JP2001126539A - 透明な導電性フィルム及びその製造方法 - Google Patents
透明な導電性フィルム及びその製造方法Info
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Abstract
き、しかも比表面積が大きく透明な導電性フィルム及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】 連通型多孔質担体、及び導電性無機化合
物を含む透明な導電性フィルムであって、該導電性無機
化合物は、該多孔質担体に担持されている。前記導電性
無機化合物は、前記連通型多孔質担体を構成する骨格表
面に付着ないし該多孔質担体の空孔内に充填されること
により担持されていてもよいし、前記導電性無機化合物
は、前記連通型多孔質担体の片面に、透明な第1緻密導
電層を形成するように担持されていてもよい。
Description
し、且つ化学的に安定で透明な導電性フィルムに関する
もので、さらに詳述すると、比表面積が大きく、しかも
機能性物質を充填できるような空孔を有する透明な導電
性フィルム及びその製造方法に関するものである。
太陽電池用の電極や表示デバイス用の電極として、軽量
で柔軟性を有し、且つ化学的に安定で透明な導電性フィ
ルムの開発が進められている。例えば、ポリエステル、
ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレ
ートなどの透明高分子フィルムの表面に、インジウム・
スズ酸化物(ITO)や酸化スズなどの導電性金属酸化
物からなる透明な導電層を、透明なフィルム基材上に積
層した透明性導電性フィルムが知られている。
は、導電性金属酸化物をスパッタリングや真空蒸着に
よって基材表面に付着させる方法、導電性金属酸化物
の前駆体であるゾルを基材にコーティングし、形成され
たゾル膜を乾燥した後、加熱して酸化物に変換する方法
(ゾル−ゲル法)、前駆体を含むコーティング液を塗布
した後、加熱して酸化物に変換する方法(塗布熱分解
法)、導電性化合物と高分子キャリアーを含有するコ
ーティング液を、高分子フイルム表面に塗布し、乾燥す
る方法などが挙げられる。
として、表面抵抗40〜1000Ω/□、光線透過率8
0〜90%のITO層を有する透明性導電性フィルムが
現在市販されている(ニューセラミックス5巻12号5
3ページ(1992))。スパッタリング、真空蒸着の
ような乾式真空プロセスを用いる方法は、緻密で高導電
率の導電層を形成することができるという特徴を有して
いるが、大量生産方法に不適である。半連続巻き取り式
スパッタリング装置を用いれば、長尺の導電性フィルム
を連続的に製造することは可能であるが、この装置は高
価であり、また高価な導電性物質が導電層の形成に利用
される割合が他の方法と比べて低いため、コスト高の原
因となる。さらに分厚い導電層を形成することが困難で
ある。
有利であり、また大量生産にも適している。しかし、こ
の方法に属するいずれの方法も、前駆体を酸化物に変換
するための加熱処理が必須となるため、ガラスのように
耐熱性に優れた基材を用いる場合には適用できるが、無
機物質基材に比べて一般に耐熱性が劣る高分子フィルム
を基材として用いる場合には適用できない。
熱処理を必須としないので、高分子フィルム基材に高導
電層を形成する方法としては好適である。また大量生産
が容易であり、高価な装置も必要としない点で優れてい
る。しかし、この方法では、実用に必要な導電性を有す
る導電層を形成することができない。導電層の厚みを厚
くすることにより導電度を増大させることも考えられる
が、コーティング液の塗布により形成できる導電層の厚
みには限界がある。
導電層が形成されることになるため、基材の表面積と同
程度の導電層しか得られず、大きな比表面積を要する触
媒膜、反応膜などに用いることができるような透明な導
電性フィルムを製造することはできない。さらに、近年
導電フィルムに、導電性を損なうことなく、別の機能を
付与しようとする要求もあり、このような要求に応える
ことができる導電フィルムの開発が求められている。
たものであり、その目的とするところは、塗布方法によ
り導電層を形成することができ、しかも比表面積が大き
く透明な導電性フィルム及びその製造方法を提供するこ
とにある。
ィルムは、連通型多孔質担体、及び導電性無機化合物を
含む透明な導電性フィルムであって、該導電性無機化合
物は、該多孔質担体に担持されていることを特徴とす
る。
質担体を構成する骨格表面に付着ないし該多孔質担体の
空孔内に充填されることにより担持されていてもよいし
(第1の態様)、前記導電性無機化合物は、前記連通型
多孔質担体の片面に、透明な第1緻密導電層を形成する
