KR102376571B1 - 전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 스티렌/(메트)아크릴 공중합체를 포함하는 조성물 - Google Patents

전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 스티렌/(메트)아크릴 공중합체를 포함하는 조성물 Download PDF

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Abstract

기재된 것은 전기전도성 투명 층의 제조에 적합한 조성물이며, 상기 조성물은 은 나노와이어 및 용해된 스티렌/(메트)아크릴 공중합체를 포함한다.

Description

전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 스티렌/(메트)아크릴 공중합체를 포함하는 조성물 {COMPOSITION COMPRISING SILVER NANOWIRES AND STYRENE/(METH)ACRYLIC COPOLYMERS FOR THE PREPARATION OF ELECTROCONDUCTIVE TRANSPARENT LAYERS}
본 발명은 전기전도성 투명 층의 제조에 적합한 조성물, 전기전도성 투명 층의 제조 방법, 상기 조성물의 고체 성분을 포함하거나 이로 이루어진 전기전도성 투명 층, 상기 전기전도성 투명 층을 포함하는 물품, 및 각각 상기 전기전도성 층 또는 상기 물품의 제조를 위한 상기 조성물의 용도에 관한 것이다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "전기전도성 투명 층" 은 (i) 적절한 전압이 적용될 때 전류의 흐름을 가능하게 할 수 있고, (ii) ASTM D1003 에 따라 측정되는 가시 영역 (400-700 nm) 에서 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 층 (예를 들어, US 8,049,333 참조) 을 지칭한다. 통상적으로, 상기 층은 기판 표면 상에 배열되며, 이때 상기 기판은 전형적으로 전기 절연체이다. 이러한 전기전도성 투명 층은 평면 액정 디스플레이, 터치 패널, 전계발광 소자, 박막 광전지에서 대전방지 층 및 전자기파 차폐 층으로서 널리 사용된다.
전형적으로, 이러한 전기전도성 투명 층은 (i) 광학적으로 투명한 인접 고체 상 (매트릭스로도 지칭됨) 및 (ii) 상기 매트릭스 전역으로 확장되는 전기전도성 나노물체의 전도성 네트워크를 포함하는 복합물이다. 매트릭스는 하나 이상의 광학적으로 투명한 중합체로 형성된다. 상기 매트릭스는 층 내에서 전기전도성 나노물체를 결합하고, 상기 전기전도성 나노물체들 간의 보이드 (void) 를 채우고, 층에 기계적 온전성 및 안정성을 제공하고, 층을 기판의 표면에 결합한다. 전기전도성 나노물체의 전도성 네트워크는 층 내에서 인접하고 중복되는 전기전도성 나노물체 간의 전류의 흐름을 허용한다. 나노물체의 작은 치수로 인해, 복합물의 광학적 거동에 미치는 영향은 매우 작고, 따라서 광학적으로 투명한 복합물, 즉 ASTM D1003 에 따라 측정되는 가시 영역 (400-700 nm) 에서의 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 복합물 (예를 들어, US 8,049,333 참조) 의 형성을 허용한다.
전형적으로, 이러한 전기전도성 투명 층은 적합한 액체 (바람직하게는, 물) 에 용해 또는 분산된 충분량의
(i) 하나 이상의 매트릭스-형성 결합제,
(ii) 전기전도성 나노물체 및
(iii) 임의로는 보조제 성분
을 포함하는 조성물을 기판의 표면에 적용하고, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 액체인 이들 성분 (이하 액체 성분으로 지칭됨) 을 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 고체인 적용된 조성물의 성분 (이하에서, 고체 성분으로 칭함) 을 포함하는 전기전도성 투명 층이 상기 기판의 상기 표면 상에 형성되는 정도로 제거함으로써 제조된다.
US 2008/0182090 A1 은 RFID 안테나 등과 같은 전자 회로의 제조를 위한 고속 인쇄용 잉크로서 사용하기에 적합한 조성물을 개시하고, 상기 조성물은 하기 성분을 포함한다:
(a) 전도성 입자, 바람직하게는 은 입자, 더 바람직하게는 은 플레이크
(b) 스티렌/(메트)아크릴 공중합체
(c) 음이온성 습윤제
(d) 소포제 및
(e) 물.
US 2008/0182090 A1 에 따르면, 수득되는 전기전도성 층은 3 μm 내지 7 μm 범위의 두께를 갖는다.
바람직하게는, US 2008/0182090 A1 에 따른 상기 잉크에서, 은 입자 (a) 의 농도는 조성물의 약 10 내지 90 % 이고, 공중합체 (b) 의 농도는 조성물의 약 2 내지 50 % 이다. 따라서, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 고체인 성분 (이하 고체 성분으로 지칭됨) 의 농도는 상기 잉크에서 현저하게 높다. US 2008/0182090 A1 은 수득되는 전기전도성 층의 광학 특성에 관하여 침묵하고 있지만, 광 투과율은 상당히 낮으며 헤이즈는 잉크 중 다량의 고체 성분 때문에 상당히 높은 것으로 추정된다. 전기전도성 층의 제조를 위해 기판의 표면에 적용된 잉크의 주어진 습윤 두께에서, 수득가능한 전기전도성 층의 두께 및 그에 따른 불투명도는 적용된 잉크 중 고체 성분의 농도가 증가함에 따라 증가한다. 수득가능한 전기전도성 층의 두께 및 불투명도를 습윤 두께를 감소시키는 것에 의해 감소시키는 것은 거의 불가능한데, 기술적 이유로 습윤 두께의 하한이 존재하기 때문이며, 전기전도성 투명 층을 조금이라도 수득하기 위해, 습윤 두께는 가능한 한 상기 하한에 근접해야 한다.
WO 2013/073259 A1 은 탄소 나노튜브, 그래핀 또는 풀러렌과 같은 나노탄소 재료의 수성 분산액 또는 전도성 중합체의 수성 분산액의 제조를 위한 분산제로서 유용한 폴리스티렌 술폰산 (염) 을 개시한다.
US 2011/0171364 A1 은 탄소-나노튜브 기반 페이스트 및 이의 제조 및 사용 방법을 개시한다.
US 2011/0097277 A1 은 하기를 포함하는 입자를 개시한다: (a) 코어 및 (b) 그것에 그래프트되거나 그것으로부터 그래프트된 복수의 쯔비터이온성 중합체를 갖는 표면.
US 2006/0167147 A1 은 금속-함유 재료 또는 복합 재료의 제조 방법에 관한 것으로, 방법은 적어도 하나의 금속-기반 화합물을 중합체성 쉘에 캡슐화하여, 중합체-캡슐화 금속-기반 화합물을 제조하고/거나 중합체성 입자를 적어도 하나의 금속-기반 화합물로 코팅하고; 적합한 가수분해성 또는 비-가수분해성 졸/겔 형성 성분으로부터 졸을 형성하고; 중합체-캡슐화 금속-기반 화합물 및/또는 코팅 중합체성 입자를 졸과 조합하여, 이들의 조합물을 제조하고; 조합물을 고체 금속-함유 재료로 전환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 목적은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 투명 층의 제조에 적합한 잉크를 제공하는 것이다. 추가로 바람직하게는, 상기 전기전도성 투명 층은 4 침법 (four point probe) 에 의해 측정된 바와 같은 1000 Ohm/square 이하의 시트 저항을 나타내야 한다. 추가로 바람직하게는, 상기 전기전도성 투명 층은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정된 바와 같은 2 % 이하의 헤이즈, 및 4 침법에 의해 측정된 바와 같은 1000 Ohm/square 이하의 시트 저항을 나타내야 한다. 본 발명의 맥락에서, ASTM D1003 에 대한 임의의 참조는 2013 년 11 월에 발행된 버젼을 참조한다.
이들 및 기타 목적은 본 발명에 따른 조성물에 의해 달성되며, 상기 조성물은 하기 성분을 포함한다:
(A) 물,
(B) 전기전도성 나노물체,
상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 1 nm 내지 100 nm 범위의 2 개의 외부 치수 및 1 μm 내지 100 μm 범위의 이의 제 3 외부 치수를 갖고,
상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 wt.-% 내지 1 wt.-% 범위임,
(C) 물에 용해된 하나 이상의 스티렌/(메트)아크릴 공중합체,
상기 용해된 공중합체 (C) 각각은 500 g/mol 내지 22000 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖고,
상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.02 wt.-% 내지 5 wt.-% 범위임.
