(57)【要約】【課題】【解決手段】  透明導電インクが提供される。前記導電性インクは、全般的に導電材料のフレークをインクキャリア材料と混合したものを有する。本発明では、導電材料を事前にアニーリングした薄片状フレークまたはプレートレットにして適切な流体で混合することにより先行技術の問題が解決され、その注目すべき導電特性を生かしながら導電性インクを多目的な用途に利用できるようになることを示している。前記導電性プレートレットはすでにアニーリングされているため、この導電性インクは、室温で適用でき、ユーザによる追加のアニーリングまたは処理が不要である。
2005524945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電透明インクを生成する方法であって、
剛性の透明導電膜を提供する工程と、
前記導電透明膜を複数の導電透明フレークに変形させる工程と、
前記導電透明フレークを透明なインクキャリア材料と混合する工程と、
を有する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記導電透明膜は、スパッタリングまたは化学気相成長法による透明導電材料の基板上へのコーティングにより形成されるものである。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、前記基板および前記コーティングは前記フレークを形成するために使用するものである。
【請求項４】
請求項２記載の方法において、前記コーティングは前記基板から取り外し、さらに前記フレークは前記基板なしの前記コーティングから形成されるものである。
【請求項５】
透明な導電インクであって、
透明な導電フレークと、
透明なインクキャリア材料と、
を有する透明導電インク。
【請求項６】
実質的に透明な導電インクであって、
実質的に透明な導電フレークと、
実質的に透明なインクキャリア材料と、
を有する実質的に透明な導電インク。
【請求項７】
導電プレートレット生成機器であって、
容器および導電前駆物質を生成するための手段と、
膜塗布装置と、
前記膜塗布装置により前記導電前駆物質の膜でコーティングされる第１の基板と、
前記導電前駆物質を望ましい電気抵抗にアニーリングするためのアニーリング機器と、
導電膜を生成するため乾燥および冷却を行う手段と、
接着剤塗布装置により接着剤でコーティングされた第２の基板であって、
前記接着剤が前記第２の基板への塗布後に、乾燥機器により乾燥される、第２の基板と、
導電膜を第１の基板から接着剤でコーティングした第２の基板へと転写するための装置と、
前記導電膜と前記接着剤とを脆化するための手段と、
小さいプレートレットに粉砕し、前記脆化した導電膜と接着剤とを第２の基板から取り外すための手段と、
前記導電プレートレットを前記接着剤から分離するための手段と、
前記導電プレートレットを乾燥し、さらにより小さいプレートレットへと粉砕するための手段と
を有する導電プレートレット生成機器。
【請求項８】
請求項７に係る導電プレートレット生成機器において、第１および第２の基板は、ドラムにより回転する連続的に逆回転し合うベルトであり、このベルトは導電膜を転写するため連続的に接触し合うものである。
【請求項９】
請求項７に係る導電プレートレット生成機器において、前記脆化手段は、前記材料を低温に冷却するためのチャンバーであり、前記チャンバーにおいて、ほぼすべての導電前駆物質は脆化し、容易にプレートレットへと粉砕されるものである。
【請求項１０】
請求項７に係る導電プレートレット生成機器において、前記脆化した導電膜と接着剤とを粉砕し取り外すための前記手段は、超音波空気ジェット、ウォータージェット、または流体および研磨性粉末を有するスラリーのジェットかである。
【請求項１１】
請求項７に係る導電プレートレット生成機器において、前記導電プレートレットを前記接着剤から分離するための前記手段は、前記接着剤を適切な溶媒に溶解するものである。
【請求項１２】
請求項７に係る導電プレートレット生成機器において、前記第２の基板は取り除かれ、前記導電膜はプレートレットへと粉砕され、超音波槽により前記第１の基板から直接取り外されるものである。
【請求項１３】
請求項７に係る導電プレートレット生成機器において、前記脆化した導電膜と接着剤とを粉砕し取り外すための前記手段は、前記膜を吸引するための減圧手段である。
【請求項１４】
導電インク生成機器であって、
連続的に移動する基板と、
前記基板を導電膜でコーティングするための手段と、
小さい導電プレートレットの形態で前記導電膜を取り外すための手段と、
