碳纳米管分散液组合物及其制造方法、导电性涂布液组合物、抗静电膜和显示装置的制造方法
【专利说明】碳纳米管分散液组合物及其制造方法、导电性涂布液组合 物、抗静电膜和显示装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年12月1日递交的韩国专利申请第10-2014-0169602号和于 2015年10月27日递交的韩国专利申请第10-2015-0149779号的优先权，并以所有目的通 过援引将它们并入本文中，正如在本文中对其进行完整阐述一样。
技术领域
[0003] 本发明涉及碳纳米管分散液组合物、其制造方法和使用其的显示装置。更具体而 言，本发明涉及使用所述碳纳米管分散液组合物的抗静电膜和显示装置。
【背景技术】
[0004] 随着信息社会目前的快速发展，对具有优异特性（例如纤薄外形、轻质和低功耗） 的平板显示器的需求在不断增加。其中，液晶显示器因其优异的分辨率、颜色显示和图像品 质而已广泛用于笔记本电脑和台式电脑的显示器。
[0005] -般而言，液晶显示器是这样的装置：其中，在其一个表面上各自具有电极的两个 基板被设置成使得形成有电极的表面彼此相对，液晶材料位于这两个基板之间，随后向形 成在各基板上的电极施加电压以产生电场，电场使液晶分子移动以改变光的透射率，由此 显示出图像。此处，在制造液晶显示器的各基板的单元过程期间可能会产生静电。
[0006] 为了将此种静电放电并有效地释放在制造成品时累积的电荷，将透明导电材料氧 化铟锡（ΙΤ0)或氧化铟锌（ΙΖ0)用于上基板外表面上的抗静电膜。但是，氧化铟锡（ΙΤ0) 或氧化铟锌（ΙΖ0)是昂贵的材料，因此会增加制造成本。特别而言，作为氧化铟锡（ΙΤ0)或 氧化铟锌（ΙΖ0)的主材料的铟是稀有金属，目前其价格在快速增长，并且其供应当前也由 于资源持有国家的出口控制政策而受到限制。
[0007] 近来，因内置的触控传感器而能够通过触摸屏幕来操作的诸如移动电话、PDA和 笔记本电脑等便携式显示器已在市面上销售，且备受用户关注。跟随这一趋势，近来已进 行了多种尝试来在用作各种产品的显示装置的液晶显示器中提供触控功能。其中，对内嵌 (in-cell)型液晶显示器的需求越来越多，这种液晶显示器具有内置的触控功能。内嵌触控 型液晶显示器具有诸如外形纤薄、制造成本低、轻质等优点，这是因为触控电极形成在显示 面板内，而不是将单独的触控面板贴附在液晶显示器上。
[0008] 然而，即使将触控传感器设置在显示面板内部，也要提供抗静电膜来使静电放电， 因此，可能不能准确感测由使用者经手指等的触摸产生的电容变化，由此导致触控传感器 的触控灵敏度变差。换言之，当与由手指触摸等产生的电容量相比时，抗静电膜充当具有相 对较高导电率的导体，由此使电容放电，从而使触控传感器可能不能准确地感测使用者的 触摸位置。
[0009] 如果在集成有触控传感器的此类显示装置中不使用抗静电膜来解决上述问题，则 故障率会因在制造过程中产生的静电而增加，因此增大制造成本并降低显示品质。
【发明内容】
[0010] 因此，本发明涉及一种碳纳米管分散液组合物，包含由该碳纳米管分散液组合物 形成的导电层的显示装置，和制造该碳纳米管分散液组合物的方法，其基本上消除了因现 有技术的局限和缺点而带来的一个或多个问题。
[0011] 本发明的优势在于提供一种具有包含碳纳米管的导电层的显示装置。
[0012] 本发明的其他特征和优势将在下文的说明书中进行说明，其中一部分通过说明书 将变得显而易见，或可以通过对本发明进行实践而知晓。本发明的上述及其他优势将通过 特别是在书面说明及其权利要求以及附图中指明的结构而实现并获得。
[0013] 为了实现这些和其他优点并根据本发明的目的，如具体实施和宽泛描述的那样， 基于碳纳米管分散液组合物的总重量，所述碳纳米管分散液组合物可以包含例如0. 05重 量％~20重量％的碳纳米管、0. 02重量％~40重量％的聚丙稀酸树脂和50重量％~ 99. 93重量％的C2_C5直链烷醇。
