JP2016018715A - 透明導電膜構造、及び透明導電膜構造の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電膜の視認性改善の技術を提供することである。
【解決手段】透明導電部領域Ａと透明導電部領域Ｂと透明絶縁部領域Ｃとを具備する透明導電膜構造であって、前記透明導電部領域Ｂは前記透明導電部領域Ａの側部に設けられてなり、前記透明絶縁部領域Ｃは前記透明導電部領域Ａの側部に設けられてなり、前記透明導電部領域Ａ，Ｂには、透明導電性材料が存在しており、前記透明絶縁部領域Ｃは、前記透明絶縁部領域Ｃに変化する前の透明導電部領域のマトリックスが、紫外線照射によって、劣化、又は溶媒に溶解する官能基が結合し、洗浄処理によって導電性材料が失われてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は透明導電膜に関する。

透明導電膜は各種の装置に用いられている。例えば、タッチパネルに用いられている。各種のディスプレイ装置（例えば、液晶ディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置など）に用いられている。太陽電池などにも用いられている。

前記透明導電膜は、基本的には、透明な基板上に設けられている。前記基板の材料は、例えば無機ガラスや、有機樹脂が挙げられる。前記有機樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリカーボネート（ＰＣ）等が挙げられる。前記透明導電膜の材料は、例えば酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等が挙げられる。最近、透明導電膜材料として、カーボンナノチューブ、銀ナノ粒子、銀ナノワイヤー、導電性高分子、酸化亜鉛、酸化スズ等が提案された。

静電容量方式タッチパネルの電極は、パターニングされた透明導電膜で構成されている。すなわち、パターニングによって、透明導電膜が導電性部分と絶縁性部分とに分けられる。

前記パターニングは、ＩＴＯ膜の場合、次のようにして行われる。ＩＴＯ膜が透明基板の全面に設けられる。例えば、蒸着法が用いられる。前記ＩＴＯ膜上にマスクが設けられる。例えば、フォトリソグラフィの手法が用いられる。この後、ケミカルエッチングの手法によって、前記マスクで保護されていない前記ＩＴＯ膜が除去される。これによって、導電性部分（ＩＴＯ膜存在部分）と絶縁性部分（ＩＴＯ膜除去部分）とが構成される。すなわち、所定パターンの電極が形成される。前記電極は、一般的には、数十μｍ〜数ｍｍ幅のライン状である。勿論、これに限られない。

特許第４２８６１３６号

ＩＴＯが存在している部分が電極（導電部）である。エッチングによってＩＴＯが除去された部分は絶縁部である。前記導電部（電極）の屈折率と前記絶縁部の屈折率とは異なる。この為、反射率に差が生じる。従って、そのまま、前記構造の電極がタッチパネルに搭載されると、バックライト点灯時に、所定パターンの電極が浮き出てしまう。すなわち、電極パターン模様が視認される。

そこで、ＩＴＯ電極に屈折率調整層を組み込むことが提案されている。これによって、電極パターン模様視認の問題が改善された。

しかし、屈折率調整層の採用は、製造プロセスが大変である。コストが高く付く。

カーボンナノチューブ、グラフェン、銀ナノ粒子、銀ナノワイヤー、導電性高分子などが用いられた透明導電膜の場合、前記屈折率調整層の採用では、前記視認性の改善が得られ難い。その理由として次のことが考えられた。前記カーボンナノチューブや前記グラフェン等の材料は、可視光領域に吸収帯を有している。この為、前記カーボンナノチューブや前記グラフェン等が存在している個所（即ち、導電性部分（電極部分））と、前記カーボンナノチューブや前記グラフェン等が存在していない個所（即ち、絶縁性部分）との間では、可視光透過率に差が生じる。この為、屈折率調整層の採用では、前記視認性の改善が得られ難い。

