JP2017130419A - 透明導電性フィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】帯放電による導電層のダメージが防止され得る透明導電性フィルムを提供すること。【解決手段】本発明の導電性フィルムは、透明基材と、該透明基材の一方の面に配置する第1の導電層と、該透明基材の該第1の導電層とは反対側に配置する第2の導電層とを備え、該第2の導電層の表面抵抗値が、1×104Ω/□〜1×1014Ω/□である。1つの実施形態においては、上記第1の導電層が、パターン化されており、導電部と非導電部とから構成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、透明導電性フィルムに関する。
導電層を備えて導電性を有する透明導電性フィルムは、近年、各種用途に用いられている。このような透明導電性フィルムにおいては、帯電を原因とした導電層へのダメージが問題となることがある。例えば、透明導電性フィルムは、搬送性を確保するため、キャリアフィルムを積層して用いられることがある。キャリアフィルムと共に搬送された透明導電性フィルムが使用に供される際には、キャリアフィルムを剥離することとなるが、このときに生じる剥離帯電を原因として、導電層がダメージを受ける。特に、導電層がパターン化されていて非導電部が形成されている場合、該非導電部の帯放電による導電部へのダメージが問題となる。また、剥離帯電の他、摩擦による帯電によっても、同様の問題が生じ得る。
特開2013−015766号公報
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、帯放電による導電層のダメージが防止され得る透明導電性フィルムを提供することにある。
本発明の導電性フィルムは、透明基材と、該透明基材の一方の面に配置する第1の導電層と、該透明基材の該第1の導電層とは反対側に配置する第2の導電層とを備え、該第2の導電層の表面抵抗値が、1×10Ω/□〜1×1014Ω/□である。
1つの実施形態においては、上記第1の導電層が、パターン化されており、導電部と非導電部とから構成されている。
1つの実施形態においては、上記導電部の表面抵抗値と、上記非導電部の表面抵抗値との比(非導電部/導電部)が、10以上である。
1つの実施形態においては、上記第1の導電層が、金属ナノワイヤまたは金属メッシュを含む。
1つの実施形態においては、上記金属ナノワイヤが、金、白金、銀および/または銅から構成される。
1つの実施形態においては、上記金属メッシュが、金、白金、銀および/または銅から構成される。
1つの実施形態においては、上記第2の導電層が、導電性ポリマーを含む。
1つの実施形態においては、本発明の導電性フィルムは、全光線透過率が、80%以上である。
本発明によれば、第1の導電層と第2の導電層とを透明基材を介して積層し、該第2の導電層の表面抵抗値を特定範囲とすることにより、帯電が防止されて、帯電による導電層のダメージが防止され得る透明導電性フィルムを得ることができる。このような透明導電性フィルムにおいては、第1の導電層がパターン化されて設けられている場合、すなわち、第1の導電層に非導電部が形成されている場合においても、該非導電部の帯電が防止され得る。その結果、第1の導電層の導電部へのダメージが防止され、配線がショートするなどの不具合を回避することができる。
本発明の1つの実施形態による透明導電性フィルムの概略断面図である。
A.透明導電性フィルムの全体構成
図1は、本発明の1つの実施形態による透明導電性フィルムの概略断面図である。この透明導電性フィルム100は、透明基材10と、透明基材10の一方の面に配置する第1の導電層20と、透明基材10の第1の導電層20とは反対側に配置する第2の導電層30とを備える。好ましくは、第1の導電層20は、パターン化して形成されており、導電部21と非導電部22とから構成される。
本発明において、上記第2の導電層の表面抵抗値は、1×10Ω/□〜1×1014Ω/□である。このような表面抵抗値を有する第2の導電層を設けることにより、帯電が防止された透明導電性フィルムを得ることができる。特に、導電部がパターン化して形成されている導電層は、非導電部が帯電しやすく、該帯電を原因として導電部がダメージを受け、ショート等の問題が多発する傾向にあるが、本発明においては、図1に示すように、第1の導電層の導電部がパターン化して形成されている場合においても、第1の導電層の帯電(より詳細には、第1の導電層の非導電部の帯電)が防止される。また、本発明の透明導電性フィルムは、第1の導電層と第2の導電層が、透明基材を介して積層されているため、第1の導電層の配線をショートさせることなく、使用することが可能である。また、第1の導電層をパターン加工する際、第2の導電層は、透明基材により保護され得る。
なお、図示していないが、本発明の透明導電性フィルムは、第2の導電層の透明基材とは反対側の面に配置されたキャリアフィルムをさらに備えていてもよい。本発明においては、上記のとおり、第2の導電層により帯電が防止されるため、キャリアフィルムを剥離する際に生じる剥離帯電が有効に防止され得る。
