CN105321595B - 制备自修复透明触摸电极的组合物及制备自修复透明触摸电极的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备自修复透明触摸电极的组合物及制备自修复透明触摸电极的方法，制备自修复透明触摸电极的组合物包括碳纳米管、具有自修复功能的互相交联的一种或多种聚合物以及作为反应媒介的溶剂，互相交联的聚合物被吸附于所述碳纳米管。聚合物之间通过氢键结合并以物理方式交联。当氢键受外力作用影响断开后，聚合物能够借助氢键再次交联。制备自修复透明触摸电极的方法，包括(1)将组合物涂覆或者打印于柔性基板上，组合物的厚度范围为(2)在80℃～250℃下进行热处理；(3)采用灰化工艺对组合物层进行图形化。本发明能够制备具有自修复透明触摸电极，且不会影响器件的轻薄度和可弯曲性能。

Description

制备自修复透明触摸电极的组合物及制备自修复透明触摸电 极的方法

技术领域

本发明涉及柔性显示技术领域，特别涉及一种制备自修复透明触摸电极的组合物及制备自修复触摸电极的方法。

背景技术

随着用户对直观化、人性化操作需求的不断升级，触摸屏已成为智能手机、平板的标准配置之一。而随着穿戴显示和柔性显示概念的日渐热门，意味着众显示屏制造商将面临全新的挑战。为了实现柔性显示，显示屏的各个元件都要集成在柔性基板上。在使用的过程中，各元件都会经受比普通刚性显示屏更加频繁、更高强度的外力冲击，触摸面板也不例外。

尤其是采用On-cell或者OGS技术的显示器，由于其触摸面板位于显示面板之上，和用户的手指仅相隔一层保护层。用户滑擦或者弯曲屏幕时，触摸面板中的电极容易产生微裂纹，导致寿命缩短。

为了解决上述问题，目前常用做法是在触摸面板上沉积一层质地比较硬的保护层。保护层虽能缓解问题，但和柔性显示所追求的“轻薄”、“易弯曲”等目标背道而驰，并不是良好的解决方法。

因此，针对现有技术不足，提供一种能够有效解决触摸电极损伤问题，且不会影响器件的轻薄度和可弯曲度性能的制备自修复透明触摸电极的组合物及制备自修复触摸电极的方法以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的之一是提供了一种制备自修复透明触摸电极的组合物，能够制备具有自修复透明触摸电极，且不会影响器件的轻薄度和可弯曲性能。

本发明的另一目的是提供一种制备自修复透明触摸电极的组合物的方法，能够制备具有自修复透明触摸电极，且不会影响器件的轻薄度和可弯曲性能。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现。

一种制备自修复透明触摸电极的组合物，制备自修复透明触摸电极的组合物，其特征在于：包括作为导电材料的碳纳米管、具有自修复功能的互相交联的一种或多种聚合物以及作为反应媒介的溶剂，所述互相交联的聚合物被吸附于所述碳纳米管。