従って、本発明が解決しようとする課題は、導電膜の視認性改善の技術を提供することである。

本発明は、
透明導電部領域Ａと透明導電部領域Ｂと透明絶縁部領域Ｃとを具備する透明導電膜構造であって、
前記透明導電部領域Ｂは前記透明導電部領域Ａの側部に設けられてなり、
前記透明絶縁部領域Ｃは前記透明導電部領域Ａの側部に設けられてなり、
前記透明導電部領域Ａ，Ｂには、透明導電性材料が存在しており、
前記透明絶縁部領域Ｃは、前記透明絶縁部領域Ｃに変化する前の透明導電部領域のマトリックスが、紫外線照射によって、劣化、又は溶媒に溶解する官能基が結合し、洗浄処理によって導電性材料が失われてなる
ことを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記透明導電部領域Ａ，Ｂは、透明導電性材料が用いられて構成されてなり、前記透明絶縁部領域Ｃは、前記絶縁部領域Ｃに存した透明導電性材料および／またはバインダ樹脂が、紫外線照射によって、変化し、洗浄処理によって導電性が失われてなることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記透明導電性材料は炭素系導電性材料の群の中から選ばれる一種または二種以上のものであることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記炭素系導電性材料は、カーボンナノチューブ及びグラフェンの群の中から選ばれる一種または二種以上のものであることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、Ｓ_Ａ（Ｓ_Ａ＝平面視での前記透明導電部領域Ａの面積）＋Ｓ_Ｂ（Ｓ_Ｂ＝平面視での前記透明導電部領域Ｂの面積）＞Ｓ_Ｃ（Ｓ_Ｃ＝平面視での前記透明絶縁部領域Ｃの面積）が満たされることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記透明絶縁部領域Ｃの幅が、平面視で、１００ｎｍ〜１ｍｍであることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記透明絶縁部領域Ｃの幅が、平面視で、１〜５００μｍであることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記透明絶縁部領域Ｃが、前記透明導電部領域Ａと、前記透明導電部領域Ａと同等な他の透明導電部領域Ａ’との間に、設けられてなり、前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ａ’との間は、前記透明絶縁部領域Ｃによって、電気的導通が阻害されてなることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記透明絶縁部領域Ｃが、前記透明導電部領域Ａと、前記透明導電部領域Ａと同等な他の透明導電部領域Ａ’との間に、設けられてなり、前記透明導電部領域Ｂは、前記透明絶縁部領域Ｃによって、二つ以上の領域に分割されてなることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記透明絶縁部領域Ｃが、前記透明導電部領域Ａと、前記透明導電部領域Ａと同等な他の透明導電部領域Ａ’との間に、設けられてなり、前記透明絶縁部領域Ｃは網目状であり、前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ａ’との間に存する前記透明導電部領域Ｂは、前記透明絶縁部領域Ｃによって、二つ以上の領域に分割されてなることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造であって、前記導電性材料に対して保護層が設けられてなり、前記保護層は、アルキルシロキサン系のバインダ樹脂が用いられて構成されてなることを特徴とする透明導電膜構造を提案する。

本発明は、
基材上に導電膜が設けられる導電膜形成工程と、
前記導電膜の所定の一部個所が劣化する劣化処理工程
とを具備することを特徴とする透明導電膜構造形成方法を提案する。

本発明は、
前記透明導電膜構造の形成方法であって、
基材上に導電膜が設けられる導電膜形成工程と、
前記導電膜の所定の一部個所が劣化する劣化処理工程
とを具備することを特徴とする透明導電膜構造形成方法を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造形成方法であって、前記劣化処理は紫外線照射処理であり、前記紫外線照射によって、前記導電膜の一部のマトリックスが、変化し、洗浄処理によって導電性材料が失われることを特徴とする透明導電膜構造形成方法を提案する。

本発明は、前記透明導電膜構造形成方法であって、前記紫外線照射によって、前記導電膜の一部に存した導電性材料および／またはバインダ樹脂が、劣化、又は溶媒に溶解する官能基が結合し、洗浄処理によって導電性材料が失われる
ことを特徴とすることを特徴とする透明導電膜構造形成方法を提案する。

目視では認識され難い透明導電膜構造が簡単に得られる。

導電膜形成工程図 マスク概略図

第１の本発明は透明導電膜構造である。以下、前記透明導電膜構造の実施形態が説明される。前記膜は所定パターンの導電膜である。前記導電膜は、例えば電極である。前記導電膜は、例えば引出配線である。これ等の導電膜は透明（実質上、透明）である。前記導電膜は、透明であることから、例えばタッチパネルに用いられる。或いは、各種の表示装置に用いられる。前記導電膜の境界領域は、目視では、認識でき難い。すなわち、導電膜のパターンが視認され難い。本実施形態の導電膜は不可視化処理された膜であると謂える。

前記透明導電膜構造は、導電性部と、絶縁性部とを具備する。前記導電性部は、透明導電部領域Ａと、透明導電部領域Ｂとを具備する。前記絶縁性部は、透明絶縁部領域Ｃを具備する。前記透明導電部領域Ｂは、前記透明導電部領域Ａの側部に設けられている。前記透明絶縁部領域Ｃは、前記透明導電部領域Ａの側部に設けられている。ここで、「側部」とは、必ずしも、隣接を意味しない。間に何かが介在している（挟まれている）場合も含まれる。平面視で見た場合、例えば領域Ａ／領域Ｃ／領域Ｂの場合とか、領域Ａ／領域Ｂ／領域Ｃ／領域Ｂの場合が考えられる。勿論、これ等に限られない。