適切な母材を前記導電プレートレットと混合し、導電インクの最終生成物を生成するための手段と、
を有する導電インク生成機器。
【請求項１５】
請求項１４に係る導電インク生成機器において、基板から前記導電膜を取り外すための前記手段は、すべての導電膜がプレートレットになるようにそれぞれ望ましいプレートレットサイズの接着剤パターンでコーティングされた複数のベルトである。
【請求項１６】
請求項１４に係る導電インク生成機器において、前記導電プレートレットを前記接着剤から分離するための前記手段は、前記導電インクの最終生成物の生成に望ましいものと同一の流体である。
【請求項１７】
導電プレートレット生成方法であって、
ａ．第１の基板を導電前駆物質でコーティングする工程と、
ｂ．均一な厚さの導電膜を提供するための、前記導電前駆物質の処理する工程と、
ｃ．前記導電膜を第２の基板へ転写する工程であって、前記第２の基板がその表面に接着剤コーティングを有し、これにより導電膜および接着剤のコーティング構造を形成している、前記導電膜を第２の基板へ転写する工程と、
ｄ．前記導電膜および前記接着剤のコーティング構造を、選択したサイズの、接着剤でコーティングされたプレートレットに粉砕する工程と、
ｅ．前記接着剤コーティングを、前記接着剤でコーティングされたプレートレットから溶媒により分離する工程と、
ｆ．前記プレートレットを乾燥する工程と、
を有する導電プレートレット生成方法。
【請求項１８】
請求項１７に係る導電プレートレット生成方法において、前記処理する工程は、望ましい電気抵抗の膜を形成するため、前記導電前駆物質をアニーリングする工程を含むものである。
【請求項１９】
請求項１７に係る導電プレートレット生成方法であって、さらに、前記プレートレットを母材に混合する工程を含むものである。
【請求項２０】
導電プレートレット生成方法であって、
ａ．第１の基板を導電前駆物質でコーティングする工程と、
ｂ．均一な厚さの導電膜を提供するため、前記導電前駆物質を処理する工程と、
ｃ．前記導電膜を第２の基板へ転写する工程であって、前記第２の基板はその表面に接着剤コーティングを有し、これにより導電膜および接着剤のコーティング構造を形成している、前記導電膜を第２の基板へ転写する工程と、
ｄ．選択したサイズの、接着剤でコーティングされたプレートレットへ少なくとも前記導電膜を成形する工程と、
ｅ．前記接着剤コーティングを、前記接着剤でコーティングされたプレートレットから溶媒により分離する工程と、
ｆ．前記プレートレットを乾燥する工程と、
を有する導電プレートレット生成方法。
【請求項２１】
請求項２０に係る工程において、前記少なくとも前記導電膜を成形する工程は、選択したサイズの前記プレートレット中に少なくとも１つの層をフォトリソグラフィでパターニングおよびエッチングする工程を含むものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性インク材料に関し、特に透明導電性インク材料、およびそのような透明導電性インク材料の用途に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性インク材料は既知となってから暫らく経っており、パターン化した回路基板の印刷、導電膜の形成、およびアンテナ印刷など他の特別な使用の用途などに応用されてきた。
【０００３】
松下（松下電器産業株式会社）の米国特許第５，１７４，９２５号では、回路基板用の厚膜を開示している。この厚膜は、導電性金属粉末と、ガラスフリットと、遷移金属酸化物と、分配剤と、有機結合剤を含む媒体とを含む導電性インク組成物により形成される。ただし、上記で開示された材料は、凹版の溝を導電性インクで埋め、このインクを、まず弾性材料を有するブランケットへ転写し、次に回路基板へ転写したのち、当該前記インクを回路基板上へ焼き付けることにより、パターン形成しなければならない。
【０００４】
メルク（Ｍｅｒｃｋ  &  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）の米国特許第６，１６２，３７４号では、金属酸化物材料でコーティングした、非導電コンポーネントとしての酸化ケイ素フレークと、導電性コンポーネントとしての導電性色素材料とを含む色素混合物を開示している。この特許は明らかに、非導電酸化ケイ素フレークを導電性色素と組み合わせて含めると、導電性色素単独の場合より優れた導電特性が得られるという発見に基づいている。
【０００５】
