JP6771155B2 - 導電性フィルム並びにそれを用いたタッチパネル、ディスプレイ、タッチセンサ及び太陽電池 - Google Patents

導電性フィルム並びにそれを用いたタッチパネル、ディスプレイ、タッチセンサ及び太陽電池 Download PDF

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Description

本開示は、フレキシブル性を有し、伸張時の導電性変化が抑制された導電性フィルム並びにそれを用いたタッチパネル、ディスプレイ、タッチセンサ及び太陽電池に関する。
エレクトロニクス分野、特にセンサ、ディスプレイ、ロボット用人工皮膚などの様々なインターフェースに用いられるデバイスや導電材料に対し、装着性や形状追従性の要求が高まっている。用途に応じて、曲面や凹凸面などに配置したり自由に変形させたりすることが可能な柔軟なデバイスが要求されつつある。
そのような導電材料の一つとして、これまでは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いたフィルムやガラスがディスプレイ用の透明導電材料として広く用いられてきた。しかし、このＩＴＯフィルムは、フレキシブル性に乏しく、屈曲や伸張といった変形を伴うと電気抵抗の変化が大きくなったり、断線してしまうといった問題がある。そこで、フレキシブル性を有する導電性フィルムとして、カーボンナノチューブを高度に分散させた形状を維持して成膜した透明導電性フィルムが研究開発されている（特許文献１、２）。
このようなカーボンナノチューブを用いた導電性フィルムは、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムなどのプラスチック基材を用いているため、屈曲性に優れており、凹凸面へのモールド成型が可能である。しかしながら、モールド成型時の伸張により導電層の抵抗が大きくなり導電性が損なわれてしまうため、伸張時の抵抗増大が課題となっている。
一方で、導電性フィルムに反射防止性を持たせるために導電性フィルムの表面に微細凹凸形状を形成する技術（特許文献３）等が知られている。しかし、伸張性を有するフレキシブルな導電性フィルムにおいて、伸張時の抵抗増大を抑制するための手段はいまだ報告がない。
国際公開公報ＷＯ２００９／０５７６３７号 特開２００９−１６３９５９号公報 特開２０１４−９２５８１号公報
本開示は、上述したような実情に鑑みてなされたものであり、装着性と形状追従性に加えて、伸縮時の電気抵抗変化が小さい導電性フィルムを提供することを課題とする。
本開示の一つの局面に関する導電性フィルムは、フィルム基材と、フィルム基材の少なくとも一方の表面に形成された導電層とを有する導電性フィルムであって、フィルム基材及び導電性フィルムが１０％以上の引張伸び性を有し、フィルム基材の少なくとも導電層側の表面の十点平均粗さＲｚが０．０５〜０．５μｍであり、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．１〜１μｍである。
また、本開示のその他の局面は、前記導電性フィルムを備える各種デバイス（ディスプレイ、タッチパネル、タッチセンサ、太陽電池等）である。
本開示によれば、伸張時に導電性を失わないだけでなく、電気抵抗の変化が小さい導電性フィルムを提供することが可能となる。またこのような特徴を有する導電性フィルムを用いることで、装着性や形状追従性が要求されるセンサやディスプレイなどの様々なインターフェースデバイスを実現できると考えられる。また、太陽電池を始めとするフレキシブルバッテリーや医療分野、車載分野など、装着性や形状追従性が要求される用途にも適用できると考えられる。
図１Ａは、実施例１−２のフィルム基材におけるプラズマ処理前のＴＥＭ像を示す図である。 図１Ｂは、実施例１−２のフィルム基材におけるプラズマ処理による凹凸形成後のＴＥＭ像を示す図である。 図２は、実施例２−２のフィルム基材におけるプラズマ処理による凹凸形成後のＴＥＭ像を示す図である。
本発明者等は、鋭意検討した結果、フィルム基材表面に所定の微細な凹凸形状を施したフィルム基材上にカーボンナノチューブ等の導電層を形成することにより、伸張時の電気抵抗の変化を抑えることができることを見出し、当該知見に基づいてさらに研究を重ね、本開示に至った。
以下、実施形態について具体的に説明するが、本開示に係る導電性フィルムは、これらに限定されるものではない。
本実施形態の導電性フィルムは、フィルム基材と、フィルム基材の少なくとも一方の表面に形成された導電層とを有する導電性フィルムであり、フィルム基材及び導電性フィルムが１０％以上の引張伸び性を有し、フィルム基材の少なくとも導電層側の表面の十点平均粗さＲｚが０．０５〜０．５μｍであり、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．１〜１μｍである。
本実施形態において、１０％以上の引張伸び性を有するとは、ＩＳＯ５２７−３に規定される試験方法で測定される室温（２３℃）での破断伸びが１０％を超えることを意味する。より好ましくは、フィルム基材及び導電性フィルムが３０％以上の引張伸び性を有する（すなわち、破断伸びが３０％を超える）ことが望ましい。なお、フィルム基材及び導電性フィルムの引張伸び性の上限については特に限定はない。
また、本実施形態において、フィルム基材の少なくとも導電層側の表面に存在する凹凸形状は、フィルム基材を任意の箇所における厚み方向に平行な断面から見た場合のＲｚ（十点平均粗さ）とＳｍ（凹凸の平均間隔）で規定される。
ここで、Ｒｚ（十点平均粗さ）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、この抜き取り部分の平均線から最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（最も高いものから順にＹｐ１，Ｙｐ２，Ｙｐ３，Ｙｐ４，Ｙｐ５とする）の絶対値の平均値と、この抜き取り部分の平均線から最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（最も低いものから順にＹｖ１，Ｙｖ２，Ｙｖ３，Ｙｖ４，Ｙｖ５とする）の絶対値の平均値との和である。すなわち、Ｒｚは、下記式によって算出される。
また、Ｓｍ（凹凸の平均間隔）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、１つの山及びそれに隣り合う１つの谷に対応するｎ本の平均線の長さ（Ｓｍ１，Ｓｍ２，・・・，Ｓｍｉ，・・・，Ｓｍｎ）の平均値を求めたものである。すなわち、Ｓｍは、下記式によって算出される。
なお、波形形状は波形の山または谷に沿って切り取った厚み方向に平行な断面では凹凸形状にはならないため、本実施形態における凹凸形状の範囲外となる。すなわち、本実施形態のフィルム基材は、任意の箇所における厚み方向に平行な断面において、上記範囲のＲｚ（十点平均粗さ）とＳｍ（凹凸の平均間隔）値を有しており、異方性を有していない。
このような微細な凹凸形状を有するフィルム基材の表面に導電層を形成した導電性フィルムは、伸張時の電気抵抗の変化を抑えることが可能となると考えられる。
本実施形態の導電性フィルムの導電層は、厚みが５ｎｍ〜１μｍ程度であることがより好ましい。導電層の厚みがその範囲にあることにより、伸張時の電気抵抗の変化の抑制という効果がより効率的に得られると考えられる。
