JP2008130290A - 透明導電フィルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分に抵抗変化が抑制された高い信頼性を有する透明導電フィルムを提供すること。
【解決手段】２０ｎｍ以上の粒径を有する第１の導電性粒子１１、及び２０ｎｍ未満の粒径を有する第２の導電性粒子１２からなる導電性粒子と、バインダー樹脂１５と、を含有し、第１の導電性粒子１１の平均粒径をＲ^１、第２の導電性粒子１２の平均粒径をＲ^２としたときに、Ｒ^２／Ｒ^１が０．０５〜０．５である、透明導電フィルム１。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明導電フィルム及びその製造方法に関する。

透明導電フィルムは、例えば、タッチパネル等のパネルスイッチにおける透明電極として用いられている。パネルスイッチは、一般に、互いに対向する一対の透明電極と、これら一対の透明電極間に挟まれたスペーサとから構成されており、一方の透明電極が押されて他方の透明電極と接触した部分で通電が生じる。この通電に基づいて、押された部分の位置が検知される。透明導電フィルムとしては、例えば、インジウム錫酸化物微粒子を含む電子線硬化型インクを用いて形成された塗布型の透明導電フィルムが知られている（特許文献１）。
特許第３０７２８６２号公報

しかし、タッチパネル用途等においては、湿度による抵抗変化が抑制された高い信頼性を有する透明導電フィルムが求められている。

そこで、本発明は、十分に抵抗変化が抑制された高い信頼性を有する透明導電フィルムを提供することを目的とする。

一つの側面において、本発明は、２０ｎｍ以上の粒径を有する第１の導電性粒子、及び２０ｎｍ未満の粒径を有する第２の導電性粒子からなる導電性粒子と、バインダー樹脂と、を含有する透明導電層を備え、第１の導電性粒子の平均粒径をＲ^１、第２の導電性粒子の平均粒径をＲ^２としたときに、Ｒ^２／Ｒ^１が０．０５〜０．５である、透明導電フィルムである。

上記本発明に係る透明導電フィルムは、２０ｎｍ以上の粒径を有する第１の導電性粒子と、これよりも更に微小な特定の平均粒径を有する第２の導電性粒子とを組合わせて用いたことにより、十分に抵抗変化が抑制された高い信頼性を有するものとなった。バインダー樹脂が吸湿により膨潤すると導電パスが途切れる部分が生じて抵抗が変化すると考えられるが、微細な第２の導電性粒子を用いたことにより導電性粒子がより高密度に充填されるため、バインダー樹脂が吸湿したときに膨潤し難くなり、その結果抵抗変化が抑制されると考えられる。

第２の導電性粒子の表面が疎水化処理または親水化処理されていることが好ましい。疎水化処理の場合、第２の導電性粒子のバインダー樹脂への分散性がより良好なものとなり、抵抗変化抑制の効果がより顕著なものとなる。また、親水化処理の場合、第２の導電性粒子は第１の導電性粒子表面に付着し易くなり、導電パスがより効率的に形成されてより低い抵抗値が得られる。

第２の導電性粒子の表面には、バインダー樹脂と反応する官能基を有する置換基が結合していることが好ましい。これにより、低抵抗化及び高信頼性の効果がより顕著に奏される。

第２の導電性粒子は、当該透明導電フィルムの厚さ方向において一方の表面側に偏って分布していてもよい。この場合、第２の導電性粒子が偏って分布している側の表面において導電性パスが特に効率的に形成される。これにより、第２の導電性粒子全体の濃度を低く維持しながら、十分な低抵抗化の効果を得ることが可能になる。

透明導電層は、当該導電性粒子として第１の導電性粒子及び第２の導電性粒子が混在している導電層と、該導電層の片側又は両側に形成され、当該導電性粒子として第２の導電性粒子のみが分布している層とを有していてもよい。

別の側面において、本発明は、２０ｎｍ以上の平均粒径を有する導電性粒子が凝集しているシート状の凝集体を形成させる工程と、この凝集体に対して、２０ｎｍ未満の平均粒径を有する導電性粒子をバインダー樹脂とともに含浸させる工程と、を備える透明導電フィルムの製造方法である。

