JPWO2018008530A1 - 導電性フィルム、電子ペーパー、タッチパネル、及びフラットパネルディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕
透明基材と、
該透明基材上に配された金属細線パターンからなる導電部と、を有し、
前記金属細線パターンが、金属細線から構成されており、
前記金属細線を平面に投影したときに、前記金属細線の投影幅のうち、最長となる前記投影幅が、可視光の下限波長未満である、
導電性フィルム。
〔2〕
前記金属細線の投影幅が、360nm未満である、
前項〔1〕に記載の導電性フィルム。
〔3〕
前記透明基材の前記金属細線パターンが配された面側から、前記金属細線を前記透明基材の表面上に投影したときの前記金属細線の線幅を、正面投影線幅としたとき、
前記金属細線の前記正面投影線幅に対する前記金属細線の高さで表されるアスペクト比が、0.1〜2である、
前項〔1〕又は〔2〕に記載の導電性フィルム。
〔4〕
前記導電性フィルムの可視光透過率が、前記金属細線パターンの開口率以上である、
前項〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
〔5〕
前記金属細線パターンのピッチが、可視光の上限波長と可視光の下限波長の和よりも大きい、
前項〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
〔6〕
前記金属細線パターンの開口率が、40〜99%である、
前項〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
〔7〕
前記導電性フィルムの可視光透過率が、80〜100%である、
前項〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
〔8〕
前記導電性フィルムのシート抵抗が、0.1〜1000Ω/sqである、
前項〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
〔9〕
前記金属細線パターンが、メッシュパターンである、
前項〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
〔10〕
前記金属細線パターンが、ラインパターンである、
前項〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
〔11〕
前記金属細線が、導電性成分と非導電性成分とを含む、
前項〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
〔12〕
前項〔1〕〜〔11〕のいずれか1項に記載の導電性フィルムを備える、
電子ペーパー。
〔13〕
前項〔1〕〜〔11〕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。
〔14〕
前項〔1〕〜〔11〕のいずれか1項に記載の導電性フィルムを備える、
フラットパネルディスプレイ。
本実施形態の導電性フィルムは、透明基材と、該透明基材上に配された金属細線パターンからなる導電部と、を有し、前記金属細線パターンが、金属細線から構成されており、前記金属細線を平面に投影したときに、前記金属細線の投影幅のうち、最長となる前記投影幅(以下、「最長投影幅W0」ともいう。)が、可視光の下限波長未満である。
透明基材の「透明」とは、可視光透過率が、好ましくは80%以上であることをいい、より好ましくは90%以上であることをいい、さらに好ましくは95%以上であることをいう。ここで、可視光透過率は、JIS R 3106:1998に準拠して測定することができる。
導電部は、透明基材上に配された金属細線パターンである。金属細線パターンは、可視光の下限波長未満である最長投影幅W0を有する金属細線から構成される。金属細線の材料としては、特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、アルミが挙げられる。このなかでも、コスト及び導電性の観点から銅が好ましい。
金属細線パターンは、目的とする電子デバイスの用途に応じて設計することができ、特に限定されないが、例えば、複数の金属細線が網目状に交差して形成されるメッシュパターン(図1及び2)や、複数の略平行な金属細線が形成されたラインパターン(図3及び4)が挙げられる。また、金属細線パターンは、メッシュパターンとラインパターンとが組み合わされたものであってもよい。メッシュパターンの網目は、図1に示されるような正方形又は長方形であっても、図2に示されるようなひし形等の多角形であってもよい。また、ラインパターンを構成する金属細線は、図3に示されるような直線であっても、図4に示されるような曲線であってもよい。さらに、メッシュパターンを構成する金属細線においても、金属細線を曲線とすることができる。
