JP2021034139A - 透明導電性フィルムの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】あらゆる位置において抵抗値に異方性がなく、導電層に厚みムラや傷等のない透明導電性フィルムを提供する。【解決手段】溶媒に金属ナノワイヤを分散させた塗工液を、基材フィルム2上に塗工し、ウエット膜3を形成する塗工工程Aと、塗工された金属ナノワイヤに送風を行い、その向きを変える再配向工程Bと、を備える透明導電性フィルム1’の製造方法において、送風は、基材フィルムの幅方向に延在する送風ダクト4により、基材フィルムに対して上方から行う。【選択図】図1

Description

本発明は、ディスプレイやタッチパネル、太陽電池等の透明電極等に用いられる透明導電性フィルムの製造方法に関する。詳しくは、基材フィルムの少なくとも一方の面に、金属ナノワイヤを含む導電層を備える透明導電性フィルムの製造方法に関する。
近年、ITOに代わる導電材料として、金属ナノワイヤが注目されている。金属ナノワイヤからなる導電層を有する透明導電性フィルムは、例えば、溶媒に分散させた金属ナノワイヤをスロットダイコーターにより基材フィルム上に塗工し、次いで溶媒を乾燥除去することにより製造できる。しかしながら当該方法によると、金属ナノワイヤの長軸(長さ方向)が、塗工液を押出す方向(フィルムの長さ方向)に略配向する為、得られる透明導電性フィルの導電性に異方性が生じるという問題があった。フィルム幅方向の抵抗値(RTD)が、フィルム長さ方向の抵抗値(RMD)の1.6倍、あるいはそれ以上に高くなるのである。
特許文献1は、導電性のばらつきを低減する透明導電性フィルム(特許文献1における「透明導電基材」に相当)の製造方法に関する発明である。特許文献1では、ウエット膜(特許文献1における「塗布液を塗布した塗膜」に相当)を乾燥させる際の膜面温度と乾燥速度を調整することにより、導電性のばらつきを抑えることが開示されている。
しかしながら、乾燥工程における風の強さや向きについては検討されておらず、従来公知の乾燥方法を特に制限なく採用できることのみが開示されている。むろん、送風でナノワイヤの向きを変える再配向工程についても開示されておらず、その効果は満足できるものではなかった。
特許文献2は、ウエット膜(特許文献2における「湿潤膜」に相当)に対し、フィルム幅方向(特許文献2における「横向きの第2の寸法」に相当)に流れる風を送り、ナノワイヤを再配向させて、フィルムの異方性を解消することを特徴する。尚、特許文献2の段落番号[0015]には、ウエット膜を乾燥させる工程の前に、フィルム幅方向の送風により金属ナノワイヤを再配向させることが開示されているが、ウエット膜が全く乾燥されていない状態では、ウエット膜に対して風を送っても、金属ナノワイヤを再配向させることはできなかった。
またウエット膜に対し、フィルム幅方向の送風を行うと、フィルムの幅方向で抵抗値が不均一になるという問題があった。特許文献2[図2]のウエブにおける位置と異方性の関係を表すグラフを見ると、幅方向の送風が行われたサンプルBは、送風口に近い位置(グラフ右側)の異方性は1.1程度であるが、送風口に遠い位置(グラフ左側)の異方性は1.4程度もある。これは送風口に近い方が、風速が大きく、ナノワイヤを再配向させる力が強いためと思われる。更に、ウエット膜に対しフィルム幅方向の送風を行うと、基材フィルムがバタついたり、蛇行したりして、導電層の膜厚が不均一になるという問題があった。
特許文献3も、ウエット膜に送風を行い、フィルムの異方性を改善する発明である。特許文献3には、ウエット膜がある程度乾燥し、金属ナノワイヤの少なくとも一部がウエット膜の表面から突出した際に、送風を行うことが開示されている。該方法によると、フィルム幅方向の送風により、金属ナノワイヤの向きを効率よく変えることができる。
しかしながら幅方向の風は速度を大きくしすぎると、金属ナノワイヤの多くが、フィルム幅方向に向いてしまい、フィルム長さ方向の表面抵抗値(RMD)が、フィルム幅方向の抵抗値(RTD)よりも大きくなるという問題があった。例えば特許文献3の実施例9では、異方性(特許文献3における「RTD/RMD」に相当)が0.86となっている。該異方性の値は1が最も好ましく、1よりも大きすぎても、小さすぎても、透明導電性フィルムに異方性があることを示す。
