KR20210003056A - 도전성 배선 재료 조성물, 도전 배선 기판 및 도전 배선 기판의 제조 방법 - Google Patents

도전성 배선 재료 조성물, 도전 배선 기판 및 도전 배선 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 신축시에 있어서의 도전성의 변화가 적은 도전성 배선 재료 조성물, 그 도전성 배선 재료 조성물을 이용한 도전 배선 기판, 및 그 도전 배선 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도전성 배선 재료 조성물이 (A) 플루오로술폰산, 플루오로술폰이미드, 및 플루오로술폰아미드 중 어느 하나의 암모늄염, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 은염으로부터 선택되는 구조를 갖는 반복 단위 a를 갖는 고분자 화합물, 및 (B) 금속분을 함유하고, (B) 성분이 도전성 배선 재료 조성물 중의 (B) 성분을 제외한 고형분 100 질량부에 대하여 50 질량부를 초과하는 배합량으로 함유되어 있다.

Description

도전성 배선 재료 조성물, 도전 배선 기판 및 도전 배선 기판의 제조 방법{CONDUCTIVE WIRING MATERIAL COMPOSITION, CONDUCTIVE WIRING SUBSTRATE AND METHOD FOR PRODUCING CONDUCTIVE WIRING SUBSTRATE}
본 발명은, 도전성 배선 재료 조성물, 그 도전성 배선 재료 조성물을 이용한 도전 배선 기판, 및 그 도전 배선 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, IoT(Internet of Things)의 보급과 함께 웨어러블 디바이스의 개발이 진행되고 있다. 인터넷에 접속할 수 있는 시계나 안경이 그 대표예이다. 또한, 의료 분야나 스포츠 분야에 있어서도, 몸의 상태를 항상 모니터링할 수 있는 웨어러블 디바이스가 필요로 되고 있고, 금후의 성장 분야이다.
웨어러블 디바이스로는, 몸에 붙여 항상 몸의 상태를 모니터링하는 형태가 나타난다. 이러한 웨어러블 디바이스는, 통상, 몸으로부터의 전기 신호를 검지하기 위한 생체 전극, 전기 신호를 센서에 보내기 위한 배선, 센서가 되는 반도체 칩과 전지를 포함한다. 또한, 통상, 피부에 점착하기 위한 점착 패드도 필요하다. 생체 전극 및 이 주위의 배선이나 점착 패드의 구조에 대해서는, 특허문헌 1에 상세히 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 웨어러블 디바이스는, 생체 전극의 주위에 실리콘계 점착막이 배치되고, 생체 전극과 센서 디바이스 사이는 신축성 우레탄막으로 피복된 벨로우즈형의 신축 가능한 은 배선으로 연결되어 있다. 금속 배선 자체에 신축성이 없더라도, 말굽이 늘어선 형태의 벨로우즈 배선으로 하거나, 주름진 기판으로 하여 늘려도 도전성을 확보할 수 있다.
벨로우즈형이 아니라, 똑바른 배선으로 신축시에도 도통을 취할 수 있으면, 보다 콤팩트한 배선 면적이 되어, 디자인적으로도 아름답고, 저비용이 된다. 나아가서는, 고도전일수록 배선을 가늘게 하여도 도통을 확보할 수 있고, 눈에 보이지 않을 정도의 극세 배선은, 배선의 존재를 느끼게 하지 않기 때문에 디자인의 플렉시빌리티를 낳아, 쿨한 인상이 있다. 이 때문에, 고도전 또한 신축성의 도전 페이스트나 도전 잉크의 개발이 한창 행해지고 있다.
예컨대, 갈륨-인듐-주석을 포함하는 갈린스탄이나, 갈륨-인듐을 포함하는 액체 금속을 사용한 신축 배선, 실리콘에 은 입자를 섞은 도전성 페이스트(특허문헌 2), 폴리에스테르나 폴리우레탄 수지와 금속 입자의 혼합물(특허문헌 3), 금속 첨가물로서 은나노 와이어를 엘라스토머 성분에 혼합한 도전성 조성물(특허문헌 4), 불소 고무와 계면활성제와 은 필러를 조합하여, 어닐링 중에 은나노입자를 발생시키는 신축성 배선(특허문헌 5) 등 많은 제안이나 출원이 있지만, 대부분이 신축성 수지에 은 등의 금속 필러를 혼합시킨 도전 페이스트이다.
수지에 금속 필러를 혼합한 도전 페이스트를 이용한 도전 배선은, 도전성 입자간의 전자의 퍼컬레이션(percolation) 현상에 의해 도통하고 있다. 이러한 도전 배선은, 도포한 배선을 기판과 동시에 신장하면 도전성이 저하된다. 신장시에 배선 중의 금속 입자간의 거리가 늘어남으로써 절연 거리가 길어지고, 퍼컬레이션 현상이 쉽게 일어나지 않게 되어 도전성이 저하되는 것이다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-033468호 공보 [특허문헌 2] 국제 공개 제2016/204162호 팜플렛 [특허문헌 3] 일본 특허 제6343903호 공보 [특허문헌 4] 국제 공개 제2017/217509호 팜플렛 [특허문헌 5] 국제 공개 제2018/110632호 팜플렛
본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 신축시에 있어서의 도전성의 변화가 적은 도전성 배선 재료 조성물, 그 도전성 배선 재료 조성물을 이용한 도전 배선 기판, 및 그 도전 배선 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명에서는, (A) 이온성 재료, 및 (B) 금속분을 함유하는 도전성 배선 재료 조성물로서, 상기 (A) 성분이, 플루오로술폰산, 플루오로술폰이미드, 및 플루오로술폰아미드 중 어느 하나의 암모늄염, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 은염으로부터 선택되는 구조를 갖는 반복 단위 a를 갖는 고분자 화합물이며, 상기 (B) 성분이 도전성 배선 재료 조성물 중의 상기 (B) 성분을 제외한 고형분 100 질량부에 대하여 50 질량부를 초과하는 배합량으로 함유되어 있는 것인 도전성 배선 재료 조성물을 제공한다.
이 도전성 배선 재료 조성물은, 신축시에 있어서의 도전성의 변화가 적어, 전기 신호를 효율적으로 디바이스에 전달할 수 있어(즉, 도전성이 우수하여), 플렉시빌리티가 높은 디자인의 경량인 배선을 저비용으로 형성할 수 있는 것이다.
이 도전성 배선 재료 조성물은, (C) 신축성 수지를 더 함유하고, 상기 (B) 성분의 금속분이 상기 (A) 성분과 상기 (C) 성분의 합계 100 질량부에 대하여 50 질량부를 초과하는 배합량으로 함유되어 있는 것이 바람직하다.
이 도전성 배선 재료 조성물이 (C) 신축성 수지를 함유하는 것이면, 신축성이 우수한 배선을 부여하는 것이 된다. 특히, 신축시에 있어서의 도전성의 변화를 적게 할 수 있다.
상기 (C) 성분은 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 실리콘, 폴리부타디엔, 폴리아크릴로니트릴로부터 선택되는 수지인 것이 바람직하다.
상기 (C) 성분이 상기 특정 수지라면, 이 도전성 배선 재료 조성물이 보다 신축성이 우수한 배선을 부여하는 것이 된다.
상기 반복 단위 a는, 하기 일반식 (1)-1∼(1)-4로 표시되는 구조를 어느 하나 이상 갖는 반복 단위인 것이 바람직하다.
Figure pat00001
(식 중, Rf1, Rf2는 수소 원자, 불소 원자, 산소 원자, 메틸기, 또는 트리플루오로메틸기이고, Rf1이 산소 원자일 때, Rf2도 산소 원자이며, 결합하는 탄소 원자와 함께 카르보닐기를 형성하고, Rf3, Rf4는 수소 원자, 불소 원자, 또는 트리플루오로메틸기이며, 또한 Rf1∼Rf4 중 하나 이상은 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. Rf5, Rf6, Rf7은 불소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, 하나 이상의 불소 원자를 갖는다. m은 1∼4의 정수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
상기 반복 단위 a가 상기 특정 구조를 갖는 반복 단위이면, 이 도전성 배선 재료 조성물은, 전기 신호를 보다 효율적으로 디바이스에 전달할 수 있어(즉, 도전성이 우수하여), 플렉시빌리티가 높은 디자인의 경량인 배선을 저비용으로 형성할 수 있는 것이 된다.
상기 반복 단위 a는 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 a1∼a7로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
Figure pat00002
(식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이며, R2, R4, R6, R9, 및 R12는 각각 독립적으로 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기나 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 둘 다를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼13의 직쇄상, 분기상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. R7은 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬렌기이고, R7 중의 수소 원자 중, 1개 또는 2개가 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다. X1, X2, X3, X4, 및 X6은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기, 아미드기 중 어느 하나이고, X5는 단결합, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이며, X7은 단결합, 탄소수 6∼12의 아릴렌기, 또는 -C(=O)-O-X10-이고, X10은 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 환상의 알킬렌기, 또는 탄소수 6∼10의 2가의 방향족 탄화수소기이며, X10 중에 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기를 갖고 있어도 좋다. Y는 산소 원자, -NR19-기이고, R19는 수소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, Y와 R4는 결합하여 고리를 형성하고 있어도 좋다. m은 1∼4의 정수이다. a1, a2, a3, a4, a5, a6 및 a7은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0≤a3<1.0, 0≤a4<1.0, 0≤a5<1.0, 0≤a6<1.0, 0≤a7<1.0이며, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7<1.0을 만족하는 수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
