CN105647086B - 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 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及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。所述碳纳米管分散液组合物可以用于形成显示装置中的导电层。基于所述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例如：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。

Description

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
相关申请的交叉引用
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
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
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。
一般而言，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。
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(ITO)或氧化铟锌(IZO)用于上基板外表面上的抗静电膜。但是，氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)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(ITO)或氧化铟锌(IZO)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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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％的聚丙烯酸树脂和50重量％～99.93重量％的C2-C5直链烷醇。
聚丙烯酸树脂的重均分子量为2,000～3,000,000。
聚丙烯酸树脂的重均分子量为8,000～12,000。
烷醇是乙醇、正丙醇、正丁醇和正戊醇中的至少一种。
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。
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。
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％。
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。
在高压分散时喷射所述组合物的喷嘴的直径为50μm～400μm。
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。
硅烷溶胶包含烷氧基硅烷化合物、酸催化剂、醇类溶剂和水。
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。
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。
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。
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。
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107Ω/□～109Ω/□。
显示面板具有内置的触控电极。
碳纳米管的薄层电阻值为1000Ω/□～20000Ω/□。
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107Ω/□～109Ω/□。
碳纳米管的薄层电阻值为1000Ω/□～20000Ω/□。
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
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：
图1是常用显示装置的截面图；
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；
图4是本发明实施方式的抗静电膜的平面图；
图5是显示表1的薄层电阻均一性的图；
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；
图7是显示常用抗静电膜中的薄层电阻随时间变化的图；
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；
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；
图10是图示本发明实施方式的碳纳米管的复原的示意图；
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。
图12和13是图示本发明实施方式的显示装置的示意图；
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
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
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。
图1是常用显示装置的截面图。
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。
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。
同时，抗静电膜150可以由透明导电材料氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)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(PEDOT∶PSS))形成。但是，氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)是昂贵的材料。此外，由于氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)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。
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。
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。
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。
<第一实施方式>
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。
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上的上偏光板210b，和设置在显示面板205的上基板240和上偏光板210b之间的抗静电膜250。
