TW201723140A - 透明抗靜電膜 - Google Patents

Abstract

本發明係一種透明抗靜電膜，包括基材及透明石墨烯塗層，基材至少包含第一表面，而透明石墨烯塗層是設置於基材的第一表面上。透明石墨烯塗層具有小於1012ohm/sq之表面電阻值以及波長550nm之可見光的透光度大於70%，且包含複數個表面改質之奈米石墨烯片以及載體樹脂，其中表面改質之奈米石墨烯片均勻分散於載體樹脂中。藉由透明石墨烯塗層之特性，本發明的透明抗靜電膜可防制各種靜電擊穿的風險，並且具備電磁波屏蔽的功能，還可維持基材原有的透光度，因而本發明的透明抗靜電膜很適合應用於對靜電或電磁波敏感的電子元件。

Description

透明抗靜電膜

本發明係有關於一種透明抗靜電膜，尤其是利用設置在基材上並由複數表面改質之奈米石墨烯片以及載體樹脂所構成的透明石墨烯塗層，以改善整體的抗靜電與電磁波屏蔽特性，而且表面改質的奈米石墨烯片可有效分散到載體樹脂中，使得透明抗靜電膜兼具透光性與抗靜電特性。

隨著科技快速發展以及電氣功能的提升，損耗功率也大幅增加，而在電子裝置需要更加輕薄短小的需求下，電氣操作的功率密度更需要不斷提高，因此，需要具抗靜電功能之樹脂，以保護細小的窄線路，藉以避免靜電擊穿而失效或損毀，保障產品的使用壽命。

另一方面，電子元件線路的微縮也使得元件之間相互影響的程度益發顯著，為避免該等干擾影響，各元件之間常施加一電磁波屏蔽層，對於光電顯示元件而言，該等電磁波屏蔽層更需具備高光穿透度，以避免影響視覺感受。

習用技術中，使樹脂塗層具抗靜電效果，導電粉末如金屬粉末、導電碳黑等被大量研究以提升樹脂塗層之導電性或降低其電阻。第3753765 A及4085087 A號美國專利案則分別揭露添加導電碳黑及金屬粉末的抗靜電塗層案例。然而，導電碳黑不易與樹脂進行良好複合，容易從複 合體系中脫落，汙染基材或環境。金屬粉末比重較於樹脂高，兩種材料混拌複合過程中常導致相分離，使複合材料均勻性低。再者，以導電碳黑或金屬粉末作為導電填充材，除前述製作工藝之挑戰外，膜層之透明度往往大幅降低，無法兼顧透明度與抗靜電兩項需求。若希冀製作可見光穿透或半穿透之應用塗層，亦或塗層加工或應用過程需仰賴樹脂漿料本身之光穿透性，上述兩類填充材則明顯受限。

第103726323 A號中國專利案公開了一種製作抗靜電奈米皮膜樹脂層之方法，該專利係利用小分子無機鹽之吸濕性能，提升膜層之抗靜電性。然而，此類材料的特性會因為環境條件影響性能，若在低濕度之環境下，此抗靜電添加劑往往無法發揮功效。除無機鹽類外，亦有專利公開以導電性聚合物與奈米碳管作為透明導電塗層之抗靜電填充劑與填充材。第102333825 A號中國專利案公開以導電性聚合物作為添加劑之抗靜電塗層，該塗層宣稱具91%光穿透。第102388109 A號中國專利案公開以奈米碳管作為添加劑之抗靜電塗料，該塗料可披覆於聚合物基材上，防止表面電荷積聚與外力刮傷。然而，導電性聚合物有壽命的問題，無法兼顧耐久性與性能；奈米碳管雖可克服前述問題，但價格卻十分昂貴，且有不易分散的問題，對於產品量產化有其技術難度。因此，尋找一性價比高之導電填充物以同時解決透光度與靜電問題有其迫切性。

