CN100593219C - 导电性薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供一种具有透明性和高水平的导电性、难以产生莫尔条纹现象的、用于电磁波屏蔽薄膜等的导电性薄膜。为了解决上述课题而公开了以下的发明,即,一种导电性薄膜,是在基材的至少一面上存在不规则的网状结构的导电部,构成上述网状结构的导电部的线宽度为30μm以下,不存在导电部的部分的面积为50%以上,被导电部的网络包围、基材薄膜露出着的部分的长轴长度/短轴长度的比的平均值为大于1、不超过3.5。

Description

导电性薄膜
技术领域
本发明涉及适用于可在等离子显示板和液晶电视等的平板显示器中使用的电磁波屏蔽薄膜的导电性薄膜。
背景技术
一般地从以家电用品、便携电话、个人电脑、电视为首的电子设备中放射出多种多样的电磁波。在增长特别显著的数字家电之中,从等离子显示板和液晶电视等的平板显示器中放出强的电磁波,担心对人体的影响。人们会在相对于这些显示器比较近的距离,并且有时长时间地观看图像。因此,需要抑制这些电磁波的电磁波屏蔽薄膜,并已潜心进行了电磁波屏蔽薄膜的研究开发。
现在人们熟知的电磁波屏蔽薄膜,采用了各种的方法制造,例如已公开了:在聚酯薄膜上贴合铜箔,采用光刻法进行规则的网状的图形化,通过按该铜箔成为网状的方式进行蚀刻,制造出导电性部分为铜、并为网状结构的导电性薄膜的方法(专利文献1)。
作为另外的方法,曾公开了:在聚酯薄膜等薄膜上采用印刷法将含有钯等镀层成核剂的组合物印刷成规则的网状,再通过对由网状的组合物形成的层实施无电解镀铜,从而制造出导电性薄膜的方法(专利文献2)。
此外,作为另外的方法,公开了:通过将纵横编织的金属纤维的编织物贴合在聚酯薄膜等上来制造出导电性薄膜的方法(专利文献3)。
另外,还公开了:使产生不规则的网状的显微裂纹,在该显微裂纹内充填有导电性物质的网状导电体(专利文献4);设有金属粒子凝聚成不规则的网状的层的透明导电膜(专利文献5);设有含胶体银粒子的层的透明导电性薄膜(专利文献6);使用了银的具有微细网状结构的透明导电膜(专利文献7)等。
专利文献1:特开2001-210988号公报(第1页、权利要求等)
专利文献2:特开2002-185184号公报(第1页、权利要求等)
专利文献3:特开平11-119672号公报(第1页、权利要求等)
专利文献4:特开平2004-228057号公报(第1页、权利要求等)
专利文献5:特开平2003-71976号公报(第1页、权利要求等)
专利文献6:特开平2001-60416号公报(第1页、权利要求等)
专利文献7:特开平10-312715号公报(第1页、权利要求等)
发明内容
然而,上述的现有技术存在如下的问题。
蚀刻铜箔的方法虽然对于得到精度非常高的网状结构而言是优异的方法,但在贴合铜箔的工序、光刻工序、蚀刻工序等各个工序中一般收获率差,结果最终制品的收获率也低。另外,由于在蚀刻工序中产生有害的废液,因此在安全方面、环境方面需要加以考虑。此外,作为原材料使用铜箔的场合,由于该铜箔的很多的部分因蚀刻而产生溶出,从而发生废液,因此也存在应该回收的原材料的量多的课题。
采用无电解镀法进行制造的方法,由于只在必要的部分中使用金属,因此具有金属废液的处理量少的特征。然而,在作为第1工序的网状印刷工序中,由于难形成更细线的图形,因此结果难得到具有细线的导电部的导电性薄膜。
贴合金属纤维的方法是非常简便的方法,也容易得到电磁波屏蔽效果,但存在网状导电部的细线化困难的课题。
上述技术中另一个大的课题是在显示器表面作为电磁波屏蔽薄膜使用时的莫尔条纹现象。所谓莫尔条纹现象,是“在几何学上规则地分布的点或线叠加时所产生的条纹状的斑纹”。就平板显示器而言,容易在画面上产生干涉条纹状的莫尔条纹。这是由于显示器主体的RGB各色的显示元件的图形、和设在其前面的电磁波屏蔽薄膜的规则的网状的相互作用从而产生莫尔条纹现象的。它们是相互规则地排列的条纹,尤其是显示元件不能将这种规则的形状变成不规则的形状。
本发明的目的在于解决上述的课题,提供制造容易、并且作为电磁波屏蔽薄膜适用于平板显示器时难产生莫尔条纹现象的优异的导电性薄膜。
为了解决上述课题,本发明包括以下的构成。
(1)一种导电性薄膜,是在基材薄膜的至少一面上存在不规则的网状结构的导电部,构成上述网状结构的导电部的线宽度为30μm以下,不存在导电部的部分的面积为50%以上,被导电部的网络包围、基材薄膜露出着的部分的长轴长度/短轴长度的比的平均值为大于1、不超过3.5。
(2)如前面所述的导电性薄膜,其中,不规则的网状结构的导电部是可以通过在基材薄膜上涂布导电部形成用溶液的工序、进而对上述溶液进行干燥的工序来制得的。
(3)如前面任一项所述的导电性薄膜,其中,导电部含有导电性聚合物和/或导电性粒子。
