KR20130043633A - 도전막 및 그 제조 방법, 그리고 터치 패널 및 태양 전지 - Google Patents

Abstract

[과제] 절연성을 현저하게 개선할 수 있고, 고투과성, 저저항이며, 내구성 및 가요성이 향상되고, 간이하게 패터닝이 가능한 도전막 및 도전막의 제조 방법, 그리고 필압 내구성 및 가요성이 향상된 터치 패널, 및 변환 효율이 향상된 태양 전지의 제공.
[해결 수단] 도전성 섬유 및 폴리머를 함유하는 도전막을 제조하는 방법으로서, 도전막에 용해액을 패턴상으로 부여하는 용해액 부여 공정을 포함하는 도전막의 제조 방법.

Description

도전막 및 그 제조 방법, 그리고 터치 패널 및 태양 전지{CONDUCTIVE FILM, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, TOUCH PANEL, AND SOLAR CELL}

본 발명은, 도전막 및 도전막의 제조 방법, 그리고 터치 패널 및 태양 전지에 관한 것이다.

클린 에너지로서의 태양 전지가 주목되고 있다. 특히, 원재료의 사용량이 적은 박막 태양 전지에 관해서는, 향후 태양 전지의 보급에 빠뜨릴 수 없는 것이 되고 있다. 한편, 태양 전지의 변환 효율을 높게 하는 것은, 공간 절약, 저비용의 관점에서도 중요하여, 수많은 연구가 이루어지고 있다. 지구에 내리쬐는 태양광의 모든 파장의 광을 전기 에너지로 변환하기 위하여, 보다 장파장의 광을 흡수할 수 있는 연구가 이루어지고 있다. 예를 들어, 단파장으로부터 장파장의 흡수를 갖는 재료를 조합한, 소위 탠덤형, 또는 CIGS 태양 전지 등과 같은 장파장의 흡수량이 많은 재료의 검토가 실시되고 있고, 고효율화의 진보가 얻어지고 있다. 이와 같이 변환 효율 향상을 위해서 장파장의 광 흡수의 개선의 검토가 이루어지고 있다. 이 때, 태양 전지를 전기 에너지로서 취출하기 위한 역할을 담당하고 있는 투명 전극의 광 흡수 (광투과율) 도 중요해진다.

일반적으로, 태양 전지의 투명 전극으로서 사용되고 있는 ITO (산화인듐주석), 산화아연은, 도전성 부여를 위해 주로 N 형 도펀트가 실시되고 있지만, 도전성을 올리기 위해 도프량을 늘리면 장파장의 투과율이 저하된다는 문제점이 있다. 그러나, 장파장의 흡수가 높은 태양 전지를 사용하는 경우에는, 장파장 영역의 흡수를 위한 광이 투명 전극을 통과할 수 없기 때문에 효율 상승의 방해가 되고 있었다. 이 때문에, 산화물에 첨가하는 도프 원소, 도프량의 연구에 의해 장파장의 투과율을 개선하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 이것으로는 아직 불충분하여, 추가적인 투과율의 개선이 요망되고 있다. 한편, 최근 휴대 게임기 등의 보급에 의해 급속히 수요가 확대하고 있는 터치 패널에 있어서는, 투명 도전 재료로서 ITO 가 널리 이용되고 있다. 그러나, 상기와 마찬가지로 장파장 영역의 투과율이 낮은 것에서 기인하는 색미 (色味), 및 터치 패널 특유의 문제로서 필압 (筆壓) 내구성이 과제가 되고 있었다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 예를 들어 은나노 와이어를 포함하는 투명 도전막이 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조). 이 제안은, 투명성, 저저항, 사용 금속량의 저감 면에서는 우수하지만, 유기 용제를 사용한 고온 중에서의 합성이 일반적이다. 생성한 은나노 와이어 직경의 굵기에서 기인하여, 헤이즈가 높고, 콘트라스트의 저하가 현저한 것, 또, 공기 최표면층에 광경화 수지 등의 코팅을 실시하지 않는 한 실용적인 내구성이 얻어지지 않아, 그 코팅에 의해 저항이 오르거나, 면 내의 저항의 균일성이 저하되는 등의 문제가 있어, 추가적인 개량이 요망되고 있다.

한편, 패터닝된 투명 도전막은 표시 소자, 태양 전지용 전극 등이 많은 부분에서 사용되고 있다. 일반적으로, 패터닝된 투명 도전막은, 요구되는 특성, 주로 도전성, 투명성, 패터닝 특성 등으로부터, 오로지 산화인듐주석 (ITO), 산화아연을 증착, 스퍼터 등의 드라이 프로세스에 의해 형성한다. 그 후, 플라스마 등의 드라이 에칭, 또는 포지티브/네거티브형 레지스트를 병용하고, 투명 도전 패턴을 제작한다는 제조 방법으로 되어 있다 (특허문헌 2 및 3 참조).

그러나, 이들의 제조 방법에서는, 투명 도전 패턴을 형성하기 위하여, 레지스트 도포와 그 현상, 도전 재료의 에칭 등의 다수의 공정, 및 진공을 필요로 하는 대대적인 설비, 다단계의 약액 처리가 불가결하고, 최종 성능의 추가적인 향상뿐만 아니라, 작금의 환경·에너지의 관점에서도 프로세스의 간략화가 강하게 요망되고 있다.

따라서, 도전성과 고광투과성과 내구성과 가요성의 전부을 구비한 것은 제공되지 않고, 간이한 프로세스에 의해 패터닝된 도전막 및 도전막의 제조 방법, 그리고 필압 내구성 및 가요성이 향상된 터치 패널, 및 변환 효율이 향상된 태양 전지의 조속한 제공이 요망되고 있는 것이 현 상황이다.

미국 특허 출원 공개 2007/0074316호 명세서 일본 공개특허공보 2010-21137호 일본 공개특허공보 2009-503825호

본 발명은, 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하고, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은, 절연성을 현저하게 개선할 수 있고, 고투과성, 저저항이며, 내구성 및 가요성이 향상되고, 간이하게 패터닝이 가능한 도전막 및 도전막의 제조 방법, 그리고 필압 내구성 및 가요성이 향상된 터치 패널, 및 변환 효율이 향상된 태양 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명자들이 예의 검토를 거듭한 결과, 적어도 도전성 섬유를 함유하여 이루어지는 도전막에, 상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을 패턴상으로 부여함으로써, 그 부여된 부분이 비도전부가 되므로, 도전성의 유무에 의해 이차원의 평면상 패턴을 용이하게 형성할 수 있고, 도전성, 고광투과성, 내구성, 및 가요성의 모든 것을 구비한 도전막이 얻어지는 것을 지견하였다.

본 발명은, 본 발명자들에 의한 상기 지견에 기초하는 것으로서, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서는 이하와 같다. 즉,

＜1＞ 도전성 섬유 및 폴리머를 함유하는 도전막을 제조하는 방법으로서,

상기 도전막에, 상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을 패턴상으로 부여하는 용해액 부여 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전막의 제조 방법이다.

＜2＞ 용해액이, 철 (III) 의 유기 착염 및 황산염을 함유하는 상기 ＜1＞ 에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜3＞ 용해액 1 ℓ 당 철 (III) 의 유기 착염의 함유량이, 0.05 몰 ～ 3 몰인 상기 ＜1＞ 내지 ＜2＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜4＞ 용해액의 pH 가, 5.7 ～ 6.5 인 상기 ＜1＞ 내지 ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜5＞ 도전층의 두께가, 500 ㎚ ～ 3,000 ㎚ 인 상기 ＜1＞ 내지 ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜6＞ 패턴상으로 부여된 부분이 비도전부가 되는 상기 ＜1＞ 내지 ＜5＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜7＞ 도전막에 있어서의 도전성 섬유의 함유량 (A) 와, 도전막에 있어서의 폴리머의 함유량 (B) 의 질량비 (A/B) 가, 0.2 ～ 3.0 인 상기 ＜1＞ 내지 ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜8＞ 도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 점도가, 25 ℃ 에서, 5 mPa·s ～ 300,000 mPa·s 인 상기 ＜1＞ 내지 ＜7＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜9＞ 도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 점도가, 25 ℃ 에서, 10,000 mPa·s ～ 300,000 mPa·s 인 상기 ＜8＞ 에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜10＞ 용해액 부여 공정의 후단에 있어서, 물을 샤워하는 수세 (水洗) 공정을 추가로 포함하는 상기 ＜1＞ 내지 ＜9＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜11＞ 도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 패턴상의 부여를 스크린 인쇄에 의해 실시하는 상기 ＜1＞ 내지 ＜10＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜12＞ 도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 패턴상의 부여를 잉크젯 인쇄에 의해 실시하는 상기 ＜1＞ 내지 ＜10＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜13＞ 도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 패턴상의 부여를 용해조 내에 침지시킴으로써 실시하는 상기 ＜1＞ 내지 ＜10＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜14＞ 도전성 섬유를 용해시키는 용해액이, 도전성 섬유를 산화하는 작용을 갖는 상기 ＜1＞ 내지 ＜13＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막의 제조 방법이다.

＜15＞ 도전성 섬유를 함유하는 도전막으로서,

상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을, 상기 도전막에 패턴상으로 부여하고, 그 부여된 부분이 비도전부가 되는 것을 특징으로 하는 도전막이다.

＜16＞ 도전성 섬유가, 금속 나노 와이어인 상기 ＜15＞ 에 기재된 도전막이다.

＜17＞ 금속 나노 와이어가, 은을 주로 함유하는 것, 또는 은과 은 이외의 금속의 합금을 함유하는 것인 상기 ＜16＞ 에 기재된 도전막이다.

＜18＞ 도전성 섬유의 평균 단축(短軸) 길이가, 150 ㎚ 이하인 상기 ＜15＞ 내지 ＜17＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막이다.

＜19＞ 도전성 섬유의 함유량이, 0.005 g/㎡ ～ 0.5 g/㎡ 인 상기 ＜15＞ 내지 ＜18＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막이다.

＜20＞ 추가로 폴리머를 함유하고, 도전성 섬유의 함유량 (A) 와, 상기 폴리머의 함유량 (B) 의 질량비 (A/B) 가, 0.2 ～ 3.0 인 상기 ＜15＞ 내지 ＜19＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막이다.

＜21＞ 추가로 SP 값이 18 ㎫^1/2 ～ 30 ㎫^{1/ 2} 인 비수용성 폴리머를 함유하는 상기 ＜15＞ 내지 ＜20＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막이다.

＜22＞ 비수용성 폴리머가, 에틸렌성 불포화기를 갖는 폴리머인 상기 ＜21＞ 에 기재된 도전막이다.

＜23＞ 에틸렌성 불포화기가 (메트)아크릴로일기인 상기 ＜22＞ 에 기재된 도전막이다.

＜24＞ 금속 나노 와이어를 함유하는 도전막에, 철 (III) 의 유기 착염 및 황산염을 함유하고, 또한 25 ℃ 에서의 점도가 10,000 mPa·s ～ 300,000 mPa·s 인 용해액을 패턴상으로 스크린 인쇄하는 것을 특징으로 하는 패터닝 방법이다.

＜25＞ 용해액의 pH 가, 5.7 ～ 6.5 인 상기 ＜24＞ 에 기재된 패터닝 방법이다.

＜26＞ 상기 ＜15＞ 내지 ＜23＞ 중 어느 하나에 기재된 도전막을 사용한 것을 특징으로 하는 터치 패널 또는 태양 전지이다.

본 발명에 의하면, 종래에 있어서의 문제를 해결할 수 있고, 절연성을 현저하게 개선할 수 있으며, 고투과성, 저저항이고, 내구성 및 가요성이 향상되어, 간이하게 패터닝이 가능한 도전막 및 도전막의 제조 방법, 그리고 필압 내구성 및 가요성이 향상된 터치 패널, 및 변환 효율이 향상된 태양 전지를 제공할 수 있다.

도 1 은, 터치 패널의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2 는, 터치 패널의 다른 일례를 나타내는 개략 설명도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 터치 패널에 있어서의 도전막의 배치예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 4 는, 터치 패널의 또 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5 는, 금속 나노 와이어의 예리도를 구하는 방법을 나타내는 도면이다.

(도전막)

본 발명의 도전막은, 적어도 도전성 섬유를 함유하여 이루어지고, 폴리머를 함유하는 것이 바람직하고, 또한 필요에 따라 그 밖의 성분을 함유하여 이루어진다.

상기 도전막은, 후술하는 바와 같이, 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을, 상기 도전막에 패턴상으로 부여하고, 그 부여된 부분이 비도전부를 형성하고, 부여되어 있지 않은 부분이 도전부를 형성하고, 도전성의 유무에 의해 이차원의 평면상 패턴이 형성된다. 따라서, 폴리머는 제거되지 않고 도전막의 표면에 실질적으로 삼차원의 요철 패턴은 관찰되지 않는다.

＜도전성 섬유＞

상기 도전성 섬유의 구조로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 중실(中實) 구조 및 중공 구조 중 어느 것이 바람직하다.

여기서, 중실 구조의 섬유를 와이어라고 부르는 경우가 있고, 중공 구조의 섬유를 튜브라고 부르는 경우가 있다.

평균 단축 길이가 5 ㎚ ～ 1,000 ㎚ 로서, 평균 장축 길이가 1 ㎛ ～ 100 ㎛ 인 도전성 섬유를 나노 와이어라고 부르는 경우가 있다.

또, 평균 단축 길이가 1 ㎚ ～ 1,000 ㎚, 평균 장축 길이가 0.1 ㎛ ～ 1,000 ㎛ 로서, 중공 구조를 갖는 도전성 섬유를 나노 튜브라고 부르는 경우가 있다.

상기 도전성 섬유의 재료로는, 도전성을 갖고 있으면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 금속 및 카본의 적어도 어느 것이 바람직하고, 이들 중에서도, 상기 도전성 섬유는, 금속 나노 와이어, 금속 나노 튜브, 및 카본 나노 튜브의 적어도 어느 것이 특히 바람직하다.

＜＜금속 나노 와이어＞＞

-금속-

상기 금속 나노 와이어의 재료로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 장주기율표 (IUPAC 1991) 의 제 4 주기, 제 5 주기, 및 제 6 주기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속이 바람직하고, 제2족 ～ 제14족에서 선택되는 적어도 1 종의 금속이 보다 바람직하고, 제2족, 제8족, 제9족, 제10족, 제11족, 제12족, 제13족, 및 제14족에서 선택되는 적어도 1 종의 금속이 더욱 바람직하고, 주성분으로서 함유하는 것이 특히 바람직하다.

상기 금속으로는, 예를 들어, 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 티탄, 비스무트, 안티몬, 납, 이들의 합금 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 도전성이 우수한 점에서, 은을 주로 함유하는 것, 또는 은과 은 이외의 금속의 합금을 함유하는 것이 바람직하다.

상기 은을 주로 함유한다란, 금속 나노 와이어 중에 은을 50 질량％ 이상, 바람직하게는 90 질량％ 이상 함유하는 것을 의미한다.

상기 은과의 합금으로 사용하는 금속으로는, 백금, 오스뮴, 팔라듐 및 이리듐 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

-형상-

상기 금속 나노 와이어의 형상으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 원주상, 직육면체상, 단면이 다각형이 되는 주상 (柱狀) 등 임의의 형상을 취할 수 있는데, 높은 투명성이 필요하게 되는 용도에서는, 원주상, 단면의 다각형의 모서리가 둥그스름한 단면 형상이 바람직하다.

