專利名稱：碳納米管分散液及使用其制造薄層和顯示面板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳納米管分散液及使用其制造薄層和顯示面板的方法。
背景技術(shù)：
自從在1991年由明治大學(xué)的Iijima用電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)了碳納米管(CNTs)以來， 對于碳納米管已經(jīng)開展了大量的研究。碳納米管具有包裹成完全的圓柱體的石墨烯層，并且具有l(wèi)-20nm的直徑。石墨具有獨(dú)特的排列，并且是牢固的平面六角管形層結(jié)構(gòu)。管形層的頂部和底部填充有自由電子并且這些電子以離散態(tài)平行于管形層移動。石墨烯層包裹成螺旋形以形成碳納米管，并且因此邊緣在不同點(diǎn)結(jié)合。當(dāng)碳納米管的螺旋或手性改變時，自由電子的運(yùn)動發(fā)生改變。當(dāng)自由電子的運(yùn)動變成完全自由時，碳納米管像金屬一樣反應(yīng)或像半導(dǎo)體一樣克服其帶隙。帶隙是由納米管的直徑所確定的。當(dāng)納米管的直徑是最小值時，能級可減小至 IeV0碳納米管具有卓越的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性并且包括金屬屬性和半導(dǎo)體屬性。此外， 碳納米管直徑小且長度長并且是中空的。因此，碳納米管作為顯示裝置、晶體管和能量存儲器的材料具有卓越的特性，并且作為納米尺寸的電子裝置具有高適用性。為了在基板上形成碳納米管，將與溶劑混合的碳納米管分散液涂覆在基板上。然而，碳納米管分散液對基板粘附力低，因此先將碳納米管分散液涂覆于基板上形成薄膜，然后在該薄膜上涂覆粘附聚合物。這樣的碳納米管形成方法包括附加的粘附聚合物涂覆工序，從而由于設(shè)備投入和長的粘性維持時間而造成生產(chǎn)率降低，以及由于粘附聚合物造成在碳納米管之間的接觸電阻增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是提供一種能夠用于容易地形成碳納米管薄膜的碳納米管分散液以及使用其制造薄膜和顯示面板的方法。一方面，碳納米管分散液包括碳納米管；在其一端具有-NR2且在其另一端具有-Si (OR)3或-SH的自組裝材料；以及溶劑。這里，R是H或CnH(2n+1)，其中η是自然數(shù)。此夕卜，-NR2, -Si (OR) 3以及-SH分別是官能團(tuán)。在其另一端具有-Si (OR)3的自組裝材料可以是氨烷基硅烷。在其另一端具有-SH的自組裝材料可以是氨烷硫醇。在碳納米管分散液中的碳納米管的含量可以在10wt%以下。在碳納米管分散液中的碳納米管的含量在0. Iwt% Iwt%之間。溶劑可以包括選自DI (去離子)水、DMF ( 二甲基甲酰胺)、DCE (二氯乙烯)、醇基材料、甲苯基材料以及炔基材料中的至少一種。在碳納米管分散液中的自組裝材料的含量可以在lVol%以下。在碳納米管分散液中的自組裝材料的含量在0. Ivol % Ivol %之間。另一方面，一種制造碳納米管薄膜的方法包括提供基板以及在基板上涂覆碳納米管分散液以形成薄膜，該碳納米管分散液包括碳納米管、在其一端具有-NR2并且在其另一端具有-Si (OIO3或-SH的自組裝材料以及溶劑?；蹇梢允沁x自Si、SiNx、Si&以及電介質(zhì)層中的一種。另一方面，一種制造顯示裝置的方法包括提供基板；在基板上形成柵極；在包括柵極的基板上形成柵絕緣層；以及在柵絕緣層上涂覆碳納米管分散液以在柵極上面形成薄膜，該碳納米管分散液包括碳納米管、在其一端具有-NR2并且在其另一端具有-Si (OR) 3 或-SH的自組裝材料以及溶劑。薄膜可以是透明導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層。


將參考以下附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，其中相同的標(biāo)號指代相同的元件。圖1、2A和2B圖解了碳納米管分散液的自組裝材料和碳納米管的結(jié)合；圖3AJB和3C圖解了碳納米管在基板上的鍵合；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式在基板上形成的碳納米管薄膜的掃描電子顯微鏡 (SEM)圖；圖5圖解了顯示面板的單元像素，其包括使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的碳納米管分散液形成的薄膜晶體管的半導(dǎo)體層；以及圖6A、6B、6C和6D是沿線A_A，所取的圖5的剖面圖，示出制造顯示面板的方法。