更具体而言，显示面板205包括依次堆叠的下基板220、单元230和上基板240。此处，下基板220可以是阵列基板，其中形成有用于驱动单元230的晶体管、多个信号线和电极；而上基板240可以是包括滤色片(未示出)和黑矩阵(未示出)的滤色片基板。此处，下基板220可以指阵列基板，且上基板240可以指滤色片基板。下基板220和上基板240可以由例如玻璃形成，但不限于此。
显示面板205可以是包括液晶层的液晶显示面板，显示装置200可以是液晶显示器。同时，尽管本说明书通篇描述了液晶显示器，但本发明并不限于此。例如，单元230可以是有机发光显示装置的有机层。在显示装置200是液晶显示器的情况下，液晶可以包含在单元230中。因此，通过向形成在各基板220和240中的电极施加电压而产生的电场使液晶移动，由此造成的光透射率变化使得液晶显示器可以显示图像。
触控电极可以形成在单元230中。如上所述，显示装置200可以是内嵌型显示装置，因此用于实现触控功能的触控电极TE(例如Rx和Tx电极)可内置在单元230中。内嵌触控型液晶显示器200具有诸如外形纤薄、制造成本低、轻质等优点，这是因为并未将单独的触控面板贴附在液晶显示器200上，而是将触控电极形成在显示面板205内。例如，用于执行触控功能的结构(尽管未示出)可以是平面转换(IPS)模式，但并不限于此。
下偏光板210a和上偏光板210b执行使光偏振的功能，从而将光发射到液晶显示器200的外部。然而，当下偏光板210a和上偏光板210b贴附在显示面板上时，可能产生静电。此外，当驱动液晶显示器200来显示图像时，可能产生静电。
设置抗静电膜250以将此种静电放电。抗静电膜250可以含有基质材料252和分散在所述基质材料252中的碳纳米管(CNT)254。抗静电膜250的薄层电阻值可以为107Ω/□～109Ω/□。更具体而言，抗静电膜250可以通过使包含基质材料252、分散在所述基质材料中的碳纳米管254、溶剂和分散添加剂等的溶液固化来形成。抗静电膜250可以通过包含分散在基质材料252中的碳纳米管254而具有改进的耐热性和可靠性。
从结构角度讲，由于碳原子之间的sp2键，遍及抗静电膜250整个表面分散的碳纳米管254展现出非常高的硬度和强度。特别而言，单壁碳纳米管(SWCNT)可确保5.5TPa的杨氏模量和最多45GPa的拉伸强度，因此可以是高强度/超轻的复合材料。
碳纳米管254的薄层电阻值可以为1000Ω/□～20000Ω/□。对于内嵌触控型液晶显示器200，如果抗静电膜250的薄层电阻值过小(例如小于107Ω/□)，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250而放电，因此触控传感器可能不能准确地感测使用者的触摸。结果，抗静电膜250的薄层电阻值需要增加，因此，碳纳米管254的薄层电阻值也需要增加到1000Ω/□～20000Ω/□。
如果碳纳米管254的薄层电阻值小于1000Ω/□并由此使抗静电膜250的薄层电阻值过小，则触控灵敏度可能因放电而下降。另一方面，如果碳纳米管254的薄层电阻值大于20000Ω/□并由此使抗静电膜250的薄层电阻值过大，则放电效应可能减小。
可以根据光透射率的设计值来调节抗静电膜250中的碳纳米管254的含量。由于抗静电膜250的光透射率可以随着碳纳米管254的含量增加而减少，可以考虑最终产品特定的光透射率来调节碳纳米管254的含量。
同时，有益的是，抗静电膜250的薄层电阻值在抗静电膜250的整个表面是均一的，并且可以是107Ω/□～109Ω/□。对于内嵌触控型液晶显示器200，如果抗静电膜250的薄层电阻值过小(例如小于107Ω/□)，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250而放电，因此触控传感器可能不能准确地感测使用者的触摸。因此，有益的是，抗静电膜250具有相对较高的电阻值。另一方面，如果抗静电膜250的薄层电阻值过大(例如大于109Ω/□)，触控灵敏度可以非常优异，但静电放电效果可能延迟或下降。
如上所述，有益的是，本发明实施方式的显示装置200的抗静电膜250的薄层电阻值为107Ω/□～109Ω/□，由此显示装置200可以容易地将静电放电至外界，从而抑制与静电相关的缺陷，并同时减少或防止触控灵敏度的下降。
同时，抗静电膜250的一端通过导电部件270与显示面板205的下基板220的边缘连接。此处，导电部件270与抗静电膜250和显示面板205的下基板220的金属垫(或接地垫，未示出)连接。具体而言，通过覆盖抗静电膜250的外表面的边缘并通过连接部270＇与金属垫(未示出)接触，导电部件270充当将静电释放至装置外部的通道。导电部件270可以由金属材料形成，例如金、银或铜。
与图1所示的常用显示装置200的第一导电部件170a、导电连接部件172和第二导电部件170b相比，导电部件270作为单一部件发挥静电释放功能，由此减少了工序的个数并缩短了工序时间，使得制造成本降低。
应理解的是，图2和图3所示的显示装置200的导电部件270的形状和布置等仅是示例性的，实施方式并不限于此。
<第一实验例>
下文中，将参照所附的实例来描述本发明的实施方式的效果。
表1显示了实施方式的抗静电膜的薄层电阻值和薄层电阻均一性相对于碳纳米管的薄层电阻值的关系，图5是显示表1的薄层电阻均一性的图。
表1
样品 薄层电阻(Ω/□) 均一性(％) CNT薄层电阻(Ω/□) 硬度(H)
1 107.4～1010.5 17.32 477 8
2 107.7～1010.1 12.22 1420 8
3 107.7～109.1 8.33 1466 8
4 107.7～108.8 6.67 1800 8
如表1所示，当碳纳米管的薄层电阻值由477Ω/□提升至1800Ω/□，抗静电膜的薄层电阻均一性由17.32％改善至6.67％。该结果表明，抗静电膜各区域的薄层电阻值的偏差减小。
如上所述，如果显示装置是内嵌型液晶显示器，有益的是，抗静电膜的薄层电阻值为107Ω/□～109Ω/□，以保持触控灵敏度并发挥放电功能。
然而，样品1的薄层电阻值为107.4Ω/□～1010.5Ω/□，偏差较大。此外，样品2的薄层电阻值为107.7Ω/□～1010.1Ω/□，偏差较大。由于样品1和2的薄层电阻偏差较大，在薄层电阻过大的区域，放电功能可能变差。
另一方面，从样品4的结果可以看到，如果使碳纳米管的薄层电阻值为1800Ω/□，则抗静电膜的薄层电阻值为107.7Ω/□～108.8Ω/□，由此样品4的抗静电膜可以保持触控灵敏度并发挥放电功能。
图5是显示样品1～4的抗静电膜的薄层电阻均一性的图。从样品1到样品4，随着碳纳米管的薄层电阻值增加，薄层电阻均一性改善。
图6是显示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。
参照图6，第一条线L1表示常用显示装置的抗静电膜的薄层电阻值，第二条线L2表示本发明实施方式的显示装置的抗静电膜的薄层电阻值。此外，图6的显示装置是内嵌型液晶显不器。
在第一条线L1的区域A中，可以看到在对应于抗静电膜的薄层电阻值为108Ω/□附近斜率变化极快，在该值处抗静电膜可以在保持触控灵敏度的同时发挥放电功能。这表明，即使碳纳米管含量的变化很小，该抗静电膜的薄层电阻值也可以发生大幅变化，换言之，薄层电阻值的均一性相对较低。
另一方面，在第二条线L2的区域B中，可以看到在抗静电膜的薄层电阻值为108Ω/□附近的区域中斜率变化非常缓和。这表明，即使碳纳米管含量的变化相对较大，薄层电阻值的变化量也较小，换言之，薄层电阻值的均一性相对较高。因此，即使碳纳米管的含量发生变化，本发明实施方式的显示装置也能够以所需的方式保持触控灵敏度并发挥抗静电功能。
表2显示了本发明实施方式的光透射率相对于碳纳米管的含量和薄层电阻值的关系。
表2
样品 光透射率(％) CNT含量(％) CNT薄层电阻(Ω/□) 硬度(H)
