KR20180024827A - 전도성 조성물 및 이를 이용한 전도성 적층체 - Google Patents

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KR20180024827A
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김동민
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안민석
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Abstract

내수성 및 내화학성이 우수하고, 상온, 고온 및 고습의 환경에 노출되어도 면저항 및 과학적 특성이 저하되지 않는 전도성 조성물 및 이를 이용한 전도성 적층체가 개시된다. 상기 전도성 조성물은 도전성 소재; 열경화 바인더; 블로킹 된 경화제; 및 용매;를 포함한다.

Description

전도성 조성물 및 이를 이용한 전도성 적층체{Conductive composition and conductive laminate using the same}
본 발명은 전도성 조성물 및 이를 이용한 전도성 적층체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내수성 및 내화학성이 우수하고, 상온, 고온 및 고습의 환경에 노출되어도 면저항 및 과학적 특성이 저하되지 않는 전도성 조성물 및 이를 이용한 전도성 적층체에 관한 것이다.
은 나노와이어, 전도성 고분자 등의 투명전극에 사용될 수 있는 재료는 저항 및 광학적 특성이 변화없이 유지되어야, 즉 경시 변화가 없어야 한다. 따라서, 상기 경시 변화를 방지 또는 억제하기 위하여 별도의 첨가제들을 더욱 첨가할 수 있다. 상기 첨가제로는 바인더 또는 경화제 등일 수 있으며, 상기 바인더 및 경화제는 전도도 및 광학적 특성을 저해하지 않아야 한다. 상기 경화제는 통상적으로 반응성이 높기 때문에, 자발적으로 반응이 진행되는 경우가 많고, 이는 투명전극에 사용되는 재료의 수명을 단축시키는 주요한 원인이 될 수 있다(대한민국 등록특허 제10-1203596호 참조).
따라서, 본 발명의 목적은 단일층으로 코팅해도 내수성 및 내화학성이 우수한 전도성 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상온, 고온 및 고습의 환경에 노출되어도 면저항 및 광학적 특성이 저하되지 않는 전도성 조성물 및 이를 이용한 전도성 적층체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 도전성 소재; 열경화 바인더; 블로킹 된 경화제; 및 용매;를 포함하는 전도성 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 기판; 및 상기 기판의, 도전성 소재, 열경화 바인더 및 블로킹된 경화제를 포함하는 전도성 층;을 포함하는 전도성 적층체를 제공한다.
본 발명에 따른 전도성 조성물은 단일층으로 코팅해도 내수성 및 내화학성이 우수하고, 상온, 고온 및 고습의 환경에 노출되어도, 면저항 및 광학적 특성이 저하되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 전도성 적층체를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예 1(a), 비교예 1(b) 및 2(c)를 이용하여 제조된 투명전극을 설명하기 위한 도면.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 조성물의 안정성 평가를 비교하여 보여주는 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 투명 전도성 박막의 일 예를 보여주는 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다
본 발명에 따른 전도성 조성물은 투명전극 상에 코팅되어, 내수성 및 내화학성을 개선시키고, 상온, 고온 및 고습에 노출되어도 면저항 및 광학적 특성의 변화율이 낮은 것으로서, 도전성 소재, 열경화 바인더, 블로킹된 경화제 및 용매를 포함한다.
상기 도전성 소재는 네트워크 구조를 형성하여 전도성을 개선시키는 역할을 하는 것으로서, 금속 나노와이어(Metal Nanowire), 금속 나노입자(Metal Nanoparticle), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 그래핀(Graphene) 및 이들의 혼합물 등, 구체적으로는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 주석(Sn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 아연(Zn), 철(Fe), 인듐(In), 마그네슘(Mg) 및 이들의 혼합물 등의 금속을 이용한 나노와이어 또는 나노입자일 수 있고, 더욱 구체적으로는 은 나노와이어(Ag Nanowire) 등의 금속나노와이어일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 도전성 소재의 함량은 0.002 내지 5.0 중량%, 구체적으로는 0.01 내지 3 중량%, 더욱 구체적으로는 0.1 내지 1.5 중량%일 수 있으며, 상기 도전성 소재의 함량이 너무 낮으면 충분한 전도성을 나타낼 수 없으며, 과량이 포함될 경우에는 코팅성 등이 저하될 수 있다.