上記透明導電性フィルムの厚みは、好ましくは1μm〜100μmであり、より好ましくは5μm〜50μmである。本発明の透明導電性フィルムは、帯電によるダメージが防止され得るため、厚みを薄くしても耐久性に優れる。
本発明の透明導電性フィルムの全光線透過率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、特に好ましくは90%以上であり、最も好ましくは95%以上である。本発明においては、上記のとおり厚みを薄くすることができるため、光透過率の高い透明導電性フィルムを得ることができる。また、第1の導電層の帯電を防止し得る本発明の1つの実施形態においては、第1の導電層を構成する材料として金属ナノワイヤを有効に使用することができ、その結果、光透過率の高い透明導電性フィルムを得ることができる。なお、第1の導電層が非導電部を有する場合、「透明導電性フィルムの全光線透過率」とは、導電部および非導電部を含む透明導電性フィルム全体(全面)を対象として測定された全光線透過率を意味する。
B.第1の導電層
第1の導電層の形態としては、例えば、金属ナノワイヤを含む透明導電層、金属メッシュを含む透明導電層、導電性ポリマーを含む透明導電層等が挙げられる。好ましくは、第1の導電層は、金属ナノワイヤまたは金属メッシュを含む。一般に、金属ナノワイヤおよび金属メッシュは帯放電によるダメージを受けやすいが、本発明においては、金属ナノワイヤまたは金属メッシュを含む導電層であっても、帯電しがたく、ダメージを受け難い。
第1の導電層は、導電部のみから構成されていてもよく、導電部と非導電部とから構成されていてもよい。好ましくは、上記のとおり、第1の導電層は、導電部と非導電部とから構成される。導電部は、第1の導電層においてパターン化されて形成され得る。非導電部は、第1の導電層の平面視において、導電部が形成されていない部分である。パターン化の方法としては、第1の導電層の形態に応じて、任意の適切な方法が採用され得る。第1の導電層のパターンの形状は、用途に応じて任意の適切な形状であり得る。例えば、特表2011−511357号公報、特開2010−164938号公報、特開2008−310550号公報、特表2003−511799号公報、特表2010−541109号公報に記載のパターンが挙げられる。第1の導電層は透明基材上に形成された後、第1の導電層の形態に応じて、任意の適切な方法を用いてパターン化することができる。
上記第1の導電層は、その形態に応じて適切な厚みとされ得る。光透過性の観点から、上記第1の導電層の厚みは、所望の導電性が得られる限りにおいて、薄いほど好ましい。上記第1の導電層の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは1μm以下である。このような厚みの導電層であれば、導電性と光透過率とが高度に両立され得る。なお、第1の導電層が導電部と非導電部とから構成される場合、第1の導電層の厚みは、導電部の厚みに相当する。
上記第1の導電層の全光線透過率は、好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。なお、第1の導電層が導電部と非導電部とから構成される場合、「第1の導電層の全光線透過率」とは、導電部および非導電部を含む第1の導電層全体(全面)を対象として測定された全光線透過率を意味する。
上記第1の導電層の導電部の表面抵抗値は、好ましくは1×10−1Ω/□〜1×10Ω/□であり、より好ましくは1×10−1Ω/□〜5×10Ω/□である。
上記導電部の表面抵抗値と、上記非導電部の表面抵抗値との比(非導電部/導電部)は、好ましくは10以上であり、より好ましくは10以上である。本発明の透明導電性フィルムは、導電性が相当に低い非導電部を有していても、帯電しがたく耐久性に優れる。
B−1.金属ナノワイヤを含む第1の導電層
1つの実施形態においては、第1の導電層は、導電部に、金属ナノワイヤを含む。
金属ナノワイヤとは、材質が金属であり、形状が針状または糸状であり、径がナノメートルサイズの導電性物質をいう。金属ナノワイヤは直線状であってもよく、曲線状であってもよい。金属ナノワイヤで構成された第1の導電層を用いれば、金属ナノワイヤが網の目状となることにより、少量の金属ナノワイヤであっても良好な電気伝導経路を形成することができ、電気抵抗の小さい透明導電性フィルムを得ることができる。さらに、金属ナノワイヤが網の目状となることにより、網の目の隙間に開口部を形成して、光透過率の高い透明導電性フィルムを得ることができる。
上記金属ナノワイヤの太さdと長さLとの比(アスペクト比:L/d)は、好ましくは10〜100,000であり、より好ましくは50〜100,000であり、特に好ましくは100〜10,000である。このようにアスペクト比の大きい金属ナノワイヤを用いれば、金属ナノワイヤが良好に交差して、少量の金属ナノワイヤにより高い導電性を発現させることができる。その結果、光透過率の高い透明導電性フィルムを得ることができる。なお、本明細書において、「金属ナノワイヤの太さ」とは、金属ナノワイヤの断面が円状である場合はその直径を意味し、楕円状である場合はその短径を意味し、多角形である場合は最も長い対角線を意味する。金属ナノワイヤの太さおよび長さは、走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡によって確認することができる。
上記金属ナノワイヤの太さは、好ましくは500nm未満であり、より好ましくは200nm未満であり、特に好ましくは10nm〜100nmであり、最も好ましくは10nm〜50nmである。このような範囲であれば、光透過率の高い第1の導電層を形成することができる。
上記金属ナノワイヤの長さは、好ましくは1μm〜1000μmであり、より好ましくは10μm〜500μmであり、特に好ましくは20μm〜100μmである。このような範囲であれば、導電性の高い透明導電性フィルムを得ることができる。
上記金属ナノワイヤを構成する金属としては、導電性の高い金属である限り、任意の適切な金属が用いられ得る。上記金属ナノワイヤを構成する金属としては、例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル等が挙げられる。また、これらの金属にメッキ処理(例えば、金メッキ処理)を行った材料を用いてもよい。なかでも好ましくは、導電性の観点から、金、白金、銀または銅であり、より好ましくは銀である。金属ナノワイヤを構成する金属は、単独で、または2種以上組み合わせて用いてもよい。
上記金属ナノワイヤの製造方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。例えば溶液中で硝酸銀を還元する方法、前駆体表面にプローブの先端部から印可電圧又は電流を作用させ、プローブ先端部で金属ナノワイヤを引き出し、該金属ナノワイヤを連続的に形成する方法等が挙げられる。溶液中で硝酸銀を還元する方法においては、エチレングリコール等のポリオール、およびポリビニルピロリドンの存在下で、硝酸銀等の銀塩の液相還元することによりにより、銀ナノワイヤが合成され得る。均一サイズの銀ナノワイヤは、例えば、Xia, Y.etal., Chem.Mater.(2002)、14、4736−4745、Xia, Y.etal., Nano letters(2003)3(7)、955−960に記載される方法に準じて、大量生産が可能である。
上記金属ナノワイヤを含む導電部は、透明基材上に、上記金属ナノワイヤを含む第1の導電層形成用組成物を塗工することにより形成することができる。より具体的には、溶媒中に上記金属ナノワイヤを分散させた分散液(第1の導電層形成用組成物)を、上記透明基材上に塗布した後、塗布層を乾燥させて、第1の導電層を形成することができる。第1の導電層が非導電部を有する場合、該非導電部は、上記のようにして導電部を形成した後、所望の導電パターンに応じて該導電部を任意の適切な方法(例えば、レジスト)により除去することにより、形成され得る。また、第1の導電層形成用組成物を所定のパターンで塗工して、導電部と該非導電部とを形成してもよい。
上記溶媒としては、水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒等が挙げられる。環境負荷低減の観点から、水を用いることが好ましい。
上記金属ナノワイヤを含む第1の導電層形成用組成物中の金属ナノワイヤの分散濃度は、好ましくは0.1重量%〜1重量%である。このような範囲であれば、導電性および光透過性に優れる第1の導電層を形成することができる。
上記金属ナノワイヤを含む第1の導電層形成用組成物は、目的に応じて任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。上記添加剤としては、例えば、金属ナノワイヤの腐食を防止する腐食防止剤、金属ナノワイヤの凝集を防止する界面活性剤等が挙げられる。使用される添加剤の種類、数および量は、目的に応じて適切に設定され得る。また、該第1の導電層形成用組成物は、本発明の効果が得られる限り、必要に応じて、任意の適切なバインダー樹脂を含み得る。
上記金属ナノワイヤを含む第1の導電層形成用組成物の塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。塗布方法としては、例えば、スプレーコート、バーコート、ロールコート、ダイコート、インクジェットコート、スクリーンコート、ディップコート、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法等が挙げられる。塗布層の乾燥方法としては、任意の適切な乾燥方法(例えば、自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥)が採用され得る。例えば、加熱乾燥の場合には、乾燥温度は代表的には100℃〜200℃であり、乾燥時間は代表的には1〜10分である。