상기 반복 단위 a가 상기 특정 반복 단위이면, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 (A) 성분은, 상기 암모늄염 구조를 갖는 반복 단위 a를 가지며, 상기 암모늄염은, 하기 일반식 (3)으로 표시되는 암모늄 이온을 함유하는 것이 바람직하다.
Figure pat00003
(식 중, R101d, R101e, R101f, R101g는 각각 수소 원자, 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 혹은 환상의 알킬기, 탄소수 2∼12의 직쇄상, 분기상, 혹은 환상의 알케닐기 또는 알키닐기, 혹은 탄소수 6∼20의 방향족기이며, 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 히드록시기, 아미노기, 니트로기, 술포닐기, 술피닐기, 할로겐 원자, 및 황 원자로부터 선택되는 1종 이상을 갖고 있어도 좋다. R101d와 R101e, R101d와 R101e와 R101f는 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, 고리를 형성하는 경우에는, R101d와 R101e 및 R101d와 R101e와 R101f는 탄소수 3∼10의 알킬렌기이거나 또는 식 중의 질소 원자를 고리 중에 갖는 복소 방향족 고리를 형성한다.)
상기 (A) 성분이, 상기 특정 암모늄염 구조를 갖는 반복 단위 a를 갖는 것이면, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 도전성 배선 재료 조성물은 유기 용제를 더 함유하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 배선 재료 조성물이 유기 용제를 더 함유하는 것이면, 기판 상에 인쇄할 수 있는 것이 된다.
상기 (B) 성분은, 금, 은, 백금, 구리, 주석, 티탄, 니켈, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 루테늄, 크롬, 인듐으로부터 선택되는 금속분인 것이 바람직하다.
상기 (B) 성분이 상기 특정 금속분이면, 이 도전성 배선 재료 조성물은 보다 도전성이 우수한 배선을 형성할 수 있는 것이 된다.
상기 (B) 성분은, 은분, 동분, 주석분 또는 티탄분인 것이 보다 바람직하다.
상기 (B) 성분이 상기 특정 금속분이면, 이 도전성 배선 재료 조성물은 보다 도전성이 우수한 배선을 보다 저비용으로 형성할 수 있는 것이 된다.
또한, 본 발명에서는, 기판 상에 상기 도전성 배선 재료 조성물로부터 형성된 배선을 갖는 도전 배선 기판을 제공한다.
이 도전 배선 기판은, 배선의 도전성이 높고, 신축시에 있어서의 배선의 도전성의 변화가 적으며, 경량이고, 또한 저비용으로 제조할 수 있는 것이다.
상기 기판은 최대 1000% 신장 가능한 것이 바람직하다.
상기 기판이 최대 1000% 신장 가능한 것이면, 이 도전 배선 기판은 인체 등의 높은 신장도가 요구되는 부위에 붙일 수 있는 것이 된다.
또한, 본 발명에서는, 상기 도전성 배선 재료 조성물을 기판 상에 인쇄하여 배선을 형성하는 공정을 포함하는 도전 배선 기판의 제조 방법을 제공한다.
이 도전 배선 기판의 제조 방법에 의해, 배선의 도전성이 높고, 신축시에 있어서의 배선의 도전성의 변화가 적으며, 경량인 도전 배선 기판을 저비용으로 제조할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물이면, 신축시에 있어서의 도전성의 변화가 적어, 전기 신호를 효율적으로 디바이스에 전달할 수 있어(즉, 도전성이 우수하여), 경량인 배선을 저비용으로 형성할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물이면, 이온 도전성이 우수한 이온 폴리머와 전자 도전성이 우수한 금속분과 조합한 재료를 이용함으로써, 신축시에 있어서의 도전성의 변화가 적고, 우수한 도전성을 갖는 배선이 형성된다. 배선의 형성은 인쇄에 의해 형성할 수도 있고, 이 경우는 플렉시빌리티가 높은 디자인의 배선을 스루풋 높게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 도전 배선 기판의 일례를 도시하는 개략도이다.
전술한 바와 같이, 도전성이 높고, 신축시에 있어서의 도전성의 변화가 적고, 경량이며, 또한 저비용으로 제조할 수 있는 도전성 배선 재료 조성물, 상기 도전성 배선 재료 조성물로 형성한 신축성 도전성 배선 기판, 및 그 제조 방법의 개발이 요구되고 있었다.
신축성 기판 상에 신축성 수지에 금속 필러를 첨가한 재료에 의해 형성된 도전 배선을 형성하고, 이것을 신장시키면 도전성이 저하된다. 이것은 금속 필러간의 거리가 늘어남으로써 전자의 전도 퍼컬레이션이 쉽게 일어나지 않기 때문이다. 금속 필러간의 퍼컬레이션의 효율을 높일 수 있으면, 신장시의 도전성의 저하를 막을 수 있을 뿐만 아니라, 신장되지 않는 경우에도 도전성이 향상된다.
본 발명자들은, 높은 이온 도전성의 재료로서 이온성 액체에 주목하였다. 이온성 액체는 열적, 화학적 안정성이 높고, 도전성이 우수한 특징을 갖고 있으며, 배터리 용도에의 응용이 확대되고 있다. 또한, 이온성 액체로는, 술포늄, 포스포늄, 암모늄, 모르폴리늄, 피리디늄, 피롤리디늄, 이미다졸륨의 염산염, 브롬산염, 요오드산염, 트리플루오로메탄술폰산염, 노나플루오로부탄술폰산염, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드산염, 헥사플루오로포스페이트염, 테트라플루오로보레이트염 등이 알려져 있다. 그러나, 이온 액체를 첨가함으로써 정지시의 도전성 향상은 기대되지만, 이온 액체는 신장 가능한 재료가 아니므로, 금속분과 혼합하여 배선을 인쇄했을 때에 금속분을 유지할 수 없어 금속분이 벗겨져 떨어지고, 신장시에 있어서는 도전성이 저하된다.
금속분을 유지하기 위해서는 이온성 재료는 폴리머일 필요가 있다. 이온성 폴리머로는 나피온(등록상표)이 알려져 있다. 나피온은 플루오로술폰산을 갖고 있고, 이것의 리튬염이나 나트륨염은 높게 분극하고 있어 높은 이온 도전성을 가지며, 배터리 용도로 이용되고 있다. 그러나, 나피온은 주쇄가 불소화되어 있기 때문에 강직하고 신축성이 전혀 없어, 신축성 도전 재료 용도에는 부적합하다.
본 발명자들은, 상기 과제에 대해서 예의 검토를 거듭한 결과, 신장시에 있어서도 고도전성을 유지할 수 있는 배선을 형성하기 위한 도전성 배선 재료로서, 고분극의 이온을 갖는 고분자 화합물과, 금속분을 조합한 재료를 개발하였다. 고분극의 이온을 갖는 고분자 화합물은 주쇄에 불소를 함유하지 않기 때문에 신축성이 높고, 이 때문에 신장시에 배선 중에 크랙이 생겨 단선되는 일이 없고, 고분극하고 있는 이온에 의해 금속분간의 퍼컬레이션 효율이 높다. 이것에 의해, 신축시에 있어서의 도전성의 변화가 적은 배선을 형성할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, (A) 이온성 재료, 및 (B) 금속분을 함유하는 도전성 배선 재료 조성물로서, 상기 (A) 성분이, 플루오로술폰산, 플루오로술폰이미드, 및 플루오로술폰아미드 중 어느 하나의 암모늄염, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 은염으로부터 선택되는 구조를 갖는 반복 단위 a를 갖는 고분자 화합물이며, 상기 (B) 성분이 도전성 배선 재료 조성물 중의 상기 (B) 성분을 제외한 고형분 100 질량부에 대하여 50 질량부를 초과하는 배합량으로 함유되어 있는 것인 도전성 배선 재료 조성물이다.
이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
<도전성 배선 재료 조성물>
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물은, (A) 이온성 재료, 및 (B) 금속분을 함유하는 것이다. 이하, 각 성분에 대해서, 더욱 상세히 설명한다.
[(A) 이온성 재료]
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물에 (A) 이온성 재료(도전성 재료)로서 배합되는 염은, 플루오로술폰산, 플루오로술폰이미드, 및 플루오로술폰아미드 중 어느 하나의 암모늄염, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 은염으로부터 선택되는 구조를 갖는 반복 단위 a를 갖는 고분자 화합물이다.
(A) 이온성 재료는, 주쇄에 불소를 함유하지 않는 고분자 화합물인 것이 바람직하다. 이러한 (A) 이온성 재료는 신축성이 높기 때문에, 이 (A) 이온성 재료 및 (B) 금속분을 함유하는 도전성 배선 재료 조성물은, 신축시에 있어서의 도전성의 변화가 보다 적은 배선을 형성할 수 있다.
상기 반복 단위 a는, 하기 일반식 (1)-1∼(1)-4로 표시되는 구조를 어느 하나 이상 갖는 것이 바람직하다.
Figure pat00004