また特許文献3の透明導電性フィルムも、特許文献2と同様に、フィルム幅方向の抵抗値が不均一になるという問題、送風により基材フィルムがバタつくという問題がある。ウエット膜が適度に乾燥した状態で、基材フィルムがバタつき、ウエット膜が周辺の機械設備に接触すると、得られる透明導電性フィルムは導電層に傷が入ったものとなる。
特許文献4は、ウエット膜(特許文献4における「分散膜」に相当)にダウンフローの気流を当てる乾燥工程を備えることを特徴とする透明導電性フィルム(特許文献4における「透明導電膜」に相当)の製造方法に関する発明である。当該乾燥工程は、金属ナノワイヤの凝集等を抑制するために、「ウエット膜」に気流を当てて「乾燥」するもので、「金属ナノワイヤ」に送風を行い、その向きを変える「再配向工程」とは異なるものである。また特許文献4は、「表面抵抗値」を均一化する効果を奏する発明であり、「表面抵抗値の異方性」を改善するものではない。
尚、特許文献4の実施例では、銀ナノワイヤーインクが「ワイヤーバーコート法」により、基材フィルム上に形成されている。当該「ワイヤーバーコート法」により形成されるウエット膜において、銀ナノワイヤが特定の方向に配向するといった課題は、未だ報告されていない。
特開2011−119142号公報 特表2014−526956号公報 WO2013−121556号公報 特開2015−220178号公報
本発明は、あらゆる位置において抵抗値に異方性がなく、導電層に厚みムラや傷等のない透明導電性フィルムの提供を目的とする。詳しくは、フィルム長さ方向の抵抗値と、幅方向の抵抗値に差がない透明導電性フィルムの製造方法であって、基材フィルムがバタつくといった問題のない製造方法の提供を課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決する方法ついて鋭意検討した結果、フィルム幅方向の送風でなくても、送風の強さや、送風のタイミングを適正化することにより、フィルム長さ方向に配向した金属ナノワイヤの向きを変えられることを見出した。更に、該送風がフィルムの上方からのものであると、フィルムのバタつきや蛇行を抑えられること、フィルムの広い領域において異方性を改善できること、フィルムの異方性が1よりも小さくなりすぎないこと等を見出し、本発明に至った。
即ち本発明によると
(1)溶媒に金属ナノワイヤを分散させた塗工液を、基材フィルム上に塗工し、ウエット膜を形成する塗工工程と、塗工された金属ナノワイヤに送風を行い、その向きを変える再配向工程と、を備える透明導電性フィルムの製造方法において、前記送風が、基材フィルムの幅方向に延在する送風ダクトにより、基材フィルムに対し上方から行われていることを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法
(2)前記塗工工程において、塗工液はスロットダイコーターにより塗工されており、基材フィルム長さ方向の抵抗値(RMD)に対する基材フィルム幅方向の抵抗値(RTD)の値(RTD/RMD)が、再配向工程前は1.2を超え、再配向工程後は0.8〜1.2であることを特徴とする(1)記載の透明導電性フィルムの製造方法
(3)前記基材フィルムの直上における、前記送風の最大値が10m/sを超えることを特徴とする(1)または(2)のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法
(4)前記送風が、膜厚が塗工直後の3/4以下になったウエット膜に対し、行われていることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法、が提供される。
また、
(5)前記送風ダクトの送風口の幅が1〜100mmであり、送風口の長さがフィルム幅を超えることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法
(6)前記送風ダクトと前記ウエット膜との距離が1〜100mmであることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法
(7)前記基材フィルムが複数の搬送ロールにより搬送されており、前記送風ダクトが、平面視において、二つの搬送ロールの間に取り付けられていることを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法、が提供される。
本発明の透明導電性フィルムの製造方法は、ナノワイヤを再配向させるための送風が、基材フィルムの幅方向に延在する送風ダクトにより、上方から行われているため、基材フィルムをバタつかせたり、蛇行させたりすることがない。またナノワイヤが特定の方向に再配向することもなく、異方性(フィルム幅方向の抵抗値/フィルム長さ方向の抵抗値)の値が1よりも大きく下回ることがない。