ように担持されていてもよい(第2の態様)。
支持体を含んでいてもよい。導電性無機物質の担持が第
1の態様の場合には、該支持体は、透明なフィルム基材
の片面に導電性無機化合物からなる透明な第2緻密導電
層が積層されてなるものであり、該第2緻密導電層上
に、第1の態様の導電性フィルムが積層されていること
が好ましい。導電性無機物質の担持が第2の態様の場合
には、支持体が透明性フィルムであって、第2の態様の
導電性フィルムは、第1緻密導電層が該支持体と接触す
るように積層されていることが好ましい。
以下の高分子フィルムであることが好ましい。特に前記
連通型多孔質担体は、延伸多孔質ポリテトラフルオロエ
チレンであることが好ましい。
ズ酸化物、アンチモンドープ酸化スズ、フッ素ドープ酸
化スズ、及び酸化亜鉛よりなる群から選ばれる少なくと
も1種であることが好ましく、これらの前記導電性無機
化合物は、バインダー樹脂を用いて、前記連通型多孔質
担体に担持されていてもよい。
通型多孔質担体の表面に、導電性物質を含有するコーテ
ィング液を塗布する工程を含むことを特徴とする。前記
コーティング液は、バインダー樹脂を含んでいてもよ
い。
し、150〜300℃で焼成してもよい。また、塗布乾
燥後、電解質溶液中で電解してもよい。
性フィルムは、連通型多孔質担体、及び導電性無機化合
物を含む透明な導電性フィルムであって、該導電性無機
化合物が、該多孔質担体に担持されていることを特徴と
するもので、第1の実施形態は、図1のような構成を有
している。
多孔質担体1を構成する骨格2の表面に導電性無機化合
物4が付着ないし連通型多孔質担体1の空孔3内に導電
性無機化合物4が充填されている。
る空孔を有する多孔質の高分子フィルムである。具体的
には、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン(ePT
FE)、酢酸セルロース、多孔質ポリスチレン、多孔質
ポリエチレン等の高分子フィルムが用いられる。これら
のうち、化学的安定性(特に耐熱性、耐薬品性)、電気
化学的安定性に優れるという点から、延伸多孔質ポリテ
トラフルオロエチレン(ePTFE)が好ましく用いら
れる。化学的、電気化学的安定性に優れる多孔質担体
は、電極などの最終使用用途の上で優れているだけでな
く、後述するように、製造方法の過程においても、焼
成、電解といった後処理を行なうことができるからであ
る。
チレン(ePTFE)とは、ポリテトラフルオロエチレ
ン(PTFE)のファインパウダーを成形助剤と混合す
ることにより得られるペーストの成形体から、成形助剤
を除去した後あるいは除去せずに、高温高速度で延伸、
さらに必要に応じて焼成することにより得られるもの
で、一軸延伸の場合、フィルム骨格2を構成するフィブ
リルが延伸方向に配向するとともに、フィブリル間が空
孔3となった繊維質構造となっている。また、二軸延伸
の場合には、フィルムの骨格2を構成するフィブリルが
放射状に広がり、フィブリルで画された空孔3が多数存
在するクモの巣状の繊維質構造となっている。
ことが好ましい。多孔質担体である多孔質高分子フィル
ムは、分厚くなるほど光線透過率が低下するため、30
μmを越えると、透明な導電性フィルムを得ることが困
難だからである。従って、透明性を上げるためには、厚
み10μm以下の多孔質担体を用いることがより好まし
い。ここで、本発明で要求する透明度とは、乾燥状態の
導電性フィルムで、550nmにおける光線透過率が4
0%以上をいう。湿潤状態とすることにより透明度が上
昇し、また後述するようにバインダー樹脂を含有するこ
とによりさらに透過率を増大させることができる。よっ
て、導電性フィルムの用途にもよるが、乾燥状態でこの
程度の透過率を有すれば、透明な導電性フィルムとして
の役割を果たすことができる。尚、多孔質担体である多
孔質高分子フィルムの厚みの下限は、0.02μm未満
のフィルムは製造上困難であるという理由から、0.0
2μm程度である。
さは、導電性無機化合物4の大きさ等に応じて適宜選択
すればよいが、ePTFEの場合、空孔率20〜98%
程度が好ましく、空孔の大きさは、最大孔径が0.2〜
6.5μmであることが好ましい。ここで、空孔率
(%)は、下式から求められる。式中、真比重とあるの
は、連通型多孔質担体を構成する材料の真の比重であ
り、例えばePTFEの場合はポリテトラフルオロエチ
レンの比重である2.2となる。 空孔率=(真比重−見かけの比重)÷真比重×100 空孔の最大径は、下式に示すバブルポイントで求められ
た値である。式中、B.P.は膜の上面に2−プロパノ
ールを注ぎ、下面から空気を圧入したときに連続した気
泡が発生するときの圧力である。 最大孔径=0.65÷B.P.
