KR20170042347A - 전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 분산된 중합체 비드를 포함하는 조성물 - Google Patents

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Abstract

전기전도성 투명 층의 제조에 적합한 조성물로서, 은 나노와이어 및 분산된 중합체 비드를 포함하는 조성물이 기재되어 있다.

Description

전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 분산된 중합체 비드를 포함하는 조성물 {COMPOSITION COMPRISING SILVER NANOWIRES AND DISPERSED POLYMER BEADS 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 그로 이루어지는 전기전도성 투명 층, 상기 전기전도성 투명 층을 포함하는 물품, 및 상기 전기전도성 층 또는 상기 물품 각각의 제조를 위한 상기 조성물의 용도에 관한 것이다.
본원에 사용되는 용어 "전기전도성 투명 층" 은 (i) 적절한 전압이 가해질 때 전류의 흐름을 허용할 수 있고, (ii) ASTM D1003 에 따라 측정되는 가시 영역 (400-700 ㎚) 에서의 광 투과율이 80% 이상인 층을 나타낸다 (예를 들어, US 8,049,333 참조). 통상적으로, 상기 층은 기판의 표면 위에 배열되며, 여기에서 상기 기판은 전형적으로 전기 절연체이다. 그러한 전기전도성 투명 층은 평면 액정 디스플레이, 터치 패널, 전계발광 디바이스, 박막 광전지에서, 대전방지 층 및 전자기파 차폐 층으로서 널리 사용된다.
전형적으로, 그러한 전기전도성 투명 층은 (i) 광학적으로 투명한 고체 인접 상 (또한 매트릭스로도 언급됨) 및 (ii) 상기 매트릭스 전체를 통하여 확장되는 전기전도성 나노물체 (nanoobject) 의 전도성 네트워크를 포함하는 복합물이다. 매트릭스는 하나 이상의 광학적으로 투명한 중합체로 형성된다. 상기 매트릭스는 층 내에서 전기전도성 나노물체를 결합시키고, 상기 전기전도성 나노물체 사이의 보이드 (void) 를 채우고, 층에 기계적 통합성 (integrity) 및 안정성을 제공하고, 층을 기판의 표면에 결합시킨다. 전기전도성 나노물체의 전도성 네트워크는 층 내에서 인접 및 중복 전기전도성 나노물체 사이에 전류의 흐름을 허용한다. 나노물체의 작은 치수로 인해, 복합물의 광학적 거동에 대한 그들의 영향은 매우 작고, 따라서 광학적으로 투명한 복합물, 즉 ASTM D1003 에 따라 측정되는 가시 영역 (400-700 ㎚) 에서의 광 투과율이 80% 이상인 복합물의 형성을 허용한다 (예를 들어, US 8,049,333 참조).
전형적으로, 그러한 전기전도성 투명 층은 적합한 액체 (바람직하게는 물) 에 용해된 또는 분산된 충분한 양의
(i) 하나 이상의 매트릭스-형성 결합제,
(ii) 전기전도성 나노물체 및
(iii) 임의로 보조 성분
을 포함하는 조성물을 기판의 표면에 적용하고,
상기 기판의 상기 표면 위에 25 ℃ 및 101,325 ㎪ 에서 고체인 적용된 조성물의 성분 (이하에서 고체 성분으로 언급됨) 을 포함하는 전기전도성 투명 층이 형성될 정도로 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 25 ℃ 및 101,325 ㎪ 에서 액체인 성분 (이하에서 액체 성분으로 언급됨) 을 제거함으로써 제조된다. 그러한 전기전도성 투명 층의 제조를 위한 조성물은 통상적으로 잉크로 언급된다.
전형적으로, 잉크의 액체에 가용성인 중합체가 매트릭스-형성 결합제로서 사용된다. 더욱 구체적으로, 수계 잉크에서 전형적으로 수용성 중합체가 매트릭스-형성 결합제로서 사용된다. 예를 들어, US 2008/0182090 A1 는 전기 회로망 예컨대 RFID 안테나 등을 생산하기 위한 고속 프린팅용 잉크로서 사용하기에 적합한 조성물을 개시하며, 상기 조성물은 하기 성분들을 포함한다:
(a) 전도성 입자, 바람직하게는 은 입자, 더욱 바람직하게는 은 플레이크
(b) 수용성 스티렌/(메트)아크릴릭 공중합체
(c) 아니오닉 습윤제
(d) 소포제 및
(e) 물.
US 2008/0182090 A1 에 따르면, 얻어진 전기전도성 층은 3 ㎛ 내지 7 ㎛ 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 ㎪ 에서 고체인 성분 (이하에서 고체 성분으로 언급됨) 의 농도는 상기 잉크에서 현저히 높다. US 2008/0182090 A1 은 얻어진 전기전도성 층의 광학적 특성에 관하여 침묵하지만, 잉크 중 다량의 고체 성분 때문에 광 투과율은 꽤 낮고 헤이즈 (haze) 는 꽤 높을 것으로 추정된다. 전기전도성 층의 제조를 위해 기판의 표면에 적용되는 잉크의 주어진 습윤 두께에서, 얻을 수 있는 전기전도성 층의 두께 및 따라서 불투명도는 적용되는 잉크 중 고체 성분의 농도가 증가함에 따라 증가한다. 습윤 두께의 하한이 존재한다는 기술적 이유 때문에 얻을 수 있는 전기전도성 층의 두께 및 불투명도를 습윤 두께를 감소시킴으로써 감소시키는 것은 거의 가능하지 않지만, 어쨌든 전기전도성 투명 층을 얻기 위해서, 습윤 두께는 가능한 한 상기 하한에 가까워야 한다.
US 2014/0255707 A1 은 적어도 하나의 카르복실 기를 포함하는 특정 화합물이 은 나노와이어 (nanowire) 함유 필름 내로 편입될 때 항-부식 특성을 제공하는 것으로 밝혀졌다는 것을 개시한다.
WO 2013/192437 A2 는 투명 전도성 코팅 및 그 코팅이 위에 지지되는 기판을 포함하는 재료를 개시하며, 상기 코팅은 융합된 금속 나노와이어를 포함하는 융합된 금속 나노와이어 네트워크를 포함하며, 여기에서 코팅은 적어도 약 85% 의 가시 광선에 대한 투명도 및 약 100 Ohms/스퀘어 (square) 이하의 시트 저항 (sheet resistance) 또는 적어도 약 90% 의 가시 광선에 대한 투명도 및 약 250 Ohms/스퀘어 이하의 시트 저항을 갖는다.
WO 2013/175227 A1 은 투명, 전기-전도성 고체 재료, 전형적으로 코팅의 제조 방법을 개시한다.
WO 2011/115603 A1 은 은 나노와이어 함유 필름 내로 편입될 때 항-부식 특성을 제공하는 것으로 밝혀진 1,2-디아진 화합물을 개시한다.
WO 2011/008227 A1 은 폴리비닐 알코올 또는 겔라틴에 분산된 은 나노와이어를 포함하는 투명 전도성 필름이 통상적 수성 용매 코팅 기술을 사용하여 수성 용매로부터 코팅에 의해 제조될 수 있음을 개시한다.
매트릭스 형성제 및 결합제로서 수용성 중합체를 사용하여 얻어지는 투명 전기전도성 층은 물에서의 결합제의 가용성으로 인해 수분-민감성일 수 있다. 따라서, 수분의 존재시에, 수용성 중합체로 형성된 매트릭스를 함유하는 투명 전기전도성 층은 팽윤하여 그것의 통합성 및/또는 기판에의 접착성을 상실할 위험이 존재한다. 그러므로 본 발명의 목적은 층의 광학적 특성을 양보하지 않고 수분에 대한 증가된 안정성을 갖는 전기전도성 투명 층의 제조에 적합한 잉크를 제공하는 것이다.
