JP6235993B2 - フィルム材料および導電材料の製造方法 - Google Patents
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Description
フィルム材料の表面の最大高さRy(μm)の値が4.0以下であることが好ましい。
また、微粒子含有層は、微粒子の体積をVpとし、バインダーの体積をVbとするとき、Vp/Vbで表される体積比が2.0未満であることが好ましい。
微粒子含有層の微粒子は樹脂で構成されることが好ましい。
例えば、導電材料は、タッチパネルセンサーおよび電磁波シールドフィルム等に使用することができる。
また、本発明によれば、このような導電材料の製造方法に用いられる、複数の金属配線を有する導電材料の表面形状を制御するフィルム材料を提供することができる。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α〜数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せば、α≦ε≦βである。
図1(a)は表示装置の表示パネル上に設置された透明導電膜を一部省略して示す断面図であり、(b)は透明導電膜を一部省略して示す平面図である。
本発明による透明導電膜10は、図1(a)に示すように、透明支持体12と、この透明支持体12の表面12a上に形成された金属配線部14とを有し、例えば、表示装置16の表示パネル16a上に貼着される。すなわち、この透明導電膜10は、例えば、表示装置16の電磁波シールドフィルム、タッチパネル用の導電性フィルム、タッチパネル用の透明導電膜、およびタッチパネルセンサー等のうち、いずれかに利用される。表示装置16としては液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機EL、無機EL等が挙げられる。透明導電膜10は、表示装置16内部に適用し、表示装置16と一体として用いることも可能である。
金属配線部14は、例えば、電磁波シールドフィルムまたはタッチパネルの電極を構成する電極部18と、電極部18に対して駆動信号を供給したり、電極部18からの信号を伝達する複数の金属配線20による配線部22とを有する。電極部18は、例えば、図1(b)に示すように、複数の金属細線24による多数の格子26が配列されたメッシュパターン28を有する。金属配線20および金属細線24は、例えば、金(Au)、銀(Ag)または銅(Cu)を主成分とする金属で構成されている。
Smfは、金属配線部14のうち、少なくとも電極部18の凹凸の平均間隔(μm)であって、0.01μm以上であることが好ましい。
上述の算術平均粗さRaf(μm)は、レーザー顕微鏡を用いて、JIS−B−0601−1994における算術平均粗さの値に相当するパラメーターを測定して得られた値である。
上述の凹凸の平均間隔Smfは、レーザー顕微鏡を用いて、金属配線部14のうち、少なくとも電極部18の凹凸を測定し、各凹凸の間隔を求め、さらに平均を求めて得られたものである。
ここで、上述の凹凸の平均間隔Smfとは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分において一つの山及びそれに隣り合う一つの谷に対応する平均線の長さの和を求め、この多数の凹凸の間隔の算術平均をマイクロメートル(μm)で表したもののことである。
透明支持体12は、透明導電膜10の支持体である。透明支持体12は、詳細は後述するが、金属配線部14等の導電性金属部(以下、単に、導電部ともいう)を支持できればその種類は制限されず、透明であることが好ましく、特にプラスチックフィルムが好ましい。透明支持体12を用いることで透明導電膜10は透明導電シートとして好適に用いることができる。
本実施形態における「光透過性部」とは、透明導電膜10のうち金属細線24および金属配線20(後述する導電性金属部)以外の透光性を有する部分を意味する。光透過性部における可視光透過率は、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらにより好ましくは97%以上であり、最も好ましくは98%以上である。
バインダー部は、少なくとも金属細線24間に設けられる層であり、光透過性部を構成する。なお、より好適な態様としては、金属細線24がある透明支持体12の表面上が、金属細線24およびバインダー部で覆われていることが好ましい。バインダー部には、ゼラチンとは異なる高分子化合物を含むことが好ましい。なお、金属細線24間には、バインダー部を設けず、何も設けなくても良い。
ここで、金属銀部に導電性金属を担持させた層全体のみならず、金属部に導電性金属を担持させた層全体、導電性金属が担持されていない金属銀部および導電性金属が担持されていない金属部をも、導電性金属部と記しても良い。
また、光透過性部は、導電性金属部の間に形成され、上述したバインダー部であっても良いし、何も設けられていない透明支持体12上の領域であっても良い。