上記第1の導電層が金属ナノワイヤを含む場合、該第1の導電層の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは4μm以下であり、さらに好ましくは1μm以下であり、さらに好ましくは0.2μm以下である。このような範囲であれば、光透過性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。上記第1の導電層が金属ナノワイヤを含む場合、該第1の導電層の厚みの下限は、例えば、10nmである。後述のように、第1の導電層がバインダー樹脂を含む場合、導電層の厚みの下限は、好ましくは0.15μmである。
上記第1の導電層における金属ナノワイヤの含有割合は、導電部の全重量に対して、好ましくは30重量%〜100重量%であり、より好ましくは30重量%〜96重量%であり、さらに好ましくは43重量%〜88重量%である。このような範囲であれば、導電性および光透過性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。
金属ナノワイヤを含む第1の導電層は、バインダー樹脂をさらに含み得る。該バインダー樹脂により、金属ナノワイヤを保護することができる。
上記バインダー樹脂を含む第1の導電層は、上記第1の導電層形成用組成物(金属ナノワイヤを含む第1の導電層形成用組成物)にバインダー樹脂またはバインダー樹脂前駆体を含有させて、該組成物により形成してもよく、金属ナノワイヤを含む第1の導電層形成用組成物を塗布、乾燥させた後、樹脂組成物(バインダー樹脂またはバインダー樹脂前駆体を含む組成物)をさらに塗布して形成してもよい。
上記バインダー樹脂しては、任意の適切な樹脂が用いられ得る。該樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリビニルキシレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の芳香族系樹脂;ポリウレタン系樹脂;エポキシ系樹脂;ポリオレフィン系樹脂;アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS);セルロース;シリコン系樹脂;ポリ塩化ビニル;ポリアセテート;ポリノルボルネン;合成ゴム;フッ素系樹脂等が挙げられる。好ましくは、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGDA)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)等の多官能アクリレートから構成される硬化型樹脂(好ましくは紫外線硬化型樹脂)が用いられる。
B−2.金属メッシュを含む第1の導電層
1つの実施形態においては、第1の導電層が、導電部に、金属メッシュを含む。
上記金属メッシュを構成する金属としては、導電性の高い金属である限り、任意の適切な金属が用いられ得る。上記金属メッシュを構成する金属としては、例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル等が挙げられる。また、これらの金属にメッキ処理(例えば、金メッキ処理)を行った材料を用いてもよい。なかでも好ましくは、導電性の観点から、金、白金、銀または銅であり、より好ましくは銀である。金属メッシュを構成する金属は、単独で、または2種以上組み合わせて用いてもよい。
金属メッシュを含む第1の導電層(導電部)は、任意の適切な方法により形成させることができる。該第1の導電層は、例えば、銀塩を含む感光性組成物(第1の導電層形成用組成物)を上記透明基材上に塗布し、その後、露光処理および現像処理を行い、金属細線を所定の形状(例えば、格子状)で形成することにより得ることができる。また、該第1の導電層は、金属微粒子を含むペースト(第1の導電層形成用組成物)を印刷して得ることもできる。このような導電層およびその形成方法の詳細は、例えば、特開2012−18634号公報に記載されており、その記載は本明細書に参考として援用される。また、金属メッシュから構成される導電層およびその形成方法の別の例としては、特開2003−331654号公報に記載の導電層およびその形成方法が挙げられる。第1の導電層が非導電部を有する場合、該非導電部は、上記のようにして導電部を形成した後、所望の導電パターンに応じて該導電部を任意の適切な方法(例えば、レジスト)により除去することにより、形成され得る。また、第1の導電層形成用組成物を所定のパターンで塗工して、導電部と該非導電部とを形成してもよい。
上記第1の導電層が金属メッシュを含む場合、該第1の導電層の厚みは、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは10μm以下であり、さらに好ましくは3μm以下であり、特に好ましくは500nm以下であり、最も好ましくは300nm以下である。このような範囲であれば、光透過性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。上記第1の導電層が金属メッシュを含む場合、該第1の導電層の厚みの下限は、例えば、10nmである。