なお、厚みが５ｎｍ〜１μｍとは、５ｎｍ以上１μｍ以下を意味する。そして、５ｎｍ以上とは５ｎｍを含み、１μｍ以下とは１μｍを含む。以下、かかる記載形式を用いている箇所についても、同様である。
また、導電層が繊維状導電ナノフィラーによる網目構造を有する導電層であり、繊維状導電ナノフィラーが、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノバット等であることが好ましい。これらの繊維状導電ナノフィラーからなる導電体を導電層として用いることで、伸張時の電気抵抗の変化をより抑えることができる。これらの中でも、アスペクト比が大きい（繊維径が細く繊維長が長い）点と導電性が高いという観点から、カーボンナノチューブを導電層に用いることが好ましい。
これらの繊維状導電ナノフィラーを用いた導電層では、無数の繊維状導電ナノフィラーが不規則に絡みあい、繊維状導電ナノフィラー同士が無数の接点で接触した網目構造を形成していることが好ましい。このような網目構造を有した導電層を、後述するような弾性変形可能なフィルム基材の一方の表面に形成することにより、伸張時や復元時の変形にも導電性を失うことなく導電性フィルムの役割をより確実に維持することが可能となる。
また、繊維状導電ナノフィラーとしては、繊維長さが長く、アスペクト比が大きいものがより好ましい。具体的には繊維長さ１μｍ以上で、繊維直径平均に対する繊維長さで示されるアスペクト比が５０以上である繊維状導電ナノフィラーが好ましい。これらを用いることは、伸張時や復元時の変形に対して導電性を維持するために有効である。
本実施形態に係るフィルム基材としては、１０％以上の引張伸び性を有するフィルム基材であれば、特に限定はなく使用することができる。
本実施形態に係るフィルム基材または導電性フィルムが、伸張及び復元可能であることが好ましい。
本実施形態において伸張及び復元可能とは、力を受けて生じる変形（伸張）が、力を除くと元に戻る（復元）ことができることを意味している。より具体的には、少なくとも１０％の伸張変形をさせても、伸張にかかる負荷を解除した際の残留歪み率αが０％≦α≦３％を満たせば、伸張及び復元可能な導電性フィルム（またはフィルム基材）であると言える。伸張後の復元による変化においても、電気抵抗の変化を抑える効果があるため、伸張後の復元性に優れ、伸張及び復元を繰り返す用途に用いる際に特に有用な導電性フィルムを得ることができる。すなわち、本実施形態により、復元時の電気抵抗の変化、つまりは伸張及び復元を繰り返す時の電気抵抗の変化を抑えることができるようになったため、産業利用上にきわめて有用である。
なお、本実施形態では、便宜上、フィルム基材または導電性フィルムの残留歪み率αを、後述する伸張−復元試験によって規定する。
さらには、本実施形態に係るフィルム基材または導電性フィルムが、応力緩和性を有することが好ましい。ここで応力緩和性とは、フィルムに一定の応力を与えてそのまま保持するとき，フィルムにかかる応力が経過時間とともに次第に低下する性能のことを意味している。
なお、本実施形態では、便宜上、フィルム基材または導電性フィルムの応力緩和性を、後述する伸張−復元試験により測定される応力緩和率Ｒによって規定する。
好ましくは、本実施形態のフィルム基材または導電性フィルムは、前記応力緩和率Ｒが３０％≦Ｒ≦９０％である。
このような範囲の応力緩和率Ｒを示す導電性フィルムであれば、引張時の応力緩和性が高いという特性を持つ。そして、装着性及び形状追従性に優れると考えられる。
また、本実施形態における導電性フィルムの透明性が高ければ、透明導電性フィルムとして用いることもできる。透明性が高い（全光線透過率で７０％以上、より好ましくは、８０〜９９％）導電性フィルムとなれば、例えば、ディスプレイなどの透明電極として好適に用いることができる。本実施形態において、フィルム基材に使用する樹脂やその硬化剤の選択によって、前記透明性を得ることができる。
また、本実施形態における導電性フィルムの導電性は高ければより好適である。一般的に導電性フィルムは様々な用途に使用されているが、特に表面抵抗が１０００Ω／□以下であれば、例えば、タッチセンサ用電極として好適に用いることができる。
〔伸張−復元試験〕
本実施形態で用いられる伸張−復元試験では、フィルム片（厚み：５０μｍ、サンプル形状：ダンベル６号（ＪＩＳ Ｋ６２５１およびＩＳＯ３７、測定部位幅：４ｍｍ、平行部分長さ：２５ｍｍ））を用いる。そして、ＩＳＯ３３８４に準拠した引張−圧縮試験機（例えば、株式会社島津製作所製のオートグラフ（型式：ＡＧＳ-Ｘ））を用いて、下記条件で伸張行程、伸張・保持工程を行った後に復元行程を行う。そして、下記算出方法によって応力緩和率Ｒ及び残留歪み率αを計算する。
伸張行程条件：
フィルム片をつかみ具に取り付けたときに発生するたわみを除去するために、たわ み補正を０．０５Ｎ以下の力で行う。
試験速度：２５ｍｍ／ｍｉｎ、０〜２５％伸張まで
温度条件：２３℃
伸張・保持工程条件：２５％伸張で、保持時間５分
温度条件：２３℃
復元行程条件：
試験速度：０．１ｍｍ／ｍｉｎ、引張力が０±０．０５Ｎになるまで
温度条件：２３℃
残留歪み率算出方法：
前記復元行程において、引張力が０±０．０５Ｎとなった時点において、歪量の測定を行い、これを残留歪み率αとする。
応力緩和率算出方法：
前記伸張行程において、２５％まで伸張した直後のフィルム片の伸張行程終了時の引張力の測定を行い、これを初期引張力ＦＡ０とする。
その後、上述の伸張・保持工程終了時の引張力の測定を行い、これをＦＡ（ｔ５）とする。応力緩和率Ｒは下記式によって計算する。
本実施形態のフィルム基材に使用する樹脂組成物は、上記特性を満たす導電性フィルムのフィルム基材となり得るものであれば、その組成について特に限定されるものではない。
本実施形態のフィルム基材は、少なくとも熱硬化性樹脂およびその硬化剤を含むことが好ましい。それにより、より熱や化学的な影響に対して耐性のある導電性フィルムを得ることができると考えられる。使用可能な熱硬化性樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂が好ましく例示される。
また、本実施形態のフィルム基材には、さらに組成成分として、珪素が含まれていることが好ましい。それにより、後述のように、例えば、フィルム基材表面の凹凸形状をプラズマ照射により形成する際において、より微細かつ高低差の明確な凹凸を形成することができるという利点がある。さらに、前記珪素を含む成分は、フィルム基材を構成する樹脂組成物中、０．１〜５質量％程度含まれていることが好ましい。
本実施形態のフィルム基材を構成する樹脂組成物のより具体的な実施形態の一つとして、例えば、（Ａ）ポリロタキサン、（Ｂ）熱硬化性樹脂及び（Ｃ）硬化剤を含む樹脂組成物が挙げられる。以下に、各成分についてより具体的に説明する。
前記（Ａ）成分のポリロタキサンは、環状分子を直鎖状の軸分子が貫通し、環状分子が抜けないように末端を封鎖した構造を持つ分子である。具体的には、例えば、特許第４４８２６３３号に記載されているようなポリロタキサンが挙げられる。
本実施形態において使用できるポリロタキサン（Ａ）としては、環状分子に軸分子となる末端官能基を有する分子が串刺し状に包接されており、この末端官能基が、環状分子が脱離できなくするのに充分嵩高い封鎖基で化学修飾されている化合物が挙げられる。このような構造を有するものであれば、それぞれを構成する分子の構造、種類、環状分子の包接率、製造方法等は限定されない。