またスロットダイコーターにより塗工された透明導電性フィルムは、異方性の値が1.2を超えるが、本発明の再配向工程を採用すると、0.8~1.2程度まで減少する。
更に、再配向工程における送風が、基材フィルム直上において10m/sを超えていると、異方性の値を1に近づけることができる。
更にまた、少なくとも膜厚が塗工直後の3/4以下になった後に、再配向の為の送風が行われていると、効率よく金属ナノワイヤの向きを変えることができる。
また再配向工程において送風を行う送風ダクトの送風口が、幅が1〜100mmであると基材フィルムの撓みを抑制できる。また送風ダクトの長さがフィルム幅を超える大きさであると、基材フィルムのバタつきや蛇行を抑制することができ、更にはフィルムのほぼ全域にわたってフィルムの異方性の値を1に近づけることができる。
また、本発明の製造方法は、送風により基材フィルムがバタついたり蛇行したりすることが抑制されているため、搬送ロール等により支持されていないフィルムに対して送風することができる。よって設備設計の自由度が高い。
本発明の透明導電性フィルムの製造方法を説明するための断面模式図である。 本発明の送風ダクトの底面模式図である。 透明導電性フィルムの連続生産方法を説明するための図である。 送風ダクトの配置の一実施形態を表す説明図である。
以下、本発明の透明導電性フィルムの製造方法について図面に基づいて説明する。尚、本発明の製造方法は以下の実施形態に限定されるものではなく、同様の効果を奏する範囲において種々の実施形態をとることができる。
また、本明細書においては、基材フィルムの長さ方向(=長手方向)をMD、幅方向(=短手方向)をTDと略称することがある。更に、基材フィルムが搬送されている場合、フィルムの搬送方向が基材フィルムの長さ方向、MDとなり、搬送方向と垂直な方向が基材フィルムの幅方向、TDとなる。
図1は、本発明の透明導電性フィルムの製造方法を説明するための断面模式図である。本発明の製造方法は、溶媒32に金属ナノワイヤ31を分散させた塗工液を、基材フィルム2上に塗工し、ウエット膜3を形成する塗工工程(図1(A))と、塗工された金属ナノワイヤ31に上方から送風を行い、金属ナノワイヤの向きを変える再配向工程(図1(B))を有する。
[塗工工程]
本発明の塗工工程(図1(A))は、予め用意された塗工液(溶媒32に金属ナノワイヤ31が分散された分散液)を、従来公知の塗工方法にて、基材2上に塗布する工程である。従来公知の塗工方法として、スロットダイコーター、ロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、ファンテンコーター、キスコーター等を例示するが、ウエット膜3の膜厚を均一にするためには、スロットダイコーターが好適に使用される。スロットダイコーターにおける塗工液の塗布量は、例えば5〜40g/mに設定される。
<基材フィルム>
基材フィルム2は、従来、透明導電性フィルムの基材フィルムに用いられていたものを特に限定なく採用することができる。例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ジアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、シクロオレフィン(COP)、シクロオレフィン共重合体(COC)、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)等の樹脂の1種以上からなるフィルムを用いることができる。基材フィルムの厚さは特に限定されるものではないが、強度や柔軟性等を考慮すると、10〜200μm、特に20〜150μmが好ましい。尚、基材フィルムが薄いと、従来のフィルム幅方向の風を用いる製造方法では、フィルムの蛇行やバタつきが著しい。よって本発明の製造方法は、基材フィルムが50μm未満、特に30μm未満である場合に、極めて顕著な効果を奏する。
<金属ナノワイヤ>
金属ナノワイヤ31は金属から構成されたものであって、構成元素としては、Ag、Cu、Au、Rh、Ir、Co、Zn、Ni、In、Fe、Pd、Pt、Sn、Ti等から選択される1種以上のものを例示することができる。またこれらの合金、酸化物、メッキされたものであってもよい。
金属ナノワイヤ31は微細なワイヤ状の形状を呈する。平均短軸径は、透明性の観点から、200nm以下、特に100nm以下であることが好ましい。平均長さは、導電性及び成形性の観点から、1〜100μmであることが好ましく、1〜50μmであることがより好ましく、特に3〜50μmであることが好ましい。
