導電性組合物、導電性構(gòu)件及其制造方法、觸摸屏及太陽電池的制作方法
【專利摘要】一種導電性組合物，其至少包括：a)平均短軸長度為1nm以上、150nm以下的金屬導電性纖維，及b)相對于上述金屬導電性纖維為0.1質(zhì)量％以上、1000質(zhì)量％以下的由下述通式(1)或通式(2)所表示的化合物。P-(CR1＝Y(jié))n-Q通式(1)(通式(1)中，P及Q分別獨立地表示由OH、NR2R3或CHR4R5所表示的基團。R2及R3分別獨立地表示氫原子或可取代在氮原子上的基團。R4及R5分別獨立地表示氫原子或取代基。Y表示CR6或氮原子，R1及R6分別獨立地表示氫原子或取代基。由R1、R2、R3、R4、R5或R6所表示的基團中的至少兩個基團可相互鍵結(jié)而形成環(huán)。n表示0～5的整數(shù)。其中，當n為0時，P及Q不會是由OH及CHR4R5所表示的基團。當n表示2以上的數(shù)時，由(CR1＝Y(jié))所表示的多個原子群可相同，也可不同)R7-C(＝O)-H通式(2)(通式(2)中，R7表示氫原子、OH基、烷基、烯基、炔基、芳基或雜環(huán)基)。
【專利說明】導電性組合物、導電性構(gòu)件及其制造方法、觸摸屏及太陽電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導電性組合物、導電性構(gòu)件及其制造方法、觸摸屏及太陽電池。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在液晶面板、電子紙等顯示元件上搭載有觸摸屏作為輸入元件。作為觸摸屏的構(gòu)成，已知有電阻膜式、表面彈性波式、電容式等各種方式，但作為可實現(xiàn)多點觸摸且容易進行大面積化的方式，已知有電容式，例如揭示有一種使用氧化銦錫(IndiumTin Oxide, ITO)作為透明導電材料的電容式觸摸屏(參照《信息顯示》(InformationDISPLAY)，Vol.26, N0.3, pp.16-21)。
[0003]但是，由于存在如下等課題，即作為ITO的原料的銦的價格高且穩(wěn)定供給存在極限，因制作薄膜時需要真空過程而導致制造成本變高，另外，ITO膜脆、耐彎曲性欠佳，因此還提出有金屬納米線、碳納米管、聚-3，4-乙烯二氧噻吩(Poly-3，4-Ethylenedioxythiophene, PED0T)、聚苯胺等代替物質(zhì)。
[0004]已提出有一種具有如下的導電性層的導電性構(gòu)件，該導電性層包含如金屬納米線、碳納米管、及碳納米管與金屬的復合物那樣的導電性纖維(例如參照日本專利特表
2009-505358號公報)。該導電性構(gòu)件是在基材上具備包含多根金屬納米線的導電性層的導電性構(gòu)件，通過使導電性層中含有作為基質(zhì)(matrix)的光硬化性組合物，并利用圖案曝光及緊隨其后的顯影，而可容易地加工成具有包含所期望的導電性區(qū)域與非導電性區(qū)域的導電性層的導電性構(gòu)件。
[0005]作為上述包含導電性纖維的導電性構(gòu)件的另一方式，也可通過如下方法等而容易地加工成具有包含所期望的導電性區(qū)域與非導電性區(qū)域的導電性層的導電性構(gòu)件:使導電性層中含有作為基質(zhì)的非光硬化性組合物，進行干燥及/或視需要的利用縮合反應(yīng)或聚合反應(yīng)的交聯(lián)，由此形成導電性層后，進而，利用蝕刻阻劑(etching resist)等使抗蝕劑層(resist layer)成影像(imagewise)地形成于導電性層的上層后進行蝕刻處理的方法；或利用激光光照射使以相同方式形成的透明導電性層內(nèi)的導電性網(wǎng)絡(luò)的一部分斷線的方法(例如參照日本專利特表2010-507199號公報、日本專利特開2010-44968號公報)。
[0006]另外，作為上述包含導電性纖維的導電性構(gòu)件的又一方式，還提出有如下的導電性層轉(zhuǎn)印型的導電性構(gòu)件，該導電性構(gòu)件是在臨時支撐體上形成包含導電性纖維的導電性層，轉(zhuǎn)印至玻璃基板等上后，視需要利用光微影等方法進行圖案化的導電性構(gòu)件(例如參照日本專利特開2006-35771號公報、日本專利特開2009-251186號公報)。