金属細線を平面に投影したときに、金属細線の投影幅のうち、金属細線の最長となる投影幅(最長投影幅W0)は、可視光の下限波長未満であり、好ましくは360nm未満であり、より好ましくは325nm以下であり、さらに好ましくは300nm以下であり、よりさらに好ましくは250nm以下であり、特に好ましくは200nm以下である。最長投影幅W0が細いほど、回折効果により細線がより視認されにくく、透過性がより向上する。なお、金属細線の最長投影幅W0の下限は、特に限定されないが、好ましくは10nm以上であり、より好ましくは25nm以上、さらに好ましくは50nm以上である。金属細線の最長投影幅W0の下限が上記範囲内であることにより、製造歩留まりがより向上し、金属細線の断線がより抑制される傾向にある。また、開口率を同じとした場合、金属細線の線幅が細いほど、金属細線の本数を増やすことが可能となる。これにより、導電性フィルムの電解分布がより均一となり、より高解像度のデバイスを作製することが可能となる。また、一部の金属細線で断線が生じたとしても、それによる影響を他の金属細線が補うことができる。
金属細線の正面投影線幅W1に対する金属細線の高さHで表されるアスペクト比は、好ましくは0.1〜2であり、より好ましくは0.2〜1.5であり、さらに好ましくは0.4〜1である。金属細線の最長投影幅W0を可視光の下限波長未満としつつアスペクト比を高くすることにより、可視光透過率を低下させることなくシート抵抗をより向上できる傾向にある。
金属細線パターンのピッチPは、好ましくは可視光の上限波長と可視光の下限波長の和よりも大きい。具体的には、金属細線パターンのピッチPは、1.2μm以上であり、より好ましくは1.5μm以上であり、さらに好ましくは2μm以上である。金属細線パターンのピッチPが1.2μm以上、即ち金属細線間の距離が可視光上限波長以上であることにより、可視光が金属細線により反射されることをより抑制することができ、透明性がより向上する傾向にある。なお、ここで、「可視光の上限波長」とは、830nmをいい、「可視光の下限波長」とは、360nmをいい、「可視光の上限波長と可視光の下限波長の和」とは、1.19μmをいう。
導電性フィルムの透明性向上の観点から、金属細線パターンの開口率は、好ましくは40%以上であり、より好ましくは50%以上であり、さらに好ましくは60%以上であり、よりさらに好ましくは70%以上であり、さらにより好ましくは80%以上であり、特に好ましくは90%以上である。また、導電性フィルムの導電性の観点から、金属細線パターンの開口率は、好ましくは99%以下であり、より好ましくは95%以下であり、さらに好ましくは90%以下であり、よりさらに好ましくは80%以下であり、さらにより好ましくは70%以下であり、特に好ましくは60%以下である。金属細線パターンの開口率は、金属細線パターンの形状によっても適正な値が異なる。ラインパターンの場合には、開口率68.4%以上、メッシュパターンの場合には46.8%以上であることが好ましい。また、金属細線パターンの開口率は、目的とする電子デバイスの要求性能(透明性及びシート抵抗)に応じて、上記上限値下限値を適宜組み合わせることができる。
金属細線パターンの開口率=(1−金属細線パターンの占める面積/透明基材の面積)×100
開口率={開口部15の面積/パターン単位16の面積}×100
={(ピッチP1−正面投影幅W11)×(ピッチP2−正面投影幅W12)/ピッチP1×ピッチP2}×100
開口率=((ピッチP−正面投影幅W1)/ピッチP)×100
導電性フィルムのシート抵抗は、好ましくは0.1〜1000Ω/sqであり、より好ましくは0.1〜500Ω/sqであり、さらに好ましくは0.1〜100Ω/sqであり、よりさらに好ましくは0.1〜20Ω/sqであり、さらにより好ましくは0.1〜10Ω/sqである。導電性フィルムのシート抵抗は、ASTM F390−11に記載の方法により測定することができる。シート抵抗が低いほど電力損失が抑制される傾向にある。そのため、消費電力の少ない電子ペーパー、タッチパネル、及びフラットパネルディスプレイを得ることが可能となる。
導電性フィルムの可視光透過率は、好ましくは金属細線パターンの開口率以上である。具体的には、導電性フィルムの可視光透過率は、好ましくは80〜100%であり、より好ましくは90〜100%であり、さらに好ましくは95〜100%である。ここで、可視光透過率は、JIS K 7361−1:1997の全光線透過率に準拠して、その可視光(360〜830nm)の範囲の透過率を算出することで測定することができる。本実施形態においては、上述したように、最長投影幅W0が可視光の波長よりも小さいことにより、可視光透過率が金属細線パターンの開口率以上となり、人の目には細線が視認されにくく、透過性が金属細線パターンの開口率の限界を超えて向上することになる。
本実施形態の導電性フィルムの製造方法としては、特に限定されないが、平均一次粒径が100nm以下の金属粒子を含むインクを、所望の金属細線パターンの溝を有する版を用いて透明基材上に転写する工程を有する方法が挙げられる。より具体的には、転写媒体上にインクをコーティングする工程と、インクがコーティングされた転写媒体表面と凸版の凸部表面とを対向させて、押圧、接触させ、凸版の凸部表面に転写媒体表面上のインクを転移させる工程と、インクがコーティングされた転写媒体表面と透明基材(被印刷基材)の表面とを対向させて、押圧して、転写媒体表面に残ったインクを透明基材の表面に転写させる工程とを有する方法が挙げられる。