이하에서, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 은 잉크로도 지칭된다.
놀랍게도, US 2008/0182090 A1 에 따른 상기 언급된 조성물 (잉크) 보다 현저히 적은 양의 고체 성분을 포함하는 상기 정의된 바와 같은 조성물이 우수한 광학 특성뿐 아니라 만족스러운 전기전도도를 갖는 전기전도성 투명 층의 제조에 적합하다는 것이 밝혀졌다. 선행 기술에서, 상당히 높은 농도의 전기전도성 나노물체를 포함하는 잉크가 높은 전기전도도를 보장하기 위해 바람직했다. 뿐만 아니라, US 2008/0182090 A1 은 잉크의 건조에 필요한 열 에너지를 감소시키는 것에 초점을 맞추며, 따라서 상당히 높은 농도의 고체 성분을 갖는 잉크에 제한된다. 그러나, 놀랍게도 우수한 광학 특성뿐 아니라 만족스러운 전기전도도를 갖는 전기전도성 투명 층이 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 이 사용될 때 건조를 위한 과도한 열에너지 요건을 초래하지 않으면서 제조될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에서, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 액체인 주 성분은 물 (A) 이고, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 고체인 주 성분은 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 및 상기 정의된 하나 이상의 공중합체 (C) 이다. 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에서, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 고체인 성분 (고체 성분) 의 총 농도는 각 경우에 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 10 wt.-% 이하, 바람직하게는 8 wt.-% 이하, 추가로 바람직하게는 5 wt.-% 이하이다.
ISO/TS 27687:2008 (2008 년에 발행됨) 에 따라, 용어 "나노물체" 는 나노스케일의 1, 2 또는 3 개의 외부 치수를 갖는, 즉 대략 1 nm 내지 100 nm 범위의 크기인 물체를 지칭한다. 본 발명에 사용되는 전기전도성 나노물체는 1 nm 내지 100 nm 범위의 2 개의 외부 치수 및 1 μm 내지 100 μm 범위의 이의 제 3 외부 치수를 갖는 전기전도성 나노물체이다. 전형적으로, 1 nm 내지 100 nm 범위인 상기 2 개의 외부 치수는 유사한데, 즉 이들은 크기가 3 배 미만으로 차이가 난다. 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 제 3 치수는 상당히 큰데, 즉 이는 3 배 초과로 다른 2 개의 외부 치수와 차이가 난다.
ISO/TS 27687:2008 (2008 년에 발행됨) 에 따라, 나노스케일의 2 개의 유사한 외부 치수를 갖는 나노물체 (반면, 제 3 외부 치수는 상당히 큼) 는 일반적으로 나노섬유로 지칭된다. 전기 전도성 나노섬유는 나노와이어로도 지칭된다. 중공 나노섬유 (그 전기 전도성과 무관) 는 나노튜브로도 지칭된다.
본 발명에 사용되는 상기 정의된 바와 같은 전기전도성 나노물체 (B) 는 전형적으로 원형에 근접한 단면을 갖는다. 상기 단면은 1 μm 내지 100 μm 범위인 상기 외부 치수로 수직으로 확장된다. 따라서, 나노스케일인 상기 2 개의 외부 치수는 상기 원형 단면의 직경으로 한정된다. 상기 직경으로 수직으로 확장되는 상기 제 3 외부 치수는 길이로 지칭된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물은 1 μm 내지 100 μm, 바람직하게는 3 μm 내지 50 μm, 더 바람직하게는 10 μm 내지 50 μm 범위의 길이, 및 1 nm 내지 100 nm, 바람직하게는 2 nm 내지 50 nm, 더 바람직하게는 3 nm 내지 30 nm 범위의 직경을 갖는 전기전도성 나노물체 (B) 를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에서, 상기 정의된 바와 같은 전기전도성 나노물체 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.8 wt.-% 이하, 바람직하게는 0.5 wt% 이하이다. 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 wt.-% 이상인데, 전기전도성 나노물체 (B) 의 0.01 wt.-% 미만의 중량 분율이 전도성 네트워크의 형성에 충분하지 않을 수 있어 상기 조성물이 전기전도성 층의 제조에 적합하지 않기 때문이다. 추가로 바람직하게는, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 중량 분율은 0.02 wt.-% 이상, 바람직하게는 0.05 wt.-% 이상이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에서, 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 2 wt.-% 미만, 더 바람직하게는 1.8 wt.-% 이하, 추가로 바람직하게는 1.5 wt.-% 이하, 특히 바람직하게는 1 wt.-% 이하이다. 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.02 wt.-% 이상인데, 상기 용해된 공중합체 (C) 의 0.02 wt.-% 미만의 총 중량 분율이 전기전도성 나노물체 (B) 의 결합에 충분하지 않을 수 있어 이러한 조성물이 전기전도성 층의 제조에 적합하지 않기 때문이다. 추가로 바람직하게는, 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율은 0.05 wt.-% 이상, 바람직하게는 0.1 wt.-% 이상이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에서, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 총 중량 대 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량의 비는 1:20 내지 20:1, 바람직하게는 1:10 내지 5:1, 추가로 바람직하게는 1:5 내지 5:1 범위이다.
용어 "전기전도성 나노물체" 는 나노물체가 전자의 흐름을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 재료를 포함하거나 또는 이로 이루어지는 것을 의미한다. 따라서, 복수의 이러한 전기전도성 나노물체는, 네트워크 내에서 상호 연결된 전기전도성 나노물체를 따라 전자의 수송이 가능하도록 별개의 전기전도성 나노물체 간에 충분한 상호연결 (상호 접촉) 이 존재하는 경우, 전류를 흐르게 할 수 있는 상기 매트릭스 전역으로 확장되는 인접하고 중복되는 나노물체의 전도성 네트워크를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 은, 구리, 금 및 탄소로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하거나 이로 이루어진다.
바람직하게는, 전기전도성 나노물체 (B) 는 1 μm 내지 100 μm 범위의 길이 및 1 nm 내지 100 nm 범위의 직경을 갖는데, 이때 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 은, 구리, 금 및 탄소로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 나노와이어 및 나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 나노와이어는 은, 구리 및 금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 포함하거나 이로 이루어진다. 바람직하게는, 상기 나노와이어는 각각 상기 나노와이어의 총 중량을 기준으로 적어도 50 wt.-% 의 은, 구리 및 금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 포함한다. 가장 바람직한 것은 각각 상기 나노와이어의 총 중량을 기준으로 50 wt.-% 이상의 은을 포함하는 나노와이어 (이하 "은 나노와이어" 로도 지칭됨) 이다.
바람직한 나노튜브는 탄소 나노튜브이다.
나노와이어 및 나노튜브 중에서, 나노와이어가 바람직하다.
본 발명에 따라서 가장 바람직한 전기전도성 나노물체 (B) 는 상기 언급된 치수를 갖는 은 나노와이어이다.
상기 정의된 바와 같은 적합한 전기전도성 나노물체 (B) 는 당업계에 공지되어 있으며 시판된다.
은 나노와이어 (뿐만 아니라 기타 금속의 나노와이어) 는 전형적으로 수성 분산액의 형태로 시판되며, 이때 분산액을 안정하게 만들기 위해 폴리비닐피롤리돈이 은 나노와이어의 표면 상에서 흡수된다. 나노와이어의 표면에 흡수된 임의의 물질은 상기 정의된 치수 및 전기전도성 나노물체 (B) 의 조성물에 포함되지 않는다.
바람직하게는, 은 나노와이어는 Yugang Sun and Younan Xia 에 의해 Adv. Mater 2002 14 No. 11, June 5, pages 833-837 에 기재된 절차에 의해 수득된다.
바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 탄소 나노튜브를 포함하지 않는다.
본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 의 성분 (C) 는 물에 용해된 하나 이상의 스티렌/(메트)아크릴 공중합체로 이루어지며, 이때 상기 용해된 공중합체 (C) 각각은 500 g/mol 내지 22000 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖는다. 본원에서, 용어 "(메트)아크릴" 은 "메타크릴" 및 "아크릴" 을 포함한다. 상기 공중합체 (C) 에서, 각 분자는 모노알케닐 방향족 단량체 유래의 단위 및 (메트)아크릴 단량체 유래의 단위를 공중합된 형태로 포함하거나 이로 이루어진다. 이러한 공중합체 (C) 는 하나 이상의 종류의 모노알케닐 방향족 단량체와 하나 이상의 종류의 (메트)아크릴 단량체의 공중합에 의해 수득가능하다.