또한, 상기 도전성 소재로는 전도성 고분자가 더욱 포함될 수 있으며, 예를 들면, 금속 나노와이어와 전도성 고분자를 동시에 포함할 수도 있다. 이 경우, 각 성분 함량은, 금속 나노와이어 0.001 내지 0.5 중량%, 구체적으로는 0.1 내지 0.3 중량% 및 전도성 고분자 0.001 내지 3 중량%, 구체적으로는 0.1 내지 1 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 금속 나노와이어 및 전도성 고분자의 함량이 너무 낮으면 충분한 전도성을 나타낼 수 없으며, 너무 과량이 포함될 경우에는 분산성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 전도성 고분자는 전도율을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(polyethylenedioxythiophene/PolyStrene sulfonate, 이하 PEDOT/PSS), 폴리파라페닐렌(polyparaphenylene, PPP), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylenevinylene, PPV), 폴리피롤(polypyrrole, PPy) 및 이들의 혼합물 등, 구체적으로는 PEDOT/PSS일 수 있다. 여기서, PEDOT/PSS는 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)을 도펀트로서 폴리스티렌 술포네이트(PSS)로 도핑시켜 물에 잘 녹는 성질을 가지며, 열적 안정성이 매우 우수하고, 상기 PEDOT/PSS에 있어서, 상기 PSS의 함량은 PEDOT 100 중량부에 대하여, 100 내지 1000 중량부, 구체적으로는 200 내지 800 중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 PSS의 함량이 너무 적으면, 전도율의 향상 효과가 부족할 수 있고, 너무 많으면, 저항이 증가할 수 있다.
상기 열경화 바인더는 기판과의 접착력 및 강도를 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 열경화 바인더는 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리비닐알콜 및 이들의 공중합체 또는 이들 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 바인더일 수 있다. 상기 열경화 바인더의 함량은 0.05 내지 10 중량%, 구체적으로는 0.1 내지 5 중량%, 더욱 구체적으로는 0.5 내지 4 중량%이고, 상기 열경화 바인더의 함량이 너무 낮으면, 코팅성 등이 저하될 수 있고, 너무 높으면, 도전성이나 전기적 특성이 저하될 수 있다.
상기 블로킹된 경화제는 내수성, 내화학성 및 면저항 변화율을 개선시키기 위하여, 바인더 사이를 가교시키는 역할을 하는 것으로서, 이소시아네이트계, 아리지딘계, 카보다이이미드계, 멜라민계, 옥사졸린계 및 이들의 혼합물 등일 수 있고, 구체적으로는 하기 화학식 1 또는 2로 표시될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 하기 화학식 1로 표시될 수 있는 블로킹된 아지리딘 경화제를 사용할 수 있다. 이는 아지리딘 경화제가 상온에서 쉽게 경화되기 때문에, 아마이드(-NO-)화 같은 작용기가 아지리딘의 -N-의 비공유 전자쌍을 끌어당겨 반응성을 약화시키기 때문이다. 따라서, 하기 화학식 1의 경화제를 사용하는 경우, 도전성 조성물의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
여기서, "블로킹된(Blocked) 경화제"란, 경화제의 반응성을 낮춰주는 작용기를 가진 것으로서, 예를 들면, 아지리딘 경화제의 경우, 아지리딘의 질소 원자에 있는 비공유 전자쌍이 다른 아지리딘을 공격하여 경화가 일어나게 되는데, 아지리딘 부근에 -CO-, -COO-, -SO3-, -SO2-, -CN-, -NRn- (R=Alkyl, n=1, 2, 3) 등과 같은 작용기가 있으면, 상기 작용기의 C, S, N의 원자는 상대적으로 전자 밀도가 낮기 때문에, 낮아진 전자 밀도로 인해, 아지리딘의 질소에 있는 비공유전자쌍을 끌어 당기게 되고 이에 경화제 자체의 활성도가 감소하여 안정화 된다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서, 상기 R은 수소(H), 0 내지 10의 헤테로원자(예를 들면, O, N 등)를 포함하는 탄소수 3 이상(예를 들면, 3 내지 30)의 탄화수소기 또는 포스포릴기(phosphoryl)이고, 구체적으로는 0 내지 8의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 3 내지 20의 알킬기, 0 내지 8의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 3 이상의 카보닐기, 탄소수 3 내지 20의 설포닐기 또는 탄소수 6 내지 20의 포스포릴기이며, 예를 들면,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
또는
Figure pat00007
일 수 있다. 여기서,
Figure pat00008
는 결합부를 의미한다.