上述聚合物之间通过氢键结合并以物理方式交联。

上述氢键可逆，当氢键受外力作用影响断开后，聚合物能够借助氢键再次交联，实现自修复。

上述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任意一种或者任意两种以上的组合。

上述聚合物为连接有酰胺乙基咪唑啉酮、二酰氨乙基脲、二酰胺基四乙基三脲中的至少一种官能基团的脂肪二酸或者脂肪三酸。

优选的，上述聚合物由至少一种硅组分和至少两种交联组分相连，以嵌段共聚物或者接枝共聚物或者以嵌段共聚物与接枝共聚物两种混合的形态呈现；

所述硅组分为硅酸盐、硅氧烷和倍半硅氧烷中的任意一种或者任意两种以上组成的聚合物；

所述交联组分为类片层形态的缩氨酸、卷曲螺旋形态的缩氨酸、三重螺旋形态的缩氨酸和离子交联聚合物中的任意一种或者任意两种以上组成的聚合物。

优选的，上述聚合物为乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA。

优选的，上述溶剂为水、醇或者醇溶液，或者所述溶剂为十二烷基苯磺酸钠溶液。

制备自修复透明触摸电极的方法，包括下列步骤，

(1)将上述的制备自修复透明触摸电极的组合物涂覆或者打印于柔性基板上，组合物的厚度范围为

(2)在80℃～250℃下进行热处理；

(3)采用灰化工艺对组合物层进行图形化。

优选的，上述步骤(1)中的柔性基板具体采用PEI树脂，厚度为

步骤(3)中的灰化工艺具体是采用灰度掩膜板的光刻工艺，灰度掩膜板的灰度部分透光率为80％～95％，刻蚀方法采用反应离子刻蚀。

本发明的制备自修复透明触摸电极的组合物及制备自修复透明触摸电极的的方法，制备自修复透明触摸电极的组合物含有作为导电材料的碳纳米管、具有自修复功能的交联共聚物及作为反应媒介的溶剂，所述交联共聚物被吸附于所述碳纳米管。能够制备具有自修复透明触摸电极，且不会影响器件的轻薄度和可弯曲性能。

附图说明

图1是本发明制备自修复透明触摸电极的组合物的微观模拟三维示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述。利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

实施例1

一种制备自修复透明触摸电极的组合物，包括作为导电材料的碳纳米管、具有自修复功能的互相交联的一种或多种聚合物以及作为反应媒介的溶剂，互相交联的聚合物被吸附于碳纳米管。

构成上述组合物的聚合物之间通过氢键结合并以物理方式交联。聚合物之间先以氢键结合，再发生交联反应形成氢键交联网络。氢键可逆，当氢键受外力作用影响断开后，聚合物能够借助氢键再次交联，实现自修复。故聚合物具有较好的强度，而且具有自修复功能。

具体的，碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任意一种或者任意两种以上的组合。多壁碳纳米管可以为薄多壁碳纳米管。

具体的，聚合物为连接有酰胺乙基咪唑啉酮、二酰氨乙基脲、二酰胺基四乙基三脲中的至少一种官能基团的脂肪二酸或者脂肪三酸。

聚合物由至少一种硅组分和至少两种交联组分相连，以嵌段共聚物或者接枝共聚物或者以嵌段共聚物与接枝共聚物两种混合的形态呈现。

硅组分为硅酸盐、硅氧烷和倍半硅氧烷中的任意一种或者任意两种以上组成的聚合物。

交联组分为类片层形态的缩氨酸、卷曲螺旋形态的缩氨酸、三重螺旋形态的缩氨酸和离子交联聚合物中的任意一种或者任意两种以上组成的聚合物。

聚合物还可以为乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA。

具体的，溶剂为水、醇或者醇溶液，或者溶剂为十二烷基苯磺酸钠溶液。

本发明的制备自修复透明触摸电极的组合物，含有作为导电材料的碳纳米管、具有自修复功能的交联聚合物及作为反应媒介的溶剂，交联的聚合物被吸附于碳纳米管。溶剂充当交联聚合物的反应媒介，自修复交联聚合物本身不和碳纳米管发生反应，而是被吸附到碳纳米管之上。碳纳米管是导电材料的主要构成。构成交联聚合物的自修复材料体系中，存在着由多肽形成的中等强度的氢键交联网络。这些可逆氢键使得材料具备较好的自修复能力。

图1所示的微观模拟三维示意图，从图中可以看出：两侧为单壁碳纳米管，一种可自修复的交联聚合物因吸附作用缠绕在两个碳纳米管之间。图中指示了可逆氢键，当氢键因为外力作用断裂之后，可在一定时间内氢键可恢复，实现自修复。