(4)如前面任一项所述的导电性薄膜,其中,导电性薄膜的导电部是包含含有导电性聚合物和/或导电性粒子的层、和设在该层上的金属层的。
(5)如前面任一项所述的导电性薄膜,其中,形成金属层的金属是以铜为主要构成成分的金属。
(6)如前面任一项所述的导电性薄膜,是电磁波屏蔽薄膜。
发明效果
根据本发明,可提供具有透明性和高水平的导电性、莫尔条纹少的导电性薄膜,此外,还可提供在导电部设有金属层的场合难以产生莫尔条纹现象的优异的电磁波屏蔽薄膜。这种导电性薄膜,例如作为等离子显示器和液晶电视等平板显示器用途是非常适用的。
附图说明
图1是表示本发明的不规则的网状结构的一例的SEM观察像。
图2是表示本发明的不规则的网状结构的一例的SEM观察像。
图3是表示求出长轴长度和短轴长度的方法的图。
图4是表示实施例1中的不规则的网状结构的SEM观察像。
图5是表示比较例3中的不规则的网状结构的SEM观察像。
符号说明
1:导电部
2:没有导电部而基材薄膜露出着的部分
具体实施方式
本发明的导电性薄膜,是在基材薄膜的至少一面上存在不规则的网状结构的导电部,构成上述网状结构的导电部的线宽度为30μm以下,不存在导电部的部分的面积为50%以上,被导电部的网络包围,基材薄膜露出的部分的开口部的长轴长度/短轴长度的比的平均值为大于1、不超过3.5。
作为本发明所使用的基材薄膜,优选由树脂构成。作为树脂,进一步优选是热塑性树脂。所谓热塑性树脂薄膜,是受热就熔融或软化的薄膜的总称。作为热塑性树脂薄膜并没有特殊限定,而作为代表性的热塑性树脂薄膜,可以使用聚酯薄膜、聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜等聚烯烃薄膜、聚乳酸薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和聚苯乙烯薄膜等丙烯酸系薄膜、尼龙等聚酰胺薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚氨酯薄膜、氟系薄膜、聚苯硫醚薄膜等。
作为构成基材薄膜的树脂,可以是均聚物也可以是共聚物。其中,以机械特性、尺寸稳定性、透明性等的观点考虑,优选聚酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酰胺薄膜等,以机械强度、通用性的观点考虑更优选聚酯薄膜。
另外,在这些的薄膜中,可以在不使薄膜特性恶化程度下添加各种添加剂,例如,抗氧化剂、耐热稳定剂、耐气候稳定剂、紫外线吸收剂、有机化合物的润滑剂、颜料、染料、有机或无机的微粒子、填充剂、抗静电剂、结晶成核剂等。
基材薄膜的厚度没有特殊限定,可以根据本发明的导电性薄膜被使用的用途、种类来适当地进行选择。从机械强度、操作性等的观点考虑,通常优选为10~500μm、更优选为38~250μm、最优选为75~150μm。
以下,对使用聚酯薄膜作为本发明的导电性薄膜的基材薄膜的例子进行说明。
所谓构成聚酯薄膜的聚酯,是以酯键作为主链的主要结合链的高分子。可例举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚-2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚-2,6-萘二甲酸丙二醇酯、聚亚乙基-α,β-双(2-氯苯氧基)乙烷-4,4’-二羧酸酯等,可优选使用将选自上述聚合物中的至少1种的构成成分作为主要构成成分的聚酯薄膜。
这些构成成分可只使用1种,也可以将2种以上并用,但其中若综合地判断品质、经济性等,则特别优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯。另外,当使用导电性薄膜时具有强烈的热处理或容易发生收缩应力的工序的场合,也优选使用耐热性和刚性优异的聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯。这里例举的2种聚酯中,也可以进一步共聚了一部分、优选20摩尔%以下的其他的二羧酯成分和/或二醇成分。另外,也可以共聚了羟基羧酸成分。
上述的聚酯的特性粘度(在25℃的邻氯苯酚中测定)优选在0.4~1.2dl/g、更优选在0.5~0.8dl/g的范围,这样的聚酯在实施本发明上是适合的。
作为基材的聚酯薄膜优选是双向取向的薄膜。所谓双向取向聚酯薄膜,一般是将未拉伸状态的聚酯片或薄膜沿纵向和横向进行拉伸,优选在各个方向拉伸2.5~5倍左右,然后实施热处理,从而完成结晶取向的薄膜。可通过宽角X射线衍射观测双轴取向的图形。
另外,成为基材的聚酯薄膜,可以是通过共挤出成型而得到的复合薄膜。另一方面,也可以采用各种的方法贴合所制得的薄膜来使用。
以下对存在于基材的至少一面上的不规则的网状结构的导电部进行说明。