ポリロタキサンが含み得る軸分子としては、分子量が１万以上で末端を封鎖基で化学修飾できるものであれば特に制限はない。例えば、ポリビニルアルコール，ポリビニルピロリドン，ポリ（メタ）アクリル酸セルロース系樹脂，ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルメチルエーテル、ポリアミン、ポリエチレンイミン、カゼイン、ゼラチン、デンプン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリビニルブチラール、ポリイソブチレン、ポリテトラヒドロフラン、ポリアミド、ポリイミド、ポリジエン、ポリシロキサン、ポリ尿素、ポリスルフィド、ポリフォスファゼン、ポリケトン、ポリフェニレン、ポリハロオレフィン、及びこれらの誘導体等が挙げられる。それらの中でも、ポリエチレングリコールが好適に用いられる。
また、ポリロタキサンが含み得る環状分子としては、ポリマー分子を通すことが可能な輪状の分子であって、架橋剤と反応できるように、少なくとも一つの反応基を有する環状分子であれば特に限定はされない。具体的には、例えば、シクロデキストリン類、クラウンエーテル類、クリプタンド類、大環状アミン類、カリックスアレーン類、シクロファン類が挙げられる。これらの中でも、シクロデキストリンや置換されたシクロデキストリン、更に好適には、置換された構造にさらに反応基（官能基）を導入したものが用いられる。
ポリロタキサンの環状分子に導入する官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、ビニル基等が好ましく挙げられる。
このように環状分子に導入された官能基によって、架橋剤を介して環状分子同士またはポリロタキサンと樹脂とを架橋させることができる。そして、このようにポリロタキサンと繋がった樹脂は、柔軟性を獲得することができる。
本実施形態のポリロタキサンにおける末端を封鎖する構造（末端封鎖基）としては、環状分子が抜けない程度の嵩高さを有する構造であれば特に限定はされない。具体的には、例えば、シクロデキストリン基、ジニトロフェニル基、トリチル基等、アダマンタン基等が好ましく用いられる。
上記の環状分子として用いられるものとしては、その環の中に鎖状ポリマー分子を包接できるものであれば特に制限はない。好適に用いられる環状分子として、例えば、シクロデキストリンが挙げられる。また、この環状分子が官能基を持つことが好ましい。さらには前記官能基がＯＨ基もしくはアクリル基、メタクリル基であることが好ましい。
本実施形態で用いられ得るポリロタキサンは、公知の方法（例えば、国際公開公報ＷＯ０１／８３５６６号、特開２００５−１５４６７５号公報、特許４４８２６３３号等に記載の方法）によって合成することもできるが、市販のものを使用してもよい。具体的には、例えば、アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社製のセルムスーパーポリマーＡ１０００等を使用することができる。
次に、（Ｂ）熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂が特に制限なく挙げられる。なかでもエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
前記エポキシ樹脂としては、具体的には、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、アラルキルエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が挙げられる。また、例えば、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート及び脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、状況に応じて、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記エポキシ樹脂として、より好ましくは、例えば、１つの分子中に２つ以上のエポキシ基と３つ以上のメチル基とを含み、かつ分子量が５００以上であるエポキシ樹脂が好適に例示される。このようなエポキシ樹脂としては、市販のものを使用してもよく、例えば、ＪＥＲ１００３（三菱化学株式会社製、メチル基が７〜８個、２官能、分子量１３００）、ＥＸＡ−４８１６（ＤＩＣ株式会社製、分子量８２４、メチル基多数、２官能）、ＹＰ５０（新日鉄住金化学株式会社製、分子量６００００〜８００００、メチル基多数、２官能）等が挙げられる。
また、上述するようなエポキシ樹脂は１種類を単独で用いてもよいが、２種以上を併用してもよい。
前記（Ｃ）硬化剤としては、（Ｂ）成分の熱硬化性樹脂の硬化剤として働くものであれば、特に制限はない。特に、エポキシ樹脂の硬化剤として好ましく使用できるとしては、例えば、フェノール樹脂、アミン系化合物、酸無水物、イミダゾール系化合物、スルフィド樹脂、ジシアンジアミドなどが挙げられる。また、例えば、光、紫外線硬化剤、熱カチオン硬化剤なども使用できる。これらは、状況に応じて、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本実施形態のポリロタキサンを含む樹脂組成物には、さらに架橋剤を添加してもよい。そのような架橋剤としては、前記ポリロタキサンの環状分子の少なくとも一部（ポリロタキサンの環状分子が有する少なくとも一つの反応基）と架橋する構造を作ることができるものであれば特に限定なく用いることができる。
具体的には、例えば、イソシアネート、塩化シアヌル、トリメソイルクロリド、テレフタロイルクロリド、エピクロロヒドリン、ジブロモベンゼン、グルタールアルデヒド、フェニレンジイソシアネート、ジイソシアン酸トリレイン、ジビニルスルホン、１，１−カルボニルジイミダゾール、アルコキシシラン等が挙げられる。
本実施形態において、前記架橋剤が有する官能基の数は限定しないが、ポリロタキサンの環状分子同士または環状分子と後述するような樹脂を架橋させるためには、架橋剤の一分子中に２個以上の官能基を有することが望ましい。また、架橋剤が複数の官能基を有する場合、それらの官能基は同一であっても異なっていてもよい。
さらにポリロタキサンと相溶する架橋剤がより好ましく、前記（Ａ）成分のポリロタキサンとして水酸基を有する環状分子を含むものを用いた場合は、架橋剤として、例えば、イソシアネート類やその誘導体等が好適に用いられる。このイソシアネート樹脂としては、特に制限はない。またイソシアネート基をブロック化したブロック化イソシアネート樹脂も用いることができる。
一方、前記（Ａ）成分のポリロタキサンとして、アクリル基もしくはメタクリル基を有する環状分子を含むものを用いた場合は、反応性樹脂としてアクリル樹脂を添加することができる。このアクリル樹脂についても特に制限はない。
前記樹脂組成物中の各成分の割合は、効果を発揮し得る限り特に制限はないが、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の合計を１００質量部として、（Ａ）ポリロタキサンは１０〜８０質量部、より好ましくは３０〜５０質量部、（Ｂ）熱硬化性樹脂は１０〜８９．９質量部、より好ましくは３０〜５０質量部、（Ｃ）硬化剤は０．１〜３０質量部、より好ましくは０．１〜２０質量部である。なお、本実施形態の樹脂組成物が架橋剤としてイソシアネート樹脂を含む場合、イソシアネート樹脂は（Ａ）ポリロタキサンに対して、０〜５０質量部を添加することができ、さらには、１０〜４０質量部添加することが好ましい。
