导电层合体及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种导电层合体。更详细地，设及一种导电性优异的导电层合体及其 制造方法。需要说明的是，本发明的导电层合体是指通过在基材上层合至少一层W上含有 与基材不同的材料的层而成的导电层合体。
【背景技术】
[0002] 碳纳米管实质上具有将一片石墨卷成筒状而得到的形状，卷成一层的称为单层碳 纳米管，卷成多层的称为多层碳纳米管，其中，特别地将卷成两层的称为双层碳纳米管。碳 纳米管自身具有优异的本征导电性，被期待用作导电性材料。
[0003] 为了制作使用了碳纳米管的导电层合体，已知在将碳纳米管设置于基材上而成的 碳纳米管层上进一步设置外涂层的技术。该外涂层被设置用于防止碳纳米管层的脱离及阻 挡外部空气，从而防止导电性等的特性变化。
[0004] 例如，专利文献1中，在碳纳米管层上设置热固性的聚氨醋丙締酸醋层，从而保护 导电层。另外，专利文献2、3中记载了将娃涂层、溶胶凝胶二氧化娃（solgelsilica)等 无机材料用作外涂层的例子。特别地，专利文献3中记载了通过设置溶胶凝胶二氧化娃层， 耐环境试验中导电性的变化率得到抑制。
[0005] 专利文献1 :日本特开2005-104141公报
[0006] 专利文献2 :日本特表2004-526838公报
[0007] 专利文献3:日本特开2009-119563公报
【发明内容】
[0008] 然而，在专利文献1、2、3中均未公开通过设置外涂层来提高碳纳米管层的导电性 的例子。
[0009] 为了解决上述课题，本发明的导电层合体具有W下构成。良P，
[0010] 一种导电层合体，是在基材上具有含有碳纳米管的导电层的导电层合体，所述导 电层表面的水接触角为20°W上40°W下。
[0011] 对于本发明的导电层合体而言，优选在上述导电层中含有无机氧化物。
[0012] 对于本发明的导电层合体而言，优选上述无机氧化物为二氧化娃。
[0013] 对于本发明的导电层合体而言，优选上述导电层的厚度为20~300皿。
[0014] 对于本发明的导电层合体而言，优选为满足W下[A]~怔]中至少一项的导电层 合体。
[0015] [A]全光线透过率为80%W上93%W下，表面电阻值为1X10。Q/OW上 1X1〇4q/DW下。
[0016] 怔]导电层吸光率为1%W上10%W下，表面电阻值为1X10。Q/ □W上 1X1〇4q/DW下。
[0017] 为了解决上述课题，本发明的导电层合体的制造方法具有W下构成。良P，
[0018] 所述导电层合体的制造方法为下述方法：在基材上形成含有碳纳米管的层后，进 行外涂处理，形成导电层。
[0019] 根据本发明，可W提高含有碳纳米管的导电层的导电性，并可W进一步提高导电 层合体的导电性。
【具体实施方式】
[0020] [导电层合体]
[0021] 本发明的导电层合体是在基材上具有含有碳纳米管的导电层的导电层合体，所述 导电层表面的水接触角为20°W上40°W下。导电层表面的水接触角小于20°在技术上 是困难的。另一方面，如果导电层表面的水接触角超过40°，则无法在涂布外涂层时提高含 有碳纳米管的导电层的导电性。
[0022] 本发明的导电层合体通过具有上述结构，可W降低碳纳米管间的接触电阻，提高 导电性。
[0023] 所谓导电层合体是指W下层合体，即，在基材上具有至少一层通过湿式涂布法、干 式涂布法等形成的含有导电材料的层（导电层）。本发明使用碳纳米管作为导电材料。
[0024] [基材]
[00巧]作为本发明所用的基材的原材料，可W举出树脂、玻璃等。作为树脂，可W使用聚 对苯二甲酸乙二醇醋（PET)、聚糞二甲酸乙二醇醋（阳脚等聚醋、聚碳酸醋（PC)、聚甲基丙 締酸甲醋（PMMA)、聚酷亚胺、聚苯硫酸、芳族聚酷胺、聚丙締、聚乙締、聚乳酸、聚氯乙締、聚 甲基丙締酸甲醋、脂环式丙締酸树脂、环締控树脂、=乙酷纤维素等。
