JP5674514B2

JP5674514B2 - 透明導電性シートの製造方法

Info

Publication number: JP5674514B2
Application number: JP2011054495A
Authority: JP
Inventors: 涼野村; 公彦金野; 水谷　拓雄; 拓雄水谷; 寿夫神崎
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP2012190713A

Description

本発明は、透明導電性シートの製造方法に関する。

従来、透明導電膜は、例えば、スズ含有酸化インジウムなどの透明導電性薄膜をスパッタリング、蒸着などのいわゆるドライプロセスにより基材上に堆積することにより、製造されていた。このようなドライプロセスを用いた透明導電膜の製造は、真空条件下で行われるため、高価な製造装置を必要とし、また生産効率が低く、大量生産には適さない。そのため、上記ドライプロセスに代わる方法として、透明導電性粒子を含む分散組成物を塗布して透明導電膜を形成するウェットプロセスの検討が進められている。

透明導電性粒子のうち、酸化インジウムにスズを含有させたスズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）粒子は、可視光に対する高い透光性と、高い導電性から、静電防止や電磁波遮蔽が要求されるＣＲＴ画面、ＬＣＤ画面などに好適な材料として用いられてきた。

また、透明導電膜のドライプロセス法で使用されてきたスズ含有酸化インジウムの他、酸化スズ、アンチモン含有酸化スズ、酸化亜鉛、フッ素含有酸化スズなどの透明導電性粒子を含む分散組成物を基材上に塗布して形成した塗布型透明導電膜も実用化されている。

塗布型透明導電膜については、透明性などの光学特性や、導電性などの電気特性を向上させるための検討が進められている。例えば、特許文献１では、透明導電性粒子と紫外線硬化樹脂を含む分散組成物を塗布し、圧延処理（カレンダ処理）後、紫外線硬化処理を行うことで、透明導電膜が形成された基材の光学特性及び電気特性を向上させることが提案されている。特許文献２では、塗布型透明導電膜中に含まれる分散剤、バインダ樹脂を４５０℃以上の高温環境下で分解し焼結することにより、透明導電膜が形成された基材の電気特性を向上させることが提案されている。

特許第２９９４７６７号公報特開２０１０−０１０００５号公報

しかしながら、特許文献１では、圧延処理（カレンダ処理）を行うため、基材幅以上の大型設備を必要とする。また基材の種類は、柔軟性の高い高分子シートに限定されてしまい、基材としてガラスを用いた透明導電性シートの製造は非常に困難である。

また、特許文献２では、高温環境下で焼結を行うため、基材の種類は、４５０℃以上の高温でも光学特性が変化しないガラスなどに限定される。基材として耐熱性の低い高分子シートを用いた場合、高温環境下では分解反応が進み、光学特性が劣化する傾向にある。

このように基材上に塗布型透明導電膜を形成する場合、従来では、圧延処理や高温処理をするための設備が必要であり、また、利用する基材の種類が限られていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、基材の種類に関わらず、良好な光学特性及び電気特性を有する透明導電性シートを得ることが可能な透明導電性シートの製造方法を提供する。

本発明の透明導電性シートの製造方法は、透明基材と、上記透明基材の一主面上に形成された透明導電膜とを含む透明導電性シートの製造方法であって、上記透明基材の一主面上に、透明導電性粒子とバインダ樹脂と溶媒とを含むコーティング組成物を塗布して上記透明導電膜を形成する第１の工程と、上記透明導電膜を、温度１０〜５０℃でかつ相対湿度６０％以下の環境下で乾燥させることにより、上記透明導電膜中の溶媒量を減少させる第２の工程とを含み、上記コーティング組成物中の固形分濃度は、８０％以下であり、上記第２の工程後の上記透明導電膜の乾燥膜厚をａ（μｍ）とし、上記第２の工程後の上記透明導電膜中の溶媒量をｂ（ｍｇ／ｍ²）としたとき、ｂ／ａ［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］が１０以下であり、上記第２の工程後の上記透明導電膜の表面抵抗の変化率が、２００％未満であることを特徴とする。