(식 중, Rf1, Rf2는 수소 원자, 불소 원자, 산소 원자, 메틸기, 또는 트리플루오로메틸기이고, Rf1이 산소 원자일 때, Rf2도 산소 원자이며, 결합하는 탄소 원자와 함께 카르보닐기를 형성하고, Rf3, Rf4는 수소 원자, 불소 원자, 또는 트리플루오로메틸기이며, 또한 Rf1∼Rf4 중 하나 이상은 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. Rf5, Rf6, Rf7은 불소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, 적어도 하나 이상의 불소 원자를 갖는다. m은 1∼4의 정수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
상기 일반식 (1)-1, (1)-2로 표시되는 플루오로술폰산, (1)-3으로 표시되는 술폰이미드, (1)-4로 표시되는 술폰아미드의 암모늄염, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 은염으로부터 선택되는 1종 이상의 반복 단위가 하기 일반식 (2)에 기재된 반복 단위 a1∼a7로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
Figure pat00005
(식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이며, R2, R4, R6, R9, 및 R12는 각각 독립적으로 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기나 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 둘 다를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼13의 직쇄상, 분기상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. R7은 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬렌기이며, R7 중의 수소 원자 중, 1개 또는 2개가 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다. X1, X2, X3, X4, 및 X6은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 나프탈렌기, 에테르기, 에스테르기, 아미드기 중 어느 하나이고, X5는 단결합, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이며, X7은 단결합, 탄소수 6∼12의 아릴렌기, 또는 -C(=O)-O-X10-이고, X10은 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 환상의 알킬렌기, 또는 탄소수 6∼10의 2가의 방향족 탄화수소기이며, X10 중에 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기를 갖고 있어도 좋다. Y는 산소 원자, -NR19-기이고, R19는 수소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, Y와 R4는 결합하여 고리를 형성하고 있어도 좋다. m은 1∼4의 정수이다. a1, a2, a3, a4, a5, a6 및 a7은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0≤a3<1.0, 0≤a4<1.0, 0≤a5<1.0, 0≤a6<1.0, 0≤a7<1.0이며, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7<1.0을 만족하는 수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
상기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 a1∼a7 중, 반복 단위 a1∼a5를 얻기 위한 플루오로술폰산염 모노머로는, 구체적으로는 하기의 것을 예시할 수 있다.
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상기 일반식으로 표시되는 반복 단위 a6을 얻기 위한 술폰이미드염 모노머는, 구체적으로는 하기에 예시할 수 있다.
Figure pat00027
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상기 일반식으로 표시되는 반복 단위 a7을 얻기 위한 술폰아미드염 모노머는, 구체적으로는 하기에 예시할 수 있다.
Figure pat00032
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(식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11, 및 R13은 전술한 바와 같다.)
또한, (A) 성분은, 반복 단위 a(반복 단위 a1) 중의 M+로서, 하기 일반식 (3)으로 표시되는 암모늄 이온(암모늄 양이온)을 함유하는 것이 바람직하다.
Figure pat00034
(식 중, R101d, R101e, R101f, R101g는 각각 수소 원자, 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 혹은 환상의 알킬기, 탄소수 2∼12의 직쇄상, 분기상, 혹은 환상의 알케닐기 또는 알키닐기, 혹은 탄소수 6∼20의 방향족기이며, 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 히드록시기, 아미노기, 니트로기, 술포닐기, 술피닐기, 할로겐 원자, 및 황 원자로부터 선택되는 1종 이상을 갖고 있어도 좋다. R101d와 R101e, R101d와 R101e와 R101f는 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, 고리를 형성하는 경우에는, R101d와 R101e 및 R101d와 R101e와 R101f는 탄소수 3∼10의 알킬렌기이거나, 또는 식 중의 질소 원자를 고리 중에 갖는 복소 방향족 고리를 형성한다.)
상기 일반식 (3)으로 표시되는 암모늄 이온으로서, 구체적으로는, 이하의 것을 예시할 수 있다.
Figure pat00035
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상기 일반식 (3)으로 표시되는 암모늄 이온으로는, 3급 또는 4급의 암모늄 이온이 특히 바람직하다.
(반복 단위 b)
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물의 (A) 성분은, 상기한 a1∼a7로부터 선택되는 반복 단위 이외에 금속분을 유지하기 위한 반복 단위 b를 가질 수도 있다. 금속분을 유지하기 위해서는, 히드록시기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 술폰아미드기, 우레탄기, 요소기, 카르바메이트기, β케토에스테르기, 카보네이트기, 에스테르기, 에테르기, 락톤 고리로부터 선택되는 극성기를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는 이하의 것을 예시할 수 있다. 하기에 있어서, R은 메틸기 또는 수소 원자이다.
Figure pat00051
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(반복 단위 c)
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물의 (A) 성분은, 상기한 a1∼a7로부터 선택되는 반복 단위 a, 및 상기 b 이외에, 규소를 갖는 반복 단위 c를 가질 수도 있다. 구체적으로는, 이하의 것을 예시할 수 있다. 이하에 있어서, n은 0∼100이다.
Figure pat00057
Figure pat00058
(반복 단위 d)
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물의 (A) 성분은, 상기한 a1∼a7로부터 선택되는 반복 단위 a, 상기 b, c 이외에, 불소를 갖는 반복 단위 d를 가질 수도 있다. 구체적으로는, 이하의 것을 예시할 수 있다. 하기에 있어서, R은 메틸기 또는 수소 원자이다. 불소를 갖는 반복 단위 중에서도, 플루오로알코올기나 술폰아미드기는 산성을 띠고 있고, 도전 페이스트 도포 후의 어닐링 중에 은 플레이크의 산화 환원 반응에 의해 은 나노입자를 생성시키고, 이것에 의해 도전성이 향상된다.
Figure pat00059
Figure pat00060
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Figure pat00064
(반복 단위 e)
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물의 (A) 성분에는, 상기 반복 단위 a1∼a7, b, c, d 이외에, 이온 도전성을 향상시키기 위해 글라임쇄를 갖는 반복 단위 e를 공중합할 수도 있다. 글라임쇄를 갖는 반복 단위 e를 얻기 위한 모노머는, 구체적으로는 하기에 예시할 수 있다. 하기에 있어서, R은 메틸기 또는 수소 원자이다. 글라임쇄를 갖는 반복 단위를 공중합함으로써, 이온의 호핑에 의해 이온 도전성을 향상시킬 수 있다.
Figure pat00065
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
(반복 단위 f)
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물에 있어서의 (A) 성분은, 상기 반복 단위 a1∼a7, b, c, d, e 이외에, 신축성을 부여시키는 반복 단위 f를 가질 수 있다. 반복 단위 f를 얻기 위한 모노머로서, 구체적으로는 하기의 것을 예시할 수 있다.
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
(반복 단위 g)