上記第1の導電層が金属メッシュを含む場合、該第1の導電層の透過率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。
C.第2の導電層
上記第2の導電層の表面抵抗値は、上記のとおり、1×10Ω/□〜1×1014Ω/□である。第2の導電層の表面抵抗値は、好ましくは8×10Ω/□〜8×1013Ω/□であり、より好ましくは8×10Ω/□〜1×1010Ω/□であり、さらに好ましくは8×10Ω/□〜1×10Ω/□である。このような範囲であれば、本発明の効果はより顕著となる。
上記第2の導電層は、その形態に応じて適切な厚みとされ得る。光透過性の観点から、上記第2の導電層の厚みは、所望の帯電防止性が得られる限りにおいて、薄いほど好ましい。上記第2の導電層の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは1μm以下である。
上記第2の導電層の全光線透過率は、好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。
第2の導電層の形態としては、例えば、金属ナノワイヤを含む透明導電層、金属メッシュを含む透明導電層、導電性ポリマーを含む透明導電層等が挙げられる。第2の導電層は、透明基材の片側全面に形成されていること、すなわち、非導電部を有さないことが好ましい。金属ナノワイヤを含む導電層および金属メッシュを含む導電層は、上記B項で説明したとおりである。
C−1.導電性ポリマーを含む導電層
導電性ポリマーを含む導電層は、透明基材上に、導電性ポリマーを含む導電性組成物を塗工することにより形成させることができる。
導電性ポリマーとしては、例えば、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリパラフェニレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリパラフェニレンビニレン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー、ポリフェニレン系ポリマー、アクリル系ポリマーで変性されたポリエステル系ポリマー等が挙げられる。好ましくは、第2の導電層は、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリパラフェニレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリパラフェニレンビニレン系ポリマーおよびポリピロール系ポリマーからなる群より選ばれた1種以上のポリマーを含む。
より好ましくは、上記導電性ポリマーとしてポリチオフェン系ポリマーが用いられる。ポリチオフェン系ポリマーを用いれば、透明性および化学的安定性に優れる第2の導電層を形成することができる。ポリチオフェン系ポリマーの具体例としては、ポリチオフェン;ポリ(3−ヘキシルチオフェン)等のポリ(3−C1−8アルキル−チオフェン);ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ[3,4−(1,2−シクロヘキシレン)ジオキシチオフェン]等のポリ(3,4−(シクロ)アルキレンジオキシチオフェン);ポリチエニレンビニレン等が挙げられる。
好ましくは、上記導電性ポリマーは、アニオン性ポリマーの存在下で重合される。例えば、ポリチオフェン系ポリマーは、アニオン性ポリマーの存在下で酸化重合させることが好ましい。アニオン性ポリマーとしては、カルボキシル基、スルホン酸基および/またはその塩を有する重合体が挙げられる。好ましくは、ポリスチレンスルホン酸等のスルホン酸基を有するアニオン性ポリマーが用いられる。
上記導電性ポリマー、該導電性ポリマーから構成される導電層、および該導電層の形成方法は、例えば、特開2011−175601号公報に記載されており、その記載は本明細書に参考として援用される。
上記第2の導電層が導電性ポリマーから構成される場合、該第2の導電層の厚みは、好ましくは1μm以下であり、より好ましくは20nm〜800nmであり、さらに好ましくは25nm〜500nmである。
D.透明基材
上記透明基材を構成する材料は、任意の適切な材料が用いられ得る。具体的には、例えば、フィルムやプラスチックス基材などの高分子基材が好ましく用いられる。透明基材の平滑性および導電層形成用組成物に対する濡れ性に優れ、また、ロールによる連続生産により生産性を大幅に向上させ得るからである。
上記透明基材を構成する材料は、代表的には熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムである。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂;ポリノルボルネン等のシクロオレフィン系樹脂;アクリル系樹脂;ポリカーボネート樹脂;セルロース系樹脂等が挙げられる。なかでも好ましくは、ポリエステル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂またはアクリル系樹脂である。これらの樹脂は、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れる。上記熱可塑性樹脂は、単独で、または2種以上組み合わせて用いてもよい。また、偏光板に用いられるような光学フィルム、例えば、低位相差基材、高位相差基材、位相差板、輝度向上フィルム等を基材として用いることも可能である。