透明支持体12上に、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を含む被めっき層を塗布し、その後、露光・現像した後にめっき処理して金属部を被めっき材料上に形成させる態様。
透明支持体12上に、ポリマーおよび金属酸化物を含む下地層と、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を含む被めっき層とをこの順に積層し、その後、露光・現像した後にめっき処理して金属部を被めっき材料上に形成させる態様。
物理現像核を含まない感光性ハロゲン化銀黒白感光材料を化学現像または熱現像して金属銀部を感光材料上に形成させる態様。
物理現像核をハロゲン化銀乳剤層中に含む感光性ハロゲン化銀黒白感光材料を溶解物理現像して金属銀部を感光材料上に形成させる態様。
物理現像核を含まない感光性ハロゲン化銀黒白感光材料と、物理現像核を含む非感光性層を有する受像シートを重ね合わせて拡散転写現像して金属銀部を非感光性受像シート上に形成させる態様。
本発明法は、透明導電膜10のメッシュパターン28を印刷方式によって施す場合を含むが、印刷方式以外は、メッシュパターン28を露光と現像等によって形成する。すなわち、透明支持体12上に設けられた銀塩含有層を有する感光材料またはフォトリソグラフィ用フォトポリマーを塗工した感光材料への露光を行う。露光は、電磁波を用いて行うことができる。電磁波としては、例えば、可視光線、紫外線等の光、X線等の放射線等が挙げられる。さらに露光には波長分布を有する光源を利用してもよく、特定の波長の光源を用いてもよい。
乳剤層を露光した後、さらに現像処理が行われる。現像処理は、銀塩写真フィルム、印画紙、印刷製版用フィルム、およびフォトマスク用エマルジョンマスク等に用いられる通常の現像処理の技術を用いることができる。
本実施形態では、露光および現像処理により形成された金属銀部の導電性を向上させる目的で、金属銀部に導電性金属粒子を担持させるための物理現像および/またはめっき処理を行ってもよい。
現像処理後の金属銀部、並びに、物理現像および/またはめっき処理によって形成された導電性金属部には、酸化処理を施すことが好ましい。酸化処理を行うことにより、例えば、光透過性部に金属が僅かに沈着していた場合に、この金属を除去し、光透過性部の透過性をほぼ100%にすることができる。
こうして形成された透明導電膜10には、脱バインダー処理を行うのが好ましい。
脱バインダー処理とは、導電部(少なくとも電極部18)を有する支持体(透明支持体12)を、さらにゼラチン等の水溶性バインダーを分解するタンパク質分解酵素、またはオキソ酸等の酸化剤で処理する工程である。本工程を実施することにより、露光・現像処理が施された感光性層からゼラチン等の水溶性バインダーが分解・除去され、金属細線24間のイオンマイグレーションがより抑制される。
現像処理またはゼラチン除去処理済みの金属細線24にカレンダ処理を施して高密度化する。カレンダ処理は、ハロゲン化銀写真感光材料を用いて透明支持体12上に金属配線部14を形成した場合のほか、透明支持体12上にめっき処理にて金属配線部14を形成した場合、あるいは、透明支持体12上の銅箔を選択的にエッチングして金属配線部14を形成した場合、あるいは、透明支持体12上に金属微粒子を含むペーストを印刷して金属配線部14を形成した場合、あるいは、透明支持体12上に金属膜を蒸着した後、金属膜を選択的にエッチングして金属配線部14を形成した場合、あるいは、透明支持体12上に、金属配線部14をスクリーン印刷版またはグラビア印刷版によって印刷形成した場合、あるいは、透明支持体12上に、金属配線部14をインクジェットにより形成した場合にも適用することができる。特に、透明支持体12の表面12a(金属配線部14が形成される面)が平坦である場合に有効である。カレンダ処理を行うことによって、金属配線部14の金属体積率が大きくなり、導電性が顕著に増大する。上述した脱バインダー処理を行うことで、金属の接触を阻害する物質が低減されるため、カレンダ処理による導電性増大の効果がより得られやすい。
また、本発明法では、表面に凹凸を有する本発明のフィルム材料を用いてカレンダ処理をすることにより、透明支持体12上の金属配線20および金属細線24の表面形状が制御され、金属配線20および金属細線24が見えにくく、かつ電気抵抗が低く、視認性、導電性および断線率が改善された導電材料を製造することができる。
カレンダ処理は、図6(a)に示す方法でなされる。
カレンダ処理は、図6(a)に示すように、表面30aに凹凸を有するフィルム材料30と、対向して配置された一対のカレンダローラー(第1カレンダローラー32Aおよび第2カレンダローラー32B)とを使用する。
カレンダ処理においては、透明支持体12上に複数の金属配線20および金属細線24を有する透明導電膜10の表面に、フィルム材料30を、その凹凸を透明導電膜10の表面に向けて重ね合わせて、この状態で加圧することにより、透明導電膜10の金属配線20および金属細線24の表面形状が制御され、上述のような表面形状を有するものとすることができる。