[0014] 聚丙烯酸树脂的重均分子量为2, 000~3, 000, 000。
[0015] 聚丙烯酸树脂的重均分子量为8, 000~12, 000。
[0016] 烷醇是乙醇、正丙醇、正丁醇和正戊醇中的至少一种。
[0017] 碳纳米管分散液组合物还包含丙烯酸系嵌段共聚物分散剂。
[0018] 丙烯酸系嵌段共聚物分散剂取代有胺基和羧基中的至少一种。
[0019] 基于碳纳米管分散液组合物的总重量，丙烯酸系嵌段共聚物分散剂的含量为0. 1 重量％~2重量％。
[0020] 另一方面，提供了一种通过以下步骤制造碳纳米管分散液组合物的方法：基于碳 纳米管分散液组合物的总重量，将0. 05重量％~20重量％的碳纳米管、0. 02重量％~40 重量％的聚丙烯酸树脂和50重量％~99. 93重量％的C2-C5直链烷醇混合，随后在1000 巴~1800巴的压力下进行高压分散。
[0021] 在高压分散时喷射所述组合物的喷嘴的直径为50 μ m~400 μ m。
[0022] 另一方面，提供了一种制造显示装置的方法，其可以包括例如：基于下述碳纳米管 分散液组合物形成显示装置中的导电层，以碳纳米管分散液组合物为100重量份计，其包 含10重量份~100重量份硅烷溶胶；基于碳纳米管分散液组合物的总重量，所述碳纳米管 分散液组合物包含0. 05重量％~20重量％的碳纳米管、0. 02重量％~40重量％的聚丙烯 酸树脂和50重量％~99. 93重量％的C2-C5直链烷醇。
[0023] 硅烷溶胶包含烷氧基硅烷化合物、酸催化剂、醇类溶剂和水。
[0024] 基于硅烷溶胶的总重量，导电性涂布液组合物包含20重量％~60重量％的烷氧 基硅烷化合物、0. 01重量％~10重量％的酸催化剂、10重量％~70重量％的醇类溶剂和 5重量％~60重量％的水。
[0025] 碳纳米管分散液组合物的pH为1. 7~3. 5,且硅烷溶胶的pH和碳纳米管分散液组 合物的pH之差为0.3以内。
[0026] 另一方面，提供了由下述导电性涂布液组合物形成的抗静电膜，以碳纳米管分散 液组合物为100重量份计，所述导电性涂布液组合物包含10重量份~100重量份硅烷溶 胶；基于碳纳米管分散液组合物的总重量，所述碳纳米管分散液组合物包含〇. 05重量％~ 20重量％的碳纳米管、0. 02重量％~40重量％的聚丙烯酸树脂和50重量％~99. 93重 量％的(：2-(：5直链烷醇。
[0027] 另一方面，提供了包含由下述导电性涂布液组合物形成的抗静电膜的显示装置， 以碳纳米管分散液组合物为100重量份计，所述导电性涂布液组合物包含10重量份~100 重量份硅烷溶胶；基于碳纳米管分散液组合物的总重量，所述碳纳米管分散液组合物包含 〇. 05重量％~20重量％的碳纳米管、0. 02重量％~40重量％的聚丙烯酸树脂和50重 量％~99. 93重量％的C2-C5直链烷醇。
[0028] 另一方面，显示装置可以包括例如：具有上基板和下基板的显示面板：位于上基 板上的抗静电膜，其中，所述抗静电膜包含基质材料和分散在所述基质材料中的碳纳米管， 所述抗静电膜的薄层电阻值为1〇 7Ω / □~109Ω / 口。
[0029] 显示面板具有内置的触控电极。
[0030] 碳纳米管的薄层电阻值为1000 Ω / □~20000 Ω / 口。
[0031] 另一方面，提供了一种抗静电膜，其包含基质材料和分散在所述基质材料中的碳 纳米管，且薄层电阻值为1〇7Ω / □~1〇9Ω / 口。
[0032] 碳纳米管的薄层电阻值为1000 Ω / □~20000 Ω / 口。
[0033] 应理解的是，上文的一般表述和下文的详细描述都是示例性和说明性的，并旨在 提供对本发明权利要求的进一步说明。
【附图说明】
[0034] 为了提供对本发明的进一步理解而包含附图并将其并入构成本说明书的一部分， 附图图示了本发明的实施方式，并与说明书一起解释本发明的原理。附图中：
