專利名稱：導(dǎo)電膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種導(dǎo)電膜及一種該導(dǎo)電膜的制造方法。
背景技術(shù)：
碳納米管因具有導(dǎo)電性而被應(yīng)用在導(dǎo)電領(lǐng)域。而碳納米管在該領(lǐng)域的具體應(yīng)用形式為導(dǎo)電膜?，F(xiàn)有的使用碳納米管的導(dǎo)電膜包括網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜，但是，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜存在網(wǎng)洞，因此，現(xiàn)有的使用碳納米管的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電率較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可提高導(dǎo)電率的導(dǎo)電膜及一種該導(dǎo)電膜的制造方法。一種導(dǎo)電膜，其包括碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層及多個(gè)納米導(dǎo)電粒子，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層具有多個(gè)網(wǎng)洞，該多個(gè)納米導(dǎo)電粒子填充該多個(gè)網(wǎng)洞。一種上述導(dǎo)電膜的制造方法，其包括提供基板及碳納米管薄膜；將該碳納米管薄膜設(shè)置在該基板上以形成碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層具有多個(gè)網(wǎng)洞；將該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度保持在7至9攝氏度范圍內(nèi)，并向該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層加入納米導(dǎo)電粒子水溶液并使該水溶液分散于該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，該納米導(dǎo)電粒子水溶液包括多個(gè)納米導(dǎo)電粒子；及使該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度上升至M至沈攝氏度范圍內(nèi)并干燥該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，使該多個(gè)納米導(dǎo)電粒子填充該多個(gè)網(wǎng)洞以得到該導(dǎo)電膜。上述導(dǎo)電膜，通過在碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的網(wǎng)洞填充納米導(dǎo)電粒子，提高了導(dǎo)電率。上述導(dǎo)電膜的制造方法，利用碳納米管在25攝氏度附近時(shí)疏水的特性及在8攝氏度附近時(shí)親水的特性來使納米導(dǎo)電粒子填充至網(wǎng)洞中，以達(dá)到提高導(dǎo)電率的效果。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的一種導(dǎo)電膜的部分示意圖。圖2A至2B為圖1中導(dǎo)電膜的制造方法的示意流程圖。主要元件符號(hào)說明導(dǎo)電膜100碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10納米導(dǎo)電粒子20網(wǎng)洞102基板200紫外線硬化樹酯層300
涂布工具固定軸連接部轉(zhuǎn)動(dòng)軸滾輪
400 402 404 406 408 500 納米導(dǎo)電粒子水溶液
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。請參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的一種導(dǎo)電膜100包括碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10及多個(gè)納米導(dǎo)電粒子20。該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10具有多個(gè)網(wǎng)洞102。該多個(gè)導(dǎo)電粒子20填充于該多個(gè)網(wǎng)洞102?？梢岳斫?，每個(gè)網(wǎng)洞102所填充的導(dǎo)電粒子20的個(gè)數(shù)視乎該網(wǎng)洞102的尺寸及該導(dǎo)電粒子20的粒徑。該導(dǎo)電粒子20為金、銀、銅、鋁或上述兩種或兩種以上金屬所形成的合金。由于導(dǎo)電膜100在碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10的網(wǎng)洞102填充納米導(dǎo)電粒子20，因此，該導(dǎo)電膜100的導(dǎo)電率提高了。該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10的制備方法包括直接生長法、絮化法、碾壓法或拉膜法等方法。所述直接生長法為用化學(xué)氣相沈積法于一基板上生長獲得碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜為無序或有序碳納米管薄膜，所述無序碳納米管薄膜中包括多個(gè)無序排列且相互交織的碳納米管，該無序碳納米管薄膜可形成該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10。所述有序碳納米管薄膜中包括多個(gè)相互平行的碳納米管，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10可通過將至少兩該有序碳納米管薄膜不平行地相互迭合而形成。相鄰的兩碳納米管薄膜中的碳納米管排列方向具有一交叉角度α，0° < α <90°，具體可依據(jù)實(shí)際需求制備。相鄰兩個(gè)碳納米管薄膜之間通過范德華力(Van Der Waals Force)緊密結(jié)合。所述絮化法制備碳納米管薄膜包括以下步驟將直接生長得到的碳納米管加入到溶劑中并進(jìn)行絮化處理獲得碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)；以及將上述碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)從溶劑中分離，并對該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)定型處理以獲得碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜為無序碳納米管薄膜，且包括多個(gè)相互纏繞且各向同性的碳納米管。該無序碳納米管薄膜可形成該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10。所述碾壓法制備碳納米管薄膜包括以下步驟提供一碳納米管陣列形成于一基底上；以及提供一施壓裝置擠壓上述碳納米管陣列，從而得到碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜為有序碳納米管薄膜，且包括多個(gè)沿一個(gè)或多個(gè)方向擇優(yōu)取向排列的碳納米管。該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10可通過將至少兩該有序碳納米管薄膜不平行地相互迭合而形成。