상기 금속 나노 와이어의 단면 형상은, 기재 상에 금속 나노 와이어 수분산액을 도포하고, 단면을 투과형 전자 현미경 (TEM) 으로 관찰함으로써 조사할 수 있다.

상기 금속 나노 와이어의 단면의 모서리란, 단면의 각 변을 연장하여, 이웃하는 변으로부터 내려진 수선(垂線) 과 교차하는 점의 주변부를 의미한다. 또,「단면의 각 변」이란 이들이 이웃하는 모서리와 모서리를 연결한 직선으로 한다. 이 경우, 상기「단면의 각 변」의 합계 길이에 대한 상기「단면의 외주 길이」와의 비율을 예리도로 하였다. 예리도는, 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같은 금속 나노 와이어 단면에서는, 실선으로 나타낸 단면의 외주 길이와 점선으로 나타낸 오각형의 외주 길이의 비율로 나타낼 수 있다. 이 예리도가 75 ％ 이하인 단면 형상을 모서리가 둥근 단면 형상인 것으로 정의한다. 상기 예리도는 60 ％ 이하가 바람직하고, 50 ％ 이하가 보다 바람직하다. 상기 예리도가 75 ％ 를 초과하면, 그 모서리에 전자가 국재 (局在) 되어, 플라스몬 흡수가 증가되기 때문인지, 황색미가 남거나 하여 투명성이 악화되는 경우가 있다. 또, 패턴의 에지부의 직선성이 저하되어, 덜커덩거림이 발생하는 경우가 있다. 상기 예리도의 하한은, 30 ％ 가 바람직하고, 40 ％ 가 보다 바람직하다.

-평균 단축 길이 직경 및 평균 장축 길이-

상기 금속 나노 와이어의 평균 단축 길이 (「평균 단축 직경」,「평균 직경」이라고 칭하는 경우가 있다) 로는, 150 ㎚ 이하가 바람직하고, 1 ㎚ ～ 40 ㎚ 가 보다 바람직하고, 10 ㎚ ～ 40 ㎚ 가 더욱 바람직하고, 15 ㎚ ～ 35 ㎚ 가 특히 바람직하다.

상기 평균 단축 길이가, 1 ㎚ 미만이면, 내산화성이 악화되어, 내구성이 나빠지는 경우가 있고, 150 ㎚ 를 초과하면, 금속 나노 와이어에서 기인된 산란이 발생하여, 충분한 투명성을 얻을 수 없는 경우가 있다.

상기 금속 나노 와이어의 평균 단축 길이는, 투과형 전자 현미경 (TEM ; 닛폰 전자 주식회사 제조, JEM-2000FX) 을 사용하여 300 개의 금속 나노 와이어를 관찰하고, 그 평균치로부터 금속 나노 와이어의 평균 단축 길이를 구하였다. 또한, 상기 금속 나노 와이어의 단축이 원형이 아닌 경우의 단축 길이는, 가장 긴 것을 단축 길이로 하였다.

상기 금속 나노 와이어의 평균 장축 길이 (「평균 길이」라고 칭하는 경우가 있다) 로는, 1 ㎛ ～ 40 ㎛ 가 바람직하고, 3 ㎛ ～ 35 ㎛ 가 보다 바람직하고, 5 ㎛ ～ 30 ㎛ 가 더욱 바람직하다.

상기 평균 장축 길이가, 1 ㎛ 미만이면, 조밀한 네트워크를 형성하는 것이 어렵고, 충분한 도전성을 얻을 수 없는 경우가 있고, 40 ㎛ 를 초과하면, 금속 나노 와이어가 지나치게 길어 제조시에 얽혀, 제조 과정에서 응집물이 발생하는 경우가 있다.

상기 금속 나노 와이어의 평균 장축 길이는, 예를 들어 투과형 전자 현미경 (TEM ; 닛폰 전자 주식회사 제조, JEM-2000FX) 을 사용하여 300 개의 금속 나노 와이어를 관찰하고, 그 평균치로부터 금속 나노 와이어의 평균 장축 길이를 구하였다. 또한, 상기 금속 나노 와이어가 굽혀져 있는 경우, 그것을 호(弧) 로 하는 원을 고려하여, 그 반경, 및 곡률로부터 산출되는 값을 장축 길이로 하였다.

-제조 방법-

상기 금속 나노 와이어의 제조 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 어떠한 방법으로 제조해도 되는데, 이하와 같이 할로겐 화합물과 분산 첨가제를 용해시킨 용매 중에서 가열하면서 금속 이온을 환원함으로써 제조하는 것이 바람직하다.

상기 용매로는, 친수성 용매가 바람직하고, 예를 들어, 물, 알코올류, 에테르류, 케톤류 등을 들 수 있고, 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 알코올류로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.

상기 에테르류로는, 예를 들어, 디옥산, 테트라하이드로푸란 등을 들 수 있다.

상기 케톤류로는, 예를 들어, 아세톤 등을 들 수 있다.

상기 가열시의 가열 온도로는, 250 ℃ 이하가 바람직하고, 20 ℃ ～ 200 ℃ 가 보다 바람직하고, 30 ℃ ～ 180 ℃ 가 보다 바람직하고, 40 ℃ ～ 170 ℃ 가 더욱 바람직하다.

상기 가열 온도가, 20 ℃ 미만이면, 상기 가열 온도가 낮아질수록, 핵 형성 확률이 낮아져 금속 나노 와이어가 지나치게 길어지기 때문에 금속 나노 와이어가 얽히기 쉬워, 분산 안정성이 나빠지는 경우가 있고, 250 ℃ 를 초과하면, 금속 나노 와이어의 단면의 모서리가 급준 (急峻) 해져, 도포막 평가에서의 투과율이 낮아지는 경우가 있다.

필요에 따라, 금속 나노 와이어 형성 과정에서 온도를 변경해도 되고, 도중에서의 온도 변경에 의해, 금속 나노 와이어의 핵 형성의 제어, 재핵 발생의 억제, 선택 성장의 촉진에 의한 단분산성 향상의 효과를 향상시킬 수 있다.

상기 가열시에는, 환원제를 첨가하여 실시하는 것이 바람직하다.

상기 환원제로는, 특별히 제한되지 않고, 통상 사용되는 것 중에서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 수소화붕소 금속염, 수소화알루미늄염, 알칸올아민, 지방족 아민, 헤테로 고리형 아민, 방향족 아민, 아르알킬아민, 알코올, 유기산류, 환원당류, 당 알코올류, 아황산나트륨, 하이드라진 화합물, 덱스트린, 하이드로퀴논, 하이드록실아민, 에틸렌글리콜, 글루타티온 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 환원당류, 그 유도체로서의 당 알코올류, 에틸렌글리콜이 특히 바람직하다.

상기 수소화붕소 금속염으로는, 예를 들어, 수소화붕소나트륨, 수소화붕소칼륨 등을 들 수 있다.

상기 수소화알루미늄염으로는, 예를 들어, 수소화알루미늄리튬, 수소화알루미늄칼륨, 수소화알루미늄세슘, 수소화알루미늄베릴륨, 수소화알루미늄마그네슘, 수소화알루미늄칼슘 등을 들 수 있다.

상기 알칸올아민으로는, 예를 들어, 디에틸아미노에탄올, 에탄올아민, 프로판올아민, 트리에탄올아민, 디메틸아미노프로판올 등을 들 수 있다.

상기 지방족아민으로는, 예를 들어, 프로필아민, 부틸아민, 디프로필렌아민, 에틸렌디아민, 트리에틸렌펜타민 등을 들 수 있다.

상기 헤테로 고리형 아민으로는, 예를 들어, 피페리딘, 피롤리딘, N메틸피롤리딘, 모르폴린 등을 들 수 있다.

상기 방향족 아민으로는, 예를 들어, 아닐린, N-메틸아닐린, 톨루이딘, 아니시딘, 페네티딘 등을 들 수 있다.

상기 아르알킬아민으로는, 예를 들어, 벤질아민, 자일렌디아민, N-메틸벤질아민 등을 들 수 있다.

상기 알코올로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올 등을 들 수 있다.

상기 유기산류로는, 예를 들어, 시트르산, 말산, 타르타르산,숙신산, 아스코르브산 또는 그들의 염 등을 들 수 있다.

상기 환원당류로는, 예를 들어, 글루코오스, 갈락토오스, 만노오스, 프룩토오스, 수크로오스, 말토오스, 라피노오스, 스타키오스 등을 들 수 있다.

상기 당 알코올류로는, 예를 들어, 소르비톨 등을 들 수 있다.

상기 환원제에 따라서는, 기능으로서 분산 첨가제, 용매로서도 작용하는 경우가 있고, 마찬가지로 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 금속 나노 와이어 제조시에는, 분산 첨가제와, 할로겐 화합물 또는 할로겐화 금속 미립자를 첨가하여 실시하는 것이 바람직하다.

상기 분산 첨가제와, 할로겐 화합물의 첨가의 타이밍으로는, 환원제의 첨가 전이어도 되고, 첨가 후여도 되고, 금속 이온 또는 할로겐화 금속 미립자의 첨가 전이어도 되고, 첨가 후여도 되는데, 단분산성이 보다 양호한 금속 나노 와이어를 얻기 위해서는, 할로겐 화합물의 첨가를 2 단계 이상으로 나누는 것이 바람직하다.

상기 분산 첨가제로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 아미노기 함유 화합물, 티올기 함유 화합물, 술파이드기 함유 화합물, 아미노산 또는 그 유도체, 펩티드 화합물, 다당류, 합성 고분자, 이들에서 유래하는 겔 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리알킬렌아민, 폴리아크릴산의 부분 알킬에스테르, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피롤리돈 공중합체가 바람직하다.

상기 분산 첨가제로서 사용 가능한 구조에 대해서는, 예를 들어,「안료 사전」(이토 세시로 편, 주식회사 아사쿠라 서원 발행, 2000년) 의 기재를 참조할 수 있다.

또, 사용하는 분산 첨가제의 종류에 의해, 얻어지는 금속 나노 와이어의 형상을 변화시킬 수도 있다.

상기 할로겐 화합물로는, 브롬, 염소, 요오드를 함유하는 화합물이면 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 브롬화나트륨, 염화나트륨, 요오드화나트륨, 요오드화칼륨, 브롬화칼륨, 염화칼륨 등의 알칼리할라이드, 하기의 분산 첨가제와 병용할 수 있는 화합물이 바람직하다.

상기 할로겐 화합물에 따라서는, 분산 첨가제로서 기능하는 것이 있을 수 있는데, 동일하게 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 할로겐 화합물의 대체로서 할로겐화 은 미립자를 사용해도 되고, 할로겐 화합물과 할로겐화 은 미립자를 함께 사용해도 된다.

상기 분산 첨가제와, 할로겐 화합물 또는 할로겐화 은 미립자는, 동일 물질로 병용해도 된다. 상기 분산 첨가제와 할로겐 화합물을 병용한 화합물로는, 예를 들어, 아미노기와 브롬화물 이온을 함유하는 HTAB (헥사데실-트리메틸암모늄브로마이드), 아미노기와 염화물 이온을 함유하는 HTAC (헥사데실-트리메틸암모늄클로라이드) 등을 들 수 있다.

상기 탈염 처리는, 금속 나노 와이어를 형성한 후, 한외 여과, 투석, 겔 여과, 데칸테이션, 원심 분리 등의 수법에 따라 실시할 수 있다.

＜＜금속 나노 튜브＞＞

-금속-

상기 금속 나노 튜브의 재료로는, 특별히 제한되지 않고, 어떠한 금속이어도 되고, 예를 들어, 상기한 금속 나노 와이어의 재료 등을 사용할 수 있다.

-형상-

상기 금속 나노 튜브의 형상으로는, 단층이어도 되고, 다층이어도 되는데, 도전성 및 열전도성이 우수한 점에서 단층이 바람직하다.

-평균 단축 길이, 평균 장축 길이, 두께-

상기 금속 나노 튜브의 두께 (외경과 내경의 차) 로는, 3 ㎚ ～ 80 ㎚ 가 바람직하고, 3 ㎚ ～ 30 ㎚ 가 보다 바람직하다.

상기 두께가, 3 ㎚ 미만이면, 내산화성이 악화되어, 내구성이 나빠지는 경우가 있고, 80 ㎚ 를 초과하면, 금속 나노 튜브에서 기인한 산란이 발생하는 경우가 있다.

상기 금속 나노 튜브의 평균 장축 길이는, 1 ㎛ ～ 40 ㎛ 가 바람직하고, 3 ㎛ ～ 35 ㎛ 가 보다 바람직하고, 5 ㎛ ～ 30 ㎛ 가 더욱 바람직하다.

-제조 방법-

상기 금속 나노 튜브의 제조 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 어떠한 방법으로 제조해도 되고, 예를 들어, 미국 출원 공개 2005/0056118호 명세서 등에 기재된 공지된 방법 등을 사용할 수 있다.

＜＜카본 나노 튜브＞＞

상기 카본 나노 튜브 (CNT) 는, 그라파이트상 탄소 원자면 (그래핀 시트) 가, 단층 또는 다층의 동축 관상이 된 물질이다. 단층의 카본 나노 튜브는 싱글 월 나노 튜브 (SWNT), 다층의 카본 나노 튜브는 멀티 월 나노 튜브 (MWNT) 로 불리고, 특히, 2 층의 카본 나노 튜브는 더블 월 나노 튜브 (DWNT) 라고도 불린다. 상기 도전성 섬유에 있어서, 상기 카본 나노 튜브는, 단층이어도 되고, 다층이어도 되는데, 도전성 및 열전도성이 우수한 점에서 단층이 바람직하다.

-제조 방법-

상기 카본 나노 튜브의 제조 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 어떠한 방법으로 제조해도 되고, 예를 들어, 이산화탄소의 접촉 수소 환원, 아크 방전법, 레이저 증발법, 열 CVD 법, 플라스마 CVD 법, 기상 성장법, 일산화탄소를 고온 고압화에 의해 철 촉매와 함께 반응시켜 기상으로 성장시키는 HiPco 법 등의 공지된 수단을 사용할 수 있다.

또, 이들의 방법에 의해 얻어진 카본 나노 튜브는, 세정, 원심 분리, 여과, 산화, 크로마토그래프 등의 방법에 의해, 부생성물, 촉매 금속 등의 잔류물을 제거하는 것이, 고순도화된 카본 나노 튜브를 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.

＜＜어스펙트비＞＞

상기 도전성 섬유의 어스펙트비로는, 10 이상이 바람직하다. 상기 어스펙트비란, 일반적으로는 섬유상의 물질의 장변과 단변의 비 (장축 길이/단축 길이의 비) 를 의미한다.

상기 어스펙트비의 측정 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 전자 현미경 등에 의해 측정하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 도전성 섬유의 어스펙트비를 전자 현미경으로 측정하는 경우, 상기 도전성 섬유의 어스펙트비가 10 이상인지의 여부는, 전자 현미경의 1 시야로 확인할 수 있으면 된다. 또, 상기 도전성 섬유의 장축 길이와 단축 길이를 각각 따로 측정함으로써, 상기 도전성 섬유 전체의 어스펙트비를 개산(槪算)할 수 있다.

또한, 상기 도전성 섬유가 튜브상인 경우에는, 상기 어스펙트비를 산출하기 위한 직경으로는 그 튜브의 외경을 사용한다.

