碳納米管-高分子層狀複合透明柔性電極及其製備方法 A carbon nanotube - polymer layered composite transparent flexible electrode and preparation method
申請人· 廣東阿格蕾雅光電材料有限公司 GUANGDONG AGLAIA OPTOELECTRONIC MATERIALS CO., LTD. 中國大陸 CN; 北京阿格蕾雅科技發展有限公司 BEIJING A


專利信息

專利名稱 碳納米管-高分子層狀複合透明柔性電極及其製備方法
公告號 201606805
公告日
證書號
申請號 2015/07/30
國際專利分類號
公報卷期 14-04
發明人 郝海燕 HAO, HAIYAN; 蔡麗菲 CAI, LIFEI; 戴雷 DAI, LEI
申請人 廣東阿格蕾雅光電材料有限公司 GUANGDONG AGLAIA OPTOELECTRONIC MATERIALS CO., LTD. 中國大陸 CN; 北京阿格蕾雅科技發展有限公司 BEIJING A
代理人 王盛發
優先權 中國大陸 201410376558X 20140801
參考文獻
審查人員

專利摘要

本發明涉及碳納米管-高分子層狀複合透明柔性電極,該電極為在PET表面由裡至外依次分佈有碳納米管層和導電高分子層。本發明採用一種以碳納米管為導電質的高分散、粘度可控性好的碳納米管複合導電墨水,經旋塗工藝或噴墨列印工藝在PET表面製備均勻網路結構的碳納米管薄膜,然後在其表面旋塗或噴墨列印一層PEDOT:PSS導電高分子,形成表面粗糙度小,導電性良好的碳納米管-高分子層狀複合透明電極。此層狀的碳納米管高分子複合透明柔性電極的方阻可達到20-30Ω/□,光學透過率可達到80%以上。此層狀複合電極薄膜在觸控式螢幕、太陽能電池以及OLED等顯示器件所需的柔性透明電極方面具備良好的應用前景。 The present invention relates to a carbon nanotube - polymer layered composite transparent flexible electrode which is at the PET surface from the inside to the outside followed by the distribution of carbon nanotubes and conductive polymer layer. The present invention uses a high dispersibility and excellent viscosity controllable performance carbon nanotube transparent electrode ink which is based on carbon nanotubes as conductive substance, by the spin coating process or the inkjet printing process to prepare a uniform network structure of carbon nanotube film on PET surface, then to spin coating or inkjet printing a layer of PEDOT:PSS  conductive polymer on its surface, forming a carbon nanotube - polymer laminated transparent electrode having fine surface roughness and  excellent conductivity. This carbon nanotube - polymer layered composite transparent flexible electrode sheet resistance can reach 20-30 Ω/□, optical transmittance can reach 80%. This layered composite electrode film have a good prospect in the required flexible transparent electrode such as touch screen display devices, solar cells and OLED and so on.


專利範圍

1.一種碳納米管-高分子層狀複合透明柔性電極,其特徵在於:在PET表面由裡至外依次分佈有碳納米管層和導電高分子層,所述導電高分子層由混合的PEDOT:PSS高分子材料組成。
2.如申請專利範圍第1項所述的碳納米管-高分子層狀複合透明柔性電極,其中,所述碳納米管層為單壁碳納米管、多壁碳納米管、雙壁碳納米管以及改性的碳納米管。
3.一種製備如申請專利範圍第1~2項中任一項之碳納米管-高分子層狀複合透明柔性電極的製備方法,包括如下步驟:(1)製備碳納米管導電墨水,所述導電墨水的組成為碳納米管粉體0.03-1%,載體一0.2%-0.5%,載體二0.2%-0.5%,溶劑98%-99%,其中,所述載體一為烷基化季銨堿的水溶液,所述載體二為水溶性陰離子型酸性物質,所述溶劑為水;(2)將導電墨水採用旋塗工藝或噴墨列印工藝在PET表面製備均勻網路結構的碳納米管薄膜,乾燥;(3)在乙醇或硝酸中浸泡,去離子水清洗,乾燥,形成碳納米管層;(4)將PEDOT:PSS水溶液採用旋塗工藝或噴墨列印工藝附在所述碳納米管層表面,形成導電高分子層,乾燥得層狀複合透明柔性電極。
4.如申請專利範圍第3項所述的製備方法,其中,所述烷基化季銨堿為十六烷基三甲基氫氧化銨,十二烷基三甲基氫氧化銨、十四烷基三甲基氫氧化銨、苄基三甲基氫氧化銨中的一種或幾種組合,所述水溶性陰離子型酸性物質為丁基苯甲酸(P-T)、十二烷基苯磺酸、鄰苯二甲酸,對叔丁基苯甲酸、對羥基苯甲酸,β-苯丙烯酸、苯乙酸、水楊酸一種或幾種組合。
5.如申請專利範圍第3項所述的製備方法,其中,所述PEDOT:PSS佔PEDOT:PSS水溶液的固含量1.0~1.7%。
6.如申請專利範圍第3項所述的製備方法,其中,所述步驟(2)採用旋塗工藝,其轉速及時間:500rpm/30s,乾燥工藝:50℃/5min,表乾後,在120℃/10min;所述步驟(3)中的乾燥為常溫下吹乾;所述步驟(4)採用旋塗工藝,其轉速及時間:1500rpm/30s,乾燥工藝:120℃/10min。
7.如申請專利範圍第3項所述的製備方法,其中,所述碳納米管導電墨水的製備方法為: (1)取部分溶劑將載體一、載體二製備成水溶液, (2)將純淨碳納米管粉體材料分散於載體一的水溶液中, (3)再加入餘下溶劑, (4)在攪拌下滴加載體二的水溶液。
8.如申請專利範圍第3項所述的製備方法,其中,所述步驟(2)、(3)採用超音波分散,所述步驟(4)採用磁力攪拌。
9.如申請專利範圍第3項所述的製備方法,其中,所述純淨碳納米管粉體的製備方法為:將碳納米管在甲醇中超音波分散成懸濁液,再將SWCNT懸濁液放入UV光清洗機中照射,離心,得SWCNT粉體;將此粉體加入到濃HNO 3 與過硫酸銨的混合水溶液中,磁子攪拌,120℃下回流反應5 h,離心,用去離子水反復離心沖洗至中性,乾燥得純淨碳納米管粉體。
10.如申請專利範圍第3項所述的製備方法,其中,所述純淨碳納米管粉體的製備方法為:將碳納米管在有機溶劑分散成懸濁液,靜置溶脹,離心,清洗;再加入到濃硝酸中,120℃下反應 4 h,離心,清洗至中性,乾燥得純淨碳納米管粉體。


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