自從2004年英國曼徹斯特大學Andre Geim與Konstantin Novoselov成功利用膠帶剝離石墨的方式獲得單層石墨烯並獲得2010年之諾貝爾物理獎以來，石墨烯的導電性、導熱性、抗化性等各種優異性能即不斷被產業藉應用於不同的領域。石墨烯(graphene)只具有厚度0.335nm，亦 即僅一個碳原子直徑的大小，主要是由sp²混成軌域組成六角形蜂巢排列的二維晶體結構，目前是最薄也是最堅硬的材料，機械強度可遠高於鋼鐵百倍，而比重卻僅約鋼鐵的四分之一，尤其還擁有傑出的導電與導熱性質，其中理論電阻達10^-6Ω．cm，因此，石墨烯為一極佳的導電材料。

然而，石墨烯在實際應用上最常面臨的問題是石墨烯本身很容易聚集、堆疊而結塊，亦即不容易均勻分散，因此，如何防止石墨烯薄片彼此不均勻地堆疊的現象，以獲得高均勻性且層數少的石墨烯粉體，一直都是產業界最需解決的技術瓶頸。

第103804553A號中國專利案描述了一種石墨烯/聚氯乙烯複合材料，主要係利用靜電吸附將偶氮引發劑錨固在石墨烯表面，氯乙烯單體再與改質石墨烯進行反應，並原位聚合聚氯乙烯，使得石墨烯與聚氯乙烯間有良好的介面親和力，進而達到複合材料性能。然而，該專利於錨固過程中未先將石墨烯於去離子水中進行有效分散，而直接進行偶氮錨固。此舉將造成偶氮錨固效果與程度受限，原位聚合後恐仍有石墨烯與聚氯乙烯介面親和力問題。此外，該專利之製備方法需將石墨烯水溶液調整至強鹼性，所衍生之強鹼水溶液不但對環境不友善，且廢水處理費用昂貴。錨固偶氮之石墨烯須於低溫且避光環境下儲存，造成此法不適於工業量產所用。

第103450537A號中國專利案公開了一種含高分子量聚乙烯/石墨烯的抗靜電複合材料，係以高速攪拌機將石墨烯與高密度聚乙烯造粒，再藉由熱壓成型製備抗靜電複合材料。其缺點主要是以高速攪拌機進行高密度聚乙烯與石墨烯兩種乾粉互混，此法雖可讓石墨烯附著或包覆在 高密度聚乙烯顆粒表面，進而在熱壓後形成三維導電網絡。但由於兩者顆粒密度差異30倍以上，而高密度聚乙烯顆粒偏球形形貌與石墨烯二維片狀明顯不同，在高速攪拌下甚難均勻。再者，抗靜電複合材料對填充物於複合材料中之均勻性要求高，因此以無添加溶劑式進行乾粉石墨烯與高密度聚乙烯相互混合之成效相當有限。

第102775700B號中國專利案描述了一種PVC/石墨烯抗靜電複合材料的製備方法，先以膨脹石墨與PVC母料等混合後，利用磨盤形力化學反應器進行輾磨，再以螺桿擠出機將複合材料熔融擠出，再進行造粒。此法雖可先行製備母粒，有利於後續塑化成不同形狀之成品。然而，此複合材料中石墨烯係透過磨盤形力化學反應器數次重複輾壓形成，膨脹石墨輾壓變成石墨烯過程中，新生面不斷剝離形成，此時不穩定的新生面若無有效界面活性劑進行穩定與保護，石墨烯會相互團聚，在複合材料成形後團聚處恐無法有效形成抗靜電網絡，甚至有影響材料機械強度之風險。

第102627003A號中國專利案描述了一種靜電保護層、顯示裝置和靜電保護膜的製備方法。該專利係以一層透明導電基體與一層石墨烯相互黏貼，以達抗靜電效果。此專利所主張之抗靜電層構型雖可達其預期效果，但透過氣相沉積法製作石墨烯薄膜耗時、耗能，且尚須搭配轉印程序才可將石墨烯層貼附於基體材料上。因此，就製程與價格上考量，此法較不適合應用在工業化量產程序。