5 100 0.13 1500 8
6 100 0.13 1800 8
7 99.5 0.26 5000 8
8 99.4 0.26 7000 8
9 98.7 0.26 10000 8
10 98.5 0.26 19000 8
在表2中，碳纳米管的含量和薄层电阻值根据光透射率的设计值给出。具体而言，对于需要100％的光透射率的显示装置，碳纳米管的含量可以设计为0.13％，碳纳米管的薄层电阻值可以设计为1800Ω/□。另外，对于需要99％以上的光透射率的显示装置，碳纳米管的含量可以设计为0.26％，碳纳米管的薄层电阻值可以设计为5000Ω/□。
从表2可以看出，当保持使抗静电膜能够以所需的方式保持触控灵敏度并发挥放电功能的抗静电膜薄层电阻值时，可以通过调节碳纳米管的含量和薄层电阻值来控制光透射率。
图7是显示常用抗静电膜中的薄层电阻随时间变化的图；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值变化的图。
图7显示了当由导电性聚合物材料PEDOT∶PSS形成抗静电膜时，在95℃的环境下抗静电膜的薄层电阻随时间变化的图。从图7可以看到，薄层电阻值随时间持续增大。具体而言，可以看到，当将初始薄层电阻值设为约8.5Ω/□时，薄层电阻值增大至9.7Ω/□；当将初始薄层电阻值设为约8.0Ω/□时，薄层电阻值增大至9.2Ω/□。
另一方面，对于本发明实施方式的抗静电膜，从图8中可以看到，当将初始薄层电阻值为约8Ω/□的抗静电膜在105℃暴露1500小时时，薄层电阻值的变化很小。这些结果与将抗静电膜暴露于多水汽(或高湿)环境时相似甚至相同。
这些实验结果表明，本发明实施方式的抗静电膜与常用抗静电膜相比具有优异的耐热性和可靠性。
图9是显示常用抗静电膜中的重量％-温度关系和本发明实施方式的抗静电膜的重量％-温度关系的图。
图9显示了利用热重分析仪(TGA)对常用抗静电膜和本发明实施方式的抗静电膜的分析结果。热重分析仪通过向样品施加热来测量作为温度的函数的质量变化。
从图9中可以看出，对于常用显示装置的抗静电膜，包含在抗静电膜中的导电聚合物PEDOT∶PSS因在约500℃的温度下加热而全部丧失。另一方面，从图9中可以看出，对于本发明实施方式的显示装置的抗静电膜，碳纳米管在高达约900℃时并未丧失而是得以保留。这些结果表明，本发明实施方式的抗静电膜与常用抗静电膜相比具有优异的耐热性。
如上所述，本发明实施方式的具有触控功能的显示装置包括具有107Ω/□～109Ω/□的薄层电阻值且具有均一的薄层电阻值的抗静电膜。该显示装置使在制造过程中产生的静电放电，从而抑制了与静电相关的缺陷，并以所需的方式保持了触控灵敏度。此外，本发明实施方式的抗静电膜可以具有改进的薄层电阻均一性、耐热性和可靠性，并且可以降低制造成本。
<第二实施方式>
下文将描述本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物和用于制造抗静电膜的包含所述碳纳米管分散液组合物的导电性涂布液组合物。
图10是图示本发明实施方式的碳纳米管的复原的示意图；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。
本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物包含碳纳米管、聚丙烯酸树脂和C2-C5直链烷醇，并且在碳纳米管分散后可以显著提高分散性和稳定性。碳纳米管分散液组合物与硅烷溶胶一起用于导电性涂布液组合物，由此可以形成具有优异的化学稳定性和导电性的涂膜，并且可以改善涂膜的均一性。
<碳纳米管分散液组合物>
本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物包含碳纳米管、聚丙烯酸树脂和C2-C5直链烷醇。
碳纳米管
碳纳米管是具有优异导电性的材料。通过包含碳纳米管而形成的涂膜可以展现出优异的导电性并确保优异的机械强度，因此可以应用于多种电子产品，例如显示装置的导电层或抗静电膜等。
碳纳米管(CNT)可以用常用方法来制备，例如电弧放电、激光沉积、等离子体增强型化学气相沉积、气相合成或热解，并且随后可以对其进行热处理。在用上述合成法制成的产品中，碳杂质(例如无定形碳或结晶石墨颗粒)和催化剂过渡金属颗粒与所合成的碳纳米管共存。
例如，在电弧放电方法的情况中，100重量％的产品中包含15重量％～30重量％的碳纳米管、45重量％～70重量％的碳杂质和5重量％～25重量％的催化剂过渡金属颗粒。当不经过纯化就使用这种包含杂质的碳纳米管时，浸渍液的分散性和涂布性会变差，而且可能不能适当地表现出碳纳米管的独特物理性质。因此，本发明的实施方式采用了通过对CNT产品(例如用电弧放电法制备的产品)进行热处理而除去了杂质的碳纳米管。
具体而言，将用例如上述合成法制得的CNT产品制成片或平均直径为2mm～5mm的颗粒，并将其装入以相对于行进方向为1°～5°向下倾斜的旋转反应器中。在350℃～500℃下加热旋转反应器的同时，相对于1g进料产品，以200cc/分钟～500cc/分钟的速率供应氧化性气体，随后热处理60分钟～150分钟。此处，以5rpm～20rpm的速度转动倾斜的旋转反应器，以使CNT产品分散以使接触表面积增加或最大化，并使其在行进方向上自动移动以使与氧化性气体的接触表面积增加或最大化，由此在减少或防止对CNT产品的局部氧化的同时对其进行热处理。以此方法，进料产品的重量可以减少60％～85％，由此获得高纯度碳纳米管。
从确保导电性以及分散性和稳定性的角度考虑，优选包含40重量％以下、更优选25重量％以下碳杂质的碳纳米管(基于100重量％的碳纳米管)。
碳纳米管可以是单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管，它们可以单独使用或两种以上组合使用。从改进与其他组分的相互作用的角度考虑，优选单壁碳纳米管，这将在下文详细讨论。
基于分散液组合物的总重量，本发明实施方式的碳纳米管的含量可以是，但不特别限于，0.05重量％～20重量％，优选0.1重量％～10重量％，更优选0.1重量％～1重量％。如果碳纳米管的含量在上述范围内，则碳纳米管能够展现出优异的分散性，并且容易确保涂膜的导电性、耐刮擦性和透射率。
聚丙烯酸树脂
本发明实施方式的聚丙烯酸树脂是充当分散剂的组分，用于有效地分散碳纳米管。如下文所述，聚丙烯酸树脂可以在特定的分散介质中良好溶解，并且可以与疏水性的碳纳米管良好结合。此外，借助碳纳米管束之间的静电排斥和由聚合物链的独特特性造成的空间位阻效应，可以改善碳纳米管的分散性，并且可以减少或防止碳纳米管的再聚集。
基于分散液组合物的总重量，本发明实施方式的聚丙烯酸树脂的含量可以是，但不特别限于，0.02重量％～40重量％，优选0.05重量％～10重量％，更优选0.1重量％～1重量％。如果聚丙烯酸树脂的含量在上述范围内，则可以使合适范围的聚丙烯酸树脂溶解在组合物中，因此可以改善其分散碳纳米管的活性。
本发明实施方式的聚丙烯酸树脂的重均分子量可以是，但不特别限于，例如2,000～3,000,000，优选8,000～12,000。如果聚丙烯酸树脂的重均分子量在上述范围内，则聚丙烯酸树脂能够容易地渗透在碳纳米管束之间，并能够具有适合于减少或防止再聚集的空间位阻效应。此外，聚丙烯酸树脂可以在良好地溶解在分散介质中的同时存在于分散液组合物中，由此可有效地分散碳纳米管。
本发明实施方式的分散液组合物可以包含少量的水，因此聚丙烯酸树脂可以在溶解或乳化在水中的同时包含在分散介质中，但不限于此。
C2-C5直链烷醇
本发明实施方式的C2-C5直链烷醇是用于有效分散碳纳米管的分散介质或亲水性醇类溶剂，并且可以通过与上述聚丙烯酸树脂的相互作用而改善碳纳米管的分散稳定性。如果使用带支链的烷醇代替直链烷醇作为分散介质，则聚丙烯酸树脂相对于该分散介质的溶解性和稳定性会变差，因此可能难以将分散稳定性保持在适当范围，但不应理解为其限于此。
