用于制造透明导体的改进ＣＮＴ／顶涂层方法技术

本申请公开了一种用于制造光学透明的、导电的纳米结构物膜的方法，包括：将包含纳米结构物的分散体或溶液涂布在基材上，所述纳米结构物选自由如下组成的组：碳纳米管，富勒烯，石墨屑／片，纳米线以及上述的两种或多种。所述膜还可以包含处于分散体或溶液中的掺杂剂，以及包封剂／顶涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及纳米结构物膜，并且更具体地，涉及其 制备方法。
技术介绍
许多现代和/或新兴的应用要求至少一种不仅具有高电导率、而且具有高光学透明性的器件电极。这样的应用包括，但不限于，触摸屏(例如，模拟触摸屏、电阻触摸屏、4 线电阻触摸屏、5线电阻触摸屏、表面电容触摸屏、投影式电容触摸屏、多点触摸屏等等)、 显示器(例如，柔性显示器、刚性显示器、电泳显示器、电致发光显示器、电致变色显示器、 液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)、有机发光二极管(OLED)显示器等等)、太阳能电池(例如，硅(非晶硅、原晶硅、纳晶硅)、碲化镉(CdTe)、硒化铜铟镓(CIGS)、硒化铜铟 (CIS)、砷化镓(GaAs)、光吸收染料、量子点、有机半导体(例如，聚合物、小分子化合物))、 固态发光、光纤通信(例如，电_光和光_电调制器)以及微流体学(例如，电介质上电润湿(ETOD))。当在本文中使用时，当一层材料或一系列数层不同材料允许相关波长的环境电磁辐射的至少50%透过该层或数层时，这样的层被称为是“透明的”。类似地，允许透过一定的但是小于50%的相关波长的环境电磁辐射的层被称为是“半透明的”。当前，最常用的透明电极是透明传导氧化物(TCOs)，具体是玻璃上氧化铟锡 (ΙΤ0)。但是，对于上述应用中的许多来说，ITO可能是存在不足的方案(例如，由于其较脆的特性，相应地具有较差的柔性和耐磨损性)，并且ITO中的铟组分正在迅速变为稀有商品。此外，ITO沉积常常需要昂贵的高温溅射，这可能与许多器件工艺流程是不相容的。因此，一直在开发更坚固、丰富和容易沉积的透明导体材料。
技术实现思路
本专利技术描述了纳米结构物膜。纳米结构物目前由于其独特的材料性质而吸引了大量的关注。纳米结构物可以包括，但不限于，纳米管(例如，单壁碳纳米管(SWNTs)、多壁碳纳米管(MWNTs)、双壁碳纳米管(DWNTs)、少壁碳纳米管(FWNTs))，其他富勒烯(例如，布基球)，石墨屑/片和/或纳米线(例如，金属(例如Ag、Ni、Pt、Au)纳米线、半导体(例如 InP, Si、GaN)纳米线、电介质(例如Si02、TiO2)纳米线、有机纳米线、无机纳米线)。纳米结构物膜可以包含这样的纳米结构物的至少一个互连网络，并且可以类似地表现出独特的材料性质。例如，包含基本碳纳米管(CNT)的至少一个互连网络的纳米结构物膜(例如其中纳米结构物密度高于逾渗阈值)可以表现出非凡的强度和电导率，以及高效的导热性和显著光学透明性。如本文所使用的，“基本”表示组分中的至少40%是给定类型的组分。在一个实施方式中，可以利用一系列的涂布、干燥、洗涤和烘焙站，制造根据本专利技术的经包封的纳米结构物膜。在一个实施方式中，可以使基材经过清洁/干燥站、用CNT分散体涂布、干燥、洗涤、再干燥、用包封剂/顶涂层(例如，槽模(slot die)涂布的交联聚合物)涂布、然后烘焙。在另一实施方式中，可以取消洗涤和第二干燥步骤，以减少TACT时间和设备成本(即，使得经干燥的CNT涂层在不经过中间洗涤和干燥步骤的情况下用包封剂/ 顶涂层涂布)。在另一个和/或进一步的实施方式中，可以使用双头槽模配置(例如，在一个涂布器中两个模头)来减少TACT时间和设备成本(例如，通过允许取消单独的顶涂站)。在另一实施方式中，可以利用不同的一系列涂布、干燥、洗涤和烘焙站，制造根据本专利技术的经包封的纳米结构物膜。在另一实施方式中，可以使基材经过清洁/干燥站、用 CNT分散体和包封剂/顶涂层(例如，槽模涂布的交联聚合物)的混合物涂布、烘焙、洗涤、 然后干燥。在此实施方式中，可以使用单槽模配置，以减少TACT时间和设备成本(例如，通过允许取消单独的顶涂站以及通过使用单槽头模而不是双头槽模配置)。