[0007]作為可優(yōu)選地用于如上所述的導電性構(gòu)件的導電性纖維，已知有銀、金、銅等的金屬納米線及納米棒，碳納米管、碳納米棒、及碳納米管與金屬的復合物等各種材料。其中，已知由銀、金、銅等金屬所形成的金屬導電性纖維更優(yōu)選地提供低電阻且光透明性高的優(yōu)異的導電性構(gòu)件，可特別優(yōu)選地使用在低電阻性、耐久性、價格的平衡方面優(yōu)異的銀納米線。
[0008]但是，使用這些金屬導電性纖維的導電性構(gòu)件在長時間暴露于高溫條件、高濕度條件或臭氧存在下等嚴酷的條件下時，有時會產(chǎn)生被推斷為由金屬的氧化或形態(tài)變化所引起的電阻率的上升，且根據(jù)用途，有時需要耐候性的改良。
[0009]作為提升含有金屬導電性纖維的透明導電材料的耐候性的方法，揭示有使用特定結(jié)構(gòu)的金屬吸附性化合物的方法(例如參照日本專利特表2009-505358號公報、日本專利特開2009-146678號公報)。該方法雖然通過特定的保存條件而顯示有效性，但因金屬吸附性化合物對金屬導電性纖維顯示強吸附性，故在制造透明導電材料時，金屬導電性纖維凝聚而導致導電性層的均質(zhì)性下降，因此有時會產(chǎn)生如下等問題:產(chǎn)生導電性層的導電性或透明性的下降，或金屬導電性纖維彼此的接觸電阻增加，而導致導電性層的導電性下降。
[0010]作為包含金屬納米線的水性分散物的制造方法，揭示有向含有鹵素化合物及還原劑的水溶劑中添加金屬絡(luò)合物溶液或金屬離子溶液的方法(例如參照日本專利特開2010-84173號公報)。在該制造方法中，為了提升金屬納米線的純度而優(yōu)選地實施脫鹽處理，推斷在進行了實施例中所揭示的脫鹽(清洗)處理的情況下，無助于金屬納米線的形成的還原劑的大部分被去除。在該日本專利特開2010-84173號公報中，關(guān)于有意使對金屬絡(luò)合物進行還原時所添加的還原劑殘存、及其效果并無任何記載。
[0011]如上所述，在現(xiàn)有的技術(shù)中，即便在高溫條件、高濕度條件或臭氧存在下等嚴酷的條件下，也穩(wěn)定地保持含有金屬導電性纖維的透明導電材料的導電性這一點稱不上充分，而需要耐候性的改良。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]本發(fā)明欲解決的課題在于提供一種即便暴露于高溫條件、高濕度條件或臭氧存在下等嚴酷的條件下，導電性及透明性也優(yōu)異的含有金屬導電性纖維的導電性組合物、具有包含該導電性組合物的導電性層的導電性構(gòu)件、其制造方法、以及使用該導電性構(gòu)件的觸摸屏及太陽電池。
[0014]解決問題的技術(shù)手段
[0015]解決上述課題的本發(fā)明如下所述。
[0016]<1> 一種導電性組合物，其至少包括:a)平均短軸長度為1nm以上、150nm以下的金屬導電性纖維，及b)相對于上述金屬導電性纖維為0.1質(zhì)量％以上、1000質(zhì)量％以下的由下述通式(1)或通式(2)所表示的化合物。
[0017]Ρ-(α^ = Y)n_Q 通式(1)
[0018](通式⑴中，P及Q分別獨立地表示由OH、NR2R3或CHR4R5所表示的基團。R2及R3分別獨立地表示氫原子或可取代在氮原子上的基團。R4及R5分別獨立地表示氫原子或取代基。Y表示CR6或氮原子,R1及R6分別獨立地表示氫原子或取代基。由RpRyRyRpR5或R6所表示的基團中的至少兩個基可相互鍵結(jié)而形成環(huán)。η表示O~5的整數(shù)。其中，當η為O時，P及Q不會是由OH及CHR4R5所表示的基團。當η表示2以上的數(shù)時，由(CR1 =Y)所表示的多個原子群可相同，也可不同)
[0019]R7-C ( = O)-H 通式(2)
[0020](通式⑵中，R7表示氫原子、OH基、烷基、烯基、炔基、芳基或雜環(huán)基)
[0021]〈2>如〈1>所述的導電性組合物，其中由上述通式(I)所表示的化合物為由下述的通式(3)~通式(17)中的任一個所表示的化合物。
[0022][化I]
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種導電性組合物,其至少包括: a)平均短軸長度為Inm以上、150nm以下的金屬導電性纖維，及b)相對于所述金屬導電性纖維為0.1質(zhì)量％以上、1000質(zhì)量％以下的由下述通式(I)或下述通式(2)所表示的化合物，
