CN102630327B - 导电层合体和使用该导电层合体而形成的触控面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电层合体,其对在将导电层合体加工形成用于触控面板等的电极构件时的化学蚀刻中所使用的除去剂具有耐受性,对热具有良好的耐久性。所述导电层合体的特征在于,在基材的至少一面从基材侧层合有导电层和保护层,所述导电层包含具有由线状结构体构成的网状结构的导电成分,保护层的平均厚度t为100~1000nm。
Description
技术领域
本发明涉及在包含由线状结构体构成的导电成分的导电层上具有保护层的导电层合体。更详细地说,本发明涉及一种导电层合体,对在将导电层合体加工形成用于触控面板(touch panel)等的电极构件时的化学蚀刻中所使用的除去剂具有耐受性、对热具有良好的耐久性。进而,涉及也可在液晶显示屏、有机电致发光、电子纸等显示器相关产品和太阳能电池模块等所使用的电极构件上使用的导电层合体。
背景技术
近年来,搭载触控面板的移动电话、游戏机、个人电脑等得到了普及。触控面板中使用了电极用导电构件,并且可进行复杂操作的触控面板中将导电构件的导电层表面形成所期望的图案来使用。
作为所述用于触控面板的导电构件,提出了在设置于高分子基材上的导电性薄膜层上、层合有由普通的高分子化合物形成的层的导电层合体(专利文献1)、或层合有由具有氰基等含特定元素的官能团的高分子化合物形成的层的导电层合体(专利文献2)。另外,提出了在设置于高分子基材上的含有球状金属微粒的导电层上、层合有与主成分的SiO2一起将硅酮单体或硅酮低聚物作为粘结剂成分的层的导电层合体(专利文献3)、或层合有由多官能单体的固化物形成的层的导电层合体(专利文献4)。此外,还提出了在设置于高分子基材上的包含作为线状结构体的碳纳米管(以下简称为CNT)的导电层上层合有薄膜的硅涂层即二氧化硅层的导电层合体(专利文献5)。
另一方面,作为这些导电构件的图案形成方法,一般使用激光消融法、应用了蚀刻液的化学蚀刻法(专利文献6)。激光消融法由于对导电膜照射近红外区域(NIR)激光将不要的部分除去,所以不需要抗蚀剂,即可进行高精度的图案化,但是由于可适用的基材受到限定,而且成本高,处理速度慢,因而不适宜于大面积的加工。另一方面,化学蚀刻法中,例如提出了一种包含酸的蚀刻介质(专利文献7),利用该蚀刻介质通过丝网印刷等在导电构件上转印上所期望的图案(例如,线宽为几十微米~几毫米的直线图案等)后,进行清洗,从而蚀刻介质所转印的图案部分被除去,得到图案(例如,线宽为几十微米~几毫米的直线图案等),所以工序数目少,成本低,因而是有利的。还提出了基于纳米线的透明导电体(专利文献8)。
专利文献1:日本特开2003-115221号公报
专利文献2:日本特开2007-276322号公报
专利文献3:日本专利第3442082号公报
专利文献4:日本特开2001-243841号公报
专利文献5:日本专利第3665969号公报
专利文献6:日本特开2001-307567号公报
专利文献7:日本特表2009-503825号公报
专利文献8:日本特表2009-505358号公报
发明内容
但是,如专利文献1~3中记载的层合体的保护层所示,在导电层上层合的层是普通的高分子化合物、具有氰基等含特定元素的官能团的高分子化合物、以硅酮单体或硅酮低聚物作为成分的情况下,任一保护层对专利文献7中所记载的包含酸的蚀刻介质都没有耐受性。因此,保护层与导电层一起剥离、溶解,暴露出高分子基材,从而在其后的热处理工序或触控面板等的使用时的热的作用下低聚物从基材中析出,光学特性显著降低,或者产生下述各种问题:所形成的图案易于被视觉辨认而降低了显示图像的画质;仅一部分发生了剥离、溶解的部分形成缺陷等。另外,如专利文献4所示由多官能单体的固化物形成的层结合得较密,耐酸性良好,但在导电成分为金属微粒那样的非线状结构体的情况下,由于金属微粒也被致密地含在导电层内以进行导电,所以为了形成图案,需要延长处理时间或增加酸浓度,结果,与专利文献1~3同样,保护层与导电层一起发生剥离、溶解,问题未能解决。而且,即使如专利文献4所示导电成分为作为线状结构体的CNT,在将耐酸性差的二氧化硅层以不损害导电性的程度的薄膜的形式层合的情况下问题也同样未能解决。
鉴于所述现有技术的背景,本发明中,尽管保护层为不损害导电性的薄膜,但是通过相对于在化学蚀刻中使用的除去剂,改良导电层和保护层,从而试图改善蚀刻后的层合体对热的耐久性。
为了解决上述课题,本发明采用如下构成。即,
(1)一种导电层合体,在基材的至少一面层合有具有由线状结构体构成的网状结构的导电层、和保护层,保护层的平均厚度t为100~1000nm;
(2)设定将含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃下涂布在保护层上3分钟时的保护层的除去厚度为X,则保护层具有比X厚的部分和比X薄的部分;
(3)上述保护层是使用不含下述任一物质的高分子化合物而形成的,
S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素;
(4)上述保护层的表面的纯水接触角为80°以上且油酸接触角为13°以上;
(5)上述高分子化合物具有交联结构;
(6)上述线状结构体为银纳米线,并且保护层为不含下述任一物质的多官能丙烯酸类高分子化合物或者多官能甲基丙烯酸类高分子化合物,
S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素;
(7)上述线状结构体为碳纳米管,并且保护层为不含下述任一物质的多官能丙烯酸类高分子化合物或者多官能甲基丙烯酸类高分子化合物,
S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素;
(8)在上述保护层中含有两种以上光引发剂,各自的最大吸收波长值之差为20nm以上;
(9)从保护层侧入射时的基于JIS K7361-1(1997年)的全光线透过率为80%以上;
(10)一种酸处理导电层合体,其是通过将含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃下涂布在上述任一项所述的导电层合体的保护层上3分钟而得到的,该酸处理导电层合体具有导电区域和非导电区域,在所述非导电区域中除去了导电成分,且存在导电成分的不残存除去痕;
(11)一种触控面板,其是使用(1)~(10)所述的导电层合体而形成的。
另外,本发明的导电层合体优选用于触控面板用途。而且,本发明的导电层合体也优选用于液晶显示屏、有机电致发光、电子纸等显示器相关产品和太阳能电池模块等所使用的电极构件。
根据本发明,通过在基材的至少一面从基材侧层合包含导电成分的导电层和特定的保护层,所述导电成分具有由线状结构体构成的网状结构,从而可以提供导电层合体,尽管保护层为不损害导电性的薄膜,但是该导电层合体对在化学蚀刻中使用的含有酸成分的除去剂具有耐受性,从而对热具有良好的耐久性。
附图说明
图1是本发明的导电层合体的截面示意图的一例。
图2是从本发明的导电层合体的导电层侧观察的线状结构体的示意图的一例。
图3是表示作为本发明一方式的触控面板的一例的截面示意图。
图4是本发明的线状结构体附近的截面示意图的一例。
图5是流化床立式反应装置的简图。
具体实施方式
本发明的导电层合体中在基材的至少一面从基材侧层合有导电层和保护层,所述导电层包含具有由线状结构体构成的网状结构的导电成分,其中保护层的平均厚度t为100~1000nm。需要说明的是,由于导电成分由线状结构体构成,所以在线状结构体的量为一定量以下的情况下,有可能在面内分布有不存在线状结构体的区域,然而即使存在所述区域,如果线状结构体在面内连续一致地存在,形成网,从而可在任意的2点间显示导电性,则设定为形成了导电层。即,在上述情况下,将线状结构体形成的层状区域(也包含散在的不存在线状结构体的区域)定义为导电层。而且,在上述情况下,在不存在线状结构体的区域中,有时形成保护层的表面比线状结构体的表面更接近基材侧(从保护层侧观察时,线状结构体的一部分掩埋在保护层内那样)的状态,但也包括该情况在内,将基材表面至线状结构体的最表层定义为导电层,将线状结构体的最表层(导电层表面)至层合体的最外表面定义为保护层。
通过使保护层的平均厚度t成为t≤1000nm,从而不阻碍导电成分的导电性,使导电层合体的电阻值不会异常升高。
另外,如果导电成分为具有网状结构的线状结构体,则即使有不存在线状结构体的稀疏部分,电流也会流过线状结构体,因而表面的电阻值足够低,可以获得实用水平上没有问题的程度的电阻值。另一方面,通过化学蚀刻而形成了图案的导电层合体需要是图案化部分的导电成分被除去了的电绝缘体。这是因为,如果电绝缘不充分,则作为电极构件使用时发生短路等不良情况,而且这种情况下,即使保护层的耐受性充分,也不能用作电极构件。导电成分为线状结构体时,推测通过下述效果可容易地除去导电成分,从而易于获得电绝缘性。进而,通过设定为线状结构体,在从保护层突出的线状结构体中,实际上如图4所示,优选可形成在线状结构体稀疏的部分中保护层厚度变厚且在存在线状结构体的部分中保护层厚度变薄的部分。这种情况下,当使用用于化学蚀刻的含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃对保护层成分蚀刻3分钟时,由于酸成分侵蚀的速度相同,所以上述保护层厚度薄的部分中保护层剥离、溶解,与此相对,上述保护层厚度厚的部分中可以残留保护层。即,本发明的优选方式中,将含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃涂布在保护层上3分钟,设定此时的保护层的除去厚度为X,则保护层具有比X厚的部分和比X薄的部分。因此,在上述保护层厚度薄的部分中,酸成分在短时间内到达线状结构体,通过酸成分选择性地在对所述酸成分的耐受性低的线状结构体的线方向(后述的长轴方向)上进行侵蚀,从而导电成分被除去的相对比例变大,另一方面,在上述保护层厚度厚的部分中,可以残留保护层,其结果,推测清洗后也残留保护层,从而将基材表面密封,可以抑制低聚物析出。另外,可推测:通过保护层残留而不发生剥离、溶解,从而形成的图案部分与非图案部分的阶梯差非常小,视觉不能辨认,进而,一部分的局部部分保留下来、不发生剥离、溶解。将含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃涂布在保护层上3分钟,将此时的保护层的除去厚度设定为X,则保护层具有比X厚的部分和比X薄的部分,针对上述事实,可以通过在利用除去剂的上述处理后存在保护层残留的部分和保护层消失的部分,来进行确认。
因此,可以推测:即使上述的除去成分向线状结构体的渗透速度与向保护层的渗透速度存在差异,在保护层的平均厚度t小于100nm的情况下,通过使直至除去成分向保护层和线状结构体渗透完为止的时间变短,从而直至除去成分渗透完成为止的时间差减小,结果,不能选择性地将线状结构体除去而是将保护层也一起除去了,因而基材易于露出,无法得到抑制低聚物的效果,然而如果保护层的平均厚度为100nm以上,则在上述保护层厚度厚的部分可以残留保护层,可以抑制低聚物。另外,在保护层的平均厚度t比1000nm厚的情况下,产生下述问题:导电侧(本发明中为层合有导电层和保护层的一侧)表层的线状结构体减少,使导电性降低,难以达成所期望的表面电阻值;除去成分不能到达线状结构体而产生除去不足,导致电绝缘不充分,产生短路等不良情况等。因而,导电层合体无法用作电极构件。然而,通过使保护层的平均厚度t为1000nm以下,从而成为不阻碍导电成分的导电性、不发生电阻值的异常升高和导通不良的导电层合体。
本发明的导电层合体在基材的至少一面从基材侧具有导电层,所述导电层包含具有由线状结构体构成的网状结构的导电成分。在不设置上述导电层的情况下,不显示导电性。
导电层的导电成分需要为线状结构体。在导电成分不为线状结构体的情况下,相对于后述的由除去剂所致的保护层的除去厚度X,保护层无法形成比X厚的部分和比X薄的部分,为了除掉导电层,需要将保护层全部除去,因而蚀刻后无法在蚀刻部分残留保护层。在使用线状结构体的情况下,形成上述的薄部分和厚部分,蚀刻时保护层的厚度比除去剂的除去厚度小的部分被除去,由此存在于其下的线状结构体被蚀刻。此时,即使所除去的保护层的部分仅为一点点,也可以将线状结构体蚀刻,因而可以在层合体上残留大部分保护层。
另外,在上述的蚀刻工序中,一旦线状结构体开始被蚀刻,线状结构体被蚀刻的速度就明显比保护层被蚀刻的速度快,因而能够获得除去了线状结构体部分的保护层。
现有的蚀刻中,保护层与导电层一起溶解、剥离,基材暴露出来,从而在化学蚀刻后低聚物因热而从基材中析出,无法获得耐久性,光学特性显著降低,而且化学蚀刻所产生的图案化部分的电绝缘也不充分。
本发明中的所谓线状结构体,是指长轴的长度与短轴的长度之比、即长宽比=长轴的长度/短轴的长度大于1的结构体(另一方面,例如球状的情况下,长宽比=1)。作为线状结构体,例如可以举出纤维状导电体、晶须那样的针状导电体等。上述短轴和长轴的长度根据线状结构体的种类的不同而不同,因而不能一概而定,但是优选短轴的长度比形成的图案小1nm~1000nm(1μm),另外,长轴的长度只要大于短轴的长度,使上述长宽比=长轴的长度/短轴的长度大于1即可,优选1μm~100μm(0.1mm)。