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물에 있어서의 (A) 성분은, 상기 반복 단위 a1∼a7, b, c, d, e, f 이외에 반복 단위 g를 공중합할 수도 있다. 가교성의 반복 단위는 옥시란 고리 또는 옥세탄 고리를 갖는 반복 단위를 들 수 있다.
옥시란 고리 또는 옥세탄 고리를 갖는 반복 단위 g를 얻기 위한 모노머로서, 구체적으로는 하기의 것을 들 수 있다.
Figure pat00074
Figure pat00075
식 중, R은 메틸기 또는 수소 원자이다.
(A) 성분의 고분자 화합물(이온성 재료)을 합성하는 방법의 하나로서, 반복 단위 a(a1∼a7), 필요에 따라 b∼g를 부여하는 모노머 중 원하는 모노머를, 유기 용제 중, 라디칼 중합 개시제를 첨가하여 가열 중합하여, 공중합체의 고분자 화합물을 얻는 방법을 들 수 있다.
중합시에 사용하는 유기 용제로는, 톨루엔, 벤젠, 테트라히드로푸란, 디에틸에테르, 디옥산 등을 예시할 수 있다. 중합 개시제로는, 2,2’-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 2,2’-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸2,2-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 벤조일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드 등을 예시할 수 있다. 가열 온도는 바람직하게는 50∼80℃이며, 반응 시간은 바람직하게는 2∼100시간, 보다 바람직하게는 5∼20시간이다.
여기서, 반복 단위 a1∼a7, b, c, d, e, f, g의 비율은, 0≤a1≤1.0, 0≤a2≤1.0, 0≤a3≤1.0, 0≤a4≤1.0, 0≤a5≤1.0, 0≤a6≤1.0, 0≤a7≤1.0, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≤1.0, 0≤b<1.0, 0≤c<1.0, 0≤d<1.0, 0≤e<1.0, 0≤f<1.0, 0≤g<1.0, 바람직하게는 0≤a1≤0.9, 0≤a2≤0.9, 0≤a3≤0.9, 0≤a4≤0.9, 0≤a5≤0.9, 0≤a6≤0.9, 0≤a7≤0.9, 0.01≤a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≤1.0, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.8, 0≤d≤0.6, 0≤e<0.4, 0≤f<0.4, 0≤g<0.4, 보다 바람직하게는 0≤a1≤0.8, 0≤a2≤0.8, 0≤a3≤0.8, 0≤a4≤0.8, 0≤a5≤0.8, 0≤a6≤0.8, 0≤a7≤0.8, 0.02≤a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≤0.8, 0.1≤b≤0.8, 0≤c≤0.7, 0≤d≤0.5, 0≤e<0.3, 0≤f<0.3, 0≤g<0.3이다.
또한, 예컨대, a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+b+c+d+e+f+g=1이란, 반복 단위 a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, b, c, d, e, f, g를 포함하는 고분자 화합물에 있어서, 반복 단위 a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, b, c, d, e, f, g의 합계량이 전체 반복 단위의 합계량에 대하여 100 몰%인 것을 나타내고, a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+b+c+d+e+f+g<1이란, 반복 단위 a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, b, c, d, e, f, g의 합계량이 전체 반복 단위의 합계량에 대하여 100 몰% 미만으로 a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, b, c, d, e, f, g 이외에 다른 반복 단위를 갖고 있는 것을 나타낸다.
(A) 성분의 분자량은, 중량 평균 분자량으로서 500 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1,000 이상, 1,000,000 이하이며, 더욱 바람직하게는 2,000 이상, 500,000 이하이다. 본 발명에 있어서, (A) 성분의 중량 평균 분자량은, 용제로서 테트라히드로푸란(THF)을 이용한 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된다. 또한, 중합 후에 (A) 성분에 들어 있지 않는 이온성 모노머(잔존 모노머)가 소량이면, 배선 신장시의 배선의 도전성 저하가 작아지기 때문에, 잔존 모노머의 양은 줄이는 것이 바람직하다. 잔존 모노머의 양은, (A) 성분 전체 100 질량부에 대하여, 10 질량부 이하인 것이 바람직하다.
[(B) 금속분]
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물에는, 도전성을 높이기 위해, (B) 성분으로서 금, 은, 백금, 구리, 주석, 티탄, 니켈, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 루테늄, 크롬, 인듐 등의 금속분 또는 나노입자를 첨가한다. (B) 성분의 배합량은, 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물 중의 (B) 성분을 제외한 고형분 100 질량부에 대하여 50 질량부를 초과하는 범위이다. (B) 성분의 배합량이 상기 고형분 100 질량부에 대하여 50 질량부 이하이면, 도전성 배선 재료 조성물로부터 형성되는 배선의 도전성이 낮아, 신축시에 있어서의 배선의 도전성 저하가 커진다.
(B) 성분의 배합량은 상기 고형분 100 질량부에 대하여 100 질량부를 초과하는 범위인 것이 바람직하고, 200 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 300 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다.
(B) 성분의 금속분의 종류로서 도전성의 관점에서는 금, 은, 백금이 바람직하고, 가격의 관점에서는 은, 구리, 주석, 티탄, 니켈, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 루테늄, 크롬이 바람직하다. 이들의 관점에서 종합적으로는 은, 구리, 주석, 티탄이 가장 바람직하다.
(B) 성분의 금속분의 형상으로는, 구형, 원반형, 플레이크형, 바늘형을 들 수 있지만, 플레이크형의 분말을 첨가했을 때의 도전성이 가장 높아 바람직하다. (B) 성분의 금속분은 사이즈가 100 ㎛ 이하, 탭 밀도가 5 g/㎤ 이하, 비표면적이 0.5 ㎡/g 이상인 비교적 저밀도이고 비표면적이 큰 플레이크가 바람직하다.
[(C) 신축성 수지]
본 발명의 도전성 배선 재료 조성물은 (C) 신축성 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물에 있어서, (C) 성분의 배합량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여 0∼300 질량부로 하는 것이 바람직하고, 0∼200 질량부로 하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물이 (C) 성분을 함유하는 것인 경우, (B) 성분은 (A) 성분과 (C) 성분의 합계 100 질량부에 대하여 50 질량부를 초과하는 배합량으로 함유되는 것이 바람직하다. 또한, (C) 성분은 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 혼합으로 사용하여도 좋다.
본 발명의 도전성 재료 조성물에 배합되는 (C) 성분은, 상기한 (A) 이온성 재료(염)와 상용하여 금속분 등의 도전성 향상제를 유지하고, 신축성을 발현시키기 위한 성분이다. 또한, (C) 성분은, 전술한 (A) 성분 이외의 수지이면 좋고, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 실리콘, 폴리부타디엔, 폴리아크릴로니트릴로부터 선택되는 성분을 함유하는 수지인 것이 바람직하다.
[카본 재료]
도전성 향상제로서, 금속분 이외에 카본 재료를 첨가할 수 있다. 카본 재료로는, 카본 블랙, 카본 나노튜브, 탄소 섬유 등을 들 수 있다. 카본 나노튜브는 단층, 다층 중 어느 것이어도 좋고, 표면이 유기기로 수식되어 있어도 상관없다. 카본 재료의 배합량은, 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물 중의 (B) 성분을 제외한 고형분 100 질량부에 대하여 0∼50 질량부의 범위로 하는 것이 바람직하다.
[유기 용제]
