JP7458926B2 - 透明導電性フィルム - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記透明導電性フィルムは、上記基材の上記第1の透明導電層とは反対側に配置された第2の透明導電層をさらに備える。
1つの実施形態においては、上記第1の透明導電層が、金属ナノワイヤを含む。
1つの実施形態においては、上記第1の透明導電層が、ポリマーマトリックスをさらに含む。
1つの実施形態においては、上記基材の引っ張り破断強度が、100MPa以下である。
1つの実施形態においては、上記基材を構成する材料が、シクロオレフィン系樹脂である。
図1は、本発明の1つの実施形態による透明導電性フィルムの概略断面図である。透明導電性フィルム100は、基材10と、基材10の一方の面に配置された第1の透明導電層20とを備える。図示していないが、透明導電性フィルムは、任意の適切なその他の層をさらに含んでいてもよい。
好ましくは、第1の透明導電層は、金属ナノワイヤまたは金属メッシュを含む。より好ましくは、第1の透明導電層は、金属メッシュを含む。
1つの実施形態において、第1の透明導電層が金属ナノワイヤを含む場合、当該第1の透明導電層は、ポリマーマトリックスをさらに含み得る。この実施形態においては、ポリマーマトリックス中に、金属ナノワイヤが存在し得る。ポリマーマトリックスから構成される第1の透明導電層においては、ポリマーマトリックスにより金属ナノワイヤが保護される。その結果、金属ナノワイヤの腐食が防止され、耐久性により優れる透明導電性フィルムを得ることができる。
金属メッシュを含む第1の透明導電層は、上記基材上に、金属細線が格子状のパターンに形成されてなる。金属メッシュを含む第1の透明導電層は、任意の適切な方法により形成させることができる。該第1の透明導電層は、例えば、銀塩を含む感光性組成物(透明導電層形成用組成物)を上記積層体上に塗布し、その後、露光処理および現像処理を行い、金属細線を所定のパターンに形成することにより得ることができる。また、該第1の透明導電層は、金属微粒子を含むペースト(透明導電層形成用組成物)を所定のパターンに印刷して得ることもできる。このような第1の透明導電層およびその形成方法の詳細は、例えば、特開2012-18634号公報に記載されており、その記載は本明細書に参考として援用される。また、金属メッシュから構成される透明導電層およびその形成方法の別の例としては、特開2003-331654号公報に記載の透明導電層およびその形成方法が挙げられる。
透明導電層は、金属系であってもよい、より具体的には、金属膜からなる層または酸化金属膜からなる層であってもよい。このような透明導電層を構成する材料としては、例えば、Cu,Al,Fe,Cr,Ti,Si,Nb,In,Zn,Sn,Au,Ag,Co,Cr,Ni,Pb,Pd,Pt,W,Zr,Ta,Hf、Mo,Mn,Mg,V等の金属が好適に用いられる。また、これらの金属の2種以上を含有するものや、これらの金属を主成分とする合金や酸化物等も用いることができる。例えば、インジウム-スズ複合酸化物(ITO)が用いられ得る。
上記基材は、代表的には、任意の適切な樹脂から構成される。上記基材を構成する樹脂としては、例えば、シクロオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂等が挙げられる。好ましくは、シクロオレフィン系樹脂が用いられる。シクロオレフィン系樹脂から構成される基材を用いれば、屈曲性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。また、光学特性の観点からも有利である。本発明においては、シクロオレフィン系フィルムのような破断強度が低い基材を用いても、破損し難い透明導電性フィルムを提供することができる。
第2の透明導電層は、導電性を有する限り、任意の適切な構成であり得る。1つの実施形態においては、第2の透明導電層は、B項で説明したような構成をとり得る。別の実施形態においては、第2の透明導電層は、金属酸化物から構成される。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム-スズ複合酸化物、スズ-アンチモン複合酸化物、亜鉛-アルミニウム複合酸化物、インジウム-亜鉛複合酸化物等が挙げられる。なかでも好ましくは、インジウム-スズ複合酸化物(ITO)である。金属酸化物は結晶化金属酸化物であってもよい。結晶化金属酸化物とは、後述のように、金属酸化物膜を成膜した後に、加熱(例えば、120℃~200℃の加熱)して、得られる金属酸化物を意味する。
透明導電性フィルムを屈曲させた後の抵抗値を測定した。
透明導電性フィルム(長さ100mm×幅20mm)の第1の導電層側長手方向両端にAgペーストを塗布して試験片を得た。この試験片を、第1の導電層を外側にしてステンレスの丸棒(半径:Rmm)に掛け、当該丸棒に沿って長手方向が曲がるように180°屈曲させた。次いで、長手方向の両端部にクリップを介して分銅(各500g)を下げ、その状態で10秒間保持した。
上記操作の後、分銅・クリップを取り外し、Agペースト部間の表面抵抗値(屈曲後の抵抗値)をテスターにて確認した。屈曲前の表面抵抗値に対して、表面抵抗値の上昇率が20%以下であれば導通OK、上昇率が20%を超えた場合は導通NGとした。
(2)弾性率
透明導電性フィルムを所定の試料台に固定し、第1の透明導電層に対して、AFM(オックスフォードインストゥルメンツ社製、MEP-3D-SA)を用いた接触共振測定を行った。測定後、弾性率を算出した。なお、弾性率算出に際して、標準資料としてシリコンウエハ(弾性率1500GPaと仮定)を用いた。以下に詳細な測定条件を記す。
装置 :オックスフォードインストゥルメンツ社製 MEP-3D-SA
測定モード :接触共振法(DART CR)