大日本（大日本印刷株式会社）（訳注:原文はDai Nipponです。可能性として「大日本インキ化学工業」が妥当のようですが、ご確認いただけますでしょうか）の米国特許第６，０８４，００７号では、オフセット印刷で作製した多色画像パターン表面へのグラビア印刷により透明導電膜を形成するための透明導電性インクを開示している。この導電性インクは、熱可塑性樹脂と、非常に微細な（<１μｍ）粉末材料と、溶媒とを含む。
【０００６】
Ｓｏｌｉａｃの米国特許第５，６３９，５５６号では、回路接合部用の導電性インクを開示している。この導電性インクは、この材料を加熱すると低融解温度の金属粒子が融解して導電接続をもたらすような異なる融解温度を伴った金属粒子を有する。
【０００７】
Ｐａｒａｍｏｕｎｔ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．の米国特許第５，７６３，０５８号では、基板上に印刷した導電性液体を使った物品を開示している。それによると、導電性経路を連続的に基板へ被着できる工程が開示されている。ただし、この特許で教示されている導電性インクは、アルミニウムと、黒鉛と、金と、銀と、炭素との導電性粉末を含んでいる。これらの導電性インクは、すべて不透明な印刷線を提供する。
【０００８】
Ｋｅｙ−Ｔｅｃｈ  Ｉｎｃ．の米国特許第５，０９３，０３８号は、銀でコーティングした磁鉄鉱粒子と、エポキシ樹脂結合剤と、光開始剤とを開示している。この材料を紫外線で硬化すると、銀コーティングした磁鉄鉱粒子は全般的に硬化済み材料の頂部表面に移動して、導電性領域を形成する。
【０００９】
Ｐａｒａｍｏｕｎｔ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．は、柔軟な基板への導電性インクの直接印刷について開示している。ただし、この開示は、透明導電性インクの形成方法と、透明導電性インクの用途を教示または開示していない。従来知られている導電性インクの主な短所は、透明度の欠落である。そのため、導電性インクで形成したいかなるパターンも可視的であり、透明材料での使用を妨げ、さらに他の柔軟基板または硬質基板において審美的な魅力を損なっている。
【００１０】
透明導電膜は、既知となってから暫らく経っており、静電遮蔽、およびフラットパネルなどの作動可能ディスプレイといった用途に使われてきた。例えば、住友化学（住友化学株式会社）の米国特許第４，５９４，１８２号、第４，６１９，７０４号、第５，８５３，８６９号、第５，８４９，２２１号、第６，０５１，１６６号、第５，７８５，８９７号、第５，７６３，０９１号、第５，６６２，９６２号、および第５，４２１，９２６号は、種々の導電膜と、主に酸化スズインジウムベースの導電膜用導電材料とを開示している。これらの特許の一部（第５，６６２，９６２号および第５，４２１，９２６号など）では、酸化スズインジウムベースの導電性インクを使った導電性基板の作成方法を開示している。一般に、酸化スズインジウム粉末はキャリア材料と混合し、望ましい用途に適切な剛性に硬化する。
【００１１】
残念なことに、前記透明導電膜の形成に使われる前記導電性インクは、導電膜の形成に望ましい導電率を提供するために硬化および／またはアニーリングを行わなければならない。従って、例えばＰａｒａｍｏｕｎｔ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．に付与された特許の開示どおりに導電性パターンを直接印刷するために、住友化学の特許で開示されたインクを使うことは実践的でなく、また望ましくない。前記住友化学の特許で開示された前記導電性インクは硬化および／またはアニーリングを要するため、この硬化および／またはアニーリング工程における極端な温度に耐性を持たない可能性のある柔軟な基板への塗布は不可能である。
【００１２】
従って、基板上に直接印刷でき、さらに後続硬化および／またはアニーリングを不要にする導電性透明インク材料を提供することが望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
先行技術の前記問題および欠陥等は、導電性インク、好ましくは透明導電性インクを形成するための、本発明のいくつかの方法および機器により克服または回避される。前記導電性インクは、全般的に導電材料のフレークをインクキャリア材料と混合したものを有する。
【００１４】
本発明では、導電材料を事前にアニーリングした薄片状フレークまたはプレートレットにして適切な流体で混合することにより先行技術の問題が解決され、その注目すべき導電特性を生かしながら導電性インクを多目的な用途に利用できるようになることを示している。導電性プレートレットはすでにアニーリングされているため、この導電性インクは、室温で適用でき、ユーザによる追加のアニーリングまたは処理が不要である。