바람직한 공중합체 (C) 에서, 각 분자는
- 모노알케닐 방향족 단량체 MC1 유래의 단위 C1
및
- (메트)아크릴 단량체 MC2 유래의 단위 C2
를 공중합된 형태로 포함하거나 이로 이루어진다.
상기 단위 C1 (모노알케닐 방향족 단량체 유래의 단위) 은 하기 화학 구조식을 갖는다:
Figure 112017025230981-pct00001
[식 중, R1 은, 서로 다른 단위 C1 의 R1 과 독립적으로, 수소 및 알킬 (비분지형 알킬 포함, 바람직하게는 메틸, 및 분지형 알킬, 바람직하게는 tert-부틸) 로 이루어진 군으로부터 선택되고,
식 중, R2 는, 서로 다른 단위 C1 의 R2 와 독립적으로, 할로겐 (바람직하게는 염소) 및 알킬 (바람직하게는 메틸) 로 이루어진 군으로부터 선택되고, R2 는 오쏘, 메타 및 파라로 이루어진 군으로부터 선택되는 위치에 위치함].
상기 단위 C2 ((메트)아크릴 단량체 유래의 단위) 는 하기 화학 구조식을 갖는다:
Figure 112017025230981-pct00002
[식 중, R3 은, 서로 다른 단위 C2 의 R3 과 독립적으로, 수소, 메틸, 할로겐 (바람직하게는 염소) 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되고,
식 중, R4 는, 서로 다른 단위 C2 의 R4 와 독립적으로, 하기로 이루어진 군으루부터 선택됨:
-COOH,
-COOX (여기서, X 는 알칼리 금속 양이온, 암모늄 양이온 및 치환된 암모늄 양이온으로부터 선택되는 양이온임),
-CN,
-COOR5 (여기서, R5 는 분지형 및 비분지형 알킬기, 분지형 및 비분지형 알케닐기, 분지형 및 비분지형 알키닐기, 시클로알킬기, 아르알킬기, 아르알케닐기, 푸르푸릴, 테트라하이드로푸르푸릴, 이소프로필리덴 글리세릴, 글리시딜 및 테트라하이드로피라닐로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 상기 분지형 및 비분지형 알킬기, 알케닐기 및 알키닐기는 하이드록시, 알콕시, 페녹시, 할로겐, 술포, 니트로, 옥사졸리디닐, 모노알킬아미노 및 디알킬아미노기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기로 치환된 분지형 및 비분지형 알킬기를 포함함)
-CHO,
-NR6R7 (여기서, R6 및 R7 은 독립적으로 수소, 알킬 및 페닐로 이루어진 군에서 선택됨)].
이러한 공중합체 (C) 는 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 종류의 모노알케닐 방향족 단량체 MC1 와:
Figure 112017025230981-pct00003
[식 중, R1 는, 서로 다른 단량체 MC1 의 R1 과 독립적으로, 수소 및 알킬 (비분지형 알킬 포함, 바람직하게는 메틸, 및 분지형 알킬, 바람직하게는 tert-부틸) 로 이루어진 군으로부터 선택되고,
식 중, R2 는, 서로 다른 단량체 MC1 의 R2 와 독립적으로, 할로겐 (바람직하게는 염소) 및 알킬 (바람직하게는 메틸) 로 이루어진 군으로부터 선택되고, R2 는 오쏘, 메타 및 파라로 이루어진 군으로부터 선택되는 위치에 위치함],
하기 화학식을 갖는 하나 이상의 종류의 (메트)아크릴 단량체 MC2 의 공중합에 의해 수득가능하다:
Figure 112017025230981-pct00004
[식 중, R3 은, 서로 다른 단량체 MC2 의 R3 과 독립적으로, 수소, 메틸, 할로겐 (바람직하게는 염소) 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되고,
식 중, R4 는, 서로 다른 단위 C1 의 R4 와 독립적으로, 하기로 이루어진 군으로부터 선택됨:
-COOH,
-COOX (여기서 X 는 알칼리 금속 양이온, 암모늄 양이온 및 치환된 암모늄 양이온으로부터 선택되는 양이온임),
-CN,
-COOR5 (여기서, R5 는 분지형 및 비분지형 알킬기, 분지형 및 비분지형 알케닐기, 분지형 및 비분지형 알키닐기, 시클로알킬기, 아르알킬기, 아르알케닐기, 푸르푸릴, 테트라하이드로푸르푸릴, 이소프로필리덴 글리세릴, 글리시딜 및 테트라하이드로피라닐로 이루어진 군으로부터 선택되며, 여기서 상기 분지형 및 비분지형 알킬기, 알케닐기 및 알키닐기는 하이드록시, 알콕시, 페녹시, 할로겐, 술포, 니트로, 옥사졸리디닐, 모노알킬아미노 및 디알킬아미노기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기로 치환된 알킬기, 알케닐기 및 알키닐기를 포함함),
-CHO,
-NR6R7 (여기서 R6 및 R7 은 독립적으로 수소, 알킬 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택됨)].
본원에서 사용되는 용어 "(메트)아크릴 단량체" MC2 는 아크릴산 및 염, 아크릴산의 에스테르 및 아미드, 아크릴로니트릴 및 아크롤레인, 뿐만 아니라 메타크릴산 및 염, 메타크릴산의 에스테르 및 아미드, 메타크릴로니트릴, 및 메타크롤레인을 포함한다.
R3 이 각각 수소 또는 메틸이고, R4 가 －COOH 인 (메트)아크릴 단량체는 각각 아크릴산 또는 메타크릴산이다.
R3 이 각각 수소 또는 메틸이고, R4 가 상기 정의한 바와 같은 －COOR5 인 (메트)아크릴 단량체는 각각 아크릴산의 에스테르 또는 메타크릴산의 에스테르이다.
R3 이 각각 수소 또는 메틸이고, R4 가 상기 정의한 바와 같은 －COOX 인 (메트)아크릴 단량체는 각각 아크릴산의 염 또는 메타크릴산의 염이다.
R3 이 각각 수소 또는 메틸이고, R4 가 －CN 인 (메트)아크릴 단량체는 각각 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴이다. 다른 (메트)아크릴 단량체 MC2 없이 하나 이상의 종류의 모노알케닐 방향족 단량체 MC1 및 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 (메트)아크릴 단량체의 공중합에 의해 수득가능한 공중합체 (C) 는 바람직하지 않다. 이와 관련하여, 공중합체 (C) 의 제조에 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 (메트)아크릴 단량체가 상기 정의된 바와 같은 다른 (메트)아크릴 단량체 MC2 와 조합으로 사용되는 것이 바람직하다.
R3 이 각각 수소 또는 메틸이고, R4 가 상기 정의한 바와 같은 －NR6R7 인 (메트)아크릴 단량체는 각각 아크릴산의 아미드 또는 메타크릴산의 아미드이다.
R3 이 각각 수소 또는 메틸이고, R4 가 －CHO 인 (메트)아크릴 단량체는 각각 아크롤레인 또는 메타크롤레인이다.
바람직한 모노알케닐 방향족 단량체 MC1 은 알파-메틸 스티렌, 스티렌, 비닐 톨루엔, 3차 부틸 스티렌 및 오쏘-클로로스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
적합한 (메트)아크릴 단량체의 예는 하기 메타크릴레이트 에스테르 (메타크릴산 에스테르) 를 포함한다: 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, n-아밀 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, 이소아밀 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-술포에틸 메타크릴레이트, 트리플루오로에틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 2-n-부톡시에틸메타크릴레이트, 2-클로로에틸 메타크릴레이트, sec-부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 2-에틸부틸 메타크릴레이트, 신나밀 메타크릴레이트, 크로틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 시클로펜틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 푸르푸릴 메타크릴레이트, 헥사플루오로이소프로필 메타크릴레이트, 메탈릴 메타크릴레이트, 3-메톡시부틸 메타크릴레이트, 2-메톡시부틸 메타크릴레이트, 2-니트로-2-메틸프로필 메타크릴레이트, n-옥틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 2-페닐에틸 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 프로프-2-이닐 메타크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴메타크릴레이트 및 테트라하이드로피라닐메타크릴레이트. 사용되는 전형적인 아크릴레이트 에스테르는 하기를 포함한다: 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트 및 n-데실 아크릴레이트, 메틸 알파-클로로아크릴레이트, 메틸 2-시아노아크릴레이트. 다른 적합한 (메트)아크릴 단량체는 메타크릴로니트릴, 메타크릴아미드, N-메틸메타크릴아미드, N-에틸메타크릴아미드, N,N-디에틸메타크릴아미드, N,N-디메틸메타크릴아미드, N-페닐메타크릴아미드 및 메타크롤레인, 아크릴로니트릴, 아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드 및 아크롤레인을 포함한다.
