WO2015107603A1 - 分散液、透明導電膜、情報入力装置、電子機器、及び透明導電膜の製造方法 - Google Patents

分散液、透明導電膜、情報入力装置、電子機器、及び透明導電膜の製造方法 Download PDF

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WO2015107603A1
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transparent conductive
mass
dispersion
transparent
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PCT/JP2014/006276
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井上 純一
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デクセリアルズ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/52Electrically conductive inks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • C08K3/02Elements
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    • C08K2003/0806Silver
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    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06Elements

Definitions

  • the present invention relates to a dispersion containing metal nanowires, a transparent conductive film, an information input device having the transparent conductive film, an electronic device having the transparent conductive film, and a method for manufacturing the transparent conductive film.
  • Transparent conductors provided on the display surface of the display panel, and transparent conductors of information input devices arranged on the display surface side of the display panel, such as transparent conductors that require light transmissivity, have a transparent conductive surface.
  • Metal oxides such as indium tin oxide (ITO) have been used for the film.
  • ITO indium tin oxide
  • transparent conductive films using metal oxides are expensive to produce because they are sputtered in a vacuum environment, and cracks and delamination are likely to occur due to deformation such as bending and deflection. .
  • a transparent conductive film provided with metal nanowires has been studied as a transparent conductive film that can be formed by coating or printing and has high resistance to bending and bending. ing.
  • Such a transparent conductive film has attracted attention as a next-generation transparent conductive film that does not use indium which is a rare metal (see, for example, Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1).
  • Patent Document 3 A method suitable for producing a transparent conductive film using metal nanowires as described above is disclosed in Patent Document 3.
  • a plurality of metal nanowires are placed on a base material (the metal nanowires are dispersed in a liquid), and the liquid is dried, whereby metal nanowires are formed on the substrate.
  • a wire network layer (a layer in which a plurality of metal nanowires are connected in a network) is formed.
  • a metal nanowire network layer is formed on a base
  • Patent Document 3 describes that a roll-to-roll process is performed. In this case, the substrate is transported along the transport path by the rotating reel, and the metal nanowire is input along the movement path in the first input part, and the matrix material is input in the second input part. Done along the path.
  • a metal nanowire is dispersed in a liquid to prepare a dispersion, and the dispersion is applied onto a substrate and dried to form a transparent conductive film.
  • an aqueous solvent is often used as the liquid.
  • the aqueous solvent has high surface tension and low wettability with the base material, there is a problem that application repelling is likely to occur during application to the base material. This makes it difficult to reduce the thickness of the transparent conductive film and to uniformly distribute the metal nanowires in the film.
  • a hydrophilic treatment is applied to the surface of the base material, a hydrophilic polymer is applied, or a silane coupling agent or a titanium coupling agent is applied for hydrolysis.
  • Means for treating the surface of the substrate is known (for example, see Patent Document 4).
  • Patent Document 4 there is no known means for improving the wettability of the dispersion with the substrate by changing the physical properties of the dispersion itself, not the treatment of the substrate surface.
  • This invention makes it a subject to solve the said various problems in the past and to achieve the following objectives. That is, to provide a dispersion of metal nanowires having high wettability with a substrate without impairing the performance of the dispersibility of the metal nanowires, the transparency of the transparent conductive film to be formed, and the conductivity. Objective. It is another object of the present invention to provide a uniform and thin transparent conductive film in which the dispersion is formed, an information input device and an electronic apparatus using the transparent conductive film, and a method for manufacturing the transparent conductive film.
  • Means for solving the above-mentioned problems are as follows. That is, ⁇ 1>
  • the metal nanowire, the aqueous solvent, and the transparent resin material, the wetting energy with the alkali-free glass is 80 mJ / m 2 or less, the viscosity is 45 cP or less, and the mass of the transparent resin material (X ) And the mass (A) of the metal nanowire (X / A) is 1 to 5. Since the dispersion liquid according to ⁇ 1> uses an aqueous solvent as a solvent, the dispersibility of metal nanowires is high, and on the other hand, the wetting energy with non-alkali glass is low, so the wettability with the base material is low. Is expensive.
  • the said dispersion liquid has low both wetting energy and a viscosity, it is easy to form a uniform transparent conductive film with a thin film on a base material. Furthermore, by defining the mass ratio between the transparent resin material and the metal nanowires, it was possible to achieve both conductivity and ease of film formation.
  • viscosity here shall refer to the value measured based on JISK7117.
  • ⁇ 3> The dispersion according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the hydrophilic organic solvent contains at least one kind of alcohol having 1 to 3 carbon atoms.
  • ⁇ 4> The dispersion according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the surface tension of the aqueous solvent is 60 mN / m or less.
  • the “surface tension” refers to a value measured according to JIS K 6768.
  • ⁇ 5> The dispersion according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the viscosity is 10 cP to 30 cP.
  • ⁇ 6> The dispersion according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the ratio (X / A) of the mass (X) of the transparent resin material to the mass (A) of the metal nanowires is 1 to 3. It is.
  • ⁇ 7> A transparent conductive film, wherein the dispersion liquid according to ⁇ 1> or ⁇ 2> is formed on a transparent substrate.
  • the dispersion liquid according to ⁇ 1> or ⁇ 2> is formed into a film, so that it is uniformly formed as a thin film and has high conductivity. It can be.