또한 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 포 포인트 프로브 (four point probe) 에 의해 측정되는 1000 Ohm/스퀘어 이하의 시트 저항을 나타낼 것이다. 추가로 바람직하게는, 상기 전기전도성 투명 층은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 2 % 이하의 헤이즈, 및 포 포인트 프로브에 의해 측정되는 1000 Ohm/스퀘어 이하의 시트 저항을 나타낼 것이다. 본 발명의 맥락에서, ASTM D1003 에 대한 언급은 2013 년 11 월에 공개된 버전을 나타낸다.
이들 및 다른 목적들은 하기 성분을 포함하는 본 발명에 따른 조성물에 의해 달성된다:
(A) 물,
(B) 전기전도성 나노물체,
상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 1 ㎚ 내지 100 ㎚ 범위의 2 개의 외부 치수 (external dimension) 및 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 그의 제 3 외부 치수를 가짐,
여기에서 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 wt.-% 내지 1 wt.-% 범위임,
(C) 물에 분산된, 25000 g/mol 이상의 수 평균 분자 중량을 갖는 중합체의 입자,
여기에서 상기 분산된 입자 (C) 는 10 ㎚ 내지 1000 ㎚ 범위의 평균 직경을 가짐,
여기에서 상기 분산된 입자 (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 또한 잉크로도 언급된다. 이하에서, 상기 정의된 25000 g/mol 이상의 수 평균 분자 중량을 갖는 중합체의 분산된 입자 (C) 는 또한 분산된 중합체 비드 (bead) (C) 로도 언급된다.
놀랍게도, 상기 정의된 분산된 중합체 입자 (C) 형태의 결합제를 포함하는 상기 정의된 조성물은 유리한 광학적 특성 뿐만 아니라 만족스러운 전기 전도율 및 수분에 대한 개선된 안정성을 갖는 전기전도성 투명 층의 제조에 적합한 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에서, 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 에서 액체인 주 성분은 물 (A) 이고, 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 에서 고체인 주 성분은 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 및 상기 정의된 입자 (C) 의 중합체이다. 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에서, 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 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 공개됨) 에 따르면, 용어 "나노물체" 는 나노스케일의, 즉 대략 1 ㎚ 내지 100 ㎚ 범위 크기의 1, 2 또는 3 개의 외부 치수를 갖는 물체를 언급한다. 본 발명에 관해 사용되는 전기전도성 나노물체는 1 ㎚ 내지 100 ㎚ 범위의 2 개의 외부 치수 및 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 그의 제 3 외부 치수를 갖는 전기전도성 나노물체이다. 전형적으로, 1 ㎚ 내지 100 ㎚ 범위인 상기 2 개의 외부 치수는 유사하며, 즉 그들은 크기에서 3 배 미만 만큼 상이하다. 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 제 3 치수는 유의하게 더 크며, 즉 그것은 기타 2 개의 외부 치수와 3 배 초과 만큼 상이하다.
ISO/TS 27687:2008 (2008 년에 공개됨) 에 따르면, 나노스케일의 2 개의 유사한 외부 치수 및 유의하게 더 큰 제 3 외부 치수를 갖는 나노물체는 일반적으로 나노섬유 (nanofiber) 로 언급된다. 전기 전도성 나노섬유는 또한 나노와이어로도 언급된다. 중공 나노섬유 (그들의 전기 전도율과 무관하게) 는 또한 나노튜브 (nanotube) 로도 언급된다.
본 발명에서 사용되는 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 는 전형적으로 원형에 가까운 단면을 갖는다. 상기 단면은 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위인 상기 외부 치수에 수직으로 확장한다. 따라서, 나노스케일인 상기 2 개의 외부 치수는 상기 원형 단면의 직경에 의해 정의된다. 상기 직경에 수직으로 확장하는 상기 제 3 외부 치수는 길이로 언급된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물은 1 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 길이, 및 1 ㎚ 내지 100 ㎚, 바람직하게는 2 ㎚ 내지 50 ㎚, 더욱 바람직하게는 3 ㎚ 내지 30 ㎚ 범위의 직경을 갖는 전기전도성 나노물체 (B) 를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에서 상기 정의된 상기 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.-% 이상이며, 그 이유는 전기전도성 나노물체 (B) 의 0.01 wt.-% 미만의 중량 분율은 전도성 네트워크를 형성하기에 충분하지 않을 수 있어서, 그러한 조성물은 전기전도성 층을 제조하기에 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 분산된 중합체 비드 (C) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 2 wt.-% 미만, 더욱 바람직하게는 1.8 wt.-% 이하, 추가로 바람직하게는 1.5 wt.-% 이하, 특히 바람직하게는 1 wt.-% 이하이다. 상기 분산된 중합체 비드 (C) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.02 wt.-% 이상이며, 그 이유는 상기 분산된 중합체 비드 (C) 의 0.02 wt.-% 미만의 총 중량 분율은 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합시키기에 충분하지 않을 수 있어서 그러한 조성물은 전기전도성 층을 제조하기에 적합하지 않기 때문이다. 추가로 바람직하게는 상기 분산된 중합체 비드 (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 및 상기 분산된 중합체 비드 (C) 의 총 중량 사이의 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 허용할 수 있는 하나 이상의 재료를 포함하거나 그로 이루어짐을 의미한다. 따라서, 복수의 그러한 전기전도성 나노물체는 전류를 운반할 수 있는 상기 매트릭스 전체를 통하여 확장하는 인접 및 중복 나노물체의 전도성 네트워크를 형성할 수 있으며, 다만 네트워크 내에서 상호연결된 전기전도성 나노물체를 따라 전자의 수송을 가능하게 하도록 개별 전기전도성 나노물체 사이에 충분한 상호연결 (상호 접촉) 이 존재한다.
바람직하게는, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 은, 구리, 금 및 탄소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하거나 그로 이루어진다.
바람직하게는, 전기전도성 나노물체 (B) 는 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 길이 및 1 ㎚ 내지 100 ㎚ 범위의 직경을 가지며, 여기에서 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 은, 구리, 금 및 탄소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 나노와이어 및 나노튜브로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 바람직한 나노와이어는 은, 구리 및 금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 포함하거나 그로 이루어진다. 바람직하게는, 상기 나노와이어 각각은 상기 나노와이어의 총 중량을 기준으로 적어도 50 wt.-% 의 은, 구리 및 금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 포함한다. 가장 바람직하게는 나노와이어 각각은 상기 나노와이어 (이하에서 또한 "은 나노와이어" 로도 언급됨) 의 총 중량을 기준으로 50 wt.-% 이상의 은을 포함한다.
바람직한 나노튜브는 탄소 나노튜브이다.
나노와이어 및 나노튜브 중에서, 나노와이어가 바람직하다.
본 발명에 따른 가장 바람직한 전기전도성 나노물체 (B) 는 위에서 언급된 치수를 갖는 은 나노와이어이다.
상기 정의된 적합한 전기전도성 나노물체 (B) 는 기술분야에 알려져 있고 상업적으로 입수가능하다.
은 나노와이어 (뿐만 아니라 기타 금속의 나노와이어) 는 전형적으로 수성 분산물 형태로 상업적으로 입수가능하며, 여기에서 분산물을 안정적으로 만들기 위해서 폴리비닐피롤리돈이 은 나노와이어의 표면 위에 흡착되어 있다. 나노와이어의 표면 위에 흡착된 임의의 물질은 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 의 치수 및 조성에 포함되어 있지 않다.
바람직하게는, 은 나노와이어는 Yugang Sun 및 Younan Xia 에 의해 Adv. Mater 2002 14 No. 11. June 5, pages 833-837 에 기재된 절차에 의해 얻어진다.
바람직한 구현예에서 본 발명에 따른 조성물은 탄소 나노튜브를 포함하지 않는다.