成できる無機化合物であればよく、スズドープ酸化イン
ジウムに該当するインジウム・スズ酸化物(ITO)、
フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、アンチモンドープ酸
化スズ(ATO)、酸化亜鉛などを用いることができ
る。第1の実施形態である導電性フィルム10では、こ
のような導電性無機化合物4は、多孔質担体1の骨格2
の表面に付着ないしは空孔3に充填されている。従っ
て、導電性無機化合物4は、多孔質担体1内に均一に含
浸されるような大きさであることが好ましく、具体的に
は、多孔質担体1の種類、平均空孔径にもよるが、平均
粒径5〜100nm程度の超微粒子を用いることが好ま
しい。
は、担持される導電性無機化合物4の大きさ、形状、多
孔質担体1の空孔3の大きさ、材質等により、バインダ
ーがなくても、骨格2の表面に付着したり、空孔3内に
保持されることが可能であるが、バインダーを使用する
ことによって、より強固に担持される。また、多孔質担
体1内にバインダーを含有することにより、より光線透
過度が増大して、透明性が向上する効果もある。さら
に、後述するように、支持体に積層する場合には、バイ
ンダーが支持体と導電性フィルム10との接着性の向上
にも寄与できる。一方、バインダーを用いる場合、バイ
ンダーの量によっては、多孔質担体の空孔3がバインダ
ーで充填されてしまう場合がある。本発明の導電性フィ
ルムは、空孔3がバインダーで充填されている導電性フ
ィルムを排除するものではない。但し、導電率は、バイ
ンダーの量が増大するのに従って低下するので、導電率
の観点から、バインダー量は、光線透過率を上げるのに
必要な量、導電性無機化合物の担持に必要な量程度とす
ることが好ましい。
の担持は、多孔質担体1の骨格2の表面に付着ないしは
空孔3に充填されていたが、本発明の導電性フィルムの
担持はかかる態様に限定されない。次に、第2の実施形
態を、図2に基づいて説明する。
多孔質担体1の片面に、導電性無機化合物4′からなる
第1緻密導電層5を形成するように、導電性無機化合物
4′が担持されている。
た多孔質担体を用いることができる。
形成できる化合物であって、第1発明で例示したような
導電性無機化合物を用いることができる。導電性無機化
合物4′としては、粒子状、楕円系状、針状、繊維状な
どの形状を有するものを用いることができるが、長径
(繊維状、針状であれば長さに相当)が、空孔3の平均
径よりも大きい導電性無機化合物4′を含むことが好ま
しい。このような無機化合物4′は空孔3の径よりも大
きい長径を有することに基づいて、多孔質担体1の内部
奥深くにまで侵入することが困難である。このため、多
孔質担体1の表面における無機化合物4′の存在密度が
大きくなり、第1緻密導電層5を形成する。従って、比
較的小さな径を有する無機化合物4′は、骨格2の表面
に付着ないし比較的大きな径を有する空孔3内に保持さ
れるようにして担持されているが、第1緻密導電層5が
形成されている面から多孔質担体1の内部に奥深く進む
につれて、無機化合物4′の存在密度が減少している。
は、さらにバインダーが含まれていてもよい。第1の実
施形態の導電フィルム10の場合と同様に、バインダー
は、導電性無機化合物4′と多孔質担体1との担持強度
の向上、光線透過率の向上に役立つからである。但し、
バインダーがなくても、導電性無機化合物4′はその形
状から互いに絡み合うことにより、あるいは多孔質担体
1の骨格2に係合することによって、担持されることが
できる。また、後述するように、焼成や電解を行なうこ
とにより、導電性無機化合物4′同士、さらには多孔質
担体1に密着するようになり、バインダーがなくても必
要な担持強度を確保することが可能だからである。
フィルムは、そのまま単独で用いてもよいが、取り扱い
性の観点から、支持体に積層して用いることが好まし
い。
実施形態及び第2の実施形態の導電性フィルムを支持体
に積層して用いる場合(以下、支持体に積層されていな
い導電性フィルムと支持体に積層されている導電性フィ
ルムを区別する場合には、支持体に積層されている導電
性フィルムを「支持体付き導電性フィルム」という)、
支持体付き導電性フィルムとしての用途、積層される導
電性フィルムの種類に応じて、支持体は適宜選択され
る。
10を支持体に積層する場合、図3に示すような支持体
付き導電性フィルムとすることが好ましい。
は、透明なフィルム基材12aとこのフィルム基材12
a上に形成された第2緻密導電層12bとからなる支持
体12を用いたもので、第1の実施形態の導電性フィル
ム10が第2緻密導電層12b上に積層されている。
明の透明な導電性フィルムの透明性、軽量性、柔軟性を
損なわないものであればよい。具体的には、透明な高分
子フィルムであればよい。例えば、ポリエステルフィル
ム、ポリエチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム
などが挙げられる。基材フィルム12aの厚みは、用途
に応じた光線透過率を満足する範囲内であれば、要求さ
れる強度、取り扱い性、柔軟性に応じて適宜選択でき
る。
明な導電層を形成することができる導電性無機化合物か
らなる層である。第2緻密導電層12bを構成するのに
用いられる導電性無機化合物としては、導電性フィルム
10に用いられる導電性無機化合物、すなわちインジウ
ム・スズ酸化物(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(F
