利用纳米碳管制作透明导电膜的方法

摘要

一种利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，包含以下步骤，首先，将多个纳米碳管与多个金属颗粒设置于一基材上，该金属颗粒连接于该纳米碳管之间；接着，对该纳米碳管进行照光或是一电晕处理，令该纳米碳管之间对应产生一光电流或是一放电电流；最后，该金属颗粒通过该光电流或是该放电电流的加热而熔化，并使该纳米碳管与该金属颗粒之间形成焊接，而于该基材上形成一透明导电膜。据此，本发明通过照光或是电晕处理的方式，令该纳米碳管之间利用该金属颗粒而可靠的连接，以提升该透明导电膜的导电度。

权利要求

1.一种利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤A：将多个纳米碳管与多个金属颗粒设置于一基材上，该金属颗粒连接于该纳米碳管之间；

步骤B：将该基材连同所承载的该纳米碳管与该金属颗粒置入一气体环境，并于该气体环境形成一等离子体以对该纳米碳管进行一电晕处理，令该纳米碳管之间产生一放电电流；以及步骤C：该金属颗粒通过该放电电流的加热而熔化，并使该纳米碳管与该金属颗粒之间形成焊接，而于该基材上形成一透明导电膜。

2.根据权利要求1所述利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，其特征在于，步骤A中，该纳米碳管的长度介于5nm至1mm之间。

3.根据权利要求1所述利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，其特征在于，步骤A中该金属颗粒的粒径介于1nm至300um之间。

4.根据权利要求1所述利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，其特征在于，步骤A中，该基材为选自聚对苯二甲酸乙二酯、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯丁烯、亚克力、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物所组成的群组。

5.根据权利要求1所述利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，其特征在于，步骤A中，该金属颗粒为选自银、锡、铜、金、铝、钨、铁、铂、铅、锰、镍及其组合所组成的群组。

6.根据权利要求1所述利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，其特征在于，步骤C中，该金属颗粒为银，加热该金属颗粒至一温度区间，该温度区间为介于750℃至1000℃之间。

说明书

利用纳米碳管制作透明导电膜的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种导电薄膜的制造方法，尤其涉及一种利用纳米碳管制作透明导电膜的方法。

背景技术

[0002] 随着显示器与触控面板的普及，当中所使用的透明导电薄膜亦不断的改进与精进。目前透明导电薄膜的最主要原料来源，氧化铟锡(indium tin oxide，简称为ITO)，由于其中的铟属于稀有金属，产量有限，造成供给不稳定及原料成本节节高升，因此，寻找新的替代性材料已成为相关业者首要的研究目标。

[0003] 例如纳米碳管因具有导电性而被应用在导电领域以形成一导电膜，而现有使用纳米碳管的该导电膜包括网状结构的一纳米碳管薄膜，不过由于该网状结构的纳米碳管薄膜存在网洞，而使得使用纳米碳管的该导电膜，其具有导电率较低的缺点。

[0004] 故在中国台湾专利公开第201137899号中，即揭示一种导电膜，其包括纳米碳管网状结构层及多纳米导电粒子，所述纳米碳管网状结构层具有多个网洞，所述多纳米导电粒子填充于该多个网洞。如此，该导电膜通过在纳米碳管网状结构层的网洞填充该纳米导电粒子，提高了导电率。

[0005] 然而，上述的该导电膜，虽然该纳米导电粒子填充于该纳米碳管网状结构之中的该网洞，但是构成该纳米碳管网状结构的该纳米碳管，彼此之间仍仅为相靠或是碰触，并未有可靠的连接关系，使得在电性的传导上遇到了瓶颈，而有改善的空间。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的，在于解决现有以纳米碳管所制成的一导电膜，该纳米碳管之间未有可靠的连接关系，使得该导电膜具有导电度不佳的问题。

[0007] 为达上述目的，本发明提供一种利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，包含以下步骤：

[0008] 步骤1：将多个纳米碳管与多个金属颗粒设置于一基材上，该金属颗粒连接于该纳米碳管之间；

[0009] 步骤2：对该纳米碳管进行照光，令该纳米碳管之间产生一光电流；以及[0010] 步骤3：该金属颗粒通过该光电流的加热而熔化，并使该纳米碳管与该金属颗粒之间形成焊接，而于该基材上形成一透明导电膜。

[0011] 为达上述目的，本发明另提供一种利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，包含以下步骤：

[0012] 步骤A：将多个纳米碳管与多个金属颗粒设置于一基材上，该金属颗粒连接于该纳米碳管之间；

[0013] 步骤B：对该纳米碳管进行一电晕处理，令该纳米碳管之间产生一放电电流；以及[0014] 步骤C：该金属颗粒通过该放电电流之加热而熔化，并使该纳米碳管与该金属颗粒之间形成焊接，而于该基材上形成一透明导电膜。

[0015] 如此一来，本发明相较于现有技术，至少具有以下功效：本发明分别通过照光或是电晕处理的方式，将分布于该纳米碳管之间的该金属颗粒熔化，而焊接于该纳米碳管上，使得该纳米碳管之间可通过该金属颗粒的焊接而可靠的连接，以提升该透明导电膜的导电度。

[0016] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

[0017] 图1，为本发明第一实施例的步骤流程图；

[0018] 图2A至图2C，为本发明第一实施例的工艺示意图；

[0019] 图3，为本发明第二实施例的步骤流程图；

[0020] 图4A至图4C，为本发明第二实施例的工艺示意图。

具体实施方式

[0021] 有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下：

[0022] 请搭配参阅图1及图2A至图2C所示，图1为本发明第一实施例的步骤流程图，图2A至图2C为本发明第一实施例的工艺示意图，本发明提供一种利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，包含以下步骤：

