説明

導電性組成物、これを用いた透明導電体、並びに、この透明導電体を含むタッチパネル及び太陽電池

【課題】導電性、耐久性、及び長波長の透過率を向上させることができる導電性組成物、並びにこれを用いた透明導電体、タッチパネル及び太陽電池の提供。
【解決手段】平均短軸径が5nm〜45nmの金属ナノワイヤと、アクリロイル基及びメタクリロイル基から選ばれた少なくとも一つのエチレン性不飽和基を有する非水溶性ポリマーと、を含む導電性組成物、この導電性組成物を含む導電性層を有する透明導電体、並びにこの透明導電体を含むタッチパネル及び集積型太陽電池。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電性組成物、これを用いた透明導電体、並びに、この透明導電体を含むタッチパネル及び太陽電池に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境に対しての意識が高まっている。また、エネルギー対策の一環から、太陽光から直接電気を得られ、クリーンな発電方法である太陽電池の開発が検討され、実用化されようとしている。太陽電池の変換効率の向上を図るために、長波長側の光を吸収することが検討されているが、この際、太陽電池を電気エネルギーとして取り出すための役割を担っている透明電極の光吸収(光透過率)も重要となってくる。一般に、太陽電池の透明電極として用いられている、ITO(酸化インジウム・スズ)や酸化亜鉛は、導電性付与のため主にN型ドーパントが施されているが、導電性を上げるためドープ量を増やすと長波長の透過率が低下するという問題がある。また、長波長の透過率を向上させようとすると、透明性が低下するという問題がある。
【0003】
また、近年、携帯ゲーム機などの普及により急速に需要が拡大しているタッチパネルにおいても、透明導電材料としてITOが広く利用されているが、太陽電池と同様に長波長の透過率が低いことに起因する色味、及びタッチパネル特有の問題として、筆圧耐久性が劣るという問題がある。
【0004】
このような問題を解決するために、例えば、銀のナノワイヤを用いた透明導電体が提案されている(特許文献1参照)。この透明導電体は、透明性、低抵抗、使用金属量の低減の面では優れている。
しかし、この透明導電体は、有機溶剤を用いた高温中での合成が一般的であり、また、使用する銀のナノワイヤ径の太さに起因し、ヘイズが高く、コントラストの低下が著しいという問題がある。また、空気最表面層へ光硬化樹脂などのコーティングを施さない限り、実用的な耐久性が得られず、そのコーティングにより抵抗が上がってしまい、表面抵抗の均一性が低下するなどの問題がある。
アクリル樹脂等の油性インクに使用される樹脂、水溶性アクリル樹脂等の水性インクに使用される樹脂、メチルセルロース等の親水性高分子、などを含有する導電材料が提案されている(特許文献2及び3参照)。
しかしながら、前記導電材料を薄く塗布して透明導電体として使用するには、バインダーと銀の比率において、銀が多いため塗布液の経時により凝集体が発生しやすく、塗布で形成した導電膜の透明性が低下し、ヘイズの悪化などが散見され、更には、長波長の透過率が低いなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許出願公開2007/74316号明細書
【特許文献2】特開2009−140788号公報
【特許文献3】特開2005−317394号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、本発明が解決しようとする課題は、導電性、耐久性及び長波長の透過率に優れる導電性層が得られる導電性組成物、これを用いた透明導電体、並びに、この透明導電体を含むタッチパネル及び太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。
<1> 平均短軸径が5nm〜45nmの金属ナノワイヤと、アクリロイル基及びメタクリロイル基から選ばれた少なくとも一つのエチレン性不飽和基を有する非水溶性ポリマーと、を含むことを特徴とする導電性組成物。
<2> 前記非水溶性ポリマーが、主鎖に連結する側鎖に、前記エチレン性不飽和結合を少なくとも一つ含む上記<1>に記載の導電性組成物。
<3> 前記非水溶性ポリマーが、下記一般式(I)で表される構造を含む上記<1>または<2>に記載の導電性組成物。
【0008】
【化1】