上記本発明に係る製造方法によれば、２０ｎｍ以上の平均粒径を有する導電性粒子同士の間隙に、２０ｎｍ未満の平均粒径を有する微細な導電性粒子が容易に充填される。これにより、抵抗変化が抑制された高い信頼性を有する透明導電フィルムが得られる。

本発明によれば、十分に抵抗変化が抑制された高い信頼性を有する透明導電フィルムが提供される。また、本発明は、従来の塗布型の透明導電フィルムと比較して、より低い抵抗値を達成し易い点でも優れている。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は透明導電フィルムの一実施形態を示す断面図である。図１に示す透明導電フィルム１は、基材２０と、基材２０上に形成された透明導電層１０とを備える。透明導電層１０においては、複数の第１の導電性粒子１１、及び複数の第２の導電性粒子１２がバインダー樹脂１５中に分散している。第１の導電性粒子１１は、互いに接触して導電パスが形成されるように透明導電層１０中に充填されている。第２の導電性粒子１２の少なくとも一部は第１の導電性粒子１１の表面に付着しており、付着している第２の導電性粒子１２を介して導電パスが形成されることにより、十分に低い電気抵抗値が得られる。また、第１の導電性粒子１１同士の間に存在するバインダー樹脂１５中に第２の導電性粒子１２が分散していることにより、フィラー効果によりマトリックス樹脂１５が膨潤し難くなり、吸湿時の抵抗変化を抑制することができる。

第１の導電性粒子１１の粒径は２０ｎｍ以上であり、第２の導電性粒子１２の粒径は２０ｎｍ未満である。この場合の粒径は、粒子断面における最大粒径（粒子を挟む２本の平行線の間隔の最大値）Ｌｍａｘ（図３参照）を意味する。導電性粒子の断面は、例えば、透過型電子顕微鏡写真法（ＴＥＭ法）を用いて観察される。

第１の導電性粒子１１の平均粒径をＲ^１、第２の導電性粒子１２の平均粒径をＲ^２としたときに、Ｒ^２／Ｒ^１は０．０５〜０．５の範囲内にある。Ｒ^１及びＲ^２は、透明導電フィルム１の任意の断面において観察される第１及び第２の導電性粒子の粒径を測定し、それらを平均する方法により求められる。平均粒径を求める際、正確を期するために、５０個以上の第１又は第２の導電性粒子の粒径を測定して平均粒径を求めることが好ましい。

低抵抗化及び高信頼性等の効果をより顕著なものとするため、Ｒ^２／Ｒ^１は０．４以下であることが好ましく、０．３以下であることがより好ましい。また、Ｒ^２／Ｒ^１は０．１以上であることが好ましく、０．１５以上であることがより好ましい。

Ｒ^１は２０〜８０ｎｍであることが好ましい。Ｒ^１が８０ｎｍを超えると透明導電層１０は十分な光学透過性が得難く、かつ、ヘイズ値が上昇する傾向にある。また、Ｒ^２は１〜１０ｎｍであることが好ましい。

透明導電層１０に対する第１の導電性粒子１１の比率は３０〜８０体積％であることが好ましい。この比率が３０体積％未満であると透明導電フィルム１の抵抗値が高くなる傾向にあり、８０体積％を超えると透明導電フィルム１の機械的強度が低下する傾向にある。

透明導電層１０に対する第２の導電性粒子１２の比率は５〜１５体積％であることが好ましい。これにより、低抵抗化及び高信頼性の効果が特に顕著に奏される。また、第２の導電性粒子１２の比率が５体積％未満であると導電パスが十分形成されないため、低抵抗化の効果が小さくなる傾向があり、１５体積％を超えると光学透過性及び機械的強度が低下する傾向がある。

