JP2022014858A

JP2022014858A - 透明導電膜

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Publication number: JP2022014858A
Application number: JP2020210026A
Authority: JP
Inventors: ユンチェンチェン; Yongzheng Zhang; ミンユーチェン; Minyu Chen; ユーウェイホウ; Yuwei Hou; チュンチンシャオ; Zhongqin Xiao
Original assignee: Cambrios Film Solutions Xiamen Corp
Current assignee: Cambrios Film Solutions Xiamen Corp
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2040-12-18
Also published as: JP7096878B2; KR102325588B1; CN112037968A

Abstract

【課題】銀ナノワイヤを含む透明導電膜の黄色度を低下させるための新規な透明導電膜を提供する。
【解決手段】第１の表面と、第１の表面に対向する第２の表面とを含む、透明ベース層１１と保護膜１２からなる基板１および基板の第１の表面上に配置された第１の銀ナノワイヤ層２、を有する透明導電膜１０００であって、３４０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内に第１の吸収ピークを有し、５００ｎｍ～６５０ｎｍの範囲内に第２の吸収ピークを有し、第２の吸収ピークの最大ピーク強度に対する、第１の吸収ピークの最大ピーク強度の比は、２～５．５の範囲内である。
【選択図】図３

Description

本発明は、透明導電膜（transparent conductive film）に関する。より具体的には、本発明は、タッチパネルを製造するための透明導電膜に関する。

近年、タッチパネルの適用が拡大している。電子製品をより使いやすくするために、直接操作やコマンド発行の機能を提供する、タッチパネルを搭載した電子製品がますます増えている。特にフレキシブルなタッチパネルの需要が高まっている。したがって、従来のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）導電材料の代わりに、優れた導電性を有する多くの可撓性（フレキシブルな（flexible））導電材料が用いられている。

高い導電性と可撓性を有する銀ナノワイヤは、タッチパネルに最適な材料である。銀ナノワイヤは、３２０ｎｍ～４２０ｎｍの波長範囲の紫外線を吸収する表面プラズマ共鳴効果を生み出す；したがって、銀ナノワイヤで調製された導電膜は黄色となる。ただし、銀ナノワイヤの黄色は、銀ナノワイヤを有するタッチパネルが表示パネルと組み合わされる場合に、表示パネルの出力画像の色に影響を及ぼす。したがって、タッチパネルの視認性および透過性を向上させるためには、銀ナノワイヤを含む透明導電膜の黄色度を低くすることが重要である。黄色度を低下させることを目的とした透明導電膜としては、特許文献１および特許文献２が知られている。

中国特許出願公開第１０９２４３６７７号明細書中国特許出願公開第１０９６８６４７６号明細書

本発明の主な目的は、銀ナノワイヤを含む透明導電膜の黄色度を低下させるための新規な透明導電膜を提供することである。

第１の表面と、前記第１の表面に対向する第２の表面とを含む基板、および
前記基板の第１の表面上に配置された第１の銀ナノワイヤ層、
を有する透明導電膜であって、
３４０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内に第１の吸収ピークを有し、５００ｎｍ～６５０ｎｍの範囲内に第２の吸収ピークを有し、前記第２の吸収ピークの最大ピーク強度に対する、前記第１の吸収ピークの最大ピーク強度の比は、２～５．５の範囲内であることを特徴とする透明導電膜。

一実施形態では、前記第２の吸収ピークのスペクトル積分面積に対する、前記第１の吸収ピークのスペクトル積分面積の比が、１．２～１．８の範囲内である。

一実施形態では、前記透明導電膜が、さらに、前記基板中に着色剤を含む。

一実施形態では、前記基板が、透明ベース（base）層および第１の保護膜（film）を含み、前記第１の保護膜が、前記透明ベース層と前記第１の銀ナノワイヤ層との間に配置される。