【0009】
一般式(I)中、X、YおよびZは各々独立して水素原子またはメチル基を表し、Xは分枝構造または脂環構造を有する有機基を表し、Zは単結合または二価の有機基を表し、Zはアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、x、yおよびzは、それらの合計を100モルとした場合における各繰り返し単位のモル比を表し、各々0より大きく100より少ない数値を表す。
<4> 前記一般式(I)におけるXがイソプロピル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、ジシクロトリメチル基またはジシクロペンタニル基であり、かつZが2−ヒドロキシ1,3−プロピレン基または2−ヒドロキシ1,4−シクロヘキシレン基である上記<3>に記載の導電性組成物。
<5> 前記一般式(I)中、xが10〜75、yが5〜70、及びzが10〜70である上記<3>または<4>に記載の導電性組成物。
<6> 前記非水溶性ポリマーが、10,000〜100,000の重量平均分子量を有する上記<1>から<5>のいずれか一項に記載の導電性組成物。
<7> 前記金属ナノワイヤが、1μm〜40μmの平均長軸径を有する上記<1>から<6>のいずれか一項に記載の導電性組成物。
<8> 前記金属ナノワイヤの含有量(A)と前記非水溶性ポリマーの含有量(B)との質量比(A/B)が、0.1〜5である上記<1>から<7>のいずれか一項に記載の導電性組成物。
<9> 前記金属ナノワイヤを分散させる分散剤を更に含む上記<1>から<8>のいずれか一項に記載の導電性組成物。
<10> 前記分散剤の含有量が、前記非水溶性ポリマー100質量部に対し、0.1質量部〜50質量部である上記<9>に記載の導電性組成物。
<11> 上記<1>から<10>のいずれか一項に記載の導電性組成物を含む導電性層を有する透明導電体。
<12> 前記導電性層が、0.005g/m〜0.5g/mの金属ナノワイヤを含む上記<11>に記載の透明導電体。
<13> 上記<11>または<12>に記載の透明導電体を含むタッチパネル。
<16> 上記<11>または<12>に記載の透明導電体を含む太陽電池。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、非水溶性ポリマーを含有させることで、導電性、耐久性、及び長波長の透過率を向上させることができる導電性組成物、並びに、これを用いた透明導電体、タッチパネル及び太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】図1は、タッチパネルの一例を示す概略断面図である。
【図2】図2は、タッチパネルの他の一例を示す概略説明図である。
【図3】図3は、図2に示すタッチパネルにおける透明導電体の配置例を示す概略平面図である。
【図4】図4は、タッチパネルの更に他の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(導電性組成物)
本発明に係る導電性組成物は、平均短軸径が5nm〜45nmの金属ナノワイヤと、アクリロイル基及びメタクリロイル基から選ばれた少なくとも一つのエチレン性不飽和基を有する非水溶性ポリマーとを含有し、更に必要に応じて、分散剤、その他の成分を含有する。
【0013】
<金属ナノワイヤ>
前記金属ナノワイヤの構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、中実構造及び中空構造のいずれかであることが好ましい。
本発明において、金属ナノワイヤは、平均短軸径が5nm〜45nmのものが使用される。
【0014】
<<金属ナノワイヤ>>
−金属−
前記金属ナノワイヤの材料としては、特に制限はなく、例えば、長周期律表(IUPAC1991)の第4周期、第5周期、及び第6周期からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属が好ましく、第2族〜第14族から選ばれる少なくとも1種の金属がより好ましく、第2族、第8族、第9族、第10族、第11族、第12族、第13族、及び第14族から選ばれる少なくとも1種の金属が更に好ましく、主成分として含むことが特に好ましい。
【0015】
前記金属としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、これらの合金などが挙げられる。これらの中でも、導電性に優れる点で、銀、及び銀と銀以外の金属との合金が好ましい。
前記銀と銀以外の金属との合金としては、銀と金、パラジウム、イリジウム、白金及びオスミウムよりなる群から選択される少なくとも1つの金属との合金が、導電性に優れかつ透明性に優れた導電性層が得られるので好ましい。
【0016】
−形状−
前記金属ナノワイヤの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円柱状、直方体状、断面が多角形となる柱状など任意の形状をとることができるが、高い透明性が必要とされる用途では、円柱状や断面の多角形の角が丸まっている断面形状であることが好ましい。
前記金属ナノワイヤの断面形状は、基材上に金属ナノワイヤ水分散液を塗布し、断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察することにより調べることができる。
【0017】
−平均短軸径及び平均長軸径−
本発明において、金属ナノワイヤは、平均短軸径(以下、平均短軸径を「平均直径」と称することがある。)が5nm〜45nmのものが使用される。これにより、導電性、耐久性及び長波長の透過率に優れる導電性層が得られる。金属ナノワイヤの平均短軸径は、10nm〜40nmが好ましく、15nm〜35nmがより好ましい。
前記平均短軸径が、5nm未満であると、耐酸化性が悪化し、耐久性が悪くなることがあり、45nmを超えると、金属ナノワイヤに起因する散乱が生じて、十分な透明性を得ることができないことがある。
前記金属ナノワイヤの平均短軸径(平均直径)は、透過型電子顕微鏡(TEM;日本電子株式会社製、JEM−2000FX)を用い、ランダムに選択した300個の金属ナノワイヤの短軸径を測定し、その平均値を算出することにより求められる。なお、金属ナノワイヤの短軸方向における断面形状が円形でない場合の短軸径は、最も長い径を短軸径とする。
【0018】
前記金属ナノワイヤの平均長軸径(以下、平均長軸径を「平均長さ」と称することがある)は、導電性に優れかつ透明性に優れた導電性層が容易に得られるという点から1μm〜40μmが好ましく、3μm〜35μmがより好ましく、5μm〜30μmが特に好ましい。
前記金属ナノワイヤの平均長軸径は、透過型電子顕微鏡(TEM;日本電子株式会社製、JEM−2000FX)を用い、ランダムに選択した300個の金属ナノワイヤの長軸径を測定し、その平均値を算出することにより求められる。なお、金属ナノワイヤが曲がった状態にある場合、それを弧とする円を考慮し、その半径、及び曲率から算出される値を長軸径とする。
【0019】
−製造方法−
前記金属ナノワイヤの製造方法としては、特に制限はなく、いかなる方法で製造してもよいが、以下のようにハロゲン化合物と分散添加剤とを溶解した溶媒中で加熱しながら金属イオンを還元することによって製造することが好ましい。
【0020】
前記溶媒としては、親水性溶媒が好ましく、例えば、水、アルコール類、エーテル類、ケトン類などが挙げられ、これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコールなどが挙げられる。
前記エーテル類としては、例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。
前記ケトン類としては、例えば、アセトンなどが挙げられる。
【0021】
前記加熱時の加熱温度としては、250℃以下が好ましく、20℃〜200℃がより好ましく、30℃〜180℃が更に好ましく、40℃〜170℃が特に好ましい。
前記加熱温度が、20℃未満であると、前記加熱温度が低くなる程、核形成確率が下がり金属ナノワイヤが長くなりすぎるので金属ナノワイヤが絡みやすく、分散安定性が悪くなることがあり、250℃を超えると、金属ナノワイヤの断面の角が急峻になり、塗布膜評価での透過率が低くなることがある。
必要であれば、金属ナノワイヤ形成過程で温度を変更してもよく、途中での温度変更により、金属ナノワイヤの核形成の制御や再核発生の抑制、選択成長の促進による単分散性向上の効果を向上させることができる。
【0022】
前記加熱の際には、還元剤を添加して行うことが好ましい。
前記還元剤としては、特に制限はなく、通常使用されるものの中から適宜選択することができ、例えば、水素化ホウ素金属塩、水素化アルミニウム塩、アルカノールアミン、脂肪族アミン、ヘテロ環式アミン、芳香族アミン、アラルキルアミン、アルコール、有機酸類、還元糖類、糖アルコール類、亜硫酸ナトリウム、ヒドラジン化合物、デキストリン、ハイドロキノン、ヒドロキシルアミン、エチレングリコール、グルタチオンなどが挙げられる。これらの中でも、還元糖類、その誘導体としての糖アルコール類、エチレングリコールが特に好ましい。
前記水素化ホウ素金属塩としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウムなどが挙げられる。
前記水素化アルミニウム塩としては、例えば、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムカリウム、水素化アルミニウムセシウム、水素化アルミニウムベリリウム、水素化アルミニウムマグネシウム、水素化アルミニウムカルシウムなどが挙げられる。
前記アルカノールアミンとしては、例えば、ジエチルアミノエタノール、エタノールアミン、プロパノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノプロパノールなどが挙げられる。
前記脂肪族アミンとしては、例えば、プロピルアミン、ブチルアミン、ジプロピレンアミン、エチレンジアミン、トリエチレンペンタミンなどが挙げられる。
前記ヘテロ環式アミンとしては、例えば、ピペリジン、ピロリジン、Nメチルピロリジン、モルホリンなどが挙げられる。
前記芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、N−メチルアニリン、トルイジン、アニシジン、フェネチジンなどが挙げられる。
前記アラルキルアミンとしては、例えば、ベンジルアミン、キシレンジアミン、N−メチルベンジルアミンなどが挙げられる。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノールなどが挙げられる。
前記有機酸類としては、例えば、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸、アスコルビン酸、又はそれらの塩などが挙げられる。
前記還元糖類としては、例えば、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、スクロース、マルトース、ラフィノース、スタキオースなどが挙げられる。
前記糖アルコール類としては、例えば、ソルビトールなどが挙げられる。
前記還元剤によっては、機能として分散添加剤、溶媒としても働く場合があり、同様に好ましく用いることができる。
【0023】
前記金属ナノワイヤ製造の際には、分散添加剤と、ハロゲン化合物又はハロゲン化金属微粒子とを添加して行うことが好ましい。
前記分散添加剤と、ハロゲン化合物との添加のタイミングとしては、還元剤の添加前でも添加後でもよく、金属イオンあるいはハロゲン化金属微粒子の添加前でも添加後でもよいが、単分散性のよりよい金属ナノワイヤを得るためには、ハロゲン化合物の添加を2段階以上に分けることが好ましい。
【0024】
前記分散添加剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノ基含有化合物、チオール基含有化合物、スルフィド基含有化合物、アミノ酸又はその誘導体、ペプチド化合物、多糖類、合成高分子、これらに由来するゲルなどが挙げられる。これらの中でも、ゼラチン、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアルキレンアミン、ポリアクリル酸の部分アルキルエステル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン共重合体が特に好ましい。
前記分散添加剤として使用可能な構造については、例えば、「顔料の事典」(伊藤征司郎編、株式会社朝倉書院発行、2000年)の記載を参照できる。
また、使用する分散添加剤の種類によって、得られる金属ナノワイヤの形状を変化させることもできる。
【0025】
前記ハロゲン化合物としては、臭素、塩素、ヨウ素を含有する化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、臭化ナトリウム、塩化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、塩化カリウム、ヨウ化カリウムなどのアルカリハライドや下記の分散添加剤と併用できる化合物が好ましい。
前記ハロゲン化合物によっては、分散添加剤として機能するものがありうるが、同様に好ましく用いることができる。
【0026】
前記ハロゲン化合物の代替としてハロゲン化銀微粒子を使用してもよいし、ハロゲン化合物とハロゲン化銀微粒子を共に使用してもよい。
【0027】
前記分散添加剤と、ハロゲン化合物、或いはハロゲン化銀微粒子とは、同一物質で併用してもよい。分散添加剤と、ハロゲン化合物とを併用した化合物としては、例えば、アミノ基と臭化物イオンを含むHTAB(ヘキサデシル−トリメチルアンモニウムブロミド)、ステアリルトリメチルアンモニウムブロミド、アミノ基と塩化物イオンを含むHTAC(ヘキサデシル−トリメチルアンモニウムクロライド)などが挙げられる。
【0028】
前記脱塩処理は、金属ナノワイヤを形成した後、例えば限外ろ過、透析、ゲルろ過、デカンテーション、遠心分離などの手法により行うことができ、中でも、前記限外ろ過による方法が好ましい。 前記限外ろ過は、デッドエンド方式でもクロスフロー方式でもよいが、クロスフロー方式で行うことが好ましい。
【0029】
前記金属ナノワイヤアスペクト比としては、10以上であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50〜10000が好ましく、100〜10000がより好ましい。
上記のようなアスペクト比の範囲とすることにより、金属ナノワイヤ同士が適度に接触してネットワークが形成される一方、金属ナノワイヤ同士が絡まって凝集してしまうことがないので、導電性に優れ、かつ透明性に優れた導電性層が容易に得られる。
【0030】
<<アスペクト比が10以上の金属ナノワイヤの比率>>
前記アスペクト比が10以上の金属ナノワイヤと前記アスペクト比が10未満の金属ナノワイヤの合計量の対する前者の比率(以下、「高アスペクト金属ナノワイヤの比率」ともいう。)は、体積基準で50%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、75%以上が特に好ましい。ここで、前記アスペクト比が10未満の金属ナノワイヤには、例えば金属ナノワイヤの場合、球形、立方体、直方体、多面体等の形状のものも含まれるものとする。
高アスペクト金属ナノワイヤの比率を50%以上とすることにより、金属ナノワイヤ同士の適度に接触してネットワークが形成される一方、金属ナノワイヤ同士が絡まって凝集してしまうことがないので、導電性に優れる導電性層が得られると同時に、プラズモン吸収の発生の少ない、透明性に優れた導電性層が容易に得られる。
【0031】
ここで、前記高アスペクト金属ナノワイヤの比率は、例えば、金属ナノワイヤが銀ナノワイヤである場合には、次のようにして測定される。先ず、銀ナノワイヤ水分散液をろ過して、銀ナノワイヤと、ナノワイヤ形状以外の銀粒子とを分離し、ICP発光分析装置を用いてろ紙に残っている銀の量と、ろ紙を透過した銀の量とを各々測定する。そして、ろ紙に残っている銀ナノワイヤを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、ランダムに選んだ300個の銀ナノワイヤの短軸径と長軸径を測定する。その測定結果から、平均短軸径が200nm以下であり、かつ平均長軸径が1μm以上である銀ナノワイヤであることを確認した上で、その分布からを調べることに、高アスペクト銀ナノワイヤの比率が算出される。その他の銀以外の金属ナノワイヤの場合についても、同様の方法により高アスペクト金属ナノワイヤの比率が算出される。なお、ろ紙は、TEM像で平均短軸径が200nm以下であり、かつ平均長軸径が1μm以上である金属ナノワイヤ以外の粒子の最長軸を計測し、その最長軸の2倍以上であり、かつ金属ナノワイヤの長軸の最短長以下の径のものを用いることが好ましい。
【0032】
<アクリロイル基及びメタクリロイル基から選ばれた少なくとも一つのエチレン性不飽和基を有する非水溶性ポリマー>
上記非水溶性ポリマーは、バインダーとしての機能を有しており、非水溶性ポリマーである。ここで、「非水溶性」とは、バインダーを25℃の純水1000g中に溶解させたときに、その溶解量が3g以下の場合に、このバインダーを「非水溶性」という。
【0033】
前記非水溶性ポリマーは、SP値(沖津法により算出)が、18MPa1/2〜30MPa1/2のもの、より好ましくは19MPa1/2〜28MPa1/2のもの、更により好ましくは19.5MPa1/2〜27MPa1/2のものから選択してもよい。
上記の範囲のSP値を有する非水溶性ポリマーを使用することにより、導電性層の含水率が低く抑えられ、赤外線領域の光の吸収が低くなるので、この導電性層を使用して、例えば太陽電池を作製した場合に、高い光電変換効率を有するものが得られる。
【0034】
ここで、前記SP値は、沖津法(沖津俊直著「日本接着学会誌」29(3)(1993))によって算出したものである。具体的には、SP値は以下の式で計算されるものである。なお、ΔFは文献記載の値である。
SP値(δ)=ΣΔF(Molar Attraction Constants)/V(モル容積)
複数の非水溶性ポリマーを用いた場合のSP値(σ)及びSP値の水素結合項(σh)は次の式により算出する。
【0035】
【数1】