본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 의 성분 (C) 는 25000 g/mol 이상의 수 평균 분자 중량을 갖는 중합체의 분산된 입자로 이루어진다. 바람직하게는, 입자 (C) 의 중합체의 수 평균 분자 중량은 200000 g/mol 이하이다. 상기 중합체는 단독중합체 또는 공중합체이다. 상기 성분의 입자 (C) 는 한 종류의 중합체의 입자 또는 상이한 중합체의 입자의 혼합물이다.
그러한 중합체 입자는 또한 중합체 비드로도 언급된다. 전형적으로, 중합체 비드는 여러 개의 얽힌 중합체 사슬로 이루어진다. 상기 중합체 비드는 Malvern Instruments, England 의 Autosizer IIC 를 이용하여 23 ℃ 에서 수성 중합체 분산물 (0.005 내지 0.01 중량%) 에 대해 동적 광 산란에 의해 확인되는 10 ㎚ 내지 1000 ㎚ 범위, 특히 50 ㎚ 내지 600 ㎚ 범위의 평균 입자 직경을 갖는다.
전형적 중합체 비드 (C) 는 기술분야에 알려져 있고 상기 중합체 비드의 수성 분산물 (수성 중합체 분산물) 형태로 상업적으로 입수가능하다. 전형적으로, 분산된 중합체는 콜로이드성 분산물에 존재한다. 중합체 입자의 수성 콜로이드성 분산물은 또한 라텍스로도 언급된다.
그러한 수성 중합체 분산물은 수성 액체 상에서 적합한 단량체의 중합에 의해, 예를 들어 현탁 중합 또는 에멀전 중합에 의해 얻을 수 있다. 바람직한 수성 중합체 분산물은 에틸렌계 불포화 단량체의 자유-라디칼로 개시되는 수성 에멀전 중합에 의해 얻을 수 있다. 자유-라디칼로 개시되는 수성 에멀전 중합은 전형적으로 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 단량체가, 빈번하게는 분산 보조제의 부가적 사용으로, 수성 매질에 분산 방식으로 분포되고 적어도 하나의 자유-라디칼 중합 개시제를 이용하여 중합되는 방식으로 실시된다. 추가 세부사항에 대해, US 7,999,045 B2 및 거기에서 인용된 선행 기술을 참조한다.
바람직한 수성 중합체 분산물은 그것의 중합체가, 공중합된 형태로, 50 내지 99.9 중량% 의
- 아크릴산 및/또는 메타크릴산과 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 알칸올의 에스테르, 또는
- 스티렌, 또는
- 스티렌 및 부타디엔, 또는
- 비닐 클로라이드 및/또는 비닐리덴 클로라이드, 또는
- 40 내지 99.9 중량% 의 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 및/또는 에틸렌
을 포함하는 것이다.
특히 바람직한 것은 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 공중합체, 및 스티렌 및 (메트)아크릴레이트의 공중합체이다. 본원에서, 용어 "(메트)아크릴레이트" 는 "메타크릴레이트" 및 "아크릴레이트" 를 포함한다.
폴리아크릴레이트는 단독- 또는 공중합체이다. 단독중합체의 경우에 분자는 각각 동일한 아크릴레이트 단량체에서 유래하는 단위체로 이루어진다. 공중합체의 경우에 분자는 공중합된 형태로 상이한 아크릴레이트 단량체에서 유래하는 단위체로 이루어지며, 상기 공중합체는 또한 아크릴레이트의 공중합체로도 언급된다.
폴리메타크릴레이트는 단독- 또는 공중합체이다. 단독중합체의 경우에 분자는 각각 동일한 아크릴레이트 단량체에서 유래하는 단위체로 이루어진다. 공중합체의 경우에 분자는 공중합된 형태로 상이한 아크릴레이트 단량체에서 유래하는 단위체로 이루어진다.
상기 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 공중합체에서, 각각의 분자는 공중합된 형태로 아크릴레이트 단량체에서 유래하는 단위체 및 메타크릴레이트 단량체에서 유래하는 단위체를 포함하거나 그로 이루어진다.
상기 스티렌 및 (메트)아크릴레이트의 공중합체에서, 각각의 분자는 공중합된 형태로 모노알케닐 방향족 단량체에서 유래하는 단위체 및 (메트)아크릴릭 단량체에서 유래하는 단위체를 포함하거나 그로 이루어진다.
라텍스의 콜로이드성 안정성은 정전기 척력, 반 데르 발스 인력 및 입체적 인력 또는 척력의 균형유지에 의해 생성된다. 상기 정의된 중합체 분산물은 전형적으로 수성 중합체 분산물의 안정성을 보장하는 역할을 하는 분산 보조제를 포함한다. 적합한 분산제는 보호성 콜로이드 및 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 바람직한 계면활성제는 소듐 도데실설페이트 (SDS) 및 500 g/mol 내지 22000 g/mol (아래에서 정의된 바와 같은 공중합체 (D)) 범위의 수 평균 분자 중량을 갖는 수용성 양친매성 스티렌/(메트)아크릴릭 공중합체이다. 아래에서 정의된 바와 같은 공중합체 (D) 는 매트릭스를 형성하고 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합시키는데 있어서 중합체 비드 (C) 와 공동 작용할 수 있기 때문에 바람직한 계면활성제이다.
바람직한 구현예에서 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 은 상기 정의된 성분 (A), (B) 및 (C) 및 중합체 비드 (C) 를 조성물 내에서 분산된 상태로 유지하는 것을 돕는 분산 보조제 (상기 정의된 바와 같음) 로 이루어진다.
대안적 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 은 매트릭스를 형성하고 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합시키는데 있어서 상기 정의된 중합체 비드 (C) 와 공동 작용할 수 있는 하나 이상의 추가의 성분을 포함한다. 그러한 성분은 부가적 결합제로 언급되고, 조성물의 고체 성분에 속한다. 그러한 부가적 결합제는 임의의 중합체 비드 (C) (상기 정의된 바와 같음) 의 부재 하에 매트릭스를 형성하고 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합시킬 수 있는 물질의 군으로부터 선택된다. 그러한 부가적 결합제는 상기 정의된 중합체 비드 (C) 및 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 로 이루어지는 군으로부터 선택되지 않는다. 바람직하게는, 상기 부가적 결합제의 총 중량 분율 (조성물의 총 중량을 기준으로) 은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 분산된 중합체 비드 (C) 의 총 중량 분율 이하이다.
본 발명에 따른 조성물에서, 상기 분산된 중합체 비드 (C) 및 상기 정의된 상기 하나 이상의 부가적 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 부가적 결합제의 총 중량 분율 (조성물의 총 중량을 기준으로) 은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 분산된 중합체 비드 (C) 의 총 중량 분율 이하이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 에 포함되는 상기 부가적 결합제는 하기로 이루어지는 군으로부터 선택된다:
(D) 물에 용해된 하나 이상의 스티렌/(메트)아크릴릭 공중합체,
상기 용해된 공중합체 (D) 는 각각 500 g/mol 내지 22000 g/mol 범위의 수 평균 분자 중량을 가짐,
(E) 물에 분산된, 결정질 셀룰로오스의 섬유,
상기 분산된 결정질 셀룰로오스의 섬유 (E) 는 80 ㎚ 내지 300 ㎚ 범위의 길이 및 5 ㎚ 내지 30 ㎚ 범위의 직경을 가짐,
(F) 물에 용해된, 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리스티렌술폰산 및 덱스트란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 수용성 중합체.