不规则的网状结构,是使用扫描型电子显微镜(以下简称为“SEM”)观察导电性薄膜,作为其结构在其形状上被导电部包围,不存在导电部的部分的形状和大小是不整齐的状态,即不规则的状态而观察到。因此,是作为导电部形状也不整齐的状态观察到的。
将在本发明的导电性薄膜的基材薄膜上形成的导电层的SEM观察像示于图1和图2。图1是由不规则的网状结构的导电部和基材薄膜形成的导电部的SEM观察像的例子。该形状可以说类似于甜瓜的表面。再者,图中的右下方的直线是刻度尺,图的右下方所述的长度、例如图1中直线的长度相当于10μm。
本发明的导电部的宽度须为30μm以下。导电部的线宽度可以一定,也可以变化,例如,在图1中,可观察出具有从约0.3μm宽度到约1μm宽度的不均匀宽度的网。在本发明中通常为0.2μm以上,另外,为0.5~25μm,优选为1~20μm。导电部的宽度过小时难呈现导电性,而过大的场合,作为电磁波屏蔽薄膜使用的场合,总光线透过率容易降低,并且容易观察到导电部。
网状结构的导电部优选至少一部分连续地连接着。不连接的场合,可从不呈现表面的导电性进行判别。
在本发明的导电性薄膜中,不存在导电部的部分的面积须是导电性薄膜的面积的50%以上,尤其是以透明性的观点考虑优选为60%以上、更优选是70%以上。
该面积的比率低的场合,作为电磁波屏蔽薄膜使用时由于总光线透过率降低而不好。另外,该面积的比率的上限可以小于100%,但实际制造、使用时为90%以下。
本发明的导电性薄膜表面的导电性,只要能得到电磁波屏蔽功能就没有特殊限定,例如,优选为1×105Ω/□以下,更优选为1×103Ω/□以下,最优选为1Ω/□以下。此外,屏蔽PDP电视等所放射的电磁波的场合等,优选使用0.1Ω/□以下的导电性薄膜。
另外,本发明的导电性薄膜的透过率越高越优选,优选为55%以上,更优选是60%以上。
此外,在本发明中,被导电部的网络包围,基材薄膜露出的部分(以下称为“开放部”)的长轴长度/短轴长度的比是重要的。长轴长度与短轴长度的决定方法如以下所述。参照图3。
将引起注目的被导电部1包围的开放部的最长的部分定为长轴A。将它的长度作为长轴长度。设定与所确定的长轴平行的2根直线(B1、B2),2根直线与开放部外接,并且配置该2根直线以使得2根直线的距离最大。将这些直线的距离C作为短轴长度。
长轴长度与短轴长度的比的平均值须是大于1、3.5以下。该比是1的场合,网络部分的规则性变高,产生容易发生莫尔条纹现象的问题。而该比大于3.5的场合,尤其是放置在PDP电视等光学发光体之前使用的场合等,有图像呈现各向异性的问题。长轴长度/短轴长度的优选的比,作为下限值是1.2以上,优选是1.5以上,而作为上限的值是3以下,优选是2.5以下,更优选是1.8以下。
本发明的导电性薄膜的导电部,可通过在薄膜的表面涂布含有含导电性成分的材料、或通过随后的操作而变得具有导电性的材料的涂液后、进行干燥而得到。例如,可采用在进行纵向拉伸工序和横向拉伸工序的逐次双轴拉伸聚酯薄膜的制造工艺中,在纵向拉伸工序与横向拉伸工序之间,在薄膜表面涂布涂液后进行干燥,再在其后进行拉伸、热处理的方法,即所谓的在线涂布法。在薄膜的横向拉伸工序中,施加涂液的层通过拉伸而产生龟裂,可得到不规则的网状结构的导电部。
作为该涂液中含有的成分,优选含有导电性聚合物和/或导电性粒子。作为导电性聚合物,可以使用聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯和它们的衍生物等。作为导电性粒子,可以使用氧化铟、氧化锡、氧化锌、银、金、铜、铜、铂、镍、锌等的粒子。
尤其是,作为导电性聚合物的聚噻吩,通过最近的研究开发,正进行着以水为介质的涂液化,在本发明中也可很适合地使用。作为涂液,可以使用进一步优选含有聚噻吩和/或聚噻吩衍生物与聚阴离子的混合物(以下称为“聚噻吩/聚阴离子混合物”)的涂液。
本发明中可以使用的上述的聚噻吩/聚阴离子混合物,可以通过在聚阴离子的存在下,将可提供聚噻吩或聚噻吩衍生物的单体进行聚合,采用得到具有下述的重复结构
Figure C20058003384100101
和/或下述的重复结构
Figure C20058003384100102
的聚合物的工序来制得。在第1重复结构中,R1、R2分别独立地表示氢元素、碳数为1~12的脂肪族烃基、脂环族烃基、或芳香族烃基,例如,是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、亚环己基、苯基等。在第2重复结构中,n是1~4的整数。
作为可提供本发明的导电部的材料,优选使用由第2重复结构所表示的结构式构成的聚噻吩、和/或聚噻吩衍生物,例如,优选在第2重复结构中n=1(亚甲基)、n=2(亚乙基)、n=3(三亚甲基)的化合物。其中特别优选的是n=2的亚乙基的聚合物,即聚-3,4-亚乙二氧基噻吩。