또한, 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물에는, 유기 용제를 첨가할 수 있다. 유기 용제로는, 구체적으로는, 톨루엔, 크실렌, 쿠멘, 1,2,3-트리메틸벤젠, 1,2,4-트리메틸벤젠, 1,3,5-트리메틸벤젠, 스티렌, α 메틸스티렌, 부틸벤젠, sec-부틸벤젠, 이소부틸벤젠, 시멘, 디에틸벤젠, 2-에틸-p-크실렌, 2-프로필톨루엔, 3-프로필톨루엔, 4-프로필톨루엔, 1,2,3,5-테트라메틸톨루엔, 1,2,4,5-테트라메틸톨루엔, 테트라히드로나프탈렌, 4-페닐-1-부텐, tert-아밀벤젠, 아밀벤젠, 2-tert-부틸톨루엔, 3-tert-부틸톨루엔, 4-tert-부틸톨루엔, 5-이소프로필-m-크실렌, 3-메틸에틸벤젠, tert-부틸-3-에틸벤젠, 4-tert-부틸-o-크실렌, 5-tert-부틸-m-크실렌, tert-부틸-p-크실렌, 1,2-디이소프로필벤젠, 1,3-디이소프로필벤젠, 1,4-디이소프로필벤젠, 디프로필벤젠, 펜타메틸벤젠, 헥사메틸벤젠, 헥실벤젠, 1,3,5-트리에틸벤젠 등의 방향족계 탄화수소계 용제, n-헵탄, 이소헵탄, 3-메틸헥산, 2,3-디메틸펜탄, 3-에틸펜탄, 1,6-헵타디엔, 5-메틸-1-헥신, 노르보르난, 노르보르넨, 디시클로펜타디엔, 1-메틸-1,4-시클로헥사디엔, 1-헵틴, 2-헵틴, 시클로헵탄, 시클로헵텐, 1,3-디메틸시클로펜탄, 에틸시클로펜탄, 메틸시클로헥산, 1-메틸-1-시클로헥센, 3-메틸-1-시클로헥센, 메틸렌시클로헥산, 4-메틸-1-시클로헥센, 2-메틸-1-헥센, 2-메틸-2-헥센, 1-헵텐, 2-헵텐, 3-헵텐, n-옥탄, 2,2-디메틸헥산, 2,3-디메틸헥산, 2,4-디메틸헥산, 2,5-디메틸헥산, 3,3-디메틸헥산, 3,4-디메틸헥산, 3-에틸-2-메틸펜탄, 3-에틸-3-메틸펜탄, 2-메틸헵탄, 3-메틸헵탄, 4-메틸헵탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, 시클로옥탄, 시클로옥텐, 1,2-디메틸시클로헥산, 1,3-디메틸시클로헥산, 1,4-디메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산, 비닐시클로헥산, 이소프로필시클로펜탄, 2,2-디메틸-3-헥센, 2,4-디메틸-1-헥센, 2,5-디메틸-1-헥센, 2,5-디메틸-2-헥센, 3,3-디메틸-1-헥센, 3,4-디메틸-1-헥센, 4,4-디메틸-1-헥센, 2-에틸-1-헥센, 2-메틸-1-헵텐, 1-옥텐, 2-옥텐, 3-옥텐, 4-옥텐, 1,7-옥타디엔, 1-옥틴, 2-옥틴, 3-옥틴, 4-옥틴, n-노난, 2,3-디메틸헵탄, 2,4-디메틸헵탄, 2,5-디메틸헵탄, 3,3-디메틸헵탄, 3,4-디메틸헵탄, 3,5-디메틸헵탄, 4-에틸헵탄, 2-메틸옥탄, 3-메틸옥탄, 4-메틸옥탄, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄, 2,2,4-트리메틸헥산, 2,2,5-트리메틸헥산, 2,2-디메틸-3-헵텐, 2,3-디메틸-3-헵텐, 2,4-디메틸-1-헵텐, 2,6-디메틸-1-헵텐, 2,6-디메틸-3-헵텐, 3,5-디메틸-3-헵텐, 2,4,4-트리메틸-1-헥센, 3,5,5-트리메틸-1-헥센, 1-에틸-2-메틸시클로헥산, 1-에틸-3-메틸시클로헥산, 1-에틸-4-메틸시클로헥산, 프로필시클로헥산, 이소프로필시클로헥산, 1,1,3-트리메틸시클로헥산, 1,1,4-트리메틸시클로헥산, 1,2,3-트리메틸시클로헥산, 1,2,4-트리메틸시클로헥산, 1,3,5-트리메틸시클로헥산, 알릴시클로헥산, 히드로인단, 1,8-노나디엔, 1-노닌, 2-노닌, 3-노닌, 4-노닌, 1-노넨, 2-노넨, 3-노넨, 4-노넨, n-데칸, 3,3-디메틸옥탄, 3,5-디메틸옥탄, 4,4-디메틸옥탄, 3-에틸-3-메틸헵탄, 2-메틸노난, 3-메틸노난, 4-메틸노난, tert-부틸시클로헥산, 부틸시클로헥산, 이소부틸시클로헥산, 4-이소프로필-1-메틸시클로헥산, 펜틸시클로펜탄, 1,1,3,5-테트라메틸시클로헥산, 시클로도데칸, 1-데센, 2-데센, 3-데센, 4-데센, 5-데센, 1,9-데카디엔, 데카히드로나프탈렌, 1-데신, 2-데신, 3-데신, 4-데신, 5-데신, 1,5,9-데카트리엔, 2,6-디메틸-2,4,6-옥타트리엔, 리모넨, 미르센, 1,2,3,4,5-펜타메틸시클로펜타디엔, α-펠란드렌, 피넨, 테르피넨, 테트라히드로디시클로펜타디엔, 5,6-디히드로디시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 1,4-데카디인, 1,5-데카디인, 1,9-데카디인, 2,8-데카디인, 4,6-데카디인, n-운데칸, 아밀시클로헥산, 1-운데센, 1,10-운데카디엔, 1-운데신, 3-운데신, 5-운데신, 트리시클로[6.2.1.02,7]운데카-4-엔, n-도데칸, 2-메틸운데칸, 3-메틸운데칸, 4-메틸운데칸, 5-메틸운데칸, 2,2,4,6,6-펜타메틸헵탄, 1,3-디메틸아다만탄, 1-에틸아다만탄, 1,5,9-시클로도데카트리엔, 1,2,4-트리비닐시클로헥산, 이소파라핀 등의 지방족 탄화수소계 용제, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-옥타논, 2-노나논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 2-헥사논, 3-헥사논, 디이소부틸케톤, 메틸시클로헥사논, 메틸 n-펜틸케톤 등의 케톤계 용제, 3-메톡시부탄올, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 1-메톡시-2-프로판올, 1-에톡시-2-프로판올 등의 알코올계 용제, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디이소프로필에테르, 디이소부틸에테르, 디이소펜틸에테르, 디-n-펜틸에테르, 메틸시클로펜틸에테르, 메틸시클로헥실에테르, 디-n-부틸에테르, 디-sec-부틸에테르, 디-sec-펜틸에테르, 디-tert-아밀에테르, 디-n-헥실에테르, 아니솔 등의 에테르계 용제, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜디아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 피루브산에틸, 아세트산부틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 아세트산tert-부틸, 프로피온산tert-부틸, 프로필렌글리콜모노tert-부틸에테르아세테이트 등의 에스테르계 용제, γ-부티로락톤 등의 락톤계 용제 등을 들 수 있다.
유기 용제의 배합량은, 수지 100 질량부에 대하여 10∼50,000 질량부의 범위로 하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물이라면, 신장시에 있어서도 고도전으로 전기 신호를 효율적으로 디바이스에 전달할 수 있어, 인쇄에 의해 배선 패턴을 기판 상에 저비용으로 형성하는 것이 가능한 것이다.
<도전성 배선 기판>
본 발명에서는, 신축성 기재 상에 형성된 신축성을 나타내는 배선 기판을 제공한다.
이하, 본 발명의 배선 기판에 대해서, 도면을 참조하면서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 도전 배선 기판(100)의 일례를 나타낸 개략 단면도이다. 도 1에 도시된 장치는, 심전도 측정기(ECG)이다. 이것은, 도 1의 신축성 기판(1) 상에, 생체 전극(2)과 센터 디바이스(3)가 신축성을 나타내는 배선(4)에 의해 연결되어 있다. 이것은, 예컨대 일본 특허 공개 제2004-033468호 공보에 기재된 구조이다.
신축성 기판(1)은, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 실리콘, 니트릴 고무, 부타디엔 고무, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, PTFE, PFA 등의 신축성 필름이나 시트가 이용된다. 신축성 기판(1)의 표면은 평탄하여도 좋지만, 요철이 형성되어 있어도 좋다. 요철이 형성되어 있으면, 신축성 기판(1)에 대하여 수직 방향으로 벨로우즈 구조의 신축 배선을 형성할 수 있고, 신축시의 도전성의 변화를 억제하는 것이 가능하다. 또한 부직포나 신축성의 섬유를 포함하는 천을 이용하는 것도 가능하다.
신축성 기판(1)은, 최대 1000%의 신축성을 갖는 것이 바람직하다. 인간의 움직임에 대한 피부의 신장도는, 가슴 등의 뼈 위는 10%, 복부 등은 20%, 관절부에서는 50%라고 알려져 있고, 피부에 붙이는 부분에 따라 배선(4)에 요구되는 신장도가 상이하다. 또한, 신축성 옷감에서는 수백% 신장하기 때문에, 더욱 높은 신장성이 요구된다.
신축성 기판(1) 상에 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물에 의한 배선(4)을 형성한다. 신축성 기판(1) 상에 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물을 도포하는 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 딥 코트, 스프레이 코트, 스핀 코트, 롤 코트, 플로우 코트, 닥터 코트, 스크린 인쇄, 플렉소 인쇄, 그라비아 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 방법이 적합하다. 특히 인쇄에 의해 배선 패턴을 형성함으로써 생산성을 향상시킬 수 있고, 배선 폭을 포함하여 자유로운 디자인이 가능해진다.
배선(4)의 막 두께는 10 ㎚∼1000 ㎛의 범위가 바람직하다. 배선(4)이 얇아질수록 도전성 배선 재료 조성물의 사용량이 적어지지만, 배선(4)의 전기 저항이 증대한다. 전기 저항과 배선 폭과 배선 두께의 밸런스에 의해 이들의 값이 결정된다.
신축성 기판(1) 상에 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물을 인쇄에 의해 코트하고, 그 후 베이크한다. 베이크는 용제를 증발시키는 것만의 목적뿐만 아니라, 어닐링에 의해 금속 플레이크로부터 산화 환원 반응에 의해 금속 나노입자를 발생시킨다. 이것에 의해 신장시에 있어서의 도전성이 향상된다. 어닐링에 의한 나노입자 발생의 현상은, 전술한 특허문헌 5에 기재되어 있다. 베이크 온도는 50∼200℃, 바람직하게는 100℃∼150℃의 범위, 시간은 1초∼10시간, 바람직하게는 2초∼5시간이다. 베이크는 핫 플레이트나 오븐 내에서 행할 수 있지만, 플래시 어닐링에 의해 상기 온도보다 고온에서 단시간에 행할 수도 있고, 적외광의 조사에 의한 베이크를 행하는 것도 가능하다.
ECG 디바이스의 경우, 피부에 접촉하는 부분에는 생체 전극(2)을 설치할 필요가 있다. 생체 전극(2)으로는, 일본 특허 공개 평성 제11-349786호 공보에 기재된 겔 전해질을 베이스로 하는 것, 일본 특허 공개 제2015-37696호 공보에 기재된 PEDOT-PSS와 같은 도전성 고분자가 피복된 섬유를 이용한 것, 일본 특허 공개 제2018-110845호 공보, 일본 특허 공개 제2018-126496호 공보에 기재된 이온 폴리머를 함유하는 것을 들 수 있지만, 생체 신호를 검지할 수 있으면 특별히 한정은 하지 않는다. 그러나, 샤워를 하거나 입욕하거나, 땀을 흘리는 스포츠 중에 장착하는 경우는 내수성이 필요하고, 일본 특허 공개 제2018-110845호 공보, 일본 특허 공개 제2018-126496호 공보에 기재된 실리콘 베이스의 이온 폴리머 함유의 드라이 전극은, 장시간의 장착이 가능한 점에서 바람직하다.