상기 스티렌/(메트)아크릴릭 공중합체 (D) 는 수용성이다. 상기 공중합체 (D) 에서 각각의 분자는 공중합된 형태로 모노알케닐 방향족 단량체에서 유래하는 단위체 및 (메트)아크릴릭 단량체에서 유래하는 단위체를 포함하거나 그로 이루어진다. 그러한 공중합체는 하나 이상의 종류의 모노알케닐 방향족 단량체와 하나 이상의 종류의 (메트)아크릴릭 단량체의 공중합에 의해 얻을 수 있다. 여기에서, 용어 "(메트)아크릴릭" 은 "메타크릴릭" 및 "아크릴릭" 을 포함한다. 상기 공중합체 (D) 각각의 수 평균 분자 중량은 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. 상기 공중합체 (D) 에 관한 추가의 세부사항에 대해, US 2008/0182090, US 4,414,370, US 4,529,787, US 4,546,160, US 5,508,366 및 거기에서 인용된 선행 기술, 뿐만 아니라 동일한 양수인에 의해 본 출원과 동일자에 제출된 특허 출원 "전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 스티렌/(메트)아크릴릭 공중합체를 포함하는 조성물" 을 참조한다.
전형적으로, 수용성 공중합체 (D) 는 양친매성이며, 그 이유는 그들의 분자가 모노알케닐 방향족 단량체에서 유래하는 비-극성 소수성 영역 및 (메트)아크릴릭 단량체에서 유래하는 극성 친수성 영역을 함유하기 때문이다. 따라서, 요망되는 양친매성 거동은 소수성 모노알케닐 방향족 단량체 및 친수성(메트)아크릴릭 단량체의 적당한 선택 및 모노알케닐 방향족 단량체 및 (메트)아크릴릭 단량체 사이의 비의 적당한 조정에 의해 얻을 수 있으며, 그에 따라 공중합체의 양친매성 거동을 허용하는 소수성 모노알케닐 방향족 단량체에서 유래하는 단위체 및 친수성 (메트)아크릴릭 단량체에서 유래하는 단위체 사이의 적당한 비율을 갖는 공중합체가 얻어진다. 수성 용액에서 상기 수용성 공중합체 (D) 는 계면활성제 (텐사이드 (tenside)) 처럼 거동하며, 즉 그들은 미셀을 형성할 수 있다. 미셀은 용해된 양친매성 분자의 연합에 의해 형성되는 응집물이다. 바람직하게는 상기 미셀은 5 ㎚ 이하의 직경을 갖는다. 위에서 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물에서 상기 정의된 양친매성 수용성 공중합체 (D) 는 분산된 중합체 비드 (C) 를 위한 분산제로서 작용한다.
상기 섬유 (E) 는 또한 나노결정질 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 나노섬유 또는 셀룰로오스 II 로도 언급된다. 그들은 자연 셀룰로오스 섬유의 무정형 도메인의 파괴 및 마이크로미터 크기의 셀룰로오스 섬유의 막대 같은 강성 결정자로의 붕괴에 의해 얻을 수 있다. 얻어진 결정자는 전형적으로 위에서 언급된 치수를 갖는다.
더욱 구체적으로, 위에서 언급된 치수를 갖는 결정질 셀룰로오스 섬유 (E) 는 자연 셀룰로오스 섬유의 화학적 처리 또는 효소적 처리 또는 기계적 처리 또는 상이한 유형의 처리의 조합, 예를 들어 화학적 처리 (예를 들어 황산 또는 소듐 클로라이트를 이용함) 또는 효소적 처리에 뒤이은 고압 균질화, 또는 자연 셀룰로오스 섬유의 제분 (milling) 및 후속적 가수분해에 의한 무정형 영역의 제거에 의해 얻을 수 있다.
결정질 셀룰로오스의 섬유 (E) 의 수성 분산물이 건조될 때, 셀룰로오스 섬유 (E) 는 물의 증발 동안 모세관 작용에 의해 함께 밀집하여 빽빽히 채워진다. 따라서, 상기 셀룰로오스 섬유 (E) 는 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합시키는데 있어서 상기 분산된 중합체 비드 (C) 와 공동 작용할 수 있다. 게다가, 그들의 뛰어난 기계적 안정성으로 인해, 상기 섬유 (E) 는 얻어진 전기전도성 투명 층에 기계적 강화를 준다. 추가의 세부사항에 대해, 동일한 양수인에 의해 본 출원과 동일자에 제출된 특허 출원 "전기전도성 투명 층의 제조를 위한 은 나노와이어 및 결정질 셀룰로오스의 섬유를 포함하는 조성물" 을 참조한다.
이론에 구속되는 것을 바라지 않으면서, 본 발명에 따른 조성물에서 상기 정의된 분산된 섬유 (E) 는 중합체 비드 (C) 를 분산된 상태로 유지하는데 기여하는 척력 증강제로서 작용하는 것으로 현재 추정된다.
적합한 부가적 결합제, 특히 위에서 (D), (E) 및 (F) 로서 정의된 것들은 기술분야에 알려져 있고 상업적으로 입수가능하다.
특정 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A), (B) 및 (C), 및 하기를 포함하거나 그로 이루어진다:
(D) 물에 용해된 하나 이상의 스티렌/(메트)아크릴릭 공중합체,
상기 용해된 공중합체 (D) 는 각각 500 g/mol 내지 22000 g/mol 범위의 수 평균 분자 중량을 가짐,
및 추가의 부가적 결합제는 없음,
여기에서 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 용해된 공중합체 (D) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 분산된 중합체 비드 (C) 의 총 중량 분율 이하임.
또다른 특정 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A), (B) 및 (C), 및 하기를 포함하거나 그로 이루어진다:
(E) 물에 분산된 결정질 셀룰로오스의 섬유,
상기 분산된 결정질 셀룰로오스의 섬유 (E) 는 80 ㎚ 내지 300 ㎚ 범위의 길이 및 5 ㎚ 내지 30 ㎚ 범위의 직경을 가짐,
및 추가의 부가적 결합제는 없음,
여기에서 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 섬유 (E) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 분산된 중합체 비드 (C) 의 총 중량 분율 이하임.
또다른 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A), (B) 및 (C), 및 하기를 포함하거나 그로 이루어진다:
(F) 상기 정의된 하나 이상의 수용성 중합체,
및 추가의 부가적 결합제는 없음,
여기에서 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 하나 이상의 수용성 중합체 (F) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 분산된 중합체 비드 (C) 의 총 중량 분율 이하임.
본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A) 내지 (C) 이외에 추가의 성분, 예를 들어 소포제, 레올로지 조절제, 부식 저해제 및 기타 보조제를 임의로 포함한다. 전형적 소포제, 레올로지 조절제 및 부식 저해제는 기술분야에 알려져 있고 상업적으로 입수가능하다. 그러나, 놀랍게도 상기 정의된 성분 (A)-(C), 중합체 비드 (C) 를 조성물 내에서 분산된 상태로 유지하는 역할을 하는 분산 보조제 (상기 정의된 바와 같음) 및 임의로 상기 정의된 성분 (D)-(F) 중 하나 이상 외에 임의의 추가의 성분을 함유하지 않는 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 은 우수한 광학적 특성 뿐만 아니라 만족스러운 전기 전도율을 갖는 전기전도성 투명 층의 제조에 적합하다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 임의의 보조제의 첨가가 생략될 수 있으며, 그에 따라 조성물을 덜 복잡하게 만들고 그러한 조성물의 제조를 용이하게 한다. 따라서, 바람직한 구현예에서 본 발명에 따른 조성물은 상기 정의된 성분 (A)-(C) 및 임의로 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 것들을 포함한다.
본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 의 임의의 추가의 성분 (상기 정의된 성분 (A) 내지 (C) 이외에) 뿐만 아니라 그러한 추가의 성분의 양은, 상기 조성물로부터 얻을 수 있는 층의 전기 전도율 및 광학적 특성이 양보되지 않게 하는 방식으로 선택되어야 한다고 이해된다.
본 발명에 따른 바람직한 조성물은 상기 정의된 바람직한 특색 중 둘 이상이 조합되어 있는 것들이다.