具體實(shí)施例方式下面，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的碳納米管分散液可以包括碳納米管；在其一端具有-NR2 并且在其另一端具有-Si (OR) 3或-SH的自組裝材料；以及溶劑。這里，R可以是H或CnHferi)， 其中η是自然數(shù)。碳納米管是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并且可以具有數(shù)納米的直徑和幾百至幾千納米的長度。碳納米管可以是單壁碳納米管(SWNT)、雙壁碳納米管(DWNT)或多壁碳納米管(MWNT)。碳納米管由于具有高的熱傳導(dǎo)率、柔韌性以及透過率而能夠用于多種電子裝置。自組裝材料可以是具有碳鏈作為主骨架的的自組裝單層(SAM)，并且可以在其一端具有-NIi2來增強(qiáng)自組裝單層(SAM)與碳納米管的鍵合強(qiáng)度，以及可以在其另一端具有-Si (OR)3或-SH來增強(qiáng)自組裝單層(SAM)與基板的鍵合強(qiáng)度。這里在一個實(shí)例中，在其一端具有-NR2并且在其另一端具有-Si (OR)3的材料可以是由通式1所表示的氨烷基硅烷。通式1
HzNS i _3在另一個實(shí)例中，在其一端具有-NR2并且在其另一端具有-SH的材料可以是由通式2表示的氨烷硫醇。通式權(quán)利要求
1.一種碳納米管分散液，包括碳納米管；自組裝材料，在其一端具有-NR2并且在其另一端具有-Si (OR) 3或-SH ；其中，R是H或 CnH(2n+1)，且η是自然數(shù)。以及溶劑。
2.如權(quán)利要求1所述的碳納米管分散液，其中在其另一端具有-Si(OR) 3的所述自組裝材料是氨烷基硅烷。
3.如權(quán)利要求1所述的碳納米管分散液，其中在其一端具有-NR2的所述自組裝材料是氨烷硫醇。
4.如權(quán)利要求1所述的碳納米管分散液，其中在所述碳納米管分散液中的所述碳納米管的含量在10wt%以下。
5.如權(quán)利要求4所述的碳納米管分散液，其中在所述碳納米管分散液中的所述碳納米管的含量在0. lwt% 之間。
6.如權(quán)利要求1所述的碳納米管分散液，其中所述溶劑包括選自去離子水、二甲基甲酰胺、二氯乙烯、醇基材料、甲苯基材料以及炔基材料中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的碳納米管分散液，其中在所述碳納米管分散液中的所述自組裝材料的含量在Ivol %以下。
8.如權(quán)利要求1所述的碳納米管分散液，其中在所述碳納米管分散液中的所述自組裝材料的含量在0. Ivol % Ivol %之間。
9.一種制造碳納米管薄膜的方法，包括提供基板；以及在基板上涂覆碳納米管分散液以形成薄膜，該碳納米管分散液包括碳納米管；在其一端具有-NR2并且在其另一端具有-Si (OR) 3或-SH的自組裝材料，其中，R是H或CnH(2n+1)，且 η是自然數(shù)；以及溶劑。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述基板選自由Si、SiNx,SiO2以及電介質(zhì)層組成的組中的一種。
11.一種制造顯示裝置的方法，包括提供基板；在基板上形成柵極；在包括所述柵極的基板上形成柵絕緣層；以及在所述柵絕緣層上涂覆碳納米管分散液以在柵極上面形成薄膜，該碳納米管分散液包括碳納米管；在其一端具有-NR2并且在其另一端具有-Si (OR) 3或-SH的自組裝材料，其中， R是H或CnH(2n+1)，且η是自然數(shù)；以及溶劑。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述薄膜是透明導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳納米管分散液以及使用其制造薄層和顯示面板的方法，該碳納米管分散液包括碳納米管；在其一端具有-NR2并且在其另一端具有-Si(OR)3或-SH的自組裝材料；以及溶劑。
文檔編號C04B41/50GK102153367SQ20101057058
公開日2011年8月17日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者樸成基, 李泰榮, 林定植, 金在昡, 金敏澈 申請人:樂金顯示有限公司