作为上述纤维状导电体,可以举出碳类纤维状导电体、金属类纤维状导电体、金属氧化物类纤维状导电体等。作为碳类纤维状导电体,可以举出聚丙烯腈类碳纤维、沥青类碳纤维、人造丝类碳纤维、玻璃状碳、CNT、碳纳米线圈、碳纳米线、碳纳米纤维、碳晶须、石墨原纤维等。作为金属类纤维状导电体,可以举出由金、铂、银、镍、硅、不锈钢、铜、黄铜、铝、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、锰、锝、铼、铁、锇、钴、锌、钪、硼、镓、铟、硅、锗、锡、镁等制造的纤维状或纳米线状的金属和合金等。作为金属氧化物类纤维状导电体,可以举出由InO2、InO2Sn、SnO2、ZnO、SnO2-Sb2O4、SnO2-V2O5、TiO2(Sn/Sb)O2、SiO2(Sn/Sb)O2、K2O-nTiO2-(Sn/Sb)O2、K2O-nTiO2-C等制造的纤维状或纳米线状的金属氧化物和金属氧化物复合体等。这些导电体也可以实施了表面处理。进而,在植物纤维、合成纤维、无机纤维等非金属材料的表面上用上述金属、上述金属氧化物或CNT进行涂布或蒸镀而得到的导电体也包括在纤维状导电体内。
上述晶须那样的针状导电体,是指由金属、碳类化合物、金属氧化物等形成的化合物。作为金属,可以举出属于短式元素周期表中的IIA族、IIIA族、IVA族、VA族、VIA族、VIIA族、VIII族、IB族、IIB族、IIIB族、IVB族或VB族的元素。具体可以举出金、铂、银、镍、不锈钢、铜、黄铜、铝、镓、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、锰、锑、钯、铋、锝、铼、铁、锇、钴、锌、钪、硼、镓、铟、硅、锗、碲、锡、镁、或含有这些元素的合金。作为碳类化合物,可以举出碳纳米突、富勒烯、石墨烯等。作为金属氧化物,可以举出InO2、InO2Sn、SnO2、ZnO、SnO2-Sb2O4、SnO2-V2O5、TiO2(Sn/Sb)O2、SiO2(Sn/Sb)O2、K2O-nTiO2-(Sn/Sb)O2、K2O-nTiO2-C等。这些线状结构体之中,从透明性等光学特性、导电性等观点出发,可以优选使用银纳米线或CNT。
作为上述线状结构体的一例,对CNT进行说明。在本发明中,导电层的成分中所用的CNT可以为单层CNT、双层CNT、三层以上的多层CNT中的任一形式。优选使用直径为0.3~100nm、长度为0.1~20μm左右的CNT。另外,为了提高后述的导电层合体的透明性、降低表面电阻值,更优选直径10nm以下、长度1~10μm的单层CNT、双层CNT。另外,在CNT的聚集体中优选尽可能不含有无定形碳和催化剂金属等杂质。在含有这些杂质的情况下,可以通过酸处理或加热处理等适宜精制。该CNT可通过电弧放电法、激光消融法、催化剂化学气相法(化学气相法中使用在载体上负载有过渡金属的催化剂的方法)等合成、制造,其中优选生产率好且可以减少无定形碳等杂质的生成的催化剂化学气相法。
在本发明中,可以涂布CNT分散液,形成导电层。为了得到CNT分散液,一般是利用混合分散机或超声波照射装置将CNT与溶剂一起进行分散处理,优选进一步添加分散剂。
作为分散剂,只要CNT可以分散就没有特别限定,然而从将CNT分散液涂布在基材上、含有干燥CNT的导电层与基材的密合性、膜的硬度和耐摩擦性的方面考虑,优先选择合成高分子、天然高分子的聚合物。进而,在不损害分散性的范围中也可以添加交联剂。
合成高分子例如为聚醚二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚乙烯醇、部分皂化聚乙烯醇、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、乙缩醛基改性聚乙烯醇、丁缩醛基改性聚乙烯醇、硅烷醇基改性聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚树脂、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸类树脂、环氧树脂、改性环氧类树脂、苯氧基树脂、改性苯氧基类树脂、苯氧基醚树脂、苯氧基酯树脂、氟类树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、酚树脂、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮。天然高分子例如可以从作为多糖类的淀粉、支链淀粉、葡聚糖、糊精、瓜尔胶、黄原胶、直链淀粉、支链淀粉、藻酸、阿拉伯树胶、卡拉胶、硫酸软骨素、透明质酸、可得然胶、壳多糖、壳聚糖、纤维素及其衍生物中选择。衍生物是指酯或醚等现有公知的化合物。这些可以使用1种,或混合两种以上使用。其中,从对CNT的分散性优异的方面考虑,优选多糖类及其衍生物。进而,纤维素及其衍生物由于膜形成能高,所以是优选的。其中,优选酯或醚衍生物,具体来说,羧甲基纤维素或其盐等是适合的。
另外,也可对CNT与上述分散剂的配合比例进行调整。CNT与分散剂的配合比例优选在与基材的密合性、硬度、耐摩擦性上不产生问题的配合比例。具体地说,优选CNT相对于导电层整体在10质量%~90质量%的范围。更优选为30质量%~70质量%的范围。CNT为10质量%以上时,易于获得触控面板所需的导电性,而且,涂布在基材表面时不产生排斥,易于均匀涂布,进而可以以良好的生产率供给具有良好的外观和品质的导电层合体。CNT为90质量%以下时,CNT在溶剂中的分散性变得良好,难以凝集,易于得到良好的CNT涂布层,生产率好,因而是优选的。进而,CNT为90质量%以下时,涂布膜也牢固,在生产工序中不易产生擦伤,可以维持表面电阻值的均一性,因而是优选的。
另外,作为上述线状结构体而列举的金属、金属氧化物的纳米线公开在日本特表2009-505358号公报、日本特开2009-146747号公报、日本特开2009-70660号公报中,另外,作为晶须那样的针状导电体,例如市售的有钛酸钾纤维与锡和锑类氧化物的复合化合物即Dentol WK系列(大塚化学株式会社制造)的WK200B、WK300R、WK500、二氧化硅纤维与锡和锑类氧化物的复合化合物即Dentol TM系列(大塚化学株式会社制造)的TM100等,上述线状结构体可以单独使用,或者组合多种混合使用,进而根据需要也可以添加其他的微米~纳米大小的导电性材料,并不特别地限定于此。
在本发明中,线状结构体在导电层中以网状结构的形式存在。通过成为网状结构,通向保护层侧的面方向的导电通路增加,易于将导电层合体的保护层侧调整为低表面电阻值,另外,除去剂中的酸成分沿网状结构进行侵蚀,从而更具有选择性地侵蚀线状结构体,由此使保护层更加易于残留,导电层合体可以具有更好的对热的耐久性。本发明中的网状结构是指如下结构:线状结构体彼此通过至少1个接点连接,因而最小的网状结构中2条线状结构体具有某一接点。接点可以是线状结构体的任何部分彼此形成的,可以是线状结构体的末端部彼此连接、或末端与线状结构体的末端以外的部分连接、或线状结构体的末端以外的部分彼此连接,另外,连接是指其接点可以接合也可以仅接触。网状结构可以用后述的方法观察,但没有特别限定。
在本发明中,保护层的平均厚度t需要为100~1000nm。如果平均厚度t比1000nm厚,则产生下述问题:导电侧(本发明中为层合有导电层和保护层的侧)表层的线状结构体变少,使导电性降低,难以达成所期望的表面电阻值;除去成分不能到达线状结构体而产生除去不足,导致电绝缘不充分,产生短路等不良情况等,从而难以形成导电层的图案或者得不到所期望的图案。因而导电层合体无法用作电极构件。然而,通过设定保护层的平均厚度t为1000nm以下,从而成为不阻碍导电成分的导电性、不发生电阻值的异常升高和导通不良的导电层合体。另外,在保护层的平均厚度t小于100nm的情况下,直至除去成分向保护层和线状结构体渗透完为止的时间变短,从而直至除去成分渗透完成为止的时间差减小,其结果,不能选择性地将线状结构体除去而是将保护层也一起除去了,因而基材易于露出,无法得到抑制低聚物的效果,然而保护层的平均厚度为100nm以上时,在上述保护层厚度厚的部分可以残留保护层,可以抑制低聚物。保护层的平均厚度t由于也依赖于线状结构体的直径r,所以不能一概而定,但是优选t≤500nm,更优选t≤400nm,最优选t≤350nm。t≤500nm时,化学蚀刻后保护层充分残留,防止低聚物产生的效果高,t≤400nm时,在具有防止低聚物产生的效果的同时更加易于获得低的表面电阻值,进而t≤350时,即使导电成分的导电性稍微有些高,导电层合体也易于稳定地具有低的表面电阻值。
在此,保护层的平均厚度t如下所示求出。将样品的欲观察部分附近用冰包埋,冷冻固着,或者用环氧树脂那样的固着力比冰强的成分包埋后,使用Nihon Microtome Kenkyusho K.K.制造的旋转式切片机,以刀倾斜角度3°设置钻石刀,对膜平面在垂直方向切断。接着,使用电场放射型扫描电子显微镜(日本电子株式会社制造JSM-6700-F)以加速电压3.0kV、观察倍数10000~100000倍,适宜调节图像的对比度在各倍数下对得到的膜截面进行观察。从所得到的截面照片上,对图4所示的t1(不存在线状结构体的部分的保护层厚度:上述保护层厚度厚的部分)和t2(层合在单一线状结构体的顶点上或由线状结构体构成的聚集体的顶上的保护层厚度:上述保护层厚度薄的部分)的各任意的5处同样地在观察倍数10000~100000倍下测定(由放大倍数计算),求出平均值。
在本发明中,对于保护层来说优选方案如下:将含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃涂布在保护层上3分钟,将此时的保护层的除去厚度设定为X,则保护层具有比X厚的部分和比X薄的部分。需要说明的是,本发明中的除去厚度X是指被除去的厚度。也就是说,保护层仅为比除去厚度X厚的部分时,无法将作为导电成分的线状结构体除去而形成图案,或者保护层仅为比除去厚度X薄的部分时(在保护层的厚度均一的情况下,在蚀刻导电层时,保护层的除去厚度X大于保护层的厚度),清洗后保护层与导电层一起溶解、剥离,基材暴露出来,从而产生下述各种问题:低聚物从基材中析出,光学特性显著降低;所形成的图案易于被视觉辨认,降低了显示图像的画质;仅一部分发生了剥离、溶解的部分形成缺陷等。此处,进而如果导电层的导电成分为线状结构体,则在形成后述的网状结构时线状结构体可以互相重叠,其互相重叠的部分相对保护层的平均厚度t突出,设定保护层的除去厚度为X,保护层可以具有比X厚的部分和比X薄的部分。此处,通过线状结构体的重叠而相对保护层的平均厚度t形成的突出,既可以使用上述的电场放射型扫描电子显微镜(日本电子株式会社制造JSM-6700-F)进行确认,或也可以通过后述的方法对截面或表面进行观察来确认突出,进而也可以从线状结构体附近的表面粗糙度确认突出,并不特别地限定于这些确认方法。在此,上述线状结构体的聚集体可以为在例如线状结构体的配置的方向性上不具有规则性的无规聚集的状态,也可以为线状结构体长轴方向的面彼此平行地聚集的状态。作为长轴方向的面彼此平行地聚集的状态的例子,已知在将上述的CNT制成导电层时被称为束的聚集体,其他的线状结构体同样也可以具有类似的束结构。在形成了束的情况下,束的保护层侧的顶点可以从保护层突出。
接下来,对针对本发明而使用的除去剂进行说明。所谓用于本发明的除去剂,含有酸成分且pH为2.0,于130℃将其涂布在保护层上3分钟时可以从保护层的比上述除去厚度X薄的部分,选择性地将线状结构体除去。针对本发明所用的除去剂含有由沸点为80℃以上的酸(或通过外部能量产生酸的化合物)、溶剂、树脂和流平剂组成的组中一种以上。通过含有流平剂,对导电层除去剂赋予高的渗透力,连以往难以除去的纤维状导电成分也可以容易地除去。将上述除去剂涂布在导电层侧的保护层的至少一部分上,于80℃以上进行加热处理,通过使用了液体的清洗来将导电层除去,由此可以选择性地将涂布了上述除去剂的部分的导电层除去。通过将除去剂涂布在所期望的位置,也可以任意形成包含锐角或曲线的复杂且高精细的图案。加热处理温度优选为比除去剂中的除溶剂以外的成分的沸点还低的温度,优选200℃以下。
用于本发明的除去剂,连含有反应性低的CNT、石墨烯、银或铜等金属作为导电成分的导电层也可以容易地除去。
对于优选用于除去剂的酸,沸点为80℃以上。此处,在本发明中,沸点是指大气压下的值,基于JIS K5601-2-3(1999)测定。除去剂的沸点优选100℃以上,更优选200℃以上。需要说明的是,在本发明中,大气压下不具有明确的沸点、一旦升温就先于气化在80℃以上开始发生热分解的酸,也包括在沸点为80℃以上的酸中。而且,更优选在除去导电层时的加热处理温度下的蒸气压密度为30kPa以下的酸。例如,可以举出甲酸、乙酸、丙酸等单羧酸、草酸、琥珀酸、酒石酸、丙二酸等二羧酸、柠檬酸、丙三羧酸等三羧酸、甲磺酸等烷基磺酸、苯磺酸等苯磺酸、甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸等烷基苯磺酸、苯酚磺酸、硝基苯磺酸、苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸等磺酸化合物、三氟乙酸等将有机酸部分氟化而得到的衍生物、硫酸、盐酸、硝酸和磷酸等无机酸。也可以含有它们中的两种以上。
其中,优选具有高的氧化力的酸,更优选硫酸或磺酸化合物。硫酸在大气压下的沸点为290℃,在例如150℃硫酸的蒸气压密度为1.3kPa以下,因此即使在该温度加热,硫酸也保持液态,深深地向导电层内的线状结构体渗透。进而,由于硫酸具有高的氧化力,所以即使在80~200℃左右的低温下也易于与导电层反应,与硝酸和乙酸相比经较时间的加热处理,即可以除去导电层且不会对基材产生影响。另外,磺酸化合物由于在大气压下为固体酸,所以不蒸发,在例如150℃蒸气压密度为1.3kPa以下,因而即使在该温度加热,也不会蒸发或升华,加热时高效地促进反应,从而可以通过短时间的加热处理将导电层除去。进而,由于含有固体酸的除去剂容易控制非牛顿流动性,所以对各种基材可以进行高精细的图案形成,例如能够线宽偏差(线弯曲)较少地形成线宽30μm左右的线宽小的直线图案等,因而特别优选。
