

此外，使用碳纳米管的常规有机电极材料主要以复合物的形式提供，其中碳纳米管和导电聚合物简单地混合。因而，碳纳米管在导电聚合物基质中因强范德华力极度聚集。由于这样的碳纳米管聚集，尽管碳纳米管的导电性优良，也难以形成碳纳米管均匀分散的电极。此外，即使当碳纳米管以1到10重量％的量和聚合物混合，该混合物也应较厚地涂布以获得令人满意的导电率。较厚地涂布的碳纳米管和聚合物的混合物显著降低电极的透明度，原因可归结于碳纳米管在微尺度聚集，不适合用于透明电极。因此，需要具有高透明度和低表面电阻率，即使当碳纳米管少量使用时也如此的有机透明电极材料。

发明内容

因此，本发明旨在提供透光率和导电性优良，即使处于薄膜形式也如此的透明电极。

此外，本发明旨在提供透光率和导电性优良，即使处于薄膜形式也如此的导电层叠物。

此外，本发明旨在提供透光率和导电性优良，即使处于薄膜形式也如此的导电层。

本发明的一方面提供包括导电层的透明电极，所述导电层包括碳纳米管并具有至少两个热解起始点，所述导电层在200到900℃的热解范围内具有至少5％的重量减少，所述热解范围包括在200到450℃引发热解并具有W1％的重量减少的第一热解范围，和在450到700℃引发热解并具有W2％的重量减少的第二热解范围，且W1/W2为0.1到20。

在这方面，透明电极可包括从可溶于碱的粘合剂树脂、可光聚合的化合物、光引发剂和碳纳米管组成的组合物获得的导电层。