상기 도전성 섬유의 어스펙트비로는, 10 이상이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 50 ～ 1,000,000 이 바람직하고, 100 ～ 1,000,000 이 보다 바람직하다.

상기 어스펙트비가, 10 미만이면, 상기 도전성 섬유에 의한 네트워크 형성이 이루어지지 않아 도전성을 충분히 취할 수 없는 경우가 있고, 1,000,000 을 초과하면, 도전성 섬유 형성시, 그 후의 취급에 있어서, 성막 전에 도전성 섬유가 얽혀 응집되기 때문에, 안정적인 액이 얻어지지 않는 경우가 있다.

＜＜어스펙트비가 10 이상인 도전성 섬유의 비율＞＞

상기 어스펙트비가 10 이상인 도전성 섬유의 비율로는, 전체 도전성 섬유 중에 체적비로, 50 ％ 이상이 바람직하고, 60 ％ 이상이 보다 바람직하고, 75 ％ 이상이 특히 바람직하다. 이들의 도전성 섬유의 비율을, 이하,「도전성 섬유의 비율」이라고 부르는 경우가 있다.

상기 도전성 섬유의 비율이, 50 ％ 미만이면, 도전성에 기여하는 도전성 물질이 감소하여 도전성이 저하되는 경우가 있고, 동시에 조밀한 네트워크를 형성할 수 없기 때문에 전압 집중이 발생하여, 내구성이 저하되는 경우가 있다. 또, 도전성 섬유 이외의 형상의 입자는, 도전성에 크게 기여하지 않는데다가 흡수를 갖기 때문에 바람직하지 않다. 특히 금속의 경우에, 구형 등의 플라스몬 흡수가 강한 경우에는 투명도가 악화되는 경우가 있다.

여기서, 상기 도전성 섬유의 비율은, 예를 들어, 도전성 섬유가 은나노 와이어인 경우에는, 은나노 와이어 수분산액을 여과하여, 은나노 와이어와, 그 이외의 입자를 분리하고, ICP 발광 분석 장치를 사용하여 여과지에 남아 있는 은의 양과, 여과지를 투과한 은의 양을 각각 측정함으로써, 도전성 섬유의 비율을 구할 수 있다. 여과지에 남아 있는 도전성 섬유를 TEM 으로 관찰하고, 300 개의 도전성 섬유의 평균 단축 길이를 관찰하여, 그 분포를 조사함으로써, 평균 단축 길이가 200 ㎚ 이하이고, 또한 평균 장축 길이가 1 ㎛ 이상인 도전성 섬유인 것을 확인한다. 또한, 여과지는, TEM 이미지로 평균 단축 길이가 200 ㎚ 이하이고, 또한 평균 장축 길이가 1 ㎛ 이상인 도전성 섬유 이외의 입자의 최장축을 계측하고, 그 최장축의 2 배 이상이고, 또한 도전성 섬유의 장축의 최단 길이 이하의 길이인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 도전성 섬유의 평균 단축 길이 및 평균 장축 길이는, 예를 들어, 투과형 전자 현미경 (TEM) 또는 광학 현미경을 사용하여 TEM 이미지 또는 광학 현미경 이미지를 관찰함으로써 구할 수 있고, 본 발명에 있어서는, 도전성 섬유의 평균 단축 길이 및 평균 장축 길이는, 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의해 300 개의 도전성 섬유를 관찰하고, 그 평균치로부터 구한 것이다.

＜폴리머＞

상기 폴리머로는, 수용성 폴리머, 및 비수용성 폴리머 모두 바람직하게 사용할 수 있는데, 이들 중에서도, 습도 내구성 면에서, 비수용성 폴리머가 특히 바람직하다.

＜＜수용성 폴리머＞＞

상기 수용성 폴리머로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 젤라틴, 젤라틴 유도체, 카제인, 한천, 전분, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산 공중합체, 카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 덱스트란 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 수용성 폴리머의 함유량으로는, 상기 도전성 섬유의 함유량 (A) 와 수용성 폴리머의 함유량 (B) 의 질량비 (A/B) 는, 0.2 ～ 3.0 이 바람직하고, 0.5 ～ 2.5 가 보다 바람직하다.

상기 질량비 (A/B) 가, 0.2 미만이면, 도전성 섬유에 대해 폴리머가 많아, 근소한 도포량 변동에 의해 저항이 올라갈 염려가 있고, 3.0 을 초과하면, 폴리머가 적기 때문에, 막 강도가 실용상 충분하지 않게 되는 경우가 있다.

＜비수용성 폴리머＞

상기 비수용성 폴리머는, 바인더로서의 기능을 갖고 있고, 중성 부근의 물에 실질적으로 용해되지 않는 폴리머이다. 상기 비수용성 폴리머란, 구체적으로는, SP 값 (오키츠법에 의해 산출) 이, 18 ㎫^1/2 ～ 30 ㎫^{1/ 2} 인 폴리머를 의미한다.

상기 SP 값으로는, 18 ㎫^1/2 ～ 30 ㎫^1/2 이 바람직하고, 19 ㎫^1/2 ～ 28 ㎫^1/2 이 보다 바람직하고, 19.5 ㎫^1/2 ～ 27 ㎫^1/2 이 특히 바람직하다.

상기 SP 값이 18 ㎫^1/2 미만이면, 부착된 유기 오염을 세정하는 것이 곤란해지는 경우가 있고, 30 ㎫^1/2 을 초과하면, 물과의 친화성이 높아져, 도포막의 함수율 상승에서 기인하여, 적외선 영역의 흡수가 높아지기 때문인지, 예를 들어 태양 전지를 제작했을 때에 변환 효율이 감소되는 경우가 있다.

여기서, 상기 SP 값은, 오키츠법 (오키츠 토시나오 저「닛폰 접착 학회지」29(3) (1993)) 에 의해 산출한 것이다. 구체적으로는, SP 값은 이하의 식으로 계산되는 것이다. 또한, ΔF 는 문헌에 기재된 값이다.

SP 값(δ)=ΣΔF(Molar Attraction Constants)/V (몰 용적)

복수의 비수용성 폴리머를 사용한 경우의 SP 값 (σ) 및 SP 값의 수소 결합항 (σh) 은 다음의 식에 의해 산출한다.

[수학식 1]

단, 상기 식 중, σn 은, 비수용성 폴리머와 물의 SP 값 또는 SP 값의 수소 결합항을, Mn 은 혼합액 중에 있어서의 비수용성 폴리머와 물의 몰 분율을, Vn 은 용매의 몰 체적을, n 은 용매의 종류를 나타내는 2 이상의 정수를 나타낸다.

상기 비수용성 폴리머로는, 상기 SP 값이 18 ㎫^1/2 ～ 30 ㎫^{1/ 2} 이면 특별히 제한되지 않지만, 도막의 기판에 대한 밀착성, 문지름 등에 대한 내구성이라는 점에서 에틸렌성 불포화기를 갖는 폴리머가 바람직하다. 이들 중에서도, 주사슬에 연결하는 측사슬에, 에틸렌성 불포화 결합의 적어도 1 종을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌성 불포화 결합은, 측사슬 중에 복수 함유되어 있어도 된다. 또, 상기 에틸렌성 불포화 결합은, 비수용성 폴리머의 측사슬 중에, 상기 분기 및/또는 지환 구조, 그리고/또는 상기 산성기과 함께 함유되어 있어도 된다.

또, 상기 비수용성 폴리머로서 상기 SP 값이 18 ㎫^1/2 ～ 30 ㎫^{1/ 2} 이면, 하기 폴리머라텍스 중에서 적절히 사용할 수 있다.

아크릴계 폴리머로는, 예를 들어, Nipol LX 855, 857x2 (이상, 닛폰 제온사 제조) ; Voncoat R3370 (다이닛폰 잉크 화학 공업사 제조) ; 쥬리머 ET-410 (닛폰 순약사 제조) ; AE116, AE119, AE121, AE125, AE134, AE137, AE140, AE173 (이상, JSR 사 제조) ; 아론 A-104 (토아 합성사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

폴리에스테르류로는, 예를 들어, FINETEX ES650, 611, 675, 850 (이상, 다이닛폰 잉크 화학 공업사 제조) ; WD-size, WMS (이상, 이스트맨 케미컬사 제조) ; A-110, A-115 GE, A-120, A-121, A-124GP, A-124S, A-160P, A-210, A-215GE, A-510, A-513E, A-515GE, A-520, A-610, A-613, A-615GE, A-620, WAC-10, WAC-15, WAC-17XC, WAC-20, S-110, S-110EA, S-111SL, S-120, S-140, S-140A, S-250, S-252G, S-250S, S-320, S-680, DNS-63P, NS-122L, NS-122LX, NS-244LX, NS-140L, NS-141LX, NS-282LX (이상, 타카마츠 유지사 제조) ; 아론 멜트 PES-1000 시리즈, PES-2000 시리즈 (이상, 토아 합성사 제조) ; 바이로날 MD-1100, MD-1200, MD-1220, MD-1245, MD-1250, MD-1335, MD-1400, MD-1480, MD-1500, MD-1930, MD-1985 (이상, 토요보사 제조) ; 세포르전 ES (스미토모 정화사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

폴리우레탄류로는, 예를 들어, HYDRAN AP10, AP20, AP30, AP40, 101H, Vondic 1320NS, 1610NS (이상, 다이닛폰 잉크 화학 공업사 제조) ; D-1000, D-2000, D-6000, D-4000, D-9000 (이상, 다이니치 정화사 제조) ; NS-155X, NS-310A, NS-310X, NS-311X (이상, 타카마츠 유지사 제조) ; 엘라스트론 (다이이치 공업 제약사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

고무류로는, 예를 들어, LACSTAR 7310K, 3307B, 4700H, 7132C (이상, 다이닛폰 잉크 화학 공업사 제조), Nipol LX416, LX410, LX430, LX435, LX110, LX415A, LX415M, LX438C, 2507H, LX303A, LX407BP 시리즈, V1004, MH5055 (이상, 닛폰 제온사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

폴리염화비닐류로는, 예를 들어, G351, G576 (이상, 닛폰 제온사 제조) ; 비니브란 240, 270, 277, 375, 386, 609, 550, 601, 602, 630, 660, 671, 683, 680, 680S, 681N, 685R, 277, 380, 381, 410, 430, 432, 860, 863, 865, 867, 900, 900GT, 938, 950, SOLBIN C, SOLBIN CL, SOLBIN CH, SOLBIN CN, SOLBIN C5, SOLBIN M, SOLBIN MF, SOLBIN A, SOLBIN AL (이상, 닛신 화학 공업사 제조) ; 에스렉 A, 에스렉 C, 에스렉 M (이상, 세키스이 화학 공업사 제조) ; 덴카비닐 1000 GKT, 덴카비닐 1000L, 덴카비닐 1000CK, 덴카비닐 1000A, 덴카비닐 1000LK2, 덴카비닐 1000AS, 덴카비닐 1000GS, 덴카비닐 1000LT3, 덴카비닐 1000D, 덴카비닐 1000W (이상, 덴키 화학 공업사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

폴리염화비닐리덴류로는, 예를 들어, L502, L513 (이상, 아사히 화성 공업사 제조) ; D-5071 (다이닛폰 잉크 화학 공업사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

폴리올레핀류로는, 예를 들어, 케미팔 S120, SA100, V300 (이상, 미쓰이 석유 화학사 제조) ; Voncoat 2830, 2210, 2960 (이상, 다이닛폰 잉크 화학 공업사 제조), 자이크센, 세포르전 G (이상, 스미토모 정화사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

공중합 나일론류로는, 예를 들어, 세포르전 PA (스미토모 정화사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

폴리아세트산비닐류로는, 예를 들어, 비니브란 1080, 1082, 1085W, 1108W, 1108S, 1563M, 1566, 1570, 1588C, A22J7-F2, 1128C, 1137, 1138, A20J2, A23J1, A23J1, A23K1, A23P2E, A68J1N, 1086A, 1086, 1086D, 1108S, 1187, 1241LT, 1580N, 1083, 1571, 1572, 1581, 4465, 4466, 4468W, 4468S, 4470, 4485LL, 4495LL, 1023, 1042, 1060, 1060S, 1080M, 1084W, 1084S, 1096, 1570K, 1050, 1050S, 3290, 1017AD, 1002, 1006, 1008, 1107L, 1225, 1245L, GV-6170, GV-6181, 4468W, 4468S (이상, 닛신 화학 공업사 제조) 등 (모두 상품명) 을 들 수 있다.

또한, 폴리머라텍스로는, 예를 들어 폴리아크릴류, 폴리락트산에스테르류, 폴리우레탄류, 폴리카보네이트류, 폴리에스테르류, 폴리아세탈류, SBR 류, 폴리염화비닐류 등을 들 수 있다. 이들의 폴리머라텍스는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 폴리아크릴류, 폴리우레탄류, 폴리염화비닐류, 폴리에스테르류, 폴리카보네이트류, SBR 류가 바람직하고, 폴리아크릴류, 폴리우레탄류, 폴리염화비닐류, 폴리에스테르류, SBR 류가 보다 바람직하고, 폴리아크릴류가 특히 바람직하다.

상기 에틸렌성 불포화 결합으로는, 비수용성 폴리머의 주사슬과의 사이에 적어도 1 개의 에스테르기 (-COO-) 를 개재하여 결합하고, 에틸렌성 불포화 결합과 에스테르기만으로 비수용성 폴리머의 측사슬을 구성하고 있어도 된다. 또, 비수용성 폴리머의 주사슬과 에스테르기 사이, 및/또는, 에스테르기와 에틸렌성 불포화 결합 사이에, 추가로 2 가의 유기 연결기를 가져도 되고, 에틸렌성 불포화 결합은「에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기」로서 비수용성 폴리머의 측사슬을 구성하고 있어도 된다.

상기 2 가의 유기 연결기로는, 예를 들어, 스티렌류, (메트)아크릴레이트류, 비닐에테르류, 비닐에스테르류, (메트)아크릴아미드류 등을 들 수 있고, (메트)아크릴레이트류, 비닐에스테르류, (메트)아크릴아미드류가 바람직하고, (메트)아크릴레이트류가 바람직하다.

상기 에틸렌성 불포화 결합으로는, (메트)아크릴로일기를 도입하여 배치되는 것이 바람직하다.

상기 비수용성 폴리머의 측사슬에 (메트)아크릴로일기를 도입하는 방법으로는, 공지된 방법 중에서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 산성기를 갖는 반복 단위에 에폭시기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 부가하는 방법, 하이드록실기를 갖는 반복 단위에 이소시아네이트기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 부가하는 방법, 이소시아네이트기를 갖는 반복 단위에 하이드록시기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 부가하는 방법 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 산성기를 갖는 반복 단위에 에폭시기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 부가하는 방법이 가장 제조가 용이하고, 저비용인 점에서 바람직하다.

상기 에틸렌성 불포화 결합 및 에폭시기를 갖는 (메트)아크릴레이트로는, 이들을 가지면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 하기 구조식 (1) 로 나타내는 화합물 및 하기 구조식 (2) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.

[화학식 1]

단, 상기 구조식 (1) 중, R¹ 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. L¹ 은, 유기기를 나타낸다.

[화학식 2]

단, 상기 구조식 (2) 중, R² 는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. L² 는, 유기기를 나타낸다. W 는, 4 ～ 7 원자 고리의 지방족 탄화수소기를 나타낸다.