作为除去剂中优选使用的通过外部能量产生酸的化合物,可以举出通过放射线、紫外线的照射和/或热而产生酸的化合物。例如,可以举出4-羟苯基二甲基锍的六氟锑酸盐和三氟甲烷磺酸盐等锍化合物、4,4-双(二甲胺)二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮等二苯甲酮化合物、苯偶姻甲醚等苯偶姻化合物、4-苯甲酰基-4-甲基二苯基酮、二苄基酮等苯基酮化合物、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮等苯乙酮化合物、2,4-二乙基噻吨-9-酮、2-氯噻吨酮等噻吨化合物、2-氨基蒽醌、2-乙基蒽醌等蒽醌化合物、苯并蒽酮、亚甲基蒽酮等蒽酮化合物、2,2-双(2-氯苯基)-4,4,5,5-四苯基-1,2-联咪唑等咪唑化合物、2-(3,4-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等三嗪化合物、2-苯甲酰苯甲酸、过氧化苯甲酰等苯甲酰基化合物、2-吡啶基三溴甲基砜、三溴甲基苯基砜等砜化合物、4-异丙基-4-甲基二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基碘鎓三氟甲烷磺酸盐等碘鎓化合物、四甲基秋兰姆二硫化物、9-芴酮、二苯并环庚酮、N-甲基吖啶酮、硝苯吡啶、樟脑醌、四溴化碳等。也可以含有它们中的两种以上。
在用于本发明的除去剂中,沸点为80℃以上的酸或通过外部能量产生酸的化合物的含量优选在除溶剂以外的成分中的质量比例为1~80质量%。其中,沸点为80℃以上的酸的含量优选在除溶剂以外的成分中的质量比例为10~70质量%,更优选为20~70质量%。另外,通过外部能量产生酸的化合物的含量优选为除溶剂以外的成分中的0.1~70质量%,但不限于该范围,可以根据化合物的分子量、产生的酸或碱的量、被除去的导电层的材质和膜厚、加热温度和加热时间适宜选择。
用于本发明的除去剂含有溶剂。作为溶剂的具体例,可以举出乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯类、丙酮、苯乙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等酮类、甲苯、二甲苯、苯甲醇等芳香族烃类、甲醇、乙醇、1,2-丙二醇、萜品醇、乙酰基萜品醇、丁基卡必醇、乙基溶纤剂、乙二醇、三甘醇、四甘醇、甘油等醇类、三甘醇单丁醚等乙二醇单烷基醚类、乙二醇二烷基醚类、二甘醇单烷基醚乙酸酯类、乙二醇单芳基醚类、聚乙二醇单芳基醚类、丙二醇单烷基醚类、一缩二丙二醇二烷基醚类、丙二醇单烷基醚乙酸酯类、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯、溶剂石脑油、水、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、六甲基磷酸三酰胺、二甲基咪唑啉酮、N,N’-二甲基丙烯基脲、四甲基脲等。也可以含有它们中的两种以上。
在本发明中,溶剂的含量优选为除去剂中的1质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为50质量%以上。通过设定溶剂的含量为1质量%以上,可以使除去剂的流动性提高,进一步提高涂布性。另一方面,溶剂的含量优选为99.9质量%以下,更优选为95质量%以下。通过设定溶剂的含量为99.9质量%以下,可以将加热时的流动性保持在适当的范围,可以精度良好地维持所期望的图案。
用于本发明的除去剂含有树脂。通过含有树脂,得到具有非牛顿流动性的除去剂,通过公知的方法可以容易地涂布在导电层合体上。另外,可以限制加热处理时的除去剂的流动性,使涂布位置的精度提高。作为树脂,例如,可以举出聚苯乙烯树脂、聚丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、苯胍胺树脂、酚树脂、有机硅树脂、氟树脂等。可以含有这些树脂中的两种以上。这些中,如果含有非离子性、阴离子性、两离子性、阳离子性等的亲水性树脂,则用水、后述的碱性水溶液或有机溶剂的水溶液容易清洗,可以抑制除去面的残渣,使面内均一性进一步提高。
作为亲水性树脂,具体可以举出聚乙烯吡咯烷酮、亲水性聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙基噁唑啉、聚丙烯酸、明胶、羟烷基瓜尔胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、卡拉胶、藻酸、阿拉伯树胶、果胶、黄原胶、纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素钠、丙烯酰胺类共聚物、聚乙烯亚胺、多胺锍(polyaminesulfonium)、聚乙烯基吡啶、聚甲基丙烯酸二烷基氨基乙酯、聚丙烯酸二烷基氨基乙酯、聚二烷基氨基乙基甲基丙烯酰胺、聚二烷基氨基乙基丙烯酰胺、聚环氧胺、聚酰胺胺、双氰胺-甲醛缩合物、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚酰胺聚胺环氧氯丙烷、聚乙烯基胺、聚丙烯酰胺等化合物和它们的改性物等。
其中,更优选阳离子性树脂,其即使在酸、高温条件下也不易改性,在极性溶剂中显示高溶解性。通过保持高溶解性,加热处理后,在通过使用了液体的清洗来除去导电层的工序中,可以在短时间内将导电层除去。需要说明的是,作为阳离子性树脂,例如可以举出聚甲基丙烯酸二烷基氨基乙酯、聚丙烯酸二烷基氨基乙酯、聚二烷基氨基乙基甲基丙烯酰胺、聚二烷基氨基乙基丙烯酰胺、聚环氧胺、聚酰胺胺、双氰胺-甲醛缩合物、聚二甲基二烯丙基氯化铵、瓜儿胶羟丙基三甲基氯化铵、聚酰胺聚胺环氧氯丙烷、聚乙烯基胺、聚烯丙胺、聚丙烯酰胺、聚季铵盐(polyquaternium)-4、聚季铵盐-6、聚季铵盐-7、聚季铵盐-9、聚季铵盐-10、聚季铵盐-11、聚季铵盐-16、聚季铵盐-28、聚季铵盐-32、聚季铵盐-37、聚季铵盐-39、聚季铵盐-51、聚季铵盐-52、聚季铵盐-44、聚季铵盐-46、聚季铵盐-55、聚季铵盐-68等化合物和它们的改性物等。例如,聚季铵盐-10在侧链末端具有三甲基铵基。在酸性条件下三甲基铵基形成阳离子,通过静电排斥作用,显示高溶解性。并且,难以产生由加热所导致的脱水缩聚,即使加热后也保持高的溶剂溶解性。因此,加热处理后,在通过使用了液体的清洗来除去导电层的工序中,可以在短时间内将导电膜除去。
在用于本发明的除去剂中,使用树脂时的树脂的含量优选为除溶剂以外的成分中的0.01~80质量%。为了将除去导电层所需要的加热温度抑制在低水平、缩短加热时间,除去剂中的树脂含量更优选在维持非牛顿流动性的范围中尽可能少。除去剂的粘度优选为2~500Pa·S(25℃)左右,可以通过丝网印刷法容易地形成均匀的涂布膜。除去剂的粘度例如可以通过溶剂和树脂的含量来调整。
用于本发明的除去剂优选含有流平剂。通过含有流平剂,可以赋予除去剂高渗透力,即使为包含纤维状导电体的导电层也可以容易地除去。流平剂优选具备使除去剂的表面张力降低为不足50mN/m的性质的化合物。作为流平剂的具体例,可以举出改性聚丙烯酸酯等丙烯酸类化合物或丙烯酸类树脂、在分子骨架上具有双键的乙烯基类化合物或乙烯基类树脂、具有烷氧基甲硅烷基和/或聚硅氧烷骨架等的有机硅类化合物或有机硅类树脂、具有氟代烷基和/或氟代苯基等的氟类化合物或氟类树脂等。可以根据保护层表面的材质或极性状态,适宜选择这些物质进行使用,然而具有氟代烷基和/或氟代苯基等的氟类化合物或氟类树脂由于表面张力降低能力强,所以特别优选使用。需要说明的是,在本发明中,只要化合物具备使表面张力降低为不足50mN/m的性质即可,即使为高分子化合物也归类为流平剂。
从向导电层合体的浸润性和流平性等的表面活性能、以及所得到的涂膜的酸含量的均衡性的方面考虑,在用于本发明的除去剂中流平剂的含量优选为除溶剂以外的成分中的0.001~10质量%,更优选0.01~5质量%,进一步优选0.05~3质量%。
在本发明中,在含有沸点为80℃以上的酸或通过外部能量产生酸的化合物的情况下,优选进一步含有硝酸盐或亚硝酸盐。酸与导电成分的反应有时根据各自的种类的不同,反应速度不同,但通过含有硝酸盐或亚硝酸盐,在加热处理时,酸与硝酸盐或亚硝酸盐反应,在体系中生成硝酸,因而可以进一步促进导电成分的溶解。因此,通过短时间的加热处理,可以除去导电层。作为硝酸盐,例如可以举出硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硝酸铵、硝酸镁、硝酸钡或这些硝酸盐的水合物。作为亚硝酸盐,例如可以举出亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸钙、亚硝酸银、亚硝酸钡等。也可以含有这些中的两种以上。这些中,考虑生成硝酸的反应速度等时,优选硝酸盐,更优选硝酸钠或硝酸钾。
用于本发明的除去剂根据目的可以含有氧化钛、氧化铝、二氧化硅等无机微粒、可以赋予触变性的触变剂、抗静电剂、消泡剂、粘度调整剂、耐光稳定剂、耐候剂、耐热剂、抗氧化剂、防锈剂、滑动剂、蜡、脱模剂、增容剂、分散剂、分散稳定剂、流变控制剂等。
在本发明中,对构成保护层的成分没有特别限定,然而优先选择这样的成分和膜厚:将含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃涂布在保护层上3分钟,将此时的保护层的除去厚度设定为X,保护层具有比X厚的部分和比X薄的部分。作为保护层的成分,可以举出有机或无机类的高分子化合物等。
作为无机类高分子化合物,可以举出无机类的氧化物等,例如可以使用作为硅氧化物的、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四-正丙氧基硅烷、四-异丙氧基硅烷、四-正丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷类、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、正戊基三甲氧基硅烷、正戊基三乙氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正庚基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、环己基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-羟基乙基三甲氧基硅烷、2-羟基乙基三乙氧基硅烷、2-羟基丙基三甲氧基硅烷、2-羟基丙基三乙氧基硅烷、3-羟基丙基三甲氧基硅烷、3-羟基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷等三烷氧基硅烷类、由甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三苯氧基硅烷等有机烷氧基硅烷的醇、水、酸等通过水解·聚合反应而形成的溶胶-凝胶涂布膜、硅氧化物的溅射蒸镀膜等。
作为有机类高分子化合物,可以举出热塑性树脂、热固性树脂、光固性树脂等,从可见光透过性、基材的耐热性、玻璃化转变点和膜硬度等观点考虑,可以适宜选择。作为这些树脂,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、环氧类树脂、尼龙或苯胍胺等聚酰胺类树脂、ABS树脂、聚酰亚胺类树脂、聚乙烯或聚丙烯等烯烃类树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、三聚氰胺类树脂、酚类树脂、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯等含有氯元素(Cl元素)的树脂、含有氟元素(F元素)的树脂、有机硅类树脂等有机类的高分子化合物或其他无机类化合物,根据要求的特性、生产率等任意选择它们中的至少一种,或者也可以将它们中的两种以上混合,然而优选使用不含S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素中的任一物质的高分子化合物。S元素、P元素、N元素从其电子轨道状态出发具有不与其他元素键合的电子对,或者形成具有金属离子和离子键的官能团(例如,-ONa、-COONa、-SO3Na等),另外,金属元素有时形成配位键。可以推测:这些不与其他元素键合的电子对、离子键、配位键容易与除去剂中的酸成分发生作用,容易将与下述元素的键切断·断裂,所述元素是S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素原本键合的元素,其结果,可能使保护层对上述除去剂的耐酸性降低。因此,如果使用不含这些S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素的高分子化合物,则易于赋予耐酸性,从而使保护层的厚度薄,并且除去剂的酸成分容易变更,因而是优选的。作为不含S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素的高分子化合物的例子,有上述有机类的高分子化合物中的、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、含有氟元素(F元素)的树脂、有机硅类树脂等,根据要求的特性、生产率等任意选择它们中的至少一种,或者也可以将它们中的两种以上混合,并不特别地限定为这些树脂,但鉴于透明性等光学特性、对除去剂中的酸成分的耐受性良好等观点以及后述的理由,可以优选使用多官能丙烯酸类高分子化合物或多官能甲基丙烯酸类高分子化合物。