有鑑於此，迫切需要發展出工藝簡單且可高效率生產並易於實現工業化生產的方法，使得石墨烯能均勻分散於樹脂中，其中石墨烯是以簡單的方式添加並均勻分散於樹脂中，且針對填充材與基體樹脂間之介 面進行有效提升，使得抗靜電塗層具高材料及抗靜電穩定性，藉石墨烯的優良導電特性以提供相對較低滲過閥值，進而解決上述習用技術的問題。

本發明之主要目的在於提供一種透明抗靜電膜，包括基材及透明石墨烯塗層，其中基材至少包含一第一表面，透明石墨烯塗層是設置於基材的第一表面上。透明石墨烯塗層具有小於10¹²ohm/sq之表面電阻值以及波長550nm可見光之透光度大於70%，且包含複數個表面改質之奈米石墨烯片以及載體樹脂，其中表面改質之奈米石墨烯片是均勻分散於載體樹脂中。

本發明所使用之表面改質之奈米石墨烯片為少層的石墨烯片或多層的石墨烯片，且其中的石墨烯純度是大於95wt%，厚度為1nm至20nm的區間，而平面橫向尺寸是在1um至100um的區間。

本發明的載體樹脂可為聚合物樹脂，能藉升高溫度或在紫外光輻射下以進行固化聚合反應或交聯反應。再者，本發明載體樹脂的組成成分亦可進一步包含界面活性劑或用於黏度與施工控制的助劑，或其組合。助劑包含稀釋劑、可塑劑、交聯劑、黏著促進劑、填充劑、流平劑、觸變劑(Thixotropic agent)、起始劑或催化劑。

由於本發明所提供之透明抗靜電膜具有相當優越的抗靜電效能，而且靜電消散效能可隨表面改質之奈米石墨烯片之添加量增加而提升，因此同時具有可調節的抗靜電性及透光性。此外，本發明所揭示的透明抗靜電膜可透過網版印刷、刮刀塗覆、輪塗、旋轉塗佈、刷塗、噴塗等加工方式將透明石墨烯塗層設置於基材而製成，因而相當具有產業利用性。

1‧‧‧透明抗靜電膜

10‧‧‧基材

20‧‧‧透明石墨烯塗層

21‧‧‧表面改質之奈米石墨烯片

23‧‧‧載體樹脂

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧電子線路

第一圖為依據本發明之透明抗靜電膜之實施例的示意圖。

以下配合圖示及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

請參閱第一圖，本發明之透明抗靜電膜之實施例的示意圖。要注意的是，為清楚展現本發明的主要特點，因此第一圖只是以示意方式顯示其中主要元件之間的相對關係，並非依據實際大小而繪製，所以圖中主要元件的厚度、大小、形狀、排列、配置等等都只是參考而已，並非用以限定本發明的範圍。

如第一圖所示，本發明的透明抗靜電膜1主要是包括基材10及透明石墨烯塗層20，其中基材10至少包含一第一表面11，如圖中的上表面，而且第一表面11可形成有電子線路12。透明石墨烯塗層20是設置於基材10的第一表面11上，具有小於10¹²ohm/sq之表面電阻值以及波長550nm之可見光的透光度大於70%。尤其是，透明石墨烯塗層20包含複數個表面改質之奈米石墨烯片21以及載體樹脂23，其中表面改質之奈米石墨烯片21是均勻分散於載體樹脂23中，形成網路狀的導電性結構。再者，表面改質之奈米石墨烯片21占透明抗靜電膜1的重量比為0.01-5wt%。

要注意的是，為方便說明本發明的技術特徵，第一圖中的各個表面改質之奈米石墨烯片21是以薄片狀的側面方向顯示，亦即，實際上從圖中的觀察角度上看，會有一部分的表面改質之奈米石墨烯片21會顯示 出其正面，或有一部分的表面改質之石墨烯奈米片21會同時顯示部分的正面及部分的側面。