所述拉膜法制備碳納米管薄膜包括以下步驟提供一超順排碳納米管陣列于一個(gè)基底上；采用拉伸工具(如膠帶、鑷子等可將多個(gè)碳納米管固定并拉出的工具)從碳納米管陣列中拉取以獲得碳納米管薄膜。該碳納米管薄膜為有序碳納米管薄膜，其包括多個(gè)相互平行的碳納米管，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10可通過將至少兩該有序碳納米管薄膜不平行地相互迭合而形成。請參圖2A-2B，本發(fā)明第二實(shí)施方式提供一種上述導(dǎo)電膜100的制造方法的示意圖。該方法包括以下步驟:A)提供基板及碳納米管薄膜；B)于該基板設(shè)置紫外線硬化樹酯層；C)將該碳納米管薄膜設(shè)置在該紫外線硬化樹酯層上以形成碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層具有多個(gè)網(wǎng)洞；D)固化該紫外線硬化樹酯層使該紫外線硬化樹酯層固定該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層；E)將該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度保持在7至9攝氏度范圍內(nèi)，并向該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層加入納米導(dǎo)電粒子水溶液并使該水溶液分散于該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，該納米導(dǎo)電粒子水溶液包括多個(gè)納米導(dǎo)電粒子；及F)使該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度上升至M至26攝氏度范圍內(nèi)并干燥該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，使該多個(gè)納米導(dǎo)電粒子填充該多個(gè)網(wǎng)洞以得到該導(dǎo)電膜。在步驟A中，該基板200的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PolyethyleneTerephthalate, PET)?；?00可制成內(nèi)凹形狀以方便后續(xù)水溶液可在基板200內(nèi)來回流動(dòng)以增加接觸面積并防止水溶液外漏，本實(shí)施方式中，基板200的厚度約為 1毫米。該碳納米管薄膜可通過第一實(shí)施方式的方法制備，在此不再贅述。在步驟B中，該紫外線硬化樹酯層300的厚度為3-5微米。由于紫外線硬化樹酯層300沿著基板200表面涂布，因此，紫外線硬化樹酯層300也呈內(nèi)凹形狀。在步驟C中，涂布工具400被使用。該涂布工具400包括固定軸402，連接部404， 轉(zhuǎn)動(dòng)軸406及滾輪408。固定軸402與連接部404固接。連接部404大致呈空心的球體。 轉(zhuǎn)動(dòng)軸406可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在連接部404。固定軸402與轉(zhuǎn)動(dòng)軸406分別連接在連接部404 的相對兩側(cè)。滾輪408與轉(zhuǎn)動(dòng)軸406固接，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)軸406的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。碳納米管薄膜設(shè)置在滾輪408的表面，然后將帶有碳納米管薄膜的滾輪408在紫外線硬化樹酯層300上來回滾動(dòng)以將碳納米管薄膜均勻涂布在紫外線硬化樹酯層300上。在步驟D中，利用紫外線照射及烘烤制程以使紫外線硬化樹酯層300固化，從而將碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層固定在基板200上。在步驟E中，可將帶有碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的基板200放置于溫度控制裝置內(nèi)。 本實(shí)施方式中，較佳地，該溫度控制裝置設(shè)定的溫度約為8攝氏度。該納米導(dǎo)電粒子水溶液 500為金、銀、銅、鋁或上述兩種或兩種以上金屬所形成的合金的水溶液。本實(shí)施方式中，該納米導(dǎo)電粒子水溶液500為納米金粒子水溶液。待碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10的溫度保持在約8攝氏度時(shí)，將納米導(dǎo)電粒子水溶液500加入內(nèi)凹形狀的基板200中。在該水溶液500 加入的同時(shí)，來回滾動(dòng)滾輪408，使該水溶液500均勻分散于該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10。由于碳納米管在8攝氏度附近時(shí)具有親水性，該水溶液500被吸附在碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10 的多個(gè)網(wǎng)洞102。在步驟F中，本實(shí)施方式中，較佳地，調(diào)整溫度控制裝置的溫度約25攝氏度，當(dāng)該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10的溫度保持在約25攝氏度時(shí)，碳納米管具有疏水性并將水分子趕走只留下納米導(dǎo)電粒子吸附在碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層10的多個(gè)網(wǎng)洞102中。上述導(dǎo)電膜的制造方法，利用碳納米管在25攝氏度附近疏水的特性及在8攝氏度附近親水的特性來使納米導(dǎo)電粒子填充至網(wǎng)洞中，以達(dá)到提高導(dǎo)電膜導(dǎo)電率的效果。本發(fā)明第三實(shí)施方式還提供一種導(dǎo)電膜的制造方法。該制造方法與第二實(shí)施方式的制造方法不同之處在于形成碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層及固化紫外線樹酯層的步驟不同。在本實(shí)施方式中，該方法在步驟B)于該基板涂布紫外線硬化樹酯層后，包括 Cl)在該紫外線硬化樹酯層300上形成第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層；C2)固化該紫外線硬化樹酯層300使該紫外線硬化樹酯層300固定該第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層；及C3)在該第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層上形成第二碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層以使該第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層及該第二碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層形成該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層。上步驟Cl中，該第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的厚度約為50 100納米。