TO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化亜
鉛などを用いることができる。この緻密導電層12b
は、スパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着
などにより形成され、厚み0.01〜0.5μmであ
る。この第2緻密導電層12bは、支持体付き導電性フ
ィルムにおいて集電体の役目を果たすもので、その役割
からはこの程度の厚みで十分であり、スパッタリング法
等では1μm以上の導電層を形成することが困難だから
である。
を用いた場合に好適な支持体付き導電性フィルムを、図
4に基づいて説明する。
は、透明な高分子フィルムである支持体13の片面に、
第2の実施形態である導電性フィルム11を、第1緻密
導電層5が支持体13側となるように積層したものであ
る。
性フィルムの透明性、軽量性、柔軟性を損なわない透明
の高分子フィルムであればよく、具体的には、図3に示
す支持体付き導電性フィルムのフィルム基材12aで用
いられる高分子フィルムを用いることができ、その厚
み、材質等は、用途、要求される強度、取り扱い性、柔
軟性に応じて適宜選択すればよい。
るように導電性フィルムを積層することにより、多孔質
担体1の空孔3が外部に連通することとなり、比表面積
の増大を達成することができ、さらには空孔3に機能性
物質を充填することが可能となる。
フィルム10、11、20、21は、いずれも従来の方
法で製造される導電性フィルムに含まれる導電性無機化
合物の量よりも多い量の導電性無機化合物を含有するこ
とができ、従来の方法で製造される導電性フィルムと比
べて分厚い導電層を有している。すなわち、スパッタリ
ング等の方法で基材表面に導電層を形成する方法が2次
元的な広がりしかもたないのに対して多孔質担体1の厚
みに応じた導電層が得られる。また、導電性無機化合物
4,4′は、多孔質担体1の内部にまで含浸され(導電
性フィルム10の場合)、多孔質担体1の内部に無機化
合物が係合(導電性フィルム11の場合)することによ
り、従来の塗布方法で作製される導電フィルムよりも導
電性無機化合物が安定して担持されているので、導電性
が安定している。さらに、空孔3がバインダー等の充填
により閉塞されていない場合には、比表面積が大きな導
電性フィルムを得ることができる。そして、本発明の導
電性フィルムは、乾燥状態で、550nmにおける光線
透過率が40%以上であるが、フィルムに含有されるバ
インダー量を調整することにより、あるいは、湿潤状態
で使用することにより、光線透過率を80%程度にまで
増大させることができる。
有しているので、導電性フィルム(空孔3)に機能性物
質を充填、含浸させることができる。
1、20、21は、小型軽量で、柔軟性、透明性を要す
るもの、且つ比表面積が大きいことが要求されるもの、
たとえば、薄膜複合回路、表示デバイス(EL、EC
D、LCD)用透明電極、タッチパネル用透明電極、セ
ンサー、帯電防止膜、電磁波遮蔽膜、面状発熱体、熱線
遮蔽・反射膜などに用いることができる。
されている場合、空孔3に機能性物質を充填して、種々
の機能を付与することができ、本発明の導電性フィルム
の用途はさらに広がる。例えば、酸化タングステン(W
O3)やビオロゲン色素、ポリアニリンなどの無機又は
有機のエレクトロクロミック材料を充填させた場合に
は、エレクトロクロミック素子として用いることができ
る。鉄ポルフィリンのように気体を配位する化合物を充
填させた場合には、ガスセンサとして使用することがで
きる。さらに、酸化チタン、酸化亜鉛などの半導体粒子
を充填した場合には、湿式太陽電池に用いる光電変換素
子や光触媒活性を有する膜として使用することができ
る。また、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性高
分子を充填することにより、pHセンサ、ガスセンサと
して使用することができる。液晶を充填させた場合に
は、液晶表示材料とすることができ、ペリレン、アルミ
ニウム8−キノリノール錯体(Alq3)などの電界発
光材料を充填することにより、電界発光素子とすること
ができる。またさらに、酵素を充填することにより、バ
イオセンサ、バイオ素子とすることができ、白金微粒子
を充填させた場合には電極触媒膜に用いることができ
る。
透光性を有し、比表面積が大きいことから、光電変換素
子や光触媒活性膜の用途に特に有用である。
で、多孔質担体の厚みが大きく、さらに比表面積が大き
いほど、遮蔽効果が大きい。
明の導電性フィルムの製造方法について説明する。
通型多孔質担体1に、導電性無機化合物4,4′を含有
するコーティング液を塗布する工程を含むことを特徴と
する。つまり、本発明の製造方法は、導電性無機化合物
を含有するコーティング液を塗布する方法を基本として
いるが、多孔質担体を用いているので、従来の平滑な担
体の表面に導電層を形成する場合と異なり、より多量の
導電性無機化合物を担持させることができるので、塗布
方法であっても、実用に必要な導電性を有する導電性フ
ィルムを製造することができる。
導電性フィルムで述べた多孔質担体が用いられる。
を溶剤中に分散させて得られるものである。コーティン
グ液は、さらに、バインダー樹脂を含有していることが
好ましい。バインダーを含有することにより、導電性無
機化合物粒子4,4′を強固に多孔質担体1の骨格2に