(ただし、σnは、非水溶性ポリマーと水のSP値又はSP値の水素結合項を、Mnは混合液中における非水溶性ポリマーと水のモル分率を、Vnは溶媒のモル体積を、nは溶媒の種類を表す2以上の整数を表す。)
【0036】
前記非水溶性ポリマーは、アクリロイル基及びメタクリロイル基(以下、これらの基を総称して「(メタ)アクリロイル基」とも言う。)から選ばれた少なくとも一つのエチレン性不飽和基を有する。このようなエチレン性不飽和基を有することにより、平均短軸径が5nm〜45nmの金属ナノワイヤが前記非水溶性ポリマーへの分散性が向上されると共に、これらを含有する有機溶剤の溶液(以下、「塗布液」ともいう。)においても、金属ナノワイヤの分散状態が維持される性質に優れる。そして、この塗布液を用いて形成された導電性層は、高温かつ高湿度の雰囲気中に長時間晒されても、金属ナノワイヤが、例えば酸化等によって変質してしまうことが抑えられる。その結果、全面に亙って均一な、導電性、耐久性、及び長波長の透過率に優れた導電性層が得られる。更に、基板と導電性層との密着性にも優れ、摺りなどに対する耐久性に優れた導電性層が得られる。
前記非水溶性ポリマーは、主鎖に連結する側鎖に、前記エチレン性不飽和結合を少なくとも1種含むことが好ましい。前記エチレン性不飽和結合は、側鎖中に複数含まれていてもよい。また、前記エチレン性不飽和結合は、非水溶性ポリマーの側鎖中に、前記分岐及び/又は脂環構造、並びに/又は前記酸性基とともに含まれていてもよい。
【0037】
前記エチレン性不飽和結合は、非水溶性ポリマーの主鎖との間に少なくとも1つのエステル基(−COO−)を含む連結基を介して結合していることが好ましい。この場合、上記連結基と前記エチレン性不飽和結合(即ち、アクリロイル基またはメタクリロイル基)の間に、前記アクリロイル基またはメタクリロイル基に含まれるカルボニル基と共に形成されるエステル基を含む連結基が含まれていてもよい。
前記非水溶性ポリマーは、下記一般式(I)で表されるものが含まれる。
【0038】
【化2】

【0039】
上記一般式(I)中、X、YおよびZは各々独立して水素原子またはメチル基を表し、Xは分枝構造または脂環構造を有する有機基を表し、Zは単結合または二価の有機基を表し、Zはアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、x、yおよびzは、それらの合計を100モルとした場合における各繰り返し単位のモル比を表し、各々0より大きく100より少ない数値を表す。
【0040】
上記Xに係る分枝構造を有する有機基としては、例えばi−プロピル基、s−ブチル基、t−ブチル基、i−アミル基、t−アミル基、2−オクチル基などの炭素数3〜8の分枝アルキル基が挙げられる。これらのうち、i−プロピル基、s−ブチル基、t−ブチル基が好ましい。
また上記Xに係る脂環構造を有する有機基としては、炭素原子数5〜20個の脂環式炭化水素基を示し、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンタニル基、トリシクロペンテニル基、及びトリシクロペンタニル基等が挙げられ、これらの基は、−CHCHO−基を介して、前記一般式(I)におけるCOO−と結合していても良い。これらの中でも、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、トリシクロペンテニル基、トリシクロペンタニル基等が好ましく、更にシクロヘキシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロペンテニル基等が好ましい。
【0041】
上記Zに係る二価の有機基としては、例えば2−ヒドロキシ−1,3−プロピレン基等のようなヒドロキシ基を有する炭素数3〜7のアルキレン基、例えば2−ヒドロキシ−1,4−シクロヘキシレン基などのようなヒドロキシ基を有する炭素数6〜9の二価の脂環式炭化水素基等が挙げられる。
上記xは、20〜60が好ましく、25〜55がより好ましい。上記yは、7〜50が好ましく、10〜40がより好ましい。上記zは、10〜50が好ましく、20〜45がより好ましい。
【0042】
前記非水溶性ポリマーの側鎖に(メタ)アクリロイル基を導入する方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から適宜選択することができ、例えば、酸性基を持つ繰り返し単位を含むポリマーの当該酸性基に、エポキシ基と(メタ)アクリロイル基とを持つ化合物を付加する方法、ヒドロキシル基を持つ繰り返し単位を含むポリマーの当該ヒドロキシル基に、イソシアネート基と(メタ)アクリロイル基とを持つ化合物を付加する方法、イソシアネート基を持つ繰り返し単位を含むポリマーの当該イソシアネート基にヒドロキシ基と(メタ)アクリロイル基とを持つ化合物を付加する方法などが挙げられる。
これらの中でも、酸性基を持つ繰り返し単位を含むポリマーの当該酸性基に、エポキシ基と(メタ)アクリロイル基とを持つ化合物を付加する方法が最も製造が容易であり、低コストである点で特に好ましい。
【0043】
前記エポキシ基と(メタ)アクリロイル基とを持つ化合物は、これら両者の基を有する化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、下記構造式(1)で表される化合物、及び下記構造式(2)で表される化合物が好ましい。
【0044】
【化3】

【0045】
前記構造式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
は、二価の有機基を表す。前記有機基としては、炭化水素基が好ましく、炭素数1〜4の炭化水素基がより好ましい。前記炭化水素基の具体例としては、アルキレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
【0046】
【化4】

【0047】
前記構造式(2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
は、二価の有機基を表す。前記有機基としては、炭化水素基が好ましく、炭素数1〜4の炭化水素基がより好ましい。前記炭化水素基の具体例としては、アルキレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。Wは、4〜7員環の脂肪族炭化水素基を表す。前記4〜7員環の脂肪族炭化水素基としては、4〜6員環が好ましく、5〜6員環が更に好ましく、シクロヘキサン環が特に好ましい。
【0048】
前記構造式(1)及び構造式(2)で表される化合物の中でも、光硬化組成物と組み合わせて、ネガ型感光性樹脂組成物として使用した場合、現像性が良好、且つ膜強度に優れるという点で、構造式(1)で表される化合物が好ましい。
【0049】
前記構造式(1)及び構造式(2)で表される化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の化合物(1)〜(10)が挙げられる。
【0050】
【化5】



【0051】
非水溶性ポリマーの具体例としては、例えば、下記構造で表される化合物(例示化合物P−1〜P−35)が挙げられる。これらの例示化合物P−1〜P−35は、いずれも5,000〜60,000の範囲の重量平均分子量を有する。
また、例示化合物中のx、y、及びzは、各繰り返し単位の組成比(モル比)を表す。
【0052】
【化6】