本发明实施方式的C2-C5直链烷醇的具体实例可以是乙醇、正丙醇、正丁醇、正丁醇和正戊醇等，优选是乙醇、正丙醇、正丁醇、正丁醇和正戊醇中的一种，更优选正丙醇。
基于组合物的总重量，本发明实施方式的烷醇的含量可以是，但不限于，例如50重量％～99.93重量％，优选80重量％～99重量％。如果烷醇的含量在上述范围内，则可以将分散液的粘度保持得较低，因此可以进一步改善碳纳米管的分散稳定性，而且在应用于涂膜时烷醇可以与粘合剂组分有效地混合。
额外分散剂
需要时，本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物可以进一步包含额外分散剂，此类额外分散剂的类型不受特别限制，可以是丙烯酸系嵌段共聚物分散剂。
此处，丙烯酸系嵌段共聚物是指其中不同的丙烯酸系单体分别聚合成嵌段的共聚物，并且是指形成为AAAAAABBBBBB(如果各单体为A和B)的共聚物。丙烯酸系嵌段共聚物分散剂可以通过共聚物中羰基的极性分离而进一步改善分散稳定性。此外，有益的是，丙烯酸系嵌段共聚物在每个单体中可以包含至少一种官能团，例如胺基或羧基。调节包含该取代基的单体的含量，并因而调节亲水性组分与疏水性组分的比率，由此进一步改善碳纳米管的分散性。市售的丙烯酸系共聚物分散剂的具体实例可以是例如BYK公司的DISPERBYK2001或DISPERBYK 2155等聚合物分散剂。
基于组合物的总重量，额外分散剂的含量可以是0.1重量％～2重量％，优选0.5重量％～1重量％，但不特别限于此。如果额外分散剂的含量在上述范围内，则可以减少或防止由使用额外分散剂引起的耐刮擦性变差和粘度上升，因此可以有效地保持分散稳定性。
需要时，本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物还可以包含少量的水。水可以用来改善上述各组分的溶解性和分散性。例如，水可以用作改善聚丙烯酸树脂的分散活性的溶剂，但不限于此。
<碳纳米管分散液组合物的制造方法>
现将描述制造包含上述组分的碳纳米管分散液组合物的方法。
首先，混合碳纳米管、聚丙烯酸树脂和C2-C5直链烷醇。在混合前，可以预先制备水溶液形式的聚丙烯酸树脂，该水溶液的浓度不受特别限制，但基于碳纳米管分散液组合物的全部内容物，聚丙烯酸树脂的固体含量可以优选为0.02％～40％，更优选为20重量％～30重量％。碳纳米管分散液组合物的各组分的具体类型和混合含量如上所述。
接下来，在将碳纳米管分散液组合物的各组分混合后，在1000巴～1800巴下进行高压分散。当在1000巴～1800巴的高压下进行分散工序时，可以以适当的剪切应力使碳纳米管能够彼此碰撞，因此可以有效地分散碳纳米管束，从而将碳纳米管均匀地分散在组合物中且基本上没有聚集，由此与聚丙烯酸树脂和烷醇有效地发生相互作用。
如果分散压力低于1000巴，则转移至碳纳米管的能量较低，导致分散效果变差。如果分散压力高于1800巴，则聚丙烯酸树脂的聚合物链会因高能量而断裂，导致空间位阻效应变差并损害分散稳定性。分散压力可以更优选为1200～1600巴，在此情况下，上述效果可以进一步改善。
分散可以通过使用具有预定直径的喷嘴在上述压力范围下喷射组合物来进行，此处，喷射组合物的喷嘴的直径可以是50μm～400μm，优选80μm～200μm。此外，分散可以用具有不同尺寸的串列喷嘴并同时使用这些喷嘴或单独使用这些喷嘴分两次来进行。
在使用上述范围内的喷嘴时，可以在1000巴～1800巴的高压下容易地进行该工序，由此实现有效的分散。
可以将喷嘴的直径和流速选择在恰当且合适的范围内，以获得上述压力范围。
另外，在高压分散工序前还可以进行搅拌工序，而且，通过优化组合物的混合可以进一步改善高压分散工序的效率。
<导电性涂布液组合物>
下文将描述基于100重量份上述碳纳米管分散液组合物包含10重量份～100重量份硅烷溶胶的导电性涂布液组合物。
碳纳米管分散液组合物
碳纳米管分散液组合物可以具有与上文所述相同的组分和含量，并且可以使用通过上述高压分散方法制得的碳纳米管分散液组合物。
硅烷溶胶
本发明实施方式的硅烷溶胶充当涂布液组合物中的粘合剂，并且可以包括烷氧基硅烷化合物、酸催化剂、醇类溶剂和水。
烷氧基硅烷化合物
本发明实施方式的烷氧基硅烷化合物是粘合剂树脂，其类型不受特别限制，但其实例可以是：四烷氧基硅烷化合物，例如四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷和四正丙氧基硅烷；具有取代基或不具有取代基的直链或支链烷基的烷基烷氧基硅烷，例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷；苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三丙氧基硅烷和苯基三丁氧基硅烷；3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷；二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油基氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷；和氟代烷基硅烷，例如十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷，、十七氟癸基三甲氧基硅烷和七氟癸基三异丙氧基硅烷；并且这些材料可以单独使用或作为两种以上的混合物使用。
其中，优选的是具有C1-C20烷基的烷基烷氧基硅烷，更优选的是，可以使用四乙氧基硅烷化合物。
基于硅烷溶胶的总重量，本发明实施方式的烷氧基硅烷化合物的含量不受特别限制，但可以是20重量％～60重量％，优选30重量％～50重量％。如果烷氧基硅烷化合物的含量在上述范围内，则溶胶-凝胶反应可以有利地进行，并且所获得的硅烷溶胶可以具有有利的物理性质和优异的粘合性，因此可以容易地形成涂膜，并且在涂布于玻璃基板上时可以更适合。
酸催化剂
本发明实施方式的酸催化剂用于促进水和烷氧基硅烷的水解并提供适当程度的交联。其类型不受特别限制，但其实例可以是盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸和稀释的氢氟酸，它们可以单独使用或以两种以上的混合物使用。在混合时所使用的酸催化剂可以以水溶液的形式并入。
基于硅烷溶胶的总重量，本发明实施方式的酸催化剂的含量不受特别限制，但可以是0.01重量％～10重量％，优选0.05重量％～5重量％。如果酸催化剂的含量在上述范围内，可以形成具有适当程度的交联的涂膜。
醇类溶剂
本发明实施方式的醇类溶剂的类型不受特别限制，但从与碳纳米管分散液的相容性考虑，可以优选亲水性醇类溶剂，其实例可以是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、仲戊醇、叔戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇或环己醇，它们可以单独使用或以两种以上的混合物使用。其中，从改善与碳纳米管分散液的稳定性的角度考虑，可以更优选乙醇、正丁醇、正丙醇和正戊醇。
基于硅烷溶胶的总重量，本发明实施方式的醇类溶剂的含量不受特别限制，但可以是10重量％～70重量％，优选20重量％～50重量％。如果醇类溶剂的含量在上述范围内，可以进一步改善溶胶-凝胶反应的反应性。
水
本发明实施方式的水是用于与烷氧基硅烷进行水解反应的组分，其含量不受特别限制，但基于硅烷溶胶的总重量，其含量可以是5重量％～60重量％，优选8重量％～35重量％。如果水含量在上述范围内，则会进行充分的水解，由此获得优异的与基板的粘合强度。