付着させることができ、導電性をより安定させることが
できる。また、バインダーを適当量添加することにより
多孔質担体の透明度を増加させるという効果もある。さ
らに、空孔3が閉塞する程度の量のバインダー樹脂を空
孔3に充填すれば、導電性無機化合物を内部に含有する
多孔質でない導電性フィルムが得られる。また更に、後
述するように、導電性フィルムを支持体に積層して用い
る場合、支持体との接着性を高める働きもある。
物としては、得ようとする導電性フィルムの種類に応じ
て選択すればよい。図1に示すような導電性フィルム1
0を得たい場合には、多孔質担体1の空孔の大きさより
小さい粒径を有する導電性無機化合物4を使用し、図2
に示すような導電性フィルム11を得たい場合には、多
孔質担体1の平均空孔径よりも大きい長径を有する導電
性無機化合物4′を使用すればよい。
ては、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアル
コール類;フッ素樹脂溶液;2−ブタノンなどのケトン
類;トルエンなどの芳香族炭化水素が挙げられる。多孔
質担体の種類、作業性などに応じて適宜選択すればよ
い。バインダー樹脂としては、ブチラール樹脂、シリコ
ーン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられ、多孔性フィルム
の種類に応じて、濡れ性の良好なバインダー樹脂を適宜
選択すればよい。尚、このようなバインダー樹脂は、コ
ーティング液に含有させておくことが好ましいが、コー
ティング液には含有させないで、導電性無機化合物を含
有するコーティング液を塗布した後、バインダー樹脂だ
けを別にフィルムに塗布含浸させてもよい。
法、スプレー法、浸漬法などが挙げられる。図1に示す
導電性フィルム10を製造する場合、いずれの塗布方法
であってもよいが、図2に示す導電性フィルム11を製
造する場合、ローラコーティング法又はスプレー法で塗
布することが好ましい。
温度は、溶剤を揮発させることができる温度であればよ
く、多孔質担体の耐熱性及び生産性(乾燥時間)、溶剤
の種類に応じて適宜選択すればよい。従って、耐熱性に
優れた高分子フィルムを用いる場合には、迅速に乾燥す
るために、100℃以上の高温に加熱、300℃未満で
乾燥することが好ましく、低級アルコールのように揮発
性の高い溶剤を用いている場合には、室温で乾燥するこ
ともできる。一方、多孔質担体の耐熱性に問題がない場
合、例えば、多孔質担体として、ePTFEのように耐
熱性に優れた多孔質担体を用いる場合には、乾燥処理を
行なった後、または乾燥処理を省いて150℃以上で焼
成することが好ましい。特に、第2の実施形態の導電性
フィルム11の場合、焼成により導電性無機化合物が焼
き固められ、第1緻密導電層の緻密度が向上し、導電性
を増大する効果があるからである。焼成温度の上限は、
300℃である。導電性無機化合物4′同士を焼き固め
るためには300℃で十分であり、多孔質担体に及ぼす
影響を考慮すれば、これ以上の高温加熱は好ましくない
からである。
してもよい。これにより、さらに導電性を向上させるこ
とができる。電解方法としては、定電流法、定電位法、
電位掃引法などのいずれの方法を採用してもよい。ま
た、電解液としては、有機支持電解質を含有する溶液が
好ましく、具体的にはアセトニトリル、プロピレンカー
ボネート、テトラヒドロフランなどを用いることができ
る。
場合、上記本発明の製造方法に基づいて、支持体無しの
導電性フィルム10、11を作成した後、この導電性フ
ィルム10、11を支持体12または支持体13に積層
してもよいが、以下の方法で製造することが好ましい。
を作製する場合、まず、多孔質担体を支持体12の第2
緻密導電層12b上に載置し、かかる状態で、コーティ
ング液を塗布することが好ましい。このような方法は、
塗装作業性の点で優れているだけでなく、特にコーティ
ング液にバインダー樹脂が含まれている場合には、バイ
ンダー樹脂が多孔質担体1と第2緻密導電層12bとの
接着強度の向上にも寄与するからである。
造する場合には、まず支持体なしの導電性フィルム11
を作成してから、支持体13上に積層する必要がある。
この場合、支持体13と導電性フィルム11の接着強度
を確保するために、バインダーで両者を接着する方法も
あるが、コーティング液を塗布した後、半乾燥状態で支
持体13に積層し、かかる状態で乾燥を終了する、ある
いは焼成することが好ましい。
ば、導電性粒子を含有するコーティング液を塗布し、乾
燥するだけで透明な導電性フィルムを製造することがで
きる。すなわち、ゾル−ゲル法のように、前駆体を塗布
して高温の熱処理により導電性物質に変換する必要がな
いので、導電性無機化合物の担体として、高分子フィル
ムを用いることができる。高分子フィルムを基材として
用いることにより、軽量で、柔軟な導電性体を形成する
ことができる。
いて、説明する。
光光度計UV−240を用いて測定し、550nmでの
光線透過率(%)で評価した。550nmは可視光線の
黄緑色の波長に該当し、このときの光線透過率が高いほ
ど、透明度が高いことを意味する。 表面抵抗率(Ω/□)及び導電率(S/cm) 三菱化学株式会社の低抵抗率計ロレスターGPを用いて
四探針法で測定した。 導電性フィルムの性状 株式会社日立製作所の走査型電子顕微鏡S−3500N
により観察した。 膜厚(μm) 株式会社ミツトヨ製デジマチックマイクロメータNo.