  • ⁇ 9> It is a transparent conductive film as described in said ⁇ 7> whose film thickness is 150 nm or less.
  • An information input device comprising: a transparent base material; and the transparent conductive film according to ⁇ 7> formed on the transparent base material.
  • An electronic apparatus comprising: a display panel; and the transparent conductive film according to ⁇ 7> formed on the display panel.
  • the wetting energy is 80 mJ / m 2 or less
  • the viscosity is 45 cP or less
  • the ratio (X / A) of the mass (X) of the transparent resin material to the mass (A) of the metal nanowires is 1 to 5 is a method for producing a transparent conductive film.
  • a transparent conductive film which is thin and uniform and has high conductivity can be produced.
  • the conventional problems can be solved and the object can be achieved, and the performance such as dispersibility of metal nanowires, transparency of a transparent conductive film to be formed, and conductivity is impaired.
  • a dispersion of metal nanowires with high wettability with the substrate can be provided.
  • the dispersion liquid, the transparent conductive film, the information input device, the electronic device, and the method for manufacturing the transparent conductive film of the present invention will be described for each component.
  • parameters such as viscosity, wetting energy, contact angle, and surface tension are values at 25 ° C. unless otherwise specified.
  • the dispersion of the present invention contains at least metal nanowires, an aqueous solvent, and a transparent resin material, and further contains other components as necessary.
  • the dispersion of the present invention has a wetting energy with an alkali-free glass of 80 mJ / m 2 or less, a viscosity of 45 cP or less, the mass (X) of the transparent resin material, and the mass (A) of the metal nanowires.
  • the ratio (X / A) is 1 to 5.
  • the metal nanowire is made of metal and is a fine wire having a diameter on the order of nm.
  • the constituent element of the metal nanowire is not particularly limited as long as it is a metal element, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • Ag, Au, Ni, Cu, Pd, Pt, Rh, Ir examples thereof include Ru, Os, Fe, Co, Sn, Al, Tl, Zn, Nb, Ti, In, W, Mo, Cr, V, Ta, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • Ag and Cu are preferable in terms of high conductivity.
  • the average minor axis diameter of the metal nanowire is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably more than 1 nm and not more than 500 nm, and more preferably 10 nm to 100 nm.
  • the average minor axis diameter of the metal nanowire is 1 nm or less, the conductivity of the metal nanowire deteriorates, and the transparent conductive film containing the metal nanowire may not function as a conductive film. If it exceeds, the total light transmittance and haze of the transparent conductive film containing the metal nanowires may deteriorate.
  • the average minor axis diameter of the metal nanowire is within the more preferable range, it is advantageous in that the transparent conductive film including the metal nanowire has high conductivity and high transparency.
  • the average major axis length of the metal nanowire is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably more than 1 ⁇ m and 1,000 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the metal nanowires are hardly connected to each other, and the transparent conductive film containing the metal nanowire may not function as a conductive film, and exceeds 1,000 ⁇ m.
  • the total light transmittance and haze (Haze) of the transparent conductive film containing the said metal nanowire may deteriorate, or the dispersibility of the metal nanowire in the dispersion liquid used when forming a transparent conductive film may deteriorate. .
  • the metal nanowire may have a wire shape in which metal nanoparticles are connected in a bead shape.
  • the length of the metal nanowire is not limited.
  • the compounding amount of the metal nanowires in the dispersion is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. However, when the mass of the dispersion is 100 parts by mass, 10 parts by mass is preferred.
  • the amount of the metal nanowires is less than 0.01 part by weight, sufficient basis weight to the metal nanowires in the final transparent conductive film obtained (0.001g / m 2 ⁇ 1.000g / m 2 ) May not be obtained, and if it exceeds 10 parts by mass, the dispersibility of the metal nanowires may deteriorate.
  • the “aqueous solvent” refers to a solvent containing water as a main component.
  • the aqueous solvent is not particularly limited as long as it contains water as a main component, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • water or water and a hydrophilic organic solvent are in a mass ratio of 1: 1 to 20:
  • a mixed solvent containing 1, particularly 7: 3 to 9: 1 is preferred.
  • the hydrophilic organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent compatible with water, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • water methanol, ethanol, n-propanol, i- Alcohols such as propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol and tert-butanol; ketones such as cyclohexanone and cyclopentanone; amides such as N, N-dimethylformamide (DMF); dimethyl sulfoxide (DMSO) and the like Sulfide; and the like.
  • those having an SP value of 9.5 or more, particularly 11.0 or more are preferable from the viewpoint of compatibility with water.
  • hydrophilic organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • at least one kind of alcohol having 1 to 3 carbon atoms can be suitably used.
  • the alcohols having 1 to 3 carbon atoms ethanol is preferable from the viewpoints of compatibility with water, availability, and environmental burden.
  • the aqueous solvent only water not containing an organic solvent can be used. In that case, it is preferable to add a surfactant so that the surface tension of the aqueous solvent is within the range of a suitable surface tension described later.
  • the surfactant is not particularly limited as long as it can be mixed with water and the surface tension of the aqueous solvent can be within a suitable range, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • Triton X-100, Tween 80, etc. can be preferably used.