フィルム材料30は、上述のように透明導電膜10の表面に重ね合わせて加圧処理、すなわち、カレンダ処理を行うことにより、透明導電膜10の金属配線20、金属細線24の表面形状を制御するためのものである。
フィルム材料30の、導電材料と重ね合わせる側の面は、凹凸のある表面30aであるが、フィルム材料30の表面30aのことを凹凸面ともいう。また、表面30aの反対側の面のことを裏面30bという。
図6(b)に示すように、フィルム材料30は、基体50と、この基体50の表面50aに形成された微粒子含有層52とを有する。微粒子含有層52は、バインダーおよび微粒子56を含むものである。より具体的には、図6(c)に示すように、微粒子含有層52では、例えばバインダーで構成されるバインダー層54に含有する微粒子56により、フィルム材料30の表面30aが凹凸になる。
本発明において、微粒子含有層52におけるバインダーとは、微粒子含有層52における微粒子56以外の全ての成分のことであり、バインダー層54とは、上述の微粒子56以外の全ての成分、すなわち、バインダーで構成されたものである。
また、フィルム材料30は、基体50の表面50aに微粒子含有層52以外に、下塗り層、保護層、および帯電防止層等を好ましく付与することができ、特に、帯電による異物付着を避ける観点で、帯電防止層を付与することが好ましい。
なお、本実施形態において、フィルム材料30の表面30aとは、微粒子含有層52が形成された側の表面のことである。上述の表面30aの算術平均粗さRa(μm)は、微粒子含有層52の表面を測定して得られたものである。
算術平均粗さRa(μm)の値が0.36を超えると、算術平均粗さRaの値が大きすぎ、本発明のフィルム材料(凹凸フィルム)を用いて導電材料(透明導電膜10)に加圧処理を行う際、金属配線の断線の原因となり、好ましい導電材料が得られなくなる。
なお、表面30aの算術平均粗さRa(μm)は、レーザー顕微鏡を用いて、JIS−B−0601−1994における表面粗さを表すパラメーターのうち、算術平均粗さRaの値に相当するパラメーターを測定して得られた値である。
なお、表面30aの最大高さRyは、算術平均粗さRaと同様に、レーザー顕微鏡を用いて、JIS−B−0601−1994における表面粗さを表すパラメーターのうち、最大高さRyに相当するパラメーターを測定して得られた値である。
なお、フィルム材料30の表面30aの凹凸の平均間隔Smは、レーザー顕微鏡を用いて、フィルム材料30の表面30aの凹凸を測定し、各凹凸の間隔を求め、さらに平均を求めて得られたものである。
ここで、上述のフィルム材料30の表面30aの凹凸の平均間隔Smは、上述の電極表面の凹凸の平均間隔Smfと同じ定義であり、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分において一つの山及びそれに隣り合う一つの谷に対応する平均線の長さの和を求め、この多数の凹凸の間隔の算術平均をマイクロメートル(μm)で表したもののことである。
なお、フィルム材料30はロール形態で透明導電膜10のロールフィルムと共搬送することによって、高い生産性を実現できる。
合成樹脂(ポリマー)としては、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の種々のポリマーを使用することができ、中でもこれらの樹脂が水性分散物となったポリマーラテックスを用いることが好ましい。なお、ポリマーの水性分散物の分散状態としては、ポリマーが分散媒中に乳化されているもの、乳化重合されたもの、ミセル分散されたもの、あるいはポリマー分子中に部分的に親水的な構造を持つもの等いずれでもよい。なお、本発明のポリマーの水性分散物(または単に水分散物と呼ぶ)については「合成樹脂エマルジョン(奥田平、稲垣寛編集、高分子刊行会発行(1978))」、「合成ラテックスの応用(杉村孝明、片岡靖男、鈴木聡一、笠原啓司編集、高分子刊行会発行(1993))」、「合成ラテックスの化学(室井宗一著、高分子刊行会発行(1970))」等に記載されている。分散粒子の平均粒径は1〜50000nm、より好ましくは5〜1000nm程度の範囲が好ましい。分散粒子の粒径分布に関しては特に制限はなく、広い粒径分布を持つものでも単分散の粒径分布を持つものでもよい。
微粒子56のサイズ分布は均一であることが、フィルム材料30の表面30aに均一な凹凸面を形成する観点で好ましい。微粒子56の粒子サイズの変動係数は、好ましくは30%以下、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下、最も好ましくは5%以下である。
微粒子の粒子サイズの測定方法に、特に制限はなく、電子顕微鏡による観察、および動的散乱法等の光学測定等を用いることができる。電子顕微鏡の観察で、微粒子の粒子サイズを測定する場合には、不定形粒子のサイズ測定の困難さおよび曖昧さを排除するために電子顕微鏡観察で得られる粒子の投影面積と等しい面積を有する円の直径と定義する。