상기 구조식 (1) 및 구조식 (2) 로 나타내는 화합물 중에서도, 광경화 수지와 조합하여, 네거티브형, 포지티브형의 레지스트로서 사용한 경우, 양(良)현상성, 및 막 강도라는 점에서, 구조식 (1) 로 나타내는 화합물이 바람직하다. 상기 구조식 (1) 및 (2) 에 있어서는, L¹ 및 L² 가 각각 독립적으로 탄소수 1 ～ 4 의 알킬렌기가 보다 바람직하다.

상기 구조식 (1) 및 구조식 (2) 로 나타내는 화합물로는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 이하의 화합물 (1) ～ (10) 을 들 수 있다.

[화학식 3]

상기 비수용성 폴리머의 함유량으로는, 상기 도전성 섬유의 함유량 (A) 와 비수용성 폴리머의 함유량 (C) 의 질량비 (A/C) 는, 0.2 ～ 3.0 이 바람직하고, 0.5 ～ 2.5 가 보다 바람직하다.

상기 질량비 (A/C) 가, 0.2 미만이면, 도포량 변동에 의한 저항값의 편차가 문제가 되는 경우, 본 발명에 있어서의 용해액의 작용이 저하되는 경우가 있고, 3.0 을 초과하면, 도포막에 실용상의 충분한 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다.

상기 도전성 섬유의 함유량 (도포량) 은, 0.005 g/㎡ ～ 0.5 g/㎡ 가 바람직하고, 0.01 g/㎡ ～ 0.45 g/㎡ 가 보다 바람직하고, 0.015 g/㎡ ～ 0.4 g/㎡ 가 더욱 바람직하다.

-분산제-

상기 분산제는, 상기 도전성 섬유의 응집을 막아, 분산시키기 위해서 사용한다. 상기 분산제로는, 상기 도전성 섬유를 분산시킬 수 있으면 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적부 선택할 수 있으며, 예를 들어, 시판되는 저분자 안료 분산제, 고분자 안료 분산제를 이용할 수 있고, 특히 고분자 분산제에 의해 도전성 섬유에 흡착되는 성질을 갖는 것이 바람직하게 사용되고, 폴리비닐피롤리돈, BYK 시리즈 (빅케미사 제조), 솔스퍼스 시리즈 (닛폰 루브리졸사 제조 등), 아지슈퍼 시리즈 (아지노모토 주식회사 제조) 등은 특히 바람직하게 사용된다.

상기 분산제의 함유량으로는, 상기 폴리머 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 ～ 50 질량부가 바람직하고, 0.5 질량부 ～ 40 질량부가 보다 바람직하고, 1 질량부 ～ 30 질량부가 특히 바람직하다.

상기 함유량이, 0.1 질량부 미만이면, 분산액 중에서 도전성 섬유가 응집되는 경우가 있고, 50 질량부를 초과하면, 도포 공정에 있어서 안정적인 액막을 형성하지 못하여, 도포 불균일이 발생하는 경우가 있다.

＜그 밖의 성분＞

상기 그 밖의 성분으로는, 예를 들어, 계면 활성제, 산화 방지제, 황화 방지제, 금속 부식 방지제, 점도 조정제, 방부제 등의 각종 첨가제 등을 들 수 있다. 이들의 성분은, 필요에 따라 적절히 함유하고 있어도 된다.

(도전막의 제조 방법)

본 발명의 도전막의 제조 방법은, 적어도 도전성 섬유 및 폴리머를 함유하는 도전막을 제조하는 방법으로서,

용해액 부여 공정을 적어도 포함하고, 도전층 형성 공정을 포함하는 것이 바람직하고, 추가로 필요에 따라 그 밖의 공정을 포함하여 이루어진다.

＜도전층 형성 공정＞

상기 도전층 형성 공정은, 기재 상에 적어도 도전성 섬유 및 폴리머를 함유하는 도전층 조성물을 도포하여 도전층을 형성하는 공정이다.

-기재-

상기 기재로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어, 투명 유리 기판, 합성 수지성 시트, 필름, 금속 기판, 그 밖에 세라믹판, 광전 변환 소자를 갖는 반도체 기판 등을 들 수 있다. 이들의 기판에는, 원하는 바에 따라, 실란 커플링제 등의 약품 처리, 플라스마 처리, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 기상 반응법, 진공 증착 등의 전처리를 실시할 수 있다.

상기 투명 유리 기판으로는, 예를 들어, 백판 유리, 청판 유리, 실리카 코트 청판 유리 등을 들 수 있다.

상기 합성 수지제 시트, 필름으로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리카보네이트, 폴리에테르술폰, 폴리에스테르, 아크릴 수지, 염화비닐 수지, 방향족 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등을 들 수 있다.

상기 금속 기판으로는, 예를 들어, 알루미늄판, 구리판, 니켈판, 스테인리스판 등을 들 수 있다.

상기 기재의 전가시광 투과율로는, 70 ％ 이상이 바람직하고, 85 ％ 이상이 보다 바람직하고, 90 ％ 이상이 특히 바람직하다.

상기 전가시광 투과율이, 70 ％ 미만이면, 투과율이 낮아 실용상 문제가 되는 경우가 있다.

또한, 본 발명에서는, 기재로서 본 발명의 목적을 방해하지 않을 정도로 착색한 것을 사용할 수도 있다.

상기 기재의 두께로는, 1 ㎛ ～ 5,000 ㎛ 가 바람직하고, 3 ㎛ ～ 4,000 ㎛ 가 보다 바람직하고, 5 ㎛ ～ 3,000 ㎛ 가 더욱 바람직하다.

상기 두께가, 1 ㎛ 미만이면, 도포 공정에 있어서의 핸들링의 곤란함에서 기인하여, 수율이 저하되는 경우가 있고, 5,000 ㎛ 를 초과하면, 포터블한 어플리케이션에 있어서, 상기 기재의 두께 및 질량이 문제가 되는 경우가 있다.

상기 도전층 조성물의 도포 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 스핀 코트, 롤 코트, 슬릿 코트 등의 공지된 방법에 의해 기재 상에 도포한다.

상기 도전성 섬유의 도포량 (함유량) 으로는, 0.005 g/㎡ ～ 0.5 g/㎡ 가 바람직하고, 0.01 g/㎡ ～ 0.45 g/㎡ 가 보다 바람직하고, 0.015 g/㎡ ～ 0.4 g/㎡ 가 더욱 바람직하다.

상기 도포량이, 0.005 g/㎡ 미만이면, 국소적으로 저항이 높아지는 지점이 생기고, 면 내의 저항 분포가 악화되는 경우가 있고, 0.5 g/㎡ 를 초과하면, 도포 후의 건조 중에 도전성 섬유끼리의 응집에 의해, 헤이즈가 악화되는 경우가 있다.

상기 도전층의 두께로는, 20 ㎚ ～ 5,000 ㎚ 가 바람직하고, 25 ㎚ ～ 4,000 ㎚ 가 보다 바람직하고, 30 ㎚ ～ 3,500 ㎚ 가 더욱 바람직하고, 500 ㎚ ～ 3,000 ㎚ 가 특히 바람직하고, 500 ㎚ ～ 1,500 ㎚ 가 더욱 특히 바람직하고, 700 ～ 1,300 ㎚ 가 가장 바람직하다.

상기 두께가, 20 ㎚ 미만이면, 도전성 섬유의 단축 길이와 다르지 않은 영역이 되어, 막 강도가 저하되는 경우가 있고, 용해액의 도포 등의 후 공정에 의해 흐르게 되어 정확한 패터닝을 할 수 없게 될 가능성이 있고, 5,000 ㎚ 를 초과하면, 막의 균열 발생, 투과율, 헤이즈가 악화되는 경우가 있다. 또, 상기 도전층의 두께로는, 너무 두꺼우면 후술하는 도전성 섬유를 용해시키는 공정에 있어서, 도전성 섬유를 용해가 불충분해져, 절연성을 충분히 확보할 수 없게 될 가능성이 있는 점에서 적당한 얇기의 두께로 하는 것이 바람직하다.

＜용해액 부여 공정＞

상기 용해액 부여 공정은, 상기 도전막에, 상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을 패턴상으로 부여하는 공정이다. 상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을, 상기 도전막에 패턴상으로 부여하고, 그 부여된 부분이 비도전부가 된다.

-도전성 섬유를 용해시키는 용해액-

상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액으로는, 도전성 섬유를 용해시켜, 비도전부를 형성할 수 있는 액이면 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 예를 들어 도전성 섬유가 은나노 와이어인 경우에는, 소위 사진 과학 업계에 있어서, 주로 할로겐화 은 컬러 감광 재료의 인화지의 표백, 정착 공정에 사용되는 표백 정착액, 희질산 등의 강산, 산화제를 함유하는 용액, 과산화수소수 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 표백 정착액, 희질산을 함유하는 용액, 과산화수소수가 바람직하고, 표백 정착액이 특히 바람직하다. 또한, 상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액에 의한 도전성 섬유 (바람직하게는 은나노 와이어) 의 용해는, 용해액을 부여한 부분의 도전성 섬유 (바람직하게는 은나노 와이어) 를 완전하게 용해시키지 않아도 되고, 도전성이 소실되어 있으면 일부가 잔존하고 있어도 된다.

상기 희질산을 함유하는 용액에 있어서의 희질산의 농도는, 1 질량％ ～ 20 질량％ 가 바람직하다.

상기 과산화수소수에 있어서의 과산화수소의 농도는, 3 질량％ ～ 30 질량％ 가 바람직하다.

상기 표백 정착액은, 표백제, 정착제를 함유하고, 표백 촉진제, 재할로겐화제, 보항제, 추가로 필요에 따라 그 밖의 성분을 함유하여 이루어진다.

상기 표백 정착액으로 사용되는 표백제로는, 특별히 제한되지 않고, 어떠한 표백제도 사용할 수 있고, 예를 들어, 철 (III) 의 유기 착염 (예를 들어 에틸렌디아민사아세트산, 디에틸렌트리아민오아세트산 등의 아미노폴리카르복실산류 ; 아미노폴리포스폰산, 포스포노카르복실산, 유기 포스폰산 등의 착염), 또는 시트르산, 타르타르산, 말산 등의 유기산 ; 과황산염 ; 과산화수소 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 철 (III) 의 유기 착염이 신속한 패터닝 처리와 환경 오염 방지의 관점에서 특히 바람직하다. 1 ℓ 당 철 (III) 의 유기 착염의 함유량은, 0.05 몰 ～ 3 몰이 바람직하고, 0.1 몰 ～ 1.5 몰이 보다 바람직하다.

상기 철 (III) 의 유기 착염을 형성하기 위해서 유용한 아미노폴리카르복실산, 아미노폴리포스폰산, 또는 유기 포스폰산 또는 그들의 염으로는, 예를 들어 에틸렌디아민사아세트산, 디에틸렌트리아민오아세트산, 1,3-디아미노프로판사아세트산, 프로필렌디아민사아세트산, 니트릴로삼아세트산, 시클로헥산디아민사아세트산, 메틸이미노이아세트산, 이미노이아세트산, 글리콜에테르디아민사아세트산 등을 들 수 있다. 이들의 화합물은 나트륨, 칼륨, 틸륨 또는 암모늄염 중 어느 것이어도 된다. 이들 중에서도, 에틸렌디아민사아세트산, 아에틸렌트리아민오아세트산, 시클로헥산디아민사아세트산, 1,3-디아미노프로판사아세트산, 메틸이미노이아세트산의 철 (III) 착염이 표백력이 높은 점에서 바람직하다.

이들의 제 2 철 이온 착염은 착염의 형태로 사용해도 되고, 제 2 철염, 예를 들어 황산 제 2 철, 염화 제 2 철, 질산 제 2 철, 황산 제 2 철 암모늄, 인산 제 2철 등과 아미노폴리카르복실산, 아미노폴리포스폰산, 포스포노카르복실산 등의 킬레이트제를 사용하여 용액 중에서 제 2 철 이온 착염을 형성시켜도 된다. 또, 킬레이트제를 제 2 철 이온 착염을 형성하는 이상으로 과잉되게 사용해도 된다. 철 착물 중에서도 아미노폴리카르복실산 철 착물이 바람직하고, 그 첨가량은 0.01 몰/ℓ ～ 1.0 몰/ℓ 가 바람직하고, 0.005 몰/ℓ ～ 0.50 몰/ℓ 가 보다 바람직하다.

상기 표백 정착액에 사용되는 정착제로는, 특별히 제한되지 않고, 공지된 정착제 중에서 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 티오황산나트륨, 티오황산암모늄 등의 티오황산염 ; 티오시안산나트륨, 티오시안산암모늄 등의 티오시안산염 ; 에틸렌비스티오글리콜산, 3,6-디티아-1,8-옥탄디올 등의 티오에테르 화합물 및 티오우레아류 등의 수용성의 할로겐화 은 용해제 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 소55-155354호에 기재된 정착제와 다량의 요오드화칼륨 등의 할로겐화물 등의 조합으로 이루어지는 특수한 표백 정착액 등도 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 티오황산염이 바람직하고, 티오황산암모늄염이 특히 바람직하다. 1 ℓ 당의 정착제의 양은, 0.3 몰 ～ 2 몰이 바람직하고, 0.5 몰 ～ 1.0 몰이 보다 바람직하다.

상기 표백 정착액에는, 표백 촉진제로서 여러 가지의 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,893,858호 명세서, 독일 특허 제1,290,812호 명세서, 일본 공개특허공보 소53-95630호, 리서치 디스클로저 제17129호 (1978년 7월호) 에 기재된 메르캅토기 또는 디술파이드 결합을 갖는 화합물, 일본 특허공보 소45-8506호, 일본 공개특허공보 소52-20832호, 일본 공개특허공보 소53-32735호, 미국 특허 제3,706,561호 명세서 등에 기재된 티오우레아 화합물, 또는 요오드, 브롬이온의 할로겐화물 등을 들 수 있다.

상기 표백 정착액에는, 필요에 따라 브롬화물 (예를 들어, 브롬화칼륨, 브롬화나트륨, 브롬화암모늄), 또는 염화물, (예를 들어, 염화칼륨, 염화나트륨, 염화암모늄), 또는 요오드화물 (예를 들어, 요오드화암모늄) 등의 재할로겐화제를 함유할 수 있다.

상기 표백 정착액에는, 보항제로서 아황산염 (예를 들어, 아황산나트륨, 아황산칼륨, 아황산암모늄 등), 중아황산염 (예를 들어, 중아황산암모늄, 중아황산나트륨, 중아황산칼륨 등), 메타중아황산염 (예를 들어, 메타중아황산칼륨, 메타중아황산나트륨, 메타중아황산암모늄 등) 등의 아황산이온 방출 화합물을 함유할 수 있다. 이들의 화합물은 아황산이온 환산하여 약 0.02 ～ 0.50 몰/ℓ 함유하는 것이 바람직하고, 0.04 ～ 0.40 몰/ℓ 함유하는 것이 보다 바람직하다. 이들 중에서도, 아황산암모늄의 첨가가 특히 바람직하다.

상기 보항제로는, 아황산염의 첨가가 일반적이지만, 아스코르브산, 카르보닐중아황산 부가물, 술핀산류, 카르보닐 화합물, 술핀산류 등을 첨가해도 된다.

