JPH0789452B2 - 耐熱性透明導電フイルム - Google Patents

耐熱性透明導電フイルム

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JPH0789452B2
JPH0789452B2 JP61199009A JP19900986A JPH0789452B2 JP H0789452 B2 JPH0789452 B2 JP H0789452B2 JP 61199009 A JP61199009 A JP 61199009A JP 19900986 A JP19900986 A JP 19900986A JP H0789452 B2 JPH0789452 B2 JP H0789452B2
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film
transparent conductive
conductive film
present
acid
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隆 藤原
重光 村岡
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旭化成工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、耐熱性にすぐれかつ硬度の大きい透明導電フ
イルムに関するものである。
〈従来の技術〉 透明導電フイルムは、可視光に透明で、かつ導電性を有
するプラスチツクフイルムの総称であり、プラスチツク
フイルムの表面に半導体導電層や金属薄膜を蒸着したも
の、導電層として金属線を埋め込んだ構造のものが生産
され、タツチパネルやデイスプレイ、面状発熱体、電磁
波シールド材として利用されている。
これらのプラスチツクフイルムとしては、ポリエステル
(ポリエチレンテレフタレート)、ポリカーボネート、
ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなどが使用されて
いる。
しかし、面状発熱体等として使用するときには、これら
のプラスチツクフイルムでは耐熱性が不足して、性能的
に又は安全性の面から十分とはいいきれなかつた。この
ため、一部ではポリイミドフイルムを用いることも検討
されているが、非常に高価であるため工業生産には適し
ない。
一方、タツチパネルやデイスプレイに上記フイルムを使
用した場合には、硬度が小さく、そのためにキズがつき
やすいこと又は/及びフイルムの着色が大きく透光性に
欠けることなどの欠点が指摘されている。
一方、芳香族ポリアミドは優れた結晶性や高い融点のた
め良好な耐熱性を有しており、特にパラ配向の芳香族ポ
リアミドは剛直な分子構造により高い機械的性能を有す
ることが期待され注目されている。しかし、パラ配向性
の芳香族ポリアミドは、その分子構造故に、強酸にしか
溶けず、その溶液中では液晶を形成することが知られて
いる。しかも、液晶特有の性質から、これを成形する
と、一軸配向しやすく、従つて繊維のように一軸配向が
そのまま活かせる場合は問題ない(特開昭47-39458号公
報)が、例えばフイルムの成型は特殊な工夫をしないと
裂け易いものしか得られない(特公昭57-17886号公
報)。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的とするところは、タツチパネル、デイスプ
レイ又は面状発熱体等に使用して有用な、透明性、耐熱
性にすぐれ、安価で、かつ硬度が大きい導電フイルムを
提供することにある。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、光線透過率が55%以上であり、かつ密度が1.
390g/cm3以上であるパラ配向性芳香族ポリアミドフイル
ムの表面に半導体導電層又は金属薄膜を蒸着した耐熱性
透明導電フイルムである。
本発明者らは、透明な等方性のパラ配向性芳香族ポリア
ミドフイルムの製法を開示した前述の特公昭57-17886号
公報の技術を更に研究するうちに、パラ配向性芳香族ポ
リアミドの硫酸を溶媒とする液晶ドープの光学等方化を
加熱だけでなく加湿によつて行い、かつ乾燥時のフイル
ムの収縮を制限することによつて、非常に透明度のすぐ
れたフイルムを得ることができることを知見し、またこ
のようにして得たフイルムに熱処理を施すことによつて
フイルムの硬度を大きくできることも併せて知見した。
そして、このようにして得られる耐熱性及び透明性にす
ぐれた硬度の大きいフイルムの表面に導電層を設けるこ
とによつて、従来の透明導電フイルムのもつていた前記
諸欠点を克服できることを見出し、本発明に到達したも
のである。
本発明に用いられるパラ配向性の芳香族ポリアミドは、
次の構成単位からなる群より選択された単位から実質的
に構成される。
−NH−Ar1−NH− ……(I) −CO−Ar2−CO− ……(II) −NH−Ar3−CO− ……(III) ここでAr1、Ar2およびAr3は各々2価の芳香族基であ
り、(I)と(II)はポリマー中に存在する場合は実質