一実施形態では、前記着色剤が、前記第１の保護膜または前記透明ベース層中に含まれる。

一実施形態では、前記透明導電膜のＣＩＥＬＡＢｂ^＊値の絶対値が、１．５以下である。

一実施形態では、前記透明導電膜が、さらに、前記基板の第２の表面上に配置された第２の銀ナノワイヤ層を含む。

一実施形態では、前記基板が、さらに、第２の保護膜を含み、前記第２の保護膜は、前記第２の銀ナノワイヤ層と前記透明ベース層との間に配置され、前記着色剤が、前記第１の保護膜および前記第２の保護膜中に含まれるか、または、前記着色剤が、前記透明ベース層中に含まれる。

一実施形態では、前記透明導電膜のＣＩＥＬＡＢｂ^＊値の絶対値が、２以下である。

一実施形態では、前記着色剤が、アリザリンブルー、ベーシック（basic）ブルー、アルコールブルー、水溶性アニリンブルー、アゾブルー、ブリリアントクレシルブルー、ブロモフェノールブルー、カルバゾールブルー、キノリンブルー、インジゴブルー、レジンフェノールブルー、メチルブルー、メチンブルー、フタロシアニン、レサズリン、ベンジルアズロン、プルシアンブルー、メチレンブルー、チモールブルー、トリベンジン、ロイコクリスタルバイオレット、またはそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種である。

一実施形態では、前記着色剤の量が、１００～１０００ｐｐｍの範囲内である。

一実施形態では、前記着色剤が、ロイコクリスタルバイオレットである。

本明細書における「上（on）」という用語は、構成要素間の相対的な位置を記述するために、本明細書において使用され得ることに留意されたい。例えば、基板「上」に配置される第１の銀ナノワイヤ層は、２つの構成要素が直接接触して形成される実施形態を含み、また、追加の構成要素が、第１の銀ナノワイヤ層と前記基板との間に形成され得る実施形態を含み得る。

さらに、本明細書における「第１（first）」、「第２（second）」等の用語は、説明を容易にするために本発明書において使用することができ、数字や順序とは関係がない。例えば、「第１の銀ナノワイヤ層」と「第２の銀ナノワイヤ層」は、いずれも「銀ナノワイヤ層」として実現することができる。

本発明の分野では、着色剤が添加された、前記透明ベース層または前記保護膜は、黄色がかった銀ナノワイヤ層を中間色（neutral color）に調整するための青色の補償層（compensation layer）として機能する。

図１は、本発明の第１および第２の実施形態の透明導電膜の断面図である。図２は、本発明の第３および第４の実施形態の透明導電膜の断面図である。図３は、本発明の試験例１の紫外可視分光法（ＵＶ－ＶＩＳ）吸収スペクトルである。

詳細説明
まず、本発明の第１の実施形態の透明導電膜１０００を図１に示す。ここで、透明導電膜１０００は、基板１と、銀ナノワイヤ層２と、着色剤とを含む。本実施形態では、基板１は、透明ベース層１１と、保護膜１２とを有する。保護膜１２は、銀ナノワイヤ層２と透明ベース層１１との間に配置される。本実施形態において、透明ベース層１１の材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であり、保護膜１２は、ハードコート層であり、着色剤は、保護膜１２に添加されたロイコクリスタルバイオレットである。

他の実施態様において、透明ベース層１１の材料は、ガラス、サファイア、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、シクロシン（cyclothin）ポリマー（ＣＯＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）などであり得るが、これらに限定されない。

他の実施形態では、銀ナノワイヤ層２は、さらに、硬化性樹脂を含むことができ、銀ナノワイヤを含むペーストと硬化性樹脂とを、１：（０．８～１．２）の重量比で混合し、次いで、基板１上に被覆する。

他の実施形態では、保護膜１２は、透明ベース層１１の表面上に形成されるオーバーコート層またはハードコート層であり得る。保護膜１２の材料は、当技術分野で公知のハードコート層またはオーバーコート層の材料であってもよいが、これらに限定されない。

