CN106928842B - 导电涂覆液组合物和抗静电膜及使用其的显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供了导电涂覆液组合物和抗静电膜及使用其的显示装置。所述导电涂覆液组合物包含基于100重量份的碳纳米管分散液组合物的10重量份至100重量份的硅烷溶胶和基于100重量％的导电涂覆液组合物的0.1重量％至5重量％的极性溶剂。

Description

导电涂覆液组合物和抗静电膜及使用其的显示装置
技术领域
本公开涉及导电涂覆液组合物和抗静电膜及使用其的显示装置。
背景技术
随着当前信息导向社会的快速发展，对具有优良特性例如纤薄外形、轻重量和低功耗的平板显示器的需求不断增长。其中，液晶显示器由于其优良的分辨率、色彩显示和图像品质而广泛应用于笔记本电脑或台式监视器。
通常，液晶显示器是这样的装置：其中各自在其一个表面上具有电极的两个基板布置为使得形成电极的表面彼此面对，液晶材料介于两个基板之间，然后向形成在各个基板上的电极施加电压以产生电场，所述电场使液晶分子移动以改变光的透过率，从而显示图像。在此，在制造液晶显示器的每个基板的单元工艺期间可产生大量静电。
为了使这样的静电放电并有效地释放在生产成品时累积的电荷，将作为透明导电材料的氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)用于上基板的外表面上的抗静电膜。然而，氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)是非常昂贵的透明导电金属材料，因此提高了制造成本。特别地，铟(一种稀有金属，其是氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的主要原料)的价格近年来迅速增长，并且其供应目前由于资源所有国的出口控制政策而受到限制。
最近引入具有嵌入式触摸传感器的可以通过触摸屏幕来操作的便携式产品例如移动电话、PDA、笔记本电脑等吸引了用户的很大关注。根据这种趋势，近年来已经进行了许多尝试以将触摸功能添加到在多种应用中用作显示装置的液晶显示器。其中，对具有内嵌式触摸功能的内嵌式液晶显示器的需求正在上升。由于在显示面板内部形成触摸电极而不在液晶显示器上附接单独的触摸面板，故内嵌式液晶显示器由于降低原材料成本和重量轻而具有一些优点，例如纤薄外形、改善的成本结构。
然而，虽然通过内嵌式技术将触摸传感器设置在显示面板内部，但是静电通过上述抗静电膜发生放电，并因此当触摸传感器被手指等触摸时不能检测到电容的变化，从而导致触摸传感器的触摸灵敏度劣化。换句话说，当与由手指触摸等产生的一定量的电容相比时，抗静电膜充当具有相对高的导电性的导体，从而使电容放电，使得触摸传感器不能识别来自用户的手指触摸等。
除去抗静电膜以解决该问题由于制造期间产生的静电将导致更高的故障率，这进而提高了故障成本并且还提高了制造成本，因此使显示品质劣化。
发明内容
本发明的一个方面是提供可以改善碳纳米管的分散的导电涂覆液组合物。
本发明的另一个方面是提供具有由上述导电涂覆液组合物制成的抗静电膜的显示装置。
本发明的另一个方面在于提供这样的抗静电膜和显示装置：通过使在制造过程期间产生的静电容易地发生放电，其可以避免由静电引起的故障，防止触摸灵敏度降低，提高表面电阻均匀性、耐热性和可靠性，并且减少制造成本。
本公开的一个示例性实施方案涉及导电涂覆液组合物，其包含基于100重量％的导电涂覆液组合物的10重量份至100重量份的硅烷溶胶和0.1重量％至5重量％的极性溶剂。
在另一个示例性实施方案中，极性溶剂的极性为10或更大。
在另一个示例性实施方案中，极性溶剂包括选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)和二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种。
在另一个示例性实施方案中，基于100重量％的导电涂覆液组合物，碳纳米管分散液组合物还包含0.05重量％至20重量％的碳纳米管、0.02重量％至40重量％的聚丙烯酸树脂和50重量％至99.93重量％的具有2至5个碳原子的直链烷醇。
在另一个示例性实施方案中，硅烷溶胶包含烷氧基硅烷化合物、酸催化剂、基于醇的溶剂和水。
在另一个示例性实施方案中，基于硅烷溶胶的总重量，硅烷溶胶包含20重量％至60重量％的烷氧基硅烷化合物、10重量％至70重量％的基于醇的溶剂和5重量％至60重量％的水。
本公开的另一个示例性实施方案涉及包括抗静电膜的显示装置，所述抗静电膜包含本文所述的导电涂覆液组合物。
本公开的另一个示例性实施方案涉及显示装置，其包括：在下偏振板上的显示面板；在所述显示面板上的上偏振板；以及在所述显示面板的上基板与所述上偏振板之间的抗静电膜，其中所述抗静电膜包含碳纳米管和硅烷溶胶，并且其中所述抗静电膜的薄层电阻为104Ω/sq至109Ω/sq。
在另一个示例性实施方案中，显示面板还包括触摸电极。
在另一个示例性实施方案中，触摸电极位于显示面板的上部或下部。
在另一个示例性实施方案中，碳纳米管的薄层电阻为1000Ω/sq至20000Ω/sq。
本公开的另一个示例性实施方案提供了包含碳纳米管和硅烷溶胶的抗静电膜，其中所述抗静电膜的薄层电阻为104Ω/sq至109Ω/sq。
附图说明
本发明包括附图以提供对本发明的进一步理解并且附图并入本公开中并构成本公开的一部分，附图示出了本公开的多个示例性实施方案并与本文的说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是现有技术的显示装置的截面图；
图2是根据本公开的一个示例性实施方案的显示装置的截面图；
图3是图2所示的显示装置的正视图；
图4是根据本发明的一个示例性实施方案的抗静电膜的平面图，示出了碳纳米管及其基体材料的示例性组成；
图5是示出根据本公开的一个示例性实施方案的抗静电膜的薄层电阻和碳纳米管的薄层电阻的图；
图6是示出根据本公开的一个示例性实施方案的抗静电膜的薄层电阻与碳纳米管含量的关系的图；
图7A是示出典型的抗静电膜的薄层电阻随时间的变化的图，并且图7B是示出在高温、高湿环境下根据一个示例性实施方案的抗静电膜的薄层电阻变化的图；
图8是比较现有技术的抗静电膜随温度的重量百分比和根据一个示例性实施方案的抗静电膜随温度的重量百分比的图；
图9和图10是碳纳米管的分散的示例性说明；
图11和图12是根据本公开的一个示例性实施方案的显示装置的示意图；
图13是施加至图11中所示的显示装置的触摸传感器(Cs)的公共电压(Vcom)和触摸驱动信号(Tdrv)的波形；
图14是根据本公开的一个示例性视图的显示面板的截面图；以及
图15至图17是可应用本公开的抗静电膜的各种显示装置的示意图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方案。在整个说明书中，相同的附图标记表示基本相同的元件。在以下描述中，如果与本发明有关的公知功能或配置的详细描述被认为不必要地使本发明的主题模糊不清，则将省略这些详细描述。为了易于书写说明书，可以选择以下说明书中使用的元件的名称，并且元件的名称可以不同于实际产品中的部件的名称。
图1是现有技术的显示装置的截面图。
参照图1，显示装置100包括下基板120、与下基板120相对的上基板140和位于上基板140上的抗静电膜150。下偏振板110a位于外表面(附图中的底部)上，单元(cell)130位于下基板120与上基板130之间，并且触摸电极TE可以设置在单元130内。同时，上偏振板110b位于上基板140上，并且抗静电膜150位于上偏振板110b上。
图1的显示装置100是其中触摸电极TE位于单元130内的内嵌式型显示装置100。然而，这仅仅是为了便于解释的一个实例。例如，单元130可以是液晶层，并且显示装置100可以是液晶显示器。