생체 전극(2)과 배선(4) 사이에는, 염화은층을 설치할 수 있다. 겔 전극의 경우, 염화은의 은으로의 환원 반응에 의해 전위를 만들어 내고 있기 때문에, 염화은층의 존재가 필수적이다. 전술한 이온 폴리머 드라이 전극의 경우, 전위의 전달에 환원 반응을 사용하고 있지 않기 때문에, 반드시 염화은층이 필요한 것은 아니다.
생체 전극(2)은 피부에 접착할 필요가 있으므로 점착력을 갖고 있는 쪽이 바람직하다. 생체 전극(2)에 점착성이 없는 경우, 별도로 피부에 접착하기 위한 점착제가 필요하다. 별도로 점착막을 설치하는 경우에는, 아크릴형, 우레탄형, 실리콘형 등의 점착막 재료를 이용하여 점착막을 형성하면 되고, 특히 실리콘형은 산소 투과성이 높기 때문에 이것을 접착한 상태에서의 피부 호흡이 가능하고, 발수성도 높기 때문에 땀에 의한 점착성의 저하가 적으며, 또한 피부에의 자극성이 낮은 점에서 적합하다.
생체 전극(2)의 생체 접촉층의 두께는, 1 ㎛ 이상 5 ㎜ 이하가 바람직하고, 2 ㎛ 이상 3 ㎜ 이하가 보다 바람직하다. 생체 접촉층이 얇아질수록 점착력은 저하되지만, 플렉시블성은 향상되고, 가벼워져서 피부에의 친화성이 좋아진다. 점착성이나 피부에 닿는 감촉과의 균형으로 생체 접촉층의 두께를 선택할 수 있다.
배선(4)을 신축성 기판(1) 상에 인쇄하고, 배선(4)의 양단간의 전기 저항을 측정함으로써 도전성의 평가가 가능하다. 전기 저항의 절대치가 작을수록, 신축성 기판(1)을 늘리지 않는 경우와 늘린 경우의 도전성의 변화가 적을수록, 신축성 기판(1)을 수축시켜 원래로 되돌렸을 때의 도전성의 열화가 작을수록, 우수한 것이라고 할 수 있다. 반복 신축을 행한 경우에 배선(4)의 파단이 일어나지 않고, 도전성의 변화가 적은 쪽이 바람직하다.
또한, 배선(4)을 피복하기 위한 커버막을 설치할 수도 있다. 커버막을 설치함으로써, 내수성이나 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 신축성 기판(1)과 배선(4) 양쪽 모두가 신축성을 갖고 있기 때문에, 커버막도 신축성을 갖고 있을 필요가 있다. 커버막의 재질은 신축성 기판(1)과 같이 폴리우레탄, 폴리에스테르, 실리콘, 니트릴 고무, 부타디엔 고무, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, PTFE, PFA로부터 선택된다. 커버막의 막 두께는 10 ㎚∼1 ㎜의 범위가 바람직하게 이용된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
도전성 배선 재료 조성물에 이온성 재료(도전성 재료)로서 배합한 이온성 폴리머 1∼19, 비교 이온성 폴리머 1은, 이하와 같이 하여 합성하였다. 각 모노머의 30 질량% 프로필렌글리콜-1-모노메틸에테르-2-아세테이트(PGMEA) 용액을 반응 용기에 넣어 혼합하고, 반응 용기를 질소 분위기 하 -70℃까지 냉각하며, 감압 탈기, 질소 블로우를 3회 반복하였다. 실온까지 승온한 후, 중합 개시제로서 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 모노머 전체 1몰에 대하여 0.01 몰 첨가하여, 60℃까지 승온한 후, 15시간 동안 반응시켰다. 얻어진 폴리머의 조성은, 용제를 건조시킨 후, 1H-NMR에 의해 확인하였다. 또한, 얻어진 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw) 및 분산도(Mw/Mn, 분자량 분포라고도 칭함)는, 용제로서 테트라히드로푸란(THF)을 이용한 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 확인하였다. 이와 같이 하여 합성한 이온성 폴리머 1∼19, 비교 이온성 폴리머 1을 이하에 나타낸다.
이온성 폴리머 1
Mw=14,300, Mw/Mn=1.68
Figure pat00076
이온성 폴리머 2
Mw=14,100, Mw/Mn=1.99
Figure pat00077
이온성 폴리머 3
Mw=18,100, Mw/Mn=1.87
Figure pat00078
이온성 폴리머 4
Mw=21,900, Mw/Mn=1.77
Figure pat00079
이온성 폴리머 5
Mw=23,500, Mw/Mn=1.85
Figure pat00080
이온성 폴리머 6
Mw=19,900, Mw/Mn=1.81
Figure pat00081
이온성 폴리머 7
Mw=19,600, Mw/Mn=2.10
Figure pat00082
이온성 폴리머 8
Mw=31,100, Mw/Mn=2.02
Figure pat00083
이온성 폴리머 9
Mw=16,300, Mw/Mn=2.11
Figure pat00084
이온성 폴리머 10
Mw=14,600, Mw/Mn=1.94
Figure pat00085
이온성 폴리머 11
Mw=26,500, Mw/Mn=1.91
Figure pat00086
이온성 폴리머 12
Mw=15,200, Mw/Mn=1.82
Figure pat00087
이온성 폴리머 13
Mw=21,300, Mw/Mn=1.68
Figure pat00088
이온성 폴리머 14
Mw=14,300, Mw/Mn=1.61
Figure pat00089
이온성 폴리머 15
Mw=64,100 Mw/Mn=2.29
Figure pat00090
이온성 폴리머 16
Mw=52,300 Mw/Mn=2.02
Figure pat00091
이온성 폴리머 17
Mw=56,500 Mw/Mn=1.93
Figure pat00092
이온성 폴리머 18
Mw=63,500 Mw/Mn=1.94
Figure pat00093
이온성 폴리머 19
Mw=51,700 Mw/Mn=1.98
Figure pat00094
비교예의 도전성 배선 재료 조성물에 이온성 재료로서 배합한 비교염 1∼3을 이하에 나타낸다.
Figure pat00095
비교 이온성 폴리머 1
Mw=24,900, Mw/Mn=2.09
Figure pat00096
도전성 배선 재료 조성물에 배합한 유기 용제를 이하에 나타낸다.
PGMEA: 프로필렌글리콜-1-모노메틸에테르-2-아세테이트
DGEEA: 디에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트
DEG: 디에틸렌글리콜
PG: 프로필렌글리콜
도전성 배선 재료 조성물에 첨가제로서 배합한 (B) 금속분, (C) 신축성 수지, 카본 재료(카본 블랙, 카본 나노튜브)를 이하에 나타낸다.
금속분
은분: Sigma-Aldrich사 제조, 은 플레이크(직경 10 ㎛)
금분: Sigma-Aldrich사 제조, 금분(직경 10 ㎛ 이하)
주석분: Sigma-Aldrich사 제조, 주석분(직경 45 ㎛ 이하)
티탄분: Sigma-Aldrich사 제조, 티탄분(직경 45 ㎛ 이하)
동분: Sigma-Aldrich사 제조, 동분(직경 45 ㎛ 이하)
신축성 수지 폴리우레탄: Sigma-Aldrich사 제조, 폴리[4,4'-메틸렌비스(페닐 이소시아네이트)-alt-1,4-부탄디올/디(프로필렌 글리콜)/폴리카프로락톤]
스티렌부타디엔 고무: Sigma-Aldrich사 제조
니트릴 고무: Sigma-Aldrich사 제조, 폴리(아크릴로니트릴-co-부타디엔)
카본 블랙: 덴카사 제조, 덴카블랙 HS-100
다층 카본 나노튜브: Sigma-Aldrich사 제조(직경 110∼170 ㎚, 길이 5∼9 ㎛)
[실시예 1∼28, 비교예 1∼6]
표 1∼표 3에 기재된 조성으로, 이온성 재료(염), 금속분, 신축성 수지, 유기 용제, 및 카본 재료를 블렌드하여, 도전성 배선 재료 조성물(도전성 배선 재료 조성물 1∼28, 비교 도전성 배선 재료 조성물 1∼6)을 조제하였다.
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
(도전성 평가)
폭 1 ㎜, 길이 70 ㎜의 패턴이 개구되어 있는, 두께 30 ㎛의 스테인리스판을 이용하여, 두께 100 ㎛의 신축성 폴리우레탄 필름 상에 도전성 배선 재료 조성물을 롤 코터로 도포하고, 오븐 내에서 베이크하여 폭 1 ㎜, 길이 70 ㎜의 배선을 제작하였다.
배선층의 두께를 3D 현미경을 이용하여 측정하고, 배선의 양단에 도전 단자를 붙였다. 신축성 폴리우레탄 필름을 늘리기 전(초기 저항), 20% 신장시, 50% 신장시에 있어서의 도전 단자간의 전기 저항을 측정하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pat00100
Figure pat00101
표 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 특정 구조를 갖는 염(이온성 재료) 및 금속분을 배합한 본 발명의 도전성 배선 재료 조성물을 이용하여 도전성 배선을 형성한 실시예 1∼28에서는, 초기 저항이 낮아, 신장 후에도 대폭적인 저항치의 상승은 발생하지 않았다. 즉, 실시예 1∼28에서는, 초기의 도전성이 높아 신장시에 있어서도 대폭적인 도전성의 저하가 발생하지 않는 신축성을 나타내는 배선이 얻어졌다. 또한, 이러한 실시예 1∼28의 배선은, 본 발명의 이온성 재료가 포함되어 있지 않는 비교예 1 및 3∼6의 배선, 금속분의 배합량이 지나치게 적은 비교예 2의 배선보다, 특히 신장시에 있어서 높은 도전성이 얻어졌다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시로서, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이더라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1 : 신축성 기판
2 : 생체 전극
3 : 센터 디바이스
4 : 배선
100 : 도전 배선 기판