本発明によれば、基材の種類に関わらず、良好な光学特性及び電気特性を有する透明導電性シートを製造できる。

本発明の透明導電性シートの製造方法は、透明基材と、上記透明基材の一主面上に形成された透明導電膜とを含む透明導電性シートの製造方法であって、上記透明基材の一主面上に、透明導電性粒子とバインダ樹脂と溶媒とを含むコーティング組成物を塗布して上記透明導電膜を形成する第１の工程と、上記透明導電膜を、温度１０〜５０℃でかつ相対湿度６０％以下の環境下で乾燥させることにより、上記透明導電膜中の溶媒量を減少させる第２の工程とを含み、上記コーティング組成物中の固形分濃度は、８０％以下であり、上記第２の工程後の上記透明導電膜の乾燥膜厚をａ（μｍ）とし、上記第２の工程後の上記透明導電膜中の溶媒量をｂ（ｍｇ／ｍ²）としたとき、ｂ／ａ［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］が１０以下であることを特徴とする。これにより、基材の種類に関わらず、良好な光学特性及び電気特性を有する透明導電性シートを製造できる。

また、本発明の透明導電性シートの製造方法は、上記第２の工程後の前記透明導電膜を、温度５０〜１５０℃の環境下で乾燥させることにより、上記第２の工程後の上記透明導電膜中の溶媒量を減少させる第３の工程を含み、上記第３の工程後の上記透明導電膜の乾燥膜厚をａ（μｍ）とし、上記第３の工程後の上記透明導電膜中の溶媒量をｃ（ｍｇ／ｍ²）としたとき、ｃ／ａ［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］が１以下であることを特徴とする。これにより、透明導電膜中の溶媒量を短時間でさらに減少させることができ、透明導電性シートの電気特性をより向上させることができる。

本明細書において、乾燥膜厚とは、透明導電膜中の溶媒量が１（ｍｇ／ｍ²）以下のときの膜厚のことをいう。

ここで、上記第２の工程における乾燥時の環境条件（温度及び湿度）について説明する。乾燥時の温度は溶媒の蒸発速度に大きな影響を与えるため、温度は、１０〜５０℃と設定でき、より好ましくは２５〜４０℃である。温度が低温であるほど、蒸発速度は遅くなり、透明導電膜（以下、塗膜ともいう。）中の透明導電性粒子が緻密に堆積することができ、その結果、空隙が減少し、導電パスが多くなる。空隙が減少すると光学特性は向上し、導電パスが多くなると表面抵抗が下がって電気特性が向上する。ただし、温度を１０℃よりも低く設定しようとすると、冷却装置を別途必要とする場合があり、却ってコストがかかるため、温度の下限値は１０℃とした。一方、温度が５０℃を超えると、溶媒の蒸発速度が高くなり、塗膜中の透明導電性粒子が緻密に堆積することができず、その結果、空隙が多くなり、導電パスが減少する。空隙が多くなると良好な光学特性が得られず、導電パスが減少すると良好な電気特性が得られない。このため、温度の上限値は５０℃とした。

一方、乾燥時の湿度は塗膜中の透明導電性粒子の緻密性に大きな影響を与えるため、相対湿度は６０％以下が好ましい。より好ましくは相対湿度１０％〜６０％である。低湿であるほど、塗膜は水分の影響を受けず、塗膜中の透明導電性粒子は緻密に堆積することができ、その結果、光学特性及び電気特性が向上する。ただし、相対湿度を１０％より小さく制御することは難しいため、相対湿度の下限値は１０％以上とした。一方、相対湿度が６０％を超えると、塗膜中の溶媒が蒸発する際に気化熱によって塗膜の温度が低下し、塗膜内に空気中の水分が入り込みやすくなると考えられる。乾燥時に水分が入り込むと、塗膜中の固形分が凝集し、塗膜中の透明導電性粒子は緻密に堆積することができず、良好な光学特性及び電気特性が得られない。このため、相対湿度の上限値は６０％とした。