상기 표백 정착액의 pH 는, 8 이하가 바람직하고, 3 ～ 8 이 보다 바람직하고, 4 ～ 7 이 더욱 바람직하고, 5.7 ～ 6.5 가 특히 바람직하다. 상기 pH 가 이것보다 낮으면 탈은성은 향상되지만, 용해액의 열화 촉진, 및 패턴부의 가늘어짐, 단선이 일어나는 경우가 있다. 한편, pH 가 이것보다 높으면 탈은이 늦어져, 처리 시간이 길어지며, 또, 패턴부의 투명성이 나빠지는 경우가 있다.

pH 를 조정하기 위해서, 필요에 따라 염산, 황산, 질산, 아세트산, 중탄산염, 암모니아, 가성 칼륨, 가성 소다, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등을 첨가할 수 있다.

상기 표백 정착액에는, 추가로 필요에 따라, 붕산, 붕사, 메타붕산나트륨, 아세트산, 아세트산나트륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 아인산, 인산, 인산나트륨, 시트르산, 시트르산나트륨, 타르타르산 등의 pH 완충능을 갖는 1 종류 이상의 무기산, 유기산 및 이들의 알칼리 금속 또는 암모늄염, 질산암모늄, 구아니딘 등의 부식 방지제, 완충제, 형광 증백제, 킬레이트제, 곰팡이 방지제, 각종 형광 증백제, 소포제, 계면 활성제, 폴리비닐피롤리돈, 메탄올 등의 유기 용매 등의 그 밖의 성분을 함유할 수 있다.

상기 표백 정착액으로는, 적절히 조제한 것을 사용해도 되고, 시판품을 사용해도 된다. 그 시판품으로는, 예를 들어, 후지 필름 주식회사 제조 CP-48S, CP-49E (컬러 페이퍼용 표백 정착제), 코닥사 제조 엑타컬러 RA 표백 정착액, 다이닛폰 인쇄 주식회사 제조 표백 정착액 D-J2P-02-P2, D-30P2R-01, D-22P2R-01 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 CP-48S, CP-49E 가 특히 바람직하다.

표백 정착 시간은, 180 초간 이하가 바람직하고, 120 초간 이하 1 초간 이상이 보다 바람직하고, 90 초간 이하 5 초간 이상이 더욱 바람직하다. 또, 수세 또는 안정화 시간은, 180 초간 이하가 바람직하고, 120 초간 이하 1 초간 이상이 보다 바람직하다.

이 때, 수세 또는 안정화 처리는 물 또는 안정화액에 침지시키는 방법이어도 되는데, 도전성 섬유를 함유하는 층이 매우 얇고, 막 강도가 비교적 약한 것을 고려하면, 물 또는 안정화액을 샤워하는 방법이 세정 효율이 양호하기 때문에, 보다 바람직하다.

상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 점도는, 후술하는 패터닝 방법에 따라 상이한데, 25 ℃ 에서, 5 mPa·s ～ 300,000 mPa·s 가 바람직하고, 10 mPa·s ～ 150,000 mPa·s 가 보다 바람직하다. 상기 점도가, 5 mPa·s 미만이면, 인쇄법에 따라서는, 불필요한 곳에까지 용해액이 확산되어, 명료한 패터닝이 곤란해지는 경우가 있고, 300,000 mPa·s 를 초과하면, 인쇄법에 따라서는, 공정에 부하가 가해져, 장시간의 프로세스 타임을 필요로 하는 경우가 있다.

상기 점도는, 예를 들어, 부룩 필드 점도계 등에 의해 측정할 수 있다.

상기 용해액에 증점제를 첨가함으로써 상기 점도 범위로 조정할 수 있다. 상기 증점제로는, 예를 들어 아론 A-20L (토아 합성 주식회사 제조), 젤라틴, 수용성 셀룰로오스 등을 들 수 있다.

상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 패턴상의 부여 (패터닝 방법) 로는, 상기 용해액을 패턴상으로 부여할 수 있으면 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 미리 레지스트 제 등에 의해 에칭 마스크를 형성해 두고 그 위에 용해액을 코터 도포, 롤러 도포, 딥핑 도포, 스프레이 도포하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 코터 도포, 딥 (침지) 도포가 바람직하고, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄가 특히 바람직하다.

상기 스크린 인쇄는, 원하는 형상으로 다수의 세공 (細孔) 이 형성된 스크린판을 개재하여 피인쇄물로서의 도전막 상에 패턴을 형성하는 방법으로서, 도전막 상에 스크린판을 클리어런스를 두고 세트하고, 스크린판 상에 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을 공급하여, 스크린판과 도전막이 접촉하도록 스퀴지로 스크린판을 눌러 변형시키면서 스퀴지를 이동시킨다. 그것에 따라 스크린판 개구부에 충전된 용해액은, 도전막과 접촉하여 도전막에 전사된다.

상기 스크린 인쇄에서는, 상기 용해액의 점도는, 25 ℃ 에서, 10,000 mPa·s ～ 300,000 mPa·s 가 바람직하고, 15,000 mPa·s ～ 150,000 mPa·s 가 보다 바람직하고, 20,000 mPa·s ～ 70,000 mPa·s 가 더욱 바람직하다.

상기 용해액의 점도가, 10,000 mPa·s 미만이면, 용해액을 올려 놓지 않고자 하는 지점에도 용해액이 퍼져, 패턴이 불명료하게 되는 경우가 있고, 300,000 mPa·s 를 초과하면, 수세 또는 안정화 처리시에 용해액이 남는 경우가 있다.

상기 잉크젯 인쇄는, 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을 도전막 상에 패턴상에 토출시키는 것으로서, 피에조 방식 및 서멀 방식 모두 사용할 수 있다.

상기 잉크젯 인쇄에서는, 상기 용해액의 점도는, 25 ℃ 에서, 1 mPa·s ～ 200 mPa·s 가 바람직하고, 5 mPa·s ～ 100 mPa·s 가 보다 바람직하고, 10 mPa·s ～ 50 mPa·s 가 더욱 바람직하다.

상기 용해액의 점도가, 1 mPa·s 미만이면, 잉크 착탄 후에 도전막 상에서 젖어 확산되어 패턴이 불명료해지는 경우가 있고, 200 mPa·s 를 초과하면, 잉크 토출에 필요한 에너지가 높아지는 경우, 또, 잉크젯 헤드의 오염에 의해, 토출이 안정되지 않게 되는 경우가 있다.

상기 패턴의 종류로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 문자, 기호, 모양, 도형, 배선 패턴 등을 들 수 있다.

상기 패턴의 크기로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 나노 사이즈로부터 밀리 사이즈 중 어느 크기여도 상관없다.

상기 비도전부의 표면 저항은, 5 kΩ／□ 이상이 바람직하고, 100 ㏀／□ 이상이 보다 바람직하고, 1 ㏁／□ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상한치는 10⁹ Ω／□ 이하가 바람직하다.

상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액이 부여되어 있지 않은 부분인 도전부의 표면 저항은, 0.1 Ω／□ 이상 5 kΩ／□ 미만이 바람직하고, 1 Ω／□ 이상 500 Ω／□ 이하가 보다 바람직하다.

여기서, 상기 표면 저항은, 예를 들어 얻어진 각 도전막을, 표면 저항계 (미츠비시 화학 주식회사 제조, Loresta-GP MCP-T600) 를 사용하여, 표면 저항을 측정할 수 있다.

본 발명의 도전막의 광 투과율은, 70 ％ 이상이 바람직하고, 80 ％ 이상이 보다 바람직하다.

여기서, 상기 투과율은, 예를 들어 자기 분광 광도계 (UV2400-PC, 시마즈 제작소 제조) 에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 도전막은, 절연성을 현저히 개선할 수 있고, 고투과성, 저저항이며, 내구성 및 가요성이 향상되어, 간이하게 패터닝이 가능하기 때문에, 예를 들어 터치 패널, 디스플레이용 전극, 전자파 실드, 유기 또는 무기 EL 디스플레이용 전극, 전자 페이퍼, 플렉시블 디스플레이용 전극, 태양 전지, 표시 소자, 그 밖의 각종 디바이스 등에 폭넓게 적용된다. 이들 중에서도, 터치 패널, 표시 소자, 태양 전지가 특히 바람직하다.

＜표시 소자＞

본 발명에서 사용되는 표시 소자로서의 액정 표시 소자는, 상기와 같이 하여 기판 상에 패터닝된 본 발명의 상기 도전막이 형성된 소자 기판과, 대향 기판인 컬러 필터 기판을, 위치를 맞추어 압착 후, 열처리하여 조합하고, 액정을 주입하여, 주입구를 봉지함으로써 제작된다. 이 때, 컬러 필터 상에 형성되는 도전막도, 본 발명의 상기 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 상기 소자 기판 상에 액정을 산포한 후, 기판을 중첩하고, 액정이 새지 않도록 밀봉하여 액정 표시 소자가 제작되어도 된다.

또한, 상기 액정 표시 소자에 사용되는 액정, 즉, 액정 화합물 및 액정 조성물에 대해서는 특별히 제한되지 않고, 어느 액정 화합물 및 액정 조성물도 사용할 수 있다.

(터치 패널)

본 발명의 터치 패널은, 본 발명의 상기 도전막을 사용하고 있다.

상기 터치 패널로는, 예를 들어, 표면형 정전 용량 방식 터치 패널, 투영형 정전 용량 방식 터치 패널, 저항막식 터치 패널 등을 들 수 있다.

상기 표면형 정전 용량 방식 터치 패널의 일례에 대해 도 1 을 사용하여 설명한다. 그 도 1 에 있어서, 터치 패널 (10) 은, 투명 기판 (11) 의 표면을 일정하게 덮도록 투명 도전체 (12) 를 배치하여 이루어지고, 투명 기판 (11) 의 단부 (端部) 의 투명 도전체 (12) 상에, 도시되지 않은 외부 검지 회로와의 전기 접속을 위한 전극 단자 (18) 가 형성되어 있다.

또한, 도면 중, 13 은, 실드 전극이 되는 투명 도전체를 나타내고, 14, 17 은, 보호막을 나타내고, 15 는, 중간 보호막을 나타내고, 16 은, 글레어 방지막을 나타낸다.

투명 도전체 (12) 상의 임의의 점을 손가락 등으로 터치하면, 상기 투명 도전체 (12) 는, 터치된 점에서 인체를 통하여 접지되고, 각 전극 단자 (18) 와 접지 라인 사이의 저항값에 변화가 발생한다. 이 저항값의 변화를 상기 외부 검지 회로에 의해 검지하고, 터치한 점의 좌표가 특정된다.

상기 표면형 정전 용량 방식 터치 패널 외의 일례에 대해 도 2 를 사용하여 설명한다. 그 도 2 에 있어서 터치 패널 (20) 은, 투명 기판 (21) 의 표면을 덮도록 배치된 투명 도전체 (22) 와 투명 도전체 (23) 와, 그 투명 도전체 (22) 와 그 투명 도전체 (23) 를 절연시키는 절연층 (24) 과, 손가락 등의 접촉 대상과 투명 도전체 (22) 또는 투명 도전체 (23) 사이에 정전 용량을 일으키는 절연 커버층 (25) 으로 이루어지고, 손가락 등의 접촉 대상에 대해 위치 검지한다. 구성에따라서는, 투명 도전체 (22, 23) 를 일체로서 구성할 수도 있고, 또, 절연층 (24) 또는 절연 커버층 (25) 을 공기층으로서 구성해도 된다.

절연 커버층 (25) 을 손가락 등으로 터치하면, 손가락 등과 투명 도전체 (22) 또는 투명 도전체 (23) 사이의 정전 용량의 값에 변화가 발생한다. 이 정전 용량치의 변화를 상기 외부 검지 회로에 의해 검지하고, 터치한 점의 좌표가 특정된다.

또, 도 3 에 의해, 투영형 정전 용량 방식 터치 패널로서의 터치 패널 (20) 을 투명 도전체 (22) 와 투명 도전체 (23) 를 평면에서부터 본 배치를 통하여 모식적으로 설명한다.

터치 패널 (20) 은, X 축 방향의 위치를 검출 가능하게 하는 복수의 투명 도전체 (22) 와, Y 축 방향의 복수의 투명 도전체 (23) 가, 외부 단자에 접속 가능하게 배치되어 있다. 투명 도전체 (22) 와 투명 도전체 (23) 는, 손가락끝 등의 접촉 대상에 대해 복수 접촉하고, 접촉 정보가 다점으로 입력되는 것을 가능하게 된다.

이 터치 패널 (20) 상의 임의의 점을 손가락 등으로 터치하면, X 축 방향 및 Y 축 방향의 좌표가 양호한 위치 정밀도로 특정된다.

또한, 투명 기판, 보호층 등의 그 밖의 구성으로는, 상기 표면형 정전 용량 방식 터치 패널의 구성을 적절히 선택하여 적용할 수 있다. 또, 터치 패널 (20) 에 있어서, 복수의 투명 도전체 (22) 와, 복수의 투명 도전체 (23) 에 의한 투명 도전체의 패턴의 예를 나타냈지만, 그 형상, 배치 등으로는, 이것에 한정되지 않는다.

상기 저항막식 터치 패널의 일례를 도 4 를 사용하여 설명한다. 그 도 4 에 있어서, 터치 패널 (30) 은, 투명 도전체 (32) 가 배치된 기판 (31) 과, 그 투명 도전체 (32) 상에 복수 배치된 스페이서 (36) 와, 공기층 (34) 을 개재하여, 투명 도전체 (32) 와 접촉 가능한 투명 도전체 (33) 와, 그 투명 도전체 (33) 상에 배치되는 투명 필름 (35) 이 지지되어 구성된다.

이 터치 패널 (30) 에 대해, 투명 필름 (35) 측으로부터 터치하면, 투명 필름 (35) 이 가압되고, 밀어넣어진 투명 도전체 (32) 와 투명 도전체 (33) 가 접촉하고, 이 위치에서의 전위 변화를 도시되지 않은 외부 검지 회로에서 검출함으로써, 터치한 점의 좌표가 특정된다.

(태양 전지)

본 발명의 태양 전지 (집적형 태양 전지) 는, 본 발명의 상기 도전막을 사용하고 있다.

상기 집적형 태양 전지 (이하, 태양 전지 디바이스라고 칭하는 경우도 있다) 로는, 특별히 제한되지 않고, 태양 전지 디바이스로서 일반적으로 이용되는 것을 사용 할 수 있다. 예를 들어, 단결정 실리콘계 태양 전지 디바이스, 다결정 실리콘계 태양 전지 디바이스, 싱글 접합형, 또는 탠덤 구조형 등으로 구성되는 아모르퍼스 실리콘계 태양 전지 디바이스, 갈륨비소 (GaAs), 인듐인 (InP) 등의 III-V 족 화합물 반도체 태양 전지 디바이스, 카드뮴텔루르 (CdTe) 등의 II-VI 족 화합물 반도체 태양 전지 디바이스, 구리/인듐/셀렌계 (소위, CIS 계), 구리/인듐/갈륨/셀렌계 (소위, CIGS 계), 구리/인듐/갈륨/셀렌/황계 (소위, CIGSS 계) 등의 I-III-VI 족 화합물 반도체 태양 전지 디바이스, 색소 증감형 태양 전지 디바이스, 유기 태양 전지 디바이스 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 본 발명에 있어서는, 상기 태양 전지 디바이스가, 탠덤 구조형 등으로 구성되는 아모르퍼스 실리콘계 태양 전지 디바이스, 및 구리/인듐/셀렌계 (소위, CIS 계), 구리/인듐/갈륨/셀렌계 (소위, CIGS 계), 구리/인듐/갈륨/셀렌/황계 (소위, CIGSS 계) 등의 I-III-VI 족 화합물 반도체 태양 전지 디바이스가 바람직하다.