基材10之第一表面11所形成之電子線路可以是積體電路元件或光電顯示元件。

一般而言，本發明的透明石墨烯塗層20於波長550nm的可見光下具有大於60%的穿透度，例如70至90%。透明石墨烯塗層20之表面電阻值小於10¹³ohm/sq，較佳小於10¹²ohm/sq，最佳的，介於10⁷至10¹¹ohm/sq的表面電阻值。

表面改質之奈米石墨烯片21的堆積密度在0.1g/cm³至0.01g/cm³之間，且其厚度在1nm至20nm的區間、平面橫向尺寸在1um至100um的區間，平面橫向尺寸與厚度之比值在20至10000的區間，而比表面積為15至750m²/g。

表面改質之奈米石墨烯片21具有至少一表面改質層，其化學結構為Mx(R)y(R’)z，其中M係一金屬元素，可選自矽、鈦、鋯以及鋁的其中之至少一者，R係一親水性官能基，R’係一親油性官能基，0≦x≦6，1≦y≦20，且1≦z≦20，親水性官能基及親油性官能基分別化學鍵結至表面改質之奈米石墨烯片21與載體樹脂23。

具體而言，R係選自烷氧基、羰基、羧基、醯氧基、醯氨基、伸烷氧基以及伸烷氧羧基之至少一者，R’係選自乙烯基、脂肪環氧烷基、苯乙烯基、甲基丙烯醯氧基、丙烯醯氧基、脂肪基胺基、氯丙烷基、脂肪基氫硫基、脂肪基硫離子基、異氰酸基、脂肪基尿素基、脂肪基羧基、脂肪基羥基、環己烷基、苯基、脂肪基甲醯基、乙醯基以及苯甲醯基之至少 一者。

表面改質之奈米石墨烯片21的氧含量為1-20wt%。

本發明的載體樹脂23可選自光學樹脂(Optical Clear Resin)。具體而言，載體樹脂23可選自聚丙烯酸酯、聚乙烯基醚、聚偏氟乙烯、聚對苯二甲酸乙烯酯、聚氨酯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四甘醇二丙烯酸酯、聚醯亞胺、醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、醋酸丙酸纖維素、乙基纖維素、氰乙基纖維素、氰乙基聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚氯乙烯、聚烯烴以及矽酮樹脂之至少一者。此外，載體樹脂23也可選自熱固型樹脂或可光固化型樹脂。

透明石墨烯塗層20可進一步包含至少一種助劑，例如：一導電助劑、至少一界面活性劑、一黏度調變助劑、一偶合劑以及一觸變劑，用以調整有關透明導電石墨烯塗層之導電、加工、黏著以及透光等性質。

導電助劑可選自導電高分子、無機鹽類以及有機鹽類之至少一者，用以輔助表面改質之奈米石墨烯片達到抑制靜電效果，並且可平衡整體材料成本。

界面活性劑可選自飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸以及多元不飽和脂肪酸之至少一者，其中飽和脂肪酸包含硬脂酸、月桂酸、棕櫚酸以及肉豆蔻酸之至少一者；不飽和脂肪酸包含棕櫚烯酸以及油酸之至少一者；而多元不飽和脂肪酸包含亞麻油酸以及次亞麻油酸之至少一者。

黏度調變助劑可選自對苯二甲酸酯類、酯肪酸酯類、磷酸酯類、環氧酯類或高分子聚酯類之至少一者。

偶合劑的化學結構為Mx(R)y(R’)z，M係金屬元素，R係親水性官能基，R’係親油性官能基，0≦x≦6，1≦y≦20，且1≦z≦20，其中親水性官能基及親油性官能基係用以使得表面改質之奈米石墨烯片21與載體樹脂23能在其間產生化學鍵結而結合，用以調整當奈米石墨烯片之比表面積較小時，其表面改質層數量可能不足之問題。偶合劑包含但不限於矽烷類、鈦酸酯類、鋯酸酯類、鋁鋯酸酯類以及鋁酸酯類。