前記透明導電部領域Ａの周囲（周囲が全部または一部）は、前記透明絶縁部領域Ｃによって、例えば囲まれている（又は、挟まれている。）。例えば、前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ｂとの間には、前記透明絶縁部領域Ｃが、設けられている。前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ｂとは、例えば、部分的に、接していても良い。全く、接してなくても良い。

例えば、前記透明絶縁部領域Ｃが、前記透明導電部領域Ａと、前記透明導電部領域Ａ’（前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ａ’とは同等な構造）との間に、設けられている。前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ａ’との間の電気的導通は、前記透明絶縁部領域Ｃによって、阻害されている。前記透明導電部領域Ｂは、前記透明絶縁部領域Ｃによって、二つ以上の領域に分割されている。前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ａ’との間に設けられた前記透明絶縁部領域Ｃは、平面視で、その形状が、網目状である。前記網目の開口形状は、如何なる形状でも良い。円形、楕円形、Ｎ（Ｎは３以上の整数）角形などである。勿論、これに限られない。前記網目のライン位置は、前記透明絶縁部領域Ｃに相当する。前記網目の開口部位置が、前記透明導電部領域Ｂに相当する。前記透明導電部領域Ｂは、前記透明絶縁部領域Ｃの中に、例えば多島海状の如く、存在している。

前記透明導電部領域Ａ（Ａ’），Ｂは、透明導電性材料が用いられて構成されている。

前記透明絶縁部領域Ｃは、導電性（導電性材料）が失われ、絶縁性になった領域である。前記領域Ｃは、例えば紫外線照射によって、絶縁性になった領域である。前記領域Ｃは、透明導電性材料を含むマトリックスが、紫外線照射によって、変化（絶縁化）した領域である。前記領域Ｃは、前記絶縁部領域Ｃに存した透明導電性材料および／またはバインダ樹脂が、例えば紫外線照射によって、変化（絶縁化）した領域である。前記領域Ｃは、透明導電性材料を含むマトリックスが、紫外線照射によって、劣化（又は、溶媒に溶解する官能基が結合）し、洗浄処理によって導電性（導電性材料）が失われ、絶縁性に変化した領域である。前記領域Ｃは、透明導電性材料を含むマトリックスが、紫外線照射によって、選択的に、劣化（又は、溶媒に溶解する官能基が結合）し、洗浄処理によって導電性（導電性材料）が失われ、絶縁性に変化した領域である。例えば、前記領域Ｃに、元々、存していたシロキサン系バインダ樹脂が、紫外線照射により、親水性化する。前記親水性化したシロキサン系バインダ樹脂が水溶性に変化したことから、紫外線照射後に水洗浄が行われると、水溶化した前記バインダ樹脂と共に導電性材料が除去される。すなわち、絶縁化されたものになる。例えば、炭素系導電材料（例えば、カーボンナノチューブ及びグラフェンの群の中から選ばれる一種または二種以上）を含むシロキサン系バインダ樹脂層に、所定量以上の紫外線（特に、深紫外線）が、照射されると、前記材料表面の炭素結合が切断される。深紫外線照射で発生する活性酸素により、ヒドロキシル基などが多く結合して、前記樹脂は親水化される。この後、水洗浄が行われると、シロキサン系バインダ樹脂が水溶化する。そして、炭素系導電材料ごと除去される。

前記透明導電膜構造において、好ましくは、Ｓ_Ａ＋Ｓ_Ｂ＞Ｓ_Ｃの条件が満たされる。更に好ましくは、Ｓ_Ａ＋Ｓ_Ｂ＞２Ｓ_Ｃの条件が満たされる。前記透明絶縁部領域Ｃによる絶縁性が保持される限り、Ｓ_Ｃは、出来るだけ、小さい方が好ましい。言い換えると、Ｓ_Ｂは、出来るだけ、大きい方が好ましい。これによって、前記透明導電部領域Ａのパターンが視認され難いものとなる。

前記透明絶縁部領域Ｃの幅（線幅）が、平面視で、好ましくは、１００ｎｍ〜１ｍｍである。より好ましくは、１〜５００μｍである。これによって、前記透明導電部領域Ａのパターンが視認され難いものとなる。