同时，抗静电膜150可以由为透明导电材料的氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)制成，或者可以由导电聚合物(例如，PEDOT:PSS(聚乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸))制成。然而，氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)是非常昂贵的金属，这是制造成本上升的一个因素。特别地，铟(一种稀有金属，是氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的主要原料)的价格近年来迅速增加，并且其供应目前由于资源所有国的出口控制政策而受到限制。此外，由于氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)具有相对较低的薄层电阻和高导电性，因此通过手指触摸等产生的电容通过抗静电膜150发生放电，并因此触摸传感器不能检测到触摸。此外，抗静电膜150(如果由如PEDOT:PSS的材料制成的话)在高温或高湿环境下可导致可靠性劣化。
同时，抗静电膜150经由第一导电构件170a、导电连接构件172和第二导电构件170b连接至下基板120的边缘。虽然未示出，但是由导电材料制成的接地焊盘等可以位于下基板120的边缘上。由于第一导电构件170a、导电连接构件172、第二导电构件170b和下基板120的导电材料，显示装置100中产生的静电发生放电。
第一导电构件170a和第二导电构件170b可以由金属材料如银(Ag)制成，并且导电连接构件172也可以由金属材料制成。然而，当分别形成第一导电构件170a、导电连接构件172和第二导电构件170b时，工艺数量增加并且这提高了制造成本。
下文中，根据将在以下描述的本发明示例性实施方案的抗静电膜和包括其的显示装置可以解决上述问题。
现在，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施方案。
<第一示例性实施方案>
图2是根据本发明的一个示例性实施方案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是根据本发明的一个示例性实施方案的抗静电膜的平面图。
参照图2至图4，显示装置200包括位于下偏振板210a上的显示面板205、位于显示面板205上的上偏振板210b、以及设置在显示面板205的上基板240与上偏振板210b之间的抗静电膜250。
更具体地，显示面板205包括顺序堆叠的下基板220、单元230和上基板240。在此，下基板220可以是其中形成用于驱动单元230的晶体管以及多种信号线和电极的阵列基板220，并且上基板240可以是其中形成滤色器(未示出)和黑矩阵(未示出)的滤色器基板240。在本说明书中，下基板220可以指阵列基板220，并且上基板240可以指滤色器基板240。下基板220和上基板240可以由例如玻璃制成，但不限于此。
显示面板205可以是包括液晶层的液晶面板205，并且显示装置200可以是液晶显示器200。虽然本说明书主要描述了液晶显示器200，但是本发明不限于此。例如，单元230可以是有机发光显示器的有机层。在显示装置200是液晶显示器200的情况下，液晶可以包括在单元230中。因此，通过向基板220和240上的电极施加电压而产生的电场使得液晶移动，因此光的透过率改变，从而允许液晶显示器200显示图像。
触摸电极可以形成在单元230中。如上所述，显示装置200可以是内嵌式型显示装置200，并因此用于触摸功能的触摸电极TE(例如，Rx和Tx电极)嵌入在单元230中。由于触摸电极形成在显示面板内部而不是将单独的触摸面板附接在液晶显示器上，所以内嵌式触摸型液晶显示器200由于原材料成本降低和重量轻而具有一些优点，例如纤薄外形、改善的成本结构。例如，虽然未示出，但是用于实现触摸功能的结构可以是面内切换(IPS)模式，但不限于此。
下偏振板210a和上偏振板210b执行使光偏振的功能并使其从液晶显示器200出射。然而，当下偏振板210a和上偏振板210b附接至显示面板205时可产生静电。而且，当驱动液晶显示器200以显示图像时可产生静电。
设置抗静电膜250来消除这样的静电。抗静电膜250包括基体材料252和分散在基体材料252中的碳纳米管(CNT)254，并且抗静电膜250的薄层电阻可为104Ω/sq至109Ω/sq。更优选地，抗静电膜250的薄层电阻可为107Ω/sq至109Ω/sq。更具体地，抗静电膜250可以通过使包含基体材料252、分散在基体材料252中的碳纳米管254、分散的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体材料252中的碳纳米管254来提高耐热性和可靠性。稍后将给出关于抗静电膜250的组成的更详细说明。
在结构方面，分散在抗静电膜250的整个表面上的碳纳米管254表现出非常高的硬度和强度，因为所述碳纳米管是由碳原子之间的SP2键构成的。特别地，单壁碳纳米管(SWCNT)可以用于形成高强度/超轻复合材料，因为其具有5.5TPa的杨氏模量和高达45GPa的拉伸强度。
碳纳米管254的薄层电阻可为1000Ω/sq至20000Ω/sq。对于内嵌式触摸型液晶显示器200，如果抗静电膜250具有过低的薄层电阻(低于104Ω/sq)，则通过手指等触摸产生的电容通过抗静电膜250发生放电，并因此触摸传感器不能检测到触摸。因此，需要增加抗静电膜250的薄层电阻，并因此需要将碳纳米管254的薄层电阻增加到1000Ω/sq至20000Ω/sq的范围。
如果碳纳米管254的薄层电阻低于1000Ω/sq，则抗静电膜250的薄层电阻变低，这可由于放电导致触摸灵敏度降低。相比之下，如果碳纳米管254的薄层电阻高于20000Ω/sq，则抗静电膜250的薄层电阻变得太高，这可导致放电效果降低。
抗静电膜250中的碳纳米管254的含量可以根据透光率的设计值进行调整。由于抗静电膜250的透光率随着碳纳米管254的含量增加而减小，所以可以根据产品所需的透光率来调整含量。
同时，抗静电膜250可以在整个表面上具有均匀的薄层电阻，具体为104Ω/sq至109Ω/sq，并且优选为107Ω/sq至109Ω/sq。对于内嵌式触摸型液晶显示器200，如果抗静电膜250具有过低的薄层电阻(低于104Ω/sq)，则通过手指触摸等产生的电容通过抗静电膜250发生放电，因此触摸传感器不能检测到触摸。因此，抗静电膜250需要相对较高的电阻。相比之下，如果抗静电膜250具有过高的薄层电阻(高于109Ω/sq)，则这提供了优异的触摸灵敏度，但是减慢了静电的放电，从而降低放电效果。
因此，根据本发明的示例性实施方案的显示装置200的抗静电膜250需要104Ω/sq至109Ω/sq的薄层电阻，并且这允许显示装置200释放静电，从而避免由静电引起的故障并且防止触摸灵敏度降低。
同时，抗静电膜250的一端经由导电构件270连接至显示面板205的下基板220的边缘。在此，导电构件270接合抗静电膜250和显示面板205的下基板220的金属焊盘(或接地焊盘；未示出)。具体地，导电构件270充当通过覆盖抗静电膜250的外表面边缘并经由连接部分270’与金属焊盘(未示出)接触而将静电从装置中释放出来的通道。例如导电构件270可以由金属材料(例如，金、银或铜)制成。
与图1中示出的典型显示装置105的第一导电构件170a、导电连接构件172和第二导电构件170b相比，导电构件270可以单独执行释放静电的功能。这可以减少工艺数量并缩短处理时间，导致制造成本降低。
然而，应当注意，图2和图3中示出的显示装置200的导电构件270的形状、布置等仅用于举例说明，并且实施方案不限于此。
<第一实验例>
以下将参照所附表格和附图来描述本发明的一个示例性实施方案的效果。
图5是示出根据本公开的一个示例性实施方案的抗静电膜的薄层电阻相对于碳纳米管的薄层电阻的图。
如下表1所示，当包含于抗静电膜中的CNT的薄层电阻从477Ω/sq增加到1800Ω/sq时，抗静电膜的薄层电阻均匀性增加，这是因为抗静电膜的不同区域之间的均匀性的百分比从17.32％降低到6.67％。换句话说，这意味着抗静电膜的各个区域之间的薄层电阻差异减小。
表1
如上所述，为了使内嵌式液晶显示器进行放电并同时保持触摸灵敏度，抗静电膜需要107Ω/sq至109Ω/sq的薄层电阻范围。