さらに、本実施形態に係る前記樹脂組成物は、効果を損なわない範囲でその他の添加剤、例えば、硬化触媒（硬化促進剤）、難燃剤、難燃助剤、レベリング剤、着色剤等を必要に応じて含有してもよい。
本実施形態のポリロタキサンを含む樹脂組成物の調製方法については、特に限定はなく、例えば、ポリロタキサン、硬化剤、架橋剤、熱硬化性樹脂及び溶媒を均一になるように混合させて本実施形態の樹脂組成物を得ることができる。使用する溶媒に特に限定はなく、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン等を使用することができる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、必要に応じて、粘度を調整するための有機溶剤や、各種添加剤を配合してもよい。
上述のようにして得られた樹脂組成物を加熱乾燥することによって、溶媒を蒸発させながら、硬化させ、本実施形態のフィルム基材を得ることができる。
樹脂組成物を加熱乾燥するための方法、装置、それらの条件については、従来と同様の各種手段、あるいはその改良された手段であってよい。具体的な加熱温度と時間は、使用する架橋剤や溶媒等によって適宜設定することができるが、例えば、５０〜２００℃で６０〜１２０分間程度加熱乾燥することによって、前記樹脂組成物を硬化させることができる。
次に、本実施形態のフィルム基材に用いられる樹脂組成物のその他の具体的な例示として、例えば、（Ｄ）炭素数が２〜３のアルキレンオキサイド変性された変性基を有し且つその変性基がエポキシ１ｍｏｌ分子中に４ｍｏｌ以上含まれること、２ｍｏｌ以上のエポキシ基を有すること、及びエポキシ当量が４５０ｅｑ／ｍｏｌ以上であることを特徴とするエポキシ樹脂と、（Ｅ）硬化剤とを含む樹脂組成物が挙げられる。
前記（Ｄ）エポキシ樹脂としては、具体的には、プロピレンオキサイド付加型ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（株式会社ＡＤＥＫＡ製 ＥＰ４００３Ｓ）、エチレンオキサイド付加型ヒドロキシフェニルフルオレン型エポキシ樹脂（大阪ガスケミカル株式会社製 ＥＧ−２８０）等が挙げられる。
また、本実施形態の前記エポキシ樹脂を含む樹脂組成物には、効果を妨げない範囲で、上述したような（Ｄ）エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ、ビスフェノールＦ型エポキシ、ビスフェノールＳ型エポキシ、アラルキルエポキシ、脂肪族エポキシ、脂環式エポキシ等がさらに含まれていてもよい。
その場合、全エポキシ樹脂成分中の（Ｄ）エポキシ樹脂の配合割合は、６０〜９９質量％程度、好ましくは、８０〜９５質量％程度である。
前記（Ｅ）硬化剤としては、エポキシ樹脂用の硬化促進剤として一般的に公知のものが使用できる。具体的には、例えば、フェノール樹脂、酸無水物、スルホニウム塩から選ばれるものが硬化性の点から好ましく、必要に応じて硬化促進剤たとえばイミダゾール系化合物やこれらの硬化剤を２種類以上組み合わせてもよい。
フェノール硬化剤としては、一分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量、分子構造を特に限定するものではない。例えば、フェノール類及びナフトール類のうち少なくとも一方とホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂、フェノール類及びナフトール類のうち少なくとも一方とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノールアラルキル樹脂などが挙げられる。そして、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで、フェノール類としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール等が挙げられる。また、ナフトール類としては、例えば、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等が挙げられる。
酸無水物硬化剤としては、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水フタル酸、１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、３，４，５，６−テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、４−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、メチル−３，６−エンドメチレン−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
スルホニウム塩の硬化剤としては、例えばアルキルスルホニウム塩、ベンジルスルホニウム塩、ジベンジルスルホニウム塩、置換ベンジルスルホニウム塩等を挙げることができる。アルキルスルホニウム塩の具体例としては、例えば４−アセトフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル−４−（ベンジルオキシカルボニルオキシ）フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル−４−（ベンゾイルオキシ）フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル−４−（ベンゾイルオキシ）フェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル−３−クロロ−４−アセトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等を挙げることができる。ベンジルスルホニウム塩の具体例としては、例えばベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、４−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−４−メトキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−２−メチル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−３−クロロ−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等を挙げることができる。ジベンジルスルホニウム塩の具体例としては、例えばジベンジル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、４−アセトキシフェニルジベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−４−メトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−３−クロロ−４−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジベンジル−３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−４−メトキシベンジル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等を挙げることができる。