他の実施形態において、着色剤は、当技術分野で公知の着色剤であってもよい。例えば、着色剤は、アリザリンブルー、ベーシックブルー、アルコールブルー、水溶性アニリンブルー、アゾブルー、ブリリアントクレシルブルー、ブロモフェノールブルー、カルバゾールブルー、キノリンブルー、インジゴブルー、レジンフェノールブルー、メチルブルー、メチンブルー、フタロシアニン、レサズリン、ベンジルアズロン、プルシアンブルー、メチレンブルー、チモールブルー、トリベンジン、ロイコクリスタルバイオレット、またはそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種であってもよく、ロイコクリスタルバイオレットが好ましい。

本発明の第２の実施形態の透明導電膜は、透明ベース層１１に着色剤を添加したことを除いて、第１の実施形態のものと同様である。

本発明の第３の実施形態の透明導電膜２０００を図２に示す。ここで、透明導電膜２０００は、基板１と、第１の銀ナノワイヤ層２１と、第２の銀ナノワイヤ層２２と、着色剤とを含む。本実施形態では、基板１は、透明ベース層１１と、第１の保護膜１２１と、第２の保護膜１２２とを含み、第１の保護膜１２１は、第１の銀ナノワイヤ層２１と透明ベース層１１との間に配置され、第２の保護膜１２２は、第２の銀ナノワイヤ層２２と透明ベース層１１との間に配置される。本実施形態において、透明ベース層１１の材料はＰＥＴであり、第１の保護膜１２１および第２の保護膜１２２はハードコート層であり、着色剤は第１の保護膜１２１および第２の保護膜１２２に添加されたロイコクリスタルバイオレットである。

本発明の第４の実施形態の透明導電膜は、透明ベース層１１に着色剤を添加したことを除いて、第３の実施形態のものと同様である。

以下の試験例における銀ナノワイヤ層の黄変レベルは、ＣＩＥＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間（ＣＩＥＬＡＢ色空間とも呼ばれる）によって評価される。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間は、次の３つの値で構成される：黒（０）から白（１００）までの明度のＬ^＊；緑（－）から赤（＋）までのa^＊；および、青色（－）から黄色（＋）までのｂ^＊。すなわち、ｂ^＊値（ＣＩＥＬＡＢｂ^＊値とも呼ばれる）は、黄変調整の指標として、着色剤の添加前後の透明導電膜の黄変レベルを表す。

試験例１
まず、本試験例では、図１に示す透明導電膜１０００を用いて、異なる濃度のロイコクリスタルバイオレットを有する銀ナノワイヤ層２を含む透明導電膜１０００のＵＶ－ＶＩＳスペクトルを評価した。透明度、ヘイズ、ｂ^＊値、およびａ^＊値を表１に示す。

実施例１～実施例３および比較例１のＵＶ－ＶＩＳスペクトルを図３に示す。図３のＵＶ－ＶＩＳスペクトルによれば、これらのグループの各々は、３４０ｎｍ～４００ｎｍ（青色）の範囲内に第１の吸収ピークを有し、ロイコクリスタルバイオレットが添加されたグループの各々は、５００ｎｍ～６５０ｎｍ（黄色）の範囲内に第２の吸収ピークを有し、第１の吸収ピークおよび第２の吸収ピークの最大ピーク強度およびスペクトル積分面積は、表２および表３に示されている。

上記試験例の結果により、保護膜１２にロイコクリスタルバイオレットを添加した例では、ｂ^＊値が低下して０に近くなり、透明導電膜１０００の黄色度が大幅に改善されたことが確認された。また、透明導電膜の黄色度を適切に調整するためには、第２の吸収ピーク（５００～６５０ｎｍ）の最大ピーク強度に対する、第１の吸収ピーク（３４０～４００ｎｍ）の最大ピーク強度の比を２～５．５の範囲内にする必要がある。したがって、透明導電膜は、過剰補償により青色の代わりに中間色を呈する可能性がある。