的に当モルである。
本発明のポリアミドフイルムにおいて、良好な機械的性
能を確保するためには、Ar1、Ar2およびAr3は各々、所
謂、パラ配向性の基である。
ここで、パラ配向性とは、その分子鎖を成長させている
結合が芳香族の反対方向に同軸または平行的に位置して
いることを意味する。このような2価の芳香族基の具体
例としては、パラフエニレン、4,4′−ビフエニレン、
1,4−ナフチレン、1,5−ナフチレン、2,6−ナフチレ
ン、2,5−ビリジレンなどがあげられる。それらはハロ
ゲン、低級アルキル、ニトロ、メトキシ、スルホン酸、
シアノ基などの非活性基で1または2以上置換されてい
てもよい。Ar1、Ar2およびAr3はいずれも2種以上であ
つてもよく、また相互に同じであつても異なつていても
よい。
本発明に用いられるポリマーは、これまでに知られた方
法により、各々の単位に対応するジアミン、ジカルボン
酸、アミノカルボン酸より製造することができる。具体
的には、カルボン酸基を先ず酸ハライド、酸イミダゾラ
イド、エステル等に誘導した後にアミノ基と反応させる
方法、またはアミノ基をイソシアナート基に誘導した
後、カルボン酸基と反応させる方法が用いられ、重合の
形式もいわゆる低温溶液重合法、界面重合法、溶融重合
法、固相重合法などを用いることができる。
本発明に用いられる芳香族ポリアミドには、上記した以
外の基が約10モル%以下共重合されたり、他のポリマー
がブレンドされたりしていてもよい。
本発明の芳香族ポリアミドとして最も代表的なものは、
ポリ−p−フエニレンテレフタルアミド(以下PPTAと略
称する。)やポリ−p−ベンズアミドである。
本発明の芳香族ポリアミドの重合度は、あまりに低いと
本発明の目的とする機械的性質の良好なフイルムが得ら
れなくなるため、通常2.5以上、好ましくは3.5以上の対
数粘度ηinh(硫酸100mlにポリマー0.2gを溶解して30℃
で測定した値)を与える重合度のものが選ばれる。
前記した芳香族ポリアミドからなるフイルムは非常に高
い融点やガラス転移点に象徴される耐熱性にすぐれ、ま
た自己消火性を有していて燃えにくいという特徴を有し
ている。
本発明に用いるフイルムは、きわめて高い透明性を有し
ている。高い透明性は、600nmの波長の可視光線の透過
率が55%以上であることで規定し、より好ましくは70%
以上を有する。
また、本発明に用いるフイルムは、好ましくは実質的に
ボイドを含まない。
更に、本発明に用いるフイルムは、その密度が1.390g/c
m3以上であることが必要である。この密度の値は四塩化
炭素−トルエンを使用した密度勾配管法により30℃で測
定されたものである。フイルムの密度は、一般に、フイ
ルムの硬度と相関関係を有することが見出され、従つて
メンブレンスイツチ(タツチパネル)等に有用な硬度の
大きいフイルムであるためには、1.390g/cm3以上の密度
をもつていることが必要である。より好ましくは、1.39
5〜1.425g/cm3の密度を有するフイルムである。このよ
うな比較的大きな密度をもつフイルムは、乾燥時の温度
を300℃〜500℃の高温にするか一旦乾燥したのち、300
〜500℃で熱処理することで幸便に得られる。
本発明に用いるフイルムとしては、好ましくは少くとも
一方向のヤング率が300kg/mm2以上のものである。ま
た、フイルムの厚みとしては好ましくは3μm以上、よ
り好ましくは4〜300μmである。
本発明に用いるフイルムとしては、等方的な機械的性能
をもつたものが好ましいが、必要ならば、製膜の過程で
延伸して、特定の方向に4香族ポリアミドの配向した機
械的性能の異方的なフイルムであつてもよい。
次に、このようなフイルムを得る方法の例について述べ
る。
本発明に用いるフイルムをつくるために、まずパラ配向
性芳香族ポリアミドを強酸に溶かす必要がある。強酸と
しては、濃硫酸、クロル硫酸、フルオル硫酸、メタンス
ルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などを使用で
きる。原液中のポリマー濃度は、常温(約20℃〜30℃)
またはそれ以上の温度で光学異方性を示す濃度以上のも
の(液晶)が好ましく用いられ、具体的には約10重量%
以上、好ましくは約12重量%以上15重量%以下で用いら
れる。
このようにして調製した原液を、ドクターナイフを使つ
て、或いはダイから押出して、フイルム状に流延し、そ
のまま凝固させても良いが、特に液晶原液を使つた場合
には、加熱や吸湿によつて流延原液を光学等方性に変
え、次いで凝固させるのが好ましい。
凝固液として、水、原液に使用した強酸の水溶液などが
使用できる。凝固浴の温度は特に制限されるものではな
く、通常約0℃〜80℃の範囲で行なわれる。
凝固されたフイルムは、次に水洗及び乾燥をうける。必
要ならば、水洗の終つたフイルムを湿潤延伸することも
できる。
乾燥は、乾燥によつてフイルムが収縮するのを防ぎなが
ら行うことが必要である。何故なら、収縮を何ら制限せ
ずに乾燥させると、光線透過率が小さくシワの多い実用
性の乏しいフイルムになつてしまうからである。収縮の