置換ベンジルスルホニウム塩の具体例としては、例えばｐ−クロロベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ｐ−ニトロベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ｐ−クロロベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ｐ−ニトロベンジル−３−メチル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、３，５−ジクロロベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ｏ−クロロベンジル−３−クロロ−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等を挙げることができる。
前記樹脂組成物中の各成分の割合は、効果を発揮し得る限り特に制限はないが、樹脂組成物全量を１００質量部として、（Ｄ）エポキシ樹脂は５０〜９９質量部、より好ましくは６０〜８０質量部程度、（Ｅ）硬化剤は１〜５０質量部、より好ましくは１〜４０質量部程度である。
さらに、本実施形態に係る前記樹脂組成物は、効果を損なわない範囲でその他の添加剤、例えば、硬化触媒（硬化促進剤）、難燃剤、難燃助剤、レベリング剤、着色剤等を必要に応じて含有してもよい。
本実施形態の前記エポキシ樹脂を含む樹脂組成物の調製方法については、特に限定はなく、例えば、エポキシ樹脂、硬化剤及び溶媒を均一になるように混合する。使用する溶媒に特に限定はなく、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン等を使用することができる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらにここで、必要に応じて、粘度を調整するための有機溶剤や、各種添加剤を配合してもよい。
上述のようにして得られた樹脂組成物を加熱乾燥することによって、溶媒を蒸発させながら、硬化させ、本実施形態のフィルム基材を得ることができる。
樹脂組成物を加熱乾燥するための方法、装置、それらの条件については、従来と同様の各種手段、あるいはその改良された手段であってよい。具体的な加熱温度と時間は、使用する架橋剤や溶媒等によって適宜設定することができるが、例えば、１３０〜２００℃で６０〜１８０分間程度加熱乾燥することによって、前記樹脂組成物を硬化させることができる。
上記のようにして得られる本実施形態のフィルム基材の厚みは、特に限定はされないが、１０μｍ〜２００μｍの厚みであれば、ハンドリング性、光学特性、装着性の観点で好ましい。
本実施形態のフィルム基材の少なくとも導電層側表面に十点平均粗さＲｚが０．０５〜０．５μｍ、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．１〜１μｍの範囲となる凹凸を形成する方法としては、公知の方法、または改善された方法を用いることができ、特に限定されない。具体的には、例えば、コロナ照射やプラズマ照射、微細凹凸形状を施した金型による熱転写、ナノインプリント法による凹凸層の形成、微粒子を用いたサンドブラスト処理などが挙げられる。
凹凸形成手法を用いる場合には、フィルム基材の伸縮性を損なわない範囲で熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂または熱可塑樹脂を凹凸形成の目的として使用することもできる。また、その他の凹凸形成手法としては、例えば、珪素や金属といった粒子をマスクパターンとして用い、プラズマ処理やコロナ処理、光照射を利用したアッシングやドライエッチングによる表面凹凸形成手法を用いることもできる他、リソグラフィー法を応用した手法も用いることができる。
上述以外の手法についても、本実施形態の導電フィルムの凹凸形成目的であれば特に限定なく使用することができる。
また、前記凹凸形状を有するフィルム基材上に、上述したような導電層を形成する方法についても、何ら限定されるものではない。例えば、公知の分散方法によって調整された繊維状導電ナノフィラー分散液をフィルム基材上に塗布して、溶媒を蒸発させることにより形成することができる。あるいは、ドライプロセスでフィルム基材上に堆積させるなど公知の技術により導電層形成が可能である。さらに別の形態としては、一旦別の基材上にこの導電層を公知の技術で形成したものを、当該フィルム基材へ転写する方法でも作製が可能である。
これらの方法で作製される導電層には、分散液に用いる分散剤、バインダー成分、その他の添加成分については、特性を損なわない範囲で使用できる。
なお、本実施形態の導電性フィルムを形成する際は、適宜、ＰＥＴフィルム等の支持体を使用することができる。そのような支持体上に、上記フィルム基材を形成し、その上に、上述したような方法で導電層を形成することによって、本実施形態の導電性フィルムを得ることができる。
また、本実施形態の導電性フィルムの導電層を部分的に除去することによりパターニングをすることもできる。除去方法は特に限定されず、例えば、レーザーエッチングやケミカルエッチングなど一般的な手段や装置によって加工ができる。
本実施形態の導電性フィルムは、伸張や復元といった変形時にも導電性が失われないだけではなく、変形による電気抵抗の変化が小さい。そのため、例えば、電極、配線回路としてディスプレイ、タッチパネル、タッチセンサ、太陽電池等に好適に用いることができる。
本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
本開示の一つの局面に関する導電性フィルムは、フィルム基材と、フィルム基材の少なくとも一方の表面に形成された導電層とを有する導電性フィルムであって、前記フィルム基材及び導電性フィルムが１０％以上の引張伸び性を有し、前記フィルム基材の少なくとも導電層側の表面に十点平均粗さＲｚが０．０５〜０．５μｍであり、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．１〜１μｍである。
このような構成により、伸張時に導電性を失わないだけでなく、変形による電気抵抗の変化が従来よりも小さい導電性フィルムを提供することが可能となる。
前記導電性フィルムにおいて、前記導電層の厚みが５ｎｍ〜１μｍであることが好ましい。それにより、上記効果をより効率よく得ることができる。さらに、透明性、装着性の観点において有利であると考えられる。
また、前記導電層が繊維状導電ナノフィラーによる網目構造を有する導電層であり、前記繊維状導電ナノフィラーがカーボンナノチューブであることがより好ましい。それにより、伸張時や復元時の変形にも導電性を失うことなく導電性フィルムの役割をより確実に維持することが可能となる。
さらに、前記導電性フィルムにおいて、前記導電性フィルム又は前記フィルム基材が伸張及び復元可能であり、以下の試験方法にて測定される、前記導電性フィルム又は前記フィルム基材の残留歪み率αが０％≦α≦３％を満たすことが好ましい。
〔伸張−復元試験〕