P-CCR1 = Y)n_Q 通式(I) (所述通式(I)中，P及Q分別獨立地表示由OH、NR2R3或CHR4R5所表示的基團；R2及R3分別獨立地表示氫原子或可取代在氮原子上的基團；R4及R5分別獨立地表示氫原子或取代基；Y表示CR6或氮原子，R1及R6分別獨立地表示氫原子或取代基；由H R3> R4> R5或R6所表示的基團中的至少兩個基團可相互鍵結(jié)而形成環(huán)η表示O~5的整數(shù)；其中，當η為O時，P及Q不會是由OH及CHR4R5所表示的基團；當η表示2以上的數(shù)時，由(CR1 = Y)所表示的多個原子群可相同，也可不同)
R7-C ( = O)-H 通式(2) (所述通式(2)中，R7表示氫原子、OH基、烷基、烯基、炔基、芳基或雜環(huán)基)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導電性組合物，其中由所述通式(I)所表示的化合物為由下述通式(3)~通式(17)中的任一個所表示的化合物， [化I]
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導電性組合物，其中由所述通式(I)所表示的化合物為由所述通式(3)、通式(4)、通式(7)、通式(8)、通式(11)、通式(12)、通式(13)及通式(14)的任一個所表不的化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的導電性組合物，其中，相對于所述金屬導電性纖維，含有0.1質(zhì)量％以上、100質(zhì)量％以下的由所述通式(I)或通式(2)所表示的化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的導電性組合物，其中，所述金屬導電性纖維含有50摩爾％以上、100摩爾％以下的銀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的導電性組合物，其中，所述金屬導電性纖維的平均短軸長度為Inm以上、30nm以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的導電性組合物，其還包括c)選自由可吸附于金屬上的化合物及可配位于金屬離子上的化合物所組成的組群中的至少一種化合物。
8.—種導電性構(gòu)件,其在基材上具有包含根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的導電性組合物的導電性層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導電性構(gòu)件，其中，所述導電性層的表面電阻為I歐姆/平方以上、1000歐姆/平方以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的導電性構(gòu)件，其中，所述導電性層包含導電性區(qū)域及非導電性區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的導電性構(gòu)件，其中，在所述基材與所述導電性層之間進而具有至少一層的中間層。
12.一種導電性構(gòu)件的制造方法，其包括在基材上涂布導電性組合物的涂布液的步驟，所述導電性組合物的涂布液含有根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的導電性組合物以及溶劑。
13.一種觸摸屏，其包括根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的導電性構(gòu)件。
14.一種太陽電池，其 包括根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的導電性構(gòu)件。
【文檔編號】B32B15/02GK103827978SQ201280046713
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】大屋豊尚, 中平真一 申請人:富士膠片株式會社