然而，样品1的薄层电阻范围为107.4Ω/sq至1010.5Ω/sq，在最高薄层电阻值与最低薄层电阻值之间存在大的差异，并且样品2的薄层电阻范围也为107.7Ω/sq至1010.1Ω/sq，在最高薄层电阻值与最低薄层电阻值之间存在大的差异。因此，样品1和2的薄层电阻在区域与区域之间相差很大，并且在薄层电阻过高的区域中其放电能力降低。
另一方面，如在样品4的情况下，如果碳纳米管的薄层电阻为1800Ω/sq，则样品4的薄层电阻为107.7Ω/sq至108.8Ω/sq，这允许进行放电并同时保持触摸灵敏度。
抗静电膜的薄层电阻均匀性的图示于图5中。该图表明，随着样品号从样品1增加到样品4，碳纳米管的薄层电阻增加，因此薄层电阻均匀性提高。
图6是示出根据本发明的一个示例性实施方案的抗静电膜的薄层电阻与碳纳米管含量的关系的图。
参照图6，第一条线L1表示典型液晶显示器的抗静电膜的薄层电阻，第二条线L2表示根据一个示例性实施方案的显示装置的抗静电膜的薄层电阻。另外，图6的显示装置是内嵌式液晶显示器。
当抗静电膜的薄层电阻为约108Ω/sq从而允许进行放电并同时保持触摸灵敏度时，区域A中的第一条线L1具有非常陡的斜率。这意味着即使碳纳米管含量发生轻微变化，抗静电膜的薄层电阻也可发生很大程度的变化。换句话说，这意味着薄层电阻均匀性相对较低。
当抗静电膜的薄层电阻为约108Ω/sq时，区域B中的第二条线L2具有非常平缓的斜率。这意味着即使碳纳米管含量发生变化，但是薄层电阻仅轻微地变化，原因是薄层电阻均匀性相对较高。因此，即使碳纳米管含量发生变化，根据该示例性实施方案的显示装置也可以执行抗静电功能并同时保持触摸灵敏度。
表2示出了相对于根据一个示例性实施方案的碳纳米管的含量和薄层电阻的透光率。
参照表2，该表示出了根据透光率的设计值的碳纳米管的含量和薄层电阻。具体地，需要100％透光率的显示装置可以设计成这样的：碳纳米管含量为0.13％并且碳纳米管的薄层电阻为1800Ω/sq。另外，需要99％或更大透光率的显示装置可以设计成这样的：碳纳米管含量为0.26％并且碳纳米管的薄层电阻为5000Ω/sq。
表2
从表2可以看出，发现可以通过调整碳纳米管的含量和薄层电阻来调整透光率，只要抗静电膜的薄层电阻允许进行放电并同时保持触摸灵敏度即可。
图7A是示出典型的抗静电膜的薄层电阻随时间变化的图，并且图7B是示出在高温、高湿环境下根据一个示例性实施方案的抗静电膜的薄层电阻变化的图。
图7A示出了在95℃环境中由称为PEDOT:PSS的导电聚合物制成的抗静电膜的薄层电阻随时间的变化。该图示出了薄层电阻随时间连续增加。具体地，该图表明，当将初始薄层电阻设定为约8.5Ω/sq时，薄层电阻上升到9.7Ω/sq，而当将初始薄层电阻设定为约8.0Ω/sq时，薄层电阻上升到9.2Ω/sq。
另一方面，参照图7B，发现当抗静电膜的初始薄层电阻为约8.0Ω/sq并暴露于105℃下1500小时时，根据该示例性实施方案的抗静电膜几乎不显示出薄层电阻变化。当抗静电膜暴露于高湿环境时，获得了类似的结果。
因此，推断出根据该示例性实施方案的抗静电膜具有比典型的抗静电膜更好的耐热性和可靠性。
图8是示出典型的抗静电膜随温度的重量百分比与根据一个示例性实施方案的抗静电膜随温度的重量百分比之间的比较的图。
参照图8，该图示出了通过热重分析仪(TGA)分析典型的抗静电膜和根据该示例性实施方案的抗静电膜的结果。热重分析仪是通过加热样品来测量样品质量变化的仪器。
观察到在典型的液晶显示器的抗静电膜的情况下，包含在抗静电膜中的导电聚合物PEDOT:PSS由于在约500℃的温度下加热而全部损失。相比之下，观察到在根据该示例性实施方案的显示装置的抗静电膜的情况下，碳纳米管不发生损失而保留直至约900℃。
因此，推断出根据该示例性实施方案的抗静电膜具有比典型的抗静电膜更好的耐热性和可靠性。
总之，通过在整个表面上具有107Ω/sq至109Ω/sq的均匀的薄层电阻的抗静电膜250而使在制造期间产生的静电容易地发生放电，具有触摸功能的液晶显示器可以避免由静电引起的故障，防止触摸灵敏度降低，提高薄层电阻均匀性、耐热性和可靠性，并且降低制造成本。
<第二示例性实施方案>
现在，将描述碳纳米管分散液组合物和包含其的导电涂覆液组合物，其用于制造根据本发明的第一示例性实施方案的上述抗静电膜。
图9和图10是碳纳米管的分散的示例的模式图。
本发明涉及碳纳米管分散液组合物和包含其的导电涂覆液组合物，并且更特别地，涉及这样的碳纳米管分散液组合物和包含其的导电涂覆液组合物：其可以通过包含碳纳米管、聚丙烯酸树脂和具有2至5个碳原子的直链烷醇而显著提高碳纳米管的可分散性和分散后的稳定性，并且与硅烷溶胶一起用于导电涂覆液组合物以形成具有优良的化学稳定性和导电性的涂覆膜并提高所形成的涂覆膜的均匀性。
<碳纳米管分散液组合物>
根据本发明的碳纳米管分散液组合物包含碳纳米管、聚丙烯酸树脂和具有2至5个碳原子的直链烷醇。
碳纳米管
碳纳米管是具有优良的导电性的材料。由碳纳米管制成的涂覆膜由于其优良的导电性和机械强度而可以用作电子装置如显示装置中的导电层、抗静电膜等。
碳纳米管(CNT)可以通过典型的技术来生产，包括电弧放电、激光沉积、等离子体化学气相沉积、气相合成和热解，然后对其进行热处理。碳杂质(例如无定形碳或结晶石墨颗粒和催化过渡金属颗粒)与碳纳米管一起存在于上述合成方法的产物中。例如，在电弧放电的情况下，100重量％的产物中包含15重量％至30重量％的碳纳米管、45重量％至70重量％的碳杂质和5重量％至25重量％的催化过渡金属颗粒。使用包含这样的杂质的碳纳米管而不进行纯化将使浸渍溶液的可分散性和可涂覆性劣化，并且使得难以适当地表现出碳纳米管的独特物理特性。因此，本发明使用通过热处理电弧放电产物尽可能多地去除杂质的碳纳米管。
具体地，将通过上述合成方法获得的产物制成平均直径为2mm至5mm的颗粒或片，然后供给到相对于向前运动的方向(水平)向下倾斜1°至5°的旋转反应器中，然后以200立方厘米/分钟至500立方厘米/分钟向1g所供给产物供应氧化气体，同时在350℃至500℃下加热旋转反应器，随后热处理60分钟至150分钟。在这种情况下，当倾斜旋转反应器以5rpm至20rpm旋转时，产物被分散，从而使表面接触面积最大化，并且同时，使产物在向前运动的方向上自动移动，从而使与氧化气体的表面接触面积最大化，然后进行热处理并防止局部氧化。通过该方法，可使所供给产物的重量降低60％至85％，从而获得高纯度的碳纳米管。
基于100重量％的碳纳米管，碳纳米管可包含40重量％或更少的碳杂质，更优选25重量％或更少的碳杂质，以确保分散、稳定性和导电性。
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，并且这些碳纳米管可单独使用，或者其中的两种或更多种可组合地使用。在改善与稍后将描述的其他组分的相互作用方面，更优选单壁碳纳米管。
根据本发明的碳纳米管的含量没有特别限制，但是可以为例如分散液组合物的总重量的0.05重量％至20重量％；优选0.1重量％至10重量％；更优选0.1重量％至1重量％。在该范围内，碳纳米管可以表现出高的可分散性，并且由这些碳纳米管制成的涂覆膜确保了导电性、耐擦伤性和透过率。
聚丙烯酸树脂
根据本发明的聚丙烯酸树脂是充当用于有效分散碳纳米管的分散剂的组分。聚丙烯酸树脂容易溶解在稍后将描述的特定分散剂中，并且可容易地与疏水性碳纳米管结合。此外，利用聚合物链的独特性质通过空间位阻和通过碳纳米管束之间的静电排斥，聚丙烯酸树脂可以提高碳纳米管的可分散性和防止重新聚集。
根据本发明的聚丙烯酸树脂的含量没有特别限制，但是可以为例如分散液组合物的总重量的0.02重量％至40重量％；优选0.05重量％至10重量％；更优选0.1重量％至1重量％。在该范围内，聚丙烯酸树脂在组合物中溶解至适当的程度，从而显著提高其分散碳纳米管的活性。
根据本发明的聚丙烯酸树脂的重均分子量没有特别限制，但是可以为例如2000至3000000；优选8000至12000。在该范围内，聚丙烯酸树脂可以容易地渗透至碳纳米管束之间并且提供对于重新聚集合适的空间位阻效应。此外，聚丙烯酸树脂可以以良好溶解的状态存在于分散液组合物中的分散剂中，从而有效地分散碳纳米管。
本发明的分散液组合物可以包含非常少量的水。因此，聚丙烯酸树脂可以包含在分散液中，溶解或乳化在水中，但是本发明不限于此。
具有2至5个碳原子的直链烷醇
