[发明专利]基于碳纳米管的透明导电薄膜以及制备和图案化透明导电薄膜的方法

权利要求书

1.一种用于透明导电薄膜的基于碳纳米管(CNTs)的油墨的制造方法，所述方法包括下列步骤：

提供一种或多种CNTs；

将所述一种或多种CNTs分散在包含聚合物的第一溶液中以形成稳定的悬浮液；和

将所述悬浮液与包含所述聚合物和至少一种功能添加剂的第二溶液混合以形成具有期望的CNTs与聚合物比值的稳定的油墨。

2.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物是导电聚合物。

3.根据权利要求1的方法，其还包括使所述CNTs与氧化剂反应形成官能化CNTs的步骤。

4.根据权利要求3的方法，其中所述氧化剂选自HNO₃、H₂SO₄、NaOCl、KMnO₄和K₂Cr₂O₃。

5.根据权利要求1的方法，其中所述至少一种功能添加剂包括选自高沸点的溶剂、润湿剂、增粘剂和抗氧化剂的添加剂。

6.根据权利要求5的方法，其中所述增粘剂被分散在醇中。

7.根据权利要求6的方法，其还包括使所述CNTs与氧化剂反应形成官能化CNTs的步骤。

8.根据权利要求7的方法，其中所述氧化剂选自HNO₃、H₂SO₄、NaOCl、KMnO₄和K₂Cr₂O₃。

9.根据权利要求5的方法，其中所述抗氧化剂是选自硫醇、抗坏血酸和多酚的还原剂。

10.根据权利要求1的方法，其还包括通过使用选自滚动条式处理、刮条涂覆和喷涂的技术将所述油墨涂在透明衬底上形成导电薄膜的步骤。

11.根据权利要求1的方法，其中，当所述导电薄膜不包括透明衬底的光学透射率超过95％时，该导电薄膜具有小于2000欧姆/平方的表面电阻。

12.根据权利要求1的方法，其中形成第二CNT油墨，所述第二CNT油墨具有与所述第一CNT油墨不同的CNTs与聚合物比值。

13.一种将透明导电薄膜组装到透明衬底上的方法，所述方法包括：

通过包括以下的步骤形成碳纳米管(CNTs)油墨：

将CNTs分散在具有导电聚合物的第一溶液中；

在具有导电聚合物的第二溶液中添加高沸点的溶剂；

添加润湿剂以降低所述第二溶液的表面张力；

将增粘剂分散在所述第二溶液中；

在第二溶液中添加抗氧化剂；

将第二溶液添加到所述第一溶液中以形成CNTs油墨；和

用所述油墨涂覆所述透明衬底以形成透明导电薄膜，其中使用选自滚动条式印刷、喷涂和刮条涂覆的技术来进行涂覆。

14.根据权利要求13的方法，其中当所述透明导电薄膜不包括透明衬底的光学透射率超过95％时，该透明导电薄膜具有小于2000欧姆/平方的表面电阻。

15.根据权利要求13的方法，其中所述衬底包括聚合物。

16.根据权利要求15的方法，其中所述聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

17.一种制造柔性的和粘附的透明导电薄膜的方法，所述方法包括：

纯化预先制造的碳纳米管(CNTs)以去除一种或多种催化剂、石墨杂质和无定形碳；

将纯化的CNTs分散在包括导电聚合物的第一溶液中；

向第二溶液中添加高沸点的溶剂；

添加润湿剂以降低所述第二溶液的表面张力；

在所述第二溶液中添加抗氧化剂以改善透明导电薄膜的环境稳定性；

向第二溶液添加增粘剂以提高该溶液的粘附力；

将第二溶液添加到所述第一溶液中以形成油墨；和

用所述油墨涂覆所述衬底以形成透明导电薄膜，其中使用选自滚动条式印刷、喷涂和刮条涂覆的技术来进行涂覆。

18.根据权利要求17的方法，其中所述透明导电薄膜具有改善的电响应时间。