次に、上記第２の工程後の透明導電膜中の溶媒量について説明する。塗膜中の溶媒量は、塗膜の表面抵抗、及び、塗膜の表面抵抗の変化率（以下、抵抗変化率ともいう。）に影響を及ぼす。塗膜中に溶媒が残存している場合、塗膜中の導電パスは常に変化していると考えられ、塗膜中の溶媒量が少ないほど、表面抵抗は低く、抵抗変化率は小さくなるため、電気特性が向上する。具体的には、乾燥膜厚が１μｍあたりの第２の工程後の塗膜中の溶媒量が１０（ｍｇ／ｍ²）以下の場合、表面抵抗は低く、抵抗変化率は小さいため、良好な電気特性が得られる。一方、乾燥膜厚が１（μｍ）あたりの第２の工程後の塗膜中の溶媒量が１０（ｍｇ／ｍ²）より大きくなると、表面抵抗は高くなる、あるいは、抵抗変化率は大きくなるため、良好な電気特性は得られない。よって、第２の工程後の塗膜中の溶媒量／乾燥膜厚は１０［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］以下であることが好ましい。即ち、ｂ／ａが１０以下であることが好ましい。

上記第３の工程後の透明導電膜中の溶媒量について説明する。上述したように、塗膜中の溶媒量が少ないほど、電気特性を向上させることができ、優れた電気特性を得るためには、塗膜中の溶媒量／乾燥膜厚は１［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］以下であることが好ましい。即ち、ｃ／ａが１以下であることが好ましい。第２の工程では１０〜５０℃の低温で乾燥処理を行っているため、塗膜中の溶媒量／乾燥膜厚を１［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］以下にすることは難しいが、第３の工程では、５０〜１５０℃の高温で乾燥処理させることにより、塗膜中の溶媒量／乾燥膜厚を１［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］以下にすることができる。

（コーティング組成物）
コーティング組成物は、透明導電性粒子とバインダ樹脂とを溶媒に分散させて調製することにより得られる。コーティング組成物中の固形分濃度は、８０％以下と設定する。固形分濃度が８０％を超えると、粘度が非常に大きくなり、分散することが困難になる。

＜透明導電性粒子＞
上記透明導電性粒子としては、透明性と導電性を兼ね備えた粒子であれば特に限定されず、例えば、導電性金属酸化物粒子、導電性窒化物粒子などを用いることができる。上記導電性金属酸化物粒子としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化カドミウムなどの金属酸化物粒子が挙げられる。また、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛及び酸化カドミウムからなる群から選ばれる１種類以上の金属酸化物を主成分として、さらにスズ、アンチモン、アルミニウム、ガリウムがドープされた導電性金属酸化物粒子、例えば、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）粒子、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）粒子、アルミニウム含有酸化亜鉛（ＡＺＯ）粒子、ガリウム含有酸化亜鉛（ＧＺＯ）粒子、ＩＴＯをアルミニウム置換した導電性金属酸化物粒子なども用いることができる。中でも、透明性及び導電性に優れている点から、ＩＴＯ粒子が特に好ましい。また、導電性の観点から、上記ＩＴＯ粒子において、ＩＴＯ全体に対してスズの添加量は酸化スズ換算で１〜２０重量％が好ましい。ＩＴＯへのスズの添加により導電性が改善されるが、スズの添加量が１重量％より少ない場合は導電性の改善が乏しい傾向があり、２０重量％を超えても導電性向上の効果は少ない傾向がある。

上記透明導電性粒子は、平均一次粒子径が１０〜２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。１０ｎｍより小さい場合、分散処理が困難になり粒子同士が凝集しやすくなるためか、曇りが大きくなり、光学特性が劣る傾向がある。また、２００ｎｍより大きい場合、粒子による可視光線の散乱によるためか、曇りが大きくなる傾向がある。ここで、平均一次粒子径は、例えば、透明基材上に形成した透明導電膜の表面又は断面において、個々の粒子の粒子径を電子顕微鏡を用いて観察・測定した後、少なくとも１００個の粒子の粒子径を平均した平均粒子径をいう。

＜バインダ樹脂＞
上記コーティング組成物に含まれる上記バインダ樹脂の含有量は、透明導電性粒子１００重量部に対して５〜１８重量部であることが好ましい。５重量部より少ないと塗膜強度向上の効果が乏しい傾向があり、１８重量部より多いと表面抵抗が上昇する傾向があり、良好な導電性が得られない可能性がある。