探針 :Si製(3N/m相当品)
測定範囲 :3μm□
測定雰囲気 :大気
測定温度 :室温
(金属ナノワイヤの製造)
攪拌装置を備えた反応容器中、160℃下で、無水エチレングリコール5ml、PtCl2の無水エチレングリコール溶液(濃度:1.5×10-4mol/L)0.5mlを加えた。4分経過後、得られた溶液に、AgNO3の無水エチレングリコール溶液(濃度:0.12mol/l)2.5mlと、ポリビニルピロリドン(MW:55000)の無水エチレングリコール溶液(濃度:0.36mol/l)5mlとを同時に、6分かけて滴下した。この滴下後、160℃に加熱して1時間以上かけて、AgNO3が完全に還元されるまで反応を行い、銀ナノワイヤを生成した。次いで、上記のようにして得られた銀ナノワイヤを含む反応混合物に、該反応混合物の体積が5倍になるまでアセトンを加えた後、該反応混合物を遠心分離して(2000rpm、20分)、銀ナノワイヤを得た。純水中に、該銀ナノワイヤ(濃度:0.2重量%)、およびペンタエチレングリコールドデシルエーテル(濃度:0.1重量%)を分散させ、銀ナノワイヤ分散液を調製した。
(透明導電層形成用組成物(PN)の調製)
上記銀ナノワイヤ分散液25重量部を純水75重量部で希釈して固形分濃度0.05重量%の透明導電層形成用組成物(PN)を調製した。
(モノマー組成物の調製)
ペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学工業社製、商品名「ビスコート#300」)1重量部、光重合開始剤(BASF社製、商品名「イルガキュア907」)0.2重量部をイソプロピルアルコール80重量部、ジアセトンアルコール19重量部で希釈して、固形分濃度1重量%のモノマー組成物を得た。
(透明導電性フィルムの作製)
基材(シクロオレフィンフィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR(登録商標)」、厚み55μm)の一方の側に、第1の透明導電層形成用組成物として、上記透明導電層形成用組成物(PN)を塗布し、乾燥させた。さらに、第1の透明導電層形成用組成物(PN)塗布層上に、上記モノマー組成物を塗布し、90℃で1分間乾燥し、その後、300mJ/cm2の紫外線照射し、第1の透明導電層を形成した。
上記のようにして透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを、上記評価(1)および(2)に供した。当該評価(1)に用いた丸棒の半径は1mm(直径:2mm)とした。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを、上記評価(1)および(2)に供した。当該評価(1)に用いた丸棒の半径は0.5mm(直径:1mm)とした。結果を表1に示す。
基材(シクロオレフィンフィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR(登録商標)」、厚み55μm)に代えて、基材(シクロオレフィンフィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR(登録商標)」、厚み100μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを、上記評価(1)および(2)に供した。当該評価(1)に用いた丸棒の半径は1mm(直径:2mm)とした。結果を表1に示す。
基材(シクロオレフィンフィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR(登録商標)」、厚み55μm)の一方の面にスパッタ法により、インジウム・スズ酸化物層からなる透明導電層(厚み:30nm)を形成して、透明導電性フィルムを得た。
得られた透明導電性フィルムを、上記評価(1)および(2)に供した。当該評価(1)に用いた丸棒の半径は1mm(直径:2mm)とした。結果を表1に示す。
基材(シクロオレフィンフィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR(登録商標)」、厚み55μm)に代えて、基材(シクロオレフィンフィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR(登録商標)」」、厚み100μm)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを、上記評価(1)および(2)に供した。当該評価(1)に用いた丸棒の半径は1mm(直径:2mm)とした。結果を表1に示す。
20 第1の透明導電層
30 第2の透明導電層
100、100’ 透明導電性フィルム
Claims (3)
- 基材と、該基材の少なくとも一方の面に配置された第1の透明導電層とを備え、
該基材よりも該第1の透明導電層を外側にして屈曲半径R(mm)で180°折り曲げたとき、該屈曲半径R(mm)と該基材の厚みT(mm)との関係が、0<T/(2R+T)≦0.07の範囲にある場合に、当該折り曲げによる抵抗値上昇率aが20%以下であり、
該基材の引っ張り破断強度が、100MPa以下であり、
該第1の透明導電層が、金属ナノワイヤおよびポリマーマトリックスを含み、
該ポリマーマトリックスの原子間力顕微鏡(AFM)による23℃での弾性率が、20GPa~100GPaである、
透明導電性フィルム。 - 前記基材の前記第1の透明導電層とは反対側に配置された第2の透明導電層をさらに備える、請求項1に記載の透明導電性フィルム。
- 前記基材を構成する材料が、シクロオレフィン系樹脂である、請求項1または2に記載の透明導電性フィルム。
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