上記透明基材の厚みは、好ましくは5μm〜200μmであり、より好ましくは10μm〜150μmである。
上記透明基材の全光線透過率は、好ましくは30%以上であり、より好ましくは35%以上であり、さらに好ましくは40%以上である。
E.キャリアフィルム
1つの実施形態においては、搬送性、取り扱い性等を向上させるため、第2の導電層の透明基材とは反対側に、キャリアフィルムが配置される。
キャリアフィルムを構成する材料としては、任意の適切な材料が用いられ得る。キャリアフィルムを構成する材料としては、例えば、ポリエステル系樹脂;ポリノルボルネン等のシクロオレフィン系樹脂;アクリル系樹脂;ポリカーボネート樹脂;セルロース系樹脂等が挙げられる。
キャリアフィルムの厚みは、好ましくは5μm〜300μmであり、より好ましくは10μm〜250μmである。
キャリアフィルムを第2の導電層から剥離する際の剥離力は、好ましくは0.01N/25mm〜0.50N/25mmであり、より好ましくは0.02N/25mm〜0.40N/25mmである。本発明においては、剥離帯電が有効に防止されるため、比較的高い粘着力でキャリアフィルムと第2の導電層とを積層することができる。剥離力は、JIS Z 0237:2000に準じた方法(剥離速度:300mm/min、剥離角度180)により測定され得る。
F.その他の層
上記透明導電性フィルムは、必要に応じて、任意の適切なその他の層を備え得る。上記その他の層としては、例えば、ハードコート層、アンチグレア層、反射防止層、カラーフィルター層等が挙げられる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。実施例における評価方法は以下のとおりである。なお、厚みは、エポキシ樹脂にて包埋処理後ウルトラマイクロトームで切削することで断面を形成し、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡「S−4800」を使用して測定した。
(1)表面抵抗値測定
第1の導電層の導電部に関してはナプソン株式会社製 商品名「EC−80」を用いて、非接触渦電流法にて測定した。環境温度は23℃で測定した。
第1の導電層の非導電部、および第2の導電層に関しては三菱化学アナリテック株式会社製、商品名「ハイレスタ−UX MCP−HT800」にて測定した。環境温度は23℃で測定した。
(2)全光線透過率
株式会社村上色彩研究所製、商品名「HR−100」を用いて測定した。測定温度は23℃とした。繰り返し回数3回の平均値を、測定値とした。
(3)帯電量測定
第2の導電層側にキャリアフィルム(日東電工株式会社製、商品名「E−MASK」)を貼り合せ、除電したのちに剥離し、剥離後に透明導電性フィルムの帯電量を測定した。帯電量は、春日電機株式会社製、商品名「KSD−0108」を用いて測定した。環境温度23℃、環境湿度40%で測定した。
[実施例1]
(銀ナノワイヤの合成および銀ナノワイヤを含む第1の導電層形成用組成物の調製)
硝酸銀1.5g、形態調整剤としてのポリビニルピロリドンK−90(ナカライテスク社製、平均分子量:360,000)5.8g、食塩(NaCl)0.04g及びエチレングリコール(180ml)を、環流器及び攪拌機が付いたフラスコに添加し、攪拌しつつ溶解した後、温度をエチレングリコールの沸点近傍である170℃まで昇温し、60分間反応させた。反応終了後、室温下で放置して冷却した。次いで、上記のようにして得られた銀ナノワイヤを含む反応混合物に、該反応混合物の体積が5倍になるまでアセトンを加えた後、該反応混合物を遠心分離した(2000rpm、20分)。この作業を数回繰返し、銀ナノワイヤを得た。得られた銀ナノワイヤは、直径が10nm〜60nmであり、長さは1μm〜50μmであった。なお、銀ナノワイヤのサイズは、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡「S−4800」を用い、該顕微鏡により無作為に抽出した30個の金属ナノワイヤを観察して長さおよび直径を測定した。純水中に、該銀ナノワイヤ(濃度:0.2重量%)、およびペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル(濃度:0.1重量%)を分散させ、銀ナノワイヤ分散液(第1の導電層形成用組成物)を調製した。
(バインダー樹脂組成物の調製)