透明導電性フィルムは、複数のナノワイヤ31が互いに接触しあうことによりネットワークが形成されて、良好な導電性が発揮される。金属ナノワイヤ31の存在しない部分は光が透過する為、良好な透明性が発現される。金属ナノワイヤ31の目付量は、求められる抵抗値に応じて適宜決定すればよく、例えば0.001〜1.000g/mに設定される。尚、当該値は0.05〜0.5g/mが好ましく、特に0.08〜0.1g/mが好ましい。また得られる透明導電性フィルムの表面抵抗値も、用途に合わせて適宜決定すればよく、例えば1〜200Ω/□、更には5〜100Ω/□にすることができる。
<溶媒>
金属ナノワイヤ31を分散させる溶媒32は、従来公知のものを定義採用することができる。例えば、水、アルコール、ケトン、エーテル、炭化水素、芳香族溶剤(ベンゼン、トルエン、キシレン等)及びこれらを組み合わせたものが用いられるが、水系のものが好ましい。尚、塗工液における溶媒の量は、塗工性の観点から80.00〜99.95重量%であることが好ましく、特に95.00〜99.90重量%であることが好ましい。
<添加剤>
溶媒32における金属ナノワイヤ31の分散性や、金属ナノワイヤ31同士の結合性を高めるために、塗工液に添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)、2−ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、メチルセルロース(MC)、ポリビニルアルコール(PVA)、トリプロピレングリコール(TPG)、およびキサンタンゴム(XG)、およびエトキシレート、アルコキシレート、エチレンオキシド、および酸化プロピレンなどの界面活性剤、およびそれらの共重合体、スルホン酸塩、硫酸塩、ジスルホン酸塩、塩、スルホコハク酸塩、リン酸エステル、およびふっ素系界面活性剤が挙げられる。
[再配向工程]
本発明の再配向工程(図1(B))は、基材上に塗工された金属ナノワイヤ31に送風を行い、金属ナノワイヤ31の向きを変える工程である。本発明の再配向工程は、TDに延在する送風ダクト4により、基材フィルム2に対し上方より送風Xを行うことを最大の特徴とする。当該送風方法を採用することにより、基材フィルム2に、幅方向に均一な上から下への力をかけて、基材フィルム2のバタつきや蛇行を防止しながら、金属ナノワイヤ31の向きを変える。
尚、基材フィルム2背面から、送風ダクト4底面までの距離dは1〜100mmが好ましく、特に3〜50mm、更には10〜40mmが好ましい。該距離dが小さすぎると、ウエット膜3が送風ダクト4に接触するリスクが高まる。また該距離dが大きくなりすぎると、局所的な送風が困難となり、基材フィルム2を撓ませる恐れが生じる。
スロットダイコーターを用いて塗工されたウエット膜では、基材フィルム長さ方向の抵抗値(RMD)に対する基材フィルム幅方向の抵抗値(RTD)の比(RTD/RMD)が、通常1.5〜2.0程度であるが、本発明の再配向工程を経ると、該値は0.8〜1.2程度に低減する。尚、上方からの送風Xは、従来のフィルム幅方向の風と異なり、金属ナノワイヤ31の向きを特定の方向には再配向させず、不特定の方向に再配向させるため、長時間送風を行っても、抵抗値比(RTD/RMD)が0.8を大きく下回ることがない。
<送風X>
再配向工程における送風Xの大きさは特に限定されないが、小さすぎると、金属ナノワイヤ31の向きを変えることが難しい。よって、基材フィルム2の直上Yにおいて観測される当該送風Xの最大値は、10m/sを超えることが望ましい。特に、13m/sを超えることが望ましく、更には15m/sを超えることが望ましい。送風Xの最大値が10m/S未満であると、金属ナノワイヤ31の向きを変える効果に乏しい。また当該送風は上方からのものである為、多少大きくても基材フィルム2をバタつかせたり、蛇行させたりすることなく、異方性の値(RTD/RMD)が1に近づけることができる。また当該送風Xの最大値は50m/s以下であることが好ましく、45m/s、更には40m/s以下であることが好ましい。送風Xの最大値が50m/sを超えると、基材フィルム2が撓む可能性が生じる。