在步驟C2 中，利用紫外線照射及烘烤制程以使紫外線硬化樹酯層300固化，從而將第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層固定在基板200上。在步驟C3中，該第二碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的厚度約為1 2 微米。第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層與第二碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層之間通過范德華力(Van Der Waals Force)緊密結(jié)合。在紫外線硬化樹酯層上固化前后分別形成的第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層及第二碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，使得更多的碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能從紫外線硬化樹酯層暴露出來，以在后續(xù)步驟中吸附更多的水溶液及納米導(dǎo)電粒子，有效地提高導(dǎo)電率。另外，本發(fā)明還包括其它實(shí)施方式的導(dǎo)電膜的制造方法。在這些實(shí)施方式的制造方法中，形成紫外線硬化樹酯層300之步驟可以省略，因碳納米管具有相當(dāng)大的比表面積 (Specific Area)，故碳納米管薄膜具有粘性，可直接粘于基板200上。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電膜，其包括碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層具有多個(gè)網(wǎng)洞，其特征在于，該導(dǎo)電膜還包括多個(gè)納米導(dǎo)電粒子，該多個(gè)納米導(dǎo)電粒子填充該多個(gè)網(wǎng)洞。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電膜，其特征在于，該納米導(dǎo)電粒子為金、銀、銅、鋁或上述兩種或兩種以上金屬所形成的合金。
3.一種導(dǎo)電膜的制造方法，其包括提供基板及碳納米管薄膜；將該碳納米管薄膜設(shè)置在該基板上以形成碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層具有多個(gè)網(wǎng)洞；將該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度保持在7至9攝氏度范圍內(nèi)，并向該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層加入納米導(dǎo)電粒子水溶液并使該水溶液分散于該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，該納米導(dǎo)電粒子水溶液包括多個(gè)納米導(dǎo)電粒子；及使該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度上升至M至沈攝氏度范圍內(nèi)并干燥該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，使該多個(gè)納米導(dǎo)電粒子填充該多個(gè)網(wǎng)洞以得到該導(dǎo)電膜。
4.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于，在將該碳納米管薄膜設(shè)置在該基板前還包括于該基板設(shè)置紫外線硬化樹酯層，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層形成在該紫外線硬化樹酯層上。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于，在將該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度保持在7至9攝氏度范圍內(nèi)前還包括固化該紫外線硬化樹酯層使該紫外線硬化樹酯層固定該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層。
6.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層形成在該紫外線硬化樹酯層上包括在該紫外線硬化樹酯層上形成第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層；固化該紫外線硬化樹酯層使該紫外線硬化樹酯層固定該第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層；及在該第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層上形成第二碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層以使該第一碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層及該第二碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層形成該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層。
7.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于，該基板的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
8.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于，該納米導(dǎo)電粒子水溶液為金、 銀、銅、鋁或上述兩種或兩種以上金屬所形成的合金的水溶液。
9.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于，將該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度保持在8攝氏度。
10.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于，使該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的溫度上升至25攝氏度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電膜，其包括碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層及多個(gè)納米導(dǎo)電粒子，該碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層具有多個(gè)網(wǎng)洞，該多個(gè)納米導(dǎo)電粒子填充該多個(gè)網(wǎng)洞。上述導(dǎo)電膜，通過在碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層的網(wǎng)洞填充納米導(dǎo)電粒子，提高了導(dǎo)電率。本發(fā)明還涉及一種上述導(dǎo)電膜的制造方法。
文檔編號(hào)H01B1/04GK102237153SQ20101016455
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者裴紹凱 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司