根据本发明的具有2至5个碳原子的直链烷醇是用于有效分散碳纳米管的分散介质。此外，其是可以通过与上述聚丙烯酸树脂相互作用来显著提高碳纳米管的分散稳定性的亲水性的基于醇的溶剂。如果使用支链烷醇代替直链烷醇作为分散介质，则聚丙烯酸树脂在分散介质中的溶解性和稳定性将显著降低，使得难以将分散稳定性保持在适当的水平。然而，本发明不应被理解为限于此。
根据本发明的具有2至5个碳原子的直链烷醇的具体实例可包括乙醇、正丙醇、正丁醇和正戊醇；优选乙醇、正丙醇、正丁醇和正戊醇中的至少一种；更优选正丙醇。
根据本发明的烷醇的含量没有特别限制，但是可以为例如组合物的总重量的50重量％至99.93重量％；优选80重量％至99重量％。在该范围内，分散液的粘度可以保持较低，从而进一步提高碳纳米管的分散稳定性，并且烷醇在用于涂覆膜时可以有效地与粘合剂组分混合。
另外的分散剂
根据本发明的碳纳米管分散液组合物还可以包含另外的分散剂，并且另外的分散剂不限于具体类型，并且可以是例如丙烯酸嵌段共聚物分散剂。
在本发明中，术语“丙烯酸嵌段共聚物”是指由不同的聚合丙烯酸单体的嵌段构成的共聚物，例如，具有以AAAAAABBBBBB的模式排列的A和B单体单元的共聚物。丙烯酸嵌段共聚物可以通过将共聚物中羰基的极性隔开来进一步提高分散稳定性。优选地，丙烯酸嵌段共聚物中的每个单体单元可以包含至少一个官能团如胺基、羧基等，并且亲水性组分和疏水性组分之间的比例可以通过调整包含取代基的单体单元的含量来调整，从而进一步提高碳纳米管的分散性。可在市场上获得的丙烯酸共聚物分散剂的具体实例可包括来自BYK公司的聚合物分散剂DISPERBYK 2001和DISPERBYK 2155。
另外的分散剂的含量没有特别限制，但是可以为例如组合物的总重量的0.1重量％至2重量％；优选0.5重量％至1重量％。在该范围内，可以防止由于使用另外的分散剂而引起的耐擦伤性降低和粘度增加，并且可以有效地保持分散稳定性。
本发明的碳纳米管分散液组合物根据需要可以包含非常少量的水。水可以用于提高上述组分的溶解性和可分散性。例如，水可以用作用于提高聚丙烯酸树脂的分散活性的溶剂，但是本发明不限于此。
制备碳纳米管分散液组合物的方法
以下将描述制备包含上述组分的碳纳米管分散液的方法。
首先，将碳纳米管、聚丙烯酸树脂和具有2至5个碳原子的直链烷醇混合在一起。聚丙烯酸树脂可以在混合之前提前制备成水溶液。水溶液的浓度没有特别限制，但是聚丙烯酸树脂的固体含量可以优选为碳纳米管分散液组合物的总含量的0.02重量％至40重量％，更优选20重量％至30重量％。所述碳纳米管分散液组合物的具体类型和含量如上所述。
接着，将碳纳米管分散液的各种组分混合在一起，然后在1000巴至1800巴的高压下分散。当在1000巴至1800巴的高压下分散时，碳纳米管可以通过适当的剪切应力彼此碰撞，并因此可以有效地分散碳纳米管束。因此，碳纳米管均匀地分散在组合物中而不发生聚集，从而有效地促进聚丙烯酸树脂与烷醇之间的相互作用。
当在低于1000巴的压力下分散时，传递至碳纳米管的能量较低，从而显著地降低分散效果。在高于1800巴的压力下，聚丙烯酸树脂的聚合物链可能由于过高的能量而断开，这可减小空间位阻效应，从而降低分散稳定性。更优选地，分散压力可为1200巴至1600巴，在这种情况下，可进一步提高上述效果。
分散可通过在上述压力范围中将组合物喷射通过具有预定直径的喷嘴来进行。组合物喷射通过的喷嘴的直径可以为50μm至400μm，优选80μm至200μm。而且，分散可以通过使用串联连接的不同尺寸的喷嘴同时进行，或者通过使用单独的喷嘴分开进行两次。
通过使用在上述直径范围内的喷嘴，所述方法可以容易地在如上所述的1000巴至1800巴的高压下进行，从而实现有效的分散。
喷嘴的直径和流量可以在与压力范围匹配的适当范围内进行选择。
而且，可以在高压分散过程之前进行搅拌过程。这可以优化组合物的混合，从而进一步提高高压分散过程的效率。
[导电涂覆液组合物]
下文中，将描述导电涂覆液组合物，其包含碳纳米管分散液组合物和基于100重量份的上述碳纳米管分散液组合物的10重量份至100重量份的硅烷溶胶。
<碳纳米管分散液组合物>
碳纳米管分散液组合物可以包含如上所述的比例的组分，并且可以通过高压分散来制备。
<硅烷溶胶>
根据本发明的硅烷溶胶充当涂覆液组合物中的粘合剂，并且可以包含烷氧基硅烷化合物、酸催化剂、基于醇的溶剂和水。在本说明书中，硅烷溶胶可以是含有胶态硅烷溶胶的组合物。
烷氧基硅烷化合物
根据本发明的烷氧基硅烷化合物是粘合剂树脂，并且不限于具体类型。烷氧基硅烷化合物的实例可包括：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；经取代或未经取代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、二甲基二乙氧基硅烷、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甲氧基硅烷、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；以及氟烷基硅烷，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十七氟癸基三异丙氧基硅烷。这些可以单独使用，或者这些烷氧基硅烷化合物中的两种或更多种可以组合地使用。
其中，具有1至20个碳原子烷基的烷基烷氧基硅烷化合物是最优选的，并且更优选的，可以使用四乙氧基硅烷化合物。
根据本发明的烷氧基硅烷化合物的含量没有特别限制，但是可以为例如硅烷溶胶的总重量的20重量％至60重量％；优选30重量％至50重量％。在该范围内，溶胶-凝胶反应容易发生，并因此，所得硅烷溶胶具有良好的物理特性和高粘附力，从而有助于形成涂覆膜并使得其更为适合，尤其适合于涂覆玻璃基板。
酸催化剂
根据本发明的酸催化剂用于促进水和烷氧基硅烷的水解并且提供适当的交联度。pH为3.0至6.0的弱酸水溶液可以用作酸催化剂。
在本发明中，酸催化剂起到两个重要作用。第一，酸催化剂延迟碳纳米管中缺陷愈合的还原过程。如图9所示，碳纳米管中存在缺陷如OH-、O2等，并且组合物的pH越低，碳纳米管中的这些缺陷愈合得越快并且导电性越高。通过使用pH为3.0至6.0的弱酸作为本发明的酸催化剂，碳纳米管中缺陷愈合的还原过程较慢地进行。通过这种较慢的碳纳米管中缺陷愈合的还原过程，组合物的薄层电阻发生很小的变化，从而提高组合物在室温下保留时的储存稳定性。
第二，酸催化剂控制硅烷溶胶的凝胶反应速度。如图10所示，随着pH由2变为8，凝胶反应时间变慢。在本发明中，使用pH为3.0至6.0的酸催化剂使硅烷溶胶的凝胶反应速度减慢。通过使硅烷溶胶的凝胶速度减慢，最终组合物的粘度变化更小，从而提高组合物在室温下保留时的储存稳定性。
因此，本发明可以使用pH为3.0至6.0的酸催化剂，并且酸催化剂的实例可以包括磷酸、氟化氢、苯甲酸、碳酸和硫化氢。这些酸催化剂可以单独使用，或者其中的两种或更多种可以组合地使用。所使用的酸催化剂在混合时可以以水溶液存在。在此，如果酸催化剂的pH为3.0或更高，这使碳纳米管的还原过程和硅烷溶胶的凝胶反应减慢，从而提高组合物的储存稳定性。如果酸催化剂的pH为6.0或更低，则恰好不会发生硅烷溶胶的水解和缩合反应，从而防止薄膜的形成。
根据本发明的酸催化剂的含量没有特别限制，但是可以为例如硅烷溶胶的总重量的0.01重量％至10重量％；优选0.05重量％至5重量％。在该范围内，可以形成具有适当的交联度的涂覆膜。
基于醇的溶剂
根据本发明的基于醇的溶剂的类型没有特别限制，但是就与碳纳米管分散液的相容性而言，可以优选地使用亲水性的基于醇的溶剂，并且基于醇的溶剂的实例可包括甲醇、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、正己醇和环己醇、这些基于醇的溶剂可以单独使用，或者其中的两种或更多种可以组合地使用。其中，就提高与碳纳米管分散液的稳定性而言，优选地使用乙醇、正丁醇、正丙醇和正戊醇；更优选地，可以使用正丙醇。
根据本发明的基于醇的溶剂的含量没有特别限制，但是可以为例如硅烷溶胶的总重量的10重量％至70重量％；优选20重量％至50重量％。在该范围内，可进一步提高溶胶-凝胶反应的反应性。
水