293−421−20を用いて測定した。
造〕 実施例1:イオンプレーティングによりインジウム・ス
ズ酸化物(ITO)からなる第2緻密導電層が形成され
た支持体として、王子トービ株式会社の透明導電性フィ
ルムOTEC−110B−125N(1.1×101Ω
/□、550nmでの透過率73%)を用いた。
ルコール系溶媒に、インジウム・スズ酸化物(ITO)
超微粒子を分散させたインク)に、和光純薬工業株式会
社ポリビニルブチラール2000(平均重合度1900
〜2100)を1g/dm3の濃度になるように加え
て、コーティング液を調製した。
70%、最大孔径1.1μmの延伸多孔質ポリテトラフ
ルオロエチレン(ePTFE)膜を使用し、この多孔質
担体を上記支持体の第2緻密導電層上に載置し、次い
で、ePTFE膜の表面に、調製したコーティング液を
ガラス棒で塗布した。塗布後、真空乾燥機で150℃、
20分間乾燥して、支持体付き導電性フィルムを得た。
表面抵抗率を測定し、さらに流動パラフィンで濡らした
状態での光線透過率を測定した。結果を表1に示す。
で観察すると、図5の写真のようになっていた。多孔質
状態が維持されていることがわかる。
担体を用いた。
濃度を20g/dm3に変更した以外は実施例1と同様
に調製した導電性コーティング液を用いて、実施例1と
同様にして、支持体付き導電性フィルムを製造した。
光線透過率を測定し、さらに流動パラフィンで濡らした
状態の光線透過率を測定した。測定結果を表1に示す。
で観察した結果、図6の写真のようになっていた。つま
り、空孔内にバインダー樹脂が充填されていたことが確
認された。
チラールの濃度を30g/dm3に変更した以外は、実
施例1と同様にして、支持体付き導電性フィルムを作製
した。作製した導電性フィルムの光線透過率は測定でき
たが、表面抵抗率は抵抗が大きすぎて測定できなかっ
た。測定結果を表1に示す。
ィングによりITOからなる第2緻密導電層が形成され
た王子トービ株式会社の透明導電性フィルムOTEC−
230A−125N(1.6×102Ω/□、550n
mでの透過率82%)を用いた。
成を有するコーティング液を用いた。
付き導電性フィルムを作製し、表面抵抗率及び光線透過
率を測定した。結果を表1に示す。
のePTFE膜を用いた。これに、実施例1で調製した
コーティング液を、スプレーを用いて塗布した後、15
0℃、20分で真空乾燥することにより、支持体のない
導電性フィルムを作製した。作製した導電性フィルムの
膜厚は9μmであった。
1.4×103Ω/□であり、導電率は8.5×10-1
S/cmであった。
させるバインダー樹脂量が増えるに従って、光線透過率
が増大し、透明性が向上していることがわかる。一方、
バインダー量の増大により、表面抵抗率が大きくなって
いることがわかる。
態では、乾燥状態よりも光線透過率が増大し、透明性が
増大していることがわかる。
も、バインダー樹脂量を調整して表面抵抗率を小さくす
ることにより、多孔質担体に担持される導電性無機化合
物だけで、電極としての要求を満足できる程度の導電率
を有する導電性フィルムを製造できることがわかる。
造〕 実施例6:ポリビニルブチラール3g及び住友金属鉱山
株式会社の針状ITO粉末(SCP−Xで長径5〜30
μm)5gを、100cm3のエタノールに加えて攪拌
し、コーティング液を調製した。
0%、最大孔径1.1μmの延伸多孔質ポリテトラフル
オロエチレン(ePTFE)膜を用いた。
ラス棒を用いて塗布した後、150℃で真空乾燥して、
図2に示すような導電性フィルムを作製した。
率、導電率を測定した。結果を表2に示す。
ol/dm3のテトラフルオロ硼酸テトラブチルアンモ
ニウム(TBABF4)のアセトニトリル溶液に浸し、
対極に白金網、参照極に銀・塩化銀電極を用いて、電流
密度1.9mA/cm2で5分間定電流電解した。電解
後のフィルムの厚み、表面抵抗率および導電率を測定
し、結果を表2に示す。
ITO粉末の量を20gに変更した以外は、実施例6と
同様にして、図2に示すような導電性フィルムを製造
し、厚み、表面抵抗率および導電率を測定し、結果を表
2に示す。
して実施例6と同様の電解操作を電流密度0.17mA
/cm2で5分間行った。電解後の膜厚、表面抵抗率お
よび導電率を測定し、結果を表2に示す。
コーティング液を用いた。コーティング液の塗布方法を
スプレー法に変えた以外は、実施例6と同様にして、図
2に示す導電性フィルムを作製し、フィルム厚み、表面
抵抗率および導電率を測定した。結果を表2に示す。
で1時間保持した。焼成後のフィルム厚み、表面抵抗率
および導電率を測定し、結果を表2に示す。
1時間焼成する代わりに、300℃で1時間保持した。
焼成後のフィルム厚み、表面抵抗率および導電率を測定
し、結果を表2に示す。
焼成)後には、フィルム厚みが減少し、表面抵抗率が減
少(導電率が増加)していることがわかる。そして、焼
成温度、焼成時間が長いほど、その効果は大きい(実施
例8と実施例9の比較)。
温度との関係〕 実施例10〜12;実施例6と同じコーティング液及び
多孔質担体を用いた。
法により塗布した後、26℃(実施例10)、150℃
(実施例11)、240℃(実施例12)で1時間真空
乾燥した。得られた各導電性フィルムのフィルム厚み、
表面抵抗率及び導電率を測定し、結果を表3に示す。
が低下することがわかる。
ティング液の塗布方法〕 実施例13、14;アモルファスのフッ素樹脂溶液(フ
ッ素樹脂を溶媒に溶解した溶液)100cm3に針状I
TO粉末5gを加えて、コーティング液を調製した。
質担体(5μmのePTFE)を用いた。
ラス棒を用いて塗布(実施例13)、スプレー法により
塗布(実施例14)し、150℃で真空乾燥して、図2
に示すような導電性フィルムを作製した。作製した導電
性フィルムの厚み、表面抵抗率及び導電率を測定し、結
果を表4に示す。
は、誤差範囲内であり、塗布方法による差は認められな
かった。
して、多孔質でない厚み55μmのポリエチレンテレフ
タレート(PET)フィルム(比較例1)及び厚み50
μmのポリプロピレンフィルム(比較例2)を用いた。
ール3gをエタノール100cm3に添加して、コーテ
ィング液を調製した。
液をガラス棒を用いて塗布し、150℃で乾燥した。作
製されたフィルムの表面抵抗を測定しようとしたとこ
ろ、いずれも抵抗が大きすぎて、測定できなかった。
を、スプレー法に変えた以外は、比較例1、2と同様に
して、導電性フィルムを作製した。PETフィルムを担
体として作製した導電性フィルム(比較例3)の厚みは
69μmであり、表面抵抗値5.2×103Ω/□であ
った。PPフィルムを担体として作製した導電性フィル