さらに、本発明において平均粒子サイズとは、各粒子の粒子サイズを算術平均したサイズと定義する。
積層体34を互いに対向して配置された第1カレンダローラー32Aと第2カレンダローラー32Bとの間に投入し、第1カレンダローラー32Aおよび第2カレンダローラー32Bを回転駆動することで、第1カレンダローラー32Aを透明導電膜10の透明支持体12に接触させ、第2カレンダローラー32Bをフィルム材料30に接触させるようにして、透明導電膜10を加圧処理するとともに一方向に搬送する。
上述の製造方法のほか、表面12aに凹凸を有する透明支持体12上に金属配線部14を形成する方法も好ましく採用することができる。この場合、表面12aのうち、電極部18が形成される部分だけ凹凸が形成されていてもよいし、もちろん、表面12a全面に凹凸が形成されていてもよい。これにより、透明支持体12の表面12a上に、金属配線部14を形成することで、透明支持体12の表面12aの凹凸形状が少なくとも電極部18の表面に転写された形態となる。
上述の透明支持体12の表面12aの算術平均粗さRas(μm)は、レーザー顕微鏡を用いて、JIS−B−0601−1994における算術平均粗さの値に相当するパラメーターを測定して得られた値である。
上述の凹凸の平均間隔Smsは、レーザー顕微鏡を用いて、透明支持体12の表面12aの凹凸を測定し、各凹凸の間隔を求め、さらに平均を求めて得られたものである。
ここで、上述の凹凸の平均間隔Smsは、上述の凹凸の平均間隔Smfと同じ定義であり、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分において一つの山及びそれに隣り合う一つの谷に対応する平均線の長さの和を求め、この多数の凹凸の間隔の算術平均をマイクロメートル(μm)で表したもののことである。
(光照射工程)
現像処理後、上述の処理工程のいずれかの後に、導電部(少なくとも電極部18)にキセノンフラッシュランプからのパルス光を照射する光照射工程をさらに有することが好ましい。本工程を実施することにより、導電部の低抵抗化を図ることができる。透明導電膜10の導電性が向上する理由については定かではないが、キセノンフラッシュランプからのパルス光を照射することで、熱によって少なくとも一部の高分子および/またはゼラチンが蒸発し、金属(導電性物質)同士が結合しやすくなるものと考えられる。
(加熱工程)
現像処理後、上述の処理工程のいずれかの後に、導電部(少なくとも電極部18)を有する支持体(透明支持体12)に加熱処理を施す工程をさらに有することが好ましい。本工程を実施することにより、導電部の導電性が向上するとともに、金属細線24の密着が良好で、さらには、イオンマイグレーション抑制能により、優れた透明導電膜10が得られる。また、本工程を実施することにより、透明導電膜10のヘイズの低減、導電部の密着性の向上、酸化処理時の面質の向上、または表面抵抗の低減が達成される。
現像処理後、上述の処理工程のいずれかの後に、導電部を有する支持体とマイグレーション防止剤とを接触させる工程をさらに有することが好ましい。本工程を実施することにより、導電部中の金属銀の安定化が図られ、イオンマイグレーションが十分に抑制され、高湿高温環境下における信頼性が向上する。
現像処理後、上述の処理工程のいずれかの後に、導電部を有する支持体を有機溶媒に接触させる工程をさらに有することが好ましい。本工程を実施することにより、導電部または非導電部中に残存する高分子の膜がより緻密となり、イオンマイグレーション抑制能により、優れた透明導電膜10が得られ、かつ透明導電膜10のヘイズ値を低減することができる。
現像処理後、上述の処理工程のいずれかの後に、導電部の導電性を向上させる目的で、導電部に導電性金属粒子を担持させるための物理現像および/またはめっき処理を行ってもよい。本発明では物理現像またはめっき処理のいずれか一方のみで導電性金属粒子を導電部に担持させてもよく、物理現像とめっき処理とを組み合わせて導電性金属粒子を導電部に担持させてもよい。
以上、本発明のフィルム材料および導電材料の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
次に、実施例1〜13、および比較例1〜3について説明する。
(ハロゲン化銀乳剤の調製)
38℃、pH4.5に保たれた下記1液に、下記2液および3液の各々90%に相当する量を攪拌しながら同時に20分間にわたって加え、0.16μmの核粒子を形成した。続いて下記4液および5液を8分間にわたって加え、さらに、下記の2液および3液の残りの10%の量を2分間にわたって加え、0.21μmまで成長させた。さらに、ヨウ化カリウム0.15gを加え、5分間熟成し粒子形成を終了した。
水 750ml
ゼラチン 8.6g
塩化ナトリウム 3.1g
1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−チオン 20mg