[화학식 2]
Figure pat00009
상기 화학식 2에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소(H), 0 내지 6의 헤테로원자(예를 들면, O, N 등)를 포함하는 탄소수 2 이상(예를 들면, 2 내지 20)의 탄화수소기 또는 실란기이고, 구체적으로는 0 내지 6의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 내지 10의 알킬기, 0 내지 6의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 0 내지 6의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 6 내지 10의 아릴기 또는 탄소수 2 내지 10의 실란기이며, 예를 들면, 에틸기(-CH2CH3), 이소프로필기(-CHCH3CH3),
Figure pat00010
,
Figure pat00011
(페닐기 등),
Figure pat00012
,
Figure pat00013
,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
또는
Figure pat00016
일 수 있다. 여기서,
Figure pat00017
는 결합부를 의미한다.
상기 블로킹 된 경화제의 함량은 0.01 내지 5 중량%, 구체적으로는 0.5 내지 3 중량%, 더욱 구체적으로는 0.5 내지 2 중량%이며, 상기 경화제의 함량이 너무 낮으면, 면저항의 변화율의 개선 효과가 없을 수 있고, 너무 높으면, 도전성이 저하될 수 있다.
상기 용매는 상술한 은 나노와이어, 전도성 고분자, 바인더 및 경화제를 용해시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 재료들을 용해시킬 수 있으면, 특별한 제한은 없으나, 구체적으로는 고비점 용매, 수용성 용매, 각종 알코올 등일 수 있고, 예를 들면, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 이소프로필아세테이트, 부탄올, 2-부탄올, 옥탄올, 2-에틸헥사놀, 펜탄올, 벤질알콜, 헥산올, 2-헥산올, 사이클로헥산올, 테르피네올, 노나놀, 메틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 2-프로판온, 디아세틸, 아세틸아세톤, 1,2-디아세틸에탄, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 2-메톡시에틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, N-메틸-2-피롤리돈, N-메틸아세트아마이드 및 이들의 혼합물 등을 이용할 수 있고, 이용되는 바인더에 따라, 유기용매를 사용할 수도 있다. 상기 용매의 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 80 내지 99 중량%, 구체적으로는 83 내지 95 중량%, 더욱 구체적으로는 85 내지 95 중량%이다. 상기 용매의 함량이 너무 적으면, 코팅된 전도성 층의 광학적 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 용매의 함량이 너무 과량일 경우에는 도전성 소재 등의 함량이 상대적으로 낮아져 전기적 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른, 전도성 조성물은 필요에 따라, 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 전도성 향상을 위한 것이라면 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면, 계면활성제를 더욱 포함할 수 있다. 전도성 향상의 효과를 나타내기 위하여, 상기 첨가제의 함량은 0.1 내지 10 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 만약, 첨가제의 함량이 너무 적으면, 전도성 향상 효과가 미흡한 문제가 있을 수 있고, 첨가제의 함량이 과량일 경우에는 전도성 층의 광학적 특성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전도성 적층체는, 기판, 도전성 소재, 열경화 바인더 및 블로킹된 경화제를 포함하며, 상기 기판 상으로 구비되는 전도성 층을 포함한다. 상기 전도성 적층체로는 예를 들면, 투명전극일 수 있다. 또한, 상기 전도성 적층체는 목적하는 형태 및 분야에 따라 다양한 특성을 설정할 수 있지만, 구체적으로는 1,000 이하, 더욱 구체적으로는 10 내지 500의 면저항을 가질 수 있다. 또한, 투과율도 목적에 따라 설정할 수 있고, 구체적으로는 85 % 이상, 더욱 구체적으로는 90 내지 99 %의 투과율을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 적층체에 있어서, 상기 전도성 층의 일면은 상기 기판과 직접 접촉하고, 전도성 층의 타면은 공기 중에 노출될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 전도성 적층체는 전도성층의 상부에 상기 전도성층을 보호하기 위한 보호층이 형성되어 있지 않다는(없다는) 것으로써, 종래기술과는 달리 보호층이 존재하지 않기 때문에 1-step의 코팅공정을 통해 본 발명의 전도성 적층체가 제조될 수 있으며, 보호층이 없어도 전도성 적층체의 상부에는 절연막, 편광층, 접착제, TFT Layer 등의 전자소자 구성 물질들이 코팅 또는 적층될 수 있다.