觸變劑可選自二氧化矽、膨潤土、氫化蓖麻油、聚醯胺蠟、高嶺土、石綿、氯化烯化合物、金屬皂、羥乙基纖维素、聚乙烯醇以及聚丙烯酸鹽之至少一者。

為進一步顯示本發明之透明抗靜電膜的具體功效藉以使得熟知習用技術的人士者能更加清楚了解整體的操作方式，下文中將以示範性實例詳細說明實際的操作方式。

以下實驗示例皆使用表面改質之奈米石墨烯片，表面改質之步驟包含奈米石墨烯片官能基化步驟以及表面改質層形成步驟。

奈米石墨烯片官能基化步驟係先將奈米石墨烯片與加熱的氫氧化鉀、雙氧水或硫酸等反應而在奈米石墨烯片表面形成COOH、OH官能基，亦可用紫外光或臭氧進行改質獲得官能基化之奈米石墨烯片。

表面改質層形成步驟係將官能基化之奈米石墨烯片再加入偶合劑進一步反應以在官能基化之奈米石墨烯片之表面形成一表面改質層。該偶合劑的化學結構為Mx(R)y(R’)z，M係一金屬元素，包含矽、鈦、鋯及鋁的至少其中之一，R係一親水性官能基，R’係一親油性官能基，0≦x≦6，1≦y≦20，且1≦z≦20，該親水性官能基及該親油性官能基可使 得該等表面改質之奈米石墨烯片與該載體樹脂之間產生化學鍵結而結合。表面改質之奈米石墨烯片的氧含量為1-20wt%。

實驗示例1~4以表面改質之奈米石墨烯片進行半透明可剝膠測試實例，添加前述表面改質之奈米石墨烯片後，可剝膠達抗靜電的功效，且依然維持半透明度。

[實驗示例1]

配方內容包含聚氯乙烯60wt%、環氧樹脂10wt%、酚醛樹脂10wt%、磷苯二甲酸酯10%、硬脂酸鋇2wt%、磷酸三苯酯2.5wt%、碳酸鈣2wt%、二氧化矽2wt%、表面改質奈米石墨烯片為1.5wt%，其中聚氯乙烯、環氧樹脂及酚醛樹脂作為載體樹脂，磷苯二甲酸酯作為黏度調整劑，硬脂酸鋇、磷酸三苯酯及二氧化矽作為提高內聚強度與附著力功效。

首先，依據上述配方比例進行預混合，而後用行星式高速混拌機以公轉速1600rpm，自轉速880rpm，歷時5分鐘均勻混合。接著，再添加占載體樹脂的0.5wt%之鈦酸酯作為偶合劑，以公轉速1600rpm，自轉速352rpm，經過3分鐘均勻混合，可得到包含表面改質層之奈米石墨烯片的透明漿料。然後以刮刀法方式將包含表面改質之奈米石墨烯片的透明漿料塗佈於玻璃基材上，透明石墨烯塗層之厚度約30μm，並進行150度烘箱或熱板的加熱烘烤處理30分鐘，以固化透明石墨烯塗層而形成所需的透明抗靜電膜。

[實驗示例2]

配方內容包含聚氯乙烯60wt%、環氧樹脂10wt%、酚醛樹脂10wt%、磷苯二甲酸酯10%、硬脂酸鋇2wt%、磷酸三苯酯2.5wt%、碳酸鈣2wt%、二氧化矽2wt%、表面改質奈米石墨烯片為1.5wt%，其中聚氯乙烯、環氧樹脂及酚醛樹脂作為載體樹脂，磷苯二甲酸酯作為黏度調整劑，硬脂酸鋇、磷酸三苯酯及二氧化矽作為提高內聚強度與附著力功效。