  • the concentration of the surfactant is not particularly limited as long as it is a concentration that allows the surface tension of the aqueous solvent to fall within the range of the suitable surface tension described later, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • Triton X-100 is used as the agent, it is preferably 0.001% by mass to 0.05% by mass in the dispersion.
  • the surface tension of the aqueous solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 60 mN / m or less, and more preferably 50 mN / m or less.
  • the surface tension of the aqueous solvent is within the preferable range or the more preferable range, it becomes easy to set the range in which the wetting energy of the dispersion described later is specified.
  • the “surface tension” refers to a value measured according to JIS K 6768.
  • the transparent resin material (binder) is for dispersing the metal nanowires.
  • the transparent resin material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include known transparent, natural polymer resins and synthetic polymer resins, and are thermoplastic resins. Alternatively, it may be a heat (light) curable resin that is cured by heat, light, electron beam, or radiation. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the thermoplastic resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • thermosetting (photo) curable resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include silicon resins such as melamine acrylate, urethane acrylate, isocyanate, epoxy resin, polyimide resin, and acrylic-modified silicate. And a polymer in which a photosensitive group such as an azide group or a diazirine group is introduced into at least one of a main chain and a side chain.
  • the blending amount of the transparent resin material is determined based on the blending amount of the metal nanowire, and the transparent resin material is a ratio (X) of the mass (X) of the transparent resin material and the mass (A) of the metal nanowire. / A) is blended in an amount of 1 to 5.
  • the ratio (X / A) is not particularly limited as long as it is 1 to 5, and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 1 to 3, and more preferably 2 to 3.
  • the ratio (X / A) is less than 1, stable film formation of the transparent conductive film is difficult, and when it exceeds 5, the metal nanowire network is not sufficiently constructed and sufficient conductivity is obtained. It's hard to be done.
  • the ratio (X / A) is either within the preferred range or within the more preferred range, both stable film formation of the transparent conductive film and high conductivity can be realized.
  • the other components are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • examples thereof include dispersants, viscosity modifiers, curing accelerators, plasticizers, stabilizers such as antioxidants and sulfidizing agents, and the like. Can be added.
  • the dispersant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include polyvinyl pyrrolidone (PVP); amino group-containing compounds such as polyethyleneimine; sulfo groups (including sulfonates) and sulfonyl groups.
  • Sulfonamide group carboxylic acid group (including carboxylate), amide group, phosphate group (including phosphate and phosphate ester), phosphino group, silanol group, epoxy group, isocyanate group, cyano group, vinyl group,
  • a compound having a functional group such as a thiol group or a carbinol group, which can be adsorbed to a metal; These may be used alone or in combination of two or more.
  • the dispersant may be adsorbed on the surface of the metal nanowire. Thereby, the dispersibility of the said metal nanowire can be improved.
  • the dispersant When the dispersant is added to the dispersion, it is preferable to add the dispersant so that the conductivity of the finally obtained transparent conductive film does not deteriorate.
  • the said dispersing agent can be made to adsorb
  • the viscosity of the dispersion is not particularly limited as long as it is 45 cP or less, and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 10 cP to 30 cP, and more preferably 10 cP to 20 cP.
  • the viscosity of the dispersion exceeds 45 cP, it is difficult to form a uniform thin film of a transparent conductive film, and when it is formed into a thick film, the surface resistance value tends to increase.
  • the viscosity of the dispersion when the viscosity of the dispersion is within the preferable range or the more preferable range, it is easy to apply on the transparent substrate and to form a transparent conductive film uniformly with a thin film. A dispersion can be obtained.
  • the viscosity here shall refer to the value measured based on JISK7117.
  • wetting energy refers to a value measured and calculated according to the following principle. As shown in FIG. 1, the droplet 2 on the surface of the solid 1 stops at a certain contact angle ⁇ . At this time, if the surface tension of the solid 1 is ⁇ SV , the surface tension of the droplet 2 is ⁇ LV , and the interface tension of the solid-liquid interface is ⁇ SL , Young's formula (1) is established.
  • the wetting energy of the dispersion of the present invention is calculated by measuring the surface tension ⁇ LV of the dispersion and the contact angle ⁇ of the droplet of the dispersion on the alkali-free glass surface.
  • non-alkali glass refers to a flat solid glass that has not been subjected to a treatment such as a water-repellent coating and has no impurities on its surface.
  • alkali-free glass for example, OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. can be used.
  • the “non-alkali glass” in the present invention further requires that the pure glass is washed to be free from impurities such as dust on the surface.
  • the method for cleaning the solid glass is not particularly limited as long as it is a method capable of removing impurities on the glass surface, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include plasma cleaning.
  • the “alkali-free glass” of the present invention uses the above materials and cleaning methods, and finally has a contact angle ⁇ of pure water droplets of 64 ° to 73 °.
  • the wetting energy of the dispersion is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 60 mJ / m 2 or less, and more is 50 mJ / m 2 or less preferable.
  • the wetting energy of the dispersion exceeds 80 mJ / m 2 , application repelling occurs when the dispersion is applied onto the transparent substrate, making it difficult to form a uniform film.
  • the wetting energy of the dispersion is within the preferable range or the more preferable range, it is easy to uniformly form the dispersion with a thin film.
  • the transparent conductive film of the present invention is formed by depositing the dispersion on a transparent substrate.