[0026] 作为玻璃，可W使用通常的钢玻璃。另外，也可W将运些基材中的复数种组合使 用。例如，可W为树脂与玻璃组合而成的基材、两种W上树脂层叠而成的基材等复合基材。 也可W为在树脂膜上设置有硬涂层的那样的基材。基材的种类不限于上述种类，可W根据 用途，从耐久性和成本等方面出发选择最佳种类。基材的厚度没有特别限制，然而在用于触 摸面板、液晶显示器、有机电致发光、电子纸等显示器相关的电极的情况下，优选基材的厚 度在IOym~1000 ym之间。
[0027] [底涂层]
[0028] 本发明中，也可W在上述基材上配置含有无机氧化物的底涂层。含有无机氧化物 的底涂层由于亲水性高，因而是优选的。亲水性具体而言，优选水接触角在5~40°的范围 内。无机氧化物中，较优选W二氧化铁、氧化侣、二氧化娃为主要成分的无机氧化物，更优选 W二氧化娃为主要成分的无机氧化物。本发明中，主要成分是指全部成分中含有50质量％ W上的成分，较优选含有60质量％ ^上，更优选含有80质量％ ^上（W下其它成分亦同）。
[0029] 运些物质在表面具有亲水基（一OH)基，可获得高亲水性，因而是优选的。底涂层 的原材料通过具有亲水性，从而含有碳纳米管的层中所含的作为绝缘物的分散剂被优先地 吸附在底涂层上，含有碳纳米管的层的导电性提高，因而是优选的。关于分散剂见后述。
[0030] [底涂层的形成方法]
[0031] 本发明中，对于在基材上设置底涂层的方法没有特别限制。可W利用已知的湿 式涂布方法，例如喷涂、浸涂、旋涂、刮刀涂布、吻合涂布、凹版涂布、狭缝式模头挤出涂布 (slotdiecoat)、漉涂、棒涂、丝网印刷、喷墨印刷、凸版印刷、其它种类的印刷方法等。另 夕F，也可W使用干式涂布方法。作为干式涂布方法，可W利用瓣射、蒸锻等物理气相沉积或 化学气相沉积等。另外，涂布可W分复数次进行，也可W组合两种不同的涂布方法。优选的 涂布方法是作为湿式涂布的凹版涂布、棒涂、模具涂布（diecoating)。
[0032] 上述涂布工序之后，利用干燥工序将溶剂从已涂布的含有底涂成分的底涂涂布液 中除去。作为除去溶剂的方法，可W使用使热风接触基材的对流热风干燥、通过来自红外线 干燥装置的福射而使基材吸收红外线并转变为热从而进行加热使其干燥的福射热干燥、通 过来自被热介质加热了的壁面的热传导而进行加热使其干燥的传导热干燥等。其中，对流 热风干燥因干燥速度快而优选。
[0033]底涂层的厚度没有特别限制。从含有碳纳米管的层中所含的作为绝缘物的分散剂 优先地吸附在底涂层上的观点考虑，优选为1~500nm的范围。
[0034]底涂层的水接触角从碳纳米管分散液向底涂层上的涂布性的观点考虑，优选为 40°W下。水接触角超过40°时，碳纳米管分散液有时无法在底涂层上均匀地涂布。
[0035] 底涂层的水接触角可W使用市售的接触角测定装置进行测定。水接触角的测定依 据JISR3257(1999年），在室溫25°C、相对湿度50%的气氛下在底涂层表面用注射器滴加 1~4yL的水，从水平截面观察液滴，求出液滴端部的切线与底涂层的表面形成的角。
[003引[碳纳米管]
[0037]本发明中所用的碳纳米管只要实质上具有将一片石墨卷成筒状而得到的形状即 可，没有特别限制，将一片石墨卷成1层的单层碳纳米管、卷成多层的多层碳纳米管都可W 适用，其中尤其是在100根碳纳米管中含有50根W上双层碳纳米管（其为将一片石墨卷成 2层而成）时，导电性W及涂布用分散液中的碳纳米管的分散性极高，所W是优选的。更优 选100根中75根W上为双层碳纳米管，最优选100根中80根W上为双层碳纳米管。需要 说明的是，100根中含有50根双层碳纳米管有时也表示为双层碳纳米管的比例为50%。另 夕F，双层碳纳米管即使经过酸处理等使表面官能团化，导电性等原本的功能也不会受到损 害，从运方面考虑也是优选的。
[003引例如，按如下方式制造碳纳米管。使氧化儀上载带有铁的粉末状催化剂存在于立 式反应器中反应器的水平截面方向的整个面上，在垂直方向上向该反应器内供给甲烧，使 甲烧与上述催化剂在500~1200°C下接触，制造碳纳米管后，通过对碳纳米管进行氧化处 理，可W得到含有单层~5层碳纳米管的碳纳米管。在制造碳纳米管后，通过实施氧化处 理，可W增加单层~5层碳纳米管、尤其是2层~5层碳纳米管的比例。氧化处理例如通过 进行硝酸处理的方法实施。由于硝酸作为对碳纳米管的渗杂剂发挥作用，所W是优选的。所 谓渗杂剂是指具有对碳纳米管