ベンゼンチオスルホン酸ナトリウム 10mg
クエン酸 0.7g
水 300ml
硝酸銀 150g
水 300ml
塩化ナトリウム 38g
臭化カリウム 32g
ヘキサクロロイリジウム(III)酸カリウム
(0.005%KCl 20%水溶液) 5ml
ヘキサクロロロジウム酸アンモニウム
(0.001%NaCl 20%水溶液) 7ml
水 100ml
硝酸銀 50g
水 100ml
塩化ナトリウム 13g
臭化カリウム 11g
黄血塩 5mg
上述の乳剤に1,3,3a,7−テトラアザインデン1.2×10−4モル/モルAg、ハイドロキノン1.2×10−2モル/モルAg、クエン酸3.0×10−4モル/モルAg、2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−1,3,5−トリアジンナトリウム塩0.90g/モルAg、微量の硬膜剤を添加し、クエン酸を用いて塗布液pHを5.6に調整した。
38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(透明支持体12)の両面に上述のポリマーラテックスを塗布して、厚み0.05μmの下塗り層を設けた。下塗り層の組成を以下に示す。
上述のポリマーラテックスP−1・・・55mg/m2
界面活性剤 ラビゾール A−90(商品名:日油(株)製)・・・1.3mg/m2
界面活性剤 ナロアクティ CL−95(商品名:三洋化成工業(株)製)・・・0.8mg/m2
架橋剤 カルボジライト V−02−L2(商品名:日清紡(株)製)・・・10mg/m2
コロイダルシリカ(粒子サイズ40〜50nm) スノーテックスXL(商品名:日産化学工業(株)製)・・・1.3mg/m2
カルナバワックス・・・2.5mg/m2
次に、片側の下塗り層上に、上述のポリマーラテックスとゼラチンおよび下記構造の染料の固体分散物とを混合したハロゲン化銀不含有層形成用組成物を塗布して、厚み1.0μmのハロゲン化銀不含有層を設けた。なお、ポリマーとゼラチンとの混合質量比(ポリマー/ゼラチン)は2/1であり、ポリマーの含有量は0.65g/m2であった。また、染料の含有量は0.8g/m2であった。
次に、反対側の下塗り層上に、上述のハロゲン化銀不含有層、ハロゲン化銀含有感光性層、保護層を順次作成した。得られた感光性材料を、感光性材料1とした。
上述の作製した感光性材料1の片側の面に、導電部/非導電部が4.0μm/296μmの正方格子が2本並列で並んだ導電パターンを与える正方格子状のフォトマスクを介して高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて露光した(以下、適宜、メッシュパターン電極42と呼ぶ)。メッシュパターン電極42の平面図を図8(a)に示す。メッシュパターン電極42は、2つの端子44aおよび端子44b間に20個の正方格子46が一方向に接続された2つの電極パターン48が並列に接続された構成を有する。すなわち、メッシュパターン電極42は、合計40個の正方格子46から構成されている。なお、各電極パターン48の中央に描かれた点々は、正方格子46が繰り返していることを示す。電極パターン48間の間隔は5mm、端子44aおよび端子44b間の距離は85mmである。また、図8(b)に示すように、正方格子46を構成する金属細線24の線幅Wbは4μm、正方格子46の金属細線24間の距離(光透過部の一辺の長さ)は296μmである。
現像液1リットル(L)中に、以下の化合物が含まれる。
ハイドロキノン 0.037mol/L
N−メチルアミノフェノール 0.016mol/L
メタホウ酸ナトリウム 0.140mol/L
水酸化ナトリウム 0.360mol/L
臭化ナトリウム 0.031mol/L
メタ重亜硫酸カリウム 0.187mol/L
上述の工程で得られたサンプルを120℃の過熱蒸気槽に130秒間静置して、加熱処理を行った。
タンパク質分解酵素(ナガセケムテックス社製ビオプラーゼ30L)の水溶液(タンパク質分解酵素の濃度:0.5質量%)に、トリエタノールアミン、硫酸を加えてpHを8.5に調製した。
上述の工程で得られたサンプルを、タンパク質分解酵素水溶液(40℃)に120秒浸漬した。サンプルA〜Hをそれぞれ水溶液から取り出し、温水(液温:50℃)に120秒間浸漬し、洗浄した。
カレンダ処理用のフィルム材料として、後述の方法で作成した凹凸フィルム1を使用し、この凹凸フィルム1の凹凸面と、6cm幅のメッシュ試料のメッシュ面を重ね、表面が鏡面加工された金属ローラー(直径95mm)と樹脂製のローラー(直径95mm)の組み合わせによるカレンダ装置を使用して、ジャッキ圧11.4MPaの圧力をかけ、120mm/分の速度で搬送して、カレンダ処理を行った。ベタ試料についても同様にしてカレンダ処理を行った。ここでカレンダ処理は、凹凸フィルム1を樹脂製ローラー側、メッシュ試料またはベタ試料を金属ローラー側に配置して実施した。
120℃の過熱蒸気槽に、上述のカレンダ処理後のメッシュ試料およびベタ試料を130秒間処理した。