탠덤 구조형 등으로 구성되는 아모르퍼스 실리콘계 태양 전지 디바이스의 경우, 아모르퍼스 실리콘, 미결정 실리콘 박막층, 또, 이들에 게르마늄을 함유한 박막, 또한, 이들의 2 층 이상의 탠덤 구조가 광전 변환층으로서 사용된다. 성막은 플라스마 CVD 등을 사용한다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 설명하는데, 본 발명은, 이들의 실시예에 전혀 한정되지 않는다.

(조제예 1)

-비수용성 폴리머 (1) 의 조제-

반응 용기 중에 1-메톡시-2-프로판올 (MMPGAC, 다이셀 화학 공업 주식회사 제조) 8.57 질량부를 미리 첨가하여 90 ℃ 로 승온시키고, 모노머로서 시클로헥실메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 메타크릴산 (첨가 질량비는 순서대로 45.5 ㏖％ : 2 ㏖％ : 19 ㏖％ : 33.5 ㏖％ 가 되도록, 시클로헥실메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 메타크릴산, 및 후술하는 글리시딜메타크릴레이트를 조정하였다), 아조계 중합 개시제 (와꼬 순약 공업 주식회사 제조, V-601) 1 질량부, 및 1-메톡시-2-프로판올 8.57 질량부로 이루어지는 혼합 용액을 질소 가스 분위기 하, 90 ℃ 의 반응 용기 중에 2 시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 후 4 시간 반응시켜, 아크릴 수지 용액을 얻었다.

이어서, 상기 아크릴 수지 용액에, 하이드로퀴논모노메틸에테르 0.025 질량부, 및 테트라에틸암모늄브로마이드 0.084 질량부를 첨가한 후, 글리시딜메타크릴레이트를 2 시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 후, 공기를 불어넣으면서 90 ℃ 에서 4 시간 반응시킨 후, 고형분 농도가 45 질량％ 가 되도록 용매를 첨가함으로써 조제하고, 불포화기를 갖는 비수용성 폴리머 (1) 의 용액 (중량 평균 분자량 (Mw) ; 30,000, 1-메톡시-2-프로판올의 45 질량％ 용액) 을 얻었다.

또한, 상기 중량 평균 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피 (GPC) 를 사용하여 측정하였다.

얻어진 비수용성 폴리머 (1) 의 SP 값은, 오키츠법에 의해 산출하고, 22 ㎫^1/2 이었다.

(조제예 2)

-은나노 와이어 분산물 (1) 의 조제-

질산은 분말 0.51 g 을 순수 (純水) 50 ㎖ 에 용해시킨 질산은 용액을 조제하였다. 그 후, 상기 질산은 용액에 1 N 의 암모니아수를 투명하게 될 때까지 첨가하고, 전체량이 100 ㎖ 가 되도록, 순수를 첨가하여, 첨가액 A 를 조제하였다.

글루코오스 분말 0.5 g 을 140 ㎖ 의 순수로 용해시켜, 첨가액 G 를 조제하였다.

HTAB (헥사데실-트리메틸암모늄브로마이드) 분말 0.5 g 을 27.5 ㎖ 의 순수로 용해시켜, 첨가액 H 를 조제하였다.

첨가액 A 20.6 ㎖ 를 3 구 플라스크 내에 넣고 실온에서 교반하였다. 이 액에 순수 41 ㎖, 첨가액 H 20.6 ㎖, 및 용액 B 16.5 ㎖ 의 순으로 깔때기로 첨가하고, 90 ℃ 에서 5 시간, 200 rpm 으로 교반하면서 가열함으로써, 은나노 와이어 수분산물 (1) 을 얻었다.

얻어진 은나노 와이어 수분산물 (1) 을 냉각시킨 후, 폴리비닐피롤리돈 (K-30, 와꼬 순약 공업 주식회사 제조) 을 은의 질량 1 에 대해 0.05 가 되도록 교반 하면서 첨가하고, 그 후 원심 분리하여, 전도도가 50 μS/㎝ 이하가 될 때까지 정제하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르로 추가로 원심 분리를 실시하여 물을 제거하고, 최종적으로 프로필렌글리콜모노메틸에테르를 첨가하여, 은나노 와이어 용제 분산물 (1) 을 조제하였다.

얻어진 은나노 와이어 용제 분산물 (1) 중의 은나노 와이어의 평균 단축 길이, 평균 장축 길이, 단축 길이의 변동 계수, 어스펙트비가 10 이상인 도전성 섬유 (은나노 와이어) 의 비율, 및 은나노 와이어의 예리도는, 이하에 나타내는 바와 같이 하여 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

＜은나노 와이어의 평균 단축 길이 (직경) 및 평균 장축 길이＞

투과형 전자 현미경 (TEM ; 닛폰 전자 주식회사 제조, JEM-2000FX) 을 사용하여, 300 개의 은나노 와이어를 관찰하고, 그 평균치로부터 은나노 와이어의 평균 단축 길이 및 평균 장축 길이를 구하였다.

＜은나노 와이어 단축 길이의 변동 계수＞

투과형 전자 현미경 (TEM ; 닛폰 전자 주식회사 제조, JEM-2000FX) 을 사용하여 은나노 와이어의 단축 길이를 300 개 관찰하고, 그 평균치로부터 은나노 와이어의 단축 길이를 계측하고, 그 표준 편차와 평균치를 계산함으로써 변동 계수를 구하였다.

＜어스펙트비가 10 이상인 은나노 와이어의 비율＞

각 은나노 와이어 수분산물을 여과하여 은나노 와이어와 그 이외의 입자를 분리하고, ICP 발광 분석 장치 (주식회사 시마즈 제작소 제조, ICPS-8000) 를 사용하여 여과지에 남아 있는 은의 양과, 여과지를 투과한 은의 양을 각각 측정하여, 평균 단축 직경이 50 ㎚ 이하이며, 또한 평균 장축 직경이 5 ㎛ 이상인 은나노 와이어를 어스펙트비가 10 이상인 은나노 와이어의 비율 (％) 로서 구하였다.

또한, 은나노 와이어의 비율을 구할 때의 은나노 와이어의 분리는, 멤브레인 필터 (Millipore 사 제조, FALP 02500, 구멍 직경 1.0 ㎛) 를 사용하여 실시하였다.

＜은나노 와이어의 예리도＞

은나노 와이어의 단면 형상은, 기재 상에 은나노 와이어 수분산액을 도포하고, 단면을 투과형 전자 현미경 (TEM ; 닛폰 전자 주식회사 제조, JEM-2000FX) 으로 관찰하고, 300 개의 단면에 대해, 단면의 외주 길이와 단면의 각 변의 합계 길이를 계측하여,「단면의 각 변」의 합계 길이에 대한 상기「단면의 외주 길이」와의 비율인 예리도를 구하였다. 이 예리도가 75 ％ 이하인 경우에는 모서리가 둥근 단면 형상인 것으로 하였다.

(조제예 3)

-은나노 와이어 분산물 (2) 의 조제-

에틸렌글리콜 30 ㎖ 를 3 구 플라스크에 넣고 160 ℃ 로 가열하였다. 그 후, 36 mM 의 폴리비닐피롤리돈 (PVP K-55, 알드리치사 제조), 3 μM 의 아세틸아세토네이트 철, 60 μM 의 염화나트륨에틸렌글리콜 용액 18 ㎖ 와, 24 mM 의 질산은 에틸렌글리콜 용액 18 ㎖ 를 매분 1 ㎖ 의 속도로 첨가하였다. 160 ℃ 에서 60 분간 가열 후 실온까지 냉각시켰다. 물을 첨가하여 원심 분리하고, 전도도가 50 μS/㎝ 이하가 될 때까지 정제하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르로 추가로 원심 분리를 실시하여 물을 제거하고, 최종적으로 프로필렌글리콜모노메틸에테르를 첨가하여, 은나노 와이어 용제 분산물 (2) 를 조제하였다.

이 때, 얻어진 은나노 와이어 입자는, 평균 단축 길이 105 ㎚, 평균 장축 길이 34 ㎛ 의 와이어상이었다. 얻어진 은나노 와이어 분산물 (2) 중의 은나노 와이어의 평균 단축 길이, 평균 장축 길이, 단축 길이의 변동 계수, 어스펙트비가 10 이상인 도전성 섬유 (은나노 와이어) 의 비율, 및 은나노 와이어의 예리도는, 은나노 와이어 (1) 과 마찬가지로 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(조제예 4)

-은나노 와이어 분산물 (3) 의 조제-

조제예 2 에 있어서, 첨가액 A, 첨가액 G, 첨가액 H 외에, 시클로헥산올을 6.9 ㎖ 첨가한 것 이외에는, 조제예 2 와 마찬가지로 하여, 은나노 와이어 분산물 (3) 을 얻었다. 얻어진 은나노 와이어 분산물 (4) 중의 은나노 와이어는, 평균 단축 길이 42 ㎚, 평균 장축 길이 29 ㎛ 의 와이어상이었다. 얻어진 은나노 와이어 분산물 (4) 중의 은나노 와이어의 평균 단축 길이, 평균 장축 길이, 단축 길이의 변동 계수, 어스펙트비가 10 이상인 도전성 섬유 (은나노 와이어) 의 비율, 및 은나노 와이어의 예리도는, 은나노 와이어 (1) 과 마찬가지로 측정하여, 결과를 표 1 에 나타낸다.

(조제예 5)

-은나노 와이어 분산물 (4) 의 조제-

조제예 2 에 있어서, 첨가액 A, 첨가액 G, 첨가액 H 외에, 시클로헥산올을 10.4 ㎖ 첨가한 것 이외에는, 조제예 2 와 마찬가지로 하여, 은나노 와이어 분산물 (4) 를 얻었다. 얻어진 은나노 와이어 분산물 (4) 중의 은나노 와이어는, 평균 단축 길이 56 ㎚, 평균 장축 길이 22 ㎛ 의 와이어상이었다.

얻어진 은나노 와이어 분산물 (4) 중의 은나노 와이어의 평균 단축 길이, 평균 장축 길이, 단축 길이의 변동 계수, 어스펙트비가 10 이상인 도전성 섬유 (은나노 와이어) 의 비율, 및 은나노 와이어의 예리도는, 은나노 와이어 (1) 과 마찬가지로 측정하여, 결과를 표 1 에 나타낸다.

[표 1]

*표 1 중,「도전성 섬유의 비율」이란, 어스펙트비가 10 이상인 도전성 섬유 (은나노 와이어) 의 비율을 나타낸다.

(실시예 1)

이하에 나타내는 바와 같이 하여, 표 2 에 나타내는 시료 No. 101 ～ 121 의 도전막 1 ～ 21 을 제작하였다.

＜시료 No. 101 의 도전막의 제작＞

상기 은나노 와이어 분산물 (1) 과 하기의 네거티브형 포토레지스트의 함유 질량비 (은나노 와이어/네거티브형 포토레지스트의 고형분) 를 1/1 이 되도록 혼합시켜, 도전성 조성물 (1) 을 조제하였다.

＜＜네거티브형 포토레지스트의 조제＞＞

-바인더 (A-1) 의 합성-

공중합체를 구성하는 모노머 성분으로서 메타크릴산 (MAA) 7.79 g, 벤질메타크릴레이트 (BzMA) 37.21 g 을 사용하고, 라디칼 중합 개시제로서 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 0.5 g 을 사용하고, 이들을 용제로 하여 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA) 55.00 g 중에 있어서 중합 반응시킴으로써, 하기 식으로 나타내는 바인더 (A-1) 의 PGMEA 용액 (고형분 농도 : 45 질량％) 을 얻었다. 또한, 중합 온도는, 온도 60 ℃ 내지 100 ℃ 로 조정하였다.

분자량은 겔 퍼미에이션 크로마토그래피법 (GPC) 을 사용하여 측정한 결과, 폴리스티렌 환산에 의한 중량 평균 분자량 (Mw) 은 30,000, 분자량 분포 (Mw/Mn) 는 2.21 이었다.

[화학식 4]

-네거티브형 포토레지스트의 조제-

상기 바인더 (A-1) 3.80 질량부 (고형분 40.0 질량％, PGMEA 용액), KAYARAD DPHA (닛폰 화약 주식회사 제조) 1.59 질량부, IRGACURE379 (치바·스페셜티·케미컬즈 주식회사 제조) 0.159 질량부, EHPE-3150 (다이셀 화학 주식회사 제조) 0.150 질량부, 메가팩 F781F (DIC 주식회사 제조) 0.002 질량부, 및 PGMEA 19.3 질량부를 첨가하여 교반하고, 최종 은 농도가 1.0 질량％ 가 되도록 은나노 와이어 분산물 (1) 과 혼합하여, 네거티브형 포토레지스트를 조제하였다.

다음으로, 시판되는 2 축 연신 열고정제의 두께 100 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 지지체의 표면에 닥터 코터를 사용하여, 상기 도전성 조성물 (1) 을 두께가 10 ㎛ 가 되도록 도포하고, 건조시킴으로써, 도전막을 제작하였다. 은나노 와이어량을 형광 X 선 분석 장치 (SII 사 제조, SEA1100) 로 측정한 결과, 0.07 g/㎡ 였다.

＜패터닝 처리＞

제작한 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, 라인 앤드 스페이스 (이하, L/S 라고 한다)=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해 시료 No. 101 의 도전막 1 을 제작하였다.

-패터닝 조건-

마스크 상으로부터, 고압 수은등 i 선 (365 ㎚) 을 100 mJ/㎠ (조도 20 mW/㎠) 노광을 실시하였다. 노광 후의 기판을, 순수 5,000 g 에 탄산수소나트륨 5 g 과 탄산나트륨 2.5 g 을 용해시킨 현상액으로 샤워 현상 30 초간을 실시하였다. 샤워압은 0.04 ㎫, 스트라이프 패턴이 출현할 때까지의 시간은 15 초간이었다. 순수의 샤워로 린스하고, 패턴상 투명 도전막을 제작하였다.

＜시료 No. 102 의 도전막의 제작＞

상기 은나노 와이어 분산물 (1) 과 상기 비수용성 폴리머 (1) 의 함유 질량비 (은나노 와이어/비수용성 폴리머) 를 1/1 이 되도록 혼합시키고, 도전성 조성물 (2) 를 조제하였다.

시판되는 2 축 연신 열고정제의 두께 100 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 지지체의 표면에 닥터 코터를 사용하여, 상기 도전성 조성물 (2) 를 두께가 10 ㎛ 가 되도록 도포하고, 건조시킴으로써, 도전막을 제작하였다. 은나노 와이어량을 형광 X 선 분석 장치 (SII 사 제조, SEA1100) 로 측정한 결과, 0.07 g/㎡ 였다.

＜패터닝 처리＞

제작한 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, L/S=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 102 의 도전막 2 를 제작하였다.

-패터닝 처리 조건-

제작한 도전막에 대해, 탄산 가스 레이저 가공기 (ML2012HD11-3020D, 미츠비시 전기 주식회사 제조) 를 사용하여 패터닝 처리를 실시하였다. 이 때, 도전성 섬유만이 제거되도록 출력을 조정했지만, 기판인 PET 에까지 레이저에 의한 데미지가 확인되어, 도전성 섬유만을 제거하지 못하고, 바인더인 비수용성 폴리머째로 제거된 것을, 주사형 전자 현미경에 의한 관찰로부터 확인할 수 있었다.