根据本发明的水是与烷氧基硅烷经历水解反应的组分，并且水含量没有特别限制，但是可以为例如硅烷溶胶的总重量的5重量％至60重量％，优选8重量％至35重量％。在该范围内，使烷氧基硅烷水解得足以提供对基板的高粘附力。
极性溶剂
根据本发明的极性溶剂用于提高碳纳米管在导电涂覆液组合物中的可分散性并且提高导电性。极性溶剂的极性为10或更大。
根据本发明的极性溶剂通过增加分散液中的碳纳米管周围的聚丙烯酸树脂的羧基的排斥力而使可分散性最大。这改善了充当涂覆膜形式的导电填料的碳纳米管的分布，从而提高导电性。例如，参照图9，如果导电涂覆液组合物中包含低极性的溶剂，则碳纳米管周围的聚丙烯酸树脂的羧基的排斥力较低，从而导致低的可分散性。另一方面，参照图10，如果导电涂覆液组合物中包含高极性的溶剂，则碳纳米管周围的聚丙烯酸树脂的羧基的排斥力较高，从而导致高的可分散性。
此外，根据本发明的极性溶剂帮助确保涂覆时的合适粘度，并且将涂覆时的干燥速率调整至适当范围，从而获得均匀的涂覆膜。
根据本发明的极性溶剂的极性为10或更大，并且其实例可以包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)和二甲基甲酰胺(DMF)。N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)和二甲基甲酰胺(DMF)可以有助于进一步提高导电性，尤其是因为其固有的介电常数，从而使得其更适合于形成低电阻涂覆膜。
根据本发明的极性溶剂的含量可以为基于100重量％的导电涂覆液组合物的0.1重量％至5重量％。如果极性溶剂含量为基于100重量％的导电涂覆液组合物的0.1重量％或更高，则这可提高碳纳米管的可分散性并因此提高表面电阻的均匀性，使得容易调整表面电阻。如果极性溶剂含量为基于100重量％的导电涂覆液组合物的5重量％或更低，则这可防止由导电涂覆液组合物制成的抗静电膜的表面电阻变得太低。
添加剂
除上述的碳纳米管分散液和硅烷溶胶之外，根据本发明的导电涂覆液组合物还可以根据需要包含添加剂。
可用的添加剂可以包括分散剂、硅烷偶联剂、流平剂、增滑剂、表面活性剂、pH调节剂、缓凝剂溶剂、粘度调节剂等，但是不限于此。这些添加剂可以单独地使用，或者其中的两种或更多种可以组合地使用。
在一个更具体的实例中，导电涂覆液组合物还可以包含用于提高涂覆膜的滑动特性的增滑剂。增滑剂不限于具体类型，并且增滑剂的市售实例可包括但不限于BYK公司的BKY 333。另外，还可使用上述的分散剂BKY 2001。
而且，极性溶剂如乙二醇、二甲基甲酰胺和1-甲基-2-吡咯烷酮通过增加分散液中的碳纳米管周围的聚丙烯酸树脂的羧基的排斥力而使可分散性最大。这改善了充当涂覆膜形式的导电填料的碳纳米管的分布，从而提高导电性。此外，其帮助确保涂覆时的合适粘度，并且将涂覆时的干燥速率调整至适当范围，从而获得均匀的涂覆膜。此外，乙二醇、二甲基甲酰胺和1-甲基-2-吡咯烷酮由于其固有的介电常数可以有助于进一步提高导电性，从而使得其更适合于形成低电阻涂覆膜。
另外的添加剂可以单独地使用，或者其中的两种或更多种可以组合地使用。其含量没有特别限制，但是可以为例如导电涂覆液组合物的总重量的0.01重量％至10重量％；优选0.1重量％至5重量％。在该范围内，上述添加剂可以实现其独特的效果而不阻碍本发明的效果。
根据本发明的硅烷溶胶可以通过使上述组分在预定条件下反应来制备。反应条件没有特别限制，但是可以包括例如在30℃至90℃下加热并搅拌所述组分的过程，并且反应时间没有特别限制，但是可以例如为4小时至30小时。反应发生的反应器可以包括回流冷凝器管。在反应之后，可以使产物旋转蒸发、浓缩，然后将其稀释在特定溶剂中。因此，所制备的硅烷溶胶可以提供强的粘附力，尤其是当将涂覆液施用至玻璃基底时，并因此可以实现优异的强度特征。
<导电涂覆液组合物的制备>
根据本发明的导电涂覆液组合物可以通过单独地制备碳纳米管分散液和硅烷溶胶，然后将碳纳米管分散液和硅烷溶胶混合在一起来制备。
根据本发明的导电涂覆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重量份至100重量份的硅烷溶胶来制备。
如果混合物中的硅烷溶胶含量小于10重量份，则难以为涂层提供粘附力。如果混合物中的硅烷溶胶含量大于100重量份，则涂层的可涂覆性可能降低。而且，基于100重量份的碳纳米管分散液组合物，可以混合25重量份至60重量份或10重量份至20重量份的硅烷溶胶。如果混合物中的硅烷溶胶含量为25重量份至60重量份，则硅烷溶胶适于形成高电阻涂覆膜。如果混合物中的硅烷溶胶含量为10重量份至20重量份，则硅烷溶胶适于形成低电阻涂覆膜。
混合方法没有特别限制，但是可以通过使用超声分散器、高压分散器、均化器、磨机等来进行。优选地，最终涂覆液的分散和稳定性可以通过使用与碳纳米管分散液制备中相同的高压分散过程来实现。
由包含上述组分的导电涂覆液组合物制成的涂覆膜可以提供均匀且优良的导电性和优良的机械强度，从而使得其适用于图像显示器。
<显示装置>
将描述具有由上述导电涂覆液组合物制成的抗静电膜的显示装置。以下将详细地描述根据本发明的一个示例性实施方案的内嵌式触摸显示器。
图11和图12是示意性地示出根据本发明的显示装置的视图。图13示出了施加至图11的触摸传感器Cs的公共电压Vcom和触摸驱动信号Tdrv的波形图。
参照图11至图13，显示装置包括触摸传感装置。触摸传感装置使用嵌入在显示面板300中的触摸传感器Cs检测触摸输入。触摸传感装置能够基于触摸传感器Cs的电容变化来检测触摸输入，这是因为当手指与自电容式触摸传感器Cs时，电容增加。
液晶层形成在显示面板300的两个基板之间。液晶分子通过由施加至像素电极12的数据电压与施加至传感器电极13的公共电压Vcom之间的电势差产生的电场来驱动。显示面板300上的像素阵列包括由数据线S(S1至Sm；m为正整数)和栅极线G(G1至Gn；n为正整数)限定的像素和连接至像素的触摸传感器。
触摸传感器Cs包括传感器电极和连接至传感器电极的传感器线M3。传感器电极COM(C1至C4)可以通过将现有的公共电极分离开来图案化。每个传感器电极COM(C1至C4)与多个像素交叠。传感器电极COM(C1至C4)通过传感器线M3接收显示器驱动周期Td期间的公共电压Vcom和触摸传感器驱动周期Tt的触摸驱动信号Tdrv。公共电压Vcom通常通过传感器电极施加至像素。
传感器线M3布置在子像素之间的边界处，绕过间隔物的区域。传感器线M3可以与数据线S1至Sm交叠，在其之间存在绝缘层(未示出)，以避免像素开口的任何减小。
由于触摸传感器嵌入在显示面板300上的像素阵列中，所以触摸传感器Cs通过寄生电容连接至像素。在本发明中，为了减小像素与触摸传感器Cs之间的互耦效应，如图13所示，将1个帧周期按时间分为驱动像素的周期(下文中，“显示器驱动周期”)和驱动触摸传感器的周期(下文中，“触摸传感器驱动周期”)以驱动触摸传感器。1个帧周期可以分为至少一个显示器驱动周期Td和至少一个触摸传感器驱动周期Tt。在显示器驱动周期Td中，输入图像的数据写入像素。在触摸传感器驱动周期Tt中，触摸传感器被驱动以检测触摸输入。
像素包括在数据线S1至Sm和栅极线G1至Gn的交叉点处形成的薄膜晶体管TFT、通过像素的TFT接收数据电压的像素电极、公共电压Vcom所施加的公共电极、以及连接至像素电极以保持液晶盒的电压的存储电容器Cst。
黑矩阵、滤色器等可以形成在显示面板300的上基板上。显示面板300的下基板可以以COT(TFT上滤色器)结构实现。在这种情况下，滤色器可以形成在显示面板300的下基板上。偏振板各自附接至显示面板300的上基板和下基板，并且用于设定液晶的预倾角的取向膜形成在接触液晶的内表面上。间隔物形成在显示面板300的上基板和下基板之间以保持液晶层的盒间隙。
背光单元可以设置在显示面板300的背面。背光单元是照亮显示面板300的边缘式或直下式背光单元。显示面板300可以以任何公知的液晶模式实施，例如TN(扭曲向列)模式、VA(垂直取向)模式、IPS(面内切换)模式和FFS(边缘场切换)模式。自发光显示装置如有机发光二极管显示器不需要背光单元。
根据本发明的显示装置还包括将输入图像的数据写入像素中的显示器驱动部302、304和306、以及驱动触摸传感器Cs的触摸传感器驱动器310。显示器驱动部302、304和306以及触摸传感器驱动器310响应于同步信号Tsync彼此同步。