  • the transparent conductive film is formed on a transparent substrate.
  • the “transparent substrate” refers to a substrate composed of a material having transparency to visible light. There is no restriction
  • the transparent substrate is not particularly limited as long as it is a transparent substrate having a film thickness required for a transparent electrode having a transparent conductive film, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • Examples thereof include a film-like (sheet-like) base material that has been thinned to such an extent that flexibility can be realized, and a substrate-like base material having a film thickness that can realize appropriate flexibility and rigidity.
  • a film-like (sheet-like) base material that has been thinned to such an extent that flexibility can be realized
  • a substrate-like base material having a film thickness that can realize appropriate flexibility and rigidity.
  • quartz, sapphire, glass, etc. are mentioned.
  • a triacetyl cellulose TAC
  • polyester TPE
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PA polyimide
  • PA polyamide
  • PA polyamide
  • PA polyamide
  • PA polyamide
  • PA polyamide
  • PA polyamide
  • PE polyacrylate
  • PE polyether sulfone
  • PP polypropylene
  • PP diacetyl cellulose
  • PVC polyvinyl chloride
  • acrylic resin PMMA
  • PC polycarbonate
  • Known polymer materials such as resin, urea resin, urethane resin, melamine resin, and cycloolefin polymer (COP) can be used.
  • the film thickness of the transparent substrate is preferably 5 ⁇ m to 500 ⁇ m from the viewpoint of productivity, but is not particularly limited to this range.
  • Metal nanowires About the material of the metal nanowire used for the said transparent conductive film, an average minor axis diameter, and an average major axis diameter, it is the same as that of the metal nanowire used for the said dispersion liquid.
  • Basis weight of the metal nanowires in the transparent conductive film is not particularly limited, suitably it can be selected, preferably 0.001g / m 2 ⁇ 1.000g / m 2 depending on the purpose, 0.003 g / M 2 to 0.3 g / m 2 is more preferable.
  • the basis weight of the metal nanowire is less than 0.001 g / m 2 , the metal nanowire is not sufficiently present in the metal nanowire layer, and the conductivity of the transparent conductive film may be deteriorated. If it exceeds .000 g / m 2 , the total light transmittance and haze of the transparent conductive film may deteriorate.
  • the basis weight of the metal nanowire is within the more preferable range, it is advantageous in that the conductivity of the transparent conductive film is high and the transparency is high.
  • the thickness of the transparent conductive film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 150 nm or less, more preferably 30 nm to 100 nm. If the thickness of the transparent conductive film exceeds 150 nm, the surface resistance value increases and sufficient conductivity may not be obtained. On the other hand, when the thickness of the transparent conductive film is within the more preferable range, a transparent conductive film that is lightweight and has high conductivity can be formed.
  • the surface resistance value of the transparent conductive film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 20 ⁇ / ⁇ to 200 ⁇ / ⁇ , more preferably 50 ⁇ / ⁇ to 150 ⁇ / ⁇ , and 80 ⁇ . / ⁇ to 120 ⁇ / ⁇ is particularly preferable.
  • the surface resistance value is less than 20 ⁇ / ⁇ , the transparency of the transparent conductive film and the electrode non-visibility may be lowered, and when it exceeds 200 ⁇ / ⁇ , sufficient conductivity may not be obtained.
  • the surface resistance value is in any of the more preferable range and particularly preferable range, a transparent conductive film having high transparency and electrode non-visibility and sufficient conductivity can be formed. .
  • the standard deviation of the surface resistance value ( ⁇ / ⁇ ) of the transparent conductive film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably less than 20, more preferably less than 10, and less than 5. Particularly preferred.
  • the standard deviation of the surface resistance value ( ⁇ / ⁇ ) of the transparent conductive film is 20 or more, the transparent conductive film has a portion having a high surface resistance value locally. It may be necessary to ensure a certain level of conductivity. In this case, it is necessary to reduce the surface resistance value by using more metal nanowires, which may reduce the transparency and electrode non-visibility of the transparent conductive film.
  • the standard deviation of the surface resistance value ( ⁇ / ⁇ ) of the transparent conductive film is within the above preferable range, more preferable range, and particularly preferable range, the transparent conductive film has high transparency and conductivity efficiently.
  • a transparent conductive film is obtained.
  • the standard deviation of the surface resistance value of the transparent conductive film of the present invention refers to a value calculated for the surface resistance values at arbitrary 5 to 30 locations (for example, 12 locations) on the transparent conductive film surface.
  • the method for producing a transparent conductive film of the present invention includes at least a dispersion liquid preparation step, a dispersion film formation step, and a transparent conductive film formation step, and further includes other steps as necessary.
  • the dispersion preparation step is a step of preparing a dispersion containing the metal nanowires, the aqueous solvent, and the transparent resin material.
  • the dispersion method of the dispersion is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, stirring, ultrasonic dispersion, bead dispersion, kneading, homogenizer treatment, pressure dispersion treatment, and the like are preferable. It is mentioned in.
  • the dispersion film forming step is a step of applying the prepared dispersion to the transparent substrate to form a dispersion film (forming the dispersion on the transparent substrate).
  • the method for applying the dispersion is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include spin coating, wire bar coating, applicator coating, and slit die coating. .
  • a metal nanowire dispersion film is formed on the transparent substrate.