특히 바람직한 것은 하기를 포함하거나 그로 이루어지는 본 발명에 따른 조성물이다:
(A) 물,
(B) 은 나노와이어,
상기 은 나노와이어 (B) 는 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 길이 및 3 ㎚ 내지 30 ㎚ 범위의 직경을 가짐,
여기에서 상기 은 나노와이어 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 wt.-% 이하임,
C) 물에 분산된, 30000 g/mol 내지 100000 g/mol 의 수 평균 분자 중량을 갖는 중합체의 입자,
여기에서 상기 분산된 입자 (C) 는 50 ㎚ 내지 500 ㎚ 범위의 평균 직경을 가짐,
여기에서 상기 분산된 입자 (C) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 2 wt.-% 미만, 바람직하게는 1.5 wt.-% 이하임,
여기에서
상기 은 나노와이어 (B) 의 총 중량
및
상기 분산된 입자 (C) 의 중량
사이의 비는 1:5 내지 5:1 범위임.
본 발명에 따른 조성물은 예를 들어 물에 적당한 양의 상기 정의된 전기전도성 나노물체 (B) 및 적당한 양의 상기 중합체 비드 (C) 를 현탁시킴으로써, 또는 적당한 양의 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 미리-제조된 수성 현탁액 및 상기 중합체 비드 (C) 의 미리-제조된 수성 현탁액을 조합함으로써, 또는 적당한 양의 상기 전기전도성 나노물체 (B) 를 상기 중합체 비드 (C) 의 미리-제조된 수성 현탁액에 현탁시킴으로써 또는 적당한 양의 상기 중합체 비드 (C) 를 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 미리-제조된 수성 현탁액에 현탁시킴으로써 제조될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 성분 (A)-(C) 및 임의로 추가의 성분 (상기 정의된 바와 같음) 을 조합한 후에, 조성물의 균질화를 개선하기 위해서 조성물은 볼 밀링 (ball-milling) 또는 기타 적합한 기술에 적용된다. 특정 구현예에서, 연장된 균질화 처리는 바람직하게는 얻어진 층이 낮은 헤이즈를 갖는 것을 보장하기 위한 것이다.
본 발명의 추가의 양상은 기판 위에 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 본 발명에 따른 방법은 하기 단계를 포함한다:
상기 정의된 본 발명에 따른 조성물을 제조 또는 제공하는 단계,
상기 조성물을 기판의 표면에 적용하는 단계,
상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 에서 액체인 성분을 상기 기판의 상기 표면 위에 층이 형성되는 정도로 제거하는 단계.
본 발명의 상기 정의된 프로세스에 의해 형성되는 층은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 고체 전기전도성 층이며, 상기 층은 상기 정의된 본 발명에 따른 상기 조성물의 고체 성분을 포함하거나 그로 이루어진다.
본 출원의 맥락에서, 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 에서 액체인 성분을 상기 기판의 상기 표면 위에 층이 형성되는 정도로 제거하는 프로세스 단계는 또한 건조로도 언급된다. 통상적으로, 액체 성분은 증발에 의해 제거된다.
일반적으로, 액체 성분은 적어도 상기 기판의 상기 표면 위에 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층이 형성되는 정도로 제거되어야 하며, 여기에서 상기 정의된 중합체 비드 (C) 는 합쳐져서 (coalesce) 인접 고체 상 (또한 매트릭스로도 언급됨) 을 형성하여 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합시키며, 이는 결국 상기 고체 매트릭스 전체를 통하여 확장하는 전도성 네트워크를 형성한다. 바람직하게는, 상기 전기전도성 층은 10 ㎚ 내지 1000 ㎚, 바람직하게는 50 ㎚ 내지 500 ㎚ 범위의 두께를 갖는다. 일반적으로, 전기전도성 층의 두께의 하한은 적용되는 조성물의 나노물체의 최소 치수에 의해 결정된다.
라텍스 (상기 정의된 중합체 비드 (C) 의 수성 분산물) 가 기판 위에 침착되고 물의 증발이 진행되는 것이 허용될 때, 연속적, 균질 필름 (층) 이 적당한 조건 하에 형성된다. 이러한 프로세스는 필름 형성으로 호칭된다. 라텍스로부터 필름 형성의 메커니즘은 예를 들어 Materials Science and Engineering, 21 101-170 및 Advances in Colloid and Interface Science 86 (2000) 195-267 에 기재되어 있다. 일반적으로, 라텍스 필름의 형성은 수성 분산물에서 예를 들어 하전된 중합체 사슬 말단 기 또는 흡착된 계면활성제로부터 초래되는 힘 (정전기 및/또는 입체) 을 안정화시킴으로써 떨어져서 유지되는 개별 라텍스 입자 (중합체 비드 (C)) 의 '합체 (coalescence)', 즉 압축 (compaction), 변형 (deformation), 응집 (cohesion) 및 중합체 사슬 내부확산으로부터 일어난다. 입자 변형에 저항하는 이들 및 기타 힘은 라텍스의 연속 상 (물) 의 증발시 극복된다.
이론에 구속되는 것을 바라지 않으면서, 상기 정의된 부가적 결합제 (D) 및 (E) 는 형성되는 층의 균질성을 증가시켜서, 특히 헤이즈에 관하여, 광학적 특성이 개선된다고 현재 추정된다.
바람직하게는 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 에서 액체인 성분은 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 완전히 제거된다.
상기 본 발명에 따른 조성물을 상기 기판의 상기 표면에 적용하는 단계는 바람직하게는 스핀 코팅 (spin coating), 드로 다운 코팅 (draw down coating), 롤-투-롤 코팅 (roll-to-roll coating), 그라비어 프린팅 (gravure printing), 마이크로그라비어 프린팅 (microgravure printing), 스크린-프린팅 (screen-printing), 플렉소프린팅 (flexoprinting) 및 슬롯-다이 코팅 (slot-die coating) 으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기술을 이용하여 수행된다.
바람직하게는, 상기 조성물은 상기 기판의 상기 표면에 1 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하게는 2 ㎛ 내지 60 ㎛ 범위의 두께로 적용된다. 상기 두께는 또한 "습윤 두께" 로도 언급되고, 위에서 설명된 바와 같은 조성물의 액체 성분을 제거하기 전의 상태에 관한 것이다. 제조될 전기전도성 층의 주어진 목표 두께 (위에서 설명된 바와 같은 조성물의 액체 성분을 제거한 후) 및 그에 따른 주어진 목표 시트 저항 및 광 투과율에서, 잉크에서 조성물 중 고체 성분의 농도가 낮을수록 습윤 두께는 높을 것이다. 잉크를 특히 낮은 습윤 두께로 적용하는데 제약이 없을 때 잉크를 적용하는 프로세스는 촉진된다.
상기 본 발명에 따른 조성물 (상기 정의된 바와 같음) 이 적용되는 상기 기판은 전형적으로 전기 절연체이다. 바람직하게는 상기 기판은 유리 및 유기 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하거나 그로 이루어진다. 바람직한 유기 중합체는 폴리카르보네이트 (PC), 시클릭 올레핀 공중합체 (COP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리이미드 (PI) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 로 이루어지는 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 ㎪ 에서 액체인 성분을 (위에서 설명된 바와 같은 정도로) 제거하는 단계는 바람직하게는 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물을 100 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도에 15 분 이하의 지속시간 동안 적용함으로써 달성된다. 이와 관련하여, 통상의 기술자는 상기 온도가 기판의 열 안정성의 고려 하에 선택되어야 한다는 것을 알고 있다.
본 발명에 따른 바람직한 방법은 상기 정의된 바람직한 특색 중 둘 이상이 조합되어 있는 것들이다.
본 발명에 따른 전기전도성 층을 제조하는 방법 (상기 정의된 바와 같음) 에 관하여, 전기전도성 층의 시트 저항 및 광학적 특성을 최적화하기 위해서, 통상의 기술자는 그의 지식에 기초하여 선택된 기판의 기술적 특색 및 본 발명에 따른 조성물을 기판의 표면에 적용하는 이용가능한 기술을 고려하여 잉크의 조성 및 (잉크의 제조 뿐만 아니라 전기전도성 층의 제조의) 모든 프로세스 파라미터를 적합한 방식으로 조정한다. 필요한 경우에, 적합한 잉크의 조성 및/또는 프로세스 파라미터는, 과도한 실험을 요구하지 않는, 통상의 기술자에게 알려진 시험 절차에 의해 용이하게 확인될 수 있다.