在另一实施方式中，可以利用不同的一系列涂布、干燥、洗涤和烘焙站，制造根据本专利技术的经包封的纳米结构物膜，具体地，可以使基材经过清洁/干燥站、用各种CNT和聚合物混合溶液(例如，槽模涂布的交联聚合物)的混合物涂布、烘焙、洗涤、然后干燥。在另一实施方式中，可以使基材经过清洁/干燥站、用各种CNT和聚合物混合溶液(例如，槽模涂布的交联聚合物)的混合物涂布，而不经过如下步骤中的一个或多个烘焙、洗涤和干燥。在另一实施方式中，可以利用不同的一系列涂布、干燥、洗涤和烘焙站，制造根据本专利技术的经包封的纳米结构物膜，具体地，可以使基材经过清洁/干燥站、用底涂层涂布 (例如，通过喷涂、槽涂、SAM浸涂等方法)、用CNT涂层涂布(例如，利用槽模)、用顶涂层涂布、烘焙、洗涤、然后干燥。在另一实施方式中，可以使基材经过清洁/干燥站、用底涂层涂布(例如，通过喷涂、槽涂、SAM浸涂等方法)、用CNT涂层涂布(例如，利用槽模)、用顶涂层涂布，而不经过如下步骤中的一个或多个烘焙、洗涤和干燥。根据附图以及详细的描述，本专利技术的其他特征和优点将变得清楚。下面参考附图更详细地提供了上面公开的实施方式中的一个或多个还有某些替代方式。本专利技术并不限于任何具体公开的实施方式；本专利技术不仅可以用于透明传导膜应用，而且还可以用于其它纳米结构物应用(例如，非透明电极、晶体管、二极管、传导性复合材料、静电屏蔽等等)。附图说明通过参考附图阅读下面的对于优选实施方式的详细描述，将更好地理解本专利技术， 在附图中图IA是根据本专利技术一个实施方式的纳米结构物膜的扫描电子显微镜(SEM)图像；图IB示出了根据本专利技术一个或多个实施方式的多种纳米结构物膜的透射率和相关波长；图2是根据本专利技术一个实施方式的纳米结构物膜制造设备的示意图；图3是根据本专利技术一个实施方式的纳米结构物膜制造设备的示意图，其中使用了双头槽模；图4A是根据本专利技术一个实施方式的在底涂层/促进层上涂布纳米结构物膜的示意图；以及图4B和5是根据本专利技术的实施方式的纳米结构物膜图案化方法的示意图。在不同附图中由相同数字标记的专利技术特征、要素和方面表示该系统的一个或多个实施方式中的相同、等同或相似的特征、要素或方面。 具体实施例方式参考图1，根据本专利技术一个实施方式的纳米结构物膜包括单壁碳纳米管(SWNTs) 的至少一个互连网络。这样的膜还可以或也可以包含其他纳米管(例如，MWNTs、DWNTs)，其他富勒烯(例如布基球)，石墨屑/片和/或纳米线(例如，金属(例如Ag、Ni、Pt、Au)纳米线、半导体(例如InP、Si、GaN)纳米线、电介质(例如Si02、TiO2)纳米线、有机纳米线 、 无机纳米线)。这样的纳米结构物膜可以进一步包含至少一种结合到纳米结构物膜上的功能化材料。例如，与纳米结构物膜结合的掺杂剂可以通过提高载流子浓度来提高膜的电导率。 这样的掺杂剂可以包括如下中的至少一种碘(I2)、溴(Br2)、聚合物担载的溴(Br2)、五氟化锑(SbF5)、五氯化磷(PCl5)、三氟代氧化钒(V0F3)、氟化银(II) (AgF2) ,2,1,3-苯并噁二唑-5-羧酸、2- (4-联苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑、2，5- 二 - (4-氨基苯基)-1，3，4-噁二唑、2- (4-溴苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑、4-氯-7-氯磺酰-2，1，3-苯并噁二唑、2，5- 二苯基-1，3，4-噁二唑、5- (4-甲氧基苯基)-1，3，4-噁二唑本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于制造光学透明的、导电的纳米结构物膜的方法，包括：将包含纳米结构物的分散体或溶液涂布在基材上，所述纳米结构物选自由如下组成的组：碳纳米管、富勒烯、石墨屑／片、纳米线以及上述的两种或更多种；烘焙所述基材上的涂层；洗涤所述基材上的所述涂层；以及干燥所述基材上的所述涂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴永裴，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR