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公開番号2025116015
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2025079614,2021552428
出願日2025-05-12,2020-10-15
発明の名称導電膜、分散体とこれらの製造方法、及び導電膜を含むデバイス
出願人国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人青藍国際特許事務所
主分類C09D 5/24 20060101AFI20250731BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】半導体ナノ粒子を導電要素として含む導電膜の製造に適した分散体を提供する。
【解決手段】分散媒と、分散媒中に分散した半導体ナノ粒子と、第1化合物と、を含み、
第1化合物は、半導体ナノ粒子に付着した付着化合物、及び半導体ナノ粒子から遊離した
遊離化合物として存在し、i)～iv)の少なくとも1つを満たす、分散体とする。
i)付着化合物として存在する第1化合物の量に対する遊離化合物として存在する第1
化合物の量の比が1以上。ii)半導体ナノ粒子及び第1化合物の合計量に対する第1
化合物の量の比率が質量基準で10%以上。iii)半導体ナノ粒子が、酸化物、硫化物、セレン化物及びテルル化物から選ばれる少なくとも1種を含む。iv)半導体ナノ粒子が、柱状体及び/又は多面体である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
分散媒と、前記分散媒中に分散した半導体ナノ粒子と、第１化合物と、を含み、
前記第１化合物は、前記半導体ナノ粒子に付着した付着化合物、及び、前記半導体ナノ粒子から遊離した遊離化合物として存在し、
ｉ）～ｉｖ）から選択される少なくとも１つを満たす、分散体。
ｉ）前記付着化合物として存在する前記第１化合物の量に対する前記遊離化合物として存在する前記第１化合物の量の比が１以上である。
ｉｉ）前記半導体ナノ粒子及び前記第１化合物の合計量に対する前記第１化合物の量の比率が、質量基準で１０％以上である。
ｉｉｉ）前記半導体ナノ粒子が、酸化物、硫化物、セレン化物及びテルル化物から選ばれる少なくとも１種を含む。
ｉｖ）前記半導体ナノ粒子が、柱状体及び／又は多面体である。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
少なくともｉ）を満たす、請求項１に記載の分散体。
【請求項３】
ｉ）～ｉｖ）をすべて満たす、請求項２に記載の分散体。
【請求項４】
前記分散体を基材上に塗布して塗布膜を形成したときに、前記半導体ナノ粒子が自律的に配列することにより、前記半導体ナノ粒子が互いに離間して配列した配列部が前記塗布膜の断面に形成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の分散体。
【請求項５】
前記半導体ナノ粒子が硫化銅を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の分散体。
【請求項６】
前記硫化銅がコベライト及び／又はロキシバイトを含む、請求項５に記載の分散体。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか１項に記載の分散体の製造方法であって、
分散媒、前記分散媒中に分散した半導体ナノ粒子、第１化合物、及び不純物を含む原液と、溶媒とを混合して混合液を得ることと、
前記混合液に５０００ｒｐｍ未満の回転速度で遠心操作を適用することと、
前記遠心操作の後に、前記混合液から、前記不純物の少なくとも一部と共に前記溶媒を除去することと、
を含む、分散体の製造方法。
【請求項８】
分散媒と、前記分散媒中に分散した半導体ナノ粒子と、第１化合物とを含み、前記第１化合物は、前記半導体ナノ粒子に付着した付着化合物、及び、前記半導体ナノ粒子から遊離した遊離化合物として存在する分散体である、第１インクと、
前記第１化合物よりも分子量が小さく、前記第１化合物を置換して前記半導体ナノ粒子に付着可能な第２化合物を含む第２インクと、を備えたインクセット。
【請求項９】
前記第２化合物の分子量が６０未満である、請求項８に記載のインクセット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電膜、特に光透過性を有する導電膜に関する。また、本発明は、導電膜の製造方法、導電膜を製造するための分散体、及び分散体の製造方法に関し、さらに、導電膜を含むデバイスに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
導電膜、特に光透過性が高い透明導電膜は、電極、帯電防止膜等として種々のデバイスに使用されている。導電膜の工業的量産は、スパッタリング法に代表される真空成膜法により実施されることが多い。
【０００３】
真空成膜法には、減圧雰囲気を必要とするために大規模な設備を要し、用いうる基材にも制限があるという問題がある。この事情に鑑み、銀ナノワイヤーを含む導電膜（例えば特許文献１及び非特許文献１）、カーボンナノチューブを含む導電膜（例えば特許文献２）等が提案されている。これらの導電膜は、減圧雰囲気を必要としない印刷法、塗布法等により成膜することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－９２０３６号公報
国際公開第２０１５／１１５１０２号
【非特許文献】
【０００５】
中澤恵理他、「透明導電膜向け銀ナノワイヤインクの開発」、スマートプロセス学会誌、一般社団法人スマートプロセス学会、２０１５年、第４巻、第４号、ｐｐ２０２－２０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、銀ナノワイヤー、カーボンナノチューブ等といった貴金属の単体材料や特殊な炭素材料は、その製造コストを引き下げるのが容易でない。本発明は、真空成膜法を適用せずに成膜することが可能であって、導電性を発現するための導電要素として、貴金属及び特殊な炭素材料に相当しない材料を含む導電膜を提供することを目的とする。本発明の別の目的は、このような導電膜を製造するための方法及び分散体、分散体の製造方法、さらにはこのような導電膜を含むデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
膜において導電要素が互いに接触して形成された導電パスが存在することは、実用的な導電性の発現に必須と考えられてきた。しかし、本発明者の検討によると、互いに離間した半導体ナノ粒子を含む膜からも予想外に高い導電性が発現し得る。
【０００８】
すなわち、本発明は、
半導体ナノ粒子の配列部を含み、
前記配列部を含む断面を観察したときに、前記配列部では、前記半導体ナノ粒子が互いに離間した状態で一列に配列し、
少なくとも１つの方向に沿って測定した導電率Ｃ１が７Ｓ／ｃｍ以上である、導電膜、を提供する。
【０００９】
導電膜に対して要求されている導電性は、特定の方向について達成されていれば実用上足りることがある。この観点からは、導電膜は、必ずしもすべての方向について高い導電率を発現する必要はない。この着想に基づけば、半導体ナノ粒子を導電要素として含む利用価値が高い導電膜を得ることができる。
【００１０】
すなわち、本発明は、その別の側面から、
半導体ナノ粒子を導電要素として含有し、
前記導電要素により、
第１方向に沿って測定した導電率Ｃ１が７Ｓ／ｃｍ以上、
第２方向に沿って測定した導電率Ｃ２が前記導電率Ｃ１の１０％未満である、異方性がある導電性が発現し、
前記第１方向及び前記第２方向のいずれか一方が膜面方向であって他方が膜厚方向である、導電膜、を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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