於實驗示例2，將表面改質之奈米石墨烯片預先分散於正己烷，再將含有表面改質之奈米石墨烯片的正己烷添加入載體樹脂中並以葉片攪拌進行混和。混和均勻後減以壓濃縮機去除正己烷。而後用行星式高速混拌機以公轉速1600rpm，自轉速880rpm，經過5分鐘均勻混合。再添加占載體樹脂的0.7wt%之鈦酸酯作為偶合劑，以公轉速1600rpm，自轉速352rpm，經過3分鐘均勻混合，可得到包含表面改質之奈米石墨烯片的透明漿料。接著，以網版印刷方式將包含表面改質之奈米石墨烯片的透明漿料塗佈於玻璃基材上，透明石墨烯塗層之厚度約30μm並進行150度烘箱或熱板的加熱烘烤處理30分鐘以固化透明石墨烯塗層，形成所需的透明抗靜電膜。

[實驗示例3]

實驗示例3所使用的配方如同實驗示例2，將上述表面改質奈米石墨烯片預先分散於正己烷，與實驗示例2不同的是，移除正己烷後，再將經正己烷潤濕之奈米石墨烯添加入樹脂載體中，而後用行星式高速混拌機以公轉速1600rpm，自轉速880rpm，經過5分鐘均勻混合。再添加占樹脂載體的0.7wt%之鈦酸酯作為偶合劑，以公轉速1600rpm，自轉速352rpm，經過3分鐘均勻混合，可得到包含表面改質之奈米石墨烯片的透明漿料。接著， 以網版印刷法方式將包含表面改質之奈米石墨烯片之透明漿料塗佈於玻璃基材上，透明石墨烯塗層之厚度約30μm，接著進行150度烘箱或熱板的加熱烘烤處理30分鐘以固化透明石墨烯塗層，形成所需的透明抗靜電膜。

[實驗示例4]

配方內容包含聚氯乙烯65wt%、環氧樹脂12wt%、酚醛樹脂10wt%、對苯二甲酸二辛酯11wt%、表面改質之奈米石墨烯片2wt%，其中聚氯乙烯、環氧樹脂及酚醛樹脂作為載體樹脂，對苯二甲酸二辛酯作為黏度調變助劑。

首先，依據上述比例將對苯二甲酸二辛酯與表面改質之奈米石墨片進行混合，再用行星式高速混拌機以公轉速1600rpm，自轉速880rpm，歷時5分鐘均勻混合。添加聚氯乙烯65wt%、環氧樹脂12wt%以及酚醛樹脂10wt%，並且進一步添加占載體樹脂的1wt%之鈦酸酯作為偶合劑，以公轉速1600rpm，自轉速352rpm，經過3分鐘均勻混合，可得到包含表面改質之奈米石墨烯片的透明漿料。接著，以刮刀法方式將包含表面改質之奈米石墨烯片的透明漿料塗佈於玻璃基材上，透明石墨烯塗層之厚度約30μm，並進行150度烘箱或熱板的加熱烘烤處理30分鐘以固化透明石墨烯塗層，形成所需的透明抗靜電膜。

上述實驗示例的測試結果如表一所示。

一般而言，容易積蓄靜電之絕緣材料的表面電阻通常大於10¹³ohm/sq，而抗靜電材料所需求的表面電阻較佳係介於10⁶至10¹¹ohm/sq。從實驗示例1、2、3、4與對比例的實驗結果中，顯而易見的是本發明的透明抗靜電膜能有效排除靜電，且透明石墨烯塗層具良好的光學可穿透性。值得一提的是，透明石墨烯塗層不會影響現有電子線路之化學及物理性質，從而透明石墨烯塗層可直接設置於表面形成有電子線路之基材上，因此本發明的透明抗靜電膜確實具有極高的產業利用性。

再者，本發明之透明抗靜電膜亦可應用於光學感壓膠，實驗示例5~6以表面改質之奈米石墨烯片進行光學感壓膠測試實例，添加本案之表面改質之奈米石墨烯片後，光學感壓膠達抗靜電的功效，且依然良好的透明度。實施例如下所示。