上記バインダ樹脂としては、特に限定されないが、ガラス転移温度が３０〜１２０℃の樹脂が好ましい。上記バインダ樹脂としては、ガラス転移温度が３０〜１２０℃である樹脂を用いることにより、透明導電膜は適度な柔軟性を有することができる。上記バインダ樹脂としては、例えば、ガラス転移温度が３０〜１２０℃である熱可塑性樹脂又はガラス転移温度が３０〜１２０℃である放射線硬化性樹脂などを用いることができる。上記バインダ樹脂は、単独で用いてもよく、又は二種以上を組合せて用いてもよい。ここで、ガラス転移温度の測定は、いわゆる熱分析によるＤＳＣ法を用いて日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１２１に準拠して行うことができる。

上記ガラス転移温度が３０〜１２０℃である熱可塑性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂又はポリエステル樹脂を用いることができる。

上記アクリル系樹脂としては、例えば、三菱レイヨン社製の“ダイヤナールＢＲ−６０”、“ダイヤナールＢＲ−６４”、“ダイヤナールＢＲ−７５”、“ダイヤナールＢＲ−７７”、“ダイヤナールＢＲ−８０”、“ダイヤナールＢＲ−９０”、“ダイヤナールＢＲ−９５”、“ダイヤナールＢＲ−９６”、“ダイヤナールＢＲ−１００”、“ダイヤナールＢＲ−１０１”、“ダイヤナールＢＲ−１０５”、“ダイヤナールＢＲ−１０６”、“ダイヤナールＢＲ−１０７”、“ダイヤナールＢＲ−１０８”、“ダイヤナールＢＲ−１１０”、“ダイヤナールＢＲ−１１３”、“ダイヤナールＢＲ−１２２”、“ダイヤナールＢＲ−６０５”、“ダイヤナールＭＢ−２５３９”、“ダイヤナールＭＢ−２３８９”、“ダイヤナールＭＢ−２４８７”、“ダイヤナールＭＢ−２６６０”、“ダイヤナールＭＢ−２９５２”、“ダイヤナールＭＢ−３０１５”、“ダイヤナールＭＢ−７０３３”などが挙げられる。

上記ポリエステル樹脂としては、例えば、東洋紡積社製の“バイロン２００”、“バイロン２２０”、“バイロン２２６”、“バイロン２４０”、“バイロン２４５”、“バイロン２７０”、“バイロン２８０”、“バイロン２９０”、“バイロン２９６”、“バイロン６６０”、“バイロン８８５”、“バイロンＧＫ１１０”、“バイロンＧＫ２５０”、“バイロンＧＫ３６０”、“バイロンＧＫ６４０”、“バイロンＧＫ８８０”などが挙げられる。

上記ガラス転移温度が３０〜１２０℃である放射線硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリレートモノマー、メタクリレートモノマー、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリルオリゴマーなどが挙げられる。具体的には、イソボルニルアクリレート、２−フェノキシエチルメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコ−ルジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートなどを用いることができる。ここで、放射線硬化性樹脂のガラス転移温度は、例えば、樹脂１００重量部に対し紫外線重合開始剤、例えば２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オンを５重量部添加し、紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ²照射して得られた放射線硬化処理後の測定値を用いることが好ましい。

また、上記ガラス転移温度が３０〜１２０℃である樹脂として、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いてもよい。

バインダ樹脂として放射線硬化性樹脂を用いた場合、紫外線、電子線、β線などの放射線により硬化処理を行ってもよい。これらのうち紫外線を用いることが簡便であり、この場合、放射線硬化性樹脂に、さらに紫外線重合開始剤を含ませてもよい。紫外線重合開始剤としては、以下のものを用いることができる。例えば、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，４−ジエチルチオキサントン、ｏ−ヘンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェン、ベンジル、２−クロロチオキサントン、ジイソプロピルチオザンソン、９，１０−アントラキノン、ベンソイン、ベンソインメチルエーテル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフェノン、４−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、α，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトンなどを用いることができる。上記紫外線重合開始剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。