フィルム片（厚み：５０μｍ、サンプル形状：ダンベル６号（ＪＩＳ Ｋ６２５１およびＩＳＯ３７、測定部位幅：４ｍｍ、平行部分長さ：２５ｍｍ））を用いて、ＩＳＯ３３８４に準拠した引張−圧縮試験機で、下記条件で伸張行程、伸張・保持工程を行った後に復元行程を行い、下記算出方法によって残留歪み率αを計算する。
伸張行程条件：
フィルム片をつかみ具に取り付けたときに発生するたわみを除去するために、たわみ補正を０．０５Ｎ以下の力で行う。
試験速度：２５ｍｍ／ｍｉｎ、０〜２５％伸張まで
温度条件：２３℃
伸張・保持行程条件：２５％伸張で、保持時間５分
温度条件：２３℃
復元行程条件：
試験速度：０．１ｍｍ／ｍｉｎ、引張力が０±０．０５Ｎになるまで
温度条件：２３℃
残留歪み率算出方法：前記復元行程において、引張力が０±０．０５Ｎとなった時点において、歪量の測定を行い、これを残留歪み率αとする。
また、前記導電性フィルムにおいて、前記導電性フィルム又は前記フィルム基材が応力緩和性を有し、以下の試験方法にて測定される、前記導電性フィルム又は前記フィルム基材の応力緩和率Ｒが３０％≦Ｒ≦９０％を満たすことが好ましい。
〔伸張−復元試験〕
フィルム片（厚み：５０μｍ、サンプル形状：ダンベル６号（ＪＩＳ Ｋ６２５１およびＩＳＯ３７、測定部位幅：４ｍｍ、平行部分長さ：２５ｍｍ））を用いて、ＩＳＯ３３８４に準拠した引張−圧縮試験機で、下記条件で伸張行程を行った後に復元行程を行い、下記算出方法によって残留歪み率αを計算する。
伸張行程条件：
フィルム片をつかみ具に取り付けたときに発生するたわみを除去するために、たわみ補正を０．０５Ｎ以下の力で行う。
試験速度：２５ｍｍ／ｍｉｎ、０〜２５％伸張まで
温度条件：２３℃
伸張・保持行程条件：２５％伸張で、保持時間５分
温度条件：２３℃
復元行程条件：
試験速度：０．１ｍｍ／ｍｉｎ、引張力が０±０．０５Ｎになるまで
温度条件：２３℃
応力緩和率算出方法：前記伸張行程において、２５％まで伸張した直後のフィルム片の伸張行程終了時の引張力の測定を行い、これを初期引張力ＦＡ０とする。
その後、上述の伸張・保持行程終了時の引張力の測定を行い、これをＦＡ（ｔ５）とする。応力緩和率Ｒは下記式によって計算する。
このような構成により、伸張後の復元性と応力緩和性に優れ、かつ、伸張や復元といった変形時にも導電性が失われない導電性フィルムを提供することができる。
また、前記導電性フィルムにおいて、前記フィルム基材が熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。それにより、さらに耐熱性や強靭性を付加させることができる。
さらに、前記フィルム基材が無機フィラーを含むことが好ましい。それにより、耐熱性、熱膨張、耐湿性などを向上させることができ、特に導電性フィルムの回路パターン形成時などの熱時寸法変化を抑えることで回路寸法精度の高い導電性フィルムを得ることができる。
また、前記導電性フィルムにおいて、前記フィルム基材が組成成分として珪素を含むことが好ましい。それにより、フィルム基材表面の凹凸形状を形成する際に、より微細かつ高低差の明確な凹凸を形成することができる。
さらに、前記導電性フィルムにおいて、全光線透過率が８０〜９９％であることが好ましい。それにより、例えば、透明導電性フィルムとしての用途に適用が可能となる。
さらに、前記導電性フィルムにおいて、表面抵抗が１０００Ω／□以下であることが好ましい。それにより、例えば、タッチセンサしての用途に適用が可能となる。
さらに、本開示は、前記導電性フィルムを備えるディスプレイ、タッチパネル、タッチセンサ、太陽電池が包含される。本発明の導電性フィルムは、自由曲面への追従や大きな変形に対応可能な様々な用途へ適用することができる。
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
まず、本実施例で用いた各種材料は次の通りである。
（熱硬化性樹脂）
・ポリロタキサン：（アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社製「Ａ１０００」）
・エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製「ＪＥＲ１００９」）
（硬化剤）
・イミダゾール系硬化促進剤（四国化成工業株式会社製「２Ｅ４ＭＺ」、２エチル４メチルイミダゾール）
・イソシアネート樹脂（三井化学株式会社製「Ｄ−１６５Ｎ」）
（レベリング剤）
・シリコン系界面活性剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製「ＢＹＫ−３７０」）
（珪素）
・ナノシリカ（日産化学工業株式会社製「ＥＣ−２１０２」）
（カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）含有水溶液）
・ＳＷＣＮＴ：ＩｓｏＮａｎｏｔｕｂｅｓ−Ｍ（ＮａｎｏＩｎｔｅｇｒｉｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．製、ＣＮＴ直径１．７ｎｍ、長さ１μｍ）
＜実施例１−１及び実施例１−２＞
［１．フィルム基材の製造］
下記表１に示す配合組成（質量部）で、固形分濃度が４０質量％となるように、溶剤（メチルエチルケトン）に添加して、各成分を均一に混合し、フィルム基材１用の樹脂組成物を調製した。
次に得られた樹脂組成物をそれぞれ、７５μｍのＰＥＴフィルム（支持体）上にバーコータで塗布し、１００℃にて１０分乾燥し溶媒を除去した後、１７０℃で６０分間加熱硬化させ、ＰＥＴフィルム上に厚み５０μｍとなる樹脂フィルムが形成されたフィルム基材１を得た。なお、下記表１に示すフィルム基材２については、後述する＜実施例２−１及び実施例２−２＞においてその詳細を説明する。
［２．フィルム基材表面の凹凸形状の形成］
得られたフィルム基材の表面（導電層形成側：支持体層（ＰＥＴフィルム）と反対面）に対して、真空プラズマ装置（ＳＥＭＣＯ株式会社製、ＰＣ−３００）を用いたプラズマ処理を下記表２に示す条件で行い、表面に凹凸形状を有するフィルム基材を得た。得られた凹凸形状のＲｚ値およびＳｍ値は、Ｆｉｅｌｄ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（以下、ＴＥＭと略記する）（「ＪＥＭ−２１００Ｆ」日本電子株式会社製）により、フィルム基材の厚み方向に平行な断面を測長することによって測定した。結果を表２に示す。
さらに、実施例１−２のフィルム基材におけるプラズマ処理前のＴＥＭ像を図１Ａにプラズマ処理後の凹凸形成後のＴＥＭ像を図１Ｂに、それぞれ示す。これらの画像において、フィルム基材の表面は四酸化ルテニウムにより黒く着色されており、視野の下側がフィルム基材となっている。図１Ａ及び図１Ｂから、プラズマ処理により、１００ｎｍ程度の深さのある凹凸が形成されていることがわかる。
［３．導電層の形成］
カーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴと略記する）（ＳＷＣＮＴ：ＩｓｏＮｏｎｏｔｕｂｅｓ−Ｍ（ＮａｎｏＩｎｔｅｇｒｉｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．製）を秤量し、５ｗｔ％ドデシル硫酸ナトリウム水溶液に入れ、超音波で２４時間分散させ濃度２００ｐｐｍのＣＮＴ含有水溶液を得た。
次に、それぞれ上記［１．フィルム基材の製造］で得たフィルム基材の一方の表面上にＣＮＴ含有水溶液をバーコータで塗布し、１２０℃で３０分乾燥し溶媒を除去し、ＣＮＴ層（導電層）の厚み１０ｎｍの導電性フィルムを得た。