また、図1(B)に示す透明導電性フィルム1’は、ウエット膜3の乾燥が進み、その膜厚が塗工直後(図1(A))の3/4になっている。ウエット膜厚が、塗工直後の3/4程度になると、ウエット膜3から金属ナノワイヤ31の一端が突出する為、金属ナノワイヤが送風を直接受けて、その向きを変えやすくなる。金属ナノワイヤ31の一端が突出していない状態(例えば図1(A)の状態)では、金属ナノワイヤ31が送風を直接受けることができない為、金属ナノワイヤは向きを変え難い。
よって、再配向工程では、少なくともウエット膜の膜厚が塗工直後の3/4以下になった状態において、上方から送風を行うことが望ましい。送風時間は、送風Xの大きさやウエット膜3の状態により適宜変更することができるが6〜240秒、特に15〜60秒程度が望ましい。尚、ウエット膜の膜厚dが3/4以下の状態において上方から送風を数秒〜数十秒間行っていれば、ウエット膜の膜厚dが3/4を超える状態においては、上方からの送風を行っていてもよく、行っていなくてもよい。
<送風ダクト>
送風ダクトの底面(送風口のある面)の模式図を図2に示す。本発明の再配向工程において、金属ナノワイヤ31への送風Xを行う送風ダクト4はTDに延在するが、送風口の長さαが基材フィルム2の幅よりも長いことが望ましい。送風口の長さαが基材フィルム2の幅を超えると、基材フィルム2の全幅にわたり均一な力をかけることができ、基材フィルム2のバタつき、蛇行をより確実に防止することができる。また送風ダクト4の送風口の幅βは1〜100mmであることが望ましく、特に10〜60mmであることが好ましい。該幅βが大きすぎると基材フィルム2に加わる力が大きくなりすぎ、フィルムが撓む恐れが生じる。また該幅が狭すぎると金属ナノワイヤ31に加わる力が小さくなりすぎ、透明導電性フィルムの抵抗値の異方性を改善する効果に乏しい恐れが生じる。
[透明導電性フィルムの製造方法]
次に、図3に基づき、本発明の透明導電性フィルムを連続して製造する方法について説明する。図3に示す製造方法は、繰出装置5により長尺の基材フィルム20を繰り出す繰出工程と、塗工装置6により基材フィルム20上に塗工液30を塗工する塗工工程と、乾燥炉7により溶媒を除去する乾燥工程と、巻取装置8により透明導電性フィルム20を巻き取る巻取工程によって構成され、乾燥炉7内に送風ダクト40が取り付けられている。
図2に示す送風ダクト40は乾燥炉7内の前半部分に設けられている。乾燥炉7内は、IRヒーターや乾燥風などにより、ウエット膜中の溶媒が蒸散しやすい環境になっている。その為、基材フィルム20上に塗工された塗工液30は、送風ダクト40の直下まで移動する間に、溶媒がある程度蒸散しており、送風ダクト40からの送風で金属ナノワイヤの向きを容易に変更させることができる。
尚、図3に示す送風ダクト40は乾燥炉7内に取り付けられているが、図4に示すように、乾燥炉7を使用せず、溶媒を蒸散させるための送風ダクト41と、金属ナノワイヤの向きを変えるための送風ダクト42aを併用し、透明導電性フィルムを製造することも可能である。この場合、溶媒を蒸散させるための送風ダクト41から高温(30〜80℃)の風を送れば、効率よく溶媒を除去させることができる。また送風ダクト41では、ナノワイヤの向きを変える必要がないため、該送風は最大値が10m/sに達しなくてもよい。
また、送風ダクト42aよりも巻取装置8側に、更に送風ダクト42bを追加してもよい。本発明の製造方法では、金属ナノワイヤの再配向に上方からの送風を用いる為、金属ナノワイヤはランダムに再配向される。よって、送風ダクト42aだけでは、金ナノワイヤの向きを十分に変えられない恐れがある場合は、更に送風ダクト42bを追加するとよい。本発明の製造方法を用いると、送風量が多くなっても抵抗値の異方性が高くなることがない。
尚、上記実施形態では、基材フィル上に直接ウエット膜を位置させたが、これらの間に、反射防止層、防眩層、接着層、障壁層及び硬質被膜などの1つ以上の層を設けることもできる。また、金属ナノワイヤはむき出しの状態であったが、金属ナノワイヤ上にマトリックス(オーバーコート剤)を塗工することによって、金属ナノワイヤがマトリクスに分散された導電層を得ることもできる。マトリクスは、光学的に透明な従来公知のものを採用することができる。マトリクスの厚みとしては、例えば10〜5000nm、好ましくは20〜1000nm、より好ましくは40〜200nmに設定される。
以下、実施例に基づき、本発明の効果について説明する。尚、各測定は以下方法にて行う。
<風速>
再配向工程における送風の大きさを確認するために、送風ダクトの下方で、基材フィルム直上(溶媒の表面から5mmの位置)に風速計(柴田科学株式会社 ISA−101)をセットして、風の速さを測定する。尚、風速はフィルムの幅方向に三点測定し、その最大値を表1〜3に記す。