上記紫外線重合開始剤は、放射線硬化性樹脂１００重量部に対し、１〜２０重量部の範囲で添加することが好ましい。１重量部より少ない場合、樹脂の硬化性が劣るためか、塗膜強度が劣る傾向にある。また、２０重量部を超える場合、架橋が十分に発達しないためか、塗膜強度が劣る傾向にある。

＜溶媒＞
上記溶媒としては、ヘキサンなどの炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのグリコール類；エチレングリコールモノメチルエステルなどのグリコールエステル類；テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類；Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒を用いることができる。また、上記溶媒は、単独で用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。

＜コーティング組成物の調製方法＞
コーティング組成物の調製方法は、透明導電性粒子とバインダ樹脂とを溶媒中に分散できればよく、その分散方法はそれぞれ特に限定されない。例えば、サンドグラインドミルなどのビーズミル、超音波分散機、３本ロールミルなどによる分散処理が挙げられるが、より分散性が優れるという点から、ビーズミルによる分散処理が好ましい。

コーティング組成物には、分散剤などの添加剤を含ませてもよい。分散剤としては、少なくともアニオン系官能基を含む分散剤を用いることが好ましく、アニオン系官能基を含むポリエステル系樹脂、アニオン系官能基を含むアクリル系樹脂を用いることがより好ましい。例えば、カルボン酸含有アクリル系樹脂、酸含有ポリエステル系樹脂、酸及び塩基含有ポリエステル系樹脂などを用いることができる。具体的には、三菱レイヨン社製の“ダイヤナールＭＲ−２５３９”、“ダイヤナールＭＢ−２３８９”、“ダイヤナールＭＢ−２６６０”、“ダイヤナールＭＢ−３０１５”、“ダイヤナールＢＲ−６０”、“ダイヤナールＢＲ−６４”、“ダイヤナールＢＲ−７７”、“ダイヤナールＢＲ−８４”、“ダイヤナールＢＲ−８３”、“ダイヤナールＢＲ−１０６”、“ダイヤナールＢＲ−１１３など、又はアビシア社製の“ソルスパーズ３０００”、“ソルスパーズ２１０００”、“ソルスパーズ２６０００”、“ソルスパーズ３２０００”、“ソルスパーズ３６０００”、“ソルスパーズ４１０００”、“ソルスパーズ４３０００”、“ソルスパーズ４４０００”、“ソルスパーズ４５０００”、“ソルスパーズ５６０００”などの市販のものを用いることができる。

（透明基材）
透明基材としては、透明な透光性を有する材料で形成されていれば特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリオレフィン類、セルローストリアセテートなどのセルロース系樹脂、ナイロン、アラミドなどのアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホンエーテルなどのポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂などの材料からなる、フィルム又はシートを用いることができる。また、ガラス、セラミックスなどを用いてもよい。透明基材の厚さは、通常３〜３００μｍが好ましく、２５〜２００μｍがより好ましい。

また、本発明で透明とは、ＪＩＳＫ７１６１：１９９７に準拠して測定した全光線透過率が７５％以上であることをいう。

透明基材には、酸化防止剤、難燃剤、耐熱防止剤、紫外線吸収剤、易滑剤、帯電防止剤などの添加剤が添加されてもよい。さらに、透明基材上に形成される透明導電膜との密着性を向上させるために、基材表面に易接着剤層（例えば、プライマー層）を設けたり、コロナ処理、プラズマ処理などの表面処理を行ったりすることができる。

（透明導電膜の形成）
透明基材へのコーティング組成物の塗布方法としては、平滑な塗膜を形成しうる塗布方法であればよく、特に限定されない。例えば、グラビアロール法、マイクログラビアロール法、スプレイ法、スピン法、ナイフ法、キス法、スクイズ法、リバースロール法、ディップ法、バーコート法などの塗布方法を用いることができる。

塗膜の乾燥方法としては、塗膜中の溶媒が除去できれば、特に限定されず、例えば、加熱乾燥、真空乾燥、自然乾燥などにより行うことができる。

透明導電膜の表面抵抗は、１００００Ω／スクエアより小さいことが好ましく、１０００Ω／スクエア以下であることがより好ましい。上記表面抵抗は、透明導電性シートの導電性を示すものであり、値が低いほど、導電性が高く、電気特性に優れる。