添加剂
除了上述碳纳米管分散液和硅烷溶胶外，需要时，本发明实施方式的导电性涂布液组合物还可以包含添加剂。
可用的添加剂的实例可以包括但不限于分散剂、硅烷偶联剂、流平剂、增滑剂、表面活性剂、pH调节剂、速干剂和粘度控制剂，它们可以单独使用或以两种以上的混合物使用。
更具体而言，导电性涂布液组合物还可以包含用于改善涂膜的光滑性的增滑剂，增滑剂的类型不受特别限制，但其商购实例可以是BYK公司的BKY333，但不限于此。此外，还可以使用上述分散剂BYK 2001。
另外，极性溶剂(例如乙二醇、二甲基甲酰胺或1-甲基-2吡咯烷酮)增加分散液中由碳纳米管包围的聚丙烯酸树脂的羧基的排斥力，由此使分散性增大或最大化，并因此改进碳纳米管(其为涂膜状态的导电性填料)的分布，从而使导电性提高。此外，它们对在涂布时确保获得适当的粘度而言是有益的，并且在涂布时将干燥速率控制在适当的范围，从而获得均一的涂膜。此外，乙二醇、二甲基甲酰胺或1-甲基-2-吡咯烷酮因其固有的介电常数还可以提高导电性，并因此可以更适合于实现低电阻涂膜。
这些额外添加剂可以单独使用或以两种以上的混合物使用，其含量不受特别限制，但基于导电性涂布液组合物的总重量，其含量可以是0.01重量％～10重量％，优选0.1重量％～5重量％。如果额外添加剂的含量在上述范围内，这些添加剂可以发挥其固有的效果而基本上不会损害本发明实施方式的所需效果。
本发明实施方式的硅烷溶胶可以通过使上述组分在预定条件下进行反应来制备。所述反应条件不受特别限制，但可以包括进行加热并在30℃～90℃下搅拌的工序。反应时间不受特别限制，例如，反应可以进行4小时～30小时。此外，用于该反应的反应器可以包括回流冷却管。反应后，可以将产物旋转蒸发并浓缩，随后稀释在特定溶剂中，而后使用。因此，特别而言，在将涂布液涂覆到玻璃基板上时，所制备的硅烷溶胶可以提供牢固的粘合，从而确保优异的强度特性。
本发明实施方式的导电性涂布液组合物可以通过单独制备碳纳米管分散液和硅烷溶胶而后将碳纳米管分散液和硅烷溶胶混合来制造。
参见图10和11，使用酸催化剂对碳纳米管分散液进行降pH工序。如果碳纳米管的pH降低，碳纳米管会进行修复缺陷的还原反应，从而使碳纳米管稳定。碳纳米管的还原可以改善导电性，但可能会使室温稳定性变差。因此，当降低碳纳米管分散液的pH后使碳纳米管稳定时，可以将碳纳米管分散液与具有与碳纳米管分散液相似pH的硅烷溶胶混合，从而使由硅烷溶胶的酸性引起的碳纳米管额外的导电率变化减小或最小化，由此确保了室温稳定性。
本发明实施方式的碳纳米管分散液的pH可以是1.7～3.5。如果碳纳米管分散液的pH为1.7以上，导致碳纳米管的高电阻的缺陷可以消失，由此大大减少或防止了碳纳米管的电阻下降。如果碳纳米管分散液的pH为3.5以下，可以减少或防止因混合过小量的酸催化剂而造成的交联失败。碳纳米管分散液的pH和硅烷溶胶的pH之间的差异优选在0.3以内。更优选的是，碳纳米管分散液的pH和硅烷溶胶的pH可以彼此相同，为2.00。
将本发明实施方式的硅烷溶胶形成为具有低pH。随着硅烷溶胶的pH变低，硅烷溶胶的凝胶反应和水解得到延迟，因此，因水解造成的涂布液pH变化可以变小，由此改善了涂布液的稳定性。可以通过调节酸催化剂的含量来控制硅烷溶胶的pH。例如，硅烷溶胶中的酸催化剂的含量越高，硅烷溶胶的pH就越低。
本发明实施方式的导电性涂布液组合物可以通过基于100重量份的碳纳米管分散液组合物混合10重量份～100重量份硅烷溶胶来制造。
如果所混合的硅烷溶胶的含量低于10重量份，可能难以确保涂层的所需粘合强度；如果所混合的硅烷溶胶的含量高于100重量份，涂层的涂布性可能变差。此外，混合比可以使得：基于100重量份的碳纳米管分散液组合物，可以以25重量份～60重量份或10重量份～20重量份混合硅烷溶胶。混合25重量份～60重量份硅烷溶胶可适合于获得高电阻涂膜，混合10重量份～20重量份硅烷溶胶可适合于获得低电阻涂膜。
混合方法不受特别限制，但可以通过超声分散器、高压分散器、均化器、磨机等来进行。优选的是，如果采用与制备碳纳米管分散液时相同的高压分散工序，则可以确保最终涂布液的分散性和稳定性。
包含上述组分的导电性涂布液组合物在形成涂膜时能够获得具有均一且优异的导电性的涂膜，并且可以因其优异的机械强度而应用于显示装置。
<显示装置>
现将描述包含由上述导电性涂布液组合物形成的抗静电膜的显示装置。下文中，将更详细地描述本发明实施方式的内嵌触控型显示装置。
图12和13是图示本发明实施方式的显示装置的示意图。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。
参照图12～14，本发明实施方式的显示装置包括触控传感装置。触控传感装置使用内置在显示面板300中的触控传感器Cs来感测触摸输入。当手指接触自电容型触控传感器Cs时，电容增加，由此触控传感装置能够基于触控传感器Cs的电容变化感测到触摸输入。
液晶层形成在显示面板300的两个基板之间。因施加至像素电极12的数据电压和施加至传感器电极13的公共电压Vcom之间的电势差而产生电场，该电场驱动液晶分子。显示面板300的像素阵列包括：由数据线S或S1～Sm(m为正整数)以及栅极线G或G1～Gn(n为正整数)界定的多个像素，和与这些像素连接的触控传感器Cs。
触控传感器Cs包括传感器电极和与传感器电极连接的传感器导线M3。可以以将存在的公共电极分割的方式将传感器电极COM或C1～C4图案化。传感器电极COM或C1～C4分别与多个像素重叠。传感器电极COM或C1～C4在显示驱动周期(Td)期间通过传感器导线M3接收公共电压Vcom，并在触控传感器驱动周期(Tt)期间接收触控驱动信号Tdrv。公共电压Vcom通常通过传感器电极施加至像素。
传感器导线M3设置在子像素之间的边界处，同时避开间隔物的位置。传感器导线M3可以与数据线S1～Sm重叠，其间是绝缘层(未示出)，从而使像素的开放区域不会减小。
由于触控传感器Cs内置在像素面板300的像素阵列中，触控传感器Cs通过寄生电容与像素连接。为了减小因像素和触控传感器Cs的偶合而造成的相互影响，有益的是以下述方式驱动显示面板300：将第一帧周期在时间上分割成驱动像素的周期(下文称为“显示驱动周期”)和驱动触控传感器的周期(下文称为“触控传感器驱动周期”)，如图14所示。此处，一个帧周期可以分割成至少一个显示驱动周期(Td)和至少一个触控传感器驱动周期(Tt)。在显示驱动周期(Td)期间，将与输入图像对应的图像数据输入至像素。在触控传感器驱动周期(Tt)期间，驱动触控传感器以感测触摸输入。
每个像素都包括：在数据线S1～Sm和栅极线G1～Gn的每个交点附近形成的像素薄膜晶体管(TFT)，通过像素TFT接收数据电压的像素电极，接收公共电压Vcom的公共电极，和与像素电极连接以保持液晶单元电压的储存电容器Cst。
在显示面板300的上基板上可以形成黑矩阵和滤色片等。显示面板300的下基板可以以TFT上的滤色片(COT)结构来实施。在此情况下，可以在显示面板100的下基板上形成滤色片。偏光板分别与显示面板300的上基板和下基板附接，而且用于设定液晶预倾角的取向膜分别形成在上基板和下基板的与液晶接触的内表面上。用于保持液晶层的单元间隙的间隔物形成在显示面板300的上基板和下基板之间。
背光单元可以设置在显示面板300的后表面下方。背光单元可以以侧光式背光单元或直下式背光单元实施，以向显示面板300发射光。显示面板300可以以任何已知的液晶模式实施，例如扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、平面转换(IPS)模式或边缘场转换(FFS)模式。自发光显示装置(例如有机发光二极管显示装置)通常不需要背光单元。