＜시료 No. 103 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 제작한 패터닝되기 전의 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, L/S=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 103 의 도전막 3 을 제작하였다.

-스크린 인쇄, 표백 정착 조건 1-

스크린 인쇄는, 미노그룹사 제조 WHT-3 형과 스퀴지 No. 4 옐로우를 사용하였다. 용해액은 CP-48S-A 액과, CP-48S-B 액과 (모두, 후지 필름 주식회사 제조), 순수를 질량비로 1 : 1 : 1 이 되도록 혼합하고, 아론 A-20L (토아 합성 주식회사 제조) 에 의해 증점 (增粘) 시켜, 용해액을 제작하였다.

은나노 와이어를 용해시키는 용해액의 점도는, 25 ℃ 에서 31,000 mPa·s 였다. 또한, 점도의 측정은, 부룩 필드 점도계에 의해 실시하였다.

＜시료 No. 104 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 제작한 패터닝되기 전의 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, L/S=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 104 의 도전막 4 를 제작하였다.

-스크린 인쇄, 표백 정착 조건 2-

스크린 인쇄는, 미노그룹사 제조 WHT-3 형과 스퀴지 No. 4 옐로우를 사용하였다. 용해액은 CP-49E-A 액과, CP-49E-B 액 (모두, 후지 필름 주식회사 제조) 과, 순수를 질량비가 1 : 1 : 1 이 되도록 혼합하고, 아론 A-20L (토아 합성 주식회사 제조) 에 의해 증점시켜, 제작하였다.

은나노 와이어를 용해시키는 용해액의 점도는, 25 ℃ 에서 30,000 mPa·s 였다. 또한, 점도의 측정은 부룩 필드 점도계에 의해 실시하였다.

＜시료 No. 105 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 제작한 패터닝되기 전의 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, L/S=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 105 의 도전막 5 를 제작하였다.

-잉크젯 인쇄, 표백 정착 조건-

잉크젯 인쇄는, 후지 필름 주식회사 제조 머티리얼 프린터 DMP-2831 을 사용하여 실시하였다. 용해액은 CP-48S-A 액과, CP-48S-B 액 (모두, 후지 필름 주식회사 제조) 과, 순수를 질량비로 1 : 1 : 6 이 되도록 혼합하고, 아론 A-20L (토아 합성 주식회사 제조) 에 의해 증점시켜, 용해액을 제작하였다.

은나노 와이어를 용해시키는 용해액의 점도는, 25 ℃ 에서 10 mPa·s 였다. 또한, 점도의 측정은, 부룩 필드 점도계에 의해 실시하였다.

＜시료 No. 106 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 제작한 패터닝되기 전의 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, L/S=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 106 의 도전막 6 을 제작하였다.

-포토레지스트, 표백 정착 침지 조건-

시료 No. 102 로 제작한 패터닝되기 전의 도전막에 있어서, 은나노 와이어 분산물 (1) 을, 은나노 와이어 분산물 (1) 의 제작에 있어서, 프로필렌글리콜모노메틸에테르를 순수로 한 것 이외에는, 시료 No. 2 와 마찬가지로 하여, 은나노 와이어 분산액을 제작하였다.

제작한 은나노 와이어 분산액과, 비수용성 폴리머 대신에 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스를 사용한 것 이외에는, 시료 No. 2 와 마찬가지로 하여 제작한 도전막 상에, No. 101 로 제작한 네거티브형 포토레지스트액으로부터 은 분산액을 제거한 것 이외에는, 동일하게 하여, 포토레지스트 패턴막을 형성하였다. 이상에 의해 도전막을 제작하였다.

용해액은 CP-48S-A 액과, CP-48S-B 액 (모두, 후지 필름 주식회사 제조) 과, 순수를 질량비로 1 : 1 : 6 이 되도록 혼합하고, 아론 A-20L (토아 합성 주식회사 제조) 에 의해 증점시켜, 제작하였다.

은나노 와이어를 용해시키는 용해액의 점도는, 25 ℃ 에서 10 mPa·s 였다. 또한, 점도의 측정은, 부룩 필드 점도계에 의해 실시하였다.

다음으로, 제작한 도전막 상에 포토레지스트 패턴막이 있는 상태에서, 25 ℃ 의 용해액조에 1 분간 침지시켰다. 그 후, 2 분간 순수로 용해액 성분을 세정하였다. 또한, 10 질량％ 수산화칼륨 용액에 침지시켜, 포토레지스트를 제거하고, 시료 No. 106 의 도전막 6 을 얻었다.

＜시료 No. 107 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 제작한 패터닝되기 전의 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, L/S=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 107 의 도전막 7 을 제작하였다.

-트랜서, 표백 정착 침지 조건-

시료 No. 106 에 있어서, 네거티브형 포토레지스트 대신에, 후지 필름 주식회사 제조 트랜서 필름 검정 (블랙 매트릭스용) 을 사용한 것 이외에는, 시료 No. 106 과 마찬가지로 하여, 시료 No. 107 의 도전막 7 을 얻었다.

＜시료 No. 108 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 에 있어서, 은나노 와이어 분산물 (1) 과 비수용성 폴리머 (1) 의 함유 질량비 (은나노 와이어/비수용성 폴리머) 를 0.18/1 이 되도록 혼합시켜, 도전성 조성물을 조제한 것 이외에는, 시료 No. 102 와 마찬가지로 하여, 도전막을 제작하였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 108 의 도전막 8 을 제작하였다.

＜시료 No. 109 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 에 있어서, 상기 은나노 와이어 분산물 (1) 과 상기 비수용성 폴리머 (1) 의 함유 질량비 (은나노 와이어/비수용성 폴리머) 를 0.24/1 이 되도록 혼합시켜, 도전성 조성물을 조제한 것 이외에는, 시료 No. 102 와 마찬가지로 하여, 도전막을 제작하였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 109 의 도전막 9 를 제작하였다.

＜시료 No. 110 의 제작＞

시료 No. 102 에 있어서, 은나노 와이어 분산물 (1) 과 비수용성 폴리머 (1) 의 함유 질량비 (은나노 와이어/비수용성 폴리머) 를 2.7/1 이 되도록 혼합시켜, 도전성 조성물을 조제한 것 이외에는, 시료 No. 102 와 마찬가지로 하여, 도전막을 제작하였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 110 의 도전막 10 을 제작하였다.

＜시료 No. 111 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 에 있어서, 은나노 와이어 분산물 (1) 과 비수용성 폴리머 (1) 의 함유 질량비 (은나노 와이어/비수용성 폴리머) 를 3.2/1 이 되도록 혼합시켜, 도전성 조성물을 조제한 것 이외에는, 시료 No. 102 와 마찬가지로 하여, 도전막을 제작하였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 111 의 도전막 11 을 제작하였다.

＜시료 No. 112 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 에 있어서, 은나노 와이어 분산물 (2) 와 비수용성 폴리머 (1) 의 함유 질량비 (은나노 와이어/비수용성 폴리머) 를 1/1 이 되도록 혼합시켜, 도전성 조성물을 조제한 것 이외에는, 시료 No. 102 와 마찬가지로 하여, 도전막을 제작하였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 112 의 도전막 12 를 제작하였다.

＜시료 No. 113 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 에 있어서, 은나노 와이어 분산물 (3) 과 비수용성 폴리머 (1) 의 함유 질량비 (은나노 와이어/비수용성 폴리머) 를 1/1 이 되도록 혼합시켜, 도전성 조성물을 조제한 것 이외에는, 시료 No. 102 와 마찬가지로 하여, 도전막을 제작하였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 113 의 도전막 13 을 제작하였다.

＜시료 No. 114 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 에 있어서, 은나노 와이어 분산물 (4) 와 비수용성 폴리머 (1) 의 함유 질량비 (은나노 와이어/비수용성 폴리머) 를 1/1 이 되도록 혼합시켜, 도전성 조성물을 조제한 것 이외에는, 시료 No. 102 와 마찬가지로 하여, 도전막을 제작하였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 114 의 도전막 14 를 제작하였다.

＜시료 No. 115 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 조제한 도전성 조성물을 프로필렌글리콜모노메틸에테르로 희석하고, 시판되는 2 축 연신 열고정제의 두께 100 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 지지체의 표면에 닥터 코터를 사용하여, 상기 도전성 조성물을 두께가 5 ㎛ 가 되도록 도포하고, 건조시킴으로써, 도전막을 제작하였다. 은나노 와이어량을 형광 X 선 분석 장치 (SII 사 제조, SEA1100) 로 측정한 결과, 0.003 g/㎡ 였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 115 의 도전막 15 를 제작하였다.

＜시료 No. 116 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 조제한 도전성 조성물을 프로필렌글리콜모노메틸에테르로 희석하고, 시판되는 2 축 연신 열고정제의 두께 100 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 지지체의 표면에 닥터 코터를 사용하여, 상기 도전성 조성물을 두께가 7 ㎛ 가 되도록 도포하고, 건조시킴으로써, 도전막을 제작하였다. 은나노 와이어량을 형광 X 선 분석 장치 (SII 사 제조, SEA1100) 로 측정한 결과, 0.007 g/㎡ 였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 116 의 도전막 16 을 제작하였다.

＜시료 No. 117 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 조제한 도전성 조성물을, 시판되는 2 축 연신 열고정제의 두께 100 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 지지체의 표면에 닥터 코터를 사용하여, 상기 도전성 조성물을 두께가 40 ㎛ 가 되도록 도포하고, 건조 후, 추가로 동조건으로 겹쳐 도포, 건조시킴으로써, 도전막을 제작하였다. 은나노 와이어량을 형광 X 선 분석 장치 (SII 사 제조, SEA1100) 로 측정한 결과, 0.46 g/㎡ 였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 117 의 도전막 17 을 제작하였다.

＜시료 No. 118 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 조제한 도전성 조성물을, 시판되는 2 축 연신 열고정제의 두께 100 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 지지체의 표면에 닥터 코터를 사용하여, 상기 도전성 조성물을 두께가 45 ㎛ 가 되도록 도포하고, 건조 후, 추가로 동조건으로 겹쳐 도포, 건조시킴으로써, 도전막을 제작하였다. 은나노 와이어량을 형광 X 선 분석 장치 (SII 사 제조, SEA1100) 로 측정한 결과, 0.54 g/㎡ 였다.

제작한 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 118 의 도전막 18 을 제작하였다.

＜시료 No. 119 의 도전막의 제작＞

시료 No. 102 로 제작한 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 119 의 도전막 19 를 제작하였다.

-스크린 인쇄, 과망간산칼륨 조건-

스크린 인쇄는, 미노그룹사 제조 WHT-3 형과 스퀴지 No. 4 옐로우를 사용하였다. 시료 No. 103 에 있어서, CP-48S 대신에, 1 질량％ 질산, 1 질량％ 질산나트륨, 및 5 ppm 의 과망간산칼륨을 함유하는 수용액 (점도는 아론 A-20L (토아 합성 주식회사 제조) 로 29,000 mPa·s 로 조제) 으로 대신한 것 이외에는, 동일하게 하여, 시료 No. 119 의 도전막 19 를 얻었다.

＜시료 No. 120 의 도전막의 제작＞

〔용해액 1 의 조제〕

·물···700 ㎖

·티오황산암모늄 (750 g/ℓ)···107 ㎖

·아황산암모늄···30.0 g

·에틸렌디아민4아세트산 철 (III) 암모늄···47.0 g

·에틸렌디아민4아세트산···1.4 g

·질산 (67 ％)···7.0 g

·m-카르복시벤젠술핀산···3.0 g

·숙신산···7.0 g

·물을 첨가하여 전체량···1000 ㎖

pH (25 ℃, 질산과 암모니아수로 조제) : 6.0

순수로 1 ℓ 로 마무리하고, 황산 또는 암모니아수로 pH 를 6.0 으로 조정하고, 용해액 1 을 조제하였다.

시료 No. 102 로 제작한 도전막에 대해, 이하의 방법에 의해, L/S=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 120 의 도전막 20 을 제작하였다.

-스크린 인쇄, 용해액 1 조건-

스크린 인쇄는, 미노그룹사 제조 WHT-3 형과 스퀴지 No. 4 옐로우를 사용하였다. 시료 No. 103 에 있어서, CP-48S-A 액과 CP-48S-B 액과 (모두, 후지 필름 주식회사 제조), 순수를 질량비로 1 : 1 : 1 이 되도록 혼합한 액 대신에, 상기 조제한 용해액 1 을 사용하고, 이 용해액 1 을 아론 A-20L (토아 합성 주식회사 제조) 에 의해 증점시켜, 용해액을 제작하였다.

은나노 와이어를 용해시키는 용해액의 점도는, 25 ℃ 에서 31,000 mPa·s 였다. 또한, 점도의 측정은, 부룩 필드 점도계에 의해 실시하였다.

＜시료 No. 121 의 제작＞

시료 No. 102 에 있어서, 비수용성 폴리머 (1) 을 비수용성 폴리머 (2) 로서의 폴리메타크릴산메틸 (와꼬 순약 공업사 제조, SP 값 18.5 ㎫^1/2) 대신에, 도포 용매의 반의 체적분을 THF (테트라하이드로푸란, 와꼬 순약 공업사 제조) 로 치환한 것 이외에는, 시료 No. 102 와 마찬가지로 하여, 도전막을 제작하였다.

얻어진 도전막에 대해, 시료 No. 103 과 마찬가지로 하여, L/S=100 ㎛/20 ㎛ 의 스트라이프상의 패터닝 처리를 실시하였다. 이상에 의해, 시료 No. 121 의 도전막 21 을 제작하였다.

다음으로, 시료 No. 101 ～ 121 의 패터닝 처리 후의 도전막 1 ～ 21 에 대해, 이하와 같이 하여, 제특성을 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

＜도전막의 투과율의 측정＞

얻어진 패터닝 처리 후의 각 도전막을, 시마즈 제작소 제조 UV-2550 을 사용하여, 400 ㎚ ～ 800 ㎚ 의 투과율을 측정하였다.

＜도전막의 표면 저항의 측정＞

얻어진 패터닝 처리 후의 각 도전막을, 표면 저항계 (미츠비시 화학 주식회사 제조, Loresta-GP MCP-T600) 를 사용하여, 표면 저항을 측정하였다.

＜도전막의 헤이즈값의 측정＞

얻어진 패터닝 처리 후의 각 도전막을, 가드너사 제조 헤이즈 가드 플러스를 사용하여, 헤이즈값 (％) 을 측정하였다.

＜도전막의 내구성의 평가＞

내구성의 평가로서 습열 시간 경과적 시험을 실시하였다. 얻어진 패터닝 처리 후의 각 도전막을, 온도 80 ℃, 습도 85 ％ RH 에서 250 시간 경과시킨 후, 표면 저항계 (미츠비시 화학 주식회사 제조, Loresta-GP MCP-T600) 를 사용하여 표면 저항 (Ω／□) 을 측정하고, 하기 식으로부터 저항 변화율을 구하여 하기 기준으로 평가하였다.

저항 변화율(％)=〔R1 (시간 경과 후 표면 저항)/R0 (시간 경과 전 표면 저항)〕×100

〔평가 기준〕

「1」 : 저항 변화율이 300 ％ 이상으로, 실용상 문제가 있는 레벨이다.