[實驗示例5]

載體樹脂包含聚甲基丙烯酸甲酯40wt%以及乙酸乙酯60wt%。以載體樹 脂之重量計算，添加0.3wt%的表面改質之奈米石墨烯片以及1wt%的PEDOT：PSS入載體樹脂中，接著，以刮刀法方式將包含表面改質之奈米石墨烯片的透明漿料塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯之基材上，透明石墨烯塗層之厚度約10μm，並進行100度烘箱或熱板的加熱烘烤處理30分鐘以固化透明石墨烯塗層，形成所需的透明抗靜電膜。

[實驗示例6]

載體樹脂包含聚甲基丙烯酸甲酯40wt%、乙酸乙酯60wt%。以載體樹脂之重量計算，添加0.05wt%的表面改質石墨烯以及1wt%的鈉烷基磺酸鹽入載體樹脂中，其中鈉烷基磺酸鹽做為導電助劑。接著，以刮刀法方式將包含表面改質之奈米石墨片的透明漿料塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯基材上，塗層厚度約10μm，並進行100度烘箱或熱板的加熱烘烤處理30分鐘以固化塗層，形成所需的透明抗靜電膜。

從實驗示例5、6與對比例的實驗結果中，顯而易見的是本發明的透明抗靜電膜能有效排除靜電，且透明石墨烯塗層於波長550nm之可 見光的透光度接近90%。

綜上所述，本發明的主要特點在於奈米石墨烯片之表面改質層，可提高石墨烯在載體樹脂中的相容性以及親和性，使得奈米石墨烯片均勻分散於載體樹脂，解決習知石墨烯甚至是奈米碳管不易分散的問題，進一步檢驗實施示例1-6之透明抗靜電膜，其霧度小於30%或刮刀細度小於15um，充分說明表面改質之奈米石墨烯片係均勻分散於載體樹脂，符合光學等級的要求。因此本發明的透明抗靜電膜可有效抑制靜電，進而避免靜電對基材之衝擊，更可達成電磁波屏蔽的效果，且兼顧光學透明度，因此非常適用於需要抗靜電或電磁波屏蔽，且須維持透光性訴求之光電顯示元件或積體電路元件。

此外，本發明的透明抗靜電膜可透過石墨烯、樹脂、表面改質劑與其他任選添加劑的混合形成，比如利用行星式高速混拌機、高剪切分散設備、超音波震盪設備或其他可將材料均勻混和之設備。因此，不需要額外設計的特殊設備，即可滿足製造含有表面改質之奈米石墨烯片的透明抗靜電膜所需，達到降低成本的經濟性，增強市場上的產品競爭力。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

1‧‧‧透明抗靜電膜

10‧‧‧基材

11‧‧‧基材第一表面

12‧‧‧電子線路

20‧‧‧透明石墨烯塗層

21‧‧‧奈米石墨烯片

23‧‧‧載體樹脂

Claims (18)