第１の導電性粒子１１及び第２の導電性粒子１２の合計量に対して、第２の導電性粒子１２の比率は体積比で５〜４０％であることが好ましい。この比率がこの範囲内にない場合、低抵抗化及び高信頼性の効果が小さくなる傾向にある。同様の観点から、この比率は１０〜３０％であることがより好ましい。

なお、透明導電層１０が後述する導電層５１と第２の導電性粒子１２のみが分布する中間層５２とを含む構成を有するものである場合、上述の各導電性粒子の透明導電層１０に対する比率は各導電性粒子の当該導電層５１に対する比率に読み替えられる。同様に、上記実施形態に係る透明導電層１０における第１の導電性粒子１１及び第２の導電性粒子１２の合計量に対する第２の導電性粒子１２の比率は、当該導電層５１における第１の導電性粒子１１及び第２の導電性粒子１２の合計量に対する第２の導電性粒子１２の比率に読み替えられる。

本実施形態の場合、第２の導電性粒子１２は、透明導電層１０の厚さ方向において略均一に分布しているが、第２の導電性粒子１２は、透明導電層１０の一方の表面側に偏って分布していてもよい。言い換えると、第２の導電性粒子１２は、透明導電層１０の断面をその厚さ方向で２等分したときに、一方の領域における第２の導電性粒子１２の濃度が、他方の領域における第２の導電性粒子１２の濃度よりも多くなるように分布していてもよい。

第１の導電性粒子１１は、透明導電性酸化物から構成される。透明導電性酸化物の具体例としては、酸化インジウム、酸化インジウムに錫、亜鉛、テルル、銀、ガリウム、ジルコニウム、ハフニウム及びマグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素がドープされたもの、酸化錫、酸化錫にアンチモン、亜鉛及びフッ素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素がドープされたもの、酸化亜鉛、並びに、酸化亜鉛にアルミニウム、ガリウム、インジウム、ホウ素、フッ素及びマンガンからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素がドープされたものが挙げられる。これらの中でも、最も典型的には、酸化インジウムに錫をドープしたインジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）の粒子が第１の導電性粒子１１として用いられる。これらの透明導電性酸化物の製法は特に限定されるものではなく、乾式法、湿式法、噴霧分解法、レーザーアブレーション法、プラズマ法等で製造されたものを適宜利用できる。

第２の導電性粒子１２を構成する導電性材料としては、第１の導電性粒子１１と同様の透明導電性酸化物を用いることができる。第２の導電性粒子１２は２０ｎｍ未満の粒径を有するため、必ずしもそれ自体は透明である必要はなく、例えば金属粒子を第２の導電性粒子１２として用いてもよい。第２の導電性粒子１２の製法に関しても上記第１の導電性粒子１１と同様の方法を用いることができる。なお、第１の導電性粒子１１及び第２の導電性粒子１２は特に限定されることなく、それぞれ２種以上混合されていてもよい。

第２の導電性粒子１２の表面は、疎水化処理または親水化処理されていることが好ましい。疎水化処理は、具体的には、疎水基を有する化合物を第２の導電性粒子１２の表面に付着又は結合させる方法で行われる。親水化処理は、具体的には、親水基を有する化合物を第２の導電性粒子１２の表面に付着又は結合させる方法で行われる。

疎水基としては、鎖式若しくは環式炭化水素基、及びフッ化炭素基が挙げられる。より詳細には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シクロアルキル基、フッ素化アルキル基、フッ素化アリール基及びフッ素化シクロアルキル基が挙げられる。これらは置換基を有していてもよい。

疎水基を有する化合物の具体例としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジビニルテトラメチルジシラザン、フェニルトリストリメチルシロキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ステアリン酸ナトリウム、２−エチルヘキシルサルフェートナトリウム塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オレイルザルコシン酸、オクタデシルアミン酢酸塩、ポリエチレングリコールラウリルエーテル、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル、ソルビタントリオレエート、ラウリン酸ジエタノールアミド、ポリエチレングリコールステアリルアミン、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピル（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、及びイソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネートが挙げられる。上記化合物は例示であり、これらに限定されるものではない。