본 발명의 추가의 양상은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층에 관한 것이며, 여기에서 상기 전기전도성 층은 상기 정의된 본 발명에 따른 조성물의 고체 성분을 포함하거나 그로 이루어진다. 상기 전기전도성 층에서 상기 정의된 중합체 비드 (C) 는 합쳐져서 인접 고체 상 (또한 매트릭스로도 언급됨) 을 형성하여 전기전도성 나노물체 (B) 를 결합시키며, 이는 결국 상기 고체 매트릭스 전체를 통하여 확장하는 전도성 네트워크를 형성한다. 상기 전기전도성 층은 상기 정의된 본 발명에 따른 방법에 의해 얻을 수 있다.
"광 투과율" 은 매질을 통해 투과되는 입사광의 백분율을 나타낸다. 바람직하게는 본 발명에 따른 전기전도성 층의 광 투과율은 각 경우에 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정할 때 85 % 이상, 더욱 바람직하게는 90 % 이상, 추가로 바람직하게는 95 % 이상이다.
본 발명에 따른 바람직한 전기전도성 층은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 2 % 이하의 헤이즈, 및/또는 포 포인트 프로브에 의해 측정되는 1000 Ohm/스퀘어 이하의 시트 저항을 나타낸다.
바람직하게는 본 발명에 따른 전기전도성 층의 헤이즈는 각 경우에 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정할 때 1.8 % 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 % 이하, 추가로 바람직하게는 1.2 % 이하이다.
바람직하게는 본 발명에 따른 전기전도성 층의 시트 저항은 각 경우에 포 포인트 프로브에 의해 측정할 때 800 Ohm/스퀘어 이하, 더욱 바람직하게는 500 Ohm/스퀘어 이하, 추가로 바람직하게는 200 Ohm/스퀘어 이하이다.
헤이즈미터를 이용하는 헤이즈 및 광 투과율 (ASTM D1003 에서 시감 투과율 (luminous transmittance) 로 언급되며, 이는 바디에 의해 투과되는 광속 (luminous flux) 대 그것에 입사하는 플럭스 (flux) 의 비율이다) 의 측정이 ASTM-D1003 에서 "절차 A - 헤이즈미터 (Procedure A - Hazemeter)" 로서 정의되어 있다. 본 발명의 맥락에서 제시되는 헤이즈 및 광 투과율 (ASTM D1003 에서 정의된 바와 같은 시감 투과율에 상응함) 의 값은 이러한 절차를 참조한다.
일반적으로, 헤이즈는 광 확산의 지수이다. 그것은 입사광으로부터 분리되어 투과 동안 산란되는 광의 양의 백분율을 나타낸다. 대체로 매질의 특성인 광 투과율과는 달리, 헤이즈는 종종 생산 문제 (production concern) 이고 전형적으로 표면 거칠기, 및 매질에서의 포매된 입자 또는 조성 이질성에 의해 야기된다.
ASTM D1003 에 따르면, 투과율에서, 헤이즈는 시편을 통하여 보이는 물체의 콘트라스트 (contrast) 에서 감소를 책임지는 상기 시편에 의한 광의 산란, 즉 투과된 광 중 산란되어 그것의 방향이 입사 빔의 방향으로부터 특정 각도 (2.5 °) 초과로 벗어나는 투과된 광의 백분율이다.
시트 저항은 얇은 바디 (시트) (즉, 두께가 균일함) 의 저항의 척도이다. 용어 "시트 저항" 은 전류 흐름이 시트의 평면을 따르고, 그것에 수직하지 않음을 의미한다. 두께 t, 길이 L 및 너비 W 를 갖는 시트의 경우에, 저항 R 은
Figure pct00001
이며, 여기에서 Rsh 가 시트 저항이다. 따라서 시트 저항 Rsh 은
Figure pct00002
이다.
위에 제시된 식에서 벌크 저항 R 은 무차원 양 (W/L) 으로 곱해져서 시트 저항 Rsh 이 얻어지며, 따라서 시트 저항의 단위는 옴 (Ohm) 이다. 벌크 저항 R 과의 혼동을 피하기 위해서, 시트 저항의 값은 통상적으로 "옴 퍼 스퀘어 (Ohms per Square)" 로 표시되며, 이는 스퀘어 시트의 특정 경우에 W = L 및 R = Rsh 이기 때문이다. 시트 저항은 포 포인트-프로브를 이용하여 측정된다.
시트 저항 및 헤이즈의 측정의 추가의 세부사항은 아래 실시예 부분에 제공되어 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 전기전도성 층은 하기 특색 중 하나 이상을 나타낸다:
- ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 1 % 이하의 헤이즈,
- 포 포인트 프로브에 의해 측정되는 100 Ohm/스퀘어 이하의 시트 저항,
- ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 90 % 이상의 광 투과율.
바람직한 본 발명에 따른 전기전도성 층은 상기 정의된 바람직한 특색 중 둘 이상이 조합되어 있는 것들이다.
특히 바람직한 본 발명에 따른 전기전도성 층은 하기 특색을 나타낸다:
- ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 1 % 이하의 헤이즈, 및
- 포 포인트 프로브에 의해 측정되는 100 Ohm/스퀘어 이하의 시트 저항, 및
- ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 90 % 이상의 광 투과율.
본 발명의 추가의 양상은 표면을 갖는 기판 및 상기 기판의 상기 표면의 적어도 일부 위에 배열된 본 발명에 따른 전기전도성 층 (상기 정의된 바와 같음) 을 포함하는 물품에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 전기전도성 층은 10 ㎚ 내지 1000 ㎚, 바람직하게는 50 ㎚ 내지 500 ㎚ 범위의 두께를 갖는다. 전기전도성 층의 두께의 하한은 적용되는 조성물의 나노물체의 최소 치수에 의해 결정된다.
상기 기판은 전형적으로 전기 절연체이다. 바람직하게는 상기 기판은 유리 및 유기 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하거나 그로 이루어진다. 바람직한 유기 중합체는 폴리카르보네이트 (PC), 시클릭 올레핀 공중합체 (COP), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리이미드 (PI) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 상기 기판은 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는다.
바람직한 본 발명에 따른 물품은 상기 정의된 바람직한 특색 중 둘 이상이 조합되어 있는 것들이다.
본 발명에 따른 전기전도성 층 (상기 정의된 바와 같음) 및 본 발명에 따른 물품 (상기 정의된 바와 같음) 의 전형적 응용은 투명 전극, 터치 패널, 와이어 편광자, 용량성 및 저항성 터치 센서, EMI 쉴딩, 투명 히터 (예를 들어 자동차 및 기타 응용물의 경우), 플렉서블 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전기영동 디스플레이, 액정 디스플레이, 투명 안테나, 일렉트로크로믹 디바이스 (예를 들어 스마트 윈도우), 광발전 디바이스 (특히 박막 광전지), 전자발광 디바이스, 발광 디바이스 (LED) 및 유기 발광 디바이스 (OLED), 입을 수 있는 플렉서블 디바이스 (소위 웨어러블 (wearable)) 예컨대 플렉서블 와치 또는 폴더블 (foldable) 스크린, 뿐만 아니라 안티-포그, 방빙 또는 대전방지 특성을 제공하는 기능성 코팅 및 유전성 및 강유전성 햅틱 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 그러나 본 발명은 이들 응용에 한정되지 않고 많은 기타 전자 광학적 디바이스에서 통상의 기술자에 의해 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 양상은 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 이후 추가로 실시예에 의해 예시된다.