1. 一種透明抗靜電膜，包括：一基材，至少包含一第一表面；以及一透明石墨烯塗層，係設置於該基材的第一表面上，具有小於10¹²ohm/sq之表面電阻值以及波長550nm之可見光的透光度大於70%，且包含複數個表面改質之奈米石墨烯片以及一載體樹脂，其中該等表面改質之奈米石墨烯片均勻分散於該載體樹脂中。
2. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該基材之材質為玻璃、塑膠或晶圓之任一者。
3. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該基材之第一表面上進一步形成有電子線路，該透明石墨烯塗層設置於該電子線路上。
4. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該等表面改質之奈米石墨烯片占該透明石墨烯塗層的重量比為0.01-5wt%。
5. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該透明石墨烯塗層之表面電阻值介於10⁷至10¹¹ohm/sq。
6. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該等表面改質之奈米石墨烯片均勻分散於該載體樹脂係指該透明石墨烯塗層之霧度小於30%或刮板細度小於15um。
7. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該等表面改質之奈米石墨烯片具有介於0.1g/cm³至0.001g/cm³之一堆積密度、介於1nm至20nm之一厚度、介於1um至100um之一平面橫向尺寸以及介於15至750m²/g之一比表面積。
8. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中各該表面改質之石墨烯奈米片具有化學結構為Mx(R)y(R’)z之至少一表面改質層，其中M係一金屬元素，包含矽、鈦、鋯以及鋁之至少一者，R係一親水性官能基，R’係一親油性官能基，0≦x≦6，1≦y≦20，且1≦z≦20，該親水性官能基及該親油性官能基分別化學鍵結至該等表面改質之奈米石墨烯片與該載體樹脂。
9. 依據申請專利範圍第8項之透明抗靜電膜，其中R係選自烷氧基、羰基、羧基、醯氧基、醯氨基、伸烷氧基以及伸烷氧羧基之至少一者，R’係選自乙烯基、脂肪環氧烷基、苯乙烯基、甲基丙烯醯氧基、丙烯醯氧基、脂肪基胺基、氯丙烷基、脂肪基氫硫基、脂肪基硫離子基、異氰酸基、脂肪基尿素基、脂肪基羧基、脂肪基羥基、環己烷基、苯基、脂肪基甲醯基、乙醯基以及苯甲醯基之至少一者。
10. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該等表面改質之奈米石墨烯片的氧含量為1-20wt%。
11. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該載體樹脂係選自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙烯酯、聚氨酯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四甘醇二丙烯酸酯、聚醯亞胺、醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、醋酸丙酸纖維素、乙基纖維素、氰乙基纖維素、氰乙基聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚氯乙烯、聚烯烴以及矽酮樹脂之至少一者。
12. 依據申請專利範圍第1項之透明抗靜電膜，其中該透明石墨烯塗層進一步包含一導電助劑、一界面活性劑、一黏度調變助劑、一偶合劑以及一觸變劑之至少一者。
13. 依據申請專利範圍第12項之透明抗靜電膜，其中該導電助劑係選自導電高分子、無機鹽類以及有機鹽類之至少一者。
14. 依據申請專利範圍第12項之透明抗靜電膜，其中該界面活性劑係選自一飽和脂肪酸、一不飽和脂肪酸以及一多元不飽和脂肪酸之至少一者，其中該飽和脂肪酸包含硬脂酸、月桂酸、棕櫚酸以及肉豆蔻酸之至少一者，該不飽和脂肪酸包含棕櫚烯酸以及油酸之至少一者，該多元不飽和脂肪酸包含亞麻油酸以及次亞麻油酸之至少一者。
15. 依據申請專利範圍第12項之透明抗靜電膜，其中該黏度調變助劑係選自對苯二甲酸酯類、酯肪酸酯類、磷酸酯類、環氧酯類以及高分子聚酯類之至少一者。
16. 依據申請專利範圍第12項之透明抗靜電膜，其中該偶合劑的化學結構為Mx(R)y(R’)z，M係一金屬元素，R係一親水性官能基，R’係一親油性官能基，0≦x≦6，1≦y≦20，且1≦z≦20，該親水性官能基及該親油性官能基係用以於該等表面改質之奈米石墨烯片與該載體樹脂之間產生化學鍵結。
17. 依據申請專利範圍第16項之透明抗靜電膜，其中該偶合劑係選自矽烷類、鈦酸酯類、鋯酸酯類、鋁鋯酸酯類以及鋁酸酯類之至少一者。
18. 依據申請專利範圍第12項之透明抗靜電膜，其中該觸變劑係選自二氧化矽、膨潤土、氫化蓖麻油、聚醯胺蠟、高嶺土、石綿、氯化烯化合物、金屬皂、羥乙基纖维素、聚乙烯醇以及聚丙烯酸鹽之至少一者。