專利名稱：一種制備碳納米管薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶面板制造領(lǐng)域，尤其涉及一種制備碳納米管薄膜的方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器中陣列基板和彩膜基板中透明導(dǎo)電層的主要原料是氧化銦錫(ITO)的金屬氧化物。ITO可以提供剛光學(xué)透明性以及相對良好的導(dǎo)電性。但與金，銀等金屬相比具有相對低的電導(dǎo)率。因此在應(yīng)用于觸摸屏、顯示器、等離子顯示器等領(lǐng)域時(shí)有一定限制。此外，ITO薄膜耐磨性較差，同時(shí)ITO的主要成分銦的成本較高，所以采用碳納米管等性能更加優(yōu)異的光學(xué)薄膜已經(jīng)成為趨勢。碳納米管(CNT)作為一種納米新材料引起光學(xué)透明性和導(dǎo)電性已受到廣泛關(guān)注 和研究，當(dāng)在透明基板上沉積碳納米管時(shí)，CNT可以保持基板的光學(xué)透明性而且具有優(yōu)異的導(dǎo)電率。但現(xiàn)有的制備碳納米管薄膜的方法雖易形成碳納米管網(wǎng)絡(luò)層，但電導(dǎo)率較低，且需要和ITO進(jìn)行復(fù)合才能達(dá)到透明導(dǎo)電膜的要求，工藝繁瑣，制造效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種制備碳納米管薄膜的方法，無需與ITO進(jìn)行復(fù)合就可達(dá)到透過率和電導(dǎo)率要求，且工藝簡便。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種制備碳納米管薄膜的方法，包括清洗基板；將清洗后的所述基板浸入硅烷偶聯(lián)劑中進(jìn)行表面硅烷化處理；將表面硅烷化處理后的所述基板置于碳納米管分散液中，以便在所述基板上仿生合成碳納米管薄膜；其中，所述碳納米管分散液由碳納米管、含有磺酸鹽的聚合物和含有羧基的纖維素類聚合物溶液、全氟陽離子型表面活性劑混合所得； 對所述基板進(jìn)行脫除有機(jī)物處理。本發(fā)明實(shí)施例提供的制備碳納米管薄膜的方法，通過仿生合成碳納米管薄膜，能夠直接在基板上獲得厚度均勻、微觀結(jié)構(gòu)易于控制的致密晶態(tài)膜。與現(xiàn)有技術(shù)中需要和ITO進(jìn)行復(fù)合才能達(dá)到透明導(dǎo)電膜的要求相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法無需與ITO進(jìn)行復(fù)合就可達(dá)到透過率和電導(dǎo)率要求，且工藝簡便。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的制備碳納米管薄膜的方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供的制備碳納米管薄膜的方法，如圖I所示，包括
S101，對基板進(jìn)行清洗，包括藥劑清洗、毛刷清洗、直水沖洗、氣刀吹干。S102、將清洗后的基板浸入硅烷偶聯(lián)劑中進(jìn)行表面硅烷化處理。示例性的，將基板送入腔室中加熱到90°C，同時(shí)配置0. 05%氨基丙基三乙氧基硅烷(NH2 (CH2) 3Si (CH2H5) 3)，在恒溫90°C下，將基板浸入0. 05%氨基丙基三乙氧基硅烷中進(jìn)行表面硅烷化處理，浸入30分鐘后，用蒸餾水將基板沖洗干凈，氣刀吹干，確?；迳蠜]有殘留的干擾物質(zhì)?；灞砻娼?jīng)過處理后帶有娃燒基。此處僅以娃燒偶聯(lián)劑包括0. 05%氣基丙基三乙氧基硅烷為例說明，并不以此做任何限定。S103,制備碳納米管分散液，采用超聲波分散法和分散劑將碳納米管分散在溶液中。示例性的，按照0. 08g/L的含有磺酸鹽的聚合物和含有羧基的纖維素類聚合物與
0.12g/L全氟陽離子型表面活性劑Fc-134溶液復(fù)配成分散劑，將分散劑與碳納米管混合，置于容器中，在一定時(shí)間的超聲波照射和分散劑的作用下，碳納米管會均勻分散于水中。此外，該含有磺酸鹽的聚合物和含有羧基的纖維素類聚合物可以為十二烷基磺酸鈉、烷基銨鹽、季銨鹽、烷基苯磺酸鹽的一種或多種。值得指出的是，步驟S103與步驟S101、S102之間沒有順序關(guān)系，可以同時(shí)進(jìn)行也可以先后進(jìn)行，其中，先后進(jìn)行既可以按S101、S102、S103的順序進(jìn)行，也可以按照S103、SlOU S102 進(jìn)行。S104，仿生法合成碳納米管薄膜。將表面硅烷化處理后的帶有硅烷基的基板浸入已經(jīng)復(fù)配好的碳納米管和分散液中，并將基板和分散液置于一個(gè)80°C的環(huán)境下，例如80°C的恒溫水浴槽中，容器密閉恒溫靜置一小時(shí)后取出，此時(shí)硅烷化的基板上已形成碳納米管薄膜，然后用直水沖洗，吹干。在此，恒溫80°C可以通過恒溫水浴加熱或多點(diǎn)熱源熱板加熱，以保證恒溫80°C且受熱均勻。需要說明的是，容器密閉恒溫靜置的時(shí)間不能太長，因?yàn)闀r(shí)間過長會造成碳納米管的直徑較大，若碳納米管的直徑大于6mm，電導(dǎo)率會變差，只有保持碳納米管的直徑小于6mm,才可保證較好的導(dǎo)電性能。S105，對基板進(jìn)行脫除有機(jī)物處理。示例性的，例如采用溶劑萃取法和/或高溫煅燒方法對基板進(jìn)行脫除有機(jī)物處理。其中，采用溶劑萃取法和高溫煅燒方法處理時(shí)，先在基板上施加易揮發(fā)溶劑作為萃取齊IJ，再對所述基板進(jìn)行高溫煅燒，煅燒半小時(shí)后冷卻至室溫，進(jìn)行沖洗、吹干，得到基板表面沉積的碳納米管薄膜層。