此外,作为聚噻吩和/或聚噻吩衍生物,例如,可举出具有对噻吩环的3位和4位的位置进行了取代的结构的化合物,并且,可举出如上述那样该3位和4位的碳原子上结合有氧原子的化合物。在该碳原子上直接结合有氢原子或碳原子的化合物,有时涂液不容易制成水介质的。
以下对在聚噻吩/聚阴离子混合物中优选使用的聚阴离子化合物进行说明。
聚阴离子化合物是可成为游离酸状态的酸性聚合物,是具有羧酸的聚合物、或具有磺酸的聚合物等。作为具有羧酸的聚合物,例如可举出聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸。作为具有磺酸的聚合物,例如,可举出聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸,特别是以得到的导电部的导电性的观点考虑最优选聚苯乙烯磺酸。再者,可提供游离酸的官能团,可以采取其一部分被中和的盐的形态。
通过在用于获得上述的聚噻吩和/或聚噻吩衍生物的聚合工序中添加这些聚阴离子化合物,使本来不溶于水的聚噻吩系化合物容易变成水分散性或水溶性。另外,可以认为作为酸的功能也起聚噻吩系化合物的掺杂剂的作用,也起到提高导电性的效果。
此外,上述的聚阴离子化合物也可以使用共聚了可共聚的其他单体,例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯等的化合物。
聚阴离子化合物,例如含羧酸的聚合物、含磺酸的聚合物的分子量没有特殊限定,以涂液的稳定性、导电部的观点考虑,聚阴离子化合物的重均分子量优选是1000~1000000、更优选是5000~150000。在不损害本发明的特性的范围内,一部分的阴离子可以被锂、钠等碱金属、钙等碱土类金属、铵离子中和或与其构成盐。
在本发明的聚噻吩/聚阴离子混合物中,以导电性的观点考虑,相对于聚噻吩和聚噻吩衍生物的总和,优选使聚阴离子按固体成分重量比计过量地存在,相对于聚噻吩和聚噻吩衍生物的和1重量份,聚阴离子优选为大于1重量份、5重量份以下,更优选是大于1重量份、3重量份以下。另外,聚噻吩/聚阴离子混合物,例如,也可以采用特开2000-6324号公报、欧洲专利EP602713号、美国专利US5391472号等中所述的方法进行制造,但也可以采用这些方法以外的方法。
例如,以3,4-二羟基噻吩-2,5-二羧基酯的碱金属盐为起始物质,得到3,4-亚乙二氧基噻吩后,通过向聚苯乙烯磺酸水溶液中导入过氧二硫酸钾和硫酸铁,及先前得到的3,4-亚乙二氧基噻吩、使之反应,可以得到聚苯乙烯磺酸等的聚阴离子与聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)等聚噻吩进行了复合体化的组合物。
另外,作为含有聚-3,4-亚乙二氧基噻吩和聚苯乙烯磺酸的水性的涂液,可以使用H.C.Starck公司(德国)以“Baytron”P销售的涂液等。
通过在涂液中、在上述的聚噻吩/聚阴离子混合物中含有例如聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧交联剂等的除聚噻吩/聚阴离子混合物以外的树脂,可以高效率地形成不规则的网状结构。例如,作为溶质只使用聚噻吩/聚阴离子混合物的场合,由于该聚噻吩基本上没有相对于基材拉伸的追从性,因此龟裂的产生变得显著,导电部容易成为独立的形态,作为导电部难形成网状结构。当然也难呈现薄膜的导电性。而大量添加这些树脂时不形成网状结构。通过使涂液的溶质中的、聚噻吩/聚阴离子混合物通常为8~50重量%、优选为10~50重量%、更优选为12~25重量%,而使聚噻吩/聚阴离子混合物以外的树脂为50~92重量%、优选为50~90重量%、更优选为75~88重量%,可高效率地形成不规则的网状结构。
作为涂液中所含的优选的聚酯树脂,可举出作为酸成分使用了选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、癸二酸和5-钠磺基间苯二甲酸中的酸,作为二醇成分使用了选自乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇和新戊二醇中的二醇的聚合物或共聚物等。需要耐水性的场合,也可以很合适地使用由苯偏三酸代替5-钠磺基间苯二甲酸作为其共聚成分的共聚物等。
聚酯树脂的玻璃化转变点(以下,简称为“Tg”)优选是0~130℃,更优选是10~85℃。Tg低于0℃时,例如卷绕设有导电部的导电性薄膜时,在只在薄膜的一面上设有导电部的场合,有时导电部与基材薄膜固着,而在薄膜的两面上设有导电部的场合,有时导电部相互固着,发生上述的粘连现象。而Tg极高的聚酯树脂,有时树脂的稳定性、分散性差因而不优选。作为聚酯树脂的添加量,在涂液的溶质中优选为10~50重量%、更优选是17~34重量%。