親水基としては、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、オキシ基、アミノ基、アミド基、シアノ基、ウレタン基、ホスホリル基及びチオ基が挙げられる。

親水基を有する化合物の具体例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、１，３−ビス（３−メルカプトプロピル）テトラメチルジシラザン、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシラザン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシランが挙げられる。

第２の導電性粒子１２の表面には、バインダー樹脂と反応する官能基を有する置換基が結合していることが好ましい。バインダー樹脂と反応する官能基を有する置換基は、典型的には、上記疎水基又は親水基として導入される。バインダー樹脂と反応する官能基の具体例としては、ビニル基、アミノ基、エポキシ基、アクリル基、及びメタクリル基が挙げられる。例えば、バインダー樹脂がアクリル樹脂である場合、ビニル基、アクリル基及びメタクリル基等の不飽和基が好ましい。

第２の導電性粒子１２の表面を疎水化処理又は親水化処理する方法としては、例えば、疎水基を有する化合物又は親水基を有する化合物を含む処理液を導電性粒子に付着させ、その後乾燥する方法を採用することができる。あるいは、第２の導電性粒子１２を予め処理するのに代えて、透明導電フィルムを作製する際に用いる後述の混合液中に疎水基を有する化合物又は親水基を有する化合物を加えて、２０ｎｍ未満の平均粒径を有する第２の導電性粒子１２をバインダー樹脂とともに含浸させるのと同時に疎水化処理又は親水化処理を行ってもよい。

バインダー樹脂１５は、第１の導電性粒子１１及び第２の導電性粒子１２を固定できる透明な樹脂であれば特に限定されない。バインダー樹脂１５の具体例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、シリコーン樹脂、フッ素樹脂が挙げられる。

これらの中でも、バインダー樹脂１５は、アクリル樹脂であることが好ましい。アクリル樹脂を用いることにより、透明導電フィルム１の光透過性をより向上させることができる。また、アクリル樹脂は、酸やアルカリに対する耐性に優れるとともに、耐スクラッチ性（表面硬度）にも優れる。

アクリル樹脂は、（メタ）アクリル基を有するモノマーが重合した重合体を主成分とする樹脂である。アクリル樹脂は、典型的には、（メタ）アクリル酸エステル等の（メタ）アクリルモノマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリルポリマー及び重合開始剤を含有する樹脂組成物が硬化して形成される。（メタ）アクリルモノマーとしては、１または２以上の（メタ）アクリル基を有するものが用いられる。また、（メタ）アクリルモノマーは数種の混合体として使用することもできる。

透明導電層１０は、以上のような成分に加えて他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、例えば、導電性化合物、有機若しくは無機フィラー、表面処理剤、架橋剤、紫外線吸収剤、ラジカル捕捉剤、着色剤、及び可塑剤が挙げられる。

透明導電層１０の厚みは、０．１〜５μｍであることが好ましい。厚みが０．１μｍ未満であると抵抗値が安定しにくくなる傾向にあり、厚みが５μｍを超えると十分な光透過性が得難くなる傾向にある。

基材２０は、透明導電層１０を支持可能なものであれば特に制限されないが、透明フィルムが好適に用いられる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂のフィルムが基材２０として用いられる。あるいは、ガラス基板を基材２０として用いてもよい。

基材２０と透明導電層１０の間に更に他の層を設けてもよい。他の層としては、例えば、緩衝層、導電補助層、拡散防止層、紫外線遮蔽層、着色層、偏光層といった機能を有する層が挙げられる。

本発明に係る透明導電フィルムは、図２に示す実施形態のように、導電性粒子として第１の導電性粒子１１及び第２の導電性粒子１２が混在している導電層５１と、導電性粒子として第２の導電性粒子１２のみが分布している中間層５２とから構成されていてもよい。中間層５２は、透明導電層１０の一方面側の最表層として形成されている。中間層５２は第１の導電性粒子１１、すなわち粒径２０ｎｍ以上の導電性粒子を実質的に含まないが、微量の第１の導電性粒子１１が中間層５２に混入している場合も本実施形態に含まれる。その場合、例えば、中間層５２に含まれる第１の導電性粒子の比率は１５体積％未満である。係る中間層５２が形成されていることにより、フィラー効果及びアンカー効果により中間層５２の膨潤を抑制でき、また、抵抗変動を更に低減する効果が得られる。