上述显示装置还包括：显示驱动部件302、304和306，其用于将输入图像的图像数据输入到像素；和触控传感器驱动器310，其用于驱动触控传感器Cs。显示驱动器302、304和306以及触控传感器驱动器310彼此同步响应于同步信号Tsync。
显示驱动器302、304和306在显示驱动周期(Td)期间将图像数据输入到像素。由于TFT在触控传感器驱动周期(Tt)期间处于关闭状态，因此像素保持了在显示驱动周期(Td)期间充入的数据电压。显示驱动器302、304和306可以向信号线S1～Sm和G1～Gn提供交变信号，该交变信号与施加至触控传感器Cs的触控驱动信号Tdrv的相位相同，从而在触控传感器驱动周期Tt期间使触控传感器Cs和与像素连接的信号线之间的寄生电容减小或最小化。此处，与像素连接的信号线是数据线S1～Sm和栅极线G1～Gn。
显示驱动器302、304和306包括数据驱动器302、门驱动器304和时序控制器306。
数据驱动器302将输入图像的数字视频数据RGB或RGBW(其在显示驱动周期Td期间接收自定时控制器306)转化成模拟正/负极性伽马补偿电压，从而将数据电压输出。由数据驱动器302输出的数据电压供应至数据线S1～Sm。数据驱动器302可以向数据线S1～Sm提供交变信号，该交变信号与在触控传感器驱动周期Tt期间施加至触控传感器的触控驱动信号Tdrv的相位相同。这是因为寄生电容处的两种电压同时发生变化，并且电压差越小，寄生电容的电量就越小。
在显示驱动周期Td期间，门驱动器304将与数据电压同步的门脉冲(或扫描脉冲)依次供应至栅极线G1～Gn，以选择要输入数据电压的显示面板300的线。门脉冲在门高压VGH和门低压VGL之间切换。门脉冲通过栅极线G1～Gn供应至像素TFT的栅极。将门高压VHL设置成高于像素TFT的阈值电压，以打开像素TFT。门低压VGL低于像素TFT的阈值电压。门驱动器304可以向数据线S1～Sm提供交变信号，该交变信号与在触控传感器驱动周期Tt期间施加至触控传感器的触控驱动信号Tdrv的相位相同。
时序控制器306接收从主机系统308输入的时序信号，例如垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号和主时钟等，从而使数据驱动器302、门驱动器304和触控传感器驱动器310的操作时序同步。扫描时序控制信号包括门起始脉冲GSP、门移位时钟和门输出使能信号GOE等。数据时序控制信号包括源采样时钟SSC、极性控制信号POL和源输出使能信号SOE等。
时序控制器306将输入图像数据RGB从主机系统308传输至数据驱动器302。时序控制器306使用已知的白增益算法将RGB数据转化为例如RGBW数据，从而将RGBW数据传输至数据驱动器302。
主机系统308可以作为电视系统、机顶盒、导航系统、DVD播放器、蓝光播放器、个人计算机(PC)、家庭影院系统和电话系统中的任一种实施。主机系统308包括具有内置计数器(scaler)的芯片上系统(SoC)，因此将输入图像的数字视频数据转化为适合于显示面板300解析的格式。主机系统308将时序信号与输入图像的数字视频信号RGB或RGBW一起传输至时序控制器306。此外，主机系统308运行与由触控传感器驱动器310输入的触摸输入的坐标信息(XY)关联的应用程序。
时序控制器306或主机系统308可以产生同步信号Tsync以使显示驱动器302、304和306与触控传感器驱动器310同步。
触控传感器驱动器310在触控传感器驱动周期Tt期间产生触控驱动信号Tdrv。通过传感器导线M3将触控驱动信号Tdrv供应至传感器电极13或C1～C4。通过测量触控传感器Cs的电容变化，触控传感器驱动器310可以感测触摸位置和触摸面积。触控传感器驱动器310计算触摸输入的坐标信息(XY)，从而将计算出的坐标信息传输至主机系统308。
数据驱动电路12和触控传感器驱动器310可以集成在一个集成电路(IC)中。
图15是图示显示面板300的截面结构的截面图。
参照图15，显示面板300的下部板包括位于下基板SUBS1上的TFT阵列。显示面板300的上部板包括位于上基板SUBS2上的滤色片阵列。液晶层LC形成在显示面板300的上部板和下部板之间。
缓冲绝缘膜BUF、半导体图案ACT和栅极绝缘膜GI形成在下基板SUBS1上。第一金属图案形成在栅极绝缘膜GI上。栅极金属图案包括TFT的栅极GE和与栅极GE连接的栅极线G1～Gn。层间绝缘膜INT覆盖第二金属图案。源极-漏极金属图案形成在层间绝缘膜INT上。第二金属图案包括数据线S1～Sm以及TFT的源极SE和漏极DE。漏极DE与数据线S1～Sm连接。TFT的源极SE和漏极DE通过贯穿层间绝缘膜INT的接触孔与TFT的半导体图案ACT连接。
第一钝化膜PAS1覆盖第二金属图案。第二保护膜PAS2形成在第一钝化膜PAS1上。接触孔形成在第二保护膜PAS2中，从而暴露出TFT的源极SE。第三保护膜PAS3形成在第二保护膜PAS2上，第三金属图案形成在第三保护膜PAS3上。第三金属图案包括传感器导线M3。第四保护膜PAS4形成在第三保护膜PAS3上以覆盖第三金属图案。第四金属图案形成在第四保护膜PAS4上。第四金属图案包括由透明电极材料(例如氧化铟锡(ITO))形成的传感器电极13(COM)。第五保护膜PAS5形成在第四保护膜PAS4上以覆盖第四金属图案。第一、第三、第四和第五保护膜PAS1、PAS3、PAS4或PAS5可以由无机绝缘材料形成，例如SiOx或SiNx。第二保护膜PAS2可以由有机绝缘材料形成，例如photo-acryl。
第一、第三、第四和第五保护膜PAS1、PAS3、PAS4、PAS5进行图案化以包含漏出TFT的源极SE的接触孔。第五金属图案形成在第五保护膜PAS5上。第五金属图案包括由透明电极材料(例如ITO)形成的像素电极12(PXL)。取向膜ALM形成在第五保护膜PAS5上以覆盖第五金属图案。
黑矩阵BM和滤色片CF形成在上基板SUBS2上，而偏光膜OC形成在它们上方。偏光膜OC可以由有机绝缘材料形成。尽管未示出，在上基板和下基板之间形成间隔物，以保持液晶层的单元间隙。
本发明实施方式的抗静电膜250形成在上基板SUBS2上。抗静电膜250展现出优异的导电性，而且具有优异的机械强度和透射率，因此能够用作触摸屏平板和显示装置的抗静电涂膜。形成抗静电膜250的方法不受特别限制，不过抗静电膜250可以通过将本发明实施方式的导电性涂布液组合物涂布在基板上并进行固化工序来形成。涂布方法不受特别限制，可以使用已知方法，例如狭缝涂布、刮板涂布、旋转涂布、流延、微凹版涂布、凹版涂布、棒涂、辊涂、线棒涂布、浸渍涂布、喷涂、丝网印刷、凹版印刷、柔板印刷、胶印、喷墨涂布、分配器印刷(dispenserprinting)、喷嘴涂布或毛细管涂布。在涂布工序后，通过预定温度下的干燥工序使涂膜固化，由此形成抗静电膜250。
下文中将提供实验例来阐明本发明的实施方式，但本发明不限于此。
<第二实验例>
下文中公开了实验例，其中，使用本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物和包含该碳纳米管分散液组合物的导电性涂布液组合物来形成抗静电膜。
实验1：测量导电性涂布液组合物和用其制造的涂膜(抗静电膜)的特性
实施例1
<制备碳纳米管分散液>
使用倾斜角为3°的旋转式干燥机反应器，在5rpm～20rpm的转速、420℃的温度和250cc/分钟的氧化性气体供给速率下，将用电弧放电法合成的碳纳米管(SA100，NanoSolution Inc.)热处理100分钟，从而获得杂质含量为15％的碳纳米管A，供随后使用。
随后，将0.15重量份碳纳米管A、0.24重量份聚丙烯酸树脂水溶液(固体25％/聚丙烯酸树脂Mw＝250,000)、0.23重量份丙烯酸系嵌段共聚物(产品名：DISPERBYK2001，酸值19mgKOH/g，胺值29mgKOH/g)和99.61重量份正丙醇混合，并使用喷嘴直径为100μm的分散器以1500巴的压力分散该混合物，从而制得碳纳米管分散液。