  • the transparent conductive film forming step is a step of forming a transparent conductive film by subjecting the dispersion film to a drying process (drying process) and a curing process (curing process).
  • the drying step is a step of removing the solvent in the dispersion film by drying.
  • the drying method can select suitably, For example, drying with the hot air of a dryer, hotplate drying, oven drying, IR drying, etc. are mentioned.
  • the curing step is a step of curing the transparent resin material.
  • the curing means is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the type of transparent resin material and desired physical properties. Examples thereof include heat treatment, ultraviolet irradiation, and pressure treatment. It is done.
  • the heating temperature in the heat curing treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 60 ° C to 140 ° C, more preferably 80 ° C to 120 ° C.
  • the heating temperature in the heat curing treatment is less than 60 ° C., the time required for drying may become long and workability may deteriorate, and when it exceeds 140 ° C., the balance with the glass transition temperature (Tg) of the substrate The substrate may be distorted.
  • the heating temperature in the heat curing treatment is in the more preferable range, it is advantageous in terms of forming a network of metal nanowires.
  • the heating time in the heat curing treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 minute to 30 minutes, more preferably 2 minutes to 10 minutes, and particularly preferably about 5 minutes. .
  • the heating time in the heat curing treatment is less than 1 minute, drying may be insufficient, and when it exceeds 30 minutes, workability may be deteriorated.
  • the information input device of the present invention includes at least a known transparent substrate and the transparent conductive film of the present invention, and further includes other known members (for example, refer to Japanese Patent No. 4893867) as necessary.
  • the electronic device of the present invention includes at least a known display panel and the transparent conductive film of the present invention, and further includes other known members (for example, see Japanese Patent No. 4893867) as necessary.
  • a silver nanowire ink was prepared with the following composition.
  • Metal nanowire Silver nanowire (manufactured by Seashell Technology, AgNW-25, average diameter 25 nm, average length 23 ⁇ m): compounding amount 0.05 part by mass
  • binder transparent resin material: hydroxypropylmethylcellulose (Manufactured by Aldrich, viscosity of 2% aqueous solution at 20 ° C. 80 cP to 120 cP (reference value)): 0.15 parts by mass
  • Solvent water: 99.80 parts by mass
  • the surface tension of the prepared silver nanowire ink was measured according to JIS K 6768. Note that the surface tension of the solvent before preparation of the dispersion was also measured by the same method. Subsequently, the contact angle with respect to the alkali free glass of the droplet of the said silver nanowire ink was measured.
  • the alkali-free glass OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., alkali-free glass having a thickness of 0.7 mm, which has been subjected to plasma cleaning (using a plasma cleaner V1000 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) was used.
  • a transparent conductive film was formed by the following procedure.
  • a transparent substrate PET film (trade name: U34): manufactured by Toray Industries, Inc., film thickness 125 ⁇ m) was used.
  • the prepared silver nanowire ink (dispersion) was applied onto the substrate with a wire bar (counter 10) to form a dispersion film.
  • the basis weight of the silver nanowires was set to about 0.01 g / m 2 .
  • hot air was applied to the coated surface with a drier to remove the solvent in the silver nanowire ink by drying. Thereafter, a heat curing treatment was performed in an oven at 120 ° C. for 5 minutes.
  • the pressurization process was performed using the calendar processing apparatus provided with a column-shaped press roll and a back roll. Both the press roll and the back roll were processed using a steel roll at a load of 4.0 kN and a conveyance speed of 1 m / min.
  • ⁇ Measurement of surface resistance value> A measurement probe of a resistivity meter EC-80P (manufactured by Napson) was brought into contact with the surface of the transparent conductive film for measurement. The measurement was performed at any 12 locations, and the average value was defined as the surface resistance value. The measurement results are shown in Table 1. For the surface resistance values at 12 locations, standard deviations were calculated and evaluated according to the following criteria. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Standard deviation of surface resistance value is less than 10 ⁇ ⁇ ⁇ Standard deviation of surface resistance value is 10 or more and less than 20 ⁇ ⁇ ⁇ Standard deviation of surface resistance value is 20 or more
  • Example 1 In Comparative Example 1, the solvent was changed to (i) water: 89.80 parts by mass, (ii) ethanol: 10.00 parts by mass, instead of water: 99.80 parts by mass. Except that, the preparation of the silver nanowire ink and the formation of the transparent conductive film were performed in the same manner as in Comparative Example 1, and the wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink and the surface resistance value of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 In Example 1, instead of (i) water: blending amount 89.80 parts by mass, (ii) ethanol: blending amount 10.00 parts by mass, (i) water: blending amount 79.80 parts by mass (Ii) Ethanol: Preparation of silver nanowire ink and formation of a transparent conductive film were carried out in the same manner as in Example 1 except that the blending amount was 20.00 parts by mass, and the wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink. In addition, the surface resistance value of the transparent conductive film was measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 In Example 1, instead of (i) water: blending amount 89.80 parts by mass, (ii) ethanol: blending amount 10.00 parts by mass, (i) water: blending amount 69.80 parts by mass (Ii) Ethanol: Preparation of silver nanowire ink and formation of a transparent conductive film were performed in the same manner as in Example 1 except that the blending amount was 30.00 parts by mass, and wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink. In addition, the surface resistance value of the transparent conductive film was measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 In Example 1, the thickener was not added, the solvent was (i) water: 89.80 parts by mass, (ii) ethanol: 10.00 parts by mass, and the binder content was 0.15. Instead of mass parts, 0.05 parts by mass of a thickener (A-20L, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) is added, and the solvent is (i) water: blending amount 89.78 parts by mass, (ii) ethanol: blending