第２の本発明は透明導電膜構造の形成方法である。特に、前記透明導電膜構造が形成される方法である。以下、前記透明導電膜構造形成方法の実施形態が説明される。前記方法は導電膜形成工程を有する。前記工程は、基材上に、導電膜（例えば、炭素系導電材料とバインダ樹脂とを有する層）が設けられる工程である。前記方法は劣化処理工程を有する。前記工程は前記導電膜の所定の一部個所が劣化させられる工程である。特に、前記バインダ樹脂が劣化させられる工程である。前記劣化処理工程は、例えば前記バインダ樹脂が親水性に変化する工程である。前記親水性処理工程は、例えば紫外線照射工程である。紫外線照射を受けた樹脂は親水性に変化する。紫外線照射を受けてない箇所のバインダ樹脂は、劣化が、殆ど、無い。この紫外線照射工程の照射紫外線量は少ない。或いは、照射紫外線のエネルギー量は少ない。従って、この段階では、前記炭素系導電材料は消失しない。その後、例えば、水洗浄によって、親水基が導入された（水溶性）バインダ樹脂が水溶化し、導電性材料ごと消失（例えば、剥離）する。この結果、前記領域Ｃは絶縁性に変化した。紫外線が全く照射されない領域Ｂでは、前記導電膜の導電材料はそのままである。従って、領域Ｂでは、前記導電膜の導電材料は残存している。すなわち、領域Ｂは導電性を有する。紫外線が全く照射されない領域Ａ（Ａ’）では、前記導電膜の導電材料はそのままである。従って、領域Ａ（Ａ’）は導電性を有する。導電性に変動は無い。

以下、更に、詳しい説明がされる。

前記基材（基体：基板）は、如何なるものでも良い。タッチパネルや表示装置に採用される導電膜（透明導電膜）であることを鑑みると、好ましくは、透明な材料である。例えば、ＰＥＴ，ＰＣが挙げられる。その他にも、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、オレフィン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、スチレン−アクリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等が挙げられる。勿論、これに限られない。前記樹脂以外にも、フレキシブル性に劣るが、無機ガラスも挙げられる。

前記基材は、好ましくは、例えばフィルム又はシートである。しかし、前記材料より厚い板状のものでも良い。波板や凹凸板であっても良い。板よりも更に厚いものでも良い。

前記基材表面（又は、裏面）には、必要に応じて、各種の層（例えば、ハードコート層、防汚層、防眩層、反射防止層、粘着層など）が設けられたものでも良い。前記層は、一層でも、複数層でも良い。前記層は、例えば塗布などの手法で設けられる。

前記導電膜（透明導電膜）の材料は、金属酸化物（例えば、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化スズなど）、炭素系導電材（例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン等）、金属（例えば、銀ナノ粒子、銀ナノワイヤー）、導電性高分子（例えば、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ等）などが挙げられる。本発明において、好ましい導電性材料は、炭素系導電材（例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン等）である。前記導電性材料が前記基材表面（又は、裏面）に設けられる。又は、前記導電性材料が前記基材中に設けられる。前記導電膜（透明導電膜）は、前記導電性材料のみで構成される。或いは、前記導電膜（透明導電膜）は、前記導電性材料と、その他の材料（例えば、バインダ樹脂）との混合形態で構成される。

前記カーボンナノチューブとして各種のカーボンナノチューブが挙げられる。例えば、単層カーボンナノチューブ(SWNT)、二層カーボンナノチューブ(DWNT)、多層カーボンナノチューブ(MWNT)等が挙げられる。金属性カーボンナノチューブ、半導体性カーボンナノチューブも挙げられる。

カーボンナノチューブの形状は、特には、限定されない。しかし、繊維長が長すぎると、塗布液の作製に際して、カーボンナノチューブが分散し難い。逆に、繊維長が短すぎると、導電性が確保され難い。従って、カーボンナノチューブの繊維長は１００ｎｍ〜１００μｍ程度が好ましい。より好ましくは、約１〜１０μｍである。径（大きさ）が大きなカーボンナノチューブは光透過率が小さい。径（大きさ）が小さなカーボンナノチューブは作製が困難である。従って、径は１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。より好ましくは、径が約１〜２００ｎｍである。

カーボンナノチューブは、フラーレン（又は、有機分子）が内包されたカーボンナノチューブであっても良い。複数本のカーボンナノチューブ同士がロープ状に絡み合った形態のものでも良い。分岐構造を有するカーボンナノチューブであっても良い。

カーボンナノチューブはカーボンナノチューブ類縁体であっても良い。カーボンナノチューブ類縁体としては、例えばカーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カップスタック型ナノチューブが挙げられる。合成時に含まれるアモルファスカーボンなどの不純物との複合体であっても良い。

カーボンナノチューブは次の合成方法（作製方法）で得られる。例えば、アーク放電法、ＣＶＤ法、レーザーアブレーション法などが挙げられる。合成時の金属触媒の種類、炭素源、反応温度などによって、種々の構造・組成・形態のカーボンナノチューブが得られる。