적합한 축합가능한 가교가능 관능성기를 함유하는 메타크릴산 또는 아크릴산의 에스테르가 단량체로서 사용될 수 있다. 이러한 에스테르 중에 t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 이소프로필리덴 글리세릴 메타크릴레이트 및 옥사졸리디닐에틸 메타크릴레이트가 있다.
전형적인 바람직한 가교가능 아크릴레이트 및 메타크릴레이트는 하이드록시 알킬 아크릴레이트, 하이드록실 알킬 메타크릴레이트 및 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 하이드록시에스테르를 포함한다. 바람직한 하이드록시 관능성 단량체의 예는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 3-클로로-2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시-부틸 아크릴레이트, 6-하이드록시헥실 아크릴레이트, 2-하이드록시메틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 6-하이드록시헥실 메타크릴레이트, 5,6-디하이드록시헥실 메타크릴레이트 등을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같은 용어 "스티렌/(메트)아크릴 공중합체" 는 둘 이상의 (메트)아크릴 단량체 및 하나 이상의 모노알케닐 방향족 단량체로 이루어진 혼합물로부터 수득가능한 공중합체, 뿐만 아니라 적어도 하나의 (메트)아크릴 단량체 및 적어도 하나의 비-아크릴 에틸렌성 단량체 및 하나 이상의 모노알케닐 방향족 단량체의 혼합물로부터 수득가능한 공중합체를 포함한다. 적합한 에틸렌성 단량체는 비닐 피리딘, 비닐 피롤리돈, 소듐 크로토네이트, 메틸 크로토네이트, 크로톤산 및 말레 무수물을 포함한다.
상기 정의된 공중합체 (C) 에 관한 보다 상세한 내용에 대해서는, US 2008/0182090, US 4,414,370, US 4,529,787, US 4,546,160, US 5,508,366 및 그 안에 인용된 선행 기술이 참조될 수 있다.
상기 공중합체 (C) 각각의 수 평균 분자량은 500 g/mol 내지 22000 g/mol, 바람직하게는 1700 g/mol 내지 15500 g/mol, 추가로 바람직하게는 5000 g/mol 내지 10000 g/mol 범위이다.
전형적으로, 수용성 공중합체 (C) 는 양친매성인데, 그 분자가 모노알케닐 방향족 단량체 유래의 비극성 소수성 영역 및 (메트)아크릴 단량체 유래의 극성 친수성 영역을 함유하기 때문이다. 따라서, 목적하는 양친매성 거동은 소수성 모노알케닐 방향족 단량체 및 친수성 (메트)아크릴 단량체의 적절한 선택, 및 공중합체의 양친매성 거동을 허용하기 위해 모노알케닐 방향족 단량체 유래의 소수성 단위 대 (메트)아크릴 단량체 유래의 친수성 단위 간에 적절한 비를 갖는 공중합체 (C) 가 수득되도록 모노알케닐 방향족 단량체 대 (메트)아크릴 단량체 간의 비의 적절한 조정에 의해 수득가능하다. 수용액에서, 상기 수용성 공중합체 (C) 는 계면활성제 (텐사이드(tenside)) 와 같이 거동하며, 즉 이들은 미셀을 형성할 수 있다. 미셀은 용해된 양친매성 분자의 결합에 의해 형성되는 응집체이다. 바람직하게는, 상기 미셀은 5 nm 이하의 직경을 갖는다.
전형적인 수용성 공중합체 (C) 는 당업계에 공지되어 있으며 시판된다. 전형적으로 이러한 공중합체는 수용액의 형태로 시판된다.
바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 은 상기 정의된 바와 같은 성분 (A), (B) 및 (C) 로 이루어진다.
대안적인 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같은) 은 매트릭스를 형성하고 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합하는 것에서 상기 정의된 하나 이상의 공중합체 (C) 와 공동-작용을 할 수 있는 하나 이상의 추가 성분을 포함한다. 이들 성분은 추가 결합제로 지칭되며 조성물의 고체 성분에 속한다. 이들 추가 결합제는 임의의 공중합체 (C) (상기 정의된 바와 같음) 의 부재 하에 매트릭스를 형성할 수 있고 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합할 수 있는 물질의 군으로부터 선택된다. 이들 추가 결합제는 500 g/mol 내지 22000 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖는 스티렌/(메트)아크릴 공중합체 (상기 정의된 바와 같은 공중합체 (C)) 및 상기 정의된 바와 같은 전기전도성 나노물체 (B) 로 이루어진 군으로부터 선택되지 않는다. 바람직하게는, 상기 추가 결합제의 총 중량 분율 (조성물의 총 중량 기준) 은 상기 용해된 공중합체 (C) 총 중량 분율 (조성물의 총 중량 기준) 과 같거나 그 미만이다.
본 발명에 따른 조성물에서, 상기 하나 이상의 용해된 공중합체 (C) 및 상기 정의한 바와 같은 상기 하나 이상의 추가 결합제의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 7.5 wt.-% 이하, 바람직하게는 3 wt.-% 이하, 추가로 바람직하게는 2.25 wt.-% 이하이다. 바람직하게는, 상기 추가 결합제의 총 중량 분율 (조성물의 총 중량 기준) 은 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율 (조성물의 총 중량 기준) 과 같거나 그 미만이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에 의해 포함되는 상기 추가 결합제는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
(D) 물에 분산된, 25000 g/mol 이상의 수 평균 분자량을 갖는 중합체의 입자,
상기 분산된 입자 (D) 는 10 nm 내지 1000 nm 범위의 평균 직경을 가짐,
(E) 물에 분산된, 결정성 셀룰로스의 섬유,
상기 분산된 결정성 셀룰로스의 섬유 (E) 는 80 nm 내지 300 nm 범위의 길이 및 5 nm 내지 30 nm 범위의 직경을 가짐,
(F) 물에 분산된, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리스티렌술폰산 및 덱스트란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 수용성 중합체.
25000 g/mol 이상의 수 평균 분자량을 갖는 상기 중합체의 입자 (D) 는 각각 수 개의 얽힌 중합체 사슬로 이루어진 중합체 비드이다. 상기 중합체 비드는 수성 분산액 매질에 분산 상으로서 분산된다. 상기 중합체 비드는 Malvern Instruments, England 의 Autosizer IIC 에 의해 23 ℃ 에서 수성 중합체 분산액 (0.005 내지 0.01 중량%) 상에서 동적 광 산란에 의해 측정되는 10 nm 내지 1000 nm, 특히 50 nm 내지 600 nm 의 평균 직경을 갖는다. 이러한 수성 중합체 분산액은 특히 에틸렌성 불포화 단량체의 자유-라디칼성 개시 수성 에멀젼 중합에 의해 수득가능하다. 바람직하게는, 중합체의 입자 (D) 의 수 평균 분자량은 200000 g/mol 이하이다. 보다 상세한 내용에 대해서는, US 7,999,045 B2 및 이에 인용된 선행 기술뿐 아니라 본 출원과 동일한 일자에 동일한 출원인에 의해 제출된 특허 출원 "전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 분산된 중합체 비드를 포함하는 조성물" 이 참조된다.
상기 섬유 (E) 는 나노결정성 셀룰로스 또는 셀룰로스 나노섬유 또는 셀룰로스 II 로도 지칭된다. 이들은 천연 셀룰로스 섬유의 무정형 도메인의 파괴 및 마이크로미터-크기 셀룰로스 섬유의 막대형 경질 미결정으로의 붕괴에 의해 수득가능하다. 수득되는 미결정는 전형적으로 상기 언급된 치수를 갖는다.