  • the silver nanowire ink was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 10.00 parts by mass and the compounding amount of the binder was 0.13 parts by mass. The wetting energy and viscosity, and the surface resistance of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 In Example 4, the compounding amount of the thickener was 0.05 parts by mass, the solvent was (i) water: 89.78 parts by mass, (ii) ethanol: 10.00 parts by mass of the binder, Instead of 0.13 parts by mass, the thickener is 0.10 parts by mass, and the solvent is (i) water: 89.75 parts by mass, (ii) ethanol: 10
  • Preparation of silver nanowire ink and formation of a transparent conductive film were carried out in the same manner as in Example 4 except that the amount was 0.000 parts by weight and the blending amount of the binder was 0.10 parts by weight. Energy and viscosity, and the surface resistance value of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 6 In Example 5, instead of setting the blending amount of the thickener to 0.10 parts by mass, the solvent (i) water: blending amount 89.75 parts by mass, (ii) ethanol: blending amount 10.00 parts by mass The amount of the thickener was 0.30 parts by mass, the solvent was (i) water: 89.55 parts by mass, and (ii) ethanol: 10.00 parts by mass. As in Example 5, silver nanowire ink was prepared and a transparent conductive film was formed, and the wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink and the surface resistance value of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 (Comparative Example 2) In Example 4, the compounding amount of the thickener was 0.05 parts by mass, the solvent was (i) water: 89.78 parts by mass, (ii) ethanol: 10.00 parts by mass of the binder, Instead of the blending amount being 0.13 parts by mass, the blending amount of the thickener is 0.80 parts by mass, and the solvent is (i) water: 89.10 parts by mass, (ii) ethanol: 10 blending amounts.
  • Preparation of silver nanowire ink and formation of a transparent conductive film were carried out in the same manner as in Example 4 except that the amount was 0.000 part by mass and the compounding amount of the binder was 0.05 part by mass. Energy and viscosity, and the surface resistance value of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 (Comparative Example 3) In Example 4, instead of setting the solvent to (i) water: 89.78 parts by mass, (ii) ethanol: 10.00 parts by mass, and 0.13 parts by mass of the binder, the solvent (I) Water: blending amount 89.88 parts by mass, (ii) ethanol: blending amount 10.00 parts by mass, and the binder blending amount 0.03 parts by mass, as in Example 4.
  • the silver nanowire ink was prepared and the transparent conductive film was formed, and the wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink and the surface resistance value of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 7 In Comparative Example 3, instead of (i) water: 89.88 parts by mass of the solvent, (ii) ethanol: 10.00 parts by mass of the binder, and 0.03 parts by mass of the binder, (I) Water: blending amount 89.85 parts by mass, (ii) ethanol: blending amount 10.00 parts by mass, and the binder blending amount 0.05 parts by mass, as in Comparative Example 3.
  • the silver nanowire ink was prepared and the transparent conductive film was formed, and the wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink and the surface resistance value of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 8 In Comparative Example 3, instead of (i) water: 89.88 parts by mass of the solvent, (ii) ethanol: 10.00 parts by mass of the binder, and 0.03 parts by mass of the binder, (I) Water: blending amount 89.65 parts by mass, (ii) ethanol: blending amount 10.00 parts by mass, and the binder blending amount 0.25 parts by mass, similar to Comparative Example 3
  • the silver nanowire ink was prepared and the transparent conductive film was formed, and the wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink and the surface resistance value of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 4 In Comparative Example 3, instead of (i) water: 89.88 parts by mass of the solvent, (ii) ethanol: 10.00 parts by mass of the binder, and 0.03 parts by mass of the binder, (I) Water: 89.50 parts by mass, (ii) Ethanol: 10.00 parts by mass, and the binder content was 0.40 parts by mass as in Comparative Example 3.
  • the silver nanowire ink was prepared and the transparent conductive film was formed, and the wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink and the surface resistance value of the transparent conductive film were measured. The results are shown in Table 1.
  • Example 9 In Comparative Example 1, the surfactant was not added, and instead of the amount of water being 99.80 parts by mass, 0.02 parts by mass of a surfactant (manufactured by Aldrich, Triton X-100) was added, Except that the blending amount of water was 99.78 parts by mass, the silver nanowire ink was prepared and the transparent conductive film was formed in the same manner as in Comparative Example 1, the wetting energy and viscosity of the silver nanowire ink, and The surface resistance value of the transparent conductive film was measured. The results are shown in Table 1.
  • a surfactant manufactured by Aldrich, Triton X-100
  • the wetting energy of the silver nanowire ink (dispersion) is 80 mJ / m 2 or less, the viscosity is 45 cP or less, the binder mass (X) and the silver nanowire mass (A).
  • the ratio (X / A) is 1 to 5
  • the surface resistance value is in the range of 80 ⁇ / ⁇ to 120 ⁇ / ⁇ , and the standard deviation of the surface resistance value is less than 20, which is uniform and highly conductive. It was confirmed that a transparent conductive film having a property was obtained.