［４．応力緩和率Ｒ及び残留歪み率αの測定］
得られた導電性フィルムから、厚み５０μｍのダンベル６号形状（ＪＩＳ Ｋ６２５１およびＩＳＯ３７、測定部位幅４ｍｍ、平行部長さ２５ｍｍ）のフィルム片を切り出し、以下の評価におけるサンプルとして用いた。
〔伸張−復元試験〕
本実施例で用いられる伸張−復元試験では、上記実施例および比較例のサンプルを用いて、下記条件で伸張行程を行った後に復元行程を行い、下記算出方法によって応力緩和率Ｒ及び残留歪み率αを計算した。
伸張行程条件：
フィルム片をつかみ具に取り付けたときに発生するたわみを除去するために、たわみ補正を０．０５Ｎ以下の力で行った。
試験速度：２５ｍｍ／ｍｉｎ、０〜２５％伸張まで
温度条件：２３℃
伸張・保持行程条件：２５％伸張で、保持時間５分
温度条件：２３℃
復元行程条件：
試験速度：０．１ｍｍ／ｍｉｎ、引張力が０±０．０５Ｎになるまで
温度条件：２３℃
応力緩和率算出方法：前記伸張行程において、２５％まで伸張した直後のフィルム片の伸張行程終了時の引張力の測定を行い、これを初期引張力ＦＡ０とした。
その後、上述の伸張・保持行程終了時の引張力の測定を行い、これをＦＡ（ｔ５）とする。応力緩和率Ｒは下記式によって計算した。
残留歪み率算出方法：前記復元行程において、引張力が０±０．０５Ｎとなった時点において、歪量の測定を行い、これを残留歪み率αとした。
すなわち、厚みが５０μｍであり、サンプル形状が測定部位幅４ｍｍ、平行部分長さ２５ｍｍのＪＩＳＫ６２５１およびＩＳＯ３７に規定されているダンベル６号であるフィルム片を用いて、ＩＳＯ３３８４に準拠した引張−圧縮試験機で、フィルム片をつかみ具に取り付けたときに発生するたわみを除去するためのたわみ補正を０．０５Ｎ以下の力で行い、０〜２５％伸張まで試験速度を２５ｍｍ／ｍｍ、温度条件を２３℃として伸張工程を行い、２５％伸張で保持時間５分、温度条件を２３℃として伸張・保持工程を行い、伸張工程において２５％まで伸張した直後のフィルム片の初期引張力ＦＡ０を測定し、伸張・保持工程において２５％伸張で５分間保持後のフィルム片の引張力ＦＡ（ｔ５）を測定し、下記式によって算出された応力緩和率をＲとした。
そして、厚みが５０μｍであり、サンプル形状が測定部位幅４ｍｍ、平行部分長さ２５ｍｍのＪＩＳＫ６２５１およびＩＳＯ３７に規定されているダンベル６号であるフィルム片を用いて、ＩＳＯ３３８４に準拠した引張−圧縮試験機で、フィルム片をつかみ具に取り付けたときに発生するたわみを除去するためのたわみ補正を０．０５Ｎ以下の力で行い、０〜２５％伸張までの試験速度を２５ｍｍ／ｍｉｎ、温度条件を２３℃として伸張行程を行い、２５％伸張で保持時間５分、温度条件を２３℃として伸張・保持行程を行い、前記伸張・保持行程を行った後、引張力が０±０．０５Ｎになるまでの試験速度を０．１ｍｍ／ｍｉｎ、温度条件を２３℃として復元行程を行い、復元行程において、引張力が０±０．０５Ｎとなった時点において歪量の測定を行い算出された残留歪み率をαとした。
上記で得られた応力緩和率Ｒ及び残留歪み率αを表２に示す。
［５．その他の評価試験］
〔表面抵抗値の測定〕
得られた各導電性フィルムを、ＩＳＯ３１９５に準拠した試験機で表面抵抗値を測定した。結果を表２に示す。
〔全光線透過率の測定〕
得られた各導電性フィルムを、ＩＳＯ２５５６に準拠した試験機で全光線透過率を測定した。結果を表２に示す。
〔伸縮動作における電気抵抗増加率の測定〕
得られた各導電性フィルムを、長さ６ｃｍ、幅５ｍｍの寸法で切り出し、フィルム延伸機につかみ具間距離が４ｃｍとなるようにセットした。そして、フィルムの伸張前と伸張率２５％の伸張時、さらにつかみ具を戻しフィルムが元の位置へ復元したところで、それぞれ抵抗計（日置電機株式会社製ＲＭ３５４８）を用いて端子間距離が３ｃｍとなる位置で電気抵抗値を測定した。伸縮前の電気抵抗値からの電気抵抗増加量を１００分率で示した結果をそれぞれ、フィルム伸張後抵抗増加率およびフィルム復元後抵抗増加率として表２に示す。
さらに、この動作を５回繰り返した後の電気抵抗値と最初の伸縮前に測定した電気抵抗値からの電気抵抗増加量を１００分率で示した結果を伸縮５回後抵抗増加率として表２に示す。
＜比較例１−１＞
フィルム基材表面の凹凸形状の形成を行わなかった以外は、実施例１−１と同様にしてフィルム基材上に導電層を形成した。しかし、分散液（ＣＮＴ含有水溶液）塗布時にハジキが発生してしまい、導電性フィルムを得ることができなかった。
＜比較例１−２＞
実施例１−１と同様にして作製したフィルム基材を、フィルム基材表面の凹凸形状の形成を行うことなく、その代わりにこのフィルム基材の表面（導電層形成側：支持体層と反対面）に対して、ウレタン樹脂（株式会社ＡＤＥＫＡ製「ＨＵＸ−５６１」）を塗布し、１００℃１５分加熱乾燥することで、表面に厚み１μｍのウレタン層を有するフィルム基材を得た。その後、実施例１−１と同様にして導電層を形成した。この場合は分散液を良好に塗布でき、導電性フィルムが得られた。得られた導電性フィルムについて、実施例１−１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
＜比較例１−３＞
実施例１−１と同様にして作製したフィルム基材の表面（導電層形成側：支持体層と反対面）に対して、コロナ処理を表２に示す条件で行い、表面に凹凸形状を有するフィルム基材を得た。このフィルム基材に対して実施例１−１と同様にして導電層を形成した。この場合も分散液を良好に塗布でき、導電性フィルムを得ることができた。得られた導電性フィルムについて実施例１−１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
（結果及び考察）
比較例１−１は、フィルム基材の表面が分散液をはじいたため、導電層を形成することができず、導電性フィルムが得られなかった。比較例１−２および比較例１−３は導電性フィルムが得られたものの、伸張、復元時の電気抵抗の変化が大きかった。この結果と比べて実施例１−１および１−２で得られた導電性フィルムは伸張、復元後も電気抵抗の変化が小さい結果となった。さらに、実施例１−２については、上述の通り、プラズマ処理により、１００ｎｍ程度の深さのある凹凸がフィルム基材表面に形成されていることがＴＥＭ画像によっても確認された（図１Ａ及び図１Ｂ）。
以上の結果より、同様のフィルム基材を用いても、フィルム基材表面の凹凸形状の効果によって伸縮（伸張及び復元）時の電気抵抗の変化を小さく抑えることができることが示された。
＜実施例２−１及び実施例２−２＞
［１．フィルム基材の製造］
上記表１に示す配合組成（質量部）で、固形分濃度が４０質量％となるように、溶剤（メチルエチルケトン）に添加して、各成分を均一に混合し、フィルム基材２用の樹脂組成物を調製した。
次に得られた樹脂組成物を、７５μｍのＰＥＴフィルム（支持体）上にバーコータで塗布し、１００℃にて１０分乾燥し溶媒を除去した後、１７０℃で６０分間加熱硬化させ、ＰＥＴフィルム上に厚み５０μｍとなるフィルム基材２を得た。
［２．フィルム基材表面の凹凸形状の形成］
得られたフィルム基材の表面（導電層形成側：支持体層と反対面）に対して、大気圧プラズマ装置（エアウォータ株式会社製「ダイレクト型表面処理装置」）を用いた大気圧プラズマ処理を表３に示す条件で行い、表面に凹凸形状を有するフィルム基材を得た。
［３．導電層の形成］
用いるフィルム基材がフィルム基材２であること以外は、実施例１−１と同様の方法で導電層を形成し、導電性フィルムを得た。