더 구체적으로는, 상기 언급된 치수를 갖는 결정성 셀룰로스 섬유 (E) 는 천연 셀룰로스 섬유의 화학적 처리 또는 효소적 처리 또는 기계적 처리에 의해 또는 상이한 유형의 처리의 조합, 예를 들어 화학적 처리 (예를 들어 황산 또는 소듐 클로라이트 사용) 또는 효소적 처리 후 고압 균질화, 또는 천연 셀룰로스 섬유의 밀링 및 무정형 영역을 제거하는 후속 가수분해에 의해 수득가능하다.
결정성 셀룰로스의 섬유 (E) 의 수성 분산액이 건조될 때, 셀룰로스 섬유 (E) 는 물의 증발 동안 모세관 작용에 의해 함께 조밀하게 패킹된다. 따라서, 상기 셀룰로스 섬유 (E) 는 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합하는 것에서 상기 하나 이상의 공중합체 (C) 와 공동-작용을 할 수 있다. 뿐만 아니라, 이들의 뛰어난 기계적 안정성으로 인해, 상기 섬유 (E) 는 수득되는 전기전도성 투명 층에 기계적 보강을 부여한다. 보다 상세한 내용에 대해서는, 본 출원과 동일한 일자에 동일한 출원인에 의해 제출된 "전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 결정성 셀룰로스의 섬유를 포함하는 조성물" 이 참조될 수 있다.
적합한 추가 결합제, 특히 (D), (E) 및 (F) 로 상기 정의된 것들이 당업계에 공지되어 있으며 시판된다.
특정 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A), (B) 및 (C), 및
(D) 물에 분산된 25000 g/mol 이상의 수 평균 분자량을 갖는 중합체의 입자,
상기 분산된 입자 (D) 는 10 nm 내지 1000 nm 범위의 최대 치수를 가짐,
를 포함하거나 이로 이루어지고,
추가적인 추가 결합제를 포함하거나 이로 이루어지지 않는다,
(이때, 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 입자 (D) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율과 같거나 그 미만임).
또 다른 특정 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A), (B) 및 (C), 및
(E) 물에 분산된 결정성 셀룰로스의 섬유,
상기 분산된 결정성 셀룰로스의 섬유 (E) 는 80 nm 내지 300 nm 범위의 길이 및 5 nm 내지 30 nm 범위의 직경을 가짐,
를 포함하거나 이로 이루어지고,
추가적인 추가 결합제를 포함하거나 이로 이루어지지 않는다,
(이때, 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 섬유 (E) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율과 같거나 그 미만임).
또 다른 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A), (B) 및 (C), 및
(F) 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 수용성 중합체
를 포함하거나 이로 이루어지고,
추가적인 추가 결합제를 포함하거나 이로 이루어지지 않는다,
(이때, 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 하나 이상의 수용성 중합체 (F) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율과 같거나 그 미만임).
바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 은 수용성이 아닌 하나 이상의 추가 결합제를 포함한다. 수용성이 아닌 바람직한 추가 결합제는 상기 (D) 및 (E) 로 정의된 것들이다. 이러한 조성물로부터 수득가능한 전기전도성 층은 수분에 대한 증가한 안정성을 나타낸다.
본 발명에 따른 조성물은 임의로는 상기 정의된 성분 (A) 내지 (C) 외에 추가 성분, 예를 들어 소포제, 레올로지 조절제, 부식 저해제 및 기타 보조제를 포함한다. 전형적인 소포제, 레올로지 조절제 및 부식 저해제는 당업계에 공지되어 있으며 시판된다. 그러나, 놀랍게도 상기 정의된 성분 (A)-(C) 및 임의로는 상기 정의된 성분 (D)-(F) 중 하나 이상 외에 어떠한 추가 성분도 함유하지 않은 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 이 우수한 광학 특성뿐 아니라 만족스러운 전자 전도성을 갖는 전기전도성 투명 층의 제조에 적합하다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 임의의 보조제의 첨가가 생략될 수 있으므로, 조성물이 덜 복잡해지게 하고 이러한 조성물의 제조를 용이하게 한다. 따라서, 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A)-(C) 및 임의로는 상기 정의된 성분 (D)-(F) 중 하나 이상으로 이루어진다. 그럼에도 불구하고, 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 은 하나 이상의 보조제, 특히 상기 정의된 바와 같은 것들을 포함한다.
본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 의 임의의 추가 성분 (상기 정의된 성분 (A) 내지 (C) 외에) 뿐만 아니라 이러한 추가 성분의 양이 상기 조성물로부터 수득가능한 층의 광학 특성 및 전기 전도성이 위태롭게 되지 않는 방식으로 선택되어야 한다는 것이 이해된다.
본 발명에 따른 바람직한 조성물은 2 개 이상의 상기 정의된 바람직한 특성이 조합된 것들이다.
특히 바람직한 것은 본 발명에 따른 조성물로서, 상기 조성물은 하기를 포함하거나 또는 이로 이루어진다:
(A) 물
(B) 은 나노와이어
상기 은 나노와이어 (B) 는 10 μm 내지 50 μm 범위의 길이 및 3 nm 내지 30 nm 범위의 직경을 갖고,
상기 은 나노와이어 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 wt.-% 이하임,
(C) 물에 용해된 스티렌/(메트)아크릴 공중합체,
상기 용해된 공중합체 (C) 는 1700 g/mol 내지 15500 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖고,
상기 용해된 공중합체 (C) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 2 wt.-% 미만, 바람직하게는 1.5 wt.-% 이하이고,
상기 은 나노와이어 (B) 의 총 중량
및
상기 용해된 공중합체 (C) 의 중량
간의 비는
1:5 내지 5:1 범위임.
본 발명에 따른 조성물은 적절한 양의 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 룰 물에 현탁시키고, 적절한 양의 상기 정의된 하나 이상의 공중합체 (C) 를 물에 용해시킴으로써, 또는 적절한 양의 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 예비-제조 수성 현탁액 및 상기 하나 이상의 공중합체 (C) 의 예비-제조 수용액을 조합함으로써, 또는 적절한 양의 상기 전기전도성 나노물체 (B) 를 상기 하나 이상의 공중합체 (C) 의 예비-제조 수용액에 현탁시킴으로써, 또는 적절한 양의 상기 하나 이상의 공중합체 (C) 를 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 예비-제조 수성 현탁액에 용해시킴으로써 제조가능하다. 바람직한 구현예에서, 성분 (A)-(C) 및 임의로 추가 성분 (상기 정의된 바와 같음) 을 조합한 후, 조성물의 균질화도를 향상시키기 위해서 조성물을 볼-밀링에 적용한다. 특정 구현예에서, 연장된 균질화 처리는 바람직하게는 수득되는 층이 낮은 헤이즈를 갖도록 보장하기 위한 것이다.
본 발명의 추가의 양태는 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층을 기판 상에 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 본 발명에 따른 방법은 하기 단계를 포함한다:
상기 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 조성물을 제조 또는 제공하는 단계,
상기 조성물을 기판의 표면에 적용하는 단계,
25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 액체인 성분을 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 층이 상기 기판의 상기 표면에서 형성되는 정도로 제거하는 단계.
상기 정의된 본 발명의 방법에 의해 형성된 층은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 고체 전기전도성 층으로서, 상기 층은 상기 정의된 본 발명에 따른 상기 조성물의 고체 성분을 포함하거나 이로 이루어지며, 상기 층은 임의로 상기 하나 이상의 상기 공중합체 (C) 를 가교된 형태로 포함한다. 더 구체적으로는, 조성물이 기판의 표면에 적용되는 구현예에서는 하나 이상의 가교가능한 공중합체 (C) 를 포함하고, 형성된 층은 상기 하나 이상의 상기 공중합체 (C) 를 가교된 형태로 포함한다.
본 출원의 맥락에서, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 액체인 성분을 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 층이 상기 기판의 상기 표면 상에 형성되는 정도로 제거하는 방법 단계는 건조로도 지칭된다. 통상적으로, 액체 성분은 증발에 의해 제거된다.
