JP5082391B2 - 透明導電膜の作製方法、透明導電膜及びプラズマディスプレイ用電磁波シールド - Google Patents
透明導電膜の作製方法、透明導電膜及びプラズマディスプレイ用電磁波シールド Download PDFInfo
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Description
本発明の透明導電膜の作製方法においては、基材上に、金属微粒子を含有するインク(以下、導電性インクともいう)を用いて、インクジェット方式で導電性細線を格子状に作製することを特徴の1つとする。
本発明の透明導電膜の作製方法においては、上記インクをインクジェット方式で、インクの液滴サイズが0.05pl以上、1.0pl以下の条件で、基材上に吐出して導電性細線を格子状に作製することを特徴とする。
本発明に用いられるインク受容材料である基材としては、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム、ガラス−エポキシ基板、シリコン基板、セラミックス基板、ガラス基板等が挙げられるが、取り扱い性の観点からシート状の樹脂フィルムを用いることが好ましい。また、最終的な高い透過性、具体的には、可視部における平均透過率が80%以上である導電性細線を形成する観点からは、樹脂フィルムあるいはガラス基板が好ましい。
本発明の透明導電膜の形成方法においては、基材とインクとの接触角が40度以上、90度以下となる条件で導電性細線を形成することを特徴とし、より好ましくは基材とインクとの接触角が50度以上、60度以下である。
本発明の透明導電膜(導電性細線)を有する基材を、プラズマディスプレイ用の電磁波シールドとして適用する場合、目的に応じて、各種の機能層を設けることができる。
本発明では、上記インクを用いインクジェット法により導電性細線を印字した後、分散媒等の除去を行うため、必要に応じて乾燥処理をすることができる。乾燥処理は、例えば基板を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力10W以上、5000W以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では、100W以上、1000W以下の範囲で十分である。
吐出工程後の導電性細線は、微粒子間の電気的接触をよくするために、分散媒等を完全に除去する必要がある。また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるために有機物などのコーティング材がコーティングされている場合には、このコーティング材も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び/又は光処理が施される。
本発明においては、特には、メッキ触媒として作用する金属微粒子を含有する導電性細線は、形成後に加熱、焼成処理により良好な導電性を呈するが、特に好ましくは、導電性細線が含有している金属微粒子をメッキ触媒として作用させてメッキ処理を施すことが、より優れた導電性が得られる観点から好ましい。特には、金属微粒子として、パラジウムナノ粒子を用いる場合には、形成した導電性細線にメッキ処理を施すことにより、本発明の目的効果をより発揮できる観点から好ましい態様の1つである。
本発明においては、形成した導電性細線に対し酸化処理を行うことができる。酸化処理により、不要な金属成分をイオン化して溶解除去することが可能となり、フィルムの透過率をより高めることが可能となる。
本発明の導電性細線からなる透明導電膜を、電磁波シールド膜としてプラズマディスプレイの表示画面に用いる場合には、高い透明性が要求されるため支持体自体の透明性も高いことが望ましい。この場合におけるプラスチックフィルムまたはガラス板の可視光域の平均透過率は、好ましくは85〜100%であり、より好ましくは90〜100%である。また、本発明では、色調調節剤としてプラスチックフィルムまたはガラス板を、本発明の目的を妨げない程度に着色したものを用いることもできる。可視光域の平均透過率とは、400〜700nmまでの可視光領域の透過率を少なくとも5nm毎に測定して求めた可視光域の各透過率を積算し、その平均値として求めたものと定義する。測定においては、測定アパチャーを前述のメッシュパターンより十分大きくとっておく必要があり、少なくともメッシュの格子面積より100倍以上大きな面積で測定して求める。
《透明基材の作製》
〔透明基材1の作製〕
100μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム支持体の両面に、12W・min/m2のコロナ放電処理を2秒間施し、下記下引き塗布液B−1を乾燥膜厚0.6μmになるように塗布、乾燥して下引き層B−1を形成し、その上に12W・min/m2のコロナ放電処理を4秒間施し、後述の導電性インク液1との接触角が55度である透明基材1を作製した。
ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、スチレン、2−ヒドロキシエチルアクリレートの共重合体(質量比=30:20:25:25)ラテックス液(固形分30%) 50g
化合物(UL−1) 0.2g
ヘキサメチレン−1,6−ビス(エチレン尿素) 0.05g
水で仕上げる 1000ml
上記透明基材1の作製において、下引き層B−1上にコロナ放電処理を施す際に、導電性インク液1との接触角がそれぞれ30度、40度、50度、60度となる条件でコロナ放電処理の出力及び処理時間を適宜変更した以外は同様にして、透明基材2〜5を作製した。
上記透明基材1の作製において、下引き層B−1上にコロナ放電処理を施す際に、後述の導電性インク液2との接触角がそれぞれ70度、80度、90度、95度となる条件でコロナ放電処理の出力及び処理時間を適宜変更した以外は同様にして、透明基材6〜9を作製した。
