[发明专利]使用导电聚合物的组合物的层和结构

说明书

技术领域

本发明涉及使用导电聚合物溶液组合物的聚合物层及其结构。

背景技术

目前广泛使用的导电聚合物化合物包括聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）和聚噻吩（PT）。由于容易聚合和优异的电导率、热稳定性和氧化稳定性，已经对这些化合物进行了大量研究。

由于它们的优异电性质，这些导电聚合物化合物可用于各种用途，包括二次电池的电极、电磁干扰（EMI）屏蔽材料、挠性电极、抗静电材料、防腐蚀涂层等。但是，由于加工、热和大气稳定性、环境抵抗力、成本等方面的困难，难以商业化。

最近，随着对防尘和抗静电涂料的需要增加和关于EMI屏蔽的工业标准变严格，它们作为电子器件中的EMI屏蔽用涂料获得关注。

特别地，导电聚合物开始作为布朗管的玻璃表面上的导电涂料引起关注，因为聚噻吩-基导电聚合物聚亚乙二氧基噻吩（PEDT）如美国专利Nos. 5,035,926和5,391,472中公开的那样引起关注。该导电聚合物表现出比其它导电聚合物，如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩好的透明度。

照惯例，用聚合物酸盐，如聚苯乙烯磺酸盐作为掺杂剂，将PEOT制备成水分散性涂料溶液以改进电导率。由于与醇溶剂的优异相容性和可加工性，其可用作各种用途中的涂料，包括布朗管（CRT）的玻璃表面、塑料膜表面等。

此类水分散性 PEDT的典型实例是“Clevios P”，其可购自H.C. Starck。尽管该PEDT导电聚合物具有优异的透明度，其需要以低浓度涂布以实现95%或更高的高透明度。因此，难以通过普通方法获得小于1 kΩ/m²的高电导率。此外，如果添加由烷氧基硅烷[RSi(OR₁)₃]（其中R代表甲基、乙基、丙基或异丁基且R₁代表甲基或乙基）制成的硅溶胶以提高层粘合性，由于该不导电硅溶胶，电导率进一步降低。因此，几乎不可能获得电导率小于1 kΩ/m²的导电层。因此，该水分散性PEDT仅用作需要低电导率的抗静电涂料。此外，由于H.C. Starck的Clevios P是水性分散体且由于其具有SO₃^-基团，所得聚合物层对水非常敏感。因此，当长时间单独放置或暴露在高温高湿的严酷环境中时，该聚合物层发生电性质和透明度的剧烈变化。

韩国专利公开No. 2000-10221公开了包括PEDT、醇溶剂、酰胺溶剂和聚酯树脂粘合剂的导电聚合物组合物，韩国专利公开No. 2005-66209公开了包括PEDT、醇溶剂、酰胺溶剂和硅烷偶联剂的导电光漫射膜涂料组合物。

尽管它们提供小于1 kΩ/m²的良好电性质以及高透明度、强粘合性和良好耐久性，它们在长时间单独放置或暴露在高温高湿的严酷环境中时也发生电性质和透明度的剧烈变化。此外，它们在触摸板装置或其它显示器装置的制造中的高温工艺（120℃或更高）过程中由于低聚物从基底上突出而发生透明度的剧烈变化。由于这些问题，几乎不可能实现用作个人数字助理（PDA）或汽车导航系统中的触摸板或移动电话的无机场致发光（EL）器件的电极膜和用作显示电极中的透明电极膜的符合1 kΩ/m²或更低的表面电阻以及在高温高湿的严酷环境下的良好抗湿性、粘合性和耐久性和高透明度的EMI屏蔽标准（TCO认证）。

公开内容

技术问题

本发明的一个目的是提供使用能提供改进的电导率和透明度以及在热湿环境下的优异抗湿性、粘合性、耐久性、层均匀性、溶液稳定性和持久透明度的聚噻吩-基导电聚合物溶液组合物的聚合物层，及其结构。

技术解决方案

本发明提供具有1 kΩ/m²或更低的电导率、95%或更高的透射比、在热湿环境下的高耐久性，特别是持久电性质和透明度的聚噻吩-基导电聚合物层及其结构，其中在该导电聚合物层与基底之间形成有机聚合物层。

有利效果

使用本发明的聚噻吩-基导电聚合物溶液组合物的聚合物层可用作触摸板的上和下电极膜、移动电话的无机场致发光（EL）器件的电极膜、显示器的透明电极膜或TV或电脑监视器的电磁干扰（EMI）屏蔽层，其需要1 kΩ/m²或更低的电导率、95%或更高的透射比、在热湿环境下的强抗湿性和耐久性和持久透明度。其也可应用于其它玻璃、聚碳酸酯丙烯酸类树脂（polycarbonate acryl）、聚对苯二甲酸乙二酯或流延聚丙烯（CPP）膜上。