以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。特に指摘がない場合、下記において、「部」は「重量部」を意味する。

（実施例１）
＜コーティング組成物の調製＞
先ず、以下の組成の混合物を、分散メディアとして直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを用い、ペイントコンディショナーを用いて３０分間、分散処理した。
（１）ＩＴＯ粒子（平均一次粒子径：３０ｎｍ、酸化スズ含有率：１０重量％）８９．０部
（２）アクリル系樹脂（三菱レイヨン社製“ダイヤナールＢＲ−１０６”、ガラス転移点：５０℃）４．１部
（３）メチルエチルケトン５２．１部
（４）トルエン５２．１部

次に、分散処理した上記の混合物に、以下のバインダ樹脂と溶媒とを添加し、ペイントコンディショナーを用いて３０分間、分散処理したその後、フィルターを通してジルコニアビーズを取り除いて、コーティング組成物を得た。
（５）熱可塑性樹脂（三菱レイヨン社製“ダイヤナールＢＲ−１００”、ガラス転移点：１０５℃）６．９部
（６）シクロヘキサノン３１．２部
（７）トルエン３１．２部

＜透明導電性シートの作製＞
まず、上記コーティング組成物を、マイクログラビアコータを用いて透明基材としてのポリエステルフィルム（東レ社製“ルミラー”、厚み：１００μｍ）に塗布して透明導電膜を形成した（第１の工程）。次いで、上記透明導電膜を温度２５℃、相対湿度４０％の環境下で乾燥することにより、上記透明導電膜中の溶媒量を減少させ（第２の工程）、実施例１の透明導電性シートを得た。

＜透明導電膜中の溶媒量の測定＞
透明導電膜中の溶媒量は、ガスクロマトグラフを用いて定量した。透明導電性シートから長さ２０ｍｍ、幅３０ｍｍのサンプルを切り出し、チャンバー内で昇温速度１６℃／分で温度３０℃から１１０℃まで加熱し、昇温開始から３０分間、脱ガスの捕集を行った。透明導電膜中の溶媒量は、８ｍｇ／ｍ²であった。

＜乾燥膜厚＞
実施例１の透明導電性シートに係る透明導電膜を、別途、真空条件下で、透明導電膜中の溶媒量が１（ｍｇ／ｍ²）以下になるまで乾燥させた。乾燥後の膜厚（乾燥膜厚）は、１μｍであった。

（実施例２）
上記実施例１の透明導電性シートをさらに温度１００℃、相対湿度４０％の環境下で乾燥させることにより、第２の工程後の透明導電膜中の溶媒量を減少させ（第３の工程）、実施例２の透明導電性シートを作製した。実施例２の透明導電性シートに係る透明導電膜中の溶媒量は、０．３（ｍｇ／ｍ²）であった。また、実施例２における透明導電膜の乾燥膜厚は、１μｍであった。

（実施例３）
コーティング組成物を温度４０℃、相対湿度５５％の環境下で乾燥させたこと以外は、上記実施例１と同様にして、実施例３の透明導電性シートを作製した。実施例３の透明導電性シートに係る透明導電膜中の溶媒量は、５（ｍｇ／ｍ²）であった。また、実施例３における透明導電膜の乾燥膜厚は、１μｍであった。

（比較例１）
コーティング組成物を温度２０℃、相対湿度５５％の環境下で乾燥させたこと以外は、上記実施例１と同様にして、比較例１の透明導電性シートを作製した。比較例１の透明導電性シートに係る透明導電膜中の溶媒量は、１５（ｍｇ／ｍ²）であった。また、比較例１における透明導電膜の乾燥膜厚は、１μｍであった。

（比較例２）
コーティング組成物を温度４０℃、相対湿度８０％の環境下で乾燥させたこと以外は、上記実施例１と同様にして、比較例２の透明導電性シートを作製した。比較例２の透明導電性シートに係る透明導電膜中の溶媒量は、５（ｍｇ／ｍ²）であった。また、比較例２における透明導電膜の乾燥膜厚は、１μｍであった。