カルボジライトV−02−L2(商品名:日清紡社製)1%水溶液に、上述のカレンダ処理後に加熱処理したメッシュ試料およびベタ試料を30秒浸漬し、それぞれ水溶液から取り出し、純水(室温)に60秒間浸漬し、洗浄、乾燥した。これにより、実施例1に係るメッシュ試料とベタ試料を得た。
(表面形状評価)
カレンダ処理にて使用するフィルム材料(凹凸フィルム)の表面形状(算術平均粗さRa、凹凸の平均間隔Sm、最大高さRy)は、以下のようにして測定した。
<正反射率>
ベタ試料の正反射率は、以下のようにして測定した。まず、日本分光社製紫外可視分光光度計V660(1回反射測定ユニットSLM−736)を使用し、測定波長350nmから800nm、入射角5°で黒ベタ試料の反射スペクトルを測定した。なお、アルミ蒸着平面鏡の正反射光をベースラインとした。得られた反射スペクトルからXYZ表色系D65光源2°視野のY値(等色関数JIS Z9701−1999)を、日本分光社製色彩計算プログラムを用いて計算し、正反射率とした。
<メッシュパターンの見え難さ>
メッシュ試料のカレンダ処理面を、厚み50μmの透明光学粘着フィルム(3M社製、8146−2)で白板ガラスに貼合し、さらに、メッシュ試料のもう一方の面に、100μmのPETフィルムを上述の厚み50μmの透明光学粘着フィルムで貼合した。ガラスおよびPETフィルムで挟み込んだメッシュ試料を、金属細線24が表に向くように、すなわち、ガラス面が上となるように、黒色の紙面に置き、蛍光灯下および太陽光下において、光の当たる向きとパターンを観察する向きを変えて、総合的にメッシュパターンの見え難さ、すなわちメッシュの視認性を評価した。評価基準を下記に示す。
「A」:メッシュパターンを視認しづらく、実用上問題のない場合
「B」:強い光源(太陽光下)の下で、角度によってはメッシュパターンが目立つことがあるが、実用上問題のない場合
「C」:弱い光源(蛍光灯下)の下でも、角度によってはメッシュパターンが目立つことがあるが、実用上問題のない場合
「D」:メッシュパターンでの光反射が目立ち、実害を生じる場合
メッシュパターン電極42に対し、デジタルマルチメーター(PICOTEST社製M3500)による抵抗値測定、および、デジタルマイクロスコープによる観察によって、断線率を評価した。まず、図8(a)に示すメッシュパターン電極42を各20水準用意し、デジタルマイクロスコープによって断線のないことを確認したメッシュパターンの抵抗値を測定した。次いで残りの19水準に対し抵抗値を測定し、断線のない水準の抵抗値に対し1.3倍以上の抵抗値を示した水準に関し、デジタルマイクロスコープで断線の有無を確認した。端子44aと端子44bの間の抵抗値が測定できず、完全に断線している水準の割合、および端子44aと端子44bの間の抵抗値の測定が可能だが部分的な断線が発生している水準の割合をカウントし、下記のランク付けを行い、導電性を評価した。
「A」:完全断線も部分断線も見られず、好ましい場合。
「B」:部分断線の発生はあるものの完全断線が見られず、導電材料として許容される場合。
「C」:完全断線の発生があり、導電材料として好ましくない場合。
凹凸フィルムを加圧処理した際の微粒子の脱落耐性を評価するために、各凹凸フィルムについて、上述のベタ試料を用いたカレンダ処理を10回連続で行い、ベタ試料上に付着した微粒子の有無を目視観察し、下記のランク付けを行った。
A:微粒子の脱落が全く認められない。
B:微粒子の脱落が認められる。
厚み63μmの二軸延伸PETフィルムの両面にコロナ処理を施した後、下塗り層を形成することにより、下塗り支持体を得た。ここで下塗り支持体は片面には第一下塗り層および第二下塗層を、反対面に帯電防止層および保護層を支持体側から順次有する。下塗り層の組成を以下に記す。
スチレン/ブタジエン共重合体ラテックス・・・319.2mg/m2(共重合比67/33)
2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−s−トリアジンナトリウム塩・・・11.1mg/m2
《第二下塗り層の組成》
脱灰高分子量ゼラチン・・・134.4mg/m2
イソチアゾリン・・・0.5mg/m2
グリシン・・・3.4mg/m2
《帯電防止層》
アクリル酸エステル共重合体・・・38mg/m2
(ジュリマーET−410、日本純薬(株)製)
ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム・・・4.1mg/m2
(サンデットBL、三洋化成工業(株)製)
二酸化スズ・アンチモン(針状の金属酸化物粒子)・・・122.9mg/m2
(FS−10D、長軸/短軸比=20〜30、長軸0.2〜2.0μm、短軸 0.01〜0.02μm、石原産業(株)製)
ポリオキシエチレンフェニルエーテル・・・4.1mg/m2
メチル化メラミン系樹脂・・・24.1mg/m2(スミテクス レジンM−3、住友化学工業(株)製)
《保護層》
ポリオレフィンアイオノマー・・・30.5mg/m2(ケミパールS−120、三井石油化学(株)製)
ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル・グリシドール付加物・・・4.1mg/m2
ポリオキシエチレンフェニルエーテル・・・4.1mg/m2
コロイダルシリカ ・・・6.8mg/m2(スノーテックスC、粒子径0.020μm、日産化学(株)製)
ポリグリセロールポリグリシジルエーテル・・・12.0mg/m2(エポキシ架橋剤;デナコールEX−521、ナガセ化成(株)製)
ヘキサデシルオキシスルホン酸ナトリウム・・・6.2mg/m2(硫酸エステル系界面活性剤;NIKKOL SCS、日光ケミカルズ(株)製)
《微粒子含有層の組成》
球状架橋PMMA微粒子・・・2.13g/m2
ゼラチン・・・2.83g/m2
ポリスチレンスルホン酸ナトリウム・・・45mg/m2
界面活性剤(Sa−1)・・・90mg/m2
界面活性剤(Sa−2)・・・60mg/m2
界面活性剤(Sa−3)・・・8mg/m2
界面活性剤(ドデシルスルホン酸ナトリウム)・・・50mg/m2
プロキセル・・・6mg/m2
1,3−ジビニルスルホニル−2−プロパノール・・・130mg/m2
上述の実施例1のメッシュ試料およびベタ試料の作成方法に対して、カレンダ処理用のフィルム材料30として、後述の方法で作成した凹凸フィルム2〜凹凸フィルム13を使用したことのみ異なる方法によって、メッシュ試料およびベタ試料を作成した。
上述の実施例1のメッシュ試料およびベタ試料の作成方法に対して、カレンダ処理用のフィルム材料30として、後述の方法で作成した凹凸フィルム14〜凹凸フィルム16を使用したことのみ異なる方法によって、メッシュ試料およびベタ試料を作成した。
凹凸フィルム1の作成方法に対して、微粒子含有層に加える球状架橋PMMA微粒子分散物の量とゼラチン量を変更したことのみ異なる方法によって凹凸フィルムを作成し、凹凸フィルム2〜凹凸フィルム7および凹凸フィルム14〜凹凸フィルム15を得た。
凹凸フィルム1の作成方法に対して、微粒子含有層を、下記組成からなる下引き層および微粒子含有層に変更したことのみ異なる方法によって凹凸フィルムを作成し、凹凸フィルム8を得た。
ゼラチン・・・1.3g/m2
ポリスチレンスルホン酸ナトリウム・・・17mg/m2
界面活性剤(Sa−1)・・・5mg/m2
界面活性剤(Sa−2)・・・5mg/m2
プロキセル・・・2mg/m2
1,3−ジビニルスルホニル−2−プロパノール・・・37mg/m2
球状架橋PMMA微粒子・・・0.71g/m2
ゼラチン・・・0.83g/m2
ポリスチレンスルホン酸ナトリウム・・・45mg/m2
界面活性剤(Sa−1)・・・30mg/m2
界面活性剤(Sa−2)・・・5mg/m2
界面活性剤(Sa−3)・・・2mg/m2
界面活性剤(ドデシルスルホン酸ナトリウム)・・・17mg/m2
プロキセル・・・6mg/m2
1,3−ジビニルスルホニル−2−プロパノール・・・130mg/m2
凹凸フィルム1の作成方法に対して、微粒子含有層の組成を後述の組成に変更することにより、凹凸フィルム9を得た。凹凸フィルム1に対し、凹凸フィルム9は微粒子含有層の主バインダーをゼラチンから前述のポリマーラテックスP−1に変え、使用する微粒子を綜研化学(株)製の架橋PMMA微粒子(MX−80H3wT:商品名)に変更した。MX−80H3wTは電子顕微鏡による観察の結果、平均粒径0.8μm、変動係数12%からなる球形粒子を有していた。
架橋球状微粒子
球状架橋PMMA微粒子・・・0.83g/m2
上述のポリマーラテックスP−1・・・0.42g/m2
界面活性剤 ラビゾール A−90(商品名:日油(株)製)・・・5.0mg/m2
界面活性剤 ナロアクティCL−95(商品名:三洋化成工業(株)製)・・・6.3mg/m2
架橋剤 カルボジライトV−02−L2(商品名:日清紡(株)製)・・・37.7mg/m2
カルナバワックス・・・6.3mg/m2
凹凸フィルム9の作成方法に対し、PMMA微粒子とバインダーの塗布量を変更したことのみ異なる方法によって凹凸フィルムを作成し、凹凸フィルム10および凹凸フィルム11を得た。
凹凸フィルム3の作成方法に対し、PMMA微粒子として、平均粒径1.5μm、変動係数12%からなる球形粒子を使用したことのみ異なる方法によって凹凸フィルムを作成し、凹凸フィルム12を得た。
凹凸フィルム1の作成方法に対して、微粒子含有層に加える微粒子として、架橋PMMA微粒子のゼラチン分散物に代え、硫酸バリウムストロンチウム微粒子のゼラチン分散物を用いたことのみ異なる方法によって凹凸フィルムを作成し、凹凸フィルム13を得た。ここで硫酸バリウムストロンチウム微粒子は、硫酸バリウムおよび硫酸ストロンチウムを平均で1:2.4の重量比で有する混晶からなり、平均粒径1.0μm、変動係40%の粒子サイズを有していた。また、凹凸フィルム13の作成方法に対して、微粒子とバインダーの塗布量を変更したことのみ異なる方法によって、凹凸フィルム16を得た。