【0053】
【化7】

【0054】
【化8】

【0055】
【化9】

【0056】
【化10】

【0057】
【化11】

【0058】
【化12】

【0059】
<合成法>
前記非水溶性ポリマーは、モノマーの(共)重合反応の工程とエチレン性不飽和基を導入する工程の二段階の工程から合成することができる。
(共)重合反応は種々のモノマーの(共)重合反応によって作られ、特に制限はなく公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、重合の活性種については、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、配位重合などを適宜選択することができる。これらの中でも合成が容易であり、低コストである点からラジカル重合であることが好ましい。また、重合方法についても特に制限はなく公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、バルク重合法、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法などを適宜選択することができる。これらの中でも、溶液重合法であることがより望ましい。
【0060】
前記非水溶性ポリマーは、10,000〜100,000の重量平均分子量を有するものが、製造が容易であり、且つ導電性、耐久性、及び長波長の透過率に優れる導電性層が得られるので好ましい。重量平均分子量は、12,000〜60,000が更に好ましく、15,000〜45,000が最も好ましい。
【0061】
前記非水溶性ポリマーは、20mgKOH/g以上の酸価を有していることが好ましい。これにより、本発明に係る導電性組成物を含むネガ型感光性樹脂組成物を調製し、これを基板上に形成したのちに、所望のパターン露光及び現像して導電性のパターンを形成する場合に、良好な現像性が確保されると共に、得られた導電性のパターンは、導電性、耐久性、及び長波長の透過率に優れたものとなる。
上記酸価は、50mgKOH/g以上であることがより好ましく、70〜130mgKOH/gであることが特に好ましい。
【0062】
前記非水溶性ポリマーの含有比率としては、前記金属ナノワイヤの含有量(A)と前記非水溶性ポリマーの含有量(B)との質量比(A/B)は、0.1〜5が好ましく、0.25〜3.5がより好ましく、0.5〜2.5が特に好ましい。
前記質量比(A/B)を0.1以上とすることにより、導電性層としての抵抗値の面内分布が均一となる。そして、前記質量比(A/B)を5以下とすることにより、金属ナノワイヤ分散液として金属ナノワイヤの分散性が長時間にわたり安定なものが得られる。
【0063】
<分散剤>
導電性組成物には、必要に応じて分散剤を含有させてもよい。分散剤は、金属ナノワイヤの凝集を防ぎ、前記非水溶性ポリマーが溶解している溶媒中に均一に分散させるために用いる。前記分散剤としては、金属ナノワイヤを分散させることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、市販の低分子顔料分散剤、高分子顔料分散剤などが挙げられる。これらの中でも、高分子分散剤で金属ナノワイヤに吸着する性質を持つものが好ましく、例えば、ポリビニルピロリドン、BYKシリーズ(ビックケミー社製)、ソルスパースシリーズ(日本ルーブリゾール社製など)、アジスパーシリーズ(味の素社製)などが挙げられる。
【0064】
前記分散剤の含有量としては、前記非水溶性ポリマー100質量部に対し、0.1質量部〜50質量部が好ましく、0.5質量部〜40質量部がより好ましく、1質量部〜30質量部が特に好ましい。この範囲にあることで、凝集なく金属ナノワイヤを分散させることができ、かつ、塗布時には良好な膜面状が得られる。
【0065】
<その他の成分>
前記その他の成分としては、例えば、界面活性剤、酸化防止剤、硫化防止剤、金属腐食防止剤、粘度調整剤、防腐剤等の各種の添加剤などが挙げられる。これらの成分は、必要に応じて適宜含んでいてもよい。
【0066】
(透明導電体)
本発明の透明導電体は、前記導電性組成物を含んでなる。前記導電性組成物は、支持体上に透明導電層として形成されていることが好ましい。ここで、前記透明導電体とは、例えば、層状に配置される素子間を導通するために設ける膜(層間導電膜)や、面内での導通を確保する導電膜等をいう。
【0067】
<支持体>
前記支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、透明ガラス基板、合成樹脂性シート、フィルム、金属基板、セラミック板、光電変換素子を有する半導体基板などが挙げられる。これらの基板には、所望により、シランカップリング剤などの薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着などの前処理を行うことができる。
前記透明ガラス基板としては、例えば、白板ガラス、青板ガラス、シリカコート青板ガラスなどが挙げられる。
前記合成樹脂製シート、フィルムとしては、例えば、PET、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが挙げられる。
前記金属基板としては、例えば、アルミニウム板、銅板、ニッケル板、ステンレス板などが挙げられる。
【0068】
前記支持体の全可視光透過率としては、70%以上が好ましく、85%以上がより好ましく、90%以上が特に好ましい。
前記全可視光透過率が、70%未満であると、透過率が低く実用上問題となることがある。
なお、本発明では、支持体として本発明の目的を妨げない程度に着色したものを用いることもできる。
【0069】
前記支持体の厚みとしては、1μm〜5,000μmが好ましく、3μm〜4,000μmがより好ましく、5μm〜3,000μmが更に好ましく、50μm〜300μmが特に好ましく、60μm〜200μmが最も好ましい。
前記厚みが、1μm未満であると、塗布工程においてのハンドリングの困難さに起因し、歩留まりが低下することがあり、5,000μmを超えると、ポータブルなアプリケーションにおいてその支持体の厚みや質量が問題となることがある。
【0070】
<形成方法>
−透明導電体の形成−
前記透明導電体の形成方法としては、本発明の前記導電性組成物を、スピンコート、ロールコート、スリットコートなど公知の方法により支持体上に塗布する方法、導電性組成物を支持体上に転写する方法などが挙げられる。
【0071】
前記透明導電体の形態としては、前記支持体の片面に前記導電性組成物を塗布することで前記支持体の片面に透明導電層を形成させてもよい。
また、例えば、前記支持体上に、誘電体層を介して透明導電層を2層以上積層させた構造であってもよい。
更に、前記支持体の両面に前記導電性組成物を塗布して前記支持体の両面に前記透明導電層を形成させてもよい。
【0072】
前記金属ナノワイヤの塗布量としては、0.005g/m〜0.5g/mが好ましく、0.01g/m〜0.45g/mがより好ましく、0.015g/m〜0.4g/mが特に好ましい。
前記塗布量が、0.005g/m未満であると、局所的に抵抗が高くなってしまう箇所ができ、面内の抵抗分布が悪化することがあり、0.5g/mを超えると、塗布後の乾燥中に金属ナノワイヤ同士の凝集により、ヘイズが悪化することがある。
【0073】
前記透明導電層の厚みとしては、20nm〜5,000nmが好ましく、25nm〜4,000nmがより好ましく、30nm〜3,500nmが特に好ましい。
前記厚みが、20nm未満であると、金属ナノワイヤの短軸径と変わらない領域となり、膜強度が低下することがあり、5,000nmを超えると、膜のヒビ割れ、透過率やヘイズが悪化することがある。
【0074】
また、前記透明導電層は、必要に応じてパターニングすることもできる。
前記パターニングの方法としては、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂やネガ型あるいはポジ型レジストを用いたパターニング法、インクジェット法、スクリーン印刷、グラビア印刷やオフセット印刷による印刷法、レーザースクライブ法、その他マイクロコンタクトプリント等を用いた親疎水パターン又は親銀パターンを形成した後に銀ナノワイヤ分散液を塗布あるいは前記支持体を銀ナノワイヤ分散液に浸漬することにより固定する方法などが挙げられる。
【0075】
また、前記透明導電体としては、使用目的に応じて、透明導電層以外に機能層を積層させてもよい。
前記機能層としては、例えば、下塗り層、密着層、クッション層、オーバーコート保護層、保護層、防汚層、撥水層、撥油層、ハードコート層、粘着層、バリア層などが挙げられる。これらは単層であってもよく、複数を積層してもよい。
また、前記透明導電体としては、例えば、アンチグレア層、反射防止層、低反射層、λ/4層、偏光層、位相差層などを積層させることで、光学的な機能を付与することができる。これらは単層であってもよく、複数を積層してもよい。
【0076】
(タッチパネル)
本発明のタッチパネルは、本発明の導電性組成物を含んでなる透明導電体を有してなる。
前記タッチパネルとしては、前記透明導電体を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、表面型静電容量方式タッチパネル、投影型静電容量方式タッチパネル、抵抗膜式タッチパネルなどが挙げられる。
【0077】
前記表面型静電容量方式タッチパネルの一例について図1を用いて説明する。この図1において、タッチパネル10は、透明基板11の表面を一様に覆うように透明導電体12を配してなり、透明基板11の端部の透明導電体12上に、図示しない外部検知回路との電気接続のための電極端子18が形成されている。
なお、図中、13は、シールド電極となる透明導電体を示し、14、及び17は、保護膜を示し、15は、中間保護膜を示し、16は、グレア防止膜を示す。
透明導電体12上の任意の点を指でタッチ等すると、前記透明導電体12は、タッチされた点で人体を介して接地され、各電極端子18と接地ラインとの間の抵抗値に変化が生じる。この抵抗値の変化を前記外部検知回路によって検知し、タッチした点の座標が特定される。
【0078】
前記表面型静電容量方式タッチパネルの他の一例を図2を用いて説明する。この図2においてタッチパネル20は、透明基板21の表面を覆うように配された透明導電体22と透明導電体23と、該透明導電体22と該透明導電体23とを絶縁する絶縁層24と、指等の接触対象と透明導電体22又は透明導電体23の間に静電容量を生じる絶縁カバー層25からなり、指等の接触対象に対して位置検知する。構成によっては、透明導電体22,23を一体として構成することもでき、また、絶縁層24又は絶縁カバー層25を空気層として構成してもよい。
絶縁カバー層25を指等でタッチすると、指等と透明導電体22又は透明導電体23の間の静電容量の値に変化が生じる。この静電容量値の変化を前記外部検知回路によって検知し、タッチした点の座標が特定される。
また、図3により、投影型静電容量方式タッチパネルとしてのタッチパネル20を透明導電体22と透明導電体23とを平面から視た配置を通じて模式的に説明する。
タッチパネル20は、X軸方向の位置を検出可能とする複数の透明導電体22と、Y軸方向の複数の透明導電体23とが、外部端子に接続可能に配されている。透明導電体22と透明導電体23とは、指先等の接触対象に対し複数接触して、接触情報が多点で入力されることを可能とされる。
このタッチパネル20上の任意の点を指でタッチ等すると、X軸方向及びY軸方向の座標が位置精度よく特定される。
なお、透明基板、保護層等のその他の構成としては、前記表面型静電容量方式タッチパネルの構成を適宜選択して適用することができる。また、タッチパネル20において、複数の透明導電体22と、複数の透明導電体23とによる透明導電体のパターンの例を示したが、その形状、配置等としては、これらに限られない。
【0079】
前記抵抗膜式タッチパネルの一例について図4を用いて説明する。この図4において、タッチパネル30は、透明導電体32が配された基板31と、該透明導電体32上に複数配されたスペーサ36と、空気層34を介して、透明導電体32と接触可能な透明導電体33と、該透明導電体33上に配される透明フィルム35とが支持されて構成される。
このタッチパネル30に対して、透明フィルム35側からタッチすると、透明フィルム35が押圧され、押し込まれた透明導電体32と透明導電体33とが接触し、この位置での電位変化を図示しない外部検知回路で検出することで、タッチした点の座標が特定される。
【0080】
(集積型太陽電池)
本発明の集積型太陽電池は、本発明の前記導電性組成物を有することを特徴とする。
前記集積型太陽電池(以下、太陽電池デバイスと称することもある)としては、特に制限はなく、太陽電池デバイスとして一般的に用いられるものを使用することができる。例えば、単結晶シリコン系太陽電池デバイス、多結晶シリコン系太陽電池デバイス、シングル接合型、又はタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池デバイス、ガリウムヒ素(GaAs)、インジウム燐(InP)等のIII−V族化合物半導体太陽電池デバイス、カドミウムテルル(CdTe)等のII−VI族化合物半導体太陽電池デバイス、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI−III−VI族化合物半導体太陽電池デバイス、色素増感型太陽電池デバイス、有機太陽電池デバイスなどが挙げられる。これらの中でも、本発明においては、上記太陽電池デバイスが、タンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池デバイス、及び銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI−III−VI族化合物半導体太陽電池デバイスであることが好ましい。
【0081】
タンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池デバイスの場合、アモルファスシリコン、微結晶シリコン薄膜層、また、これらにゲルマニウムを含んだ薄膜、更に、これらの2層以上のタンデム構造が光電変換層として用いられる。成膜はプラズマCVD等を用いる。
【実施例】
【0082】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。以下の記載において、「部」、「%」及び「比」は、他の指定がない限り、質量基準である。
【0083】
(合成例1) −非水溶性ポリマーP−1の合成−
反応容器中に1−メトキシ−2−プロパノール(MMPGAC、ダイセル化学工業(株)製) 8.57部をあらかじめ加えて90℃に昇温し、モノマーとしてイソプロピルメタクリレートを6.27部、メタクリル酸を5.15部、アゾ系重合開始剤(和光純薬社製、V−601)を1部、及び、1−メトキシ−2−プロパノール8.57部からなる混合溶液を窒素ガス雰囲気下、90℃の反応容器中に2時間かけて滴下した。滴下後4時間反応させて、アクリル樹脂溶液を得た。
次いで、前記アクリル樹脂溶液に、ハイドロキノンモノメチルエーテルを0.025部、及びテトラエチルアンモニウムブロマイドを0.084部を加えた後、5.41部のグリシジルメタクリレートを2時間かけて滴下した。滴下後、空気を吹き込みながら90℃で4時間反応させ後、固形分濃度が45%になるように1−メトキシ−2−プロパノールを添加することにより調製し、非水溶性ポリマーP−1(酸価:73mgKOH/g、Mw:10,000)の45%1−メトキシ−2−プロパノール溶液を得た。
なお、樹脂P−1の重量平均分子量Mwは、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)を用いて測定した。非水溶性ポリマーP−1のSP値は、沖津法により算出し、21MPa1/2であった。
【0084】
(合成例2) −非水溶性ポリマーP−26の合成−
合成例1と同様にして、但し、モノマーとしてシクロヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート、及びメタクリル酸をそれぞれ45.5mol%:2mol%:52.5mol%となるように調整して、アクリル樹脂溶液を得た。その後、合成例1と同様にして、但し、グリシジルメタクリレートの量を、このアクリル樹脂溶液中のアクリル樹脂に含まれるカルボキシル基の当量に対して、0.64当量比に相当する量として、非水溶性ポリマーP−26(Mw:30,000)の45%1−メトキシ−2−プロパノール溶液を得た。非水溶性ポリマーP−26のSP値は、沖津法により算出し、22MPa1/2であった。
(合成例3) −非水溶性ポリマーP−29の合成−
合成例1において、モノマーとしてイソプロピルメタクリレート及びメタクリル酸の代わりに、ジシクロペンタニルメタクリレート(FA−513M、日立化成工業(株)製)及びメタクリル酸を用い、前記例示化合物に示したように樹脂P−29におけるモノマー構成比が40:25:35のモル比となるように各モノマーの添加量を変更した以外は、合成例1と同様の方法により合成し、非水溶性ポリマーP−29の溶液(固形分濃度=45%)を得た。
非水溶性ポリマーP−29は、酸価:73.9mgKOH/g、Mw:15,000であった。非水溶性ポリマーP−29のSP値は、沖津法により算出し、22MPa1/2であった。
【0085】
(合成例4) −非水溶性ポリマーP−5の合成−
合成例1において、モノマーとしてt-ブチルメタクリレート、メタクリル酸、前述の構造式(2)で表される化合物としての化合物(6)のモノマーを、前記例示化合物に示したように樹脂P−5におけるモノマー構成比45:20:35のモル比となるように各モノマーの添加量を変更した以外は、合成例1と同様の方法により合成し、非水溶性ポリマーP−5の溶液(固形分濃度=45%)を得た。
非水溶性ポリマーP−5は、酸価:73mgKOH/g、Mw:20,000であった