透明導電フィルム１は、例えば、２０ｎｍ以上の平均粒径を有する導電性粒子が凝集しているシート状の凝集体を形成させる工程と、この凝集体に対して、２０ｎｍ未満の平均粒径を有する導電性粒子をバインダー樹脂とともに含浸させる工程と、を備える製造方法により得ることができる。

図４は、凝集している複数の導電性粒子を含む凝集体が基材上に形成された状態を示す断面図である。図４に示す凝集体３は、実質的に、２０ｎｍ以上の粒径を有する第１の導電性粒子１１からなる。ただし、凝集体を構成する導電性粒子は全体として平均粒径が２０ｎｍ以上であればよく、２０ｎｍ未満の粒径を有する導電性粒子が混在していてもよい。具体的には、凝集体を構成する導電性粒子のうち８０体積％以上が２０ｎｍ以上の粒径を有していることが好ましい。凝集体を構成する導電性粒子の平均粒径は、好ましくは２０〜８０ｎｍであり、より好ましくは２０〜５０ｎｍである。

凝集体３は、例えば、２０ｎｍ以上の平均粒径を有する導電性粒子及び溶剤を含む分散液を基材２０上に塗付する工程と、塗布された分散液から溶剤を除去する工程と、基材２０上に残った導電性粒子を加圧して導電性粒子が凝集しているシート状の凝集体を形成させる工程と、を含む方法により形成される。分散液の溶剤としては、特に限定されないが、エタノール等のアルコールが好適に用いられる。導電性粒子は、例えば、導電性粒子上にＰＥＴフィルム等のフィルムを積層し、基材、導電性粒子及びフィルムの順で積層された積層体を加圧ロールで挟む方法により加圧される。加圧により導電性粒子同士が凝集した状態で固定される。

続いて、基材２０上に形成された凝集体３における導電性粒子間の間隙を、２０ｎｍ未満の平均粒径を有する導電性粒子及びバインダー樹脂で充填させて、図１に示す透明導電フィルム１が得られる。バインダー樹脂１５がアクリル樹脂である場合、例えば、未硬化のバインダー樹脂（アクリル樹脂）、２０ｎｍ未満の平均粒径を有する導電性粒子、及び溶剤を含む混合液を凝集体３に含浸する工程と、含浸された混合液から溶剤を除去する工程と、バインダー樹脂（アクリル樹脂）を硬化する工程と、を含む方法により、２０ｎｍ未満の平均粒径を有する導電性粒子がバインダー樹脂とともに凝集体３に対して含浸される。含浸の工程は１回で行う必要は必ずしもなく、複数に分けて行うこともできる。複数回の含浸を行う場合、導電性粒子の濃度が異なる混合液を用いてもよい。

凝集体３に含浸される導電性粒子の平均粒径は、好ましくは１〜２０ｎｍであり、より好ましくは１〜１０ｎｍである。本実施形態の場合、凝集体３に含浸される導電性粒子は実質的に、２０ｎｍ未満の粒径を有する導電性粒子からなる。ただし、凝集体に含浸される導電性粒子は全体として平均粒径が２０ｎｍ未満であればよく、２０ｎｍ以上の粒径を有する導電性粒子が混在していてもよい。具体的には、凝集体に含浸される導電性粒子のうち７０体積％以上が２０ｎｍ未満の粒径を有していることが好ましい。

混合液に用いられる溶剤としては、例えば、ヘキサン等の飽和炭化水素、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルメチルケトン及びジイソブチルケトン等のケトン、酢酸エチル及び酢酸ブチル等のエステル、テトラヒドロフラン、ジオキサン及びジエチルエーテル等のエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド及びＮ−メチルピロリドン等のアミドが挙げられる。混合液の調製方法は特に限定されない。例えば、導電性粒子及びバインダー樹脂を混合し、これを溶剤に加えてもよいし、バインダー樹脂を溶剤に溶解してそこに導電性粒子を加えてもよい。