  • the transparent conductive film of the present invention can be suitably used as an alternative to a transparent conductor using a metal oxide such as indium tin oxide (ITO) used in electronic devices such as notebook computers and smartphones. .
  • ITO indium tin oxide

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Abstract

 金属ナノワイヤーの分散性や、成膜される透明導電膜の透明性、導電性等の性能を損ねることなく、基材との濡れ性の高い金属ナノワイヤーの分散液を提供する。また、該分散液を成膜した均一で薄膜の透明導電膜、前記透明導電膜を用いた情報入力装置及び電子機器、並びに前記透明導電膜の製造方法を提供する。 金属ナノワイヤーと、水系溶媒と、透明樹脂材料とを含み、無アルカリガラスとの濡れエネルギーが80mJ/m2以下であり、粘度が45cP以下であり、前記透明樹脂材料の質量(X)と前記金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~5である分散液。

Description

分散液、透明導電膜、情報入力装置、電子機器、及び透明導電膜の製造方法 関連出願へのクロスリファレンス
 本出願は、日本国特許出願2014-004362号(2014年1月14日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本発明は、金属ナノワイヤーを含有する分散液、透明導電膜、前記透明導電膜を有する情報入力装置、前記透明導電膜を有する電子機器、及び前記透明導電膜の製造方法に関する。
 表示パネルの表示面に設けられる透明導電体、さらには表示パネルの表示面側に配置される情報入力装置の透明導電体等、光透過性が要求される透明導電体には、表面の透明導電膜にインジウムスズ酸化物(ITO)のような金属酸化物が用いられてきた。しかしながら、金属酸化物を用いた透明導電膜は、真空環境下においてスパッタ成膜されるため製造コストがかかるものであり、また曲げやたわみなどの変形によって割れや剥離が発生し易いものであった。
 そこで、金属酸化物を用いた透明導電膜に代えて、塗布や印刷による成膜が可能で、しかも曲げやたわみに対する耐性も高い透明導電膜として、金属ナノワイヤーを配した透明導電膜が検討されている。このような透明導電膜は、レアメタルであるインジウムを使わない次世代の透明導電膜としても注目されている(例えば、特許文献1及び2、並びに非特許文献1参照)。
 上記のような金属ナノワイヤーを用いた透明導電膜を製造するのに好適な方法が、特許文献3に開示されている。この特許文献3に記載の方法では、基材上に複数の金属ナノワイヤーを投入して(金属ナノワイヤーは液体中に分散されている)、該液体を乾燥することにより、基体上に金属ナノワイヤーネットワーク層(複数の金属ナノワイヤーが網状につながった層)を形成するようにしている。また、この特許文献3では、基体上に複数の金属ナノワイヤーを投入して、金属ナノワイヤーを液体中に分散させ、該液体を乾燥することにより、基体上に金属ナノワイヤーネットワーク層を形成し、該金属ナノワイヤーネットワーク層上にマトリクス材を投入し、該マトリクス材を硬化してマトリクスとすることで、前記マトリクスと該マトリクスに埋め込まれた金属ナノワイヤーを含む導電層を形成するようにしている。また、特許文献3には、ロール・トゥ・ロール工程にて行うことが記載されている。この場合、基体は、回転リールにより、搬送経路に沿って搬送され、金属ナノワイヤーの投入は、第1投入部において移動経路に沿って行われ、マトリクス材の投入は、第2投入部において移動経路に沿って行われる。
 特許文献3に記載されるような、金属ナノワイヤーを液体中に分散させて分散液を調製し、該分散液を基材上に塗布、乾燥させることで透明導電膜を形成する製造方法においては、金属ナノワイヤーの分散性を高めるため、前記液体としては水系溶媒が多く使用される。しかしながら、水系溶媒は、表面張力が高く、基材との濡れ性が低いため、基材への塗布時に塗布ハジキを生じやすい、という問題がある。これにより、透明導電膜の膜厚を薄くし、かつ、金属ナノワイヤーを膜内に均一に分布させることが困難となる。このような塗布ハジキの問題を低減する手段としては、基材表面に親水化処理を施す、親水性ポリマーを塗布する、又はシランカップリング剤若しくはチタンカップリング剤を塗布して加水分解する、等の基材表面を処理する手段が知られる(例えば、特許文献4参照)。
 しかしながら、基材表面の処理ではなく、分散液自体の物性を変更して、分散液の基材との濡れ性を高める手段については知られていなかった。
特表2010-507199号公報 特表2010-525526号公報 米国特許出願公開第2007/0074316号明細書 特開2009-224183号公報
「ACS Nano」2010年,Vol.4,Iss.5,p.2955-2963
 本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、金属ナノワイヤーの分散性や、成膜される透明導電膜の透明性、導電性等の性能を損ねることなく、基材との濡れ性の高い金属ナノワイヤーの分散液を提供することを目的とする。また、該分散液を成膜した均一で薄膜の透明導電膜、該透明導電膜を用いた情報入力装置及び電子機器、並びに該透明導電膜の製造方法を提供することを目的とする。
 前記課題を解決するための手段は以下の通りである。即ち、