显示器驱动部302、304和306在显示器驱动周期Td中将数据写入像素中。像素保存在之前的显示器器驱动周期Td中存储的数据电压，因为TFT在触摸显示器驱动周期Tt期间处于断开状态。显示器驱动部302、304和306可以将与施加至触摸传感器Cs的触摸驱动信号Tdrv具有相同相位的交替电流信号供给至信号线S1至Sm和G1至Gn，以使触摸传感器驱动周期Tt期间触摸传感器Cs与连接至像素的信号线之间的寄生电容最小化。在此，连接至像素的信号线是数据线S1至Sm和栅极线G1至Gn。
显示器驱动部302、304和306包括数据驱动器302、栅极驱动器304和定时控制器306。
在显示器驱动周期Td期间，数据驱动器302将接收自定时控制器306的输入图像的数字视频数据RGB或RGBW转换为模拟的正/负γ补偿电压以产生数据电压，并且将输出自数据驱动器302的数据电压输出至数据线S1至Sm。在触摸传感器驱动周期Tt期间，数据驱动器302可以将与施加至触摸传感器的触摸驱动信号Tdrv具有相同相位的交替电流信号施加至数据线S1至Sm。这是因为寄生电容两端的电压同时改变，并且电压差越小，寄生电容中存储的电荷量越少。
在显示器驱动周期Td期间，栅极驱动器304将与数据电压同步的栅极脉冲(或扫描脉冲)顺序地供应至栅极线G1至Gn并且选择显示面板300中数据电压所写入的线。栅极脉冲在栅极高电压VGH和栅极低电压VGL之间摇摆。通过栅极线G1至Gn将栅极脉冲施加至像素TFT的栅极。栅极高电压VGH设定为高于像素TFT的阈值电压的电压并且打开像素TFT。栅极低电压VGL是低于像素TFT的阈值电压的电压。栅极驱动器304将与在触摸传感器驱动周期Tt期间施加至触摸传感器的触摸驱动信号Tdrv具有相同相位的交替电流信号施加至栅极线G1至Gn。
定时控制器306接收来自主机系统308的定时信号，例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和主时钟MCLK，并且使数据驱动器302、栅极驱动器304和触摸传感器驱动器310的操作定时同步。扫描定时控制信号包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟、栅极输出使能信号GOE等。数据定时控制信号包括源取样时钟SSC、极性控制信号POL、源输出使能信号SOE等。
定时控制器306将来自主机系统308的输入图像数据RGB传输至数据驱动器302。定时控制器306可以通过公知的白色增益计算算法将RGB数据转换为RGBW数据并且将其传输至数据驱动器302。
主机系统308可以作为以下中的任意一个来实施：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。主机系统308包括其中并入有定标器的系统芯片(SoC)，并且将输入图像的数字视频数据转换为适于显示面板300分辨的格式。主机系统308将定时信号和输入图像的数字视频数据RGB或RGBW传输至定时控制器306。另外，主机系统308执行与来自触摸传感器驱动器310的触摸输入的坐标信息XY相关的应用程序。
定时控制器306或主机系统308可以产生用于使显示器驱动部302、304和306以及触摸传感器驱动器310同步的同步信号Tsync。
触摸传感器驱动器310在触摸传感器驱动周期Tt期间产生触摸驱动信号Tdrv。触摸驱动信号Tdrv通过传感器线M3供应至传感器电极13或C1至C4。触摸传感器驱动器310可以通过测量触摸传感器Cs的电容变化来检测触摸的位置和区域。触摸传感器驱动器310计算触摸输入的坐标信息XY并将其传输至主机系统308。
数据驱动器302和触摸传感器驱动器310可以集成在单一IC(集成电路)中。
图14是示出显示面板300的截面结构和截面图。
参照图14，显示面板300的底板包括在下基板SUBS1上的TFT阵列。显示面板300的顶板包括上基板SUBS2上的滤色器阵列。液晶层LC形成在显示面板300的顶板与底板之间。
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和连接至栅极GE的栅极线G1至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至Sm以及TFT的源极SE和漏极DE。漏极DE区域连接至数据线S1至Sm以及TFT的源极SE和漏极DE。漏极DE连接至数据线S1至Sm。TFT的源极SE和漏极DE与TFT的半导体图案ACT经由穿过层间绝缘膜INT的接触孔接触。
第一钝化膜PAS1覆盖第二金属图案。第二钝化膜PAS2形成在第一钝化膜PAS1上。暴露出TFT的源极SE的接触孔形成在第二钝化膜PAS2中。第三钝化膜PAS3形成在第二钝化膜PAS2之上，并且第三金属图案形成在第三钝化膜PAS3上。第三金属图案包括传感器线M3。第四钝化膜PAS4形成在第三钝化膜PAS3上以覆盖第三金属图案。第四金属图案形成在第四钝化膜PAS4上。第四金属图案包括由透明电极材料如ITO(氧化铟锡)制成的传感器电极13或COM。第五钝化膜PAS5形成在第四钝化膜PAS4上以覆盖第四金属图案。第一、第三、第四和第五钝化膜PAS1、PAS3、PAS4和PAS5可以由无机绝缘材料如SiOx或SiNx制成。第二钝化膜PAS2可以由有机绝缘材料如光丙烯酸类物质制成。
第三、第四和第五钝化膜PAS3、PAS4和PAS5包括图案化以暴露出TFT的源极SE的接触孔。第五金属图案形成在第五钝化膜PAS5上。第五金属图案包括由透明电极如ITO制成的像素电极12或PXL。取向膜ALM形成在第五钝化膜PAS5上以覆盖第五金属图案PAS5。
黑矩阵BM和滤色器CF形成在上基板SUBS2上，并且平坦化膜OC形成在其上。平坦化膜OC可以由有机绝缘材料制成。虽然未示出，但是间隔物形成在上基板和下基板之间，从而保持液晶层的盒间隙。
根据本发明的抗静电膜250形成在上基板SUBS2上。根据本发明的抗静电膜250表现出优良的导电性以及优良的机械强度和透过率，因此其可以用作触摸屏面板和显示装置的抗静电涂覆膜。形成抗静电膜250的方法没有特别限制，但是可以通过施用并固化根据本发明的导电涂覆液组合物来形成。施用方法没有特别限制，但是可以包括公知方法，例如狭缝涂覆、刮涂、旋涂、浇铸、微凹版涂覆、凹版涂覆、棒涂、辊涂、线棒涂覆、浸涂、喷涂、丝网印刷、凹版印刷、柔性印刷、平板印刷、喷墨印刷、分配器印刷、喷嘴涂覆、毛细管涂覆等。在施用之后，通过在给定温度下干燥使涂覆膜固化，从而形成抗静电膜250。
图15至图17是示意性地示出本发明的抗静电膜适用的多个显示装置的视图。
参照图15，根据本发明的一个示例性实施方案的显示装置包括显示面板300和在显示面板300上的盖窗COV，所述显示面板300通过将下基板SUBS1与薄膜晶体管阵列连接在一起和将上基板SUBS2与滤色器阵列连接在一起来形成。根据本发明的抗静电膜250可以附接至显示面板300的两个表面。即，抗静电膜250可以设置在下基板SUBS1和下偏振板LPOL之间，并且抗静电膜250也可以设置在上基板SUBS2和上偏振板HPOL之间。在这种情况下，抗静电膜250用于减小触摸噪音的目的，并且薄层电阻越低，噪音减小效果越好。对于内嵌式型触摸装置，需要106Ω/sq至109Ω/sq的薄层电阻，并且对于外挂型触摸装置，薄层电阻越低越好。
参照图16和图17，根据本发明的一个示例性实施方案的显示装置包括显示面板300和在显示面板300上的盖窗COV，所述显示面板300具有：具有滤色器阵列的下基板SUBS3和具有薄膜晶体管阵列的上基板SUBS4。图16和图17中示出的显示装置向上发光，与上述的图15的显示装置一样，但是其滤色器阵列和薄膜晶体管是倒置的，与图15不同。在这种情况下，如图16所示，抗静电膜250可以设置在形成有薄膜晶体管的上基板SUBS4与上偏振板HPOL之间。另一方面，如图17所示，抗静电膜250可以设置在形成有薄膜晶体管的上基板SUBS4与上偏振板HPOL之间以及形成有滤色器阵列的下基板SUBS3与下偏振板LPOL之间。然而，本发明不限于此，并且抗静电膜可以附接至各种类型的显示装置的任何表面。