일반적으로, 액체 성분은 적어도 상기 기판의 상기 표면 상에 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층이 형성되는 정도로 제거되어야 하며, 이때 하나 이상의 공중합체 (C) 는 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합하는 인접 고체 상 (매트릭스로도 지칭됨) 을 형성하고 이는 차례로 상기 고체 매트릭스 전역으로 확장되는 전도성 네트워크를 형성한다. 바람직하게는, 상기 전기전도성 층은 10 nm 내지 1000 nm, 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm 범위의 두께를 갖는다. 일반적으로, 전기전도성 층의 두께의 하한은 적용된 조성물의 나노물체의 최소 치수에 의해 결정된다.
바람직하게는, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 액체인 성분은 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 완전 제거된다.
상기 본 발명에 따른 조성물을 상기 기판의 상기 표면에 적용하는 것은 바람직하게는 스핀 코팅, 드로 다운 (draw down) 코팅, 롤-투-롤 (roll-to-roll) 코팅, 그라비어 (gravure) 인쇄, 마이크로그라비어 인쇄, 스크린-인쇄, 플렉소프린팅 및 슬롯-다이 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기법에 의해 수행된다.
바람직하게는, 상기 조성물은 1 μm 내지 200 μm, 바람직하게는 2 μm 내지 60 μm 범위의 두께로 상기 기판의 상기 표면에 적용된다. 상기 두께는 "습윤 두께" 로도 지칭되고, 상기 설명된 바와 같은 조성물의 액체 성분을 제거하기 전의 상태에 관한 것이다. 소정의 표적 두께 (상기 설명된 바와 같은 조성물의 액체 성분을 제거한 후) 및 이에 따라 제조되는 전기전도성 층의 소정의 표적 시트 저항 및 광 투과율에서, 습윤 두께는 조성물 중 고체 성분의 농도가 잉크 중에서 낮을수록 높을 수 있다. 잉크의 적용 방법은 특히 낮은 습윤 두께로 잉크를 적용하는데 제한이 없는 경우 용이해진다.
상기 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 이 적용되는 상기 기판은 전형적으로 전기 절연체이다. 바람직하게는, 상기 기판은 유리 및 유기 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 바람직한 유기 중합체는 폴리카보네이트 (PC), 시클릭 올레핀 공중합체 (COP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리이미드 (PI) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 상기 기판은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는다.
상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 액체인 이들 성분의 제거 (상기 설명된 바와 같은 정도로) 는 바람직하게는 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물을 15 분 이하의 기간 동안 100 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도에 적용함으로써 달성된다. 이와 관련하여, 당업자는 상기 온도가 기판의 열 안정성을 고려하여 선택되어야 한다는 것을 잘 알고 있다.
본 발명에 따른 바람직한 방법은 2 개 이상의 상기 정의된 바람직한 특성이 조합된 것들이다.
본 발명에 따른 전기전도성 층 (상기 정의된 바와 같음) 의 제조 방법에 관하여, 당업자는 그 지식을 기반으로, 선택된 기판의 기법적 특성 및 본 발명에 따른 조성물을 기판의 표면에 적용하는데 이용가능한 기법을 고려하면서, 잉크의 조성 및 모든 방법 파라미터 (잉크의 제조뿐 아니라 전기전도성 층의 제조의 것) 를 적합한 방식으로 조정하여, 전기전도성 층의 시트 저항 및 광학 특성을 최적화한다. 필요한 경우, 잉크의 적합한 조성 및/또는 방법 파라미터는 당업자에 공지된 시험 절차에 의해 용이하게 식별될 수 있으며, 이는 과도한 실험을 필요로 하지 않는다.
본 발명의 추가 양태는 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정된 바와 같은 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층에 관한 것으로, 상기 전기전도성 층은 상기 정의한 바와 같은 본 발명에 따른 조성물의 고체 성분을 포함하거나 이로 이루어진다. 상기 전기전도성 층에서 하나 이상의 공중합체 (C) 는 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합하는 인접 고체 상 (매트릭스로도 지칭됨) 을 형성하고 이는 차례로 상기 고체 매트릭스 전역으로 확장되는 전도성 네트워크를 형성한다. 상기 전기전도성 층은 상기 정의된 본 발명에 따른 방법에 의해 수득가능하다.
상기 전기전도성 층은 임의로 상기 하나 이상의 상기 공중합체 (C) 를 가교된 형태로 포함한다. 더 구체적으로는, 조성물이 기판의 표면에 적용되는 구현예에서, 본 발명에 따른 상기 정의된 방법은 가교가능한 하나 이상의 공중합체 (C) 를 포함하고, 형성되는 층은 상기 하나 이상의 상기 공중합체 (C) 를 가교된 형태로 포함한다.
"광 투과율" 은 매질을 통해 투과되는 입사광의 백분율을 지칭한다. 바람직하게는, 각 경우에 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는, 본 발명에 따른 전기전도성 층의 광 투과율은 85 % 이상, 더 바람직하게는 90 % 이상, 추가로 바람직하게는 95 % 이상이다.
본 발명에 따른 바람직한 전기전도성 층은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정된 바와 같은 2 % 이하의 헤이즈 및/또는 4 침법에 의해 측정된 바와 같은 1000 Ohm/square 이하의 시트 저항을 나타낸다.
바람직하게는, 각 경우에 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는, 본 발명에 따른 전기전도성 층의 헤이즈는 1.8 % 이하, 더 바람직하게는 1.5 % 이하, 추가로 바람직하게는 1.2 % 이하이다.
바람직하게는, 각 경우에 4 침법에 의해 측정되는, 본 발명에 따른 전기전도성 층의 시트 저항은 800 Ohm/square 이하, 더 바람직하게는 500 Ohm/square 이하, 추가로 바람직하게는 200 Ohm/square 이하이다.
헤이즈미터에 의한 헤이즈 및 광 투과율 (ASTM D1003 에서 바디로 투과된 발광 플럭스 대 바디 상에 입사되는 플럭스의 비인 발광 투과율로 지칭됨) 의 측정은 "절차 A - 헤이즈미터" 로서 ASTM-D1003 에 정의되어 있다. 본 발명의 맥락에서 제시되는 헤이즈 및 광 투과율의 값 (ASTM D1003 에서 정의된 바와 같은 발광 투과율에 상응함) 은 상기 절차를 참조한다.
일반적으로, 헤이즈는 광 확산 지수이다. 이는 입사광으로부터 분리되고 투과 동안 산란되는 광의 양의 백분율을 지칭한다. 대개 매질의 특성인 광 투과율과 달리, 헤이즈는 종종 생산 관련 문제이며, 전형적으로 표면 거칠기, 및 매질 중 조성의 불균일성 또는 내장된 입자에 의해 야기된다.
ASTM D1003 에 따르면, 투과시, 헤이즈는 시편을 통해 보이는 물체의 콘트라스트 (contrast) 의 저하의 원인이 되는 시편에 의한 광의 산란율, 즉 방향이 입사 빔의 방향으로부터 명시된 각도 (2.5˚) 초과로 벗어나도록 산란된 투과광의 % 이다.
시트 저항은 두께가 균일한 얇은 바디 (시트) 의 저항의 측정치이다. 용어 "시트 저항" 은, 전류가 시트에 대해 수직이 아니고 시트의 평면을 따른다는 것을 의미한다. 두께 t, 길이 L 및 너비 W 를 갖는 시트에 대해, 저항 R 은 하기이다:
Figure 112017025230981-pct00005
[식 중, Rsh 는 시트 저항임]. 따라서, 시트 저항 Rsh 는 하기이다:
Figure 112017025230981-pct00006
상기 제시된 식에서, 벌크 저항 R 을 무차원수 (dimensionless quantity) (W/L) 와 곱하여 시트 저항 Rsh 를 수득하고, 따라서 시트 저항의 단위는 Ohms 이다. 벌크 저항 R 과의 혼동을 피하기 위해, 시트 저항의 값은 보통 "Ohms per Square" 로서 지시되는데, 정사각형 시트의 특정 경우에 W = L 및 R = Rsh 이기 때문이다. 시트 저항은 4 침법에 의해 측정된다.
시트 저항 및 헤이즈의 측정의 추가적 세부 사항이 하기 실시예 섹션에 제시된다.