另外,作为在涂液中优选添加的环氧系交联剂,例如,可以使用山梨糖醇聚缩水甘油醚系、聚甘油聚缩水甘油醚系、二甘油聚缩水甘油醚系、聚乙二醇二缩水甘油醚系等。例如,可以很好地使用ナガセケムラック株式会社制的环氧化合物“デナコ一ル”(EX-611、EX-614、EX-614B、EX-512、EX-521、EX-421、EX-313、EX-810、EX-830、EX-850等)。坂本药品工业株式会社制的二环氧·聚环氧系化合物(SR-EG、SR-8EG、SR-GLG等)、大日本油墨工业株式会社制的环氧交联剂“EPICLON”EM-85-75W、或CR-5L等。其中,优选具有水溶性的环氧系交联剂。作为环氧系交联剂的添加量,在涂液的溶质中优选为25~75重量%、更优选是30~60重量%。
此外,在涂液的溶质中,在不破坏本发明效果的范围内也可以配合各种的添加剂,例如抗氧化剂、耐热稳定剂、耐气候稳定剂、紫外线吸收剂、有机的润滑剂、颜料、染料、有机或无机的微粒子、填充剂、成核剂等。
另外,涂液在基材薄膜上的涂布方法,例如,可以采用反向涂布法、喷雾涂布法、棒涂(bar coating)法、凹版辊涂布法、棒涂布(rod coating)法、模涂法等。
由该涂液得到的导电部的厚度没有特殊限定,通常优选是0.01~5μm的范围、更优选是0.02~2μm。该导电部的厚度过薄时,有时导电性不好。
作为为设导电部而进一步优选的方法,最优选在聚酯薄膜的制造工序中涂布涂液,与基材薄膜一起进行拉伸的方法。例如,将熔融挤出的结晶取向前的聚酯薄膜沿纵向拉伸2.5~5倍左右,在该单向拉伸过的薄膜上连续地涂布涂液。所涂布的薄膜一边通过阶段性地加热的区一边进行干燥,沿横向拉伸2.5~5倍左右。进而,可通过连续地导入150~250℃的加热区,完成结晶取向的工序(在线涂布法)而制得。该场合使用的涂布液从环境污染、防爆性的观点考虑优选水系的涂布液。
在本发明中,在涂布涂液之前,对基材薄膜的表面实施电晕放电处理等,使基材薄膜表面的润湿张力优选为47mN/m以上、更优选为50mN/m以上,由于这样可使导电部和基材薄膜的粘合性提高,因此优选采用。当然也可以对单向拉伸过的薄膜进行提高润湿张力的处理。另外,也优选使涂液中含有少量的异丙醇、丁基溶纤剂、N-甲基-2-吡咯烷酮等有机溶剂,以使润湿性和与基材薄膜的粘合性提高。
以下,对本发明的导电性薄膜的制造方法,对以聚对苯二甲酸乙二醇脂(以下,简称为“PET”)为基材薄膜的例子更详细地进行说明,但并不限于此。
更具体地例举本发明的导电性薄膜的制造方法进行说明。
将特性粘度为0.5~0.8dl/g的PET粒料真空干燥后供给挤出机,在260~300℃下熔融,由T字型喷嘴挤出成片状,采用外加静电浇铸法卷绕在表面温度为10~60℃的镜面流延辊上,使之冷却固化,制成未拉伸PET薄膜。在加热到70~120℃的辊间将该未拉伸薄膜沿纵向(薄膜行进方向)拉伸2.5~5倍。对该薄膜的至少一面实施电晕放电处理,使该表面的润湿张力为47mN/m以上,在该处理面上涂布成为导电部的水性涂液。使用夹具夹持该涂布的薄膜,导入加热到70~150℃的热风区中进行干燥。再沿横向拉伸2.5~5倍,接着导入160~250℃的热处理区中进行1~30秒钟的热处理,完成结晶取向。在该热处理工序中,也可以根据需要沿横向或纵向实施1~10%的松驰处理。
通过在由上述的涂液制得的网状结构上,设置例如铜等的金属层,制成由由涂液构成的层和金属层形成的导电部,该薄膜可作为等离子显示板和液晶电视等平板显示器所使用的电磁波屏蔽薄膜使用。
例如,具有在具有由上述的涂液制得的导电部的导电性薄膜上直接实施电解镀铜的方法。另外,有在具有由上述的涂液制得的导电部的导电性薄膜上附着钯等的无电解镀用的成核剂,然后实施无电解镀镍、或充电解镀铜的方法。此外,作为例举在通过上述的无电解镀而得到的层上实施电解镀铜的方法的另外的方法,是在用于形成导电部的涂液中预先混合无电解镀的催化剂,例如铜粒子、钯粒子、银粒子等金属微粒子。另外,还有在基材薄膜上形成网状结构的导电部,在由此得到的导电性薄膜上直接实施无电解镀,得到金属层的方法。尤其是最后举出的方法,由于工序数少因此很适用。
此时可使用的金属微粒的大小没有特殊限定,但优选数均粒径是0.001~1μm。金属微粒子的数均粒径超过该范围时,有时难以呈网状地形成金属层。优选是0.001~0.5μm、更优选是0.002~0.1μm。金属微粒子层中所含的金属微粒子的粒径分布可以大也可以小,粒径可以不一致也可以均匀。作为金属微粒子所使用的金属没有特殊限定,可以使用铂、金、银、铜、镍、钯、铑、钌、铋、钴、铁、铝、锌、锡等,尤其是可以优选使用成为无电解镀的催化剂的钯、银、铜等。再者,金属可以使用1种,也可以将2种上组合使用。
作为金属微粒子的制备法,例如可以采用在液相中将金属离子还原成金属原子,经由原子簇成长成纳米粒子的化学方法,使用冷阱捕捉在惰性气体中使大块金属蒸发而成为微粒子的金属的方法,对在聚合物薄膜上真空蒸镀而得到的金属薄膜进行加热,破坏金属薄膜,从而以固相状态在聚合物中分散金属纳米粒子的物理方法等。