「2」 : 저항 변화율이 300 ％ 미만 200 ％ 이상으로, 실용상 문제가 있는 레벨이다.

「3」 : 저항 변화율이 200 ％ 미만 150 ％ 이상으로, 실용상 문제가 있는 레벨이다.

「4」 : 저항 변화율이 150 ％ 미만 110 ％ 이상으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

「5」 : 저항 변화율이 110 ％ 미만으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

＜가요성＞

얻어진 각 도전막의 도전층을 부여한 면을 외측으로 하고, 직경 9 ㎜ 의 금속봉에 감아 15 초간 정치 (靜置) 시켰다. 감기 전후의 각 샘플의 표면 저항을, 표면 저항계 (미츠비시 화학 주식회사 제조, Loresta-GP MCP-T600) 에 의해 측정하고, 하기 식으로부터 저항 변화율을 구하여 하기 기준으로 평가하였다. 또한, 가요성은, 저항 변화율의 숫자가 클수록 우수한 것을 나타낸다.

저항 변화율(％)=(감은 후의 표면 저항/감기 전의 표면 저항)×100

〔평가 기준〕

「1」 : 저항 변화율이 300 ％ 이상으로, 실용상 문제가 있는 레벨이다.

「2」 : 저항 변화율이 300 ％ 미만 150 ％ 이상으로, 실용상 문제가 있는 레벨이다.

「3」 : 저항 변화율이 150 ％ 미만 130 ％ 이상으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

「4」 : 저항 변화율이 130 ％ 미만 115 ％ 이상으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

「5」 : 저항 변화율이 115 ％ 미만으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

＜절연성＞

얻어진 각 도전막에 대해, 패터닝 지점에 있어서의 비도전부의 표면 저항을, 저항기 (미츠비시 화학 주식회사 제조, Loresta-GP MCP-T600) 를 사용하여 측정하였다. 실제의 측정은, 프로브 선단부에 구리선을 부착시키고, 패턴 세부에 있어서도 표면 저항을 측정 가능하게 되도록 장치를 개조하여 측정을 실시하였다. 평가 기준은 이하와 같다. 또한, 해상도는 숫자가 클수록 우수한 것을 나타낸다.

〔평가 기준〕

「1」 : 표면 저항이 10⁴ 미만으로, 비도전부로서 제작한 지점의 도전성이 높아, 실용상 문제있는 레벨이다.

「2」 : 표면 저항이 10⁴ Ω／□ 이상, 10⁵ Ω／□ 미만으로, 비도전부로서 제작한 지점의 도전성이 높아, 실용상 문제있는 레벨이다.

「3」 : 표면 저항이 10⁵ Ω／□ 이상, 10⁶ Ω／□ 미만으로, 비도전부로서 제작한 지점의 도전성을 확인할 수 있지만, 실용상 문제없는 레벨이다.

「4」 : 표면 저항이 10⁶ Ω／□ 이상, 10⁷ Ω／□ 미만으로, 비도전부로서 제작한 지점의 도전성을 확인할 수 있지만, 실용상 문제없는 레벨이다.

「5」 : 표면 저항이 10⁷ Ω／□ 이상 (장치 상 O.L. 로 표시) 으로, 비도전부로서 제작한 지점의 도전성을 거의 확인할 수 없어, 실용상 문제없는 레벨이다

＜해상도의 평가＞

얻어진 각 도전막과 동일한 방법에 의해, L (라인)/S (스페이스)=100 ㎛/30 ㎛ 의 패턴을 제작하고, 패터닝 지점에 있어서의 도전부의 굵기를, 광학 현미경으로 관찰하였다. 평가 기준은 이하와 같다. 또한, 해상도는 숫자가 클수록 우수한 것을 나타낸다.

〔평가 기준〕

「1」 : 도전부가 60 ㎛ 미만, 또는 115 ㎛ 이상 (실질 인접 라인과 구별이 되지 않는다) 으로, 실용상 문제있는 레벨이다.

「2」 : 도전부가 70 ㎛ 미만, 또는 112 ㎛ 이상으로, 실용상 문제있는 레벨이다.

「3」 : 도전부가 80 ㎛ 미만, 또는 110 ㎛ 이상으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

「4」 : 도전부가 90 ㎛ 미만, 또는 108 ㎛ 이상으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

「5」 : 도전부가 94 ㎛ 미만, 또는 106 ㎛ 이상으로, 실용상 문제없는 레벨이다

＜기포 빠짐의 평가＞

얻어진 각 도전막과 동일한 방법에 의해, L (라인)/S (스페이스)=100 ㎛/30 ㎛ 의 패턴을 제작하고, 10 ㎝×10 ㎝ 사방으로 잘라낸 후, 광학 점착제 (파낙사 제조, PD-S1) 를 25 ℃, 습도 55 ％ RH 환경하에서 핸드 롤러 (잇신 산업 주식회사 제조, W-130) 를 사용하여 첩합시켰다. 각 도전막 내의 7 ㎝×7 ㎝ 내에 있어서의 기포의 수를, 육안으로 측정하였다. 평가 기준은 이하와 같다. 또한, 기포 빠짐은, 숫자가 클수록 우수한 것을 나타낸다.

〔평가 기준〕

「1」 : 기포가 15 개 이상으로, 실용상 문제있는 레벨이다.

「2」 : 기포가 10 개 이상, 15 개 미만으로, 실용상 문제있는 레벨이다.

「3」 : 기포가 5 개 이상, 10 개 미만으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

「4」 : 기포가 2 개 이상, 5 개 미만으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

「5」 : 기포가 2 개 미만으로, 실용상 문제없는 레벨이다.

＜패턴의 에지부의 직선성＞

패턴의 에지부의 직선성으로는, L (라인)/S (스페이스)=100 ㎛/40 ㎛ 의 패턴을 제작하고, 패턴의 선폭의 10 지점의 폭을 광학 현미경으로 관찰하여 최대폭과 최소폭의 차를 구하였다. 이 차이가 작을수록 직선성이 높아, 에칭 특성이 양호하다는 것을 의미한다. 여기서, 최대폭은 광학 현미경으로 시인할 수 있는 나노 와이어가 1 개라도 있으면, 그 선단에서부터, 패턴선의 반대측의 나노 와이어의 선단까지를 가리킨다. 최소폭은, 시인할 수 있는 최소의 폭을 가리킨다. 또한, 시료 No. 119 는, 패턴 지점도 용해시켰기 때문에, 평가 불능이었다.

[표 2-1]

[표 2-2]

시료 No. 120 의 도전막의 제작에 있어서, 용해액 1 의 pH 를 5.7, 5.9, 6.3, 및 6.5 로 변경한 것 이외에는, 시료 No. 120 의 도전막의 제작과 마찬가지로 하여, 도전막을 각각 제작하였다. 이 경우, 시료 No. 120 과 마찬가지로, 패턴이 원하는 형상으로 형성되고, 그 오차는 ±1 ㎛ 이내로 수용되고, 패턴의 처리 시간이 길어지는 경우도 없고, 또 투명성이 나빠지는 경우도 없었다.

시료 No. 120 의 도전막의 제작에 있어서, 용해액 1 의 점도를 10,000 mPa·s, 20,000 mPa·s, 50,000 mPa·s, 및 70,000 mPa·s 로 변경한 것 이외에는, 시료 No. 120 의 도전막의 제작과 마찬가지로 하여, 도전막을 각각 제작하였다. 이 경우, 스크린 인쇄시에는, 용해액이 막히는 일없이, 도전막 상에 인쇄되고, 또 시료 No. 120 과 마찬가지로 패턴의 해상도도 우수한 것이 되었다.

(실시예 2)

-터치 패널의 제작-

시료 No. 103 의 도전막을 사용하여 제작한 터치 패널을 사용한 경우, 투과율의 향상에 의해 시인성이 우수하고, 또한 도전성의 향상에 의해 맨손, 장갑을 낀 손, 지시 도구 중 적어도 하나에 의한 문자 등의 입력 또는 화면 조작에 대해 응답성이 우수한 터치 패널을 제작할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 터치 패널이란, 이른바 터치 센서 및 터치 패드를 포함하는 것으로 한다.

터치 패널의 제작시에는,「최신 터치 패널 기술」(2009년 7월 6일 발행 주식회사 테크노 타임즈), 미타니 유지 감수, "터치 패널의 기술과 개발", CMC 출판 (2004, 12), FPD International 2009 Forum T-11 강연 텍스트북, Cypress Semiconductor Corporation 어플리케이션 노트 AN2292 등에 기재된 공지인 방법을 사용하였다.

(실시예 3)

＜집적형 태양 전지의 제작＞

-아모르퍼스 태양 전지 (슈퍼 스트레이트형) 의 제작-

유리 기판 상에, 시료 No. 103 의 도전막을 형성하였다. 그 상부에 플라스마 CVD 법에 의해 두께 약 15 ㎚ 의 p 형, 상기 p 형의 상부에 두께 약 350 ㎚ 의 i 형, 상기 i 형의 상부에 두께 약 30 ㎚ 의 n 형 아모르퍼스 실리콘을 형성하고, 상기 n 형 아모르퍼스 실리콘의 상부에 이면 반사 전극으로서 두께 20 ㎚ 의 갈륨 첨가 산화아연층, 상기 갈륨 첨가 산화아연층의 상부에 두께 200 ㎚ 의 은층을 형성하고, 광전 변환 소자를 제작하였다.

(실시예 4)

＜집적형 태양 전지의 제작＞

-CIGS 태양 전지 (서브 스트레이트형) 의 제작-

유리 기판 상에, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해 두께 500 ㎚ 정도의 몰리브덴 전극, 상기 전극의 상부에 진공 증착법에 의해 두께 약 2.5 ㎛ 의 캘코파이라이트계 반도체 재료인 Cu(In_{0 .6}Ga_{0 .4})Se₂ 박막, 상기 Cu(In_{0 .6}Ga_{0 .4})Se₂ 박막의 상부에 용액 석출법에 의해 두께 약 50 ㎚ 의 황화카드뮴 박막, 상기 황화카드뮴 박막의 상부에 시료 No. 103 의 도전막을 형성하고, 그 도전막의 상부에 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해 두께 약 100 ㎚ 의 붕소 첨가 산화아연 박막 (투명 도전층) 을 형성하고, 광전 변환 소자를 제작하였다.

＜태양 전지 특성 (변환 효율) 의 평가＞

제작한 각 태양 전지에 대해, AM1.5, 100 mW/㎠ 의 유사 태양광을 조사함으로써 태양 전지 특성 (변환 효율) 을 측정하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

[표 3]

산업상 이용가능성

본 발명의 도전막은, 절연성을 현저하게 개선할 수 있고, 고투과성, 저저항이며, 내구성 및 가요성이 향상되고, 간이하게 패터닝이 가능하기 때문에, 예를 들어, 터치 패널, 디스플레이용 대전 방지, 전자파 실드, 유기 또는 무기 EL 디스플레이용 전극, 전자 페이퍼, 플렉시블 디스플레이용 전극, 플렉시블 디스플레이용 대전 방지, 태양 전지, 그 밖의 각종 디바이스 등에 폭넓게 이용 가능하다.

10, 20, 30 : 터치 패널
11, 21, 31 : 투명 기판
12, 13, 22, 23, 32, 33 : 투명 도전체
24 : 절연층
25 : 절연 커버층
14, 17 : 보호막
15 : 중간 보호막
16 : 글레어 방지막
18 : 전극 단자
34 : 공기층
35 : 투명 필름
36 : 스페이서

Claims (26)

1. 도전성 섬유 및 폴리머를 함유하는 도전막을 제조하는 방법으로서,
   상기 도전막에, 상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을 패턴상으로 부여하는 용해액 부여 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전막의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   용해액이, 철 (III) 의 유기 착염 및 황산염을 함유하는, 도전막의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   용해액 1 ℓ 당 철 (III) 의 유기 착염의 함유량이, 0.05 몰 ～ 3 몰인, 도전막의 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   용해액의 pH 가, 5.7 ～ 6.5 인, 도전막의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   도전층의 두께가, 500 ㎚ ～ 3,000 ㎚ 인, 도전막의 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   패턴상으로 부여된 부분이 비도전부가 되는, 도전막의 제조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   도전막에 있어서의 도전성 섬유의 함유량 (A) 와, 도전막에 있어서의 폴리머의 함유량 (B) 의 질량비 (A/B) 가, 0.2 ～ 3.0 인, 도전막의 제조 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 점도가, 25 ℃ 에서, 5 mPa·s ～ 300,000 mPa·s 인, 도전막의 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 점도가, 25 ℃ 에서, 10,000 mPa·s ～ 300,000 mPa·s 인, 도전막의 제조 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    용해액 부여 공정의 후단에 있어서, 물을 샤워하는 수세 (水洗) 공정을 추가로 포함하는, 도전막의 제조 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 패턴상의 부여를 스크린 인쇄에 의해 실시하는, 도전막의 제조 방법.
12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 패턴상의 부여를 잉크젯 인쇄에 의해 실시하는, 도전막의 제조 방법.
13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전성 섬유를 용해시키는 용해액의 패턴상의 부여를 용해조 내에 침지시킴으로써 실시하는, 도전막의 제조 방법.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전성 섬유를 용해시키는 용해액이, 도전성 섬유를 산화하는 작용을 갖는, 도전막의 제조 방법.
15. 도전성 섬유를 함유하는 도전막으로서,
    상기 도전성 섬유를 용해시키는 용해액을, 상기 도전막에 패턴상으로 부여하고, 그 부여된 부분이 비도전부가 되는 것을 특징으로 하는 도전막.
16. 제 15 항에 있어서,
    도전성 섬유가, 금속 나노 와이어인, 도전막.
17. 제 16 항에 있어서,
    금속 나노 와이어가, 은을 주로 함유하는 것, 또는 은과 은 이외의 금속의 합금을 함유하는 것인, 도전막.
18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전성 섬유의 평균 단축 길이가, 150 ㎚ 이하인, 도전막.
19. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전성 섬유의 함유량이, 0.005 g/㎡ ～ 0.5 g/㎡ 인, 도전막.
20. 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 폴리머를 함유하고, 도전성 섬유의 함유량 (A) 와, 상기 폴리머의 함유량 (B) 의 질량비 (A/B) 가, 0.2 ～ 3.0 인, 도전막.
21. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 SP 값이 18 ㎫^1/2 ～ 30 ㎫^{1/ 2} 인 비수용성 폴리머를 함유하는, 도전막.
22. 제 21 항에 있어서,
    비수용성 폴리머가, 에틸렌성 불포화기를 갖는 폴리머인, 도전막.
23. 제 22 항에 있어서,
    에틸렌성 불포화기가 (메트)아크릴로일기인, 도전막.
24. 금속 나노 와이어를 함유하는 도전막에, 철 (III) 의 유기 착염 및 황산염을 함유하고, 또한 25 ℃ 에서의 점도가 10,000 mPa·s ～ 300,000 mPa·s 인 용해액을 패턴상으로 스크린 인쇄하는 것을 특징으로 하는 패터닝 방법.
25. 제 24 항에 있어서,
    용해액의 pH 가, 5.7 ～ 6.5 인, 패터닝 방법.
26. 제 15 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 기재된 도전막을 사용한 것을 특징으로 하는 터치 패널 또는 태양 전지.
    

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