【００１５】
本発明の主な目的は、導電性の薄片状フレークまたはプレートレットの生産方法を提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、透明導電性の薄片状フレークまたはプレートレットの生産方法を提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、室温で適用でき、乾燥後にはその顕著な色彩効果を維持する導電性インクを生成することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、室温で適用でき、乾燥後にはその顕著な色彩効果を維持する透明導電性インクを生成することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、導電性インクパターンが印刷された低コストの物品を提供することである。
【００２０】
さらに、本発明の別の目的は、導電性印刷に応用するための新規性のあるペン、鉛筆、およびクレヨンを提供することである。
【００２１】
以上に述べた本発明の機能および優位性等は、当業者であれば以下の詳細な説明と図面とから理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本明細書に開示されているのは、透明導電性インクを生成するための組成である。前記透明導電性インクは、全般的に導電材料のフレークを透明インク樹脂材料と混合したものを有する。
【００２３】
導電性のある材料は、全般的に酸化スズインジウム、酸化亜鉛、不純物を添加した酸化亜鉛、他タイプの不純物添加酸化スズ、またはこれら酸化物のうち少なくとも１つを有する任意の組み合わせを有する。これら導電材料に共通の特性は、光透過性である。あるいは、光透過性が絶対条件でない場合には（例えば、前記導電性インクを暗色の基板上で使う場合は、類似色の材料が使用できる）、半透明または不透明な材料を、単独でまたは透明な材料と組み合わせて使用することもできる。
【００２４】
導電膜の生産分野で従来から知られているように、これらの導電材料は、（本明細書で形成されるフレークの前駆物質として）微粉末の形態で提供可能である。これらの粉末は、適切なキャリア前駆物質および／または必要に応じて溶媒と混合し、膜を形成するために基板へ被着または塗布される。典型的な導電膜の最終生成物は、前記基板上に提供されるか、または前記基板から取り外される。
【００２５】
導電材料のフレークは、一般に以下の手順に従い形成される。導電前駆物質（および必要な任意のキャリア前駆物質）を支持基板上に被着し、この基板上の材料をアニーリングしてコヒーレントな膜構造を形成し、その結果生じた導電膜を前記基板から取り除き、ボールミル粉砕その他既知の技術を使ってこの膜をプレートレットにする。この基本方法によれば、（前記導電前駆物質（および必要な任意のキャリア前駆物質）が透明な場合）透明なフレークを生成する上で前記基板が透明である必要はない。
【００２６】
あるいは、結果的に生じた導電膜を前記基板上に維持し、この基板には手を加えず、前記導電膜をプレートレットに加工してもよい。この基本方法によれば、透明なフレークを生成するため（前記導電前駆物質（および必要な任意のキャリア前駆物質）が透明な場合）、前記基板は、ガラス、ポリカーボネートシート、アクリルシート、および他のプラスチックなどの透明な基板を有してもよい。例えば、透明導電酸化物薄膜を成長させるための基板材料としてテレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）を使ってもよい。
【００２７】
前記材料は、電子ビーム被着、高基板温度（例えば１００℃〜２００℃）での反応蒸着、ＤＣマグネトロンスパッタリング（ＰＥＴ基板上など）後のアニーリング、ＲＦスパッタリング、パルスレーザー堆積法、またはこれらの技術のうち少なくとも１つを有する任意の組み合わせを含む（これに限定はされないが）種々の技術により被着可能である。これらの方法等により、前記酸化物の層は、望ましい導電特性に応じて１００Å〜数μｍのオーダーにすることができる。
【００２８】
図１は、典型的な導電性のフレークまたはプレートレットの形状１０を例示したものである。これらは規則的または不規則な幾何学的形状をしており、平均的な横寸法は典型的に厚さの３倍を超える。プレートレット１０の平均的な横寸法は４μｍ〜１００μｍの範囲で、平均的な厚さは２μｍ〜１０μｍの範囲である。