ムの厚みは62μmであり、表面抵抗値は7.4×10
2Ω/□であった。
値を下げることはできるが、本発明実施例の導電性フィ
ルムに比べて導電性は劣っていた。
の方法では得られなかった3次元的に広がる大きな厚み
及び比表面積を有する導電層を有しており、しかも導電
層を構成する導電性無機化合物が多孔質担体に安定に担
持されているので、安定な導電性を得ることができる。
しかも、本発明の製造方法によれば、高温の加熱処理を
必須としないため、耐熱性が十分でない高分子フィルム
を基体とする導電性フィルムを作製できるので、従来の
ゾル−ゲル法や塗布熱分解法などの湿式法では製造でき
なかった、軽量で柔軟な透明の導電性フィルムを作製す
ることができる。
に連通している空孔を有しているので、機能性物質を空
孔内に保持させることができ、これにより、導電性とと
もに、他の機能を付与した導電性フィルムを製造するこ
とができ、種々の用途に利用することができる。
ムの構成を示す模式図である。
ムの構成を示す模式図である。
体付き導電性フィルムの構成を示す模式図である。
体付き導電性フィルムの構成を示す模式図である。
る。
る。
Claims (14)
- 【請求項1】 連通型多孔質担体、及び導電性無機化合
物を含む透明な導電性フィルムであって、 該導電性無機化合物は、該多孔質担体に担持されている
ことを特徴とする透明な導電性フィルム。 - 【請求項2】 前記導電性無機化合物は、前記連通型多
孔質担体を構成する骨格表面に付着ないし該多孔質担体
の空孔内に充填されることにより担持されている請求項
1に記載の透明な導電性フィルム。 - 【請求項3】 前記導電性無機化合物は、前記連通型多
孔質担体の片面に、透明な第1緻密導電層を形成するよ
うに担持されている請求項1に記載の透明な導電性フィ
ルム。 - 【請求項4】 さらに支持体を含み、 該支持体は、透明なフィルム基材の片面に導電性無機化
合物からなる透明な第2緻密導電層が積層されてなるも
のであり、 該第2緻密導電層上に、請求項1又は2に記載の導電性
フィルムが積層されている導電性フィルム。 - 【請求項5】 さらに透明フィルムからなる支持体を含
み、 請求項3に記載の導電性フィルムは、第1緻密導電層が
該支持体と接触するように積層されている透明な導電性
フィルム。 - 【請求項6】 前記連通型多孔質担体は、厚みが30μ
m以下の高分子フィルムである請求項1〜5のいずれか
に記載の透明な導電性フィルム。 - 【請求項7】 前記導電性無機化合物は、バインダー樹
脂を用いて、前記連通型多孔質担体に担持されている請
求項1〜6のいずれかに記載の透明な導電性フィルム。 - 【請求項8】 前記連通型多孔質担体は、延伸多孔質ポ
リテトラフルオロエチレンである請求項1〜7のいずれ
かに記載の導電性フィルム。 - 【請求項9】 前記導電性無機化合物は、インジウム・
スズ酸化物、アンチモンドープ酸化スズ、フッ素ドープ
酸化スズ、及び酸化亜鉛よりなる群から選ばれる少なく
とも1種である請求項1〜8のいずれかに記載の導電性
フィルム。 - 【請求項10】 連通型多孔質担体の表面に、導電性物
質を含有するコーティング液を塗布する工程を含む透明
な導電性フィルムの製造方法。 - 【請求項11】 前記コーティング液は、バインダー樹
脂を含んでいる請求項10に記載の導電性フィルムの製
造方法。 - 【請求項12】 塗布後、300℃未満で乾燥する請求
項10又は11に記載の導電性フィルムの製造方法。 - 【請求項13】 塗布後、150〜300℃で焼成する
請求項10又は11に記載の導電性フィルムの製造方
法。 - 【請求項14】 塗布乾燥後、電解質溶液中で電解する
請求項12又は13に記載の導電性フィルムの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30596999A JP2001126539A (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 透明な導電性フィルム及びその製造方法 |
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JP30596999A JP2001126539A (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 透明な導電性フィルム及びその製造方法 |
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---|---|
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003088273A1 (fr) * | 2002-04-02 | 2003-10-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Materiau poreux conducteur d'electricite presentant une caracteristique de transmission de la lumiere |
JP2003326641A (ja) * | 2002-05-10 | 2003-11-19 | Toppan Printing Co Ltd | 多孔質導電膜および多孔質導電膜の製造方法 |
WO2004036973A1 (ja) * | 2002-10-18 | 2004-04-29 | Nisshinbo Industries, Inc. | 導電性クッション材料及びその製造方法 |
JP2006041346A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Fujitsu Ltd | 帯電防止された電子装置およびその製造方法 |
JP2012243423A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Dainippon Printing Co Ltd | 導電性基板、導電性基板の製造方法、太陽電池、および表示装置 |
JP2014022306A (ja) * | 2012-07-23 | 2014-02-03 | Konica Minolta Inc | 導電性基板 |
WO2015160908A1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-10-22 | Celgard, Llc | Electrically conductive, transparent, translucent, and/or reflective materials |