<バタつき等>
再配向工程におけるフィルムの状態を目視にて確認した。基材フィルムがバタついたり、蛇行したり、撓んだり(以下、「バタつき等」と略称する。)しなかったものは〇、バタつき等が見られたものは×、バタつき等により基材フィルムが周辺の機械設備に接触したものは××を、表1〜3に記す。
<異方性>
透明導電性フィルムの幅方向が縦方向となるように、縦100mm、幅30mmの試験片を切り出す。次いで、該試験片に、銀ペーストを幅方向に平行な5mm幅の直線状に塗る。該直線から30mm離れた位置に、再度、銀ペーストを幅方向に平行な5mmの直線状に塗る。最後に、マルチテスター(三和電気計器株式会社製 PC720M)の端子を各直線状の銀ペースト部分に当てて、透明導電性フィルムの表面抵抗値(RTD)を測定する。尚、本明細書中において、特に限定がない場合、フィルム幅方向の表面抵抗値(RTD)は、フィルムの幅方向の中央部分において測定される値とする。
同様にして、繰出ロール側に向かって右手のフィルム端縁(図2における手前側)から、フィルム幅の1/6の長さだけ内側(中央より)の位置における表面抵抗値(RTDR)を測定する。また、繰出ロール側に向かって左手のフィルム端縁(図2における奥側)からフィルム幅の1/6の長さだけ内側の位置における表面抵抗値を(RTDL)も測定する。
導電性フィルムの長さ方向が縦方向となるように試験片を切り出す以外は、フィルム幅方向の表面抵抗値(RTD)と同様にして、透明導電性フィルムの長さ方向の表面抵抗値(RMD)を測定する。尚、本明細書中において特に限定がない場合、長さ方向の表面抵抗値(RMD)はフィルムの幅方向の中央部分において測定される値とする。
併せて、繰出ロール側に向かって右手のフィルム端縁(図2における手前側)から、フィルム幅の1/6の長さだけ内側の位置における表面抵抗値(RMDR)、左手のフィルム端縁(図2における奥側)からフィルム幅の1/6の長さだけ内側の位置における表面抵抗値(RMDL)を測定する。
上述した測定方法により得られた(RTD/RMD)の値を、フィルムの異方性の値とする。また(RTDR/RMDR)の値をフィルム右側の異方性の値、(RTDL/RMDL)の値をフィルム左側の異方性の値とし、結果を表1〜3に記す。
[実施例1]
初めに、基材フィルムとして厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備し、塗工液として銀ナノワイヤ(長さ10〜50μm)0.3重量%、水系溶媒(超純水100%)99.7重量%の混合物に少量の添加剤を加えたものを準備した。
次いで、図2に示す製造設備を用いて、透明導電性フィルムを製造した。尚、搬送速度は20m/min、塗工装置としてはスロットダイコーターを使用し、塗工液の塗布量を16.5g/mに設定した。また、乾燥炉内は、40℃に設定した。基材フィルム上のウエット膜の膜厚は、乾燥炉内を移動する間に減少し、送風ダクトの直下においては、塗工直後の3/4となっていた。
[実施例2〜4]
基材フィルム厚み、風速を表1に記すように変更し、その他は実施例1と同様にして透明導電性フィルムを得た。各フィルムを製造する際の、風速、バタつき等、得られたフィルムの異方性を表1に記す。
Figure 2021034139
実施例1〜4の透明導電性フィルムの製造方法では、基材フィルムのバタつき等が発生しなかった。またフィルムの異方性も0.8〜1.2の範囲であり、問題ない程度であった。特に実施例1のフィルムは、すべての場所における異方性の値が0.90〜1.10であり、非常に優れていた。
また、フィルム右側、フィルム左側、いずれにおいても異方性の値が0.8〜1.2であり、フィルムのほぼ全域において異方性に優れることが確認できた。該フィルムをタッチパネル用の電極等として使用しても、異方性に由来する問題が発生し難い。
[実施例5〜7]
基材フィルム厚み、風速を表2に記すように変更し、透明導電性フィルムを製造した。尚、実施例1〜4では、送風ダクトへの吸気を上方から行い、送風ダクトからの送風が鉛直方向となるように調整したが、実施例5〜7では、送風ダクトへの吸気を送風ダクトの側面(図2においては手前側)から行った。その為、送風ダクトから出る送風は、基材フィルムに対し上方から下方へ向かう風ではあったが、幅方向に方向性のある風となった。具体的には、図2において、上から下に向かい、尚且つ、手前から奥に向かう風(斜めの風)であった。
各フィルムを製造する際の、風速、バタつき等、得られたフィルムの異方性を表2に記す。
