[发明专利]导电聚合物组合物与膜

说明书

相关申请

本申请要求2012年8月29日提交的题为“导电聚合物组合物与膜”的美国临时专利申请系列号61/694,570在35 U.S.C. § 119(e)下的优先权权益，其全部公开内容经此引用并入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明通常涉及导电聚合物组合物以及它们在涂层、薄膜和电子器件中的用途。更特别地，本发明通常涉及含有导电聚合物和UV固化树脂的导电聚合物组合物。

2. 相关技术描述

众所周知的是，各种电子器件常在其结构中采用导电涂层和膜。此类电子器件可以包括例如电致发光器件、电子纸、电池、燃料电池、节能照明设备、太阳能电池板和其它照明显示装置（例如有机发光二极管(“OLED”)、LCD和触摸屏装置）。该导电涂层和膜可以在这些电子器件中提供多种功能。例如，该导电涂层和膜可以用作透明屏幕并允许光穿过到达其下方的活性材料，在其中生成载流子。该导电涂层和膜还可以充当用于载流子传输离开该活性材料的欧姆接触和/或充当触摸屏和各种其它电子显示器中的导电层或电极层。因此，导电涂层和膜常常需要高可见光透射率、低雾度、高耐久性以及宽范围的电阻。

一些最常用的导电涂层和膜由透明导电氧化物（“TCO”）构造，铟锡氧化物（“ITO”）是最常用的金属氧化物之一。但是，TCO存在许多缺陷和限制。首先，由于TCO所需真空溅射的高成本以及用于构造TCO的金属的供给多变，TCO非常昂贵。其次，ITO——最常见的TCO——略带黄色，这在许多应用中对消费者来说通常是不合意的。第三，TCO极具刚性和脆性，这使它们容易开裂。柔性和触摸屏显示器尤其关心这些特性。最后，TCO通常具有非常有限范围的电阻，例如在大约15 ?/平方至500 ?/平方的量级。

由于与TCO相关的所有缺陷和问题，导电涂层和膜行业的那些已经开始寻找TCO的替代品。透明导电聚合物（“TCP”）如聚苯胺（“PANI”）和聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)（“PEDOT-PSS”）已经浮现作为某些应用中TCO的替代和代用品。该TCP涂层和膜与TCO相比更具成本效益，因为加工经由大气卷对卷涂布发生，而非真空溅射。此外，由于它们基于聚合物的组成，该TCP涂层与膜更灵活和可弯曲，能更容易地用于日益增长的触摸屏与柔性显示器装置领域。

尽管存在TCP的上述优点，由于与其应用和构造相关的一些限制，它们在导电涂层和膜行业的接受程度有限。尽管TCP通常比TCO廉价，但TCP远不如TCO导电。结果，为了使TCP涂层和膜达到所需较低的电阻率值（例如100至300 ?/平方），TCP涂层和膜的应用成本最终接近由TCO制得的涂层和膜。此外，目前使用的TCP膜具有更高的雾度、更低的可见光透射率并表现出对光、热、湿度和通常使用的化学品如，举例来说，醇类、水、皂类和有机溶剂的较低耐受性。因此，在本领域需要改善的导电聚合物组合物和与之相关的膜。

发明概述

在一个或多个实施方案中，本发明涉及由导电组合物构成的膜。该导电组合物通常包含本征导电聚合物；UV固化树脂；以及光引发剂。该膜表现出低于3,000 ?/平方的电阻率并在根据AATCC测试方法165施以溶剂磨耗试验（solvent abrasion test）后表现出小于10%的电阻变化。

在一个或多个实施方案中，本发明涉及一种导电组合物。该导电组合物通常包含按干基计至少0.1和不超过10质量%的本征导电聚合物；至少10和不超过80质量%的至少一种溶剂；至少1和不超过20质量%的UV固化树脂；以及光引发剂。

在一个或多个实施方案中，本发明涉及由导电组合物形成的膜。该导电组合物通常包含本征导电聚合物；UV固化树脂；以及光引发剂。该导电组合物具有至少大约5:1和不超过大约50:1的单体-聚合物比。该膜表现出至少100和不超过100,000 ?/平方的电阻率。

在一个或多个实施方案中，本发明涉及在基底上形成膜的方法。该方法包括（a）在基底上施加导电组合物以形成初始涂层；和（b）固化至少一部分该初始涂层以便在该基底上形成膜。该导电组合物包含本征导电聚合物、至少一种溶剂、UV固化树脂和光引发剂，且单体-聚合物比为至少大约5:1和不超过大约50:1。此外，该膜表现出至少100和不超过100,000 ?/平方的电阻率。

发明详述