カーボンナノチューブは、官能基（例えば、カルボキシル基、ケトン基、ヒドロキシル基など）が、骨格中の欠陥部位や末端部位に、導入されたものであっても良い。前記官能基は、カーボンナノチューブ作製時に、導入されたものでも良い。前記官能基は、カーボンナノチューブ作製後、導入されたものでも良い。追加処理によって、官能基（例えば、カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホニル基、ニトロ基、ベンジル基、ハロゲンなど）が、カーボンナノチューブに、導入される。他の分子が前記官能基を介して化学結合したカーボンナノチューブであっても良い。

透明導電膜を作製する為、カーボンナノチューブ分散液が用いられる。前記分散液作製方法は公知である。カーボンナノチューブは、分散剤（例えば、界面活性剤）によって、溶媒中に、分散する。フラーレン（特に、ＯＨ基などの極性基を有するフラーレン）を用いることでも、カーボンナノチューブは、効率的に、分散する。前記カーボンナノチューブ分散液が基材上に塗布されることによって、透明導電膜が作製される。

基材上に成長したカーボンナノチューブを、直接、基材表面に転写することによって、透明導電膜とすることも可能である。

前記グラフェンとして各種のグラフェンが挙げられる。例えば、単層グラフェン、多層グラフェンが挙げられる。前記グラフェンが酸化された酸化グラフェンであっても良い。

グラフェンの形状は、特には、限定されない。しかし、グラフェン切片の大きさが小さ過ぎると、導電性が確保され難い。この観点から、好ましくは、切片の大きさが１０ｎｍ〜１００μｍ程度のグラフェンである。

前記グラフェンは次の合成方法（作製方法）で得られる。例えば、ＣＶＤ法、グラファイト分散法、グラファイト・テープ剥離法などが挙げられる。

前記グラフェンは、官能基（例えば、カルボキシル基、ケトン基、ヒドロキシル基など）が、骨格中の欠陥部位や末端部位に、導入されたものであっても良い。前記官能基は、グラフェン作製時に、導入されたものでも良い。前記官能基は、グラフェン作製後、導入されたものでも良い。追加処理によって、官能基（例えば、カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホニル基、ニトロ基、ベンジル基、ハロゲンなど）がグラフェンに導入される。他の分子が前記官能基を介して化学結合したグラフェンであっても良い。

透明導電膜を作製する為、グラフェン分散液が用いられる。前記分散液作製方法は公知である。グラフェンは、分散剤（例えば、界面活性剤）によって、溶媒中に、分散する。フラーレン（特に、ＯＨ基などの極性基を有するフラーレン）を用いることでも、グラフェンは、効率的に、分散する。前記グラフェン分散液が基材上に塗布されることによって、透明導電膜が作製される。

基材上に成長したグラフェン薄膜（又は、グラファイトから剥離したグラフェン薄膜）が、直接、基材表面に転写されることによって、透明導電膜とすることも可能である。

前記透明導電膜材料が基材上に設けられる方法としては各種の方法が考えられる。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、ゾルゲル法、ＰＬＤ法、クラスタービーム蒸着法などが挙げられる。塗布方法も挙げられる。例えば、含浸法、ロール塗工法、ダイコート、ワイヤーバーコート、カーテンフローコート、スプレー法などが挙げられる。スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷などの印刷方法も用いられる。

前記透明導電膜材料の表面に、必要に応じて、各種の層が設けられても良い。例えば、ハードコート層、防汚層、防眩層、反射防止層、粘着層などが、適宜、設けられる、一層のみが設けられても、二層以上が設けられても良い。

前記層のバインダ樹脂はシロキサン系樹脂が好ましい。特に、アルキルシロキサン系樹脂が好ましい。更には、ジアルキルシロキサン系樹脂が好ましい。前記層構成材料の一つとしてシロキサン系樹脂（特に、ジメチルシロキサン系樹脂）が用いられることは好ましい。このようなバインダ樹脂含有溶液が前記透明導電膜材料層の表面に塗布されると、前記バインダ樹脂は前記透明導電膜材料層の中（空隙）に含浸（進入）する。すなわち、前記透明導電膜材料は前記バインダ樹脂で覆われる。

前記透明導電膜は、好ましくは、可視光透過率が７０％以上である。更に好ましくは、８０％以上である。より好ましくは、８５％以上である。特に好ましくは９０％以上である。可視光透過率は、１００％未満である。可視光透過率が１００％は、現時点では、無い。好ましくは９９％以下である。より好ましくは９７％以下である。より好ましくは９５％以下である。導電性は、好ましくは、表面抵抗値が０．１Ω／□以上である。更に好ましくは、表面抵抗値が１０Ω／□以上である。好ましくは、１００００Ω／□以下である。更に好ましくは、１０００Ω／□以下である。

