[发明专利]导电性油墨及其制备方法和透明导电膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电性油墨(conductive ink)及其制备方法以及透明导电膜的制备方法。本发明适用于制备透明导电膜，其用于例如触控面板(touch panel)、显示器(display)和太阳能电池。

背景技术

透明导电膜是多种电子设备和电子元件例如触控面板、显示器和太阳能电池的必要构成材料。目前，通过在真空设备中溅射以氧化铟锡(ITO)为代表的金属氧化物的靶材(target)来大量生产透明导电膜(参见，例如，“NIKKEI ELECTRONICS”，2009年11月30日，以及2010年3月25日搜索的网页)。然而，在需要高度密封的真空设备中溅射包含稀有金属铟的靶材的问题是成本高且产量低。

因此，近几年来，为了取代溅射方法，已经开发了通过使用银油墨的印刷方法制备透明导电膜的技术(参见日本未审查的专利申请公开No.2003-151361且2010年3月25日的网页搜索)。该方法不需要真空设备，在膜形成过程中膜直接图案化(pattern)，引入材料的利用率较高。因此，该方法有望减少膜形成过程的成本和提高产量。然而，作为金属的银不仅显示了高反射系数且较易引起电迁移；因此，银存在可靠性的问题。结果是，当使用银油墨制备透明导电膜时必须制备厚度大的膜，而这将引起透明性的恶化，因此在当前阶段不能实现透明导电膜的大量生产。为了解决上述问题，已进一步研发了通过使用银纳米颗粒制备高度分散的油墨，但是还未获得充分满足可靠性、透明性等要求的油墨。

近年来，已提出了通过使用碳纳米管制备导电薄膜的技术，该碳纳米管为具有高导电性的纳米材料(参见国际公开No.WO 2006/126604)。还有涉及通过将碳纳米管分散在合适溶剂中制备油墨的技术的报道。然而，如果在所述相关领域中使用碳纳米管油墨进行印刷，会由于印刷过程中发生的渗出(bleeding)和干燥，而难以获得充分的图案特性。

同时，近年来，有报道提及碳纳米管和离子液体的混合物形成为胶状组合物(参见日本未审查专利申请公开No.2004-142972)。这种类型的凝胶具有非常高的粘度和不挥发性，且有望用于通过注塑成型等方法制备导电材料。另一方面，处于胶状状态的该组合物不是能够应用于使用喷墨器(ink jet)和板(plate)的印刷和转印方法的油墨。

另外，已提出了包含导电性微粒、离子液体和有机树脂的透明导电性材料(参见日本未审查专利申请公开No.2008-269963)。然而，该透明导电性材料中的离子液体和有机树脂本身不具有导电性，其将引起透明导电特性的恶化。另外，未有关于该透明导电性材料改进印刷方法的适合性的报道，依然存在的问题是该材料具有类似于上述组合物的高粘度和不挥发性。

发明内容

基于上述原因，在印刷方法适合性和导电性方面皆出色的导电性油墨是期望得到的，但是未提出过这样的导电性油墨。

期望提供导电性油墨，其具有高的印刷方法适合性和可以通过印刷方法容易地制备高导电性的透明导电膜。

期望提供导电性油墨的制备方法，该导电性油墨具有高的印刷方法适合性和可以通过印刷过程容易地制备高导电性的透明导电膜。

还期望提供透明导电膜的制备方法，该方法通过使用上述出色的导电性油墨可以容易地制备具有高导电性的透明导电膜。

上述方面将通过本说明书的说明进行阐明。

根据本发明的一实施方案，提供了一种导电性油墨，其包含碳纳米管、离子液体(ionic liquid)和溶剂，所述油墨的粘度为0.01Pa·s至10000Pa·s。

根据本发明的另一实施方案，提供了导电性油墨的制备方法，其包括：制备分散体，所述分散体通过将碳纳米管分散在溶剂中获得；以及通过向该分散体中至少加入离子液体并搅拌该分散体将粘度调节为0.01Pa·s至10000Pa·s。

根据本发明的又一实施方案，提供了导电性油墨的制备方法，其包括：向离子液体中加入碳纳米管；通过研磨其中已加入碳纳米管的离子液体获得糊状物；通过对所述糊状物进行离心将该糊状物分离成由包含碳纳米管的离子液体形成的胶状组合物和离子液体；以及通过向所述胶状物质中加入溶剂并搅拌所述物质将粘度调节成0.01Pa·s至10000Pa·s。

根据本发明的又一实施方案，提供了透明导电膜的制备方法，其包括在基材上印刷导电性油墨，该导电性油墨包含碳纳米管、离子液体和溶剂，并且该导电性油墨具有的粘度为0.01Pa·s至10000Pa·s。