[0035] 图1是常用显示装置的截面图；
[0036] 图2是本发明实施方式的显示装置的截面图；
[0037] 图3是图2的显示装置的正视图；
[0038] 图4是本发明实施方式的抗静电膜的平面图；
[0039] 图5是显示表1的薄层电阻均一性的图；
[0040] 图6是显示本发明实施方式的抗静电膜的薄层电阻值相对于碳纳米管含量的关 系图；
[0041] 图7是显示常用抗静电膜中的薄层电阻随时间变化的图；
[0042] 图8是显示本发明实施方式的抗静电膜在高温和高湿环境下的薄层电阻变化的 图；
[0043] 图9是显示常用抗静电膜中的重量％_温度的关系和本发明实施方式的抗静电膜 的重量％-温度关系的图；
[0044] 图10是图示本发明实施方式的碳纳米管的复原的示意图；
[0045] 图11是图示制造混合有碳纳米管分散液与硅烷溶胶的导电性涂布液组合物的方 法的示意图。
[0046] 图12和13是图示本发明实施方式的显示装置的示意图；
[0047] 图14显示了施加于图12所示的触控传感器（Cs)的触控驱动信号（Tdrv)和公共 电压（Vcom)的波形图；和
[0048] 图15是本发明实施方式的显示面板的截面图。
【具体实施方式】
[0049] 现将详细叙述本发明的实施方式，其实例在附图中得以阐明。
[0050] 图1是常用显示装置的截面图。
[0051] 参照图1，显示装置100包括下基板120、面对下基板120的上基板140和设置在 上基板140上的抗静电膜150。下偏光板110a设置在下基板120的外表面（该图的下方） 上，单元（cell)130设置在下基板120和上基板140之间，其中，触控电极（TE)设置在单元 130内。同时，上偏光板110b设置在上基板140上，抗静电膜150设置在上偏光板110b上。
[0052] 显示装置100是内嵌型显示装置，其中，触控电极（TE)设置在单元130内。但是， 这仅是便于说明的实例，本发明不限于此。例如，单元130可以是液晶层，显示装置100可 以是液晶显示器。
[0053] 同时，抗静电膜150可以由透明导电材料氧化铟锡（ΙΤ0)或氧化铟锌（ΙΖ0)形成， 或可以由导电性聚合物（例如，聚乙烯二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸（PH)〇T : PSS))形成。 但是，氧化铟锡（ΙΤ0)或氧化铟锌（ΙΖ0)是昂贵的材料。此外，由于氧化铟锡（ΙΤ0)或氧化 铟锌（ΙΖ0)具有相对较低的薄层电阻值和高导电率，由使用者经手指等的触摸产生的电荷 或电容可以通过抗静电膜150放电。此外，由PEDOT : PSS等形成的抗静电膜150在高温 或多水汽（高湿）环境下的可靠性可能变差。
[0054] 同时，抗静电膜150通过第一导电部件170a、导电连接部件172和第二导电部件 170b而与下基板120的边缘连接。虽然未示出，但可以在下基板120的边缘上设置由导电 材料形成的接地垫。显示装置100中产生的静电可以通过导电材料抗静电膜150、第一导电 部件170a、导电连接部件172、第二导电部件170b和下基板120而放电至外界。
[0055] 第一导电部件170a和第二导电部件170b可以由金属材料形成，例如银（Ag)，导电 连接部件172也可以由金属材料形成。然而，当单独形成第一导电部件170a、导电连接部件 172和第二导电部件170b时，工序数量增多，因此制造成本也增加。
[0056] 下文中，将参照附图对本发明的多种示例性实施方式进行详细描述。
[0057] 〈第一实施方式〉
[0058] 图2是本发明实施方式的显示装置的截面图；图3是图2的显示装置的正视图；和 图4是本发明实施方式的抗静电膜的平面图。
[0059] 参照图2~4,显示装置200包括：设置在下偏光板210a上的显示面板205,设置 在显示面板205上的上偏光