下文中，将提供实验例以帮助理解本发明。这些实施例仅是示例性的并且不限制所附权利要求。对于本领域技术人员显见的是，在本公开的范围和技术精神内可以对其进行多种改变和修改，并且这样的改变和修改在所附权利要求范围内。
<第二实验例>
下文中，公开了其中使用上述碳纳米管分散液组合物和包含其的导电涂覆液组合物形成抗静电膜的实验例。
实验1：导电涂覆液组合物和由其制造的涂覆膜(抗静电膜)的特性测量
实施例1
<碳纳米管分散液的制备>
使用倾角为3°的回转炉反应器，在5rpm至20rpm的旋转速度、420℃的温度和250cc/min的氧化性气体供应速率下热处理通过电弧放电法合成的碳纳米管(SA100，NanoSolution Inc.)10分钟，以获得杂质含量为15％的碳纳米管A，然后使用。
其后，如下制备碳纳米管分散液：将0.15重量份的碳纳米管A、0.24重量份的聚丙烯酸树脂水溶液(固体25％/聚丙烯酸树脂Mw＝(250 000))、0.23重量份的丙烯酸嵌段共聚物(产品名：DISPERBYK2001，酸值：19mgKOH/g，胺值：29mgKOH/g)和99.61重量份的正丙醇混合，并在1500巴的压力下使用喷嘴直径为100μm的分散器使混合物分散。
<硅烷溶胶的制备>
将21.7重量份的正丙醇和62.6重量份的TEOS供给到具有通量管的反应器中，并在室温(25℃)下使用搅拌器在300rpm下搅拌30分钟。然后，向其中添加15.2重量份的水，然后在500rpm下搅拌，然后缓慢滴入0.5重量份的3.5％盐酸水溶液。
<导电涂覆液组合物>
通过进行以下工序五次来制备涂覆液：其中将33重量份的制备的硅烷溶胶、0.95重量份的BYK2001和0.05重量份的作为表面增滑剂的BYK333添加到66重量份所制备的碳纳米管分散液中，然后使用高压分散器在1500巴的压力下使混合物通过100μm喷嘴。在此，使用冷却设备以降低或防止液体温度升高。
实施例2(当分散介质的类型不同时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处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(当分散介质的类型不同时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处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(当分散介质的类型不同时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处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(当PAA的重均分子量不同时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处在于在制备碳纳米管分散液时使用重均分子量为1250000的聚丙烯酸树脂。
实施例6(当使用BYK2155时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处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(当喷射压力不同时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处在于在制备碳纳米管分散液时在1000巴的压力下进行喷射。
实施例8(当喷射压力不同时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处在于在制备碳纳米管分散液时在1800巴的压力下进行喷射。
实施例9(当喷射喷嘴的直径不同时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处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(当喷射喷嘴的直径不同时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处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
通过进行以下工序五次来制备涂覆液：其中将14重量份的制备的硅烷溶胶、0.95重量份的BYK2001、5重量份的乙二醇和0.05重量份的作为表面增滑剂的BYK333添加到80重量份所制备的碳纳米管分散液中，然后使用高压分散器在1500巴的压力下使混合物通过100μm喷嘴。在此，使用冷却设备以降低或防止液体温度升高。
比较例1(当分散介质的类型不在本发明的范围内时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处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(当使用十二烷基磺酸钠代替PAA作为分散介质时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处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(当使用异丙醇并且喷射压力不在本发明的范围内时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处在于在制备碳纳米管分散液时使用异丙醇作为分散介质以及在900巴的压力下进行喷射。
比较例4(当使用异丙醇并且喷射压力不在本发明的范围内时)
通过与实施例1中相同的方法产生导电涂覆液组合物，不同之处在于在制备碳纳米管分散液时使用异丙醇作为分散介质在2000巴的压力下进行喷射。
测试方法
(1)可分散性的评价
为了评价根据实施例和比较例产生的碳纳米管分散液组合物，测量动电位(zeta电位/ζ电位)，并且基于以下评价标准进行评价。
<评价标准>
○：绝对值大于25mV
△：绝对值在10mV至25mV的范围中
×：绝对值小于10mV
(2)分散稳定性的评价
基于以下评价标准，评价根据实施例和比较例产生的碳纳米管分散液组合物在室温下在小瓶中在30天中是否聚集。
<评价标准>
○：在14天后聚集
△：在7天后聚集
×：在2天内聚集
(3)可涂覆性的评价
如下形成导电涂覆膜：使用旋涂机在400rpm下经15秒将根据实施例和比较例的导电涂覆液组合物涂覆在玻璃基板上，使用140℃的热板进行干燥10分钟，并使用热风干燥器进行进一步的干燥30分钟。通过裸眼观察所形成的涂覆膜的均匀性，并且基于以下评价标准进行评价。
<评价标准>
○：没有针孔
△：少于2个针孔
×：2个或更多个针孔
(4)表面电阻率的评价
如下形成导电涂覆膜：使用旋涂机在400rpm下经15秒将根据实施例和比较例的导电涂覆液组合物涂覆在玻璃基板上，使用140℃的热板进行干燥10分钟，并使用热风干燥器进行进一步的干燥30分钟。使用表面电阻率计测量所形成的涂覆膜的表面电阻率。在此，表面电阻率的测量通过4点探针法来进行。涂覆膜被纵向地分为三等份，并且对其中间部分进行测量。
(5)透过率
如下形成导电涂覆膜：使用旋涂机在400rpm下经15秒将根据实施例和比较例的导电涂覆液组合物涂覆在玻璃基板上，使用140℃的热板进行干燥10分钟，并使用热风干燥器进行进一步的干燥30分钟。使用分光光度计在550nm下测量所形成的涂覆膜的透过率，并且基于以下评价标准，通过与其上未形成涂覆膜的玻璃基板的透过率90.5％比较来进行评价。
<评价标准>
○：89.5≤透过率(％)
△：87.5≤透过率(％)<89.5
×：透过率(％)<87.5
(6)耐刮伤性
如下形成导电涂覆膜：使用旋涂机在400rpm下经15秒将根据实施例和比较例的导电涂覆液组合物涂覆在玻璃基板上，使用140℃的热板进行干燥10分钟，并使用热风干燥器进行进一步的干燥30分钟。使用铅笔硬度测试仪(221-D，Yoshimitsu)测量所形成的涂覆膜的表面硬度。
<评价标准>
○：8～9H
△：6～7H
×：～5H
测量根据实施例和比较例所形成的涂覆膜的分散特性、可涂覆性、表面电阻率、透过率和耐刮伤性，并且制成下表3。在下表3中，○是优良的，△是良好的，并且×是不良的。
表3