本発明の透明導電膜は、例えばタッチパネル、ディスプレイ、太陽電池などの分野で用いられる。

前記導電膜の形状に格別な制限はない。例えば、数μｍ〜数ｍｍ幅の線状がある。前記導電膜のパターン形成方法は各種の方法がある。例えば、レーザー描画、フォトリソグラフィ法を用いたケミカルエッチング処理、光（紫外線）露光法、剥離法などがある。光露光法では、光によって直接バインダ樹脂が劣化(結合切断・親水化)する。或いは、光によって、更に、酸、塩基、ラジカル、活性酸素などが発生し、バインダ樹脂が劣化する。

規定量以上の紫外線（深紫外線）が炭素系導電材（例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン等）及びシロキサン系バインダ樹脂含有層に照射されると、前記層が親水化し、水洗浄によって消失（剥離）する。この現象が本発明に応用された。

所望個所のバインダ樹脂層を劣化させる方法としては、各種の方法が挙げられる。所定パターンの制御には、所謂、ガラスマスク、メタルマスク、フォトリソグラフィ等の樹脂マスクが、適宜、用いられる。樹脂マスク塗布方法としては、ロールを用いた塗工法、ダイコート、ワイヤーバーコート、スプレー法、カーテンフローコート法などが、適宜、用いられる。印刷法（例えば、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷など）が用いられても良い。印刷法が用いられると、所定パターンの塗膜が、直接、形成される。

前記領域Ｃが視認され難い為には、マスク間スペースが狭いことが好ましい。従って、ガラスマスク(Ｃｒマスク)や、フォトリソグラフィによる樹脂マスク印刷、グラビアオフセット印刷等の採用が好ましい。

以下、具体的な実施例が挙げられる。但し、本発明は以下の実施例にのみ限定されない。本発明の特長が大きく損なわれない限り、各種の変形例や応用例も本発明に含まれる。

［実施例１］
図１（ａ）〜（ｅ）は第１実施例の導電膜形成工程図である。

カーボンナノチューブ分散液が得られた。これは次の方法による。アーク放電により合成されたシングルウォールカーボンナノチューブ（市販品）に対して、酸処理、水洗浄、遠心分離が行われた。この精製カーボンナノチューブに、界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム：ＳＤＢＳ）０．２ｗｔ％水溶液が、加えられた。このカーボンナノチューブ含有水溶液に対して、超音波装置により、分散処理が行われた。次いで、遠心分離、濾過が行われた。このようにしてカーボンナノチューブ分散液（ＣＮＴ：３２００ｐｐｍ）が得られた。

前記カーボンナノチューブ分散液が、透明基板（ＰＥＴフィルム：ＭＫＺ−Ｔ４Ａ（東山フイルム社製））１上に、塗布された。塗布方法はダイコーティングである。塗布厚（乾燥後の厚さ）は０．０５μｍであった。塗布後、イオン交換水による洗浄が行われた。これにより、塗膜（カーボンナノチューブ層）中に含まれる界面活性剤が取り除かれた。この後、乾燥（１．５分間；１２０℃）が行われた。これにより、カーボンナノチューブ層（透明導電性カーボン層）２が、透明基板１上に、設けられた（図１（ａ）参照：概略断面図）。このカーボンナノチューブ層２は、内部に、空隙を、多く持っている。

この後、カーボンナノチューブ層２の上から、１．５ｗｔ％エアロセラ溶液（シロキサン系樹脂（加水分解性オルガノシラン含有組成物：パナソニック株式会社製））が塗布された。塗布方法はダイコーティングである。塗布厚（乾燥後の厚さ）は０．１μｍであった。このエアロセラ溶液は、前記カーボンナノチューブ層２中の空隙に、含浸している。３は前記エアロセラ溶液の塗布によって構成された保護層である（図１（ｂ）参照：概略断面図）。

この後、所定パターンのマスク４が保護層３上に配置された（図１（ｃ）参照：概略平面図）。マスク４の基板は透明ガラスで出来ている。この透明ガラスの面に、所定の模様（パターン）が設けられている。図１（ｃ）中、黒線で描かれた部分４ｃが、実は、透明である。白い部分４ａ，４ａ’，４ｂが、実は、Ｃｒが設けられている。前記パターン（透明部分）は、例えばサイズが２００μｍの格子（メッシュ）である。透明部分４ｃの線幅は１０μｍである。Ｃｒが設けられていない個所４ｃが領域Ｃに相当する。Ｃｒ（紫外線遮蔽材）が設けられた個所４ｂは領域Ｂに相当する。Ｃｒ（紫外線遮蔽材）が設けられた個所４ａ，４ａ’は領域Ａ，Ａ’に相当する。