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(大阪有機化学工業社製、商品名「ビスコート#300」)3.6重量部、オルガノシリカゾル(日産化学工業社製、商品名「MEK−AC−2140Z」、濃度40%)2.7重量部、光重合開始剤(BASF社製、商品名「イルガキュア907」)0.2重量部をシクロペンタノン93重量部で希釈して、固形分濃度5重量%の樹脂組成物を得た。
(第1の導電層の作成)
透明基材としてノルボルネン系シクロオレフィンフィルム(日本ゼオン株式会社製、商品名「ゼオノア」)を用いた。
この透明基材上に、バーコーター(第一理科株式会社製 製品名「バーコーター No.10」)を用いて上記銀ナノワイヤ分散液を塗布し、120℃の送風乾燥機内で2分間乾燥させた。その後、上記樹脂組成物をWet膜厚6μmでスロットダイにて塗布し、120℃の送風乾燥機内で2分間乾燥させた。次いで、酸素濃度100ppm環境とした紫外光照射装置(Fusion UV Systems社製)で積算照度210mJ/cmの紫外光を照射して保護層形成用組成物を硬化させて保護層を形成し、第1の導電層/透明基材から構成される積層体A1を得た。この第1の導電層の表面抵抗値は143Ω/□であり、積層体A1の全光線透過率は91.5%であった。
(第2の導電層の形成)
水溶性ポリチオフェン系導電性ポリマーを含有する水溶液(ナガセケムテックス社製、商品名「Denatron P−502RG」、固形分濃度0.8%)を、上記積層体A1における透明基材の第1の導電層とは反対側の面に、乾燥後の厚みが52nmとなるように塗布し、80℃で2分間乾燥して第2の導電層を形成し、第1の導電層/透明基材/第2の導電層から構成される積層体B1を得た。第2の導電層の表面抵抗値は、5.7×10Ω/□であり、積層体B1の全光線透過率は91.3%であった。
(第1の導電層のパターン化)
第1の導電層の表面にドライフィルムレジスト(旭化成株式会社製、商品名「SUNFORT」)を貼り合せ、配線パターンを印刷したガラスマスクを介し、i線単色光源(積算光量80mJ/cm)で露光したのち、1.0%炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像処理を行った。
レジスト面を40℃に昇温したエッチング液(関東化学株式会社製、商品名「混酸ITO−02」)に60秒間浸漬、純水で洗浄したのち、1.9%モノエタノールアミン水溶液を用いてレジストを剥離した。このようにして、銀ナノワイヤを含む導電部と、導電部が除去されて形成された非導電部とから構成される第1の導電層を形成し、透明導電性フィルムIを得た。非導電部の表面抵抗値は測定レンジ上限(1.0×1014Ω/□)以上であった。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[実施例2]
実施例1と同様にして、第1の導電層/透明基材から構成される積層体A1を得た。
水溶性ポリチオフェン系導電性ポリマーを含有する水溶液(ナガセケムテックス社製、商品名「Denatron P−502RG」、固形分濃度0.8%)を、上記積層体A1における透明基材の第1の導電層とは反対側の面に、乾燥後の厚みが351nmとなるように塗布し、80℃で2分間乾燥して第2の導電層を形成し、第1の導電層/透明基材/第2の導電層から構成される積層体B2を得た。第2の導電層の表面抵抗値は、8.2×10Ω/□であり、積層体B2の全光線透過率は91.1%であった。
積層体B2の第1の導電層を、実施例1と同様の方法により、パターン化して、透明導電性フィルムIIを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[実施例3]
実施例1と同様にして、第1の導電層/透明基材から構成される積層体A1を得た。
水溶性ポリチオフェン系導電性ポリマーを含有する水溶液(ナガセケムテックス社製、商品名「Denatron P−502RG」、固形分濃度0.8%)を、上記積層体A1における透明基材の第1の導電層とは反対側の面に、乾燥後の厚みが28nmとなるように塗布し、80℃で2分間乾燥して第2の導電層を形成し、第1の導電層/透明基材/第2の導電層から構成される積層体B3を得た。第2の導電層の表面抵抗値は、5×1013Ω/□であり、積層体B3の全光線透過率は91.3%であった。
積層体B3の第1の導電層を、実施例1と同様の方法により、パターン化して、透明導電性フィルムIIIを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[実施例4]
(第1の導電層の作成)
実施例1で用いたノルボルネン系シクロオレフィンフィルムに、コロナ処理を行い表面を親水化した。その後、銀ペースト(トーヨーケム株式会社製、商品名「RA FS 039」)を用いてスクリーン印刷法にて金属メッシュを形成し(線幅:8.5μm、ピッチ300μmの格子)、120℃で10分間焼結し、第1の導電層/透明基材から構成される積層体A2を得た。この第1の導電層の表面抵抗値は152Ω/□であり、積層体A2の全光線透過率は88.1%であった。
(第2の導電層の形成)
実施例1と同様にして、第2の導電層を形成した。第2の導電層の表面抵抗値は、5.9×10Ω/□であった。