試験例２
本試験例では、保護膜１２中に異なる濃度のロイコクリスタルバイオレットを添加した透明導電膜１０００の透明度、ヘイズおよびｂ^＊値を測定し、銀ナノワイヤ層２の黄変レベルを評価した。実施例４～実施例７および比較例２～比較例３における銀ナノワイヤ層２の抵抗値は、約６５Ω／□（square）であり、ロイコクリスタルバイオレットの濃度は、０～２０００ｐｐｍであった。結果を表４に示す。

試験例の結果、実施例４～実施例７のｂ^＊値の絶対値は１以下であった。したがって、ｂ^＊値の絶対値が１以下であれば、透明導電膜の黄色度を適切に調整することができる。しかし、比較例２の透明導電膜は、ｂ^＊値が低い（－３．５２である）ため、青色であった。すなわち、ロイコクリスタルバイオレットの濃度が高すぎると（比較例２では２０００ｐｐｍ）、透明導電膜の色を適切に調整することができなかった。したがって、本試験例により、銀ナノワイヤ層２の黄色度は、ロイコクリスタルバイオレットを１２５ｐｐｍ～１０００ｐｐｍ（実施例４～実施例７）の範囲で添加した場合に、適切に調整できることが分かった。

試験例３
試験例２の結果に従い、本試験例では、保護膜１２中に添加されるロイコクリスタルバイオレットの濃度は１２５ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの範囲内であった。本試験例では、異なる濃度のロイコクリスタルバイオレットが添加された、抵抗値の異なる透明導電膜の透明度、ヘイズおよびｂ^＊値を測定し、銀ナノワイヤ層２の黄変レベルを評価した。実施例８～実施例１１および比較例４における銀ナノワイヤ層２の抵抗は、約３０～３５Ω／□であった。これらの試験結果を表５に示す。実施例１２～実施例１５および比較例５における銀ナノワイヤ層２の抵抗は、約５０～５５Ω／□であった。これらの試験結果を表６に示す。実施例１６～実施例１９および比較例６における銀ナノワイヤ層２の抵抗は、約７０～７５Ω／□であった。これらの試験結果を表７に示す。

表５～表７に示す結果によれば、抵抗値の異なる銀ナノワイヤ層２の黄色度は、ロイコクリスタルバイオレットを添加することにより調整することができ、透明導電膜のｂ^＊値の絶対値を１．５以下の範囲に維持することができる。

試験例４
本試験例では、異なる透明ベース層１１を有し、着色剤（ロイコクリスタルバイオレット）が添加された、透明導電膜１０００の透明度、ヘイズ、ｂ^＊値を測定し、銀ナノワイヤ層２の黄変レベルを評価した。結果を表８に示す。実施例２０において、基板１は、ＣＯＰから作製される透明ベース層１１を含み、２５０ｐｐｍのロイコクリスタルバイオレットが保護膜１２に添加されており、３０～３５Ω／□の抵抗値を有する銀ナノワイヤ層２が、保護膜１２上に形成された。比較例７において、基板１は、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）から作製される透明ベース層１１を含み、銀ナノワイヤ層２は、透明ベース層１１上に直接形成され、保護膜１２は省略された。実施例２１において、基板１は、ＰＥＴから作製される透明ベース層１１を含み、保護膜１２は、２５０ｐｐｍのロイコクリスタルバイオレットを含み、３０～３５Ω／□の抵抗値を有する銀ナノワイヤ層２が、保護膜１２上に形成された。比較例８では、基板１は、透明ベース層１１を含み、銀ナノワイヤ層２は、透明ベース層１１上に直接形成され、保護膜１２は省略された。