[0023] 步骤1：如图2A所示，将多个纳米碳管20与多个金属颗粒30设置于一基材10上，该金属颗粒30连接于该纳米碳管20之间，该纳米碳管20的长度可介于5nm至1mm之间，该金属颗粒30的材质可为银、锡、铜、金、铝、钨、铁、铂、铅、锰、镍及其合金等，其粒径约介于1nm至300um之间，该基材10在此为一薄膜状，可由聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)制成，但不以此为限制，还可为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚氯丁烯(Polychloroprene，PC)、亚克力、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、聚乙烯(polyethylene，PE)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)等材质，主要用意在于能够提供承载该纳米碳管20与该金属颗粒30的一平面，并以呈透明状为佳。在第一实施例中，该纳米碳管20与该金属颗粒30，可先与一溶剂混合，而形成一溶液或是一膏体，再将该溶液或是该膏体涂布于该基材10上，之后待该溶剂挥发即可，该溶剂在此可为水、乙酸丁酯、N-甲基吡咯酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)等等，另外，亦可直接将粉末状的该纳米碳管20及该金属颗粒30直接混合而涂布于该基材10上，又或是先于该基材10上形成该纳米碳管20，再将该金属颗粒30喷涂于该纳米碳管20之间。

[0024] 步骤2：如图2B所示，对该纳米碳管20进行照光，令该纳米碳管20之间产生一光电流。在本实施例中，对该纳米碳管20进行照光可使用一激光或是一散光灯等，该激光或是该散光灯所发出的一光线40，其波长为介于390nm至3000nm，能量为介于0.41ev至3.18ev，当该光线40照射至该纳米碳管20时，其中的光子会将该纳米碳管20内的电子激发到传导带上，产生光电流，详细原理可参照「Der-Hsien Lien,Wen-Kuang Hsu,Hsiao-Wen Zan,Nyan-Hwa Tai,and Chuen-Horng Tsai,Photocurrent Amplification at Carbon Nanotube–Metal Contacts,Adv.Mater.2006,18,98–103」的说明，并将该文记载的方法并入本文，视为本申请案的一部分。

[0025] 步骤3：如图2C所示，该金属颗粒30通过该光电流的加热而熔化，并使该纳米碳管20与该金属颗粒30之间形成焊接，而于该基材10上形成一透明导电膜。在步骤3中，该光电流于该纳米碳管20流动时，于该纳米碳管20本身的电阻的作用下，该纳米碳管20彼此接触的部分会出现一发热现象，该发热现象将会加热周遭的该金属颗粒30，使该金属颗粒30到达其熔点而熔化形成一焊料31，而焊接于该纳米碳管20上，并且于焊接后，该纳米碳管20彼此接触的部分因空隙的消失使得电阻下降，该发热现象即终止，令该焊料31冷却并可靠的连接该纳米碳管20，而于该基材10上形成该透明导电膜。在本实施例中，该发热现象可加热该金属颗粒30至一介于750℃至1000℃的温度区间，该金属颗粒为选用银，其熔点约为962℃，并且，之后将该透明导电膜从该基材10上取下，该透明导电膜即可进一步利用。

[0026] 接着，请搭配参阅图3及图4A至图4C所示，图3为本发明第二实施例的步骤流程图，图4A至图4C为本发明第二实施例的工艺示意图，本发明还提供另一种利用纳米碳管制作透明导电膜的方法，包含以下步骤：

[0027] 步骤A：如图4A所示，将多个纳米碳管20与多个金属颗粒30设置于一基材10上，该金属颗粒30连接于该纳米碳管20之间。在第二实施例中，步骤A与第一实施例中的步骤1相同，在此则不重复赘述。

[0028] 步骤B：如图4B所示，对该纳米碳管20进行一电晕处理，令该纳米碳管20之间产生一放电电流。该电晕处理为利用电晕放电，将多个高能电子50或是多个带电离子50直接打入该纳米碳管20，而于该纳米碳管20产生该放电电流，在本实施例中，为将该基材10连同所承载的该纳米碳管20与该金属颗粒30，置入一气体环境，并于该气体环境形成一等离子体以对该纳米碳管20进行该电晕处理，其中，该气体环境具有介于0至1的气压，该等离子体为氩气等离子体。

[0029] 步骤C：如图4C所示，该金属颗粒30通过该放电电流的加热而熔化，并使该纳米碳管20与该金属颗粒30之间形成焊接，而于该基材10上形成一透明导电膜。同理，步骤C中，该放电电流于该纳米碳管20流动时，于该纳米碳管20本身的电阻的作用下，该纳米碳管20彼此接触的部分会出现一发热现象，该发热现象将会加热周遭的该金属颗粒30，使该金属颗粒30到达其熔点而熔化形成一焊料31，而焊接于该纳米碳管20上，并且于焊接后，该纳米碳管20彼此接触的部分因空隙的消失使得电阻下降，该发热现象即终止，令该焊料31冷却并可靠的连接该纳米碳管20，而于该基材10上形成该透明导电膜。在本实施例中，该发热现象可加热该金属颗粒30至一介于750℃至1000℃的温度区间，该金属颗为选用银，其熔点约为962℃，并且，之后将该透明导电膜从该基材10上取下，该透明导电膜即可进一步利用。

[0030] 综上所述，由于本发明分别通过照光或是电晕处理的方式，将分布于该纳米碳管之间的该金属颗粒熔化，而焊接于该纳米碳管上，使得该纳米碳管之间可通过该金属颗粒的焊接而可靠的连接，以提升该透明导电膜的导电度，再者，本发明使用照光或是电晕处理的方式焊接该纳米碳管以形成该透明导电膜，如此，不仅可大面积、均匀并快速的进行制作，还具有低成本的优点。

[0031] 当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。