Claims (19)

  1. (A) 이온성 재료, 및 (B) 금속분을 함유하는 도전성 배선 재료 조성물로서,
    상기 (A) 성분이 플루오로술폰산, 플루오로술폰이미드, 및 플루오로술폰아미드 중 어느 하나의 암모늄염, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 은염으로부터 선택되는 구조를 갖는 반복 단위 a를 갖는 고분자 화합물이며, 상기 (B) 성분이 도전성 배선 재료 조성물 중의 상기 (B) 성분을 제외한 고형분 100 질량부에 대하여 50 질량부를 초과하는 배합량으로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (C) 신축성 수지를 더 함유하고, 상기 (B) 성분의 금속분이 상기 (A) 성분과 상기 (C) 성분의 합계 100 질량부에 대하여 50 질량부를 초과하는 배합량으로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (C) 성분이 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 실리콘, 폴리부타디엔, 폴리아크릴로니트릴로부터 선택되는 수지인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (1)-1∼(1)-4로 표시되는 구조를 어느 하나 이상 갖는 반복 단위인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00102

    (식 중, Rf1, Rf2는 수소 원자, 불소 원자, 산소 원자, 메틸기, 또는 트리플루오로메틸기이고, Rf1이 산소 원자일 때, Rf2도 산소 원자이며, 결합하는 탄소 원자와 함께 카르보닐기를 형성하고, Rf3, Rf4는 수소 원자, 불소 원자, 또는 트리플루오로메틸기이며, 또한 Rf1∼Rf4 중 하나 이상은 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. Rf5, Rf6, Rf7은 불소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, 하나 이상의 불소 원자를 갖는다. m은 1∼4의 정수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  5. 제2항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (1)-1∼(1)-4로 표시되는 구조를 어느 하나 이상 갖는 반복 단위인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00103

    (식 중, Rf1, Rf2는 수소 원자, 불소 원자, 산소 원자, 메틸기, 또는 트리플루오로메틸기이고, Rf1이 산소 원자일 때, Rf2도 산소 원자이며, 결합하는 탄소 원자와 함께 카르보닐기를 형성하고, Rf3, Rf4는 수소 원자, 불소 원자, 또는 트리플루오로메틸기이며, 또한 Rf1∼Rf4 중 하나 이상은 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. Rf5, Rf6, Rf7은 불소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, 하나 이상의 불소 원자를 갖는다. m은 1∼4의 정수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  6. 제3항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (1)-1∼(1)-4로 표시되는 구조를 어느 하나 이상 갖는 반복 단위인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00104

    (식 중, Rf1, Rf2는 수소 원자, 불소 원자, 산소 원자, 메틸기, 또는 트리플루오로메틸기이고, Rf1이 산소 원자일 때, Rf2도 산소 원자이며, 결합하는 탄소 원자와 함께 카르보닐기를 형성하고, Rf3, Rf4는 수소 원자, 불소 원자, 또는 트리플루오로메틸기이며, 또한 Rf1∼Rf4 중 하나 이상은 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기이다. Rf5, Rf6, Rf7은 불소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, 하나 이상의 불소 원자를 갖는다. m은 1∼4의 정수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  7. 제1항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 a1∼a7로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00105

    (식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이며, R2, R4, R6, R9, 및 R12는 각각 독립적으로 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기나 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 둘 다를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼13의 직쇄상, 분기상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. R7은 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬렌기이고, R7 중의 수소 원자 중, 1개 또는 2개가 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다. X1, X2, X3, X4, 및 X6은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기, 아미드기 중 어느 하나이고, X5는 단결합, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이며, X7은 단결합, 탄소수 6∼12의 아릴렌기, 또는 -C(=O)-O-X10-이고, X10은 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 환상의 알킬렌기, 또는 탄소수 6∼10의 2가의 방향족 탄화수소기이며, X10 중에 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기를 갖고 있어도 좋다. Y는 산소 원자, -NR19-기이고, R19는 수소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, Y와 R4은 결합하여 고리를 형성하고 있어도 좋다. m은 1∼4의 정수이다. a1, a2, a3, a4, a5, a6 및 a7은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0≤a3<1.0, 0≤a4<1.0, 0≤a5<1.0, 0≤a6<1.0, 0≤a7<1.0이며, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7<1.0을 만족하는 수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  8. 제2항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 a1∼a7로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00106

