JP2008251271A - カーボンナノチューブ導電性低下抑制剤、カーボンナノチューブを用いた透明導電膜、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材上に設けられた単層カーボンナノチューブを含む導電層の上に、スルホン酸基を有する高分子層が設けられてなる透明導電膜。該透明導電膜は、長期間に亘って高温環境下に保持されていても、その導電性が低下し難く、導電膜として優れたものである。従って、画像表示装置における透明電極部材などとして非常に好ましい。スルホン酸基を有する高分子がフッ素系樹脂やポリスチレンスルホン酸共重合体である場合、導電性の高温耐久性が特に優れていた。
【選択図】図1
Description
単層カーボンナノチューブの温度による導電性低下を抑制する剤であって、
スルホン酸基を有する高分子からなる
ことを特徴とするカーボンナノチューブ導電性低下抑制剤によって解決される。
ことを特徴とする透明導電膜によって解決される。
ことを特徴とする透明導電膜によって解決される。
ことを特徴とする透明導電膜によって解決される。
ことを特徴とする透明導電膜によって解決される。
を有することを特徴とする透明導電膜の製造方法によって解決される。
前記工程で形成された単層カーボンナノチューブを含む塗膜上に、スルホン酸基を有する高分子を含む溶液を塗布する工程
とを有することを特徴とする透明導電膜の製造方法によって解決される。
本発明の透明導電膜を構成する基材(フィルム或いはシート若しくは厚みが前記フィルム・シートより厚い板など)は、透明導電膜に用いられるものであれば良い。例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)、シクロオレフィン系樹脂、セルロース樹脂などを用いることが出来る。その他にも、無機ガラスなどを用いることも出来る。但し、フレキシブルな特性に優れている有機樹脂製が好ましい。前記基材の表面(導電層が設けられる側の表面および/または導電層が設けられる側とは反対側の裏面)には、必要に応じて、ハードコート層、防汚層、防眩層、反射防止層、粘着層などが設けられる(積層される)。
アーク放電法によって作成した単層カーボンナノチューブを63%硝酸にて85℃で2日間反応させた後、濾過して単層カーボンナノチューブを回収した。得られた単層カーボンナノチューブの水分散液をPETフィルム(商品名コスモシャインA4100:東洋紡社製)上にスプレーコートし、導電層を形成した。
得られた透明導電膜の全光線透過率を測定(スガ試験機社製の直読ヘーズコンピュータで測定)した処、全光線透過率は80%であり、又、表面抵抗を測定(ダイアインスツルメンツ社製のロレスタ−FPで測定)した処、560Ω/□であった。
比較例1で得られた透明導電膜(単層カーボンナノチューブ導電層)上に、ポリエステル(東洋紡社製のバイロン660(商品名))のメチルエチルケトン溶液(固形分濃度約1質量%)を固形分膜厚が約100nmになるようバーコートした。
比較例1で得られた透明導電膜(単層カーボンナノチューブ導電層)上に、ポリメチルメタアクリレート(クラレ社製のパラペットHR−L(商品名))の酢酸エチル溶液(固形分濃度約1質量%)を固形分膜厚が約100nmになるようバーコートした。
比較例1で得られた透明導電膜(単層カーボンナノチューブ導電層)上に、パーフルオロスルホン酸/PTFE共重合体(スルホン酸基が約1ミリ当量/g:デュポン社製ナフィオン(商品名))のn−プロピルアルコール溶液(固形分濃度約1質量%)を固形分膜厚が約100nmになるようバーコートした。
この実施例1になる透明導電膜の概略断面図を図1に示す。
比較例1で得られた透明導電膜(単層カーボンナノチューブ導電層)上に、ポリスチレンスルホン酸(スルホン酸基が約5.4ミリ当量/g:アルドリッチ社製)の水・ブチルセロソルブ混合溶液(固形分濃度約1質量%)を固形分膜厚が約100nmになるようバーコートした。
比較例1で得られた透明導電膜(単層カーボンナノチューブ導電層)上に、ポリスチレンスルホン酸(75mol%)−マレイン酸共重合体(25mol%)(スルホン酸基が約4.6ミリ当量/g:アルドリッチ社製)の水・ブチルセロソルブ混合溶液(固形分濃度約1質量%)を固形分膜厚が約100nmになるようバーコートした。