［４．評価］
得られた導電性フィルムについて、実施例１−１と同様の評価を行った。結果を表３に示す。
＜比較例２−１＞
フィルム基材表面の凹凸形状の形成を行わなかった以外は、実施例２−１と同様にしてフィルム基材上に導電層を形成した。しかし、分散液（ＣＮＴ含有水溶液）塗布時にハジキが発生してしまい、導電性フィルムを得ることができなかった。
＜比較例２−２＞
実施例２−１と同様にして作製したフィルム基材の表面（導電層形成側：支持体層と反対面）に対して、真空プラズマ装置（ＳＥＭＣＯ株式会社製、ＰＣ-３００）を用いたプラズマ処理を表３に示す条件で行い、表面に凹凸形状を有するフィルム基材を得た。その後、実施例２−１と同様にして導電層を形成した。この場合は分散液を良好に塗布でき、導電性フィルムを得た。得られた導電性フィルムについて、実施例２−１と同様の評価を行った。結果を表３に示す。
＜比較例２−３＞
実施例２−１と同様にして作製したフィルム基材を、処理条件を表３に示すように変えた以外は実施例２−１と同様の操作で表面凹凸形状を形成したフィルム基材を得た。その後、実施例２−１と同様にして導電層を形成した。しかし、分散液塗布時にハジキが発生してしまい導電性フィルムが得られなかった。
（結果及び考察）
比較例２−１と比較例２−３は、フィルム基材の表面が分散液をはじいたため、導電層を形成することができず、導電性フィルムが得られなかった。比較例２−２は導電性フィルムが得られたものの、伸縮時の電気抵抗の変化が大きく、また、伸張、復元時の電気抵抗の変化が大きかった。この結果と比べて実施例２−１および２−２で得られた導電性フィルムは伸張、復元後も電気抵抗の変化が小さい結果となった。さらに、実施例２−２のフィルム基材におけるプラズマ処理後の凹凸形成後のＴＥＭ像を図２に示す。上述の通り、プラズマ処理により、フィルム基材表面に凹凸が形成されていることがＴＥＭ画像によっても確認された。
以上の結果より、同様のフィルム基材を用いても、表面凹凸形状の効果によって伸縮（伸張及び復元）時の電気抵抗の変化を小さく抑えることができることが示された。
よって、本発明の導電性フィルムは、伸張後、復元後においても優れた導電性を示すだけではなく、伸張、復元後も電気抵抗の変化が小さいことが確かめられた。

Claims (14)

  1. フィルム基材と、前記フィルム基材の少なくとも一方の表面に形成された導電層とを有する導電性フィルムであって、
    前記フィルム基材及び前記導電性フィルムが１０％以上の引張伸び性を有し、
    前記フィルム基材の少なくとも前記導電層側の表面の十点平均粗さＲｚが０．０５〜０．５μｍであり、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．１〜１μｍである、導電性フィルム。
  2. 前記導電層の厚みが５ｎｍ〜１μｍである、請求項１に記載の導電性フィルム。
  3. 前記導電層が繊維状導電ナノフィラーによる網目構造を有する導電層であり、前記繊維状導電ナノフィラーがカーボンナノチューブである、請求項１または２に記載の導電性フィルム。
  4. 前記導電性フィルム又は前記フィルム基材が伸張及び復元可能であり、以下の試験方法にて測定される、前記導電性フィルム又は前記フィルム基材の残留歪み率αが０％≦α≦３％を満たす、請求項１から３のいずれか１項に記載の導電性フィルム。
    〔伸張−復元試験〕
    フィルム片（厚み：５０μｍ、サンプル形状：ダンベル６号（ＪＩＳ Ｋ６２５１およびＩＳＯ３７、測定部位幅：４ｍｍ、平行部分長さ：２５ｍｍ））を用いて、ＩＳＯ３３８４に準拠した引張−圧縮試験機で、下記条件で伸張工程、伸張保持工程を行った後に復元工程を行い、下記算出方法によって残留歪み率αを計算する。
    伸張工程条件：
    フィルム片をつかみ具に取り付けたときに発生するたわみを除去するために、たわみ補正を０．０５Ｎ以下の力で行う。
    試験速度：２５ｍｍ／ｍｉｎ、０〜２５％伸張まで
    温度条件：２３℃
    伸張・保持工程条件：２５％伸張で、保持時間５分
    温度条件：２３℃
    復元工程条件：
    試験速度：０．１ｍｍ／ｍｉｎ、引張力が０±０．０５Ｎになるまで
    温度条件：２３℃
    残留歪み率算出方法：
    前記復元工程において、引張力が０±０．０５Ｎとなった時点において、歪量の測定を行い、これを残留歪み率α％とする。
  5. 前記導電性フィルム又は前記フィルム基材が応力緩和性を有し、以下の試験方法にて測定される、前記導電性フィルム又は前記フィルム基材の応力緩和率Ｒが３０％≦Ｒ≦９０％を満たす、請求項１から４のいずれか１項に記載の導電性フィルム。
    〔伸張−復元試験〕
    フィルム片（厚み：５０μｍ、サンプル形状：ダンベル６号（ＪＩＳ Ｋ６２５１およびＩＳＯ３７、測定部位幅：４ｍｍ、平行部分長さ：２５ｍｍ））を用いて、ＩＳＯ３３８４に準拠した引張−圧縮試験機で、下記条件で伸張工程、伸張保持工程を行った後に復元工程を行い、下記算出方法によって応力緩和率Ｒを計算する。
    伸張工程条件：
    フィルム片をつかみ具に取り付けたときに発生するたわみを除去するために、たわみ補正を０．０５Ｎ以下の力で行う。
    試験速度：２５ｍｍ／ｍｉｎ、０〜２５％伸張まで
    温度条件：２３℃
    伸張・保持工程条件：２５％伸張で、保持時間５分
    温度条件：２３℃
    復元工程条件：
    試験速度：０．１ｍｍ／ｍｉｎ、引張力が０±０．０５Ｎになるまで
    温度条件：２３℃
    応力緩和率算出方法：
    伸張工程終了時の引張力の測定を行い、これを初期引張力ＦＡ０とする。その後、上述の伸張・保持工程終了時の引張力の測定を行い、これをＦＡ（ｔ５）とする。応力緩和率Ｒは下記式によって計算する。
  6. 前記フィルム基材が熱硬化性樹脂を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の導電性フィルム。
  7. 前記フィルム基材が無機フィラーを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の導電性フィルム。
  8. 前記フィルム基材が組成成分として珪素を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の導電性フィルム。
  9. 全光線透過率が８０〜９９％である、請求項１から８のいずれか１項に記載の導電性フィルム。
  10. 表面抵抗が１０００Ω／□以下である、請求項１から９のいずれか１項に記載の導電性フィルム。
  11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の導電性フィルムを備えるタッチパネル。
  12. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の導電性フィルムを備えるディスプレイ。
  13. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の導電性フィルムを備えるタッチセンサ。
  14. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の導電性フィルムを備える太陽電池。
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