(合成例5) −非水溶性ポリマーP−10の合成−
合成例1において、モノマーとして、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、グリシジルメタクリレートを、前記例示化合物に示したように樹脂P−10におけるモノマー構成比30:30:40のモル比となるように各モノマーの添加量を変更した以外は、合成例1と同様の方法により合成し、非水溶性ポリマーP−10の溶液(固形分濃度=45%)を得た。
非水溶性ポリマーP−10は、酸価:74.2mgKOH/g、Mw:17,000であった
【0086】
(合成例6) −非水溶性ポリマーP−12の合成−
合成例1において、モノマーとして、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、前述の構造式(2)で表される化合物としての化合物(6)のモノマーを、前記例示化合物に示したように樹脂P−12におけるモノマー構成比30:30:40のモル比となるように各モノマーの添加量を変更した以外は、合成例1と同様の方法により合成し、非水溶性ポリマーP−12の溶液(固形分濃度=45%)を得た。
非水溶性ポリマーP−12は、酸価:74mgKOH/g、Mw:18,000であった。
(合成例7) −非水溶性ポリマーP−18の合成−
合成例1において、モノマーとして、ジシクロトリメチルメタクリレート、メタクリル酸、グリシジルメタクリレートを、前記例示化合物に示したように樹脂P−18におけるモノマー構成比40:25:35のモル比となるように各モノマーの添加量を変更した以外は、合成例1と同様の方法により合成し、非水溶性ポリマーP−18の溶液(固形分濃度=45%)を得た。
非水溶性ポリマーP−18は、酸価:73mgKOH/g、Mw:19,000であった。
【0087】
(合成例8) −非水溶性ポリマーP−20の合成−
合成例1において、モノマーとして、ジシクロトリメチルメタクリレート、メタクリル酸、前述の構造式(2)で表される化合物としての化合物(6)のモノマーを、前記例示化合物に示したように樹脂P−20におけるモノマー構成比40:30:30のモル比となるように各モノマーの添加量を変更した以外は、合成例1と同様の方法により合成し、非水溶性ポリマーP−20の溶液(固形分濃度=45%)を得た。
非水溶性ポリマーP−20は、酸価:74.2mgKOH/g、Mw:21,000であった。
【0088】
(調製例1)
−銀ナノワイヤ分散物(1)の調製−
硝酸銀粉末0.51gを純水50mLに溶解した硝酸銀溶液を調製した。その後、前記硝酸銀溶液に1Nのアンモニア水を透明になるまで添加し、全量が100mLになるように、純水を添加して、溶液Aを調製した。
グルコース粉末0.5gを140mLの純水で溶解して、溶液Bを調製した。
HTAB(ヘキサデシル−トリメチルアンモニウムブロミド)粉末0.5gを27.5
mLの純水で溶解して、溶液Cを調製した。
溶液A 20.6mLを三口フラスコ内に入れ室温にて攪拌した。この液に純水41mL、溶液C 20.6mL及び溶液B 16.5mLの順でロートにて添加し、90℃で5時間、200rpmで攪拌しながら加熱することで、銀ナノワイヤ水分散物(1)を得た。
得られた銀ナノワイヤ水分散物(1)を冷却した後、遠心分離し、伝導度が50μS/cm以下になるまで精製し、分散剤としてソルスパース24000(日本ルーブリゾール社製)を銀に対し2質量%添加し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで更に遠心分離を行い水を除去し、最終的にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加し、銀ナノワイヤ分散物(1)を得た。
得られた銀ナノワイヤ(1)の平均短軸径、平均長軸径、短軸径の変動係数、及び高アスペクト銀ナノワイヤの比率(即ち、アスペクト比が10以上の銀ナノワイヤの比率)を、以下に示すようにして測定した。結果を表1に示す。
【0089】
(調製例2)
−銀ナノワイヤ分散物(2)の調製−
エチレングリコール30mLを三口フラスコに入れ160℃に加熱した。その後、36mMのポリビニルピロリドン(PVP;K−55)、3μMのアセチルアセトナート鉄、60μMの塩化ナトリウムエチレングリコール溶液18mLと、24mMの硝酸銀エチレングリコール溶液18mLを毎分1mLの速度で添加した。160℃で60分加熱後室温まで冷却した。水を加えて遠心分離し、伝導度が50μS/cm以下になるまで精製し、銀ナノワイヤ水分散物(2)を得た。
【0090】
得られた銀ナノワイヤの水分散物(2)を遠心分離の後、デカンテーションにより水を除去し、分散剤として、ソルスパース24000(日本ルーブリゾール社製)を銀に対し2質量%添加し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで更に遠心分離を行い水を除去し、最終的にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加し、銀ナノワイヤ分散物(2)を得た。
得られた銀ナノワイヤ(2)の平均短軸径、平均長軸径、短軸径の変動係数、及び高アスペクト銀ナノワイヤの比率を調製例1の場合と同様にして測定した。結果を表1に示す。
【0091】
(調製例3)
−銀ナノワイヤ分散物(3)の調製−
調製例1において、ヘキサデシル−トリメチルアンモニウムブロミドを、ステアリルトリメチルアンモニウムブロミドに変更した以外は、調製例1と同様にして、銀ナノワイヤ分散物(3)を得た。得られた銀ナノワイヤ分散物(3)中の銀ナノワイヤは、平均短軸径14nm、平均長軸径32μmのワイヤ状であった。
得られた銀ナノワイヤ分散物(3)の平均短軸径、平均長軸径、短軸径の変動係数、及び高アスペクト銀ナノワイヤの比率を調製例1の場合と同様にして測定した。結果を表1に示す。
【0092】
(調製例4)
−銀ナノワイヤ分散物(4)の調製−
調製例1において、三口フラスコにあらかじめシクロヘキサノールを6.9mL添加した以外は、調製例1と同様にして、銀ナノワイヤ分散物(4)を得た。得られた銀ナノワイヤ分散物(4)中の銀ナノワイヤは、平均短軸径42nm、平均長軸径29μmのワイヤ状であった。
得られた銀ナノワイヤ分散物(4)の平均短軸径、平均長軸径、短軸径の変動係数、及び高アスペクト銀ナノワイヤの比率を調製例1の場合と同様にして測定した。結果を表1に示す。
【0093】
(調製例5)
調製例1において、三口フラスコにあらかじめシクロヘキサノールを10.4mL添加した以外は、調製例1と同様にして、銀ナノワイヤ分散物(5)を得た。得られた銀ナノワイヤ分散物(5)中の銀ナノワイヤは、平均短軸径52nm、平均長軸径24μmのワイヤ状であった。
得られた銀ナノワイヤ分散物(5)の平均短軸径、平均長軸径、短軸径の変動係数、及び高アスペクト銀ナノワイヤの比率を調製例1の場合と同様にして測定した。結果を表1に示す。
【0094】
<銀ナノワイヤの平均短軸径(直径)及び平均長軸径>
透過型電子顕微鏡(TEM;日本電子株式会社製、JEM−2000FX)を用い、300個の銀ナノワイヤを観察し、その平均値から銀ナノワイヤの平均短軸径及び平均長軸径を求めた。
【0095】
<銀ナノワイヤ短軸径の変動係数>
透過型電子顕微鏡(TEM;日本電子株式会社製、JEM−2000FX)を用い、銀ナノワイヤの短軸径を300個観察し、その平均値から銀ナノワイヤの短軸径を計測し、その標準偏差と平均値を計算することにより変動係数を求めた。
【0096】
<アスペクト比が10以上の金属ナノワイヤ金属ナノワイヤの比率>
各銀ナノワイヤ水分散物をろ過して銀ナノワイヤとナノワイヤ形状以外の銀粒子を分離し、ICP発光分析装置(株式会社島津製作所製、ICPS−8000)を用いて、フィルターに残っている銀の量と、フィルターを透過した銀の量を各々測定し、平均短軸径が45nm以下であり、かつ平均長軸径が5μm以上である銀ナノワイヤをアスペクト比が10以上の銀ナノワイヤ金属ナノワイヤの比率(%)として求めた。
なお、銀ナノワイヤ金属ナノワイヤの比率を求める際のろ過には、メンブレンフィルター(Millipore社製、FALP 02500、孔径1.0μm)を用いて行った
【0097】
【表1】