在本发明中,层合在导电层上的保护层优选其表面的纯水接触角为80°以上且油酸接触角为13°以上。其理由如下所示。
除去剂中除了含有用于除去导电成分的成分、即酸成分以外,还含有粘结剂、溶剂等除去成分以外的物质,因而根据其种类,作为除去剂的极性发生变化。伴随其极性的变化,即使在通常的导电层合体表面通过丝网印刷等转印除去剂,除去剂浸润扩展,难以获得所期望的图案,或图案粗大(例如形成比所期望的直线图案粗的直线),而且除去剂不均匀地浸润扩展,导致无法形成美丽的图案。
在此,可以推测:对于层合在导电层上的保护层的表面浸润性的指标、即接触角,
(1)通过将纯水接触角设定为80°以上,对显示与除去剂中的水类接近的极性的成分,可以抑制其浸润扩展,
(2)并且,通过将油酸接触角设定为13°以上,对显示与除去剂中的有机溶剂类(油类)接近的极性的成分,可以抑制其浸润扩展,
(3)进而,对显示水类和有机溶剂类(油类)的成分混合的中间极性的除去剂,可以抑制其浸润扩展,
从而,任何极性的除去剂的情况下,相对于所期望的图案,都可以将除去剂微细且美丽地转印/层合在导电层合体上。在保护层的表面至少为纯水接触角小于80°或油酸接触角小于13°的任一种情况时,当将除去剂转印/层合在导电层合体上的时候,有可能除去剂浸润扩展而无法得到所期望的图案,或者图案粗大,并且除去剂不均匀地浸润扩展导致不能形成美丽的图案。另一方面,在保护层的表面的纯水接触角为80°以上且油酸接触角为13°以上时,除去剂为任何极性,都可以抑制除去剂的浸润扩展,相对于所期望的图案,可以形成微细且美丽的图案。此处,接触角是指用基于JIS R3257(1999)的静滴法,在将液滴静置在水平设置的本发明的导电层合体的保护层侧上时所计算出的值θ。在本发明中,将上述液滴设定为纯水和油酸来实施,采用纯水接触角作为对显示与除去剂中的水类接近的极性的成分的表面浸润性的指标,另外,采用油酸接触角作为对显示与除去剂中的有机溶剂类(油类)接近的极性的成分的表面浸润性的指标。
本发明中的保护层侧的纯水接触角由于依赖于构成保护层的成分等,所以只要为80°以上即可,不能一概而定,然而为了相对于所期望的图案,可以不发生图案粗大和不均一化,形成更微细且美丽的图案,纯水接触角优选为85°以上,更优选为90°以上,进一步优选为93°以上。此外,对上限没有特别限定,然而根据除去剂的种类和含有的成分、转印/层合在导电层合体上的方法等,除去剂有时产生凹陷等转印缺陷/层合缺陷,因而纯水接触角优选为100°以下。另外,本发明中的保护层侧的油酸接触角由于依赖于构成保护层的成分等,所以只要为13°以上即可,不能一概而定,然而为了相对于所期望的图案,可以不发生图案粗大和不均一化,形成更微细且美丽的图案,油酸接触角优选为30°以上,更优选为40°以上,进一步优选为45°以上。此外,对上限没有特别限定,然而根据除去剂的种类和含有的成分、转印/层合在导电层合体上的方法等,除去剂有时产生凹陷等转印缺陷/层合缺陷,因而油酸接触角优选为70°以下。作为将本发明中的保护层的表面设定为纯水接触角在80°以上且油酸接触角在13°以上的方法,通过与上述作为保护层成分的有机或无机类高分子化合物一起加入添加剂,设定成具有这样的构成的保护层,可以满足各接触角的范围,但由于添加剂有可能渗出,阻碍高分子化合物的固化反应,所以优选在保护层成分的高分子化合物之中选择其本身满足各接触角范围的高分子化合物,仅用该化合物构成保护层。作为添加剂,例如可以举出含有氟元素(F元素)的低分子化合物/单体/低聚物等有机硅类低分子化合物/单体/低聚物树脂等,进而,这些添加剂可以以与保护层成分的化合物混合在一起的状态存在于保护层内,或者也可以部分与保护层成分的高分子化合物结合,只要满足各接触角的范围即可,没有特别的限定。另外,作为保护层成分的高分子化合物本身满足各接触角范围的高分子化合物,可以举出热塑性树脂、热固性树脂、光固性树脂等,从可见光透过性、基材的耐热性、玻璃化转变点和膜硬度等观点出发可以适宜选择。作为这些树脂,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、环氧类树脂、聚乙烯或聚丙烯等烯烃类树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、酚类树脂、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯等含有氯元素(Cl元素)的树脂、含有氟元素(F元素)的树脂(例如,在聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、环氧类树脂、聚乙烯或聚丙烯等烯烃类树脂等树脂的结构内含有氟元素(F元素)的树脂)、有机硅类树脂(直链有机硅类树脂、有机硅树脂类树脂、直链有机硅类树脂或有机硅树脂类树脂与其他树脂的共聚物或接枝结构的共聚物、在上述直链有机硅类树脂/上述有机硅树脂类树脂/上述其他树脂的共聚物或接枝结构的共聚物的硅酮的分子链末端、分子链中、支链中等结构内引入了各种官能团的改性有机硅类树脂)等,根据要求的特性、生产率等任意选择它们中的至少一种,或者也可以将它们中的两种以上混合,并不特别地限定为这些树脂,然而从容易将上述各接触角设定为特定范围这样的观点出发,优选含有氟元素(F元素)的树脂、有机硅类树脂,进而,鉴于透明性等光学特性以及后述的理由,可优选使用多官能丙烯酸类高分子化合物或多官能甲基丙烯酸类高分子化合物。此外,在本发明中,上述高分子化合物具有交联结构时,可以使保护层的耐酸性进一步提高,故特别优选。本发明中的所谓交联结构是形成保护层的成分的键以三维方式相连接的状态,可以推测:通过采取交联结构,构成保护层的成分的结合变得致密,保护层的自由空间(自由体积)变小,其结果,可以抑制酸成分从除去剂向保护层渗透,进而可以使保护层本身的耐酸性进一步提高。对于该交联结构所产生的效果,无论是有机类高分子化合物还是无机类高分子化合物都同样可以使保护层的耐酸性提高,但与有机类高分子化合物相比,无机类高分子化合物取交联结构时柔软性和挠曲性降低,保护层变脆,生产时的处理方法等中有可能易于发生脆性破坏,因而最优选有机类高分子化合物的交联结构体。
作为将有机类高分子化合物设定为交联结构的方法,有将多官能单体或多官能低聚物加热固化,或照射紫外光、可见光、电子射线等活性电子射线进行光固化的方法。在热固化的情况下,由于热能是固化反应的驱动力,所以一旦将单体或低聚物设定为更多官能,则反应需要时间,因而有时需要延长固化时间等来应对,另一方面,在光固化的情况下,含有光引发剂,对其照射上述活性电子射线,产生引发种,在该引发种作用下使反应容易以链式进行,所以基于固化时间短等的理由,更优选光固化。
此处,光引发剂是指吸收紫外区域的光、可见区域的光、电子射线等活性电子射线,产生作为反应引发种的自由基种、阳离子种、阴离子种等活性种,引发高分子化合物的反应的物质。
在本发明中,从使用的上述活性电子射线的种类出发,可以仅单独使用一种光引发剂,但更优选选择使用最大吸收波长值各自相差20nm以上的两种以上光引发剂。
其理由如下所示。例如列举引发种为自由基种的情况时,自由基种的反应性非常高,而另一方面,其高的反应性导致在与多官能单体或多官能低聚物反应之前有时在大气中的氧的作用下自由基失活,固化反应无法理想地进行,高分子化合物的交联结构有时变得不充分。为了抑制所述氧的阻碍,有时需要在经氮或氩等惰性气体置换的气氛下或在经脱氧的气氛下等来应对,但设定为那样的特殊气氛下时使设备的规模变大等在生产率和成本的方面变得不利。因此,如果在大气下也可以充分进行固化反应而形成交联结构,则在成本低的同时可稳定生产,进而可以提供品质更高的导电层合体。在此,发明人等发现,通过使混合的光引发剂的最大吸收波长值相差20nm以上,即使在大气下,固化反应也与在特殊气氛下同样地充分进行。
另外,此处所说的最大吸收波长是指,将光引发剂溶解在可溶的溶剂中时通过紫外可见分光光度法(UV-Vis)求出的吸收光谱的最大值处的波长。另外,具有多个最大值时,如下设定最大吸收波长。在光程长1cm下求出的吸收光谱中在200~400nm的区域存在的多个最大值内,将吸光度最大的最大值处的波长设定为最大吸收波长。此处,如果溶解在溶剂中时的光引发剂的浓度过高,则上述吸光度最大的最大值超出所使用的装置的检测限,有时可能观察到好像不存在上述吸光度最大的最大值,因而适宜改变光引发剂的浓度,同样地进行测定,将在每个浓度下吸光度相对最大的最大值处的波长设定为最大吸收波长。在最大吸收波长的值之差不足20nm的情况下,存在所混合的光引发剂的吸收带发生重叠的区域,推测仅获得如同与仅使用1种光引发剂时同等的效果。然而,从发出上述活性电子射线的灯等发射体中,实际上并不是仅发出单一波长,而是发出各种波长,通过混合两种以上的最大吸收波长之差为20nm以上的光引发剂,可以吸收更宽区域的波长,结果,将所发出的活性电子射线效率良好地捕捉和使用,从而即使在大气下也可使固化反应充分进行。因此,在含有3种以上光引发剂的情况下,如果各自的最大吸收波长之差为20nm以上,则更加有效。
作为可使用的光引发剂,例如可以使用二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮等二苯甲酮类、苯偶酰二甲缩酮等苯偶姻类、1-羟基-环己基-苯基-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-甲基1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1等α-羟基酮类或α-氨基酮类、异丙基噻吨酮、2-4-二乙基噻吨酮等噻吨酮类、甲基苯基乙醛酸等,从最大吸收波长的值、吸光度、色彩观、着色程度等观点考虑,可优选使用这些光引发剂之中的光引发剂。优选使用的光引发剂,例如作为市售品可以举出作为1-羟基-环己基-苯基-酮的Ciba(注册商标)IRGACURE(注册商标)184(Ciba Japan株式会社制造)、作为2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮的Ciba(注册商标)IRGACURE(注册商标)907(Ciba Japan株式会社制造)、作为2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1的Ciba(注册商标)IRGACURE(注册商标)369(CibaJapan株式会社制造)等。
本发明的导电层合体,优选为从上述导电层侧入射时的基于JISK7361-1(1997年)的全光线透过率为80%以上的透明导电层合体。作为透明导电层合体组装本发明的导电层合体而形成的触控面板,显示优异的透明性,可以清楚地辨认在使用了该透明导电层合体的触控面板的下层所设置的显示屏的显示内容。本发明中的透明性,是指从上述导电层侧入射时的基于JIS K7361-1(1997年)的全光线透过率为80%以上,优选为85%以上,更优选为90%以上。作为用于提高全光线透过率的方法,例如,可以举出提高所使用的基材的全光线透过率的方法、使上述导电层的膜厚更薄的方法、或者以保护层成为光学干涉膜的方式进行层合的方法等。
作为提高基材的全光线透过率的方法,可以举出使基材的厚度薄的方法、或者选择全光线透过率高的材质的基材的方法。本发明的透明导电层合体的基材,可优选使用可见光线的全光线透过率高的基材,具体为基于JIS K7361-1(1997年)的全光线透过率为80%以上的基材,更优选为具有90%以上的透明性的基材。具体可以举出例如透明的树脂、玻璃等,不管是厚度为250μm以下可卷绕的膜、还是厚度超过250μm的基板,只要具有上述全光线透过率的范围即可。从成本、生产率、处理性等观点考虑,优选250μm以下的树脂膜,特别优选为190μm以下,进一步优选为150nm以下。作为树脂,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、芳酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂环式丙烯酸类树脂、环烯烃树脂、三乙酰纤维素以及这些树脂的混合物和/或共聚物,例如将所述树脂不拉伸、单向拉伸、双向拉伸,可以制成膜。这些基材中,从形成基材的成型性、透明性等光学特性、生产率等观点考虑,可优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯膜、或与PEN混合和/或共聚而成的PET膜、聚丙烯膜。
作为玻璃,可以使用通常的钠玻璃。而且,也可以将上述多个基材组合使用。例如,可以为树脂与玻璃组合的基材、将两种以上树脂层合而成的基材等复合基材。进而,必要时,也可以对基材实施表面处理。表面处理可以是辉光放电、电晕放电、等离子体处理、火焰处理等物理处理、或者设置树脂层。在膜的情况下,可以为具有易粘接层的膜。基材不限于上述种类,根据用途可以从透明性、耐久性、可挠性、成本等方面出发,选择最佳的基材种类。
接下来,对以保护层成为光学干涉膜的方式进行层合的方法,进行如下说明。
导电层根据其导电成分自身的物性,反射或吸收光。因此,为了将包含设置于基材上的导电层的透明导电层合体的全光线透过率提高,将保护层设置为使用了透明材料的光学干涉膜、且将该光学干涉膜侧的在波长380~780nm下的平均反射率降低为4%以下,是有效的,优选为3%以下,更优选为2%以下。如果平均反射率为4%以下,则可以以良好的生产率得到用于触控面板用途等时的全光线透过率为80%以上的性能,因而是优选的。