混合液を凝集体３上に塗布してこれを凝集体３内に浸透させることにより、混合液が凝集体３に含浸される。混合液の塗布方法としては、例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、ノズル法、カーテン法、グラビアロール法、バーコート法、ディップ法、キスコート法、スピンコート法、スクイズ法及びスプレー法が挙げられる。

凝集体３に含浸された混合液を加熱して溶剤を除去し、その後、アクリル樹脂中の（メタ）アクリルモノマーを重合させてアクリル樹脂を硬化する。アクリル樹脂の硬化は、活性光線の照射又は加熱により進行させることができる。アクリル樹脂の硬化により、アクリル樹脂の硬化物からなるバインダー樹脂１５が形成されて、透明導電フィルム１が得られる。

所定の平均粒径を有する導電性粒子は、当業者には理解されるように、公知の方法により製造することが可能である。例えばＩＴＯ粒子の場合、塩化インジウム及び塩化第二錫が溶解した水溶液を、５００℃以上に加熱された雰囲気中に噴霧する方法で得ることができる。噴霧する水溶液の液滴の大きさ、添加剤、水溶液の濃度、加熱温度や雰囲気の成分及び濃度を制御することで、所望の平均粒径を有するＩＴＯ粒子が得られる。

透明導電フィルム１は、基材２０を有する状態で用いられる場合が多いが、基材２０を剥離して透明導電層１０単独で透明導電フィルムとして用いることもできる。透明導電フィルム１は、タッチパネル、光透過スイッチ等のパネルスイッチの透明電極として好適に用いられる。例えば、透明導電層１０は、互いに対向する一対の透明電極と、透明電極に挟まれたドットスペーサとを備えるタッチパネルの少なくともいずれか一方の透明電極として用いられる。また、透明導電層１０は、パネルスイッチの他にも、ノイズ対策部品、発熱体、ＥＬ用電極、バックライト用電極、ＬＣＤ、ＰＤＰ、アンテナ、発光体等の用途に用いることも可能である。

以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

導電性粒子の作製
塩化インジウム及び塩化第二錫を水に溶解した水溶液を、５００℃以上に加熱した雰囲気中に噴霧する方法によりＩＴＯ粒子を作製した。噴霧する水溶液の液滴の大きさ、添加剤、水溶液の濃度、加熱温度や雰囲気の成分及び濃度を変化させることにより、平均粒径の異なる数種のＩＴＯ粒子を作製した。得られたＩＴＯ粒子を精製して不純物濃度を０．１％以下とした。

透明導電フィルムの作製とその評価
２０ｎｍ以上の平均粒径を有するＩＴＯ粒子（以下「ＩＴＯ粒子Ａ」という）のエタノール分散液をＰＥＴフィルム（Ａ）に塗付し、塗布された分散液を乾燥した。次いで、更に別のＰＥＴフィルム（Ｂ）をＩＴＯ粒子Ａの上に載せ、全体を加圧ロールで加圧して、ＩＴＯ粒子Ａが凝集したシート状の凝集体を形成させた。ＰＥＴフィルム（Ｂ）を剥がした後、形成された凝集体に、２０ｎｍ未満の平均粒径を有するＩＴＯ粒子（以下「ＩＴＯ粒子Ｂ」という）、未硬化のアクリル樹脂、ＭＥＫ（関東化学社製）及びビニルトリメトキシシラン（信越化学社製）を混合した混合液を含浸させた。未硬化のアクリル樹脂としては、アクリルポリマー（新中村化学）、アクリルモノマー（新中村化学）及び光重合開始剤から構成されるものを用いた。含浸された混合液を乾燥した後、ＵＶ照射によりアクリル樹脂を硬化させて、ビニル基によって表面が疎水化処理された導電性粒子を含む透明導電フィルムを得た。得られた透明導電フィルムの導電層に対して、ＩＴＯ粒子Ａの含有割合は７５体積％であり、ＩＴＯ粒子Ｂの含有割合は１０体積％であった。

