東麗2012年2月發(fā)布了用于雙層碳納米管（CNT）電子紙的透明導(dǎo)電薄膜量產(chǎn)技術(shù)。由此，基本實現(xiàn)了電子紙用透明導(dǎo)電薄膜用于實際時所需要的90％的光透射率、以及500Ω以下的表面電阻值。該產(chǎn)品現(xiàn)已開始向部分廠商樣品供貨，預(yù)定2012年度內(nèi)開始量產(chǎn)。東麗表示，“希望能在電子紙透明導(dǎo)電薄膜市場上獲得較大的份額”。

　　只給CNT外層增加極性

　　此次東麗通過只讓雙層CNT的外層帶有極性，全球首次開發(fā)出了能夠防止凝聚問題出現(xiàn)的透明導(dǎo)電薄膜量產(chǎn)技術(shù)。透明導(dǎo)電薄膜是讓雙層CNT分布在溶液中形成彌散，然后在常壓狀態(tài)下，涂布在PET薄膜上形成的。

　　雙層CNT采用“催化劑擔(dān)載氣相沉積法”工藝制造。該工藝以金屬粒子為催化劑，首先使這些粒子均勻分散并固定在載體上，然后通過噴射碳化氫在催化劑上生成雙層CNT。與其他競爭公司大多沒有采用載體的氣相沉積法和電弧放電法相比，具有設(shè)備投資成本低、制造溫度容許范圍大等優(yōu)點。東麗介紹說，采用該工藝制造的雙層CNT的純度高達(dá)“90％以上”。

　　雙層CNT的形狀是直徑不同的兩根CNT以同軸的形式圈套在一起的狀態(tài)。直徑約為3nm。與單層CNT相比，即使進(jìn)行多種加工，性能也不易受損，導(dǎo)電性等也比多層CNT出色。

　　雖然CNT以前就作為透明導(dǎo)電薄膜材料備受關(guān)注，但由于無法解決CNT聚集成團的凝聚問題，因此未能達(dá)到薄膜等用途所要求的表面電阻值及光透射率。東麗的雙層CNT由于解決了凝聚問題，所以擁有較其他CNT更為出色的特性。

　　是電子紙的最強候補

　　透明電極此前一般采用銦與錫的氧化物ITO，但大多是在玻璃上成膜形成的。如果在柔性薄膜上對ITO進(jìn)行成膜，就會出現(xiàn)彎曲或者拉伸時導(dǎo)電性大幅降低的問題。同時，稀有金屬銦在確保穩(wěn)定供應(yīng)方面也存在問題。

　　因此，作為替代技術(shù)，多家公司紛紛提出了采用CNT、金屬納米粒子及導(dǎo)電性樹脂等材料的多種技術(shù)。

 

　　東麗此次開發(fā)的雙層CNT薄膜最適合注重光透射率的電子紙。理由是：在保持較高的光透射率的情況下，仍能憑借較低的表面電阻值（即高導(dǎo)電率）來獲得與其他薄膜相當(dāng)?shù)奶匦浴?/p>

　　而且，雙層CNT薄膜的耐彎曲性和耐拉伸性也大幅高于ITO薄膜及金屬納米粒子薄膜，同時在無色方面，也優(yōu)于金屬納米粒子薄膜和導(dǎo)電性樹脂PEDOT/PSS薄膜。

　　金屬納米粒子方面，住友大阪水泥采用銅粒子作為布線材料。該公司正在開發(fā)光透射率為81％時、表面電阻值還不到0.1Ω/□的超低電阻薄膜。東麗也在與美國Cambrios公司聯(lián)合開發(fā)采用銀納米粒子的導(dǎo)電性薄膜。東麗介紹說，“金屬納米粒子技術(shù)主要面向需要高導(dǎo)電性的用途。不過，當(dāng)降低納米粒子的密度，以便提高光透射率、用于電子紙時，就會出現(xiàn)凝聚現(xiàn)象，無法順利使用”。而且，PEDOT/PSS“在耐濕熱方面還有問題”。

　　看來，這些透明導(dǎo)電薄膜的實現(xiàn)技術(shù)，有必要根據(jù)不同用途來區(qū)別對待。