比較例2、3は、算術平均粗さRaの値が本発明の上限値よりも高く、作製した導電材料では金属配線の断線が見られ、好ましい導電性が得られなかった。
また、比較例2は、最大高さRy値が本発明の好ましい範囲である4.0を超え、さらには微粒子とバインダーの体積比(Vp/Vb)が本発明の好ましい範囲の2.0未満よりも大きい値であるため、金属配線について、部分断線または完全断線が見られた。
実施例7は、微粒子とバインダーの体積比(Vp/Vb)が本発明の好ましい範囲の2.0未満よりも大きい値であり、微粒子の脱落が一部見られる結果であった。実施例12は、最大高さRy値が本発明の好ましい範囲である4.0を超えており、導線性が若干劣るが、導電材料としては許容される。
実施例13は、微粒子に硫酸バリウムストロンチウム微粒子を用いており、実施例9は微粒子に架橋PMMA微粒子を用いている。実施例9は、メッシュ視認性および導電性の評価はAであるが、実施例13はメッシュ視認性の評価がCである。微粒子には、樹脂微粒子である架橋PMMA微粒子を用いた方が好ましい結果が得られた。
比較例2、3でも、微粒子に架橋PMMA微粒子を用いた比較例2の方が、硫酸バリウムストロンチウム微粒子を用いた比較例3よりもメッシュ視認性の評価がよい。このことからも、微粒子には、樹脂微粒子を用いることが好ましい。
(実施例14)
上述の感光性材料1に対して両面同時にタッチパネル用のメッシュパターン露光を行ったこと以外は実施例1と同様の方法によって導電材料を作成し、両面にメッシュパターン電極42を有する試料を得た。得られた導電材料を用いてタッチパネルを作成した結果、良好な導電性および視認性を有していた。なお、感光材料の露光パターンおよび露光方法、ならびにタッチパネルの作成方法は特開2014−160481号公報の実施例101と同様にして行い、凹凸フィルムに接して加圧処理を行った側の電極をガラス側(すなわち観察側)に貼合した。
上述の感光性材料1の作成方法に対して、(透明支持体12)として38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに代えて、厚み40μmのシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン株式会社製、ZF14−40(商品名))を用いたことのみことなる方法によって感光材料を作成し、感光性材料2を得た。ここで、下塗り層の形成は厚み40μmを有するシクロオレフィンフィルム上に大気圧プラズマ処理を行った基材に対して行い、基材の延伸は行っていない。得られた感光性材料2を用いて実施例14と同様にしてタッチパネルを作成した結果、良好な導電性および視認性を有していた。
10A 第1透明導電膜
10B 第2透明導電膜
12 透明支持体
12a 表面
14 金属配線部
14A 第1金属配線部
14B 第2金属配線部
16 表示装置
16a 表示パネル
18 電極部
18A 第1電極部
18B 第2電極部
24 金属細線
26 格子
28 メッシュパターン
30 フィルム材料
30a 表面
32A 第1カレンダローラー
32B 第2カレンダローラー
34 積層体
42 メッシュパターン電極
44a、44b 端子
46 正方格子
48 電極パターン
50 基体
52 微粒子含有層
54 バインダー層
56 微粒子
Claims (6)
- 支持体上に複数の金属配線を有する導電材料の表面に重ね合わせて加圧処理を行うことにより、前記導電材料の表面形状を制御するためのフィルム材料であって、
前記フィルム材料は、基体と、前記基体上に形成された、バインダーおよび微粒子を含む微粒子含有層を有し、
前記フィルム材料は、前記微粒子含有層側の表面の算術平均粗さRa(μm)の値が0.15以上0.36以下であることを特徴とするフィルム材料。 - 前記フィルム材料の表面の最大高さRy(μm)の値が4.0以下である請求項1に記載のるフィルム材料。
- 前記微粒子含有層は、前記微粒子の体積をVpとし、前記バインダーの体積をVbとするとき、Vp/Vbで表される体積比が2.0未満である請求項1または2に記載のフィルム材料。
- 前記微粒子含有層の前記微粒子は樹脂で構成される請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルム材料。
- 支持体上に複数の金属配線を有する導電材料の製造方法であって、
前記支持体上に金属配線を配置する工程と、
基体上にバインダーおよび微粒子を含む微粒子含有層が形成されたフィルム材料と、前記金属配線が配置された前記支持体とを、前記微粒子含有層を前記金属配線に向けた状態で重ね合わせて加圧処理を行う工程とを有し、
前記フィルム材料は、前記微粒子含有層側の表面の算術平均粗さRa(μm)の値が0.15以上0.36以下であることを特徴とする導電材料の製造方法。 - 前記導電材料は、タッチパネルセンサーおよび電磁波シールドフィルムのうち、いずれかに使用される請求項5に記載の導電材料の製造方法。
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