<制备硅烷溶胶>
将21.7重量份正丙醇和62.6重量份TEOS送入带有回流管的反应器中，在室温(25℃)下用搅拌器以300rpm搅拌30分钟。随后，向其中添加15.2重量份水，而后以500rpm搅拌，随后缓慢滴加0.5重量份的3％盐酸水溶液。
<导电性涂布液组合物>
通过进行以下工序5次来制备涂布液：将33重量份粘合剂、0.95重量份BYK2001和0.05重量份作为表面增滑剂的BYK333添加到66重量份所制得的碳纳米管分散液中，随后使用高压分散器以1500巴的压力使该混合物通过100μm的喷嘴。此处，使用冷却装置来减小或防止液体温度升高。
实施例2(分散介质类型不同)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用乙醇作为分散介质。
实施例3(分散介质类型不同)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用丁醇作为分散介质。
实施例4(分散介质类型不同)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用戊醇作为分散介质。
实施例5(PAA的重均分子量不同)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用重均分子量为1,250,000的聚丙烯酸树脂。
实施例6(使用了BYK2155)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用DISPERBYK 2155代替DISPERBYK 2001。
实施例7(喷射压力不同)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，喷射在1000巴的压力下进行。
实施例8(喷射压力不同)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，喷射在1800巴的压力下进行。
实施例9(喷嘴直径不同)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用直径为500μm的喷嘴进行喷射。
实施例10(喷嘴直径不同)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用直径为300μm的喷嘴进行喷射。
实施例11
通过进行以下工序5次来制备涂布液：将14重量份粘合剂、0.95重量份BYK2001、5重量份乙二醇和0.05重量份作为表面增滑剂的BYK333添加到80重量份所制得的碳纳米管分散液中，随后使用高压分散器以1500巴的压力使该混合物通过100μm的喷嘴。此处，使用冷却装置来减小或防止液体温度升高。
比较例1(分散介质的类型在本发明实施方式的范围之外)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用异丙醇作为分散介质。
比较例2(使用十二烷基磺酸钠代替PAA作为分散介质)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，使用十二烷基磺酸钠水溶液代替聚丙烯酸水溶液。
比较例3(使用异丙醇并且喷射压力在本发明实施方式的范围之外)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，喷射在900巴的压力下进行。
比较例4(使用异丙醇并且喷射压力在本发明实施方式的范围之外)
使用与实施例1中相同的方法制造导电性涂布液组合物，区别在于：在制备碳纳米管分散液时，喷射在2000巴的压力下进行。
测试方法
(1)评估分散性
为了评估按照实施例和比较例制得的碳纳米管分散液组合物，测量了ζ电势，并且基于以下评估标准进行评估。
<评估标准>
○：绝对值大于25mV
△：绝对值为10～25mV
×：绝对值小于10mV
(2)评估分散稳定性
评估了在30天内按照实施例和比较例制得的碳纳米管分散液组合物在室温下的小管中是否聚集，并且基于以下评估标准进行评估。
<评估标准>
○：14天后聚集
△：7天后聚集
×：2天内聚集
(3)评估涂布性
使用旋涂器以400rpm用15秒将实施例和比较例的导电性涂布液组合物涂布在玻璃基板上，使用热盘在140℃下干燥10分钟，随后使用热风干燥器再干燥30分钟，从而形成导电性涂膜。用肉眼观察所形成的涂膜的均一性，并且基于以下评估标准进行评估。
<评估标准>
○：无针孔
△：少于2个针孔
×：2个以上针孔
(4)评估表面比电阻
使用旋涂器以400rpm用15秒将实施例和比较例的导电性涂布液组合物涂布在玻璃基板上，使用热盘在140℃下干燥10分钟，随后使用热风干燥器再干燥30分钟，从而形成导电性涂膜。使用表面比电阻仪测量所形成的涂膜的表面比电阻。此处，表面比电阻的测量以4点探针方式进行。沿长度方向将涂膜划分成三部分，并在其中间部分进行测量。
(5)透射率
使用旋涂器以400rpm用15秒将实施例和比较例的导电性涂布液组合物涂布在玻璃基板上，使用热盘在140℃下干燥10分钟，随后使用热风干燥器再干燥30分钟，从而形成导电性涂膜。使用分光光度计在550nm测量所形成的涂膜的透射率，与未形成涂膜的玻璃基板的透射率90.5％进行比较，并基于以下评估标准来进行评估。
<评估标准>
○：89.5≤透射率(％)
△：87.5≤透射率(％)＜89.5
×：透射率(％)＜87.5
(6)耐刮擦性
使用旋涂器以400rpm用15秒将实施例和比较例的导电性涂布液组合物涂布在玻璃基板上，使用热盘在140℃下干燥10分钟，随后使用热风干燥器再干燥30分钟，从而形成导电性涂膜。使用铅笔硬度测试仪(221-D，Yoshimitsu)测量所形成的涂膜的表面硬度。
<评估标准>
○：8～9H
△：6～7H
×：～5H
测量了根据实施例和比较例形成的涂膜的分散性、涂布性、表面比电阻、透射率和耐刮擦性，并将其列于下表3中。在下表3中，○表示优异，△表示良好，×表示差。
表3
参看表3，对于在制备碳纳米管分散液时使用丙醇、乙醇和丁醇作为溶剂的实施例1～3而言，分散性、分散稳定性、涂布性、透射率和耐刮擦性优异，且其表面比电阻值分别为108.0、108.0和108.2(Ω/□)。对于实施例4而言，分散性、涂布性、透射率和耐刮擦性优异，分散稳定性良好，且表面比电阻值为108.7(Ω/□)。
对于在制备碳纳米管分散液时使用重均分子量为1,250,000的聚丙烯酸树脂的实施例5和使用DISPERBYK 2155的实施例6而言，分散性、分散稳定性、涂布性、透射率和耐刮擦性优异，且其表面比电阻值分别为108.2和108.1(Ω/□)。
对于在制备碳纳米管分散液时在1000巴的压力下进行喷射的实施例7而言，分散性、分散稳定性、涂布性、透射率和耐刮擦性优异，且表面比电阻值为108.1(Ω/□)。此外，对于在1800巴的压力下进行喷射的实施例8而言，分散性、涂布性、透射率和耐刮擦性优异，分散稳定性良好，且表面比电阻值为108.3(Ω/□)。
对于在制备碳纳米管分散液时使用直径为500μm和300μm的喷嘴进行喷射的实施例9和实施例10而言，表面比电阻值分别为108.1和108.3(Ω/□)，分散性、涂布性、透射率和耐刮擦性优异，且分散稳定性良好。
对于将14重量份粘合剂、0.95重量份BYK2001和5重量份乙二醇添加到80重量份碳纳米管分散液中的实施例11而言，表面比电阻值为105.0(Ω/□)，且分散性、分散稳定性、涂布性、透射率和耐刮擦性优异。
另一方面，对于在制备碳纳米管分散液时使用异丙醇作为分散介质的比较例1而言，表面比电阻值为108.2(Ω/□)，且透射率和耐刮擦性优异，但分散性和涂布性良好，分散稳定性差。