因此，本发明的制备自修复透明触摸电极的组合物，可以制备具有自修复透明触摸电极，且不会影响器件的轻薄度和可弯曲性能。

本发明所用的自修复方式为利用可逆氢键的本征型自修复。本征型自修复相比于外援型自修复，其触发自修复作用的条件更宽松，本发明所提出的自修复构成材料大部分可在常温下自动实现自修复功能，这些材料不需要专门的催化剂、外界刺激等等，在溶液、玻璃态、固体多种形态下都可发挥作用。

此外，本发明所采用的自修复材料通过氢键实现自修复，氢键对人体表面不会造成任何伤害。自修复材料本身和碳纳米管，也是可再利用的环保材料。这些材料的使用无疑能保证穿戴式设备的环保、健康。

实施例2

采用实施例1的制备自修复透明触摸电极的组合物制备自修复透明触摸电极的方法，具体包括下列步骤：

(1)将制备自修复透明触摸电极的组合物涂覆或者打印于柔性基板上，组合物的厚度范围为优选厚度为

柔性基板一般采用树脂，比如PEN和PEI，优选PEI，自修复交联共聚材料和树脂柔性基板能够比较好地结合。这样不仅使得碳纳米管电极具备了自修复的能力，而且还加强了电极和衬底之间的粘附性。

(2)在80℃～250℃下进行热处理。

(3)采用灰化工艺对组合物层进行图形化。灰化工艺具体是采用灰度掩膜板的光刻工艺，灰度掩膜板的灰度部分透光率为80％～95％，刻蚀方法采用反应离子刻蚀。

本发明所制备的电极具有自修复特性，且不会影响器件的轻薄度和可弯曲性能。

实施例3

一种制备自修复透明触摸电极的组合物，其他与实施例1相同，不同之处在于：共聚物为侧链接枝型，硅组分为氨丙基功能化的聚二甲基硅氧烷(aminopropyl-functionalized aminopropyl functionalized AP-PDMS)，交联组分为聚甘氨酸。共聚物和单壁碳纳米管、十二烷基苯磺酸钠(NaDDBS)混合之后得到组合物。通过本发明的组合物，可以制备具有自修复透明触摸电极，且不会影响器件的轻薄度和可弯曲性能。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (2)

1.制备自修复透明触摸电极的方法，其特征在于：包括下列步骤，

(1)将制备自修复透明触摸电极的组合物涂覆或者打印于柔性基板上，组合物的厚度范围为

(2)在80℃～250℃下进行热处理；

(3)采用灰化工艺对组合物层进行图形化；

其中所述制备自修复透明触摸电极的组合物包括作为导电材料的碳纳米管、具有自修复功能的互相交联的一种或多种聚合物以及作为反应媒介的溶剂，所述互相交联的聚合物被吸附于所述碳纳米管；

所述聚合物为连接有酰胺乙基咪唑啉酮、二酰氨乙基脲、二酰胺基四乙基三脲中的至少一种官能基团的脂肪二酸或脂肪三酸；

或者所述聚合物为EMAA；

或者所述聚合物由至少一种硅组分和至少两种交联组分相连，以嵌段共聚物或者接枝共聚物或者以嵌段共聚物与接枝共聚物两种混合的形态呈现；所述硅组分为硅酸盐、硅氧烷和倍半硅氧烷中的任意一种或者任意两种以上组成的聚合物，所述交联组分为类片层形态的缩氨酸、卷曲螺旋形态的缩氨酸、三重螺旋形态的缩氨酸和离子交联聚合物中的任意一种或者任意两种以上组成的聚合物；

所述溶剂为水、醇或者醇溶液，或者所述溶剂为十二烷基苯磺酸钠溶液。

2.根据权利要求1所述的制备自修复透明触摸电极的方法，其特征在于：

所述步骤(1)中的柔性基板具体采用PEI树脂，厚度为

所述步骤(3)中的灰化工艺具体是采用灰度掩膜板的光刻工艺，灰度掩膜板的灰度部分透光率为80％～95％，刻蚀方法采用反应离子刻蚀。