无论线状结构体的导电成分为任种物质,本发明的导电层合体都优选其导电层侧的表面电阻值为1×100Ω/□以上、1×104Ω/□以下,更优选为1×101Ω/□以上、1.5×103以下。通过在该范围,可优选作为触控面板用的导电层合体使用。即,如果为1×100Ω/□以上,可以减少消耗的电力,如果为1×104Ω/□以下,可以减小触控面板的坐标数字化转换器的误差的影响。
作为在导电层上形成保护层的方法,根据用于形成保护层的物质,选择最佳的方法即可,可以举出真空蒸镀、EB蒸镀、溅射等干法、浇注、旋涂、浸涂、棒涂、喷雾、刮板涂布、狭缝模涂、凹板印刷、反转涂布、丝网印刷、铸模涂布、印刷转印、喷墨等湿涂法等普通的方法。其中,优选可以均匀层合保护层且不易对导电层引入伤痕的狭缝模涂、或者使用了可以均匀且生产率良好地形成保护层的微米照相凹版的湿涂法。
在本发明的基材和/或各层中,可以在不阻碍本发明效果的范围内添加各种添加剂。作为添加剂,例如可以使用有机和/或无机的微粒、交联剂、阻燃剂、阻燃助剂、耐热稳定剂、抗氧化稳定剂、流平剂、滑动活化剂(slip activator)、导电剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、成核剂、染料、填充剂、分散剂和偶联剂等。
对于本发明所用除去剂的制造方法,举例进行说明。首先,在溶剂中添加树脂,充分搅拌,使其溶解。搅拌可以在加热条件下进行,出于提高溶解速度的目的,优选在50~80℃下搅拌。接下来,加入沸点为80℃以上的酸或通过外部能量产生酸的化合物、流平剂和必要时的上述添加剂,进行搅拌。对添加方法和添加顺序没有特别限定。搅拌可以在加热条件下进行,出于提高添加剂的溶解速度的目的,优选在50~80℃下搅拌。
对于通过使用除去剂的化学蚀刻在本发明的导电层合体上形成图案的方法,举例进行说明。在本发明的导电层合体的保护层侧的欲除去的部分上涂布除去剂。用于本发明的除去剂由于具有非牛顿流动性,所以无论导电层合体的种类、大小、形状如何,都可以使用公知方法涂布。作为涂布方法,例如可以举出丝网印刷法、点胶机(dispenser)法、镂空版印刷法、移印法、喷雾涂布、喷墨法、微凹版印刷法、刮刀涂布法、旋涂法、狭缝式涂布法、辊涂法、幕涂法、流涂法等,但不限于这些方法。另外,为了进一步减少导电层的蚀刻不均,优选将除去剂均匀涂布在导电层合体的保护层上。
对于涂布的除去膜的厚度,根据被除去的导电层的材质和厚度、加热温度和加热时间适宜决定,但优选以干燥后的厚度为0.1~200μm的方式涂布,更优选为2~200μm。通过将干燥后的除去剂厚度设定在上述范围内,从而使涂膜中包含必要量的导电层除去成分,可以将导电层以面内更加均匀的方式除去。另外,由于加热时可以抑制横向上的垂落,所以不发生涂布膜交界线的位置偏移,可以获得所期望的图案。
接下来,将涂布了除去剂的导电层合体在80℃以上加热处理。加热处理温度优选为与除去剂之中的除溶剂以外的成分的沸点相比较低的温度,优选200℃以下。通过在上述温度范围进行加热处理,涂布了除去剂的部分的导电层被分解、溶解或可溶化。加热处理方法可以根据目的和用途来选择,例如可以举出加热板、热风烘箱、红外线烘箱、频率300兆赫~3太赫的微波照射等,但不限于这些方法。
加热处理后,通过使用了液体的清洗,将除去剂和导电层的分解/溶解物除去,得到所期望的导电图案。清洗工序中所使用的液体,优选为溶解除去剂所含有的树脂的液体,具体可以举出丙酮等酮类、甲醇等醇类、四氢呋喃等有机溶剂,含有上述有机溶剂的水溶液、含有氢氧化钠、乙醇胺、三乙胺等的碱性水溶液、纯水等,但不限于这些液体。为了在清洗工序中无残渣地清洗,可以将上述液体加热至25~100℃来使用。
表示本发明的触控面板的一例的截面示意图如图3所示。本发明的触控面板是将图1所示的本发明的导电层合体(层合有具有由线状结构体构成的网状结构的导电层、和保护层)单独或多片、进而与其他构件组合搭载而得到的,作为其例子,可以举出电阻膜式触控面板或静电容量式触控面板等。本发明的导电层合体的导电层形成网状结构,所述网状结构如图2所示包含符号5、6、7、8那样的线状结构体并且具有符号10、11、12那样的由重叠构成的接点。搭载本发明的导电层合体而成的触控面板是如图3所示将具有导电区域和非导电区域的本发明的导电层合体13通过接合剂或压敏粘合剂等接合层接合层合得到的,进而例如安装引线和驱动单元,组装在液晶显示屏的前面来使用。
实施例
以下,基于实施例具体说明本发明。但本发明不限于下述实施例。首先说明各实施例和比较例的评价方法。
(1)保护层的平均厚度t
将样品的欲观察部分附近用冰包埋,冷冻固着,或者用环氧树脂那样的固着力比冰强的成分包埋后,使用Nihon MicrotomeKenkyusho K.K.制造的旋转式切片机,以刀倾斜角度3°设置钻石刀,对膜平面沿垂直方向切断。接着,使用电场放射型扫描电子显微镜(日本电子株式会社制造JSM-6700-F)以加速电压3.0kV、观察倍数10000~100000倍,适宜调节图像的对比度,在各倍数下对得到的膜截面进行观察。从所得到的截面照片上,对截面示意图的图4中对应的t1(不存在线状结构体的部分的保护层厚度)和t2(层合在单一线状结构体的顶点上或由线状结构体构成的聚集体的顶上的保护层厚度)的各任意5处同样地在任意倍数下测定(由放大倍数计算),求出平均值。
(2)线状结构体的直径r
使用电场放射型扫描电子显微镜(日本电子株式会社制造JSM-6700-F)与(1)同样地对截面进行观察,适宜调节线状结构体的部分和未层合线状结构体的部分的图像对比度,进行观察、判断。此处,在以单一线状结构体的形式存在的部分中,直径r是指图4中所示的符号28,是从线状结构体的顶点上开始与基材方向垂直的方向上的直线距离。另外,在以由线状结构体构成的聚集体的形式存在的部分中,直径r是指图4中所示的符号29,是从由线状结构体构成的聚集体的顶上至聚集体的底的与基材方向垂直的方向上的直线距离。同样地观察任意5处,将5处的平均值作为线状结构体的直径r。另外,r和t的大小的判断中,如果通过截面观察,则断定线状结构体的直径r,并与根据(1)求出的t作比较,如果通过表面观察,则从观察角度20°、30°、45°、90°(正上方)方向都对相同位置同样地进行观察,确认线状结构体的部分的隆起。
在用上述方法难以观察的情况下,接下来使用彩色3D激光显微镜((株)KEYENCE制造VK-9710),用附带的标准物镜10X((株)尼康制造CF IC EPI Plan 10X)、20X((株)尼康制造CF IC EPI Plan 20X)、50X((株)尼康制造CF IC EPI Plan Apo 50X)、150X((株)尼康制造CFIC EPI Plan Apo 150XA)在各倍数下对保护层侧的相同位置进行表面观察,根据其图像数据使用观察应用程序((株)KEYENCE制造VK-HV1)进行图像解析,根据线状结构体的部分和未层合线状结构体的部分的各高度的差异,确认线状结构体的部分的隆起。
在仍然难以观察的情况下,接下来使用原子力显微镜(DigitalInstruments公司制造NanoScopeIII),在悬臂为硅单晶、扫描模式为轻敲模式、测定环境为温度25℃和相对湿度65%RH的条件下进行观察,从线状结构体的部分和未层合线状结构体的部分中确认线状结构体的部分的隆起。
(3)相对于保护层的除去厚度X的、保护层的厚度的判定
相对于由除去剂所致的保护层的除去厚度X,保护层是否具有厚的部分和薄的部分的判定用以下的方法进行。
首先,对实施例和比较例中记载的导电层合体的导电层侧(保护层侧)用与(1)或(2)中记载的方法相同的方法进行观察,确认在导电层上是否层合有保护层。
其次,准备后述的除去剂,在实施例和比较例中记载的导电层合体上的与上述观察部分相同的位置,使用sus#500目的网通过丝网印刷以干燥后的膜厚为2.4μm的方式涂布除去剂。印刷图案为线长5cm、线宽50μm、100μm、200μm、500μm的各直线线条。涂布除去剂后,放入红外线烘箱,在130℃加热处理3分钟,从烘箱中取出,自然冷却至室温后,用25℃的纯水清洗1分钟,将附着的除去剂和分解物除去。然后,将上述基板用压缩空气除去水分后,用红外线烘箱在80℃干燥1分钟,得到导电层被图案化了的导电层合体。
对该导电层被图案化了的导电层合体的图案化部分(与上述观察部分相同的位置),用与(1)或(2)中记载的方法相同的方法、或者用扫描透射电子显微镜((株)Hitachi High-Technologies制造日立扫描透射电子显微镜HD-2700)进行观察,确认导电成分和保护层有无残存。
相对于保护层除去厚度X的保护层厚度的判定,基于以下的基准实施。
(a)合格判定(保护层具有比除去厚度X厚的部分和薄的部分。)
·将保护层残存、导电成分不残存的状态的情况设定为合格判定。
·保护层残存是指,相对于除去厚度X,图4中所示的符号21的部分厚,所以保护层残存。即,意味着,保护层具有比X厚的部分。
·导电成分不残存是指,相对于除去厚度X,图4中所示的符号22和23作为薄的部分而存在,该薄的部分被除去后,除去剂从该部分浸入,与导电成分接触,从而除去导电成分。因此,导电成分不残存的情况意味着保护层存在比除去厚度X薄的部分。
(b)不合格1判定(保护层仅为比除去厚度X厚的部分,不具有薄的部分。)
·将导电成分和保护层都残存的状态的情况设定为不合格1判定。
·在不仅保护层残存而且导电成分也残存的情况下,除去剂没有到达导电成分,即图4中所示的符号22和23作为比除去厚度X厚的部分而存在,保护层不具有薄的部分,所以导电成分残存。因此,意味着,相对于保护层的除去厚度X,保护层仅为比X厚的部分,不具有薄的部分。
(c)不合格2判定(保护层仅为比除去厚度X薄的部分,不具有厚的部分。)
·将导电成分和保护层都不残存的状态的情况设定为不合格2判定。
·在不仅导电成分不残存而且保护层也不残存的情况下,除去成分使全部的保护层被除去,即图4中所示的符号21作为比除去厚度X薄的部分而存在,保护层不具有厚的部分,所以保护层不残存。因此,意味着,相对于保护层的除去厚度X,保护层仅为比X薄的部分,不具有厚的部分。
(4)通过化学蚀刻形成的图案的评价
作为图案的微细化的评价,在后述的直线图案中用以下(a)~(c)的3个指标评价。
(a)除去剂的印刷图案的线宽
·转印/层合在导电层合体上的除去剂的线宽。
·线宽越细,表示在导电层合体上转印/层合的图案越微细,线宽越粗,表示线越粗大。
(b)蚀刻图案的线宽
·将转印/层合在导电层合体上的除去剂水洗后的蚀刻部分的线宽。
·与上述(a)同样,线宽越细,表示形成了越微细的图案,线宽越粗,表示线越粗大。
(c)蚀刻图案的蚀刻交界部的线条直线性(线弯曲)
·在上述(b)中求出的线宽的标准偏差(σ)。
·标准偏差(σ)越小,表示图案精细度越高、越美丽。
首先,对实施例和比较例中记载的导电层合体的导电层侧(保护层侧)用与(1)、(2)中记载的方法相同的方法进行观察,确认在导电层上是否层合有保护层。
其次,制备后述的除去剂,在实施例和比较例中记载的导电层合体上的与上述观察部分相同的位置,使用sus#500目的网通过丝网印刷以干燥后的膜厚为2.4μm的方式涂布除去剂。印刷图案设定为线长5cm的(i)线宽50μm、(ii)100μm的各直线线条。涂布除去剂后,放入红外线烘箱,在130℃加热处理3分钟,从烘箱中取出,自然冷却至室温,得到转印/层合有直线图案的除去剂的导电层合体。接下来,在该转印/层合有除去剂的导电层合体的(i)、(ii)的各直线图案中,对与线长一端部距离0.5cm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm(线条中点)、3cm、3.5cm、4cm(距离另一端部1cm)的8个位置,使用彩色3D激光显微镜((株)KEYENCE制造VK-9710),用附带的标准物镜10X((株)尼康制造CF IC EPI Plan 10X)、20X((株)尼康制造CF ICEPI Plan 20X)、50X((株)尼康制造CF IC EPI Plan Apo 50X)、150X((株)尼康制造CF IC EPI Plan Apo 150XA),任意变更倍数,进行观察。接下来,对(i)(ii)的各直线图案的图像数据使用观察应用程序((株)KEYENCE制造VK-HV1)进行图像解析,求出各位置(上述8个位置)上线宽的最大值和最小值,计算出共16个点的平均值,将该值作为上述(a)除去剂的印刷图案的线宽。
接下来,将转印/层合有除去剂的导电层合体用25℃的纯水清洗1分钟,除去附着的除去剂和分解物。然后,将上述基板用压缩空气除去水分后,在红外线烘箱中于80℃干燥1分钟,得到导电层被图案化了的导电层合体。
对该导电层被图案化了的导电层合体的图案化部分的与上述观察部分相同的位置(上述8个位置)同样地进行观察,将共16个点的平均值作为上述(b)蚀刻图案的线宽。进而,由共16个点,计算出标准偏差(σ)。
(5)对热的耐久性
将(3)中得到的导电层被图案化了的导电层合体用附带安全门的恒温器安全烘箱(Espec株式会社制造SPHH-201)在130℃加热30分钟,对图案化部分的表面用光学显微镜((株)尼康制造ECLIPSE-L200)观察,观察加热前后图案化部分表面有无产生低聚物。需要说明的是,通过加热前在表面不存在的斑点或斑点图案在加热后是否存在来判断低聚物。在用上述光学显微镜无法观察低聚物的情况下,接下来使用TOPCON社制造的扫描型电子显微镜ABT-32,同样地对表面进行观察,确认有无产生低聚物。对任意10个点进行观察,将没有产生低聚物的情况设定为合格。
(6)图案化部分的电绝缘性
将在(3)中制作的导电层被图案化了的导电层合体切下距离各直线的线长的两端部1cm的部分,得到被蚀刻线条隔开的3cm×10cm的导电层合体。然后,在蚀刻线条的右侧和左侧放上绝缘电阻计(三和电气计器株式会社制造、EA709DA-1)的探头,施加25V直流电,将显示10MΩ以上的电阻的情况设定为合格,将显示小于10MΩ的电阻的情况设定为不合格。