Figure 2021034139
実施例5〜7の製造方法でも、基材フィルムのバタつき等は見られなかった。また透明導電性フィルムは、中央部分からフィルム左側では抵抗値に異方性が見られなかったものの、右側(図2における手前側)辺付近では、異方性が見られた。よって、用途によっては、右側近辺のフィルムを使用できない。尚、右側近辺のフィルムの異方性が高かったのは、再配向の為の送風が、斜めを向いているため、当該部分にはあまり当たらなかったためと思われる。
[比較例1〜3]
基材フィルム厚み、風速を表2に示すように変更し、透明導電性フィルムを製造した。但し、金属ナノワイヤを再配向させるための送風は、基材フィルム側面から行った。
各フィルムを製造する際の、風速、バタつき等、得られたフィルムの異方性を表3に記す。
[比較例4]
再配向の為の送風は行わない以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。フィルムを製造する際の、風速、バタつき等、得られたフィルムの異方性を表3に記す。
Figure 2021034139
比較例1〜3の製造方法では、いずれも基材フィルムが再配向工程においてバタついた。また比較例2、3の製造方法では、基材フィルムが周辺設備に接触してしまった。また比較例2のフィルムは、異方性が0.80を下回った。これは塗工工程においてMDに配向していた銀ナノワイヤが、再配向工程においてTDに配向したためである。比較例3のフィルムは、中央部分では抵抗値に異方性が見られなかったものの、右側辺付近では、異方性が見られた。これは基材フィルムが薄く、フィルムのバタつきが大きかったため、導電層の膜厚が不均一になったためと思われる。
また、再配向工程を経ないで得られた比較例4の透明導電性フィルムは異方性が1.73であった。よって、実施例1の製造方法において、再配向工程前は、基材フィルム長さ方向の抵抗値(RMD)に対する基材フィルム幅方向の抵抗値(RTD)の値(RTD/RMD)が、1.73であると推察される。
1’ 透明導電性フィルム(ウエット膜乾燥前)
2、20 基材フィルム
3 ウエット膜
30 塗工液
31 金属ナノワイヤ
32 溶媒
4、40、41、42a、42b
送風ダクト
5 繰出装置
6 塗工装置
7 乾燥炉
8 巻取装置


Claims (7)

  1. 溶媒に金属ナノワイヤを分散させた塗工液を、基材フィルム上に塗工し、ウエット膜を形成する塗工工程と、塗工された金属ナノワイヤに送風を行い、その向きを変える再配向工程と、を備える透明導電性フィルムの製造方法において、
    前記送風が、基材フィルムの幅方向に延在する送風ダクトにより、基材フィルムに対し上方から行われていることを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法。
  2. 前記塗工工程において、塗工液はスロットダイコーターにより塗工されており、
    基材フィルム長さ方向の抵抗値(RMD)に対する基材フィルム幅方向の抵抗値(RTD)の比(RTD/RMD)が、再配向工程前は1.2を超え、再配向工程後は0.8〜1.2であることを特徴とする請求項1記載の透明導電性フィルムの製造方法
  3. 前記基材フィルムの直上における、前記送風の最大値が10m/sを超えることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法。
  4. 前記送風が、膜厚が塗工直後の3/4以下になったウエット膜に対し、行われていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法。
  5. 前記送風ダクトの送風口の幅が1〜100mmであり、送風口の長さがフィルム幅を超えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法。
  6. 前記送風ダクトと前記ウエット膜との距離が1〜100mmであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法。
  7. 前記基材フィルムが複数の搬送ロールにより搬送されており、
    前記送風ダクトが、平面視において、二つの搬送ロールの間に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法。

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