【００２９】
これらのプレートレット１０を適切なキャリア流体と混合すると、導電インクが生成され、これは後に印刷用途に使用される。これらの導電インクは室温で適用され、インクベースの塗布物を通常どおり室温乾燥する以外は、ユーザがさらに硬化またはアニーリングする必要はない。
【００３０】
本発明に係る導電インクは、前記導電フレークまたは導電プレートレットと、適切なキャリア材料とを有する。このキャリア材料は前記技術分野でよく知られており（Ｊ．  Ｍｉｃｈａｅｌ  Ａｄａｍｓ著、Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第３版、Ｄｅｌｍａｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，  Ｉｎｃ．、Ａｌｂａｎｙ，  Ｎ．Ｙ．、１９８８の第１８章、５２３ページなどを参照）用途に応じて選択される。本発明に係る導電インクはさらに、媒体と、タック値、乾燥速度、基板への粘着度、印刷方法または塗布方法、および他の特性に対して選択する添加剤とを有する。
【００３１】
特定の好適な実施形態では、前記キャリアは、ポリアニリン、不純物添加ＰＶＡ、または他の導電高分子などの導電特性を有する接着剤を有する。
【００３２】
図２Ａ〜図２Ｃは、高処理能力で経済的な導電プレートレット製造に使用する方法および機器を説明したものである。図２Ａの機器２２は、回転するドラム２４および２５により連続的に回転する第１のベルト３２と、この第１のベルト３２と反対方向にドラム３６および３７により回転する第２のベルト３４とを有する。前記第１のベルト３２は、膜に形成される前記導電前駆物質の組成物を運び、前記第２のベルト３４は、接着手段により導電膜を取り外すため、前記第１のベルトへと押し付けられる。前記膜に形成される導電前駆物質の組成物のコーティングおよび取り外しの方法と、最終生成物（プレートレットまたはフレーク）の生産方法とは、以下の工程に従い連続的に実行される。
【００３３】
１．溶融状態の出発導電前駆物質の組成物を容器２６に入れ、ローラー２７によりベルト２３上にコーティングする（スプレー、鋳造、化学気相成長法、レーザー蒸着、スパッタリング、および反応蒸着など、他のコーティング手段も可能）。
【００３４】
２．このコーティングされたベルトが異動する間、前記導電前駆物質の組成物の膜を平滑化し均一で再現可能な厚さを維持するため、オプションで（破線で示した）刃形装置２８を使用してもよい。過剰な導電前駆物質２９はリサイクルする。
【００３５】
３．次に、前記導電膜を（必要に応じ）補助硬化工程３０にかけ、この工程で、例えば加熱および／または紫外線照射を前記膜に行う。
【００３６】
４．高分子キャリアが前記導電前駆物質の組成物中に使われている場合は、前記高分子前駆物質のガラス温度より高い温度で前記工程を実行してもよい。
【００３７】
５．次に、前記導電膜に乾燥冷却チャンバー３１を通過させると、望ましい導電膜３２はガラス温度より低温になり脆化され、前記第２のベルト３４に粘着して転写される。
【００３８】
６．前記第２のベルト３４は、第１のベルトとは反対方向に回転し、ローラー３８により接着剤でコーティングされる（スプレーまたは他のよく知られた手段が使用可能）。前記接着剤は、乾燥用にチャンバー３９を通過し、最適な実用温度と他の接着特性を維持する。前記接着剤は、水溶性ポリビニルアルコール、または環境影響が最小限である適切な低コスト溶媒に溶解できる他の接着剤であってよい。乾燥時に脆性を有する一部の接着剤を選択してもよい。透明導電材料としては、透明接着剤を使用する。
【００３９】
７．上記で最適化した接着剤コーティング４０を、ドラム３７により、ドラム２５上の導電膜３２上にプレスする。この作用により、前記導電膜がベルト２３からベルト３４に転写される。このシステムは、前記導電膜が転写時に小さいプレートレットまたはフレークを形成するよう最適化することが好ましい。
【００４０】
８．前記接着剤上に転写された導電材料はクーラー３７ａを通過し、それは導電コーティングおよび接着剤コーティング双方の脆性を十分保証する低温まで混合コーティングを冷却する。液体二酸化炭素または液体窒素と同程度の低温に冷却することにより、前記導電コーティングおよび前記接着剤コーティングを脆化させる。
【００４１】