더 바람직하게는, 본 발명에 따른 전기전도성 층은 하기 특성 중 하나 이상을 나타낸다:
- ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정된 바와 같은 1 % 이하의 헤이즈,
- 4 침법에 의해 측정된 바와 같은 100 Ohm/square 이하의 시트 저항,
- ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정된 바와 같은 90 % 이상의 광 투과율.
본 발명에 따른 바람직한 전기전도성 층은 2 개 이상의 상기 정의된 바람직한 특성이 조합된 것들이다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 전기전도성 층은 하기 특성을 나타낸다:
- ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정된 바와 같은 1 % 이하의 헤이즈,
- 4 침법에 의해 측정된 바와 같은 100 Ohm/square 이하의 시트 저항, 및
- ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정된 바와 같은 90 % 이상의 광 투과율.
임의의 이론에 구속되지 않으면서, 본 발명에 따른 전기전도성 층 (상기 정의된 바와 같음) 에서, 전기전도성 나노물체의 네트워크는 매트릭스에 보강 효과를 가하여, 환경적 영향에 대한 안정성뿐 아니라 기계적 온전성을 상기 전기전도성 층에 부여하는 것으로 현재 추정된다. 또한, 하나 이상의 공중합체 (C) 의 소수성 영역이, 특히 유기 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 기판의 경우, 기판에 대한 강한 접착성을 가능하게 하는 것으로 추정된다.
본 발명의 추가 양태는 표면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상기 표면의 적어도 일부에 배열된 본 발명에 따른 전기전도성 층 (상기 정의된 바와 같음) 을 포함하는 물품에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 전기전도성 층은 10 nm 내지 1000 nm, 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm 범위의 두께를 갖는다. 전기전도성 층의 두께의 하한은 적용된 조성물의 나노물체의 최소 치수에 의해 결정된다.
상기 기판은 전형적으로 전기 절연체이다. 바람직하게는, 상기 기판은 유리 및 유기 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하거나 또는 이로 이루어진다. 바람직한 유기 중합체는 폴리카보네이트 (PC), 시클릭 올레핀 공중합체 (COP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리이미드 (PI) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 상기 기판은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는다.
본 발명에 따른 바람직한 물품은 2 개 이상의 상기 정의된 바람직한 특성이 조합된 것들이다.
본 발명에 따른 전기전도성 층 (상기 정의된 바와 같음) 및 본 발명에 따른 물품 (상기 정의된 바와 같음) 의 전형적인 적용은 투명 전극, 터치 패널, 와이어 편광기, 정전식 및 저항식 터치 센서, EMI 차폐기, 투명 히터 (예를 들어, 자동차 및 기타 적용용), 유연성 디스플레이, 플라스마 디스플레이, 전기영동 디스플레이, 액정 디스플레이, 투명 안테나, 전기변색 소자 (예를 들어, 스마트 윈도우), 광전 소자 (특히, 박막 광전지), 전계발광 소자, 발광 소자 (LED) 및 유기 발광 소자 (OLED), 착장될 수 있는 (소위, 착장가능한) 유연성 소자, 예컨대 유연성 손목시계 또는 접을 수 있는 스크린, 뿐만 아니라 성애방지, 얼음방지 또는 대전방지 특성을 부여하는 기능성 코팅 및 유전성 및 강유전성 햅틱 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 그러나, 본 발명은 이들 적용에 제한되지 않고, 당업자에 의해 수많은 기타 전기 광학 소자에서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 양태는 본 발명에 따른 전기전도성 층 (상기 정의된 바와 같음) 또는 본 발명에 따른 물품 (상기 정의된 바와 같음) 의 제조를 위한, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 이하 실시예에 의해 추가로 설명된다.
실시예
1. 스핀-코팅에 의해 수득한 유리 기판 상의 전기전도성 층의 실시예:
1.1 추가 결합제를 포함하지 않는 조성물
은 나노와이어 (상기 정의된 바와 같은 나노물체 (B)) 의 수성 분산액 및 상기 정의한 바와 같은 스티렌/아크릴 공중합체 (C) 의 수용액 (Joncryl 60, BASF 로부터 시판됨) 을 혼합하여 표 1 에 나타낸 바와 같은 은 나노와이어 농도 및 은 나노와이어 (B) 대 용해된 공중합체 (C) 의 중량비를 갖는 잉크를 수득하였다.
잉크를 유리 기판 상에 다양한 스핀 속도 (표 1 참조) 로 60 초 동안 스핀-코팅하여 (Smart Coater 100) 상이한 습윤 두께를 갖는 층을 생성하였다. 이후, 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켰다.
건조된 층의 시트 저항 Rsh (Ohms/square (OPS) 로 제시됨) 을 4 침법 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고, 광학 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (haze-gard plus hazemeter) (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003, 절차 A-헤이즈미터에 따라 측정하였다. 결과를 표 1 에 작성하였다.
광학 특성과 관련하여, T 는 광 투과율을 지칭하고, H 는 전기전도성 층으로 코팅된 기판의 헤이즈를 지칭한다. H(기판 차감) 는 전기전도성 층으로 코팅된 기판의 헤이즈와 블랭크 기판 (전기전도성 층으로 코팅하지 않음) 의 헤이즈 간의 차이를 지칭한다.
Figure 112017025230981-pct00007
1.2 추가 결합제를 포함하는 조성물
은 나노와이어 (상기 정의된 바와 같은 나노물체 (B)) 의 수성 분산액 및 상기 정의한 바와 같은 스티렌/아크릴 공중합체 (C) 의 수용액 (Joncryl 60, BASF 로부터 시판됨), 추가 결합제를 추가로 포함하는 상기 수용액을 혼합하여 표 2 에 나타낸 바와 같은 은 나노와이어의 농도 및 은 나노와이어 (B) 대 용해된 공중합체 (C) 대 추가 결합제의 중량비를 갖는 잉크를 수득하였다.
실시예 23-28 에서의 추가 결합제는 물에 용해된 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스 (HPMC, Aldrich 로부터 입수가능), 즉 상기 정의한 바와 같은 추가 결합제 (F) 였다. 실시예 29-32 에서의 추가 결합제는 물에 분산된 80 nm 의 평균 직경을 갖는 중합체 비드 형태의 25000 g/mol 내지 200000 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖는 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체 (BASF 사제 Acronal LR9014), 즉 상기 정의한 바와 같은 추가 결합제 (D) 였다.
잉크를 유리 기판 상에 다양한 스핀 속도 (표 2 참조) 로 60 초 동안 스핀-코팅하여 (Smart Coater 100) 상이한 습윤 두께를 갖는 층을 생성하였다. 이후, 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켰다.
건조된 층의 시트 저항 (상기 정의한 바와 같음) 을 4 침법 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고, 광학 특성 (상기 정의된 바와 같음) 을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-헤이즈미터에 따라 측정하였다. 결과를 표 2 에 작성하였다.
잉크의 적용량은 모든 스핀 코팅 실시예에서 동일하였다. 건조된 층의 두께는 고정 농도의 잉크를 사용했을 때 스핀 속도에 따라 달랐다. 높은 스핀 속도에서, 기판으로부터 흐르는 잉크가 더 많았다. 따라서, 스핀 속도의 변화는 시트 저항 및 광학 특성 (상기 정의된 바와 같음) 을 변화시키는데 사용되어, 투명 전기전도성 층의 여러 적용의 요건을 맞출 수 있었다. 높은 스핀 속도는 높은 광 투과율 및 낮은 헤이즈를 갖지만, 상당히 높은 시트 저항을 갖는 매우 얇은 층을 생성하는 것을 가능하게 하였다. 차례로, 낮은 스핀 속도는 낮은 시트 저항을 갖지만, 보다 낮은 광 투과율 및 보다 높은 헤이즈를 갖는 보다 두꺼운 층을 생성하는 것을 가능하게 하였다.
Figure 112017025230981-pct00008
2. 드로-다운 코팅에 의해 수득한 중합체 기판 상의 전기전도성 층의 실시예
은 나노와이어 (상기 정의된 바와 같은 나노물체 (B)) 의 수성 분산액 및 상기 정의한 바와 같은 스티렌/아크릴 공중합체 (C) 의 수용액 (Joncryl 60, BASF 로부터 시판됨) 을 혼합하여 표 3 에 나타낸 바와 같은 은 나노와이어의 농도 및 은 나노와이어 (B) 대 용해된 공중합체 (C) 의 중량비를 갖는 잉크를 수득하였다. 잉크를 30 분 동안 볼 밀하여 균질화도를 향상시켰다.