실시예
1. 드로-다운 (draw-down) 코팅에 의해 얻어지는 중합체 기판 위의 층의 실시예
1.1 부가적 결합제를 포함하지 않는 조성물
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 부틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체 (Acronal 296, 평균 입자 크기 0.1 ㎛, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 분산된 입자 (C)) 의 수성 분산물을 표 1 에 제시된 분산 시간 동안 혼합하여 표 1 에 명시된 은 나노와이어의 농도 및 은 나노와이어 대 분산된 중합체 비드 (C) 의 중량비를 갖는 잉크를 얻는다.
잉크를 중합체 기판에 드로-다운 바 (bar) (Erichsen K303) 를 사용하여 적용하여 (습윤 두께 t = 6 ㎛, 코팅 속도 v = 2"/초) 상기 기판 위에 층을 얻는다. 그 후 층을 135 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (four-point probe station) (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 광학적 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 1 에 제시되어 있다.
광학적 특성에 관하여, T 는 전기전도성 층으로 코팅된 기판의 광 투과율을 나타내고 H 는 헤이즈를 나타낸다. H(차감된 기판) 는 전기전도성 층으로 코팅된 기판의 헤이즈 및 블랭크 기판 (전기전도성 층으로 코팅되지 않은) 의 헤이즈 사이의 차이를 나타낸다.
모든 얻어진 층이 시트 저항 및 투명도의 만족스러운 값을 갖지만, 헤이즈 값은 잉크의 분산 시간에 따라 크게 좌우되고 잉크 분산 시간이 길수록 더 낮다는 것이 밝혀졌다.
표 1
Figure pct00003
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체 (Acronal LR9014, 평균 입자 직경 0.08 ㎛, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 분산된 입자 (C)) 의 수성 분산물을 30 분의 분산 시간 동안 혼합하여 3.85 ㎎/㎖ 의 은 나노와이어의 농도 및 표 2 에 명시된 은 나노와이어 대 분산된 중합체 비드 (C) 의 중량비를 갖는 잉크를 얻는다.
잉크를 중합체 기판에 드로-다운 바 (Erichsen K303) 를 사용하여 적용하여 (습윤 두께 t = 6 ㎛, 코팅 속도 v = 2"/초) 상기 기판 위에 층을 얻는다. 그 후 층을 135 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 광학적 특성 (상기 정의된 바와 같음) 을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 2 에 제시되어 있다. 모든 얻어진 층은 시트 저항, 투명도 및 헤이즈의 만족스러운 값을 가졌다.
표 2
Figure pct00004
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 아크릴레이트의 공중합체 (Joncryl 95-E, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 분산된 입자 (C)) 의 수성 분산물을 30 분의 분산 시간 동안 혼합하여 표 3 에 명시된 은 나노와이어의 농도 및 은 나노와이어 대 분산된 중합체 비드 (C) 의 중량비를 갖는 잉크를 얻는다.
잉크를 중합체 기판에 드로-다운 바 (Erichsen K303) 를 사용하여 적용하여 (습윤 두께 t = 6 ㎛, 코팅 속도 v = 2"/초) 상기 기판 위에 층을 얻는다. 그 후 층을 135 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 상기 정의된 광학적 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 3 에 제시되어 있다. 모든 얻어진 층은 시트 저항, 투명도 및 헤이즈의 만족스러운 값을 가졌다.
표 3
Figure pct00005
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 메틸 메타크릴레이트의 공중합체 (Acronal LR9014, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 분산된 입자 (C)) 및 아크릴레이트의 공중합체 (Joncryl 95-E, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 분산된 입자 (C)) 의 수성 분산물을 30 분의 분산 시간 동안 표 4 에 명시된 상이한 비로 혼합하여, 3.764 ㎎/㎖ 의 은 나노와이어의 농도 및 표 4 에 명시된 중량비 은 나노와이어 / Acronal LR9014 / Joncryl 95-E 를 갖는 잉크를 얻는다. 두 가지 유형의 중합체 비드 모두 상기 정의된 입자 (C) 이다.
잉크를 중합체 기판에 드로-다운 바 (Erichsen K303) 를 사용하여 적용하여 (습윤 두께 t = 6 ㎛, 코팅 속도 v = 2"/초) 상기 기판 위에 층을 얻는다. 그 후 층을 135 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 상기 정의된 광학적 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 4 에 제시되어 있다. 모든 얻어진 층은 시트 저항, 투명도 및 헤이즈의 만족스러운 값을 가졌다.
표 4
Figure pct00006
1.2 부가적 결합제를 포함하는 조성물
1.2.1 부가적 결합제로서의 수용성 스티렌/(메트)아크릴릭 공중합체
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 (실시예 20 은 제외) 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체 (Acronal LR9014, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 분산된 입자 (C)) 의 수성 분산물을 30 분의 분산 시간 동안 혼합하여 표 5 에 명시된 은 나노와이어의 농도 및 은 나노와이어 중합체 비드 (C) /공중합체 (D) 의 중량비를 갖는 잉크를 얻는다.
실시예 19 를 제외하고는, 비드 (상기 정의된 분산된 입자 (C)) 의 상기 분산물은 부가적 결합제로서 상당한 양의 용해된 스티렌 아크릴릭 공중합체 (Joncryl 60, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함, 상기 정의된 공중합체 (D)) 를 포함한다. 각각의 잉크에 관한 중량비 은 나노와이어 (B) / 중합체 비드 (C) /공중합체 (D) 가 표 5 에 명시되어 있다.
실시예 20 에서, 은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 스티렌 아크릴릭 공중합체 (Joncryl 60, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함, 상기 정의된 공중합체 (D)) 의 수성 용액을 30 분의 분산 시간 동안 혼합하여 표 5 에 명시된 은 나노와이어의 농도 및 중량비 은 나노와이어 (B) / 공중합체 (D) 를 갖는 잉크를 얻었다. 따라서 실시예 20 은 본 발명에 따르지 않는 비교예이며, 이는 실시예 20 의 잉크는 중합체 비드 (C) 를 전혀 포함하지 않기 때문이다.
잉크를 중합체 기판에 드로-다운 바 (Erichsen K303) 를 사용하여 적용하여 (습윤 두께 t = 6 ㎛, 코팅 속도 v = 2"/초) 상기 기판 위에 층을 얻는다. 그 후 층을 135 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 상기 정의된 광학적 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 5 에 제시되어 있다. 모든 얻어진 층은 시트 저항, 투명도 및 헤이즈의 만족스러운 값을 가졌다.
표 5
Figure pct00007
1.2.2 부가적 결합제로서의 결정질 셀룰로오스의 섬유
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 아크릴레이트의 공중합체 (Joncryl 95E, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 입자 (C)) 및 결정질 셀룰로오스 (Celluforce 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 섬유 (E) 를 포함하는 수성 분산물을 30 분의 분산 시간 동안 혼합하여 표 6 에 명시된 은 나노와이어의 농도 및 중량비 은 나노와이어 / 중합체 비드 (C) / 결정질 셀룰로오스 섬유 (E) 를 갖는 잉크를 얻는다.
잉크를 중합체 기판에 드로-다운 바 (Erichsen K303) 를 사용하여 적용하여 (습윤 두께 t = 6 ㎛, 코팅 속도 v = 2"/초) 상기 기판 위에 층을 얻는다. 그 후 층을 135 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 상기 정의된 광학적 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 6 에 제시되어 있다. 모든 얻어진 층은 시트 저항, 투명도 및 헤이즈의 만족스러운 값을 가졌다.
표 6
Figure pct00008
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체 (Acronal LR9014, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 입자 (C)) 및 결정질 셀룰로오스 (Celluforce 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 섬유 (E) 를 포함하는 수성 분산물을 30 분의 분산 시간 동안 혼합하여 표 7 에 명시된 은 나노와이어의 농도 및 은 나노와이어 / 중합체 비드 (C) / 결정질 셀룰로오스 섬유 (E) 의 중량비를 갖는 잉크를 얻는다.