(7)图案化部分的导电成分有无残存
对在(3)中制作的导电层被图案化了的导电层合体的图案化部分,用与(1)或(2)中记载的相同的方法、或用扫描透射电子显微镜((株)Hitachi High-Technologies制造日立扫描透射电子显微镜HD-2700)进行观察。
将确认不到通过后述的(9)所辨别的导电成分的情况设定为合格(导电成分无残存),将确认到导电成分的情况设定为不合格(导电成分有残存)。
(8)保护层的化合物的含有元素、结构、结合状态的鉴定
对于保护层中的化合物的含有元素、化合物的结构(高分子结构等)、结合状态(交联等),首先,用(1)~(3)中记载的任一方法断定导电层合体的导电层侧或保护层侧的面。其次,在必要时,用硅胶柱色谱法、凝胶渗透色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法等所代表的普通色谱法、或其他可分离/精制的方法,分离精制为单一物质,或者适宜浓缩和稀释。
接下来,以保护层为对象,从下述方法中适宜选择/组合,对保护层的化合物的含有元素、结构、结合状态进行鉴定/分析:动态二次离子质谱法(Dynamic-SIMS)、飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)、其他静态二次离子质谱法(Static-SIMS)、核磁共振分光法(1H-NMR、13C-NMR、29Si-NMR、19F-NMR)、二维核磁共振波谱法(2D-NMR)、红外分光光度法(IR)、拉曼光谱法、质谱法(Mass)、X射线衍射法(XRD)、中子衍射法(ND)、低能电子衍射法(LEED)、反射式高能电子衍射法(RHEED)、原子吸收光谱分析法(AAS)、紫外光电子能谱法(UPS)、俄歇电子能谱法(AES)、X射线光电子能谱法(XPS)、荧光X射线元素分析法(XRF)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电子探头X射线微区分析(EPMA)、凝胶渗透色谱法(GPC)、透射电子显微镜-能量色散型X射线荧光分析(TEM-EDX)、扫描电子显微镜-能量色散型X射线荧光分光分析(SEM-EDX)、其他元素分析。
(9)线状结构体的辨别(导电成分的结构)、线状结构体的网状态
对样品的导电层侧的表面,用与(1)或(2)中记载的相同的方法、或者用扫描透射电子显微镜((株)Hitachi High-Technologies制造日立扫描透射电子显微镜HD-2700)进行观察。通过表面观察无法观察时,用与(8)相同的任一方法对导电层的成分进行分离精制后,采集/收集足够量的相当于导电成分的物质,然后同样地观察,进行线状结构体的辨别(导电成分的结构)。
(10)光引发剂的最大吸收波长之差
用与(8)相同的任一方法对保护层的成分进行分离精制,仅提取各种成分内的相当于光引发剂的化合物。在不明确是否相当于光引发剂的情况下,将照射活性电子射线而产生自由基种、阳离子种、阴离子种中的任一活性种的化合物作为光引发剂。接下来,使光引发剂溶解在各种可溶的溶剂中。接着,将该溶液加入石英池中,使用紫外可见分光光度计(UV-Bis Spectrophotometer、日本分光株式会社制造V-660型)测定在波长200~900nm下的吸收光谱,求出最大吸收波长。
对于各光引发剂,同样地测定3次吸收光谱,求出最大吸收波长,将其平均值作为光引发剂的最大吸收波长,求出各光引发剂的最大吸收波长之差。
另外,在具有多个最大值的情况下,如下设定最大吸收波长。在光程长1cm下求出的吸收光谱中在200~400nm的区域存在的多个最大值内,将吸光度最大的最大值处的波长设定为最大吸收波长。此处,如果溶解在溶剂中时的光引发剂的浓度过高,则上述吸光度最大的最大值超出所使用的装置的检测限,有可能在观察时好像不存在上述吸光度最大的最大值,因而适宜改变光引发剂的浓度,同样地进行测定,将在每个浓度下吸光度相对最大的最大值处的波长设定为最大吸收波长。
(11)表面电阻值R0
使用无接触式电阻率计(NAPSON株式会社制造NC-10)以涡电流方式,对100mm×50mm的样品的中央部分测定导电层侧的表面电阻值。计算出5个样品的平均值,将其作为表面电阻值R0[Ω/□]。超出检测限而得不到表面电阻值时,接着用以下的方法测定。
使用高电阻率计(三菱化学株式会社制造Hiresta-UPMCP-HT450),连接圆形探头(三菱化学株式会社制造URS探头MCP-HTP14),以双环方式(double ring method)对100mm×100mm的样品的中央部分进行测定。计算出5个样品的平均值,将其作为表面电阻值R0[Ω/□]。
(12)全光线透过率
使用浊度计(雾度计)NDH2000(日本电色工业株式会社制造),基于JIS K7361-1(1997年),从导电层侧射入光,测定导电层合体厚度方向的全光线透过率。由对5个样品测定的值计算出平均值,将其作为全光线透过率。
(13)非导电区域的导电成分的不残存除去痕的有无
对在(3)中制作的导电层被图案化了的导电层合体的图案化部分,用与(1)或(2)中记载的相同的方法、或者用扫描透射电子显微镜((株)Hitachi High-Technologies制造日立扫描透射电子显微镜HD-2700)进行观察。
将确认到用上述(9)的方法辨别的除去痕的情况设定为合格,将确认不到除去痕的情况设定为不合格。
(14)保护层侧表面的接触角
用基于JIS R3257(1999)的静滴法测定接触角。使用接触角计(协和界面科学株式会社制造FACE接触角计CA-X型(图像处理式)),将通过(9)辨别的本发明的导电层合体的导电层层侧(保护层侧)作为测定面,水平设置在试样台上后,滴加纯水,求出接触角。用相同的方法对任意的共10个位置求出接触角,将该10点的平均值作为本发明的纯水接触角。接下来,用相同的方法在其他的任意10个位置滴加油酸(Nacalai Tesque株式会社制造),将10点的平均值作为本发明的油酸接触角。
用于各实施例和比较例的保护层的材料如下所示。用实施例和比较例的各方法在导电层上层合各保护层。
(1)保护层材料A
·直链丙烯酸类树脂(综研化学株式会社制造Foret GS-1000、固体成分浓度30质量%)
(一种不含有S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素的有机类高分子化合物,不具有交联结构)。
(2)保护层材料B
·多官能丙烯酸类树脂组合物(综研化学株式会社制造FullcureHC-6、固体成分浓度51质量%)
(一种不含有S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素的有机类高分子化合物,通过光引发剂形成交联结构)。
(3)保护层材料C
·多官能丙烯酸类树脂组合物(综研化学株式会社制造FullcureUAF-1、固体成分浓度48.4质量%)(一种不含S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素、但含有F元素(氟元素)的有机类高分子化合物,通过光引发剂形成交联结构)。
(4)保护层材料D
·多官能丙烯酸类树脂组合物(中国涂料株式会社制造ForseedNo.420C(旧商品编号:Aurex JU-114)、固体成分浓度70质量%)(一种不含S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素、具有烷基侧链的有机类高分子化合物,通过光引发剂形成交联结构)。
(5)保护层材料E
·多官能聚氨酯丙烯酸酯类树脂组合物(根上工业株式会社制造Artresin UN-904M、固体成分浓度80质量%)(一种不含S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素、但在骨架结构内含有N元素的有机类高分子化合物,通过光引发剂形成交联结构)。
(6)保护层材料F
·多官能丙烯酸类树脂组合物(综研化学株式会社制造FullcureHCE-022、固体成分浓度52.1质量%)(一种含有构成官能团的N元素的有机类高分子化合物,通过光引发剂形成交联结构)。
(7)保护层材料G
·直链丙烯酸类树脂(如下聚合,固体成分浓度100质量%)(一种含S元素的有机类高分子化合物,不具有交联结构。)
·由丙烯酰胺叔丁基磺酸(别名:2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸)和甲基丙烯酸甲酯(别名:2-甲基-2-丙烯酸甲酯,简称MMA)共聚。
(8)保护层材料H
·直链丙烯酸类树脂(如下聚合,固体成分浓度100质量%)(一种含有S元素、金属离子的有机类高分子化合物,不具有交联结构。)
·由丙烯酰胺叔丁基磺酸钠盐(别名:2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠盐)和甲基丙烯酸甲酯(别名:2-甲基-2-丙烯酸甲酯,简称MMA)共聚。
(9)保护层材料I
·多官能丙烯酸类树脂组合物(如下制作,固体成分浓度40质量%)(一种含P元素的有机类高分子化合物,通过光引发剂形成交联结构。)
·用与日本特开2008-222848号公报的实施例1相同的方法,得到树脂组合物。在该树脂组合物中含有下述(13)添加剂A。
(10)保护层材料J
·无机硅氧化物(二氧化硅)组合物(如下制作,固体成分浓度3质量%)(一种不含S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素的无机类高分子化合物,通过热形成交联结构。)
·在100mL塑料容器中加入乙醇20g,添加硅酸正丁酯40g,搅拌30分钟。其后,添加0.1N盐酸水溶液10g后,进行2小时搅拌(水解反应),于4℃保存。第二天,将该溶液用异丙醇/甲苯/正丁醇混合液(混合质量比2/1/1)稀释成固体成分浓度为3.0质量%。
(11)保护层材料K
·丙烯酸类树脂(综研化学株式会社制造Foret SBH-1、固体成分浓度57质量%)(一种不含有S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素的有机类高分子化合物,通过热,与多官能异氰酸酯形成交联结构。)
(12)保护层材料L
·环氧类树脂组合物(DIC株式会社制造DIC Fine EN-0270、固体成分浓度20质量%)(一种不含S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素中的任一物质但在骨架结构内含有N元素的有机类高分子化合物,通过热,与三聚氰胺/甲醛类树脂组合物形成交联结构)。
(13)保护层材料M
·聚酯类氨基甲酸酯树脂组合物(DIC株式会社制造HYDRANAP-40N、固体成分浓度35质量%)(一种不含S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素中的任一物质、但在骨架结构内含有N元素的有机类高分子化合物,通过热,与三聚氰胺/甲醛类树脂组合物形成交联结构)。
(14)保护层材料N
·多官能丙烯酸类树脂组合物(综研化学株式会社制造FullcureUAF-6、固体成分浓度50.9质量%)(一种不含S元素、P元素、金属元素、金属离子和构成官能团的N元素中的任一物质的有机类高分子化合物,通过光引发剂形成交联结构)。
(15)添加剂A
·光聚合引发剂(Ciba Japan株式会社制造Ciba(注册商标)IRGACURE(注册商标)184)
·最大吸收波长240nm。
(16)添加剂B
·光聚合引发剂(Ciba Japan株式会社制造Ciba(注册商标)IRGACURE(注册商标)907)
·最大吸收波长300nm。
(17)添加剂C
·光聚合引发剂(Ciba Japan株式会社制造Ciba(注册商标)IRGACURE(注册商标)369)
·最大吸收波长320nm。
(18)添加剂D
·光聚合引发剂(Ciba Japan株式会社制造Ciba(注册商标)IRGACURE(注册商标)651)
·最大吸收波长250nm。
(19)添加剂E
·缩二脲型HDI(六亚甲基二异氰酸酯)多官能异氰酸酯(SumikaBayer Urethane株式会社制造Desmodur N3200、固体成分浓度100质量%)(含N元素的热交联固化剂)。
(20)添加剂F
·三聚氰胺/甲醛类树脂组合物(DIC株式会社制造BeckamineAPM、固体成分浓度80质量%)。
(21)添加剂G
·具有F元素(氟元素)的有机类低分子化合物(大金工业株式会社制造OPTOOL DAC(注册商标)、固体成分浓度20质量%)(含N元素的热交联固化剂)。
各实施例和比较例中的导电层如下所示。用以下各方法在实施例和比较例中的基材上层合各导电层。
(1)导电层A“针状二氧化硅类·ATO(锑掺杂氧化锡)复合化合物导电层”
使用上述保护层材料A(丙烯酸类树脂)作为粘结剂成分,使用针状形状的二氧化硅类·ATO(锑掺杂氧化锡)复合化合物(大塚化学株式会社制造Dentol TM100、短轴:700~900nm、长轴:15~25μm)作为导电成分,以导电成分量相对于固体成分整体为60质量%的方式进行混合(固体成分混合比:粘结剂成分/导电成分=40质量%/60质量%),接着,在该混合液中以涂料固体成分浓度为50质量%的方式加入乙酸乙酯进行稀释,调整浓度,得到针状二氧化硅类·ATO(锑掺杂氧化锡)复合化合物分散涂液。使用安装有材质为sus的隔片(隔片厚度100μm)的狭缝式模涂布机,将该针状二氧化硅类·ATO(锑掺杂氧化锡)复合化合物分散涂液涂布在基材上,在120℃干燥5分钟,设置针状二氧化硅类·ATO(锑掺杂氧化锡)复合化合物涂膜。
(2)导电层B“银纳米线导电层”