〔導電性インク1の調製〕
銀ナノ粒子を含有する石原産業製の導電性インクMGI−C01を用い、それにCabot製の自己分散タイプカーボンブラック溶液CAB−O−JET200を、導電性インクに対するカーボンブラック比率が10.0質量%になるように添加し、更にサーフィノール465(日信化学工業株式会社)を添加して、25℃における表面張力が45mN/mである導電性インク1を調製した。
上記導電性インク1の調製において、サーフィノール465を除いた以外は同様にして、25℃における表面張力が62mN/mである導電性インク2を調製した。
上記調製した導電性インク液1、2を、それぞれインクジェット記録ヘッドとして、図1に記載の構成からなる圧力印加手段と電界印加手段とを有し、ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiのピエゾ型ヘッドを搭載したインクジェットプリント装置に装填し、表1に記載の導電性インク液と透明基材との組み合わせで、各透明基材上に線幅10μm、乾燥後膜厚0.5μm、線間隔300μmの格子状の導電性細線1〜15を形成した後、乾燥した。
以上のようにして作製した各透明導電膜フィルムについて、下記の方法に従って各特性値の測定及び評価を行った。
各透明導電膜フィルムについて、東京電色社製AUTOMATICHAZEMETER(MODEL TC−HIIIDP)を用いて、全光線透過率を測定した。全光線透過率は75%以上であれば、透明導電膜フィルムとして実用上適性を有していると判定した。
各透明導電膜フィルムについて、表面抵抗値をダイアインスツルメンツ製の抵抗率計ロレスタGPを用いて測定した。表面抵抗値として、0.5Ω/□未満であれば、透明導電膜フィルムとして実用上適性を有していると判定した。
各透明導電膜フィルムについて、形成した導電性細線の線幅を、光学顕微鏡で2000倍の倍率条件で、ランダムに50箇所について観察及び測定し、線幅の最大値と最小値との線幅差ΔW(μm)を求め、この線幅差ΔWの導電性細線均一性の尺度とした。線幅差ΔWが2.0μm以下であれば、透明導電膜フィルムとして実用上適性を有していると判定した。
《導電性インクの調製》
〔導電性インク3の調製〕
パラジウムナノ粒子を含有する森村ケミカル社製の触媒インクJIPD−7を用い、それにCabot製の自己分散タイプカーボンブラック溶液CAB−O−JET300を、触媒インクに対するカーボンブラック比率が10.0質量%になるように添加し、更にサーフィノール465(日信化学工業株式会社)を添加して、25℃における表面張力が48mN/mである導電性インク3を調製した。
上記導電性インク3の調製において、サーフィノール465を除いた以外は同様にして、25℃における表面張力が64mN/mである導電性インク4を調製した。
上記調製した導電性インク液3、4を、それぞれインクジェット記録ヘッドとして、図1に記載の構成からなる圧力印加手段と電界印加手段とを有し、ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpiのピエゾ型ヘッドを搭載したインクジェットプリント装置に装填し、表2に記載の導電性インク液と実施例1で作製した透明基材との組み合わせで、各透明基材上に線幅10μm、乾燥後膜厚0.5μm、線間隔300μmの格子状の導電性細線16〜30を形成した後、乾燥した。
以上のようにして作製した各透明導電膜フィルムについて、実施例1に記載の報補と同様にして全光線透過率、導電性及び導電性細線均一性の評価を行い、得られた結果を表2に示す。
実施例1及び実施例2で作製した透明導電膜フィルムを、各電磁波シールドから一辺が200mmの正方形サンプルを切り出し、側面周囲に銅テープでアースを形成して、試験片とした。(株)アドバンテスト製の電磁波シールド効果測定装置TR17301型と、ヒューレットパッカード社製のネットワークアナライザ8753Aとを用い、上記試験片について周波数0.1MHz〜1000MHzにおける電磁波の強度を測定し、電磁波減衰率を測定した結果、いずれも電磁波シールドとして優れた特性を有していることを確認することができた。
21 ノズル
22 ノズル内流路
23 対向電極
24 インク室
25 吐出電圧印加手段
26 ノズルプレート
27 供給路
28 吐出電極
30 バイアス電源
K インク受容基材
Claims (6)
- 基材に、金属微粒子を含有するインクを用いて、インクジェット方式で導電性細線を格子状に形成する透明導電膜の作製方法であって、基材上に吐出する該インクの液滴サイズが0.05pl以上、1.0pl以下で、かつ該基材と該インクとの接触角が、40度以上、90度以下であることを特徴とする透明導電膜の作製方法。
- 前記基材と前記インクとの接触角が、50度以上、60度以下であることを特徴とする請求項1に記載の透明導電膜の作製方法。
- 前記インクが含有する前記金属微粒子が、銀ナノ粒子、金ナノ粒子及び銅ナノ粒子から選ばれる少なくとも1種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の作製方法。
- 前記インクが含有する前記金属微粒子がパラジウムナノ粒子であり、かつ形成した前記導電性細線にメッキ処理を施すことを特徴する請求項1または2に記載の透明導電膜の作製方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の透明導電膜の作製方法を用いて作製されることを特徴とする透明導電膜。
- 請求項5に記載の透明導電膜を有することを特徴とするプラズマディスプレイ用電磁波シールド。
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