作製した透明導電フィルムにおけるＩＴＯ粒子ＡとＩＴＯ粒子Ｂの組み合わせを表１に示す。Ｎｏ．９の透明導電フィルムはＩＴＯ粒子Ｂを用いることなく作製した。また、Ｎｏ．８では、ビニルトリメトキシシランを用いず、疎水化処理されていない導電性粒子を含む透明導電フィルムを作製した。表１に示す平均粒径は、ＩＴＯ粒子についてＸ線回析を行い、Ｘ線回析線ピークの半値幅からシェラーの関係式を用いて求めた粒径の平均値である。ＩＴＯ粒子の場合、このＸ線回析に基づいて決定される平均粒径は、ＩＴＯ粒子の断面観察により求められる平均粒径とほぼ一致する。

得られた透明導電性フィルムの表面抵抗を、四端子四探針式表面抵抗測定器を用いて測定した。更に、透明導電フィルムを６０℃、９５％ＲＨの環境下に１０００時間放置し、その後の表面抵抗も測定して、加湿前後の抵抗値の変化を確認した。

表１に示されるように、ＩＴＯ粒子Ｂの平均粒径のＩＴＯ粒子Ａの平均粒径に対する比（Ｂ／Ａ）が０．０５〜０．５の範囲内にあるＮｏ．１〜８の透明導電フィルムは、ＩＴＯ粒子Ｂを用いなかったＮｏ．９の透明導電フィルムや、Ｂ／Ａが０．０５〜０．５の範囲内にないＮｏ．１０〜１２の透明導電フィルムと比較して、加湿前後における抵抗の変化率が著しく抑制されていた。

以上の結果より、本発明によれば、湿度による抵抗変化が抑制された高い信頼性を有する透明導電フィルムが提供されることが確認された。

透明導電フィルムの一実施形態を示す断面図である。 透明導電フィルムの一実施形態を示す断面図である。 導電性粒子の粒径の定義を説明するための図である。 凝集している複数の導電性粒子を含む凝集体が基材上に形成された状態を示す断面図である。

符号の説明

１…透明導電フィルム、３…凝集体、１０…透明導電層、１１…第１の導電性粒子、１２…第２の導電性粒子、１５…バインダー樹脂、２０…基材。

Claims (7)

1. ２０ｎｍ以上の粒径を有する第１の導電性粒子、及び２０ｎｍ未満の粒径を有する第２の導電性粒子からなる導電性粒子と、
   バインダー樹脂と、を含有する透明導電層を備え、
   前記第１の導電性粒子の平均粒径をＲ^１、前記第２の導電性粒子の平均粒径をＲ^２としたときに、Ｒ^２／Ｒ^１が０．０５〜０．５である、透明導電フィルム。
2. 前記第２の導電性粒子の表面が疎水化処理されている、請求項１記載の透明導電フィルム。
3. 前記第２の導電性粒子の表面が親水化処理されている、請求項１記載の透明導電フィルム。
4. 前記第２の導電性粒子の表面に、前記バインダー樹脂と反応する官能基を有する置換基が結合している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明導電フィルム。
5. 前記第２の導電性粒子が、当該透明導電フィルムの厚さ方向において一方の表面側に偏って分布している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の透明導電フィルム。
6. 前記透明導電層が、
   当該導電性粒子として前記第１の導電性粒子及び前記第２の導電性粒子が混在している導電層と、
   該導電層の片側又は両側に形成され、当該導電性粒子として前記第２の導電性粒子のみが分布している層と、を含む、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の透明導電フィルム。
7. ２０ｎｍ以上の平均粒径を有する導電性粒子が凝集しているシート状の凝集体を形成させる工程と、
   前記凝集体に対して、２０ｎｍ未満の平均粒径を有する導電性粒子をバインダー樹脂とともに含浸させる工程と、
   を備える透明導電フィルムの製造方法。

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