또한, 본 발명의 전도성 적층체의 전도성 층은 120 ℃ 이하의 조건 하에서, 면 저항 변화율이 50% 이하, 구체적으로는 1 내지 45%이고, 광투과도의 변화율이 1% 미만, 구체적으로는 0.1 내지 0.9%이다. 상기 전도성 층의 면 저항 변화율 및 광투과도 변화율이 상기 범위를 벗어나면, 전도성 적층체로서 이용되지 못할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전도성 적층체를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 조성물은 기재(10) 상에 통상적으로 사용하는 인쇄(코팅)공정, 바-코팅(Bar-coating), 슬릿 코팅(Slit Coating), 스핀 코팅(Spin Coating), 롤투롤(Roll-to-Roll) 등의 여러 가지 방법, 구체적으로는 바-코팅 방법으로 코팅할 수 있고, 상기와 같이 인쇄한 후, 70 내지 220 ℃의 온도에서 건조 또는 경화시켜 필름을 형성할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 전도성 적층체는 특히 투명전극으로 유용하게 이용될 수 있고, 예를 들면, 전극 및 보호층(16)이 형성된 투명전극으로 제조될 수 있다.
종래의 투명 전극은, 기재의 상부에 전극층(Ag Nanowire, 전도성 고분자 등)을 지탱하고 보호하는 역할을 하는 보호층(Pasivation-2nd layer)이 상기 전극층 상에 코팅됨으로써, 기재와의 부착성과 외부 자극으로부터 전도도 및 광학적 특성이 일정하게 유지할 수 있도록 하였으나, 상기 보호층을 도입할 경우, 전극을 형성하는 공정이 추가되고, 전극층에 따라 알맞은 보호층의 개발이 필요할 뿐만 아니라, 보호층(14)의 종류에 따라 전극 패턴 공정에서 사용하는 용매 및 식각액의 종류가 제한될 수 있는 문제점들이 있었다.
본 발명에 따른 전도성 적층체는 종래의 투명전극 등과는 달리 추가적인 보호층 코팅이 요구되지 않기 때문에 제조공정 등의 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 적층체는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 터치패널, 전계발광장치, 박막태양전지, 염료감응태양전지, 무기물 결정질 태양전지 등의 투명전극에 유용하게 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 전도성 조성물의 제조
용매 34.5 중량부, 은 나노와이어 0.15 중량부, PEDOT/PSS 0.5 중량부, 아크릴 바인더 1 중량부 및 하기 화학식 3으로 표시되는 아지리딘 경화제 0.5 중량부를 혼합하여 전도성 조성물을 제조하였다.
[화학식 3]
Figure pat00018
[비교예 1] 전도성 조성물의 제조
용매 49.5 중량부, 은 나노와이어 0.15 중량부, PEDOT/PSS 0.5 중량부를 혼합하여, 전도성 조성물을 제조하였다.
[비교예 2] 전도성 조성물의 제조
용매 44.5 중량부, 은 나노와이어 0.15 중량부, PEDOT/PSS 0.5 중량부, 아크릴 바인더 5 중량부를 혼합하여, 전도성 조성물을 제조하였다.
[비교예 3] 전도성 조성물의 제조
실시예 1의 아지리딘 경화제 대신, 비스({[3-(2-메틸아지리딘-1-일)프로파노일]옥시}메틸)부틸3-(2-메틸아지리딘-1-일)프로파노에이트 [2-bis({[3-(2-methylaziridin-1-yl)propanoyl]oxy}methyl)butyl 3-(2-methylaziridin-1-yl)propanoate]을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전도성 조성물을 제조하였다.