比較例1で得られた透明導電膜(単層カーボンナノチューブ導電層)上に、パーフルオロスルホン酸/PTFE共重合体(スルホン酸基が約1ミリ当量/g:デュポン社製ナフィオン(商品名))のn−プロピルアルコール溶液(固形分濃度約10質量%)を固形分膜厚が約1000nmになるようバーコートした。
上記実施例1〜4、及び比較例1〜3で得られた透明導電膜を、80℃で3日間保存した後、表面抵抗を測定(ロレスタ−FPにより測定)したので、高温保管前の表面抵抗と比較した結果を表−1に示す。又、全光線透過率を測定(直読ヘーズコンピュータで測定)したので、その結果も併せて示す。
表−1
高温保存後の表面抵抗値 増加率 高温耐久性 光線透過率
比較例1 2800(Ω/□) 483(%) × 80(%)
比較例2 1440(Ω/□) 257(%) × 80(%)
比較例3 1940(Ω/□) 346(%) × 80(%)
実施例1 604(Ω/□) 108(%) ○ 80(%)
実施例2 688(Ω/□) 123(%) ○ 80(%)
実施例3 770(Ω/□) 138(%) ○ 80(%)
実施例4 588(Ω/□) 105(%) ○ 81(%)
*増加率=高温保存後の表面抵抗値/高温保存前の表面抵抗値
*増加率が150%以下のものを○印で、150%を越えたものを×印で表示
アーク放電法によって作成した単層カーボンナノチューブの水分散液に、パーフルオロスルホン酸/PTFE共重合体(スルホン酸基が約1ミリ当量/g:デュポン社製ナフィオン(商品名))が単層カーボンナノチューブと同量になるようにパーフルオロスルホン酸/PTFE共重合体のn−プロピルアルコール溶液を加えた。
この単層カーボンナノチューブ及びデュポン社製ナフィオン(商品名)を含有する溶液を、PETフィルム(東洋紡社製のコスモシャインA4100(商品名))上にスプレーコートし、導電層を形成した。
この実施例5になる透明導電膜の概略断面図を図2に示す。
そして、このものを、上記と同様にして高温耐久性試験を行った処、高温試験後の表面抵抗増加率は110%であった。
Claims (13)
- 単層カーボンナノチューブの温度による導電性低下を抑制する剤であって、
スルホン酸基を有する高分子からなる
ことを特徴とするカーボンナノチューブ導電性低下抑制剤。 - スルホン酸基を有する高分子で単層カーボンナノチューブが保護されてなる
ことを特徴とする透明導電膜。 - スルホン酸基を有する高分子と単層カーボンナノチューブとを含む導電層を、基材上に有する
ことを特徴とする透明導電膜。 - スルホン酸基を有する高分子層、及び単層カーボンナノチューブを含む導電層を、基材上に有する
ことを特徴とする透明導電膜。 - 導電層の厚さが10nm〜1000nmである
ことを特徴とする請求項2〜請求項4いずれかの透明導電膜。 - スルホン酸基を有する高分子層の厚さが10nm〜1000nmである
ことを特徴とする請求項4の透明導電膜。 - スルホン酸基を有する高分子は、そのスルホン酸基の量が0.1ミリ当量/g〜10ミリ当量/gである
ことを特徴とする請求項2〜請求項6いずれかの透明導電膜。 - スルホン酸基を有する高分子はスルホン酸基を有するフッ素系樹脂である
ことを特徴とする請求項2〜請求項7いずれかの透明導電膜。 - スルホン酸基を有する高分子がポリスチレンスルホン酸共重合体である
ことを特徴とする請求項2〜請求項8いずれかの透明導電膜。 - スルホン酸基を有する高分子と単層カーボンナノチューブとを含む溶液を、基材上に塗布する工程
を有することを特徴とする透明導電膜の製造方法。 - 請求項2、請求項3、請求項5〜請求項9いずれかの透明導電膜の製造方法であって、
スルホン酸基を有する高分子と単層カーボンナノチューブとを含む溶液を、基材上に塗布する工程
を有することを特徴とする透明導電膜の製造方法。 - 基材上に単層カーボンナノチューブを含む溶液を塗布する工程と、
前記工程で形成された単層カーボンナノチューブを含む塗膜上に、スルホン酸基を有する高分子を含む溶液を塗布する工程
とを有することを特徴とする透明導電膜の製造方法。 - 請求項2、請求項4〜請求項9いずれかの透明導電膜の製造方法であって、
基材上に単層カーボンナノチューブを含む溶液を塗布する工程と、
前記工程で形成された単層カーボンナノチューブを含む塗膜上に、スルホン酸基を有する高分子を含む溶液を塗布する工程
とを具備することを特徴とする透明導電膜の製造方法。
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