JP2016530908A (ja) * | 2013-07-05 | 2016-10-06 | 日東電工株式会社 | 汚染物質を分解するためのフィルタエレメント、汚染物質を分解するためのシステムおよび該システムを使用する方法 |
JP2018039862A (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | 名古屋市 | 傾斜多孔質樹脂成形体の製造方法、及びそれに用いる樹脂組成物 |
WO2023032926A1 (ja) * | 2021-08-30 | 2023-03-09 | 国立大学法人北海道大学 | 積層体、及び積層体の製造方法 |
-
1999
- 1999-10-27 JP JP30596999A patent/JP2001126539A/ja active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003088273A1 (fr) * | 2002-04-02 | 2003-10-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Materiau poreux conducteur d'electricite presentant une caracteristique de transmission de la lumiere |
JP2003326641A (ja) * | 2002-05-10 | 2003-11-19 | Toppan Printing Co Ltd | 多孔質導電膜および多孔質導電膜の製造方法 |
WO2004036973A1 (ja) * | 2002-10-18 | 2004-04-29 | Nisshinbo Industries, Inc. | 導電性クッション材料及びその製造方法 |
JP2006041346A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Fujitsu Ltd | 帯電防止された電子装置およびその製造方法 |
JP2012243423A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Dainippon Printing Co Ltd | 導電性基板、導電性基板の製造方法、太陽電池、および表示装置 |
JP2014022306A (ja) * | 2012-07-23 | 2014-02-03 | Konica Minolta Inc | 導電性基板 |
US10549268B2 (en) | 2013-07-05 | 2020-02-04 | Nitto Denko Corporation | Filter element for decomposing contaminants, system for decomposing contaminants and method using the system |
JP2016530908A (ja) * | 2013-07-05 | 2016-10-06 | 日東電工株式会社 | 汚染物質を分解するためのフィルタエレメント、汚染物質を分解するためのシステムおよび該システムを使用する方法 |
JP2020158770A (ja) * | 2014-04-15 | 2020-10-01 | セルガード エルエルシー | 導電性、透過性、透光性、および/または反射性材料 |
JP2017520423A (ja) * | 2014-04-15 | 2017-07-27 | セルガード エルエルシー | 導電性、透過性、透光性、および/または反射性材料 |
US10030157B2 (en) | 2014-04-15 | 2018-07-24 | Celgard, Llc | Electrically conductive, transparent, translucent, and/or reflective materials |
US20180327612A1 (en) * | 2014-04-15 | 2018-11-15 | Celgard, Llc | Electrically conductive, transparent, translucent, and/or reflective materials |
CN106413864B (zh) * | 2014-04-15 | 2019-09-24 | 赛尔格有限责任公司 | 导电的、透明的、半透明的和/或反光的材料 |
CN110479110A (zh) * | 2014-04-15 | 2019-11-22 | 赛尔格有限责任公司 | 导电的、透明的、半透明的和/或反光的材料 |
WO2015160908A1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-10-22 | Celgard, Llc | Electrically conductive, transparent, translucent, and/or reflective materials |
CN106413864A (zh) * | 2014-04-15 | 2017-02-15 | 赛尔格有限责任公司 | 导电的、透明的、半透明的和/或反光的材料 |
US10934440B2 (en) | 2014-04-15 | 2021-03-02 | Celgard, Llc | Electrically conductive, transparent, translucent, and/or reflective materials |
CN110479110B (zh) * | 2014-04-15 | 2022-03-22 | 赛尔格有限责任公司 | 导电的、透明的、半透明的和/或反光的材料 |
JP2022105187A (ja) * | 2014-04-15 | 2022-07-12 | セルガード エルエルシー | 導電性、透過性、透光性、および/または反射性材料 |
JP2018039862A (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | 名古屋市 | 傾斜多孔質樹脂成形体の製造方法、及びそれに用いる樹脂組成物 |
WO2023032926A1 (ja) * | 2021-08-30 | 2023-03-09 | 国立大学法人北海道大学 | 積層体、及び積層体の製造方法 |
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