【0098】
(実施例1)
−透明導電体1の作製(非水溶性ポリマーP−26を使用)−
銀ナノワイヤ分散物(1)と非水溶性ポリマーP−26の含有比率(銀ナノワイヤ/非水溶性ポリマー)を1/2となるように混合させて、導電性組成物1を調製した。この導電性組成物1中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。
市販の二軸延伸熱固定済の厚み100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)支持体の表面にドクターコーターを用いて、前記導電性組成物1を平均厚みが15μmとなるように塗布し、温度25℃、湿度55%RHの条件下で乾燥させることで、透明導電体1を作製した。銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0099】
(実施例2)
−透明導電体2の作製(非水溶性ポリマーP−26を使用)−
実施例1において、銀ナノワイヤ分散物(1)と非水溶性ポリマーP−26の含有比率(銀ナノワイヤ/非水溶性ポリマー)を1/2から1/5に変えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物2、及び透明導電体2を得た。なお、導電性組成物2中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体2中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0100】
(実施例3)
−透明導電体3の作製(非水溶性ポリマーP−1を使用)−
実施例1において、非水溶性ポリマーP−26を非水溶性ポリマーP−1に変えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物3、及び透明導電体3を得た。なお、導電性組成物2中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体2中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
(実施例4)
−透明導電体4の作製(非水溶性ポリマーP−29を使用)−
実施例1において、非水溶性ポリマーP−26を非水溶性ポリマーP−29に変えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物4、及び透明導電体4を得た。なお、導電性組成物2中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体2中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0101】
(実施例5)
−透明導電体5の作製(非水溶性ポリマーP−26を使用)−
実施例1において、分散剤をソルスパース24000からポリビニルピロリドンK−30(和光純薬工業社製)に代え、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをプロピレングリコールモノメチルエーテルに代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物5、及び透明導電体5を得た。なお、導電性組成物5中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体5中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0102】
(実施例6)
−透明導電体6の作製(非水溶性ポリマーP−26を使用)−
実施例1において、銀ナノワイヤ分散物(1)を銀ナノワイヤ分散物(3)に代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物6、及び透明導電体6を得た。なお、導電性組成物6中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体6中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0103】
(実施例7)
−透明導電体7の作製(非水溶性ポリマーP−26を使用)−
実施例1において、銀ナノワイヤ分散物(1)を銀ナノワイヤ分散物(4)に代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物7、及び透明導電体7を得た。なお、導電性組成物7中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体8中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0104】
(実施例8〜12)
−透明導電体8〜12の作製
実施例1において、非水溶性ポリマーP−26を非水溶性ポリマーP−5、P−10、P−12、P−18又はP−20に変えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物8〜12、及び透明導電体8〜123を得た。なお、各導電性組成物中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。また、各透明導電体中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0105】
(比較例1)
−透明導電体Aの作製(非水溶性ポリマーP−26を使用)−
実施例1において、銀ナノワイヤ分散物(1)を銀ナノワイヤ分散物(5)に代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物A、及び透明導電体Aを得た。なお、導電性組成物A中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体A中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0106】
(比較例2)
−透明導電体Bの作製(非水溶性ポリマーP−26を使用)−
実施例1において、銀ナノワイヤ分散物(1)を銀ナノワイヤ分散物(2)に代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物B、及び透明導電体Bを得た。なお、導電性組成物B中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体B中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0107】
(比較例3)
−透明導電体Cの作製(非水溶性ポリマーP−26を使用)−
実施例2において、銀ナノワイヤ分散物(1)を銀ナノワイヤ分散物(2)に代えた以外は、実施例2と同様にして、導電性組成物C、及び透明導電体Cを得た。なお、導電性組成物C中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ;株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体C中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0108】
(比較例4)
−透明導電体Dの作製(水溶性ポリマーを使用)−
実施例1において、非水溶性ポリマーP−26を水溶性ポリマーとしてのポリビニルピロリドン(PVP;K−30、和光純薬工業社製、SP値31.5MPa1/2)に代え、銀ナノワイヤ分散物(1)を銀ナノワイヤ分散物(2)に代え、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをプロピレングリコールモノメチルエーテルに代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物D、及び透明導電体Dを得た。なお、導電性組成物中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体D中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0109】
(比較例5)
−透明導電体Eの作製(水溶性ポリマーを使用)−
比較例4において、銀ナノワイヤ分散物(2)を銀ナノワイヤ分散物(1)に代えた以外は、比較例4と同様にして、導電性組成物E、及び透明導電体Eを得た。なお、導電性組成物E中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体E中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0110】
(比較例6)
−透明導電体Fの作製(水溶性ポリマーを使用)−
比較例5において、銀ナノワイヤ分散物(1)と水溶性ポリマーとしてのポリビニルピロリドン(PVP)の含有比率(銀ナノワイヤ/PVP)を1/2から1/5に変えた以外は、比較例5と同様にして、導電性組成物F、及び透明導電体Fを得た。なお、導電性組成物F中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体F中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0111】
(比較例7)
−透明導電体Gの作製−
実施例1において、非水溶性ポリマーP−26をポリイソブチレン(和光純薬工業社製、SP値15.8MPa1/2)に代え、塗布溶媒の半分の体積分をTHF(テトラヒドロフラン、和光純薬工業社製)に置き換えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物G、及び透明導電体Gを得た。なお、導電性組成物G中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体G中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
【0112】
(比較例8)−透明導電体Hの作製−
実施例1において、非水溶性ポリマーP−26を下記組成の光硬化性組成物に置き換えた以外は、実施例1と同様にして、導電性組成物Hを得た。この導電性組成物Hを、市販の二軸延伸熱固定済の厚み100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)支持体の表面にドクターコーターを用いて、前記導電性組成物1を平均厚みが15μmとなるように塗布し、温度25℃、湿度55%RHの条件下で乾燥させ、塗膜に紫外線を照射して硬化させて、透明導電体Hを得た。なお、導電性組成物H中に含まれる銀ナノワイヤ量を、ICP(高周波誘導結合プラズマ、株式会社島津製作所製、ICPS−1000IV)にて測定したところ、0.27%であった。透明導電体H中に含まれる銀ナノワイヤ量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.04g/mであった。
光硬化性組成物:
トリプロピレングリコールジアクリレート 73.1部
リン酸トリメチロールトリアクリレート 22.0部
光開始剤(チバ社製イルガキュアー 745) 4.9部
酸化防止剤(4−メトキシフェノール) 0.03部
【0113】
次に、実施例1〜実施例12及び比較例1〜比較例8で作製された各透明導電体について、以下のようにして、導電性、透過率、ヘイズ、耐久性、及び可撓性を評価した。結果を表2に示す。
<透明導電体の導電性>
各透明導電体の導電性は、Loresta−GP MCP−T600(三菱化学株式会社製)を用い表面抵抗(Ω/□)の測定により求めた。
<透明導電体の光透過率>
各透明導電体の光透過率は、分光光度計(UV2400−PC、株式会社島津製作所製)を用いて空気をリファレンスとして波長450nm及び波長800nmにて求めた。
<透明導電体のヘイズ>
各透明導電体のヘイズは、ガードナー社製ヘイズガードプラスを用いて測定した。
【0114】
<透明導電体の湿熱経時耐久性>
耐久性の評価として、湿熱経時試験を行った。各透明導電体を温度80℃、湿度85%RHで250時間経時した後、Loresta−GP MCP−T600(三菱化学株式会社製)を用い、表面抵抗(Ω/□)を測定し、以下のとおり評価した。
R1(経時後抵抗率)/R0(経時前抵抗率)×100=抵抗率変化(%)
[評価基準]
1:抵抗率変化が300%以上で、実用上問題のあるレベルである
2:抵抗率変化が300%未満200%以上で、実用上問題のあるレベルである
3:抵抗率変化が200%未満150%以上で、実用上問題のあるレベルである
4:抵抗率変化が150%未満110%以上で、実用上問題のないレベルである
5:抵抗率変化が110%未満で、実用上問題のないレベルである
【0115】
<透明導電体の可撓性>
得られた各サンプルの導電層を付与した面を外側にし、直径9mmの金属棒に巻きつけ、15秒間静置させた。巻きつけ前後の各サンプルの表面抵抗を、Loresta−GP MCP−T600(三菱化学株式会社製)により測定し、その変化を、(巻きつけ後)/(巻きつけ前)×(100%)=抵抗率変化(%)とし、以下の基準で評価した。なお、可撓性は、数字が大きいほど優れていることを示す。
[評価基準]
1:抵抗率変化が300%以上で、実用上問題のあるレベルである
2:抵抗率変化が300%未満150%以上で、実用上問題のあるレベルである
3:抵抗率変化が150%未満130%以上で、実用上問題のないレベルである
4:抵抗率変化が130%未満115%以上で、実用上問題のないレベルである
5:抵抗率変化が115%未満で、実用上問題のないレベルである
【0116】
【表2】