(第1の導電層のパターン化)
実施例1と同様の方法により、第1の導電層をパターン化して、透明導電性フィルムIVを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[実施例5]
(第1の導電層の作成)
実施例4と同様にして、第1の導電層/透明基材から構成される積層体A2を得た。
(第2の導電層の形成)
実施例2と同様にして、第2の導電層を形成した。第2の導電層の表面抵抗値は、9.8×10Ω/□であった。
(第1の導電層のパターン化)
実施例1と同様の方法により、第1の導電層をパターン化して、透明導電性フィルムVを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[実施例6]
(第1の導電層の作成)
実施例4と同様にして、第1の導電層/透明基材から構成される積層体A2を得た。
(第2の導電層の形成)
実施例3と同様にして、第2の導電層を形成した。第2の導電層の表面抵抗値は、6.7×1013Ω/□であった。
(第1の導電層のパターン化)
実施例1と同様の方法により、第1の導電層をパターン化して、透明導電性フィルムVIを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[比較例1]
第2の導電層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして透明導電性フィルムを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[比較例2]
実施例1と同様にして、第1の導電層/透明基材から構成される積層体A1を得た。
水溶性ポリチオフェン系導電性ポリマーを含有する水溶液(ナガセケムテックス社製、商品名「Denatron P−502RG」、固形分濃度0.8%)を、上記積層体A1における透明基材の第1の導電層とは反対側の面に、乾燥後の厚みが12nmとなるように塗布し、80℃で2分間乾燥して第2の導電層を形成し、第1の導電層/透明基材/第2の導電層から構成される積層体Cを得た。第2の導電層の表面抵抗値は、測定レンジ上限(1.0×1014Ω/□)以上であった。
積層体Cの第1の導電層を、実施例1と同様の方法により、パターン化して、透明導電性フィルムを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[比較例3]
第2の導電層を形成しなかったこと以外は、実施例4と同様にして透明導電性フィルムを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
[比較例4]
(第1の導電層の作成)
実施例4と同様にして、第1の導電層/透明基材から構成される積層体A2を得た。
(第2の導電層の形成)
比較例2と同様にして、第2の導電層を形成した。第2の導電層の表面抵抗値は、測定レンジ上限(1.0×1014Ω/□)以上であった。
(第1の導電層のパターン化)
実施例1と同様の方法により、第1の導電層をパターン化して、透明導電性フィルムVを得た。
得られた透明導電性フィルムを上記評価(3)に供した。評価結果を表1に示す。
Figure 2017130419
本発明の透明導電性フィルムは、表示素子等の電子機器に用いられ得る。
10 透明基材
20 第1の導電層
21 導電部
22 非導電部
30 第2の導電層
100 透明導電性フィルム

Claims (8)

  1. 透明基材と、該透明基材の一方の面に配置する第1の導電層と、該透明基材の該第1の導電層とは反対側に配置する第2の導電層とを備え、
    該第2の導電層の表面抵抗値が、1×10Ω/□〜1×1014Ω/□である、
    透明導電性フィルム。
  2. 前記第1の導電層が、パターン化されており、導電部と非導電部とから構成されている、透明導電性フィルム。
  3. 前記導電部の表面抵抗値と、前記非導電部の表面抵抗値との比(非導電部/導電部)が、10以上である、請求項2に記載の透明導電性フィルム。
  4. 前記第1の導電層が、金属ナノワイヤまたは金属メッシュを含む、請求項1から3のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
  5. 前記金属ナノワイヤが、金、白金、銀および/または銅から構成される、請求項4に記載の透明導電性フィルム。
  6. 前記金属メッシュが、金、白金、銀および/または銅から構成される、請求項4に記載の透明導電性フィルム。
  7. 前記第2の導電層が、導電性ポリマーを含む、請求項1から6のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
  8. 全光線透過率が、80%以上である、請求項1から7のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
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