[실험예 1] 전도성 조성물의 면저항 평가
도 2는 본 발명의 실시예 1(a), 비교예 1(b) 및 2(c)를 이용하여 제조된 적층체를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실시예 1, 비교예 1 및 2에서 제조된 투명전극용 조성물 각각을 PET film의 표면에 바코팅(bar-coating)한 후, 100 내지 150 ℃의 온도로 건조시켜 투명 전도성 층(실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2)을 형성하였다. 형성된 투명 전도성 층의 초기 면저항을 측정하고, 상온(25 ℃), 고온(80 ℃) 및 고습(60 ℃, 90 %)의 조건하에서 250 시간 방치 후, 면저항을 재측정하고 그 변화율을, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 조건 초기저항(Ω/□) 변화율(%)
실시예 1
(Ag Nanowire/PEDOT:PSS + 바인더 + 경화제)		 고온
(80 ℃)		 43.1 4.8
비교예 1
(Ag Nanowire/PEDOT:PSS)		 30.8 8.16E+05
비교예 2
(Ag Nanowire/PEDOT:PSS + 바인더)		 38.4 41.9
도 2는 본 발명의 실시예 1(a), 비교예 1(b) 및 2(c)에서 제조된 조성물을 PET film에 코팅한 것을 보여주는 도면이다. 도 2 및 표 1에 도시된 바와 같이, 제작된 투명 전도성 층을 고온, 고습, 상온의 조건에서 250시간 보관 후 저항을 측정하고 변화율을 계산하면 아래와 같다. 아래의 결과를 바탕으로 경화제가 첨가되면서 변화율이 최소 10배 이상 좋아짐을 알 수 있다. 이는 경화제가 첨가되어 바인더와 가교를 형성하여 Ag Nanowire가 산화되는 것을 막아주는 것으로 생각할 수 있다. 특히 Ag Nanowire는 일반적으로 고온에서 저항이 쉽게 증가하는 투명전극으로 사용하는 것에 어려움이 따른다. 하지만 바인더 및 경화제를 추가로 첨가하여 저항이 대폭 증가하는 것을 막을 수 있다.
[실험예 2] 전도성 조성물의 안정성 평가
도 3은 본 발명에 따른 전도성 조성물의 안정성 평가를 보여주는 그래프이다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 실시예 1에서 제조된 조성물을 상온에서 장시간(30 일) 동안 보관한 뒤, 면 저항을 측정한 결과, 면 저항이 안정적으로 30 내지 40 Ω/□의 범위로 수렴함을 알 수 있다.
반면, 비교예 3에서 비스({[3-(2-메틸아지리딘-1-일)프로파노일]옥시}메틸)부틸 3-(2-메틸아지리딘-1-일)프로파노에이트 [2-bis({[3-(2-methylaziridin-1-yl)propanoyl]oxy}methyl)butyl 3-(2-methylaziridin-1-yl)propanoate]이 첨가된 조성물의 경우, 용액의 가사 시간이 대략 10시간 이내로 극히 제한적이다. 상기 비교예 3에서 사용된 경화제의 경우 범용적으로 널리 사용되는 물질이나 그 사용 시간이 짧아, 도 4의 그래프에 나타낸 바와 같이, 용액 상태에서 혼합 후 반응이 일어난 뒤 약 15 시간 정도 지나면 급격히 면저항 값이 증가하기 때문에 폐기해야 하는 문제가 있다.