【0117】
表2の結果から、実施例1〜実施例12では、非常に細い金属ナノワイヤと上記特定の非水溶性ポリマーを組み合わせて使用することで、導電性、450nmの透過率、800nmの透過率、ヘイズ、耐久性、及び可撓性のすべてにおいて優れているのに対し、比較例1〜比較例7は、導電性、透過率、ヘイズ、耐久性及び可撓性のうち少なくとも1つは劣っていることが分かった。特に、比較例1から金属ナノワイヤの平均短軸径が52nmの場合には、ヘイズが上昇し、耐久性やかとう性も劣ることがわかった。
【0118】
(タッチパネルの作製)
実施例1〜実施例12の透明導電体は、長波長の透過率が高いことから実施例1〜実施例12の透明導電体を用いて作製したタッチパネルを使用した場合、透過率の向上により視認性に優れ、かつ導電性の向上により素手、手袋を嵌めた手、指示具のうち少なくとも1つによる文字等の入力又は画面操作に対し応答性に優れるタッチパネルを製作できることがわかった。なお、タッチパネルとは、いわゆるタッチセンサ及びタッチパッドを含むものとする。
タッチパネルの作製に際しては、『最新タッチパネル技術』(2009年7月6日発行社)テクノタイムズ社)、三谷雄二監修,“タッチパネルの技術と開発”,シーエムシー出版(2004,12)、FPD International 2009 Forum T−11講演テキストブック、Cypress Semiconductor Corporation アプリケーションノートAN2292等に記載の公知な方法を用いた。
【0119】
(集積型太陽電池の作製)
<作製例1>
−アモルファス太陽電池(スーパーストレート型)の作製−
ガラス基板上に、実施例1の導電性組成物1を塗布し、温度25℃、湿度55%RHの条件下で乾燥させることで、透明導電体1を形成した。この透明導電体1中の銀量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.05g/mであった。その上部にプラズマCVD法により厚み15nmのp型、前記p型の上部に厚み350nmのi型、前記i型の上部に厚み30nmのn型アモルファスシリコンを形成し、前記n型アモルファスシリコンの上部に裏面反射電極として厚み20nmのガリウム添加酸化亜鉛層、前記ガリウム添加酸化亜鉛層の上部に厚み200nmの銀層を形成し、光電変換素子1Aを作製した。
【0120】
<作製例2〜7>
−アモルファス太陽電池(スーパーストレート型)の作製−
作製例1において、透明導電体1を透明導電体2及び9〜13にそれぞれ代えた以外は、作製例1と同様にして、光電変換素子2A〜7Aを作製した。
【0121】
<作製例8>
−CIGS太陽電池(サブストレート型)の作製−
ガラス基板上に、直流マグネトロンスパッタ法により厚み500nm程度のモリブデン電極、前記電極の上部に真空蒸着法により厚み2.5μmのカルコパイライト系半導体材料であるCu(In0.6Ga0.4)Se薄膜、前記Cu(In0.6Ga0.4)Se薄膜の上部に溶液析出法により厚み50nmの硫化カドミニウム薄膜を形成し、前記硫化カドミニウム薄膜の上部に実施例1の導電性組成物1を塗布し、温度25℃、湿度55%RHの条件下で乾燥させることで、透明導電体1を形成した。この透明導電体1中の銀量を蛍光X線分析装置(SII社製、SEA1100)にて測定したところ、0.05g/mであった。前記透明導電体1の上部に直流マグネトロンスパッタ法により厚み100nmのホウ素添加酸化亜鉛薄膜(透明導電層)を形成し、光電変換素子1Bを作製した。
【0122】
<作製例9〜14>
−CIGS太陽電池(サブストレート型)の作製−
作製例8において、透明導電体1を透明導電体2及び9〜13にそれぞれ代えた以外は、作製例8と同様にして、光電変換素子2B〜7Bを作製した。
【0123】
(太陽電池特性(変換効率)の評価)
各太陽電池について、AM1.5、100mW/cmの疑似太陽光を照射することで太陽電池特性(変換効率)を測定し、評価した。アモルファス太陽電池の結果を表3に、CIGS太陽電池の結果を表4に示す。
【0124】
【表3】

【0125】
【表4】

【0126】
表3及び表4の結果から、実施例1〜実施例2の透明導電体を使用した太陽電池は、比較例2〜比較例6の透明導電体を使用した太陽電池に比べて変換効率が極めて高いことが分かった。これは、非水溶性ポリマーを使用することで、透明導電体の含水率が低下し、長波長域の透過率が向上したためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0127】
本発明の導電性組成物は、優れた導電性及び透過率、ヘイズ、耐久性、及び可撓性を有しているので、例えば、タッチパネル、ディスプレイ用帯電防止、電磁波シールド、有機又は無機ELディスプレイ用電極、電子ペーパー、フレキシブルディスプレイ用電極、フレキシブルディスプレイ用帯電防止膜、太陽電池、その他の各種デバイスなどに幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【0128】
10、20、30 タッチパネル
11、21、31 透明基板
12、13、22、23、32、33 透明導電体
24 絶縁層
25 絶縁カバー層
14、17 保護膜
15 中間保護膜
16 グレア防止膜
18 電極端子
34 空気層
35 透明フィルム
36 スペーサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
平均短軸径が5nm〜45nmの金属ナノワイヤと、
アクリロイル基及びメタクリロイル基から選ばれた少なくとも一つのエチレン性不飽和基を有する非水溶性ポリマーと、
を含む導電性組成物。
【請求項2】
前記非水溶性ポリマーが、主鎖に連結する側鎖に、前記エチレン性不飽和結合を少なくとも一つ含む請求項1に記載の導電性組成物。
【請求項3】
前記非水溶性ポリマーが、下記一般式(I)で表される構造を含む請求項1または請求項2に記載の導電性組成物。
【化1】


一般式(I)中、X、YおよびZは各々独立して水素原子またはメチル基を表し、Xは分枝構造または脂環構造を有する有機基を表し、Zは単結合または二価の有機基を表し、Zはアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、x、yおよびzは、それらの合計を100モルとした場合における各繰り返し単位のモル比を表し、各々0より大きく100より少ない数値を表す。
【請求項4】
前記一般式(I)におけるXがイソプロピル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、ジシクロトリメチル基またはジシクロペンタニル基であり、かつZが2−ヒドロキシ1,3−プロピレン基または2−ヒドロキシ1,4−シクロヘキシレン基である請求項3に記載の導電性組成物。
【請求項5】
前記一般式(I)中、xが10〜75、yが5〜70、及びzが10〜70である請求項3または請求項4に記載の導電性組成物。
【請求項6】
前記非水溶性ポリマーが、10,000〜100,000の重量平均分子量を有する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の導電性組成物。
【請求項7】
前記金属ナノワイヤが、1μm〜40μmの平均長軸径を有する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の導電性組成物。
【請求項8】
前記金属ナノワイヤの含有量(A)と前記非水溶性ポリマーの含有量(B)との質量比(A/B)が、0.1〜5である請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の導電性組成物。
【請求項9】
前記金属ナノワイヤを分散させる分散剤を更に含む請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の導電性組成物。
【請求項10】
前記分散剤の含有量が、前記非水溶性ポリマー100質量部に対し、0.1質量部〜50質量部である請求項9に記載の導電性組成物。
【請求項11】
請求項1から10のいずれか一項に記載の導電性組成物を含む導電性層を有する透明導電体。
【請求項12】
前記導電性層が、0.005g/m〜0.5g/mの金属ナノワイヤを含む請求項11に記載の透明導電体。
【請求項13】
請求項11または請求項12に記載の透明導電体を含むタッチパネル。
【請求項14】
請求項11または請求項12に記載の透明導電体を含む太陽電池。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−8512(P2013−8512A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−139402(P2011−139402)
【出願日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】