（比較例３）
コーティング組成物を温度６０℃、相対湿度５５％の環境下で乾燥させたこと以外は、上記実施例１と同様にして、比較例３の透明導電性シートを作製した。比較例３の透明導電性シートに係る透明導電膜中の溶媒量は、５（ｍｇ／ｍ²）であった。また、比較例３における透明導電膜の乾燥膜厚は、１μｍであった。

（比較例４）
コーティング組成物を温度１００℃、相対湿度４０％の環境下で乾燥させたこと以外は、上記実施例１と同様にして、比較例４の透明導電性シートを作製した。比較例４の透明導電性シートに係る透明導電膜中の溶媒量は、０．５（ｍｇ／ｍ²）であった。また、実施例４における透明導電膜の乾燥膜厚は、１μｍであった。

上記実施例１〜３及び比較例１〜４の透明導電性シートの電気特性及び光学特性を下記の通り測定し評価した。その結果を表１に示す。表１では、透明導電膜の乾燥膜厚（μｍ）、透明導電膜中の溶媒量（ｍｇ／ｍ²）及び溶媒量／乾燥膜厚［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］についても示した。

（電気特性）
電気特性は、表面抵抗及び抵抗変化率により評価した。
＜表面抵抗＞
透明導電性シートから長さ７５ｍｍ、幅７５ｍｍのサンプルを切り出し、抵抗率計“ロウレスタＡＰ−ＭＣＰ−Ｔ４００”（ダイアインスツルメンツ社製）及び抵抗計“ハイレスタＨＴ−２１０”（ダイアインスツルメンツ社製）を用いて、透明導電膜側の表面抵抗を測定した。表面抵抗が、１００００（Ω／スクエア）未満のものをＡ、１００００（Ω／スクエア）以上のものをＢとして評価した。

＜抵抗変化率＞
透明導電性シートから長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍのサンプルを切り出し、抵抗計“ハイレスタＨＴ−２１０” （ダイアインスツルメンツ社製）を用いて、透明導電膜の表面抵抗を測定した。その後、遮光された密閉容器内で３日間保存し、透明導電膜の表面抵抗を測定した。そして、下記式（２）を用いて表面抵抗の変化率（抵抗変化率）を算出した。抵抗変化率が１５０％未満のものをＡ、１５０％以上２００％未満のものをＢ、２００％以上のものをＣとして評価した。
抵抗変化率（％）＝［保存後の表面抵抗（Ω／スクエア）／保存前の表面抵抗（Ω／スクエア）］×１００・・・（２）

＜光学特性＞
光学特性は、ヘイズを測定することにより評価した。ヘイズの値が低いほど、光学特性が優れることになる。具体的には、紫外可視近赤外分光光度計“Ｖ−５７０”（日本分光社製）を用いて、ポリエステルフィルムを含めた透明導電性シートの曇り（ヘイズ）を評価した。より詳細には、積分球ＩＬＮ−４７２を組み合わせ、ヘイズ値計算モードで、レスポンスがＦａｓｔ、バンド幅が２．０ｎｍ、近赤外が８．０ｎｍ、走査速度が４００ｎｍ／ｍｉｎの条件で波長範囲３８０〜７８０ｎｍの透過率スペクトルを測定した。ヘイズの計算は、Ｃ光源、視野２度の条件で行った。そして、ヘイズの値が２．０以下のものをＡ、２．０より大きいものをＢとして評価した。評価試料は、透明導電性シートから幅３０ｍｍ、長さ５０ｍｍのサンプルを切り出して使用した。

表１から分かるように、コーティング組成物を温度１０〜５０℃でかつ相対湿度６０％以下の環境下で乾燥させた実施例１、３は、透明導電膜中の溶媒量／乾燥膜厚がいずれも１０［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］以下であった。表面抵抗、抵抗変化率、及びヘイズはいずれも良好であり、良好な光学特性及び電気特性を有する透明導電性シートが得られたことが分かった。