实施例
“特性的测定方法和效果的评价方法”
本发明中的特性的测定方法和效果的评价方法如下。
(1)导电部的厚度
将样品,例如叠层聚酯薄膜的截面切成超薄切片,采用利用RuO4染色、OsO4染色、或两者的双重染色的染色超薄切片法,使用TEM(透射型电子显微镜)进行观察、照片拍摄。由其截面照片算出厚度。
观察方法
·装置:透射式电子显微镜(日立(株)制的H-7100FA型)
·测定条件:加速电压100kV
·试料制作:超薄切片法
·观察倍率:2万倍~20万倍
(2)表面观察
使用扫描型电子显微镜(使用S2100A型日立扫描电子显微镜(株)日立制作所))观察薄膜表面,观察被导电部的网络包围、基材薄膜露出的部分(开放部)的长轴长度与短轴长度的比、网状结构的形状、网状结构的宽度。此外,在上述观察中,调节观察图像的倍率使得开放部的个数为10个以上。这里,长轴长度/短轴长度的比,是观察所观察的领域的开放部的全部,使用了其数平均值。但是,对于在该领域中开放部的一部分露在图面之外不能观察形状的开放部,从该比的计算中排除。
(3)不存在导电部的部分的面积的比率
在上述(2)项中观察的图像中,将网状结构的部分标成黑色,使用图像处理装置分成白色的部分(网状结构部分以外的部分)、黑色的部分(网状结构部分),采用下述式计算开口率(%)。
不存在导电部的部分的面积的比率(%)=白色部分的面积/(白色部分的面积+黑色部分的面积)×100
(4)导电性
导电性利用表面电阻率进行测定。表面电阻率的测定,是在常态(23℃、相对湿度65%)下放置24小时后,在该气氛下按基于JIS-K-7194的形式,使用ロレスタ-EP(三菱化学株式会社制,型号:MCP-T360)来实施的。单位是Ω/□。再者,本测定器能测定1×106Ω/□以下的区域,而对于1×106Ω/□以上的区域,使用数字超高电阻/微小电流计R8340A(ァドバンテスト(株)制),施加电压100V、施加10秒钟后进行测定。单位是Ω/□。
(5)透明性
透明性利用雾度和总光线透过率进行测定。在常态(23℃、相对湿度65%)下将薄膜放置2小时后,使用スガ试验机(株)制的全自动直读雾度计算机“HGM-2DP”进行。将测定3次所得的平均值作为该样品的雾度和总光线透过率。再者,按照从设有导电部的面的一侧入射光的方式进行测定。
(6)金属微粒子的数均粒径
使用透射型电子显微镜((株)日立制作所制的H-7100FA型)观察分散了金属微粒子的溶液涂布在铜网上后的金属微粒子。求金属微粒子的数均粒径。测定100个金属微粒子的粒径,将其平均值作为数均粒径。
(7)耐莫尔条纹现象
耐莫尔条纹现象是在正放出图像的平板显示器画面的正前方,按画面和本发明的导电性薄膜或电磁波屏蔽薄膜平行的方式保持该薄膜,一边保持画面和该薄膜面平行的状态一边将基板旋转360°,通过目视观察在旋转中是否出现莫尔条纹现象来进行评价。再者,作为平板显示器,使用デル公司制的液晶显示器“E152FPb”进行评价。
实施例1
首先制备导电部形成用的以下的涂液。
“导电部形成用涂液”
·涂液A1:
含有聚-3,4-亚乙二氧基噻吩和聚苯乙烯磺酸的水性涂液(H.C Starck公司(德国)制“Baytron”P)。
·涂液B1:
包含下述的共聚组成的聚酯树脂(玻璃化转变温度:48℃)呈粒子状地在水中分散而成的水性涂液。
·酸成分
对苯二甲酸            60摩尔%
间苯二甲酸            30摩尔%
5-钠磺基间苯二甲酸    10摩尔%
·二醇成分
乙二醇              95摩尔%
二乙二醇            3摩尔%
聚乙二醇(分子量600) 2摩尔%
·涂液C1:
将作为环氧交联剂的、聚甘油聚缩水甘油醚系环氧交联剂(ナガセケムテックス(株)制的“デナコ一ル”EX-512(分子量约630)溶解于水中的水性涂液。
将上述的涂液A1和涂液C1按固体成分重量比、涂液A1/涂液C1=16/50进行混合,将所得的混合涂液在常温熟化5天(简称为熟化涂液)。然后,将该熟化涂液1和涂液B1按固体成分重量比、熟化涂液1/涂液B1=66/34进行混合,将所得的混合涂液作为导电部形成用涂液。再者,此时涂液的固体成分重量比是涂液A1/涂液B1/涂液C1=16/34/50。
然后采用以下的工序进行薄膜的制膜和上述涂液的涂布。
将PET粒料(特性粘度0.65dl/g)充分地真空干燥后供给挤出机,在285℃的温度下熔融,从T字型喷嘴挤出成片状,采用外加静电浇铸法卷绕在表面温度25℃的镜面流延辊上使之冷却固化。将这样制得的未拉伸薄膜加热到89℃的温度,沿纵向拉伸3.3倍制成单向拉伸薄膜。在空气中对该单向拉伸薄膜实施电晕放电处理,使其润湿张力为55mN/m。在该薄膜的处理面上涂布下述的导电部形成用涂液。