잉크를 드로-다운 바를 사용하여 중합체 기판에 적용하여 (습윤 두께 t = 6 μm, 코팅 속도 v = 2"/초) 상기 기판 상에 층을 수득하였다. 이후, 층을 135℃ 에서 5 분 동안 건조시켰다. 실시예 33 및 34 에서, 기판은 광학 폴리카보네이트 호일 (예를 들어 Bayer Material Science 로부터 제품 사양 Makrofol DE 1-1 175μm 로 시판됨) 이었다. 실시예 35 에서, 기판은 광학 폴리에틸렌 테레프탈레이트 호일 (Melinex 453/400, Teijing Films) 이었다.
건조된 층의 시트 저항 (상기 정의된 바와 같음) 을 4 침법 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고, 광학 특성 (상기 정의된 바와 같음) 을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-헤이즈미터에 따라 측정하였다. 결과를 표 3 에 작성하였다.
Figure 112017025230981-pct00009
3. 기판에 대한 전기전도성 층의 접착성 측정
3.1 유리 기판 상의 스핀 코팅
은 나노와이어 (상기 정의된 바와 같은 나노물체 (B)) 의 수성 분산액 및 상기 정의한 바와 같은 스티렌/아크릴 공중합체 (C) 의 수용액 (Joncryl 60, BASF 로부터 시판됨) 을 혼합하여 2.5 mg/ml 의 은 나노와이어 농도 및 1:2 의 은 나노와이어 (B) 대 용해된 공중합체 (C) 의 중량비를 갖는 잉크를 수득하였다.
잉크를 유리 기판 상에 3000 rpm 로 60 초 동안 스핀 코팅하여 (Smart Coater 100) 층을 생성하였다. 이후, 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켰다.
기판에 대한 전기전도성 층의 접착성을 다음과 같은 스카치 테이프 시험으로 검사하였다: 시판 3M 스카치 테이프 (예를 들어 3M 으로부터 제품 사양 Scotch D. Art. Nr. 11257 로 시판됨) 의 새로운 조각을 전기전도성 층의 표면 상에 압착한 다음 박리하였다. 총 박리 단계 횟수가 10 이도록 이 절차를 반복하였다. 건조된 전기전도성 층 단계의 시트 저항 (상기 정의된 바와 같음) 을 첫 번째 박리 단계 전과 10 번째 박리 단계 후에 4 침법 스테이션 (Lucas lab pro-4) 으로 측정하였다. 표 4 에서 볼 수 있는 바와 같이, 시트 저항은 10 회의 박리 단계 완료 후 현저하게 변화하지 않았다. 따라서, 층은 기판에 대한 강한 접착성을 갖는다.
Figure 112017025230981-pct00010
3.2 플라스틱 기판 상의 드로-다운 코팅
상기 기재한 실시예 35 의 전기전도성 층을 상기 기재한 접착성 시험에 적용하였다. 총 박리 단계 횟수가 8 이도록 박리 과정을 반복하였다. 건조된 전기전도성 층 단계의 시트 저항 (상기 정의된 바와 같음) 을 첫 번째 박리 단계 전과 8 번째 박리 단계 후에 4 침법 스테이션 (Lucas lab pro-4) 으로 측정하였다. 표 5 에서 볼 수 있는 바와 같이, 시트 저항은 8 회의 박리 단계 완료 후 현저하게 변화하지 않았다. 따라서, 층은 기판에 대한 강한 접착성을 갖는다.
Figure 112017025230981-pct00011
4. 결론
상기 나타낸 실시예들은 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 이 하기를 갖는 전기전도성 투명 층의 제조에 적합하다는 것을 보였다:
- 80 % 이상, 바람직한 구현예에서 90 % 이상의, ASTM D1003 에 따라서 측정한 광 투과율, 및
- 1000 Ohm/square 이하, 바람직한 구현예에서 100 Ohm/square 미만의 시트 저항, 및
- 바람직한 구현예에서 2 % 이하, 추가로 바람직한 구현예에서 1.5 % 이하, 특히 바람직한 구현예에서 1 % 이하의, ASTM D1003 에 따라 측정한 헤이즈,
- 기판에 대한 강한 접착성.
상기 실시예는 층 제조에 사용되는 잉크 중 고체 성분의 농도가 증가할 때, 수득한 전기전도성 층의 헤이즈가 증가함을 보여주었지만, 모든 다른 코팅 파라미터는 변하지 않았다. 이는 각각 상당히 높은 농도의 고체 성분 (그러나 여전히 본 발명에 따른 범위 내에 있음) 을 갖는 잉크를 사용하는 실시예 7, 29 및 33-35 으로부터 명백하다. 따라서, 수득한 전기전도성 층의 헤이즈는 US 2008/0182090 에 따른 잉크 (본 발명의 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 과 비교하여, 현저히 보다 높은 농도의 고체 성분을 가짐) 를 사용하는 경우 현저히 보다 높다는 것으로 결론을 내렸다. 그러나, 터치 패널과 같은 적용의 경우, 높은 헤이즈는 해롭다.

Claims (17)

  1. 하기 성분을 포함하는 조성물:
    (A) 물,
    (B) 전기전도성 나노물체,
    상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 1 nm 내지 100 nm 범위의 2 개의 외부 치수 및 1 μm 내지 100 μm 범위의 이의 제 3 외부 치수를 갖고,
    상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 wt.-% 내지 1 wt.-% 범위임,
    (C) 물에 용해된 하나 이상의 스티렌/(메트)아크릴 공중합체,
    상기 용해된 공중합체 (C) 각각은 500 g/mol 내지 22000 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖고,
    상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.02 wt.-% 내지 1.5 wt.-% 범위임.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 가
    1 μm 내지 100 μm 범위의 길이
    및
    1 nm 내지 100 nm 범위의 직경을 갖는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 가 은, 구리, 금 및 탄소로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 가 나노와이어 및 나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 총 중량
    대
    상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량의 비가
    1 : 20 내지 20 : 1 범위인 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 추가 결합제를 추가로 포함하는 조성물로서,
    조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 추가 결합제의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 용해된 공중합체 (C) 의 총 중량 분율과 같거나 그 미만인 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 하기를 포함하는 조성물:
    (A) 물
    (B) 은 나노와이어
    상기 은 나노와이어 (B) 는 10 μm 내지 50 μm 범위의 길이 및 3 nm 내지 30 nm 범위의 직경을 갖고,
    상기 은 나노와이어 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 wt.-% 이상 0.5 wt.-% 이하임,
    (C) 물에 용해된 스티렌/(메트)아크릴 공중합체,
    상기 용해된 공중합체 (C) 는 1700 g/mol 내지 15500 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖고,
    상기 용해된 공중합체 (C) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.02 wt.-% 이상 1.5 wt.-% 이하이고,
    상기 은 나노와이어 (B) 의 총 중량 대 상기 용해된 공중합체 (C) 총 중량의 비는 1:5 내지 5:1 범위임.
  8. ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층을, 기판 상에, 제조하는 방법으로서, 하기 단계를 포함하는 방법:
    제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 제조 또는 제공하는 단계,
    상기 조성물을 기판의 표면에 적용하는 단계,
    층이 상기 기판의 상기 표면에 형성되는 정도로 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 액체인 성분을 제거하는 단계.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기판의 상기 표면에의 상기 조성물의 적용이 스핀 코팅, 드로 다운 코팅, 롤-투-롤 코팅, 그라비어 인쇄, 마이크로그라비어 인쇄, 스크린-인쇄, 플렉소프린팅 및 슬롯-다이 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기법에 의해 수행되는 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 기판이 유리 및 유기 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 액체인 이들 성분을 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 제거하는 것이 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물을 100 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도에 15 분 이하의 지속기간 동안 적용함으로써 달성되는 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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  16. 삭제
  17. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기로부터 선택되는 물품을 제조하기 위해 사용되는 조성물:
    - ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층으로서, 25 ℃ 및 101.325 kPa 에서 고체인 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 성분을 포함하는 전기전도성 층,
    - 표면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상기 표면의 적어도 일부에 배열된 상기 전기전도성 층을 포함하는 물품.
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