コーティング組成物を温度１０〜５０℃でかつ相対湿度６０％以下の環境下で乾燥させた後、さらに高温（１００℃）で乾燥させた実施例２は、透明導電膜中の溶媒量は、０．３（ｍｇ／ｍ²）と実施例１、３に比べて溶媒量が非常に少なく、実施例２における透明導電膜中の溶媒量／乾燥膜厚は０．３［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］であった。表面抵抗、抵抗変化率、及びヘイズはいずれも良好であり、良好な光学特性及び電気特性を有する透明導電性シートが得られたことが分かった。

一方、コーティング組成物の乾燥条件が上記実施例１〜３と同様、温度１０〜５０℃でかつ相対湿度６０％であるが、透明導電膜中の溶媒量／乾燥膜厚が１０［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］より大きい比較例１は、抵抗変化率が大きく、実施例１〜３に比べて電気特性が劣っていることが分かった。

コーティング組成物の乾燥時の相対湿度が６０％を超えている比較例２は、ヘイズが高く、実施例１〜３に比べて光学特性が劣っていることが分かった。

コーティング組成物の乾燥時の温度が５０℃を超えている比較例３は、表面抵抗が高く、実施例１〜３に比べて電気特性が劣っていることが分かった。

透明導電膜中の溶媒量／乾燥膜厚は１０［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］以下であるが、コーティング組成物の乾燥時の温度が５０℃を大きく超えている比較例４は、表面抵抗とヘイズが高く、光学特性及び電気特性が実施例１〜３に比べて劣っていることが分かった。

以上のことから、第２の工程における乾燥時の環境条件を、温度１０〜５０℃でかつ相対湿度６０％以下とし、透明導電膜中の溶媒量／乾燥膜厚を１０［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］以下に設定することにより、良好な光学特性及び電気特性を有する透明導電性シートを得ることができる。

本発明は、良好な光学特性及び電気特性を有する透明導電性シートを提供でき、透明導電性シートは、タッチパネル用電極や透明面発熱体などへの応用が期待できる。

Claims

透明基材と、前記透明基材の一主面上に形成された透明導電膜とを含む透明導電性シートの製造方法であって、
前記透明基材の一主面上に、透明導電性粒子とバインダ樹脂と溶媒とを含むコーティング組成物を塗布して前記透明導電膜を形成する第１の工程と、
前記透明導電膜を、温度１０〜５０℃でかつ相対湿度６０％以下の環境下で乾燥させることにより、前記透明導電膜中の溶媒量を減少させる第２の工程とを含み、
前記コーティング組成物中の固形分濃度は、８０％以下であり、
前記第２の工程後の前記透明導電膜の乾燥膜厚をａ（μｍ）とし、前記第２の工程後の前記透明導電膜中の溶媒量をｂ（ｍｇ／ｍ²）としたとき、ｂ／ａ［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］が１０以下であり、
前記第２の工程後の前記透明導電膜の表面抵抗の変化率が、２００％未満であることを特徴とする透明導電性シートの製造方法。
前記第２の工程後の前記透明導電膜を、温度５０〜１５０℃の環境下で乾燥させることにより、前記第２の工程後の前記透明導電膜中の溶媒量を減少させる第３の工程を含み、
前記第３の工程後の前記透明導電膜の乾燥膜厚をａ（μｍ）とし、前記第３の工程後の前記透明導電膜中の溶媒量をｃ（ｍｇ／ｍ²）としたとき、ｃ／ａ［ｍｇ／（ｍ²・μｍ）］が１以下である請求項１に記載の透明導電性シートの製造方法。
前記透明導電性粒子は、スズ含有酸化インジウム粒子、アンチモン含有酸化スズ粒子、アルミニウム含有酸化亜鉛粒子、ガリウム含有酸化亜鉛粒子、及びスズ含有酸化インジウムをアルミニウム置換した導電性金属酸化物粒子よりなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１または２に記載の透明導電性シートの製造方法。
前記第２の工程後の前記透明導電膜のヘイズが、２．０％以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明導電性シートの製造方法。
前記第２の工程後の前記透明導電膜の表面抵抗が、１００００Ω／スクエア以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明導電性シートの製造方法。