マスク４の上から紫外線（キセノンエキシマランプ、波長：１７２ｎｍ）が照射された（図１（ｄ）参照：概略断面図）。紫外線照射時の雰囲気ガスは混合ガス（Ｎ_２が９４％、Ｏ_２が６％）であった。圧力は１．０１３×１０^５Ｐａであった。照射紫外線の積算光量は８５００ｍＪ／ｃｍ^２であった。紫外線はマスク４のＣｒ部分４ａ，４ａ’，４ｂの下方位置の層には照射されない。紫外線はマスク４の非Ｃｒ部分（透明部分）４ｃの下方位置の層に照射された。紫外線照射されたカーボンナノチューブ層（バインダ樹脂）は親水性に変性した。紫外線照射されなかったカーボンナノチューブ層（バインダ樹脂）は疎水性である。

前記表面処理（紫外線処理；親水性処理）された基板１からマスク４が取り除かれた。この後、基板１が、蒸留水中に、浸漬された。基板１が、引き上げられた拭き取り作業が行われた。これによって、紫外線照射個所（非Ｃｒ個所４ｃ：領域Ｃ）のバインダ樹脂が剥離された。バインダ樹脂の剥離によって、剥離個所のカーボンナノチューブは無くなった。そして、図１（ｅ）に示されるパターンの導電膜が得られた。

［実施例２］
実施例１において、照射紫外線の積算光量が３２５００ｍＪ／ｃｍ^２以外、実施例１に準じて行われた。

［実施例３］
実施例１において、バインダ樹脂の剥離に超音波洗浄機器を用いた以外、実施例１に準じて行われた。

［実施例４］
実施例１において、絶縁性領域Ｃに相当するガラス部分のサイズが１１０μｍの格子（メッシュ）のマスク４が用いられた以外は、実施例１に準じて行われた。

［比較例１］
実施例１において、マスクを図２のものとした以外は、実施例１に準じて行われた。

［特性］
前記実施例の基板における導電部の視認性が調べられた。
前記領域Ａ，Ａ’の可視光透過率と、前記領域Ｂの可視光透過率と、前記領域Ｃの可視光透過率とが、考察された。前記領域Ｃには可視光を遮る物質（例えば、導電性カーボンナノチューブ）がない。前記領域Ｃの透明性は高い。領域Ｃは線幅が２０μｍ程度である。従って、領域Ｃは透明性が高くても、領域Ｃの線幅は狭いから、領域Ｃは目立ち難い。導電性カーボンナノチューブが、前記領域Ａ，Ａ’には、存在する。このことは次のことを意味する。（前記領域Ｃの可視光透過率）＞（前記領域Ａ，Ａ’の可視光透過率）。前記領域Ａ，Ａ’の透明性は、前記領域Ｃの透明性に比べると、劣る。導電性カーボンナノチューブが、前記領域Ｂには、存在する。このことは次のことを意味する。（前記領域Ｃの可視光透過率）＞（前記領域Ｂの可視光透過率）。次の条件が満たされている。（領域Ａの面積）＋（領域Ｂの面積）＞＞（領域Ｃの面積）。（領域Ａ’の面積）＋（領域Ｂの面積）＞＞（領域Ｃの面積）。このことは、全体を眺めた場合、全体の透明性は領域Ａ（Ａ’），Ｂにおける可視光透過率で決まることを意味する。実際、本実施例の基板を眺めた場合、導電部パターンは視認でき難かった。

これに対して、比較例１の基板を眺めた場合、導電部パターンが簡単に視認された。

前記実施例の基板における導電部間の導通性（絶縁性）が調べられた。テスターによる試験で、領域Ａと領域Ａ’との間は、領域Ｃによって、導通が無いことが確認された。

Ａ 導電性カーボンナノチューブ存在領域（導電部領域Ａ）
Ａ’ 導電性カーボンナノチューブ存在領域（導電部領域Ａ’）
Ｂ 導電性カーボンナノチューブ存在領域（導電部領域Ｂ）
Ｃ 導電性カーボンナノチューブ不存在領域（絶縁部領域Ｃ）
１ 透明基板（ＰＥＴフィルム）
２ カーボンナノチューブ層（透明導電性カーボン層）
３ 保護層
４ マスク
４ａ，４ａ’，４ｂ Ｃｒ部分
４ｃ 非Ｃｒ部分