对于在制备碳纳米管分散液时使用十二烷基磺酸钠水溶液代替聚丙烯酸水溶液的比较例2而言，表面比电阻值为109.4(Ω/□)，耐刮擦性良好，但分散性、分散稳定性、涂布性和透射率为差。
对于在制备碳纳米管分散液时使用异丙醇且在900巴和2000巴下进行喷射的比较例3和比较例4而言，表面比电阻值分别为108.3和108.5(Ω/□)，透射率优异，分散性和涂布性良好，但分散稳定性差。此外，比较例3的耐刮擦性良好，比较例4的耐刮擦性优异。
这些结果表明，根据本发明实施方式的制造碳纳米管分散液的方法制得的涂膜具有优异的分散性、分散稳定性、涂布性、表面比电阻、透射率和耐刮擦性。
实验2：测量涂膜(抗静电膜)特性与碳纳米管分散液和粘合剂的pH值的关系
通过进行以下工序5次来制备涂布液：将32.95重量份TEOS溶胶粘合剂和0.05重量份作为表面增滑剂的BYK333添加到67重量份上述实施例1中制得的碳纳米管分散液中，随后使用高压分散器以1500巴的压力使该混合物通过100μm的喷嘴。此处，在将粘合剂的pH设为2.0的情况下，将碳纳米管分散液的pH分别设为1.60、2.00、2.30、2.85、3.50和4.50，由此制备导电性涂布液，使用这些导电性涂布液来形成涂膜。测量导电性涂布液在初始时刻和7天后的粘度，并测量涂膜在初始时刻和7天后的电阻，将测量结果列于下表4中。此外，在将碳纳米管分散液的pH设为2.0的情况下，将粘合剂的pH分别设为1.60、2.00、2.30、2.85、3.50和4.50，由此制备导电性涂布液，使用这些导电性涂布液来形成涂膜。测量导电性涂布液在初始时刻和7天后的粘度，并测量涂膜在初始时刻和7天后的电阻，将测量结果列于下表4中。
表4
参看表4，随着碳纳米管分散液的pH接近粘合剂的pH(此时粘合剂的pH设为2.00)，涂膜的电阻变化从-1.2减小到了-0.7(Ω/□)，导电性涂布液的粘度变化从1.56cP减小到了1.0cP。另外，随着粘合剂的pH接近碳纳米管分散液的pH(此时碳纳米管分散液的pH设为2.00)，涂膜的电阻变化从-1.5减小到了-0.7(Ω/□)，导电性涂布液的粘度变化从1.76cP减小到了1.0cP。
这些结果表明，碳纳米管分散液和粘合剂的pH值彼此越接近，涂膜的电阻变化和导电性涂布液的粘度变化就越小；当碳纳米管分散液和粘合剂的pH值为2.00时，涂膜的电阻变化和导电性涂布液的粘度变化最小。
如上所述，本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物因使用了聚丙烯酸树脂作为分散剂而能够有效地分散碳纳米管，并且因使用了具有特定结构的醇而具有优异的分散稳定性。
在本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物的制造方法中，在特定压力范围内进行高压分散，由此提高了聚丙烯酸树脂的分散活性，因此改善了碳纳米管的分散性且改善了碳纳米管分散后的稳定性。
包含本发明实施方式的碳纳米管分散液组合物的导电性涂布液组合物可以形成均一的涂膜，并且所形成的涂膜可以具有优异的化学稳定性和导电性。
由本发明实施方式的导电性涂布液组合物形成的抗静电膜展现出优异的导电性，并且还具有优异的机械强度和透射率，因此能够用作减少或防止触摸屏面板和图像显示装置的静电的涂膜。
本发明实施方式的抗静电膜和包含该抗静电膜的显示装置可以将在制造过程中产生的静电放电至外界，从而能够抑制缺陷，减小或防止触控灵敏度变差，改进薄层电阻均一性、耐热性和可靠性，并降低制造成本。
虽然已参照多个说明性实施方式描述了实施方式，但应理解的是，本领域技术人员可以设计出落入本公开内容的原理范围内的多种其他修改和实施方式。更具体而言，可以在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内对本主题的组合排布的组成部分和/或排布方式实施多种变化形式和修改。除了对组成部件和/或排布方式的变化和修改以外，替代性的应用对本领域技术人员也是明显可见的。
对本领域技术人员显而易见的是，可以在不脱离本发明的概念和范围的情况下对本发明做出各种修改和变化。因此，本发明意在覆盖对本发明做出的修改和变化，只要这些修改和变化在所附权利要求及其等同概念的范围内。

Claims (18)

1.一种碳纳米管分散液组合物，基于所述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重量％的C2-C5直链烷醇。
2.如权利要求1所述的碳纳米管分散液组合物，其中，所述聚丙烯酸树脂的重均分子量为2,000～3,000,000。
3.如权利要求2所述的碳纳米管分散液组合物，其中，所述聚丙烯酸树脂的重均分子量为8,000～12,000。
4.如权利要求1所述的碳纳米管分散液组合物，其中，所述烷醇是乙醇、正丙醇、正丁醇和正戊醇中的至少一种。
5.如权利要求1所述的碳纳米管分散液组合物，所述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。
6.如权利要求5所述的碳纳米管分散液组合物，其中，所述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。
7.如权利要求5所述的碳纳米管分散液组合物，其中，基于所述碳纳米管分散液组合物的总重量，所述丙烯酸系嵌段共聚物分散剂的含量为0.1重量％～2重量％。
8.一种制造碳纳米管分散液组合物的方法，所述方法包括：
基于所述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；和
在1000巴～1800巴的压力下进行高压分散。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在高压分散时喷射所述组合物的喷嘴的直径为50μm～400μm。
10.一种导电性涂布液组合物，所述导电性涂布液组合物包含：
10重量份～100重量份硅烷溶胶和100重量份碳纳米管分散液组合物；基于所述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。
11.如权利要求10所述的导电性涂布液组合物，其中，所述硅烷溶胶包含烷氧基硅烷化合物、酸催化剂、醇类溶剂和水。
12.如权利要求10所述的导电性涂布液组合物，其中，基于所述硅烷溶胶的总重量，所述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。
13.如权利要求10所述的导电性涂布液组合物，其中，所述碳纳米管分散液组合物的pH为1.7～3.5，且所述硅烷溶胶的pH和所述碳纳米管分散液组合物的pH之差为0.3以内。
14.一种显示装置，所述显示装置包括：
具有上基板和下基板的显示面板；
位于所述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107Ω/□～109Ω/□，并且其中所述抗静电膜由权利要求10所述的导电性涂布液组合物制成。
15.如权利要求14所述的显示装置，其中，所述显示面板具有内置的触控电极。
16.如权利要求14所述的显示装置，其中，所述碳纳米管的薄层电阻值为1000Ω/□～20000Ω/□。
17.如权利要求14所述的显示装置，所述显示装置还包括位于所述下基板上的金属垫。
18.如权利要求17所述的显示装置，所述显示装置还包括与所述金属垫和所述抗静电膜电连接以将静电放电到外界的导电部件。
CN201510901079.XA 2014-12-01 2015-12-01 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 Active CN105647086B (zh)

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