９．この脆化された導電コーティングと接着剤コーティングとを、超音波空気ジェット４１または空気ジェットと研磨性微粉末を混合したものにより取り外す。前記超音波手段で除去されなかった前記導電コーティングおよび接着剤コーティングは、スクラバー４２により擦り取る。導電膜のフレークを容器４３に回収し、容器４４に注ぎ入れる。
【００４２】
１０．接着剤混合物上の導電材料を、さらに望ましい平均サイズのフレークまたはプレートレットに粉砕する。次に前記接着剤を溶解して前記導電フレークから分離し、前記導電フレークを乾燥し、適切な流体と混合して導電インクを生成する。
【００４３】
１１．導電フレークを生成するための前記工程１〜１０を、ベルト２３およびベルト３４を引き続き逆回転し合わせながら、連続的に繰り返す。
【００４４】
図２Ｂは、導電フレークの生成用にベルトを１本だけ使用した異なる別の実施形態４５を示したものである。脆化させた導電膜に超音波槽４６を通過させ、強力な超音波エネルギーをこの導電膜に与えてフレーク状にする。
【００４５】
さらに、図２Ｃに示した、（最小限の工程で）導電プレートレットを生成し同時に最終導電インクを生成するための別の実施形態４７は、ベルト２３と、２つのドラム２４および２５と、導電性の膜をコーティングするための手段４８と、前記膜を転写するための手段とを有する。前記転写手段は、ローラー５０と５０ａと５０ｂとの手段によりそれぞれ接着剤でコーティングされた１つ以上の転写ベルト４９と４９ａと４９ｂとをさらに有する。前記ローラー５０と５０ａと５０ｂとは、各々のベルトをランダムな接着剤パターンでコーティングする。これらのパターンは、導電フレークを所定の平均サイズで転写するよう設計されている。前記ベルト４９と４９ａと４９ｂとを溶媒容器５１に浸漬し、前記接着剤を溶解して、インクに即時使用できる所定の平均サイズで前記フレークを沈殿させる。この場合、前記溶媒は、前記最終導電インクに必要な前記適切な流体であってよい。
【００４６】
多数の当業者は、本発明の基本的説明内容を著しく逸脱しない範囲で、導電フレークおよび／または導電インク生成工程の他の変形形態を見出せるであろう。例えば、前記導電膜が脆性を有さない場合でも、よく知られているパターニング手段およびエッチング手段で前記導電膜をプレートレット生成に使用することは可能である。この場合は、望ましいプレートレット領域を保護する役割を果たすフォトレジストパターンまたはエッチレジストパターンを生成し、露光される領域はウェットエッチング手段またはドライエッチング手段により除去される。これにより望ましいプレートレットのサイズと形状とがもたらされる。
【００４７】
他の例示的インク成分
水ベースのインクジェットインク組成
成分
機能
おおよその
濃度（％）
脱イオン水
キャリア媒体水溶液
６０〜９０
水溶性溶媒
保湿剤、粘性調整
５〜３０
［透明］＊１導電フレーク
導電性
１〜１０
界面活性剤
湿潤、浸透
０.１〜１０
殺生剤
生物の成長防止
０.０５〜１
緩衝液
インクのｐＨの制御
０.１〜０.５
他の添加剤
キレート剤、消泡剤、可溶化剤など
>１
＊ １：「透明」はオプションとして括弧で囲んでおり、本発明の説明に従い半透明または不透明なインクを調製することもできる。
【００４８】
相変化インク組成
成分
機能
おおよその
濃度（％）
固形ワックス混合物
インク媒体
４０〜７０
粘度調整剤
粘性の低減
５〜２０
タッキファイヤー
粘性の付与
１〜１５
可塑剤
柔軟性の提供
１〜１５
［透明］＊２導電フレーク
導電率
１〜１０
酸化防止剤
熱安定性
０.０５〜２
＊２：「透明」はオプションとして括弧で囲んでおり、本発明の説明に従い半透明または不透明なインクを調製することもできる。
【００４９】
導電インクの応用
本発明の説明に基づいて生成した前記導電インクは、透明度が望まれる電子技術分野や、セキュリティマーキング、アンテナ、窓（住宅用、業務用、交通用など）、玩具、スポーツ用品、ほか多数で使用できる。先行技術とは異なり、これらの導電インクは、（従来色素ベースの非導電インクなどで一般に行われている通常の乾燥を除き）追加の硬化、アニーリング、または他の処理を必要とせず、公知の手段により室温での使用が可能である。前記導電インク中で、前記導電フレークは、印刷用途または画像用途に応じホスト流体中またはホストマトリックス中で浮遊する。クレヨンまたは鉛筆の形態では、前記ホストマトリックスはワックスまたはそれと同等の室温で固体の粘性材料である。前記導電インクは、描画、塗布、プロット、および手書き用に、ペンから提供することができる。このインクは、ブラシ（絵筆）、ローラー、またはスプレーガンにより塗布できる。また、このインクは、前記ホスト流体を疎水性にしてオフセット印刷用に調整することも、また前記ホスト流体をプラスチック等の基板上に印刷するようグラビア印刷およびフレキソ印刷用に調整することも可能である。前記導電インクは、エレクトログラフィを適用したコピー機およびプリンター（ゼログラフィー方法に基づく）、または感熱式プリンターにおいて、トナーとして使用することもできる。さらに、前記導電インクはインクジェットプリンタでも使用できる。