用日本特表2009-505358号公报的例1(银纳米线的合成)中公开的方法得到银纳米线(短轴:50~100nm、长轴:20~40μm)。接下来,用该日本特表2009-505358号公报的例8(纳米线分散)中公开的方法得到银纳米线分散涂液。调整该银纳米线分散涂液的浓度使银纳米线的量相对于涂液全体成为0.05质量%。使用安装有材质为sus的隔片(隔片厚度50μm)的狭缝式模涂布机将该调整了浓度的银纳米线分散涂液涂布在基材上,在120℃干燥2分钟,设置银纳米线涂膜。
(3)导电层C“CNT导电层”
(催化剂调整)
将柠檬酸铁铵(绿色)(和光纯药工业株式会社制造)2.459g溶解在甲醇(关东化学株式会社制造)500mL中。在该溶液中加入轻质氧化镁(岩谷化学工业株式会社制造)100g,于室温搅拌60分钟,一边在40℃至60℃搅拌一边减压干燥,除去甲醇,得到在轻质氧化镁粉末上载带有金属盐的催化剂。
(CNT组合物制造)
用图5的示意图所示的流化床立式反应装置合成CNT。反应器100是内径32mm、长度1200mm的圆筒形石英管。在中央部具备石英烧结板101,在石英管下方部具备惰性气体和原料气体供给管线104,在上部具备排气管线105和催化剂投入管线103。并且,具备包围反应器圆周的加热器106,从而可以将反应器保持在任意温度。在加热器106上设置有检查口107以便可以确认装置内的流动状态。
取上述催化剂12g,从密闭型催化剂供给器102通过催化剂投入管线103,将上述“催化剂调整”部分中所示的催化剂108置于石英烧结板101上。接下来,从原料气体供给管线104以1000毫升/分钟开始供给氩气。使反应器内处于氩气气氛下后,加热至850℃的温度。
在达到850℃后,保持温度,将原料气体供给管线104的氩流量提升为2000毫升/分钟,使石英烧结板上的固体催化剂开始流动化。从加热炉检查口107确认发生流动化后,进一步开始以95毫升/分钟向反应器供给甲烷。供给该混合气体90分钟后,切换为仅流通氩气,使合成终止。
停止加热,放置至室温,变为室温后从反应器中取出含有催化剂和CNT的CNT组合物。
取上述所示的含催化剂的CNT组合物23.4g于瓷皿中,用预先加热至446℃的马佛炉(大和科学株式会社制造、FP41)在大气下于446℃加热2小时后,从马佛炉中取出。接着,为了除去催化剂,将CNT组合物添加在6N的盐酸水溶液中,于室温搅拌1小时。将过滤所得的回收物进一步添加在6N的盐酸水溶液中,于室温搅拌1小时。将其过滤,数次水洗后,将过滤物用120℃的烘箱干燥一夜,从而得到除去了氧化镁和金属的CNT组合物57.1mg,反复进行上述操作,由此准备除去了氧化镁和金属的CNT组合物500mg。
接着,将经马佛炉加热并除掉了催化剂的CNT组合物80mg添加在浓硝酸(和光纯药工业株式会社制造1级Assay60~61%)27mL中,在130℃的油浴中一边搅拌一边加热5小时。加热搅拌结束后,将含有CNT的硝酸溶液过滤,用蒸馏水进行水洗后,得到直接为含水的湿态的CNT组合物1266.4mg。
(CNT分散涂液)
在50mL的容器中称取上述CNT组合物10mg(换算成干燥时的重量)、作为分散剂的羧甲基纤维素钠(Sigma社制造90kDa,50-200cps)10mg,加蒸馏水使总重量为10g,以超声波均化器输出功率20W在冰冷却下分散处理20分钟,制备CNT涂液。将所得到的液体用高速离心分离机以10000G离心15分钟,得到上清9mL。在重复该操作多次所得到的上清145mL中加入乙醇5mL,得到可用涂布机涂布的CNT浓度约0.1质量%的CNT分散涂液(CNT与分散剂的配合比例为1比1)。将该CNT分散涂液涂布在石英玻璃上,干燥后的CNT导电层的折射率为1.82。
(CNT导电层的形成)
将上述CNT分散涂液用微凹版涂布机(照相凹版线号150R、照相凹版旋转比80%)涂布在基材上,在100℃干燥1分钟,从而设置CNT涂膜(作为CNT涂膜中的CNT聚集体,短轴:10~30nm,长轴:1~5μm)。
(4)导电层D“针状ATO(锑掺杂氧化锡)导电层”
使用上述保护层材料A(丙烯酸类树脂)作为粘结剂成分,使用针状形状的ATO(锑掺杂氧化锡、石原产业株式会社制造针状透明导电材料FS-10P、短轴:10~20nm、长轴:0.2~2μm)作为导电成分,以导电成分量相对于固体成分全体为60质量%的方式进行混合(固体成分混合比:粘结剂成分/导电成分=40质量%/60质量%),接着,在该混合液中以涂料固体成分浓度为20质量%的方式加入乙酸乙酯进行稀释,调整浓度,得到针状ATO(锑掺杂氧化锡)分散涂液。使用松尾产业株式会社制造的刮条涂布机#12将该针状ATO(锑掺杂氧化锡)分散涂液涂布在基材上,在120℃干燥2分钟,从而设置针状ATO(锑掺杂氧化锡)涂膜。
(5)导电层E“铜纳米线导电层”
用日本特开2002-266007号公报中公开的方法得到铜纳米线(短轴:10~20nm、长轴:1~100μm)。接下来,将日本特表2009-505358号公报的例8(纳米线分散)中公开的银纳米线变更为本发明的铜纳米线,用相同的方法得到铜纳米线分散涂液。对该铜纳米线分散涂液进行浓度调整,以使铜纳米线量相对于涂液全体为0.05质量%。使用安装有材质为sus的隔片(隔片厚度50μm)的狭缝式模涂布机,将该经浓度调整的铜纳米线分散涂液涂布在基材上,在120℃干燥2分钟,从而设置铜纳米线涂膜。
(6)导电层F“银纳米微粒导电层”
用日本特开2001-243841号公报的实施例((2)银纳米胶体涂布液的调整)中公开的方法得到银纳米微粒(短轴、长轴(粒径):9~15nm)分散液。接下来,用该日本特开2001-243841号公报的[实施例1~8]中公开的方法涂布银纳米微粒分散液,得到银纳米微粒涂膜。
(7)导电层G“银纳米线/银纳米微粒混合导电层”
在用日本特开2001-243841号公报的实施例((2)银纳米胶体涂布液的调整)中公开的方法得到的银纳米微粒分散液中,混合用日本特表2009-505358号公报的例8(纳米线分散)中公开的方法得到的银纳米线分散涂液,使银纳米微粒与银纳米线的质量比为银纳米微粒/银纳米线=8/2,得到银纳米线/银纳米微粒混合分散液。接下来,用该日本特开2001-243841号公报的[实施例1~8]中公开的方法将银纳米线/银纳米微粒混合分散液涂布在基材上,得到银纳米线/银纳米微粒混合涂膜。
(8)导电层H“ITO(氧化铟锡)薄膜导电层”
使用组成为In2O2/SnO2=90/10的铟·锡氧化物靶材,在真空度为10-4Torr、导入氩/氧混合气体的条件下用溅射法在基材上设置厚度250nm的ITO(氧化铟锡)导电性薄膜。
用于各实施例和比较例的除去剂如下所示。
在容器中加入乙二醇(和光纯药工业株式会社制造)70g、N,N’-二甲基丙烯基脲(东京化成工业株式会社制造)30g、硝酸钠5g,混合,向其中加入聚季铵盐-10(ISP Japan制造)5g和作为触变剂的THIXATROL MAX(Elementis Japan株式会社制造、聚酯酰胺衍生物)0.5g,一边用油浴于60℃加热一边搅拌30分钟。
接着,将容器从油浴中取出,自然冷却至室温后,加入流平剂(DIC株式会社制造、F-555)0.5g和对甲苯磺酸一水合物(东京化成工业株式会社制造、大气压下的沸点:103~106℃)10g,搅拌15分钟。将所得到的溶液用膜过滤器(Millipore株式会社制造的OmniporeMembrane PTFE、公称直径0.45μm)过滤,得到除去剂。
(实施例1)
将厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、Lumiror(注册商标)U46(东丽株式会社制造)作为基材,在基材的单面上层合“导电层A”。
接着,将“保护层材料A”296g、“乙酸乙酯”704g混合、搅拌,制作保护层涂布液。使用安装有材质为sus的隔片(隔片厚度50μm)的狭缝式模涂布机,将该保护层涂布液涂布在上述“导电层A”上,在120℃干燥2分钟,设置厚度为950nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例2)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料A”500g、“乙酸乙酯”1500g,除此以外,与实施例1同样地制作,设置厚度为800nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例3)
将厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、Lumiror(注册商标)U46(东丽株式会社制造)作为基材,在基材的单面上层合“导电层B”。
接着,将“保护层材料B”150g、“添加剂A”3.60g、“添加剂B”7.15g、“乙酸乙酯”1907g混合、搅拌,制作保护层涂布液。使用安装有材质为sus的隔片(隔片厚度50μm)的狭缝式模涂布机,将该保护层涂布液涂布在上述“导电层B”上,在120℃干燥2分钟后,以1.2J/cm2照射紫外线使其固化,设置厚度为450nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例4)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”150g、“添加剂A”3.60g、“添加剂B”7.15g、“乙酸乙酯”2288g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为380nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例5)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”150g、“添加剂A”3.60g、“添加剂B”7.15g、“乙酸乙酯”2748g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例6)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料C”150g、“添加剂A”3.41g、“添加剂B”6.79g、“乙酸乙酯”2600g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例7)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料D”100g、“添加剂A”3.29g、“添加剂B”6.55g、“乙酸乙酯”2551g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例8)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料E”100g、“添加剂A”3.76、“乙酸乙酯”2688g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例9)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料F”120g、“添加剂A”2.94g、“添加剂B”5.85g、“乙酸乙酯”2248g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例10)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”117g、“保护层材料G”6.63g、“添加剂A”3.12g、“添加剂B”6.20g、“乙酸乙酯”2388g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例11)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”117g、“保护层材料H”6.63g、“添加剂A”3.12g、“添加剂B”6.20g、“乙酸乙酯”2388g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例12)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”117g、“保护层材料I”16.58g、“添加剂B”6.2g、“乙酸乙酯”2277g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例13)
将厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、Lumiror(注册商标)U46(东丽株式会社制造)作为基材,在基材的单面上层合“导电层B”。
接着,将在上述(6)导电层F“银纳米微粒导电层”项中记载的用日本特开2001-243841号公报的实施例((2)银纳米胶体涂布液的调整)中公开的方法得到的银纳米微粒分散液蒸干,得到银纳米微粒。