本実施形態の導電性フィルムの製造方法において用いられ得るインクに含まれる成分としては、特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、又はアルミなどの金属成分を含む平均一次粒径100nm以下の金属粒子のほか、界面活性剤、分散剤、及び溶剤をさらに含有してもよい。また、このほか、必要に応じて還元剤などを含んでいてもよい。
本実施形態の電子ペーパーは、上記導電性フィルムを備えるものであれば特に制限されない。図9に、本実施形態の導電性フィルム(メッシュパターン)を備える電子ペーパーの一態様を表す上面図を示し、図10に本実施形態の電子ペーパーのV−V’の部分断面図を示し、図11に、図9と同じ開口率を有し、金属細線の最長投影幅W0が太い、従来の導電性フィルムを備える電子ペーパーの一態様を表す上面図を示す。
本実施形態のタッチパネルは、上記導電性フィルムを備えるものであれば特に制限されない。図12に、本実施形態の導電性フィルム(ラインパターン)を備えるタッチパネルの一態様を表す斜視図を示す。静電容量方式のタッチパネル30においては、絶縁体31の表裏面に2枚の導電性フィルム10が存在し、2枚の導電性フィルム10は、ラインパターンが交差するように対向する。また、導電性フィルム10は、取り出し電極32を有していてもよい。取り出し電極32は、金属細線14と、金属細線14への通電切り替えを行うためのコントローラー33(CPU等)とを接続する。
本実施形態のフラットパネルディスプレイは、上記導電性フィルムを備えるものであれば特に制限されない。
11…透明基材
12…金属細線パターン
13…導電部
14…金属細線
15…開口部
16…パターン単位
20…電子ペーパー
21…カップ
22…黒顔料
23…白顔料
24…ボトム電極
30…タッチパネル
31…絶縁体
32…取り出し電極
33…コントローラー
Claims (14)
- 透明基材と、
該透明基材上に配された金属細線パターンからなる導電部と、を有し、
前記金属細線パターンが、金属細線から構成されており、
前記金属細線を平面に投影したときに、前記金属細線の投影幅のうち、最長となる前記投影幅が、可視光の下限波長未満である、
導電性フィルム。 - 前記金属細線の投影幅が、360nm未満である、
請求項1に記載の導電性フィルム。 - 前記透明基材の前記金属細線パターンが配された面側から、前記金属細線を前記透明基材の表面上に投影したときの前記金属細線の線幅を、正面投影線幅としたとき、
前記金属細線の前記正面投影線幅に対する前記金属細線の高さで表されるアスペクト比が、0.1〜2である、
請求項1又は2に記載の導電性フィルム。 - 前記導電性フィルムの可視光透過率が、前記金属細線パターンの開口率以上である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性フィルム。 - 前記金属細線パターンのピッチが、可視光の上限波長と可視光の下限波長の和よりも大きい、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性フィルム。 - 前記金属細線パターンの開口率が、40〜99%である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性フィルム。 - 前記導電性フィルムの可視光透過率が、80〜100%である、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性フィルム。 - 前記導電性フィルムのシート抵抗が、0.1〜1000Ω/sqである、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性フィルム。 - 前記金属細線パターンが、メッシュパターンである、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の導電性フィルム。 - 前記金属細線パターンが、ラインパターンである、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の導電性フィルム。 - 前記金属細線が、導電性成分と非導電性成分とを含む、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の導電性フィルム。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の導電性フィルムを備える、
電子ペーパー。 - 請求項1〜11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。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の導電性フィルムを備える、
フラットパネルディスプレイ。
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