【００５０】
従来手段で任意表面に前記透明導電インクを印刷してアンテナ用パターンを作成することにより、アンテナ（スマートカードやＲＦタグなど）を形成することも可能である。好適な１実施形態では、ＲＦタグおよびスマートカードは外部電源が不要なチップを有しており、これにより前記アンテナは十分な電力信号を受容して前記チップを作動させる。他の好適な実施形態では、単一の透明アンテナが情報を送信し、信号を受信する（物品を識別するための質問用など）。
【００５１】
オンボードチップは、既知の半導体製造法により、あるいは共同発明者の表題「Ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｔｈｅｒｅｏｆ（薄膜とその生産方法）」、２００１年９月１２日出願済み米国特許出願番号第０９／９５０，９０９号（前記開示内容はすべてこの参照により本明細書に組み込まれる）による製造技術を使って製造可能である。
【００５２】
導電性カーボンを使った従来の非透明インク、例えばアンテナなど（黒色の）印刷された導体は、視覚的に著しく目立つため、図３Ａに物品１７０上の従来アンテナ１８０で概略示したように、典型的に美的観点から非常に小さく印刷される（例えば１インチ未満）。このように印刷範囲も小さいため、アンテナなど印刷された導体を含んだ物品の能力を制限してしまう。透明伝導インクを使うことにより、従来のカーボンベースのインクと比較して、アンテナサイズの制約が取り払われ、図３Ｂに物品２７０上のアンテナ２８０で概略示したように、アンテナなど比較的大きな印刷導体を形成できる（高価な文書、通過、有価証券、メモ、ＩＤカード、パスポート、航空機および自動車の免許証、または他の物品の周縁など）。
【００５３】
別の応用では、例えば小売環境または卸売り環境で、前記透明導電インクを購買用物品のタグ上に使用できる。前記ＲＦタグは目立たないよう物品上または物品内に配置し、前記透明導電インクは、例えば直接物品上か物品パッケージ上に配置して、一体型アンテナを提供するために使用できる。
【００５４】
本透明導電インクの別の応用では、透明アンテナを既存の窓に容易に形成することができる（設置後または設置前）。あるいは、既存の窓製造工程に透明アンテナ印刷工程を容易に追加することができる。これにより、電話およびＧＰＳ装置を含む無線装置等を使った効率的な信号の送受信が可能になる。
【００５５】
ガラス窓に不可視アンテナを使用することは、特に中継器（リピータ）システムを設定する場合に望ましい。中継器システムは、ＧＰＳ信号、衛星通信、携帯電話通信、無線通信、または任意のＲＦ通信など種々の通信状態を屋内で強化する上で非常に有用である。
【００５６】
さらに異なる実施形態では、不可視アンテナを電源に接続することができ、その電源接続は、全般として信号受信状態を強化する目的で、従来の導体または不可視導体による。この電源としては、バッテリーなどの内蔵型電源であっても、あるいは典型的な建築物の電源と接続してもよい。
【００５７】
複数の不可視アンテナを相互接続（従来の導体、または本明細書で説明する不可視導体により）し、不可視アンテナのネットワークを形成することにより、通常であれば信号の受信状態が不明瞭な建築物内における効率的な信号送受信を可能にする。
【００５８】
以上、好適な実施形態を示し説明したが、これらには本発明の要旨を変更しない範囲で種々の修正形態および置換形態が可能である。このため当然のことながら、本発明は制限目的ではなく例示目的で説明している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、導電材料のプレートレットを示す。
【図２Ａ】図２Ａ〜２Ｃは、例示的な製造システムおよび製造方法を示す。
【図２Ｂ】図２Ａ〜２Ｃは、例示的な製造システムおよび製造方法を示す。
【図２Ｃ】図２Ａ〜２Ｃは、例示的な製造システムおよび製造方法を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【国際調査報告】
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