制限は、フイルムを枠にはさむ、テンターで行うなどで
実施できる。乾燥は室温〜300℃の温度で行つたのち、3
00〜500℃で熱処理を行うか、又は300℃以上の温度で行
うのが好ましい。
このようにして得られたフイルムの表面に、半導体導電
層又は金属薄膜を蒸着させる必要がある。半導体導電層
としては、酸化インジウム錫(ITO)が代表的に用いら
れ酸化錫アンチモン、酸化カドミウム錫や酸化亜鉛でも
よく、金属薄膜としては、金、パラジウム、クロム系合
金等を蒸着したものが用いられる。
フイルムには、必要に応じてコロナ処理、マツト化処
理、水蒸気処理、アルカリ処理などの物理的、化学的表
面改質処理を行つたり、表面改質層を設けたものであつ
てもよい。さらに、フイルム表面に文字、図形、模様な
どが描かれたものであつても支障はない。
半導体導電層又は金属薄膜を蒸着させる方法は既知のも
のが利用できる。例えば、酸化インジウム、酸化錫、酸
化カドミウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化タング
ステン、酸化モリブデン、或いはこれらの混合物、金、
パラジウム又はクロム系合金を、真空蒸着法、イオンプ
レーテイング法、スパツタリング法、化学的気相蒸着
法、レーザ化学蒸着法、プラズマ蒸着法などから適宜選
んだ方法で蒸着することができる。
蒸着層の厚さは、透明導電フイルムの導電性と透明性と
のバランスから任意に決めることができるが、通常50〜
3000Åであり、好ましくは50〜1000Åである。
〈実施例〉 ηinhが5.2のPPTAを99.6%の硫酸に、60℃でポリマー濃
度が12%になるように溶解した。このドープは60℃で光
学異方性を示し、粘度は5100ポイズであつた。このドー
プを60℃に保つたタンクに入れ、タンクからギアポンプ
を経てダイに到る1.5mの曲管を60℃に保ち、0.2mm×300
mmのスリツトをもつダイから、鏡面に磨いた移動するタ
ンタル製のベルトにキヤストした。このベルト上で、絶
対湿度31g(水)/kg(乾燥空気)の90℃の空気中に14秒
間保つた後、110℃の熱風を吹きつけるゾーンの中を4
秒間で通過させて、光学等方性の透明なドープを得た。
このドープを移動ベルト上で5℃の水で凝固させた後、
水洗、5%水酸化ナトリウム水溶液による中和、水洗を
繰返し、酸分の濃度を400ppmとした。
この湿フイルムをテンターにて、300℃で20分間、定長
乾燥して得られた透明なボイドなしのフイルムは、厚み
が22μm、600nmの光の透過率が71%、破断強度28kg/mm
2、破断伸度31%、初期モジユラス740kg/mm2、ηinh=
4.7、密度1.396g/cm3であつた。
次に、酸化インジウムに酸化錫を7.5重量%混入した混
合物を該フイルムに真空蒸着した。得られたフイルムは
インジウム金属の低酸化物であり、膜厚350Å、表面抵
抗6KΩ/cm2、600nmの光の透過率約35%の導電フイルム
であつた。
次いで、この蒸着フイルムを300℃で30分間熱処理し
た。得られたフイルムは表面抵抗350KΩ/cm2、600nmの
光の透過率約60%であつた。また、セロテープによるゴ
バン目剥離テストの結果も完全であつた。このフイルム
を200℃で2時間保持したが、性能の変化が全くなかつ
た。
〈発明の効果〉 本発明の耐熱性透明導電フイルムは、耐熱性にすぐれた
透明度の高い導電フイルムであつて、しかも硬度も大き
いという特徴を有しているので、タツチパネル(メンブ
レンスイツチ)、液晶デイスプレイ、エレクトロルミネ
ツセンスデイスプレイ等の透明電極として、各種デイス
プレイ、計器の窓、放射線検出器、電離箱等の電磁波シ
ールド材として、マイクロフイルム、フアクシミリ等の
電子写真用基材として、自動車のフロントガラス、信号
灯、冷凍シヨーケース、自動販売機等の結露・凍結防止
や暖房カーペツト用等の面状発熱体として、テレビのブ
ラウン管のゴミ付着防止、電気回路の誤動作防止、メー
タ類の誤指示防止、IC等の保護、防爆等の静電気障害の
防止器材として使用することができ、これらの製作時に
高温に曝されても変質をおこさないし、これらの作動・
使用を高温にすることも可能であり、また比較的大きい
力をうけても変質や損傷をうけにくい。
その他、超音波発振子やマイクロフオン、スピーカ等の
音響振動板、蛍光灯のクイツクスタート用、作業マツ
ト、選択光透過フイルムとしても使用できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光線透過率が55%以上であり、かつ密度が
    1.390g/cm3以上であるパラ配向性芳香族ポリアミドフイ
    ルムの表面に半導体導電層又は金属薄膜を蒸着した耐熱
    性透明導電フイルム。
JP61199009A 1986-08-27 1986-08-27 耐熱性透明導電フイルム Expired - Lifetime JPH0789452B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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