[发明专利]透明导电膜、导电纤维、碳纳米管与导电聚合物复合分散液、它们的制造方法和电子装置

说明书

相关申请的交叉参考 

本申请包含与2010年12月10日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-275800所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。 

技术领域

本发明涉及透明导电膜制造方法、透明导电膜、导电纤维制造方法、导电纤维、碳纳米管与导电聚合物复合分散液(carbon nanotube/conductive polymer composite dispersion)、碳纳米管与导电聚合物复合分散液制造方法和电子装置。例如，本技术适合被应用于在显示器、触摸面板和太阳能电池等中使用的透明导电膜，或者被应用于在导电板材等中使用的导电纤维。 

背景技术

铟锡氧化物(Indium-tin oxide；ITO)是透明导电膜的典型材料。由于这种材料的机械性能较差并且易于受到诸如弯曲等应力的影响，因此ITO不适合用于例如具有挠性塑料基板的显示器或太阳能电池等对柔韧性有所要求的用途中。此外，ITO还存在另外一个问题：铟的资源很有限，因此价格昂贵。另外，ITO成膜过程涉及到诸如溅射法等真空处理工艺，这些工艺增加了设备成本和工艺成本。因此，已经开始研究通过使用ITO的替代材料进行涂敷处理来制造透明导电膜。 

已经被研究的能够作为ITO替代物的材料包括导电聚合物和碳纳米管。导电聚合物易于被调制成分散液，因而适于涂敷处理。然而，导电聚合物一般具有低的透明导电性。聚乙烯二氧噻吩(polyethylene dioxythiophene；PEDOT)展现出了相对较高的透明导电性，但是由于这种化合物具有很深的蓝色，因此用它制成的导电膜也呈现出蓝色。 

碳纳米管具有很高的导电性，但是很难将它们分散在溶剂中。因此，使用例如十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate；SDS)等表面活化剂作为提高碳纳米管的分散性的分散剂。然而，由于SDS是不导电的，因而这种表面活化剂的使用就显著降低了所得到的导电膜的导电性。 

因此，最近已经研究了使用导电聚合物来使碳纳米管分散的技术(例如参见日本专利第3913208号)。根据这一技术，通过使用水溶性的导电聚合物作为导电性分散剂，使得在溶剂中展现出低分散性的碳纳米管能够在该溶剂中被良好地分散，并且用这样的分散液来制造导电膜。然而，相对于被分散的碳纳米管，这种分散液中含有大量的导电聚合物分子。因此，使用该分散液制造出来的导电膜反映出导电聚合物的颜色。另外，难以让碳纳米管形成导电路径。因此，很难获得具有高导电性的透明导电膜。此外，尽管导电聚合物提高了碳纳米管的分散性，但是难以制作出高浓度的分散液。如果分散液的浓度低，那么当通过例如印刷法来制造低电阻的导电膜时，需要反复涂敷该分散液。这是工艺中的重大缺陷。 

此外，已经研究了碳纳米管与导电聚合物分散液(例如参见日本专利申请公开公报特开第2008-50391号)。与上述类似地，相对于碳纳米管而言，这些碳纳米管与导电聚合物分散液中含有大量的导电聚合物分子，并且分散液中的碳纳米管浓度低。因此，难以制作出浅色或无色的且透明导电性高的高浓度分散液。 

上面提到的PEDOT是被广泛使用的最有前景的导电聚合物。通过向PEDOT溶液中添加数个重量百分比(wt％)的例如n-甲基吡咯烷酮(n-methylpyrrolidone；NMP)、乙二醇(ethylene glycol)或二甲基亚砜(dimethylsulfoxide；DMSO)等添加剂，就可以显著提高PEDOT的导电性。然而，PEDOT对碳纳米管的亲和性相当差，因此将PEDOT添加到碳纳米管分散液中可能会导致该分散液的分散性的显著下降。 

如上所述，在相关技术中难以通过涂敷处理制造出浅色或者无色的且透明导电性高的透明导电膜。 

发明内容

鉴于上述原因，本发明的一个目的是期望提供一种透明导电膜制造 方法，其能够通过涂敷处理以低成本容易地制造出浅色或无色的且透明导电性高的透明导电膜。 

本发明的另一个目的是期望提供一种透明导电膜，这种透明导电膜是浅色或无色的且具有高的透明导电性，并且这种透明导电膜所含有的成分中包括碳纳米管和导电聚合物，本发明还期望提供具有这种透明导电膜的电子装置。 

本发明的又一个目的是期望提供一种导电纤维制造方法，其能够通过涂敷处理以低成本容易地制造出透明导电纤维或不透明导电纤维。