上記結果によれば、実施例２０のｂ^＊値は０．２６であり、ロイコクリスタルバイオレットを含まない比較例７のｂ^＊値１．０８と比較して７６％低下した。実施例２１のｂ^＊値は０．７２であり、ロイコクリスタルバイオレットを含まない比較例８のｂ^＊値１．４９と比較して５１％低下した。すなわち、本試験例では、異なる材料から作製された基板に着色剤を添加することで、銀ナノワイヤ層によって引き起こされる黄色度を適切に調整し、高い透明度と低いヘイズを維持しながら、透明導電膜のｂ^＊値を０に近づけることができることが証明された。

上記の開示は、その詳細な技術的内容および発明の特徴に関する。当業者は、本発明の特徴から逸脱することなく、記載された本発明の開示および提案に基づいて、様々な修正および置換を進めることができる。それにもかかわらず、そのような修正および置換は、上記の説明において完全には開示されていないが、それらは、添付の特許請求の範囲において実質的に包含されている。

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、２０２０年７月７日に出願された中国特許出願第２０２０１０６４８８９９．３号の優先権を主張し、当該出願は参照により本明細書に取り込まれる。

Claims

第１の表面と、前記第１の表面に対向する第２の表面とを含む基板、および
前記基板の第１の表面上に配置される第１の銀ナノワイヤ層、
を有する透明導電膜であって、
第１の吸収ピークは、３４０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内にあり、第２の吸収ピークは、５００ｎｍ～６５０ｎｍの範囲内にあり、前記第２の吸収ピークの最大ピーク強度に対する、前記第１の吸収ピークの最大ピーク強度の比は、２～５．５の範囲内である、
ことを特徴とする透明導電膜。
前記第２の吸収ピークの最大ピーク強度に対する、前記第１の吸収ピークの最大ピーク強度の比が、３．２３～５．２５の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
前記第２の吸収ピークのスペクトル積分面積に対する、前記第１の吸収ピークのスペクトル積分面積の比が、１．２～１．８であることを特徴とする請求項１または２に記載の透明導電膜。
さらに、前記基板中に着色剤を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の透明導電膜。
前記基板が、透明ベース層と第１の保護膜とを有し、前記第１の保護膜が、前記透明ベース層と前記第１の銀ナノワイヤ層との間に配置されることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の透明導電膜。
着色剤が、前記第１の保護膜または前記透明ベース層中に含まれることを特徴とする請求項５に記載の透明導電膜。
前記透明導電膜のＣＩＥＬＡＢｂ^＊値の絶対値が、１．５以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の透明導電膜。
さらに、前記基板の第２の表面上に配置される第２の銀ナノワイヤ層を含むことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の透明導電膜。
前記基板が、透明ベース層、第１の保護膜および第２の保護膜を含み、前記第１の保護膜が、前記透明ベース層と前記第１の銀ナノワイヤ層との間に配置され、前記第２の保護膜が、前記第２の銀ナノワイヤ層と前記透明ベース層との間に配置され、着色剤が、前記第１の保護膜および前記第２の保護膜中に含まれるか、または、前記着色剤が、前記透明ベース層中に含まれることを特徴とする請求項８に記載の透明導電膜。
前記透明導電膜のＣＩＥＬＡＢｂ^＊値の絶対値が、２以下であることを特徴とする請求項９に記載の透明導電膜。
前記着色剤が、アリザリンブルー、ベーシックブルー、アルコールブルー、水溶性アニリンブルー、アゾブルー、ブリリアントクレシルブルー、ブロモフェノールブルー、カルバゾールブルー、キノリンブルー、インジゴブルー、レジンフェノールブルー、メチルブルー、メチンブルー、フタロシアニン、レサズリン、ベンジルアズロン、プルシアンブルー、メチレンブルー、チモールブルー、トリベンジン、ロイコクリスタルバイオレット、またはそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項４、６および９のいずれか一項に記載の透明導電膜。
前記着色剤の量が、１００～１０００ｐｐｍの範囲内であることを特徴とする請求項４、６、９および１１のいずれか一項に記載の透明導電膜。
前記着色剤が、ロイコクリスタルバイオレットであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の透明導電膜。