    (식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, R2, R4, R6, R9, 및 R12는 각각 독립적으로 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기나 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 둘 다를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼13의 직쇄상, 분기상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. R7은 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬렌기이고, R7 중의 수소 원자 중, 1개 또는 2개가 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다. X1, X2, X3, X4, 및 X6은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기, 아미드기 중 어느 하나이고, X5는 단결합, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이며, X7은 단결합, 탄소수 6∼12의 아릴렌기, 또는 -C(=O)-O-X10-이고, X10은 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 환상의 알킬렌기, 또는 탄소수 6∼10의 2가의 방향족 탄화수소기이며, X10 중에 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기를 갖고 있어도 좋다. Y는 산소 원자, -NR19-기이고, R19는 수소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, Y와 R4는 결합하여 고리를 형성하고 있어도 좋다. m은 1∼4의 정수이다. a1, a2, a3, a4, a5, a6 및 a7은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0≤a3<1.0, 0≤a4<1.0, 0≤a5<1.0, 0≤a6<1.0, 0≤a7<1.0이며, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7<1.0을 만족하는 수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  9. 제3항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 a1∼a7로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00107

    (식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, R2, R4, R6, R9, 및 R12는 각각 독립적으로 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기나 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 둘 다를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼13의 직쇄상, 분기상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. R7은 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬렌기이고, R7 중의 수소 원자 중, 1개 또는 2개가 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다. X1, X2, X3, X4, 및 X6은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기, 아미드기 중 어느 하나이고, X5는 단결합, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이며, X7은 단결합, 탄소수 6∼12의 아릴렌기, 또는 -C(=O)-O-X10-이고, X10은 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 환상의 알킬렌기, 또는 탄소수 6∼10의 2가의 방향족 탄화수소기이며, X10 중에 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기를 갖고 있어도 좋다. Y는 산소 원자, -NR19-기이고, R19는 수소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, Y와 R4는 결합하여 고리를 형성하고 있어도 좋다. m은 1∼4의 정수이다. a1, a2, a3, a4, a5, a6 및 a7은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0≤a3<1.0, 0≤a4<1.0, 0≤a5<1.0, 0≤a6<1.0, 0≤a7<1.0이고, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7<1.0을 만족하는 수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  10. 제4항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 a1∼a7로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00108

    (식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, R2, R4, R6, R9, 및 R12는 각각 독립적으로 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기나 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 둘 다를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼13의 직쇄상, 분기상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. R7은 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬렌기이고, R7 중의 수소 원자 중, 1개 또는 2개가 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다. X1, X2, X3, X4, 및 X6은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기, 아미드기 중 어느 하나이고, X5는 단결합, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이며, X7은 단결합, 탄소수 6∼12의 아릴렌기, 또는 -C(=O)-O-X10-이고, X10은 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 환상의 알킬렌기, 또는 탄소수 6∼10의 2가의 방향족 탄화수소기이며, X10 중에 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기를 갖고 있어도 좋다. Y는 산소 원자, -NR19-기이고, R19는 수소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, Y와 R4는 결합하여 고리를 형성하고 있어도 좋다. m은 1∼4의 정수이다. a1, a2, a3, a4, a5, a6 및 a7은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0≤a3<1.0, 0≤a4<1.0, 0≤a5<1.0, 0≤a6<1.0, 0≤a7<1.0이며, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7<1.0을 만족하는 수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  11. 제5항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 a1∼a7로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00109

    (식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, R2, R4, R6, R9, 및 R12는 각각 독립적으로 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기나 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 둘 다를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼13의 직쇄상, 분기상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. R7은 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬렌기이고, R7 중의 수소 원자 중, 1개 또는 2개가 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다. X1, X2, X3, X4, 및 X6은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 에테르기, 에스테르기, 아미드기 중 어느 하나이고, X5는 단결합, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이며, X7은 단결합, 탄소수 6∼12의 아릴렌기, 또는 -C(=O)-O-X10-이고, X10은 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 환상의 알킬렌기, 또는 탄소수 6∼10의 2가의 방향족 탄화수소기이며, X10 중에 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기를 갖고 있어도 좋다. Y는 산소 원자, -NR19-기이고, R19는 수소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, Y와 R4는 결합하여 고리를 형성하고 있어도 좋다. m은 1∼4의 정수이다. a1, a2, a3, a4, a5, a6 및 a7은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0≤a3<1.0, 0≤a4<1.0, 0≤a5<1.0, 0≤a6<1.0, 0≤a7<1.0이며, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7<1.0을 만족하는 수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  12. 제6항에 있어서, 상기 반복 단위 a가 하기 일반식 (2)로 표시되는 반복 단위 a1∼a7로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00110

    (식 중, R1, R3, R5, R8, R10, R11 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, R2, R4, R6, R9, 및 R12는 각각 독립적으로 단결합, 에스테르기, 혹은 에테르기나 에스테르기 중 어느 하나 또는 이들 둘 다를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼13의 직쇄상, 분기상, 환상의 탄화수소기 중 어느 하나이다. R7은 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬렌기이고, R7 중의 수소 원자 중, 1개 또는 2개가 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다. X1, X2, X3, X4, 및 X6은 각각 독립적으로 단결합, 페닐렌기, 나프탈렌기, 에테르기, 에스테르기, 아미드기 중 어느 하나이고, X5는 단결합, 에테르기, 에스테르기 중 어느 하나이며, X7은 단결합, 탄소수 6∼12의 아릴렌기, 또는 -C(=O)-O-X10-이고, X10은 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 환상의 알킬렌기, 또는 탄소수 6∼10의 2가의 방향족 탄화수소기이며, X10 중에 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기를 갖고 있어도 좋다. Y는 산소 원자, -NR19-기이고, R19는 수소 원자, 탄소수 1∼4의 직쇄상, 분기상의 알킬기이며, Y와 R4는 결합하여 고리를 형성하고 있어도 좋다. m은 1∼4의 정수이다. a1, a2, a3, a4, a5, a6 및 a7은 0≤a1<1.0, 0≤a2<1.0, 0≤a3<1.0, 0≤a4<1.0, 0≤a5<1.0, 0≤a6<1.0, 0≤a7<1.0이고, 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7<1.0을 만족하는 수이다. M+는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 은 이온으로부터 선택되는 이온이다.)
  13. 제1항에 있어서, 상기 (A) 성분이 상기 암모늄염 구조를 갖는 반복 단위 a를 가지며, 상기 암모늄염이 하기 일반식 (3)으로 표시되는 암모늄 이온을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
    Figure pat00111

    (식 중, R101d, R101e, R101f, R101g는 각각 수소 원자, 탄소수 1∼12의 직쇄상, 분기상, 혹은 환상의 알킬기, 탄소수 2∼12의 직쇄상, 분기상, 혹은 환상의 알케닐기 또는 알키닐기, 혹은 탄소수 6∼20의 방향족기이며, 에테르기, 카르보닐기, 에스테르기, 히드록시기, 아미노기, 니트로기, 술포닐기, 술피닐기, 할로겐 원자, 및 황 원자로부터 선택되는 1종 이상을 갖고 있어도 좋다. R101d와 R101e, R101d와 R101e와 R101f는 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하여도 좋고, 고리를 형성하는 경우에는, R101d와 R101e 및 R101d와 R101e와 R101f는 탄소수 3∼10의 알킬렌기이거나, 또는 식 중의 질소 원자를 고리 중에 갖는 복소 방향족 고리를 형성한다.)
  14. 제1항에 있어서, 상기 도전성 배선 재료 조성물이 유기 용제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 (B) 성분이 금, 은, 백금, 구리, 주석, 티탄, 니켈, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 루테늄, 크롬, 인듐으로부터 선택되는 금속분인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 상기 (B) 성분이 은분, 동분, 주석분 또는 티탄분인 것을 특징으로 하는 도전성 배선 재료 조성물.
  17. 기판 상에 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 배선 재료 조성물로부터 형성된 배선을 갖는 것을 특징으로 하는 도전 배선 기판.
  18. 제17항에 있어서, 상기 기판이 최대 1000% 신장 가능한 것을 특징으로 하는 도전 배선 기판.
  19. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 배선 재료 조성물을 기판 상에 인쇄하여 배선을 형성하는 공정을 포함하는 도전 배선 기판의 제조 방법.
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