[실험예 3] 전도성 적층체의 특성 평가
상기 실험예 1에서 제조된 실시예 1의 필름에 포지티브 포토레지스트(positive PR(photo resist))를 사용하여, 노광 및 현상 공정을 수행하여, 라인(Line) 모양의 패턴(Pattern)을 형성하였다. 다음으로, 식각액을 사용하여, 전극이 노출된 부분을 식각하고, 스트리퍼를 사용하여 엣칭 후 남은 포토레지스트(PR)을 제거하여 전극을 제조하였다. 도 5는 본 발명에 따른 투명 전도성 층의 일 예를 보여주는 사진이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 조성물을 코팅할 경우, 패턴이 잘 형성되며, 실제 투명 전극 배선으로 사용할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (17)

  1. 도전성 소재;
    열경화 바인더;
    블로킹 된 경화제; 및
    용매;를 포함하는 전도성 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 소재는 금속 나노와이어, 금속 나노입자, 탄소나노튜브, 그래핀, 전도성 고분자 및 이들 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 전도성 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 소재의 함량은 0.002 내지 5.0 중량%인 것인, 전도성 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 열경화 바인더는 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리비닐알콜 및 이들의 공중합체 또는 이들 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 전도성 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 열경화 바인더의 함량은 0.05 내지 10 중량%인 것인, 전도성 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 블로킹 된 경화제는 이소시아네이트계, 아지리딘계, 카보다이이미드계, 멜라민계, 옥사졸린계 및 이들 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 전도성 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 블로킹된 경화제의 함량은 0.01 내지 5 중량%인 것인, 전도성 조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 블로킹된 경화제는 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 것인, 전도성 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00019

    [화학식 2]
    Figure pat00020

    상기 화학식 1에 있어서, 상기 R은 수소(H), 0 내지 10의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 3 이상의 탄화수소기 또는 포스포릴기이고,
    상기 화학식 2에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소(H), 0 내지 6의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 이상의 탄화수소기 또는 실란기이다.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 R은 0 내지 8의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 3 내지 20의 알킬기, 0 내지 8의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 3 내지 20의 카보닐기, 탄소수 3 내지 20의 설포닐기 또는 탄소수 6 내지 20의 포스포릴기이고,
    상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 0 내지 6의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 내지 10의 알킬기, 0 내지 6의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 0 내지 6의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 6 내지 10의 아릴기 또는 탄소수 2 내지 10의 실란기인 것인, 전도성 조성물.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 R은
    Figure pat00021
    ,
    Figure pat00022
    ,
    Figure pat00023
    ,
    Figure pat00024
    ,
    Figure pat00025
    또는
    Figure pat00026
    이고,
    상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 에틸기, 이소프로필기,
    Figure pat00027
    ,
    Figure pat00028
    ,
    Figure pat00029
    ,
    Figure pat00030
    ,
    Figure pat00031
    ,
    Figure pat00032
    또는
    Figure pat00033
    이며,
    Figure pat00034
    는 결합부를 의미하는 것인, 전도성 조성물.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 소재는 폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트, 폴리파라페닐렌, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리피롤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 전도성 고분자를 포함하는 것인, 전도성 조성물.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 도전성 소재는 0.001 내지 0.5 중량%의 금속 나노와이어와, 0.001 내지 3.0 중량%인 전도성 고분자를 포함하는 것인, 전도성 조성물.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 소재의 함량은 0.002 내지 5.0 중량%이고, 열경화 바인더의 함량은 0.05 내지 10 중량%이며, 블로킹 된 경화제의 함량은 0.01 내지 5 중량%이고, 용매의 함량은 80 내지 99 중량%인 것인, 전도성 조성물.
  14. 기판; 및
    상기 기판 상의, 도전성 소재, 열경화 바인더 및 블로킹된 경화제를 포함하는 전도성 층;을 포함하는 전도성 적층체.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 전도성 적층체는 1,000 이하의 면저항 및 85 % 이상의 투과율을 나타내는 것인, 전도성 적층체.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 전도성 층의 일면은 상기 기판과 직접 접촉하고, 타면은 공기 중에 노출된 것인, 전도성 적층체.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 전도성 층은 120℃ 이하의 조건에서 저항 변화율이 50% 이하이고, 광투과도의 변화율이 1% 미만인 것인, 전도성 적층체.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1246205A1 (en) * 2001-03-26 2002-10-02 Abb Research Ltd. Electrically conducting nanocomposite material
CN103119663B (zh) * 2010-09-28 2015-06-24 三菱制纸株式会社 导电材料前体及导电材料
JP2013140687A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Asahi Glass Co Ltd 導電ペースト、導電膜付き基材およびその製造方法
JP5827203B2 (ja) * 2012-09-27 2015-12-02 三ツ星ベルト株式会社 導電性組成物
JP6767089B2 (ja) * 2013-09-30 2020-10-14 東洋紡株式会社 導電性ペースト、導電性塗膜、導電回路、導電性積層体及びタッチパネル

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