잉크를 중합체 기판에 드로-다운 바 (Erichsen K303) 를 사용하여 적용하여 (습윤 두께 t = 에 명시된 표 7, 코팅 속도 v = 2"/초) 상기 기판 위에 층을 얻는다. 그 후 층을 135 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 상기 정의된 광학적 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 7 에 제시되어 있다. 모든 얻어진 층은 시트 저항, 투명도 및 헤이즈의 만족스러운 값을 가졌다.
표 7
Figure pct00009
2. 스핀-코팅에 의해 얻어지는 유리 기판 위의 층의 실시예
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 아크릴레이트의 공중합체 (Joncryl 95 또는 95-E, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 입자 (C)) 의 수성 분산물을 30 분의 분산 시간 동안 혼합하여 표 8 에 명시된 은 나노와이어의 농도 및 은 나노와이어 대 분산된 중합체 비드 (C) 의 중량비를 갖는 잉크를 얻는다.
잉크를 유리 기판 위에 다양한 스핀 속도 (표 9 참고) 에서 60 초 동안 스핀-코팅하여 (Smart Coater 100) 상이한 습윤 두께를 갖는 층을 생성한다. 그 후 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 상기 정의된 광학적 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 8 에 제시되어 있다.
잉크의 적용된 양은 모든 스핀 코팅 실시예에서 동일하다. 고정된 농도의 잉크를 사용할 때 건조된 층의 두께는 스핀 속도에 따라 좌우된다. 높은 스핀 속도에서 더 많은 잉크가 기판으로부터 흘러 떠난다. 따라서, 스핀 속도의 차이를 사용하여 얻어지는 시트 저항 및 광학적 특성 (상기 정의된 바와 같음) 을 각기 다르게 하여 투명 전기전도성 층의 상이한 응용물의 요건에 맞출 수 있다. 높은 스핀 속도는 높은 광 투과율 및 낮은 헤이즈, 그러나 꽤 높은 시트 저항을 갖는 매우 얇은 층을 생성하는 것을 가능하게 한다. 결국, 낮은 스핀 속도는 낮은 시트 저항, 그러나 더 낮은 광 투과율 및 더 높은 헤이즈를 갖는 더 두꺼운 층을 생성하는 것을 가능하게 한다.
표 8
Figure pct00010
은 나노와이어 (상기 정의된 나노물체 (B)) 의 수성 분산물 및 부틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체 (Acronal 296, BASF 로부터 상업적으로 입수가능함) 의 비드 (상기 정의된 분산된 입자 (C)) 의 수성 분산물을 30 분의 분산 시간 동안 혼합하여 표 9 에 명시된 은 나노와이어의 농도 및 은 나노와이어 대 분산된 중합체 비드 (C) 의 중량비를 갖는 잉크를 얻는다.
잉크를 유리 기판 위에 1000 rpm 에서 60 초 동안 스핀-코팅하여 (Smart Coater 100) 고체 성분의 상이한 농도로 인해 상이한 습윤 두께를 갖는 층을 생성한다. 그 후 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시킨다.
건조된 층의 Ohms/스퀘어 (OPS) 로 제시되는 시트 저항 Rsh 을 포-포인트 프로브 스테이션 (Lucas lab pro-4) 에 의해 측정하고 상기 정의된 광학적 특성을 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터 (BYK Gardner) 에 의해 ASTM D1003 절차 A-Hazemeter 에 따라 측정한다. 결과가 표 9 에 제시되어 있다.
표 9
Figure pct00011

Claims (17)

  1. 하기 성분을 포함하는 조성물:
    (A) 물,
    (B) 전기전도성 나노물체 (nanoobject),
    상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 1 ㎚ 내지 100 ㎚ 범위의 2 개의 외부 치수 및 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 그의 제 3 외부 치수를 가짐,
    여기에서 상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 wt.-% 내지 1 wt.-% 범위임,
    (C) 물에 분산된, 25000 g/mol 이상의 수 평균 분자 중량을 갖는 중합체의 입자,
    여기에서 상기 분산된 입자 (C) 는 10 ㎚ 내지 1000 ㎚ 범위의 평균 직경을 가짐,
    여기에서 상기 분산된 입자 (C) 의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.02 wt.-% 내지 5 wt.-% 범위임.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는
    1 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 길이,
    및
    1 ㎚ 내지 100 ㎚ 범위의 직경
    을 갖는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 은, 구리, 금 및 탄소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하는 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기전도성 나노물체 (B) 는 나노와이어 및 나노튜브로 이루어지는 군으로부터 선택되는 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기전도성 나노물체 (B) 의 총 중량
    및
    상기 분산된 입자 (C) 의 총 중량
    사이의 비는 1 : 20 내지 20 : 1 범위인 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부가적 결합제를 추가로 포함하며,
    여기에서 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 부가적 결합제의 총 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 상기 분산된 입자 (C) 의 총 중량 분율 이하인 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기를 포함하는 조성물:
    (A) 물,
    (B) 은 나노와이어,
    상기 은 나노와이어 (B) 는 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 길이 및 3 ㎚ 내지 30 ㎚ 범위의 직경을 가짐,
    여기에서 상기 은 나노와이어 (B) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 wt.-% 이하임,
    (C) 물에 분산된, 30000 g/mol 내지 100000 g/mol 의 수 평균 분자 중량을 갖는 중합체의 입자,
    여기에서 상기 분산된 입자 (C) 는 50 ㎚ 내지 500 ㎚ 범위의 평균 직경을 가짐,
    여기에서 상기 분산된 입자 (C) 의 중량 분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 2 wt.-% 미만, 바람직하게는 1.5 wt.-% 이하임,
    여기에서
    상기 은 나노와이어 (B) 의 총 중량
    및
    상기 분산된 입자 (C) 의 중량
    사이의 비는 1:5 내지 5:1 범위임.
  8. 기판 위에 ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층을 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,
    상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 에서 액체인 성분을 상기 기판의 상기 표면 위에 층이 형성되는 정도로 제거하는 단계.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기판의 상기 표면에 상기 조성물을 적용하는 단계는 스핀 코팅, 드로 다운 코팅, 롤-투-롤 코팅, 그라비어 프린팅, 마이크로그라비어 프린팅, 스크린-프린팅, 플렉소프린팅 및 슬롯-다이 코팅으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기술을 이용하여 수행되는 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 기판은 유리 및 유기 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물로부터 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 에서 액체인 성분을 제거하는 단계는 상기 기판의 상기 표면에 적용된 상기 조성물을 100 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도에 15 분 이하의 지속시간 동안 적용함으로써 달성되는 방법.
  12. ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전기전도성 층으로서, 25 ℃ 및 101.325 ㎪ 에서 고체인 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 성분을 포함하는 전기전도성 층.
  13. 제 12 항에 있어서,
    - ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 2 % 이하의 헤이즈
    및
    - 포 포인트 프로브 (four point probe) 에 의해 측정되는 1000 Ohm/스퀘어 이하의 시트 저항
    을 나타내는 전기전도성 층.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    - ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 1 % 이하의 헤이즈,
    - 포 포인트 프로브에 의해 측정되는 100 Ohm/스퀘어 이하의 시트 저항,
    - ASTM D1003 (절차 A) 에 따라 측정되는 90 % 이상의 광 투과율
    중 하나 이상을 나타내는 전기전도성 층.
  15. 하기를 포함하는 물품:
    - 표면을 갖는 기판
    및
    - 상기 기판의 상기 표면의 적어도 일부 위에 배열된 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 전기전도성 층.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 전기전도성 층은 10 ㎚ 내지 1000 ㎚, 바람직하게는 50 ㎚ 내지 500 ㎚ 범위의 두께를 갖는 물품.
  17. 하기로부터 선택되는 품목의 제조를 위한 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도:
    - 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 전기전도성 층,
    - 제 15 항 및 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 물품.
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