参照表3，对于其中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至3中，可分散性、分散稳定性、可涂覆性、透过率和耐刮伤性是优良的，并且其表面电阻率值分别为108.0、108.0和108.2(Ω/sq)。对于实施例4，可分散性、可涂覆性、透过率和耐刮伤性是优良的，分散稳定性是良好的，并且表面电阻率为108.7(Ω/sq)。
对于其中在制备碳纳米管分散液时使用重均分子量为1250000的聚丙烯酸树脂的实施例5和其中在制备碳纳米管分散液时使用DISPERBYK 2155的实施例6，可分散性、分散稳定性、可涂覆性、透过率和耐刮伤性是优良的，并且其表面电阻率值为108.2和108.1(Ω/sq)。
对于在制备他纳米管分散液时在1000巴的压力下进行喷射的实施例7，可分散性、分散稳定性、可涂覆性、透过率和耐刮伤性是优良的，并且表面电阻率值为108.1(Ω/sq)。此外，对于在1800巴的压力下进行喷射的实施例8，可分散性、可涂覆性、透过率和耐刮伤性是优良的，同时分散稳定性是良好的，并且表面电阻率值为108.3(Ω/sq)。
对于其中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10，表面电阻率值分别为108.1和108.3(Ω/sq)，并且可分散性、可涂覆性、透过率和耐刮伤性是优良的，同时分散稳定性是良好的。
对于其中将14重量份的粘合剂、0.95重量份的BYK2001和5重量份的乙二醇添加到80重量份的碳纳米管分散液中的实施例11，表面电阻率值为105.0(Ω/sq)，并且可分散性、分散稳定性、可涂覆性、透过率和耐刮伤性是优良的。
另一方面，对于其中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，表面电阻率值为108.2(Ω/sq)，透过率和耐刮伤性是优良的，但是可分散性和可涂覆性是良好的，并且分散稳定性是不良的。
对于其中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，表面电阻率值为109.4(Ω/sq)，并且耐刮伤性是良好的，但是可分散性、分散稳定性、可涂覆性和透过率是不良的。
对于其中在制备碳纳米管分散液时使用异丙醇并且分别在900巴和2000巴下进行喷射的比较例3和4，表面电阻率值分别为108.3和108.5(Ω/sq)，透过率是优良的，并且可分散性和可涂覆性是良好的，但是分散稳定性是不良的。此外，比较例3的耐刮伤性是良好的，并且比较例4的耐刮伤性是优良的。
这些结果表明，根据本发明的制备碳纳米管分散液的方法制造的涂覆膜具有优良的可分散性、分散稳定性、可涂覆性、表面电阻率、透过率和耐刮伤性。
实验2：导电涂覆液组合物和由其制造的抗静电膜的特性测量
实施例12
通过进行以下工序五次来产生导电涂覆液组合物：其中将作为极性溶剂的N-甲基吡咯烷酮(NMP)添加到包含83.3重量％的碳纳米管分散液、167.65重量％的TEOS溶胶粘合剂和0.05重量％的添加剂的导电涂覆液组合物中，然后使用高压分散器在1,500巴的压力下使混合物通过100μm喷嘴。
实施例13
在与实施例12相同的条件下产生导电涂覆液组合物，不同之处在于使用二甲基甲酰胺(DMF)作为极性溶剂。
比较例5
在与实施例12相同的条件下产生导电涂覆液组合物，不同之处在于不使用极性溶剂。
在上述的实施例12和13中，通过将极性溶剂的含量改变为1重量％、2重量％、3重量％、4重量％和5重量％产生导电涂覆液组合物，然后将其旋涂在基板上并在140℃下固化10分钟。然后，测量涂覆膜的表面电阻并制成下表4。在下表4中，表面电阻由10XΩ/sq的指数X表示。
表4
参照表4，由不包含极性溶剂的导电涂覆液组合物制成的抗静电膜的表面电阻为108.8Ω/sq。另一方面，由包含N-甲基吡咯烷酮作为极性溶剂的实施例12的导电涂覆液组合物制成的抗静电膜的表面电阻随着极性溶剂的含量由1增加至5而由107Ω/sq下降至104.5Ω/sq。另外，由包含二甲基甲酰胺作为极性溶剂的实施例13的导电涂覆液组合物制成的抗静电膜的表面电阻随着极性溶剂的含量由1增加至5而由108.2Ω/sq下降至105.1Ω/sq。
这些结果表明，由包含极性溶剂的导电涂覆液组合物制成的抗静电膜的表面电阻低于由不包含极性溶剂的导电涂覆液组合物制成的抗静电膜的表面电阻。另外，这些结果表明，通过调整极性溶剂的含量，抗静电膜的表面电阻可增加或降低至期望水平。
因此，根据本发明的导电涂覆液组合物可以通过包含极性为10或更大的极性溶剂来降低并调整抗静电膜的表面电阻。
如上所见，根据本发明的导电涂覆液组合物可以借助于极性溶剂提高碳纳米管的可分散性来提高抗静电膜的表面电阻均匀性并且调整器表面电阻。
由根据本发明的导电涂覆液组合物制成的抗静电膜表现出优良的导电性以及优良的机械强度和透过率，因此其可以用作用于触摸屏面板和显示装置的抗静电涂覆膜。抗静电膜和包括其的显示装置通过使在制造过程期间产生的静电容易地发生放电可以避免由静电引起的故障，防止触摸灵敏度降低，提高薄层电阻均匀性、耐热性和可靠性，并且减少制造成本。
尽管通过参考大量说明性实施方案对实施方案进行了描述，但是应理解，本领域技术人员可以设计出许多其他的修改和实施方案，其也落入本公开的原理的范围内。更特别地，可以在本公开、附图和所附权利要求的范围内对主题组合布置的部件部分和/或布置进行多种变化和修改。除了部件部分和/或设置的变化和修改，替代性用途对本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (12)

1.一种导电涂覆液组合物，包含：碳纳米管分散液组合物和基于100重量份的所述碳纳米管分散液组合物的10重量份至100重量份的硅烷溶胶、以及基于100重量％的所述导电涂覆液组合物的0.1重量％至5重量％的极性溶剂，以及其中
所述碳纳米管分散液组合物包含0.05重量％至20重量％的碳纳米管、0.02重量％至40重量％的聚丙烯酸树脂和50重量％至99.93重量％的具有2至5个碳原子的直链烷醇。
2.根据权利要求1所述的导电涂覆液组合物，其中所述极性溶剂的极性为10或更大。
3.根据权利要求2所述的导电涂覆液组合物，其中所述极性溶剂包括选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)和二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的导电涂覆液组合物，其中所述硅烷溶胶包含烷氧基硅烷化合物、酸催化剂、基于醇的溶剂和水。
5.根据权利要求4所述的导电涂覆液组合物，其中基于所述硅烷溶胶的总重量，所述硅烷溶胶包含20重量％至60重量％的所述烷氧基硅烷化合物、10重量％至70重量％的所述基于醇的溶剂和5重量％至60重量％的水。
6.一种显示装置，包括由根据权利要求1至5中任一项所述的导电涂覆液组合物获得的抗静电膜。
7.一种显示装置，包括：
在下偏振板上的显示面板；
在所述显示面板上的上偏振板；以及
在所述显示面板的上基板与所述上偏振板之间的抗静电膜，
其中所述抗静电膜由权利要求1至5中任一项所述的导电涂覆液组合物制成，并且
其中所述抗静电膜的薄层电阻为107Ω/sq至109Ω/sq。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述显示面板还包括触摸电极。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中所述触摸电极位于所述显示面板的上部或下部。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述碳纳米管的薄层电阻为1000Ω/sq至20000Ω/sq。
11.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述显示装置包括下基板和与所述下基板相对的上基板，所述下基板具有在所述下基板的边缘中的接地焊盘。
12.根据权利要求11所述的显示装置，还包括：
连接所述抗静电膜和所述下基板的边缘的导电连接构件。
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