一边用夹具夹持已涂布涂液的单向拉伸薄膜一边导入到预热区中在95℃的温度下干燥后,接着连续地在110℃的温度的加热区中沿横向拉伸4.0倍,再在230℃的温度的加热区中实施热处理,得到设有导电部的完成了结晶取向的PET薄膜。所得到的PET薄膜的厚度是100μm,导电部的厚度平均是0.02μm。将结果示于表1。该薄膜是透明性、导电性优异的薄膜。也不产生莫尔条纹现象。图4表示本实施例中的具有不规则的网状结构的导电部的导电性薄膜的倍率3000倍的SEM观察图像。
实施例2
除了使用下述的导电部形成用涂液代替在实施例1中使用的导电部形成用涂液以外,与实施例1同样地制得设有导电部的PET薄膜。
“导电部形成用涂液”
·涂液A1、涂液B1、和涂液C1使用了与实施例1相同的各涂液。
将上述的涂液A1和涂液C1按固体成分重量比、涂液A1/涂液C1=8/75进行混合,将所得的混合涂液在常温下熟化5天(简称为熟化涂液2)。然后,将该熟化涂液2和涂液B1按固体成分重量比、熟化涂液2/涂液B1=83/17进行混合,将由此得到的混合涂液作为导电部形成用涂液。将结果示于表1。是透明性,导电性优异的薄膜。也不产生莫尔条纹现象。
实施例3
除了使用下述的导电部形成用涂液代替在实施例1中使用的导电部形成用涂液以外,与实施例1同样地制得设有导电部的PET薄膜。
“导电部形成用涂液”
·涂液A1、涂液B1、和涂液C1使用与实施例1相同的各涂液。
将上述的涂液A1和涂液C1按固体成分重量比、涂液A1/涂液C1=25/25进行混合,将所得到的混合涂液在常温下熟化5天(简称为熟化涂液3)。然后,将该熟化涂液3和涂液B1按固体成分重量比、熟化涂液3/涂液B1=50/50进行混合,将由此得到的混合涂液作为导电部形成用涂液。将结果示于表1。是透明性,导电性优异的薄膜。也不产生莫尔条纹现象。
实施例4
除了使用下述的导电部形成用涂液代替在实施例1中使用的导电部形成用涂液以外,与实施例1同样地制得设有导电部的PET薄膜。
“导电部形成用涂液”
·涂液A1使用与实施例相同的涂液A1。
·涂液B2:
包含下述的共聚组成的聚酯树脂(玻璃化转变温度:38℃)的水分散体。
<共聚成分>
·酸成分
间苯二甲酸            90摩尔%
5-钠磺基间苯二甲酸    10摩尔%
·二醇成分
乙二醇                2摩尔%
二乙二醇              78摩尔%
环己二甲醇            20摩尔%
·涂液C2:
使作为环氧交联剂的、聚羟基链烷聚缩水甘油醚系环氧交联剂(大日本油墨化学工业(株)制的CR-5L(环氧当量180)溶解于水而成的水性涂液。
将上述的涂液A1和涂液C2按固体成分重量比、涂液A1/涂液C2=16/50进行混合,将所得到的混合涂液在常温下熟化5天(简称为熟化涂液4)。然后,将该熟化涂液4和涂液B2按固体成分重量比、熟化涂液4/涂液B2=66/34进行混合,将由此得到的混合涂液作为导电部形成用涂液。再者,此时涂液的固体成分重量比是涂液A1/涂液B2/涂液C2=16/34/50。将结果示于表1。是透明性,导电性优异的薄膜。也不产生莫尔条纹现象。
实施例5
除了使用下述的导电部形成用涂液代替在实施例1中使用的导电部形成用涂液以外,与实施例1同样地制得设有导电部的PET薄膜。
“导电部形成用涂液”
·涂液A1、涂液B1、和涂液C1使用与实施例1相同的各涂液。
将上述的涂液A1和涂液C1按固体成分重量比、涂液A1/涂液C1=16/50进行混合,将所得的混合涂液在常温下熟化5天(简称为熟化涂液1)。然后,将该熟化涂液1和涂液B1按固体成分重量比、熟化涂液1/涂液B1=66/34进行混合。进而,使用乳钵将溴化银粉末(和光纯药(株)制)研磨1小时,将由此得到的微粉化物使用均化器分散在非离子系表面活性剂“ォルフィン”EXP-4051F(日信化学工业(株)制)的水溶液中,得到水分散液,将按固体成分重量比、添加了5重量份的上述水分散液的混合涂液作为导电部形成用涂液。再者,此时各涂液的固体成分重量比是涂液A1/涂液B2/涂液C1/溴化银=16/34/50/5。
对所得的具有不规则的网状结构的导电部的导电性薄膜进行UV照射处理(灯强度120W、线速度1m/分、照射强度1000mJ/cm2、实施2次)、使之感光后,使用市售的显影液(富士胶片(株)制“”E(黑白照片用))和市售的定影液(富士胶片(株)制“”(黑白底片用))进行显影、定影处理。以该网状结构中生成的银为催化剂,进行以下的无电解镀铜。
<无电解镀铜>
镀液:メルテックス(株)制“メルプレ一ト”CU-5100
镀覆时的温度:50℃
镀覆时间:3分钟
在导电性薄膜的由涂液形成的导电部上设金属铜,可制成由由涂液形成的层和金属铜构成的导电部。将结果示于表2。是透明性,导电性优异的薄膜。也不产生莫尔条纹现象。
合成例1