需要說明的是，由于這種模板形式、表面活性劑和無機(jī)前軀體間的相互作用力比較弱，有機(jī)物容易脫除，可以直接采用無水乙醇等易揮發(fā)溶劑作為萃取劑，然后采用高溫煅燒法，需要注意的是如果煅燒在惰性氣體氣氛中進(jìn)行，可以升溫較快，如果無惰性氣體保護(hù)，則要通過逐級升溫的方式進(jìn)行煅燒，升溫速率不可太快。煅燒半小時(shí)之后，冷卻至室溫，進(jìn)行沖洗，吹干從而得到基板表面沉積的碳納米管薄膜層。本發(fā)明實(shí)施例提供的制備碳納米管薄膜的方法，通過仿生合成碳納米管薄膜，能夠直接在基板上獲得厚度均勻、微觀結(jié)構(gòu)易于控制的致密晶態(tài)膜。與現(xiàn)有技術(shù)中需要和ITO進(jìn)行復(fù)合才能達(dá)到透明導(dǎo)電膜的要求相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法無需與ITO進(jìn)行復(fù)合就可達(dá)到透過率和電導(dǎo)率要求，且工藝簡便。本發(fā)明實(shí)施例方法制備的碳納米管薄膜，可用于制備顯示裝置的基板上的透明導(dǎo)電層，如本發(fā)明實(shí)施例方法制備的碳納米管薄膜可用于制備顯示裝置的陣列基板和彩膜基板中的像素電極，公共電極或者基板的背面的除靜電層，具有優(yōu)良的透過率和電導(dǎo)率。 以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種制備碳納米管薄膜的方法，其特征在于，包括 清洗基板； 將清洗后的所述基板浸入硅烷偶聯(lián)劑中進(jìn)行表面硅烷化處理； 將表面硅烷化處理后的所述基板置于碳納米管分散液中，以便在所述基板上仿生合成碳納米管薄膜；其中，所述碳納米管分散液由碳納米管、含有磺酸鹽的聚合物和含有羧基的纖維素類聚合物溶液、全氟陽離子型表面活性劑混合所得； 對所述基板進(jìn)行脫除有機(jī)物處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述將清洗后的所述基板浸入硅烷偶聯(lián)劑中進(jìn)行表面硅烷化處理，包括 在恒溫90°C下，將所述基板浸入硅烷偶聯(lián)劑中進(jìn)行表面硅烷化處理，浸入30分鐘后，用蒸餾水將所述基板沖洗干凈，并吹干。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑包括0.05%氨基丙基三乙氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述含有磺酸鹽的聚合物和含有羧基的纖維素類聚合物溶液、全氟陽離子型表面活性劑的配比為所述含有磺酸鹽的聚合物和含有羧基的纖維素類聚合物溶液0. 08g/L，所述全氟陽離子型表面活性劑0. 12g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述含有磺酸鹽的聚合物和含有羧基的纖維素類聚合物包括十二烷基磺酸鈉、烷基銨鹽、季銨鹽、烷基苯磺酸鹽的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一所述的方法，其特征在于，所述將表面硅烷化處理后的所述基板置于碳納米管分散液中包括 將所述表面硅烷化處理后的基板與所述碳納米管分散液置于恒溫80°C環(huán)境中一小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一所述的方法，其特征在于，合成的所述碳納米管薄膜直徑小于6毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，對所述基板進(jìn)行脫除有機(jī)物處理包括 對所述基板進(jìn)行溶劑萃取法和/或高溫煅燒法進(jìn)行脫除有機(jī)物處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對所述基板進(jìn)行溶劑萃取和高溫煅燒法進(jìn)行脫除有機(jī)物處理包括 在所述基板上施加易揮發(fā)溶劑作為萃取劑； 再對所述基板進(jìn)行高溫煅燒，煅燒半小時(shí)后冷卻至室溫，進(jìn)行沖洗、吹干。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述恒溫80°C通過恒溫水浴加熱或多點(diǎn)熱源熱板加熱，以保證恒溫80°C。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種制備碳納米管薄膜的方法。涉及液晶面板制造領(lǐng)域，無需與ITO進(jìn)行復(fù)合就可達(dá)到透過率和電導(dǎo)率要求，且工藝簡便。制備碳納米管薄膜的方法，包括清洗基板；將清洗后的所述基板浸入硅烷偶聯(lián)劑中進(jìn)行表面硅烷化處理；將表面硅烷化處理后的所述基板置于碳納米管分散液中，以便在所述基板上仿生合成碳納米管薄膜；其中，所述碳納米管分散液由碳納米管、含有磺酸鹽的聚合物和含有羧基的纖維素類聚合物溶液、全氟陽離子型表面活性劑混合所得；對所述基板進(jìn)行脫除有機(jī)物處理。本發(fā)明實(shí)施例用于制備碳納米管薄膜。
文檔編號C03C17/22GK102627409SQ201110418609
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者徐傳祥, 薛建設(shè), 齊永蓮 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司