接着,将“保护层材料B”123.5g、“上述银纳米微粒”3.32g、“添加剂A”3.12g、“添加剂B”6.20g、“乙酸乙酯”2384g混合、搅拌,制作保护层涂布液。使用安装有材质为sus的隔片(隔片厚度50μm)的狭缝式模涂布机,将该保护层涂布液涂布在上述“导电层B”上,在120℃干燥2分钟后,以1.2J/cm2照射紫外线使其固化,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例14)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”65g、“保护层材料C”68.5g、“添加剂A”3.12g、“添加剂B”6.20g、“乙酸乙酯”2378g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例15)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”78g、“保护层材料C”54.8g、“添加剂A”3.12g、“添加剂B”6.20g、“乙酸乙酯”2378g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例16)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”117g、“保护层材料D”9.47g、“添加剂A”3.12g、“添加剂B”6.20g、“乙酸乙酯”2385g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例17)
使导电层为“导电层G”,除此以外,与实施例5同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例18)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料E”80g、“添加剂A”3.01g、“添加剂B”5.98g、“乙酸乙酯”2344g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例19)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料D”100g、“添加剂A”3.29g、“添加剂B”3.27g、“添加剂C”3.27g、“乙酸乙酯”2551g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例20)
不使用“添加剂B”,而是将所使用的添加剂设定为“添加剂D”,除此以外,与实施例18同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例21)
不使用“添加剂C”,而是将所使用的添加剂设定为“添加剂D”,除此以外,与实施例19同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例22)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料A”500g、“添加剂G”0.75g、“乙酸乙酯”1501.25g,除此以外,与实施例1同样地制作,设置厚度为800nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例23)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料N”150.3g、“添加剂A”3.60g、“添加剂B”7.15g、“乙酸乙酯”2747g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例24)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料E”87.5g、“添加剂A”3.29g、“添加剂B”3.27g、“添加剂C”3.27g、“乙酸乙酯”2563g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例25)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料D”100g、“添加剂A”3.29g、“添加剂B”3.27g、“添加剂C”3.27g、“乙酸乙酯”2551g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(实施例26)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料C”123.3g、“保护层材料H”6.63g、“添加剂A”3.12g、“添加剂B”6.20g、“乙酸乙酯”2382g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度为310nm的保护层,得到本发明的导电层合体。
(比较例1)
将厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、Lumiror(注册商标)U46(东丽株式会社制造)制成层合体,而不设置导电层和保护层。
(比较例2)
将厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、Lumiror(注册商标)U46(东丽株式会社制造)作为基材,在基材的单面上仅层合“导电层B”,不设置保护层,制成导电层合体。
(比较例3)
将厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、Lumiror(注册商标)U46(东丽株式会社制造)作为基材,在基材的单面上仅层合“导电层C”,不设置保护层,制成导电层合体。
(比较例4)
使导电层为“导电层F”,除此以外,与实施例5同样地制作,在由非线状结构体的球状导电成分构成的导电层上设置厚度310nm的保护层,得到导电层合体。
(比较例5)
使导电层为“导电层H”,除此以外,与实施例5同样地制作,在由非线状结构体的薄膜形式的导电成分形成的导电层上设置厚度310nm的保护层,得到导电层合体。
(比较例6)
使保护层涂布液的组成为“保护层材料B”450g、“添加剂A”10.79g、“添加剂B”21.46g、“乙酸乙酯”2056g,除此以外,与实施例3同样地制作,设置厚度t=厚度1100nm的保护层,相对于线状结构体,保护层的平均厚度t足够厚,得到导电层合体。
(比较例7)
将厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、Lumiror(注册商标)U46(东丽株式会社制造)作为基材,在基材的单面上层合“导电层C”。
接着,将“保护层材料K”50g、“乙酸乙酯”2325g混合、搅拌,制作保护层涂布液。通过微凹版印刷(照相凹版线号80R、照相凹版旋转比100%),将该保护层涂布液涂布在上述“导电层C”上,在120℃干燥2分钟,从而设置由不具有交联结构且对除去剂没有耐受性的丙烯酸类树脂形成的厚度为75nm的保护层,得到导电层合体。
[表2]
[表4]
[表6]
[表8]
[表9]
在实施例1~2、8的任一例中,都将导电成分除去,显示电绝缘性,并且具有对除去剂的耐受性,由此可以抑制热所导致的低聚物从基材的产生。其中,保护层的平均厚度t在特定范围、并且构成成分不含有特定元素且具有交联结构的情况下(实施例5、6),即使将构成成分以不同比例混合(实施例14、15)、或以单一成分混合耐受性有些差的成分(实施例7)或将耐受性有些差的成分与另一构成成分混合(实施例16)时,也可以获得对除去剂的耐受性良好的保护层,而且导电性和透明性也良好。
另外,在即使保护层的成分不为交联结构、但其中不含有特定元素且保护层厚度t厚的情况下(实施例1、2)、以及在即使保护层由含有特定元素的成分构成、但保护层具有交联结构且保护层厚度t设定为特定范围的情况下(实施例8~13),可以赋予充分的对除去剂的耐受性。根据线状结构体的种类和直径r,调整保护层的平均厚度t厚,使得光学特性变得不利(实施例1~4)。
进而,在使保护层交联时通过混合最大吸收波长值之差在特定范围的光引发剂(实施例18、19),与不混合该光引发剂的情况(实施例7、8)以及混合最大吸收波长值之差在特定范围外的光引发剂的情况(实施例20、21)相比,提高了对除去剂的耐受性。另外,在导电成分不仅仅含有网状结构的线状结构体还含有非线状结构体成分来形成导电层的情况下(实施例17),与仅为网状结构的情况(实施例5)相比,非线状结构体成分致密地存在导致光学特性变差,同时在除去导电成分时保护层易于被侵蚀,从而对除去剂的耐受性差。
在没有设置导电层的情况下,无法测定表面电阻值,未能形成导电层合体(比较例1)。在没有设置保护层的情况下(比较例2、3)、以及在即使设置了满足条件的保护层但导电层由非线状结构体的导电成分构成的情况下(比较例4、5)、进而在保护层的成分对除去剂的耐受性低且保护层相对于保护层除去厚度X仅为比X薄的部分的情况下,无论导电成分、树脂(比较例7)如何,在热的作用下都从基材产生低聚物。
在保护层的平均厚度t超过1000nm的情况下(比较例6),不仅未形成导电层合体,而且似乎具备具有对除去剂的耐受性且显示电绝缘性的那样的性质的导电层合体中不仅保护层未被除去而且导电成分也没有被除去,因而成为不可通过化学蚀刻来形成图案的导电层合体,该导电层合体仅可以应用激光消融法等成本高、处理速度慢而不适于大面积加工的方法。
另外,即使保护层的成分相同、但导电成分为线状结构体的情况下(实施例6),与非线状结构体的情况(比较例4、5)相比,虽然印刷图案的线宽不存在差异,但蚀刻线条图案的宽度细,抑制了线条粗大。在即使保护层的成分中不含特定元素、接触角也不处于特定范围的情况下(实施例23~25),虽然线条粗大,并且线宽的标准偏差(σ)大、线条直线性差,但是通过不单独使用树脂而是将树脂彼此混合(实施例14~16),可以调节接触角,在抑制线条粗大的同时可以减小线宽的标准偏差(σ),可以形成细线的高精细的美丽图案。另一方面,在没有设置保护层的情况下(比较例2)和即使设置了保护层但成分内含有特定元素或离子时,尽管印刷时线条不粗大但蚀刻线条图案的线条粗大(实施例26)。
产业上的可利用性
本发明涉及一种导电层合体,其对在将导电层合体加工形成为用于触控面板等的电极构件时的化学蚀刻中所使用的除去剂具有耐受性,对热具有良好的耐久性。进而,涉及也可在液晶显示屏、有机电致发光、电子纸等显示器相关产品和太阳能电池模块等所使用的电极构件上使用的导电层合体。
符号说明
1:基材
2:导电层
3:保护层
4:从与层合面垂直的方向观察到的导电面
5:单一的纤维状导电体(线状结构体的一例)
6:纤维状导电体的聚集体(线状结构体的一例)
7:金属或金属氧化物的纳米线(线状结构体的一例)
8:晶须那样的针状导电体(线状结构体的一例)
10:通过纤维状导电体的重叠而形成的接点
11:通过金属或金属氧化物的纳米线的重叠而形成的接点
12:通过晶须那样的针状导电体的重叠而形成的接点
13:具有导电区域和非导电区域的导电层合体
14:具有导电区域和非导电区域的导电层合体的基材
15:具有导电区域和非导电区域的导电层合体的导电层
16:具有导电区域和非导电区域的导电层合体的保护层
17:利用接合剂或压敏粘合剂、用于层合具有导电区域和非导电区域的导电层合体的接合层
18:触控面板画面侧的基材
19:层合在触控面板画面侧的基材上的硬涂层
20:保护层表面
21:不存在线状结构体的部分的保护层厚度t 1
22:层合在单一线状结构体的顶点上的保护层厚度t2
23:层合在由线状结构体构成的聚集体的顶上的保护层厚度t2
24:没有形成聚集体的线状结构体
25:形成聚集体的单一线状结构体
26:由线状结构体构成的聚集体
27:基材
28:单一线状结构体的直径r
29:由线状结构体构成的聚集体的直径r
100:反应器
101:石英烧结板
102:密闭型催化剂供给机
103:催化剂投入管线
104:原料气体供给管线
105:排气管线
106:加热器
107:检查口
108:催化剂
Claims (10)
1.一种导电层合体,其特征在于,在基材的至少一面层合有具有由线状结构体构成的网状结构的导电层、和保护层,保护层的平均厚度t为100~1000nm,将含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃下涂布在保护层上3分钟,将此时的保护层的除去厚度设为X,则保护层具有比X厚的部分和比X薄的部分。
2.如权利要求1所述的导电层合体,其中,所述保护层是使用不含下述任一物质的高分子化合物而形成的,
S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素。
3.如权利要求1所述的导电层合体,其中,涂布除去剂前的保护层的表面的纯水接触角为80°以上,且油酸接触角为13°以上。
4.如权利要求2所述的导电层合体,其中,所述构成保护层的高分子化合物具有交联结构。
5.如权利要求1所述的导电层合体,其中,所述线状结构体为银纳米线,并且保护层为不含下述任一物质的多官能丙烯酸类高分子化合物或者多官能甲基丙烯酸类高分子化合物,
S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素。
6.如权利要求1所述的导电层合体,其中,所述线状结构体为碳纳米管,并且保护层为不含下述任一物质的多官能丙烯酸类高分子化合物或者多官能甲基丙烯酸类高分子化合物,
S元素、P元素、金属元素、金属离子、构成官能团的N元素。
7.如权利要求1所述的导电层合体,其中,在所述保护层中含有两种以上光引发剂,各自的最大吸收波长值之差为20nm以上。
8.如权利要求1所述的导电层合体,其中,从保护层侧入射时的基于JIS K7361-1(1997年)的全光线透过率为80%以上。
9.一种酸处理导电层合体,其是通过将含有酸成分且pH为2.0的除去剂于130℃下涂布在权利要求1~8中任一项所述的导电层合体的保护层上3分钟而得到的,所述酸处理导电层合体具有导电区 域和非导电区域,在所述非导电区域中除去了导电成分,且存在导电成分的不残存除去痕。
10.一种触控面板,其是使用权利要求1~8中任一项所述的导电层合体而形成的。
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