Claims (15)

1. 透明導電部領域Ａと透明導電部領域Ｂと透明絶縁部領域Ｃとを具備する透明導電膜構造であって、
   前記透明導電部領域Ｂは前記透明導電部領域Ａの側部に設けられてなり、
   前記透明絶縁部領域Ｃは前記透明導電部領域Ａの側部に設けられてなり、
   前記透明導電部領域Ａ，Ｂには、透明導電性材料が存在しており、
   前記透明絶縁部領域Ｃは、前記透明絶縁部領域Ｃに変化する前の透明導電部領域のマトリックスが、紫外線照射によって、劣化、又は溶媒に溶解する官能基が結合し、洗浄処理によって導電性材料が失われてなる
   ことを特徴とする透明導電膜構造。
2. 前記透明導電部領域Ａ，Ｂは、透明導電性材料が用いられて構成されてなり、
   前記透明絶縁部領域Ｃは、前記絶縁部領域Ｃに存した透明導電性材料および／またはバインダ樹脂が、紫外線照射によって、変化し、洗浄処理によって導電性が失われてなる
   ことを特徴とする請求項１の透明導電膜構造。
3. 前記透明導電性材料は炭素系導電性材料の群の中から選ばれる一種または二種以上のものである
   ことを特徴とする請求項２の透明導電膜構造。
4. 前記炭素系導電性材料は、カーボンナノチューブ及びグラフェンの群の中から選ばれる一種または二種以上のものである
   ことを特徴とする請求項３の透明導電膜構造。
5. Ｓ_Ａ（Ｓ_Ａ＝平面視での前記透明導電部領域Ａの面積）＋Ｓ_Ｂ（Ｓ_Ｂ＝平面視での前記透明導電部領域Ｂの面積）＞Ｓ_Ｃ（Ｓ_Ｃ＝平面視での前記透明絶縁部領域Ｃの面積）が満たされる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかの透明導電膜構造。
6. 前記透明絶縁部領域Ｃの幅が、平面視で、１００ｎｍ〜１ｍｍである
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかの透明導電膜構造。
7. 前記透明絶縁部領域Ｃの幅が、平面視で、１〜５００μｍである
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかの透明導電膜構造。
8. 前記透明絶縁部領域Ｃが、前記透明導電部領域Ａと、前記透明導電部領域Ａと同等な他の透明導電部領域Ａ’との間に、設けられてなり、
   前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ａ’との間は、前記透明絶縁部領域Ｃによって、電気的導通が阻害されてなる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７いずれかの透明導電膜構造。
9. 前記透明絶縁部領域Ｃが、前記透明導電部領域Ａと、前記透明導電部領域Ａと同等な他の透明導電部領域Ａ’との間に、設けられてなり、
   前記透明導電部領域Ｂは、前記透明絶縁部領域Ｃによって、二つ以上の領域に分割されてなる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項８いずれかの透明導電膜構造。
10. 前記透明絶縁部領域Ｃが、前記透明導電部領域Ａと、前記透明導電部領域Ａと同等な他の透明導電部領域Ａ’との間に、設けられてなり、
    前記透明絶縁部領域Ｃは網目状であり、
    前記透明導電部領域Ａと前記透明導電部領域Ａ’との間に存する前記透明導電部領域Ｂは、前記透明絶縁部領域Ｃによって、二つ以上の領域に分割されてなる
    ことを特徴とする請求項１〜請求項９いずれかの透明導電膜構造。
11. 前記導電性材料に対して保護層が設けられてなり、
    前記保護層は、アルキルシロキサン系のバインダ樹脂が用いられて構成されてなる
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１０いずれかの透明導電膜構造。
12. 基材上に導電膜が設けられる導電膜形成工程と、
    前記導電膜の所定の一部個所が劣化する劣化処理工程
    とを具備することを特徴とする透明導電膜構造形成方法。
13. 前記劣化処理は紫外線照射処理であり、
    前記紫外線照射によって、前記導電膜の一部のマトリックスが、変化し、洗浄処理によって導電性材料が失われる
    ことを特徴とすることを特徴とする請求項１２の透明導電膜構造形成方法。
14. 前記紫外線照射によって、前記導電膜の一部に存した導電性材料および／またはバインダ樹脂が、劣化、又は溶媒に溶解する官能基が結合し、洗浄処理によって導電性材料が失われる
    ことを特徴とすることを特徴とする請求項１３の透明導電膜構造形成方法。
15. 請求項１〜請求項１１いずれかの透明導電膜構造が形成される方法である
    ことを特徴とする請求項１２，１３又は１４いずれかの透明導電膜構造形成方法。
    
    

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