向硝酸银的水溶液中滴加单乙醇胺,得到银链烷醇胺络合物的水溶液(水溶液1)。与该溶液不同,制备了向溶解有作为还原剂的苯醌的水溶液中添加有单乙醇胺的水溶液(水溶液2)。然后,将水溶液1和水溶液2同时地注入到塑料制容器中,将银链烷醇胺络合物还原成为银微粒子。过滤该混合液后,用水洗涤后、干燥,得到银微粒子。此外,通过使该银微粒子再分散在水中,得到银微粒子分散液。银微粒子的数均粒径是1.4μm。
实施例6
通过在双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东丽(株)制的“ルミラ一”U94)的一面上采用丝网印刷将在合成例1中制得的银微粒子溶液印刷成图3所示的不规则的网状结构、并在120℃下干燥1分钟,得到呈不规则网状地层叠有银微粒子层的涂布薄膜。网状结构的厚度为2μm。将该涂布薄膜的银微粒子层在0.1N的盐酸(ナカラィテスク(株)制的N/10-盐酸)中浸渍2分钟。然后取出涂布薄膜、水洗后在120℃干燥1分钟。
将结果示于表2。是透明性、导电性优异的薄膜。也不产生莫尔条纹现象。
实施例7
对在实施例6中得到的涂布薄膜实施了在实施例5中所示的无电解镀铜20分钟。将结果示于表2。是透明性、导电性优异的薄膜。也不产生莫尔条纹现象。
比较例1
通过在双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东丽(株)制的“ルミラ一”U94)的一面上采用丝网印刷将在合成例1中制得的银微粒溶液印刷成线厚度3μm、线宽度35μm、间距300μm的格状,并在120℃干燥1分钟,制得呈格状地设有银微粒子层的涂布薄膜。将结果示于表2。该涂布薄膜导电性差,也产生了莫尔条纹现象。
比较例2
在实施例6中,实施无电解镀40分钟。将结果示于表2。该薄膜是透明性极极差的薄膜。
比较例3
在四乙氧基硅酸酯中加入水、盐酸、异丙醇,在常温下搅拌30分钟、进行水解。使用棒涂机将所得到的溶液涂布在双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东丽(株)制的“ルミラ一”T60)上,并使得干燥后的涂布厚度为0.4μm,在120℃干燥30分钟,得到溶胶凝胶膜。由于固化时的热收缩,在涂布膜上产生龟裂、将该涂布膜作为不规则的网状结构使用。
与实施例6同样地,通过在双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东丽(株)制的“ルミラ一”U94)的一面上采用丝网印刷将热固型导电性银膏(东洋纺织(株)制,热固型导电性银膏DW-250H-5)印刷成上述的不规则的网状结构,再在130℃干燥30分钟,制得具有网状结构且厚度为3μm的导电部的导电性薄膜。将结果示于表2。该薄膜是亮度根据观看的角度而变化等各向异性强、不适用于显示器的薄膜。
比较例4
除了使用下述的导电部形成用涂液代替在实施例1中使用的导电部形成用涂液以外,与实施例1同样地制得PET薄膜。
“导电部形成用涂液”
·涂液A1使用与实施例1相同的涂液A1。
只将上述的涂液A1作为导电部形成用涂液,即,没有配合不是聚噻吩/聚阴离子混合物的树脂。将结果示于表2。是透明性、导电性极差,并且龟裂的产生显著、亮度根据观看的角度而变化等各向异性强的薄膜。
Figure C20058003384100251
产业上的可利用性
本发明的导电性薄膜具有不规则的网状结构,具有透明性和高水平的导电性。因此,通过在该不规则的网状结构上设置铜等金属层,作为很好地用于例如等离子显示板和液晶电视等平板显示器中的难以产生莫尔条纹现象的电磁波屏蔽薄膜是很适用的。
本申请发明中表示数值范围的“以上”和“以下”包括本数。

Claims (7)

1.一种导电性薄膜,是在基材薄膜的至少一面上直接设有不规则的网状结构的导电部,构成上述网状结构的导电部的线宽度为30μm以下,不存在导电部的部分的面积为50%以上,被导电部的网络包围、基材薄膜露出着的部分的长轴长度/短轴长度的比的平均值为大于1、且3.5以下。
2.如权利要求1所述的导电性薄膜,其中,不规则的网状结构的导电部是通过在基材薄膜上涂布导电部形成用溶液的工序、进而干燥上述溶液的工序来得到的。
3.如权利要求1所述的导电性薄膜,其中,导电部含有导电性聚合物和/或导电性粒子。
4.如权利要求1所述的导电性薄膜,其中,所述导电性薄膜的导电部是包含含有导电性聚合物和/或导电性粒子的层、和设在该层上的金属层的。
5.如权利要求4所述的导电性薄膜,其中,形成金属层的金属是以铜为主要构成成分的金属。
6.如权利要求5所述的导电性薄膜,是电磁波屏蔽薄膜。
7.如权利要求1所述的导电性薄膜,其中被导电部的网络包围、基材薄膜露出着的部分的长轴长度/短轴长度的比的平均值为1.2~3.5。
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