 <1> 金属ナノワイヤーと、水系溶媒と、透明樹脂材料とを含み、無アルカリガラスとの濡れエネルギーが80mJ/m2以下であり、粘度が45cP以下であり、前記透明樹脂材料の質量(X)と前記金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~5である、ことを特徴とする分散液である。
 該<1>に記載の分散液は、水系溶媒を溶剤として用いているため、金属ナノワイヤーの分散性が高く、一方で、無アルカリガラスとの濡れエネルギーが低いため、基材との濡れ性が高い。また、前記分散液は、濡れエネルギーと粘度の両方が低いため、基材上に薄膜で均一な透明導電膜を形成しやすい。さらに、透明樹脂材料と金属ナノワイヤーの質量比率を規定することで、導電性と成膜しやすさとの両方を実現することを可能とした。
 なお、ここでいう「粘度」とは、JIS K 7117に準拠して測定した値を指すものとする。
 <2> 前記水系溶媒が、水であるか、又は、水と親水性有機溶媒とを質量比1:1~20:1の割合で含む混合溶媒である、前記<1>に記載の分散液である。
 <3> 前記親水性有機溶媒が、炭素数1~3のアルコールの少なくとも1種を含む、前記<1>又は<2>に記載の分散液である。
 <4> 前記水系溶媒の表面張力が60mN/m以下である、前記<1>又は<2>に記載の分散液である。
 なお、ここでいう「表面張力」とは、JIS K 6768に準拠して測定した値を指すものとする。
 <5> 粘度が10cP~30cPである、前記<1>又は<2>に記載の分散液である。
 <6> 前記透明樹脂材料の質量(X)と前記金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~3である、前記<1>又は<2>に記載の分散液である。
 <7> 前記<1>又は<2>に記載の分散液が透明基材上に成膜されて形成される、ことを特徴とする透明導電膜である。
 該<7>に記載の透明導電膜においては、前記<1>又は<2>に記載の分散液を成膜して形成することで、薄膜で均一に形成され、導電性の高い透明導電膜とすることができる。
 <8> 表面抵抗値(Ω/□)の標準偏差が20未満である、前記<7>に記載の透明導電膜である。
 <9>
 膜厚が150nm以下である、前記<7>に記載の透明導電膜である。
 <10> 透明基材と、前記透明基材上に成膜された前記<7>に記載の透明導電膜と、を備えることを特徴とする情報入力装置である。
 <11> 表示パネルと、前記表示パネル上に成膜された前記<7>に記載の透明導電膜と、を備えることを特徴とする電子機器である。
 該<10>に記載の情報入力装置及び該<11>に記載の電子機器においては、薄膜で均一であり、かつ、導電性の高い透明導電膜を使用することで、軽量で、消費電力量の低いものとすることができる。
 <12> 金属ナノワイヤーと、水系溶媒と、透明樹脂材料とを含む分散液を調製する工程と、透明基材上に前記分散液を成膜する工程とを含み、前記分散液の無アルカリガラスとの濡れエネルギーが80mJ/m2以下であり、粘度が45cP以下であり、前記透明樹脂材料の質量(X)と前記金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~5である、ことを特徴とする透明導電膜の製造方法である。
 該<12>に記載の透明導電膜の製造方法においては、薄膜で均一であり、かつ、導電性の高い透明導電膜を製造することができる。
 本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、金属ナノワイヤーの分散性や、成膜される透明導電膜の透明性、導電性等の性能を損ねることなく、基材との濡れ性の高い金属ナノワイヤーの分散液を提供することができる。また、該分散液を成膜した均一で薄膜の透明導電膜、該透明導電膜を用いた情報入力装置及び電子機器、並びに前記透明導電膜の製造方法を提供することができる。
濡れエネルギーの測定原理を示す図である。
 以下、本発明の分散液、透明導電膜、情報入力装置、電子機器、及び透明導電膜の製造方法について、構成要素ごとに説明する。なお、本発明における、粘度、濡れエネルギー、接触角、表面張力等のパラメータは、特に記載のない限り、25℃での値を示すものとする。
(分散液)
 本発明の分散液は、少なくとも、金属ナノワイヤーと、水系溶媒と、透明樹脂材料とを含み、さらに必要に応じてその他の成分を含む。また、本発明の分散液は、無アルカリガラスとの濡れエネルギーが80mJ/m2以下であり、粘度が45cP以下であり、透明樹脂材料の質量(X)と金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~5である。
 分散液の各種成分、物性及び製造方法について、以下に説明する。
<金属ナノワイヤー>
 前記金属ナノワイヤーは、金属を用いて構成されたものであって、nmオーダーの径を有する微細なワイヤーである。
 前記金属ナノワイヤーの構成元素としては、金属元素である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ag、Au、Ni、Cu、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、Os、Fe、Co、Sn、Al、Tl、Zn、Nb、Ti、In、W、Mo、Cr、V、Ta、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 これらの中でも、AgやCuが、導電性が高い点で、好ましい。
 前記金属ナノワイヤーの平均短軸径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1nm超500nm以下が好ましく、10nm~100nmがより好ましい。
 前記金属ナノワイヤーの平均短軸径が、1nm以下であると、金属ナノワイヤーの導電率が劣化して、該金属ナノワイヤーを含む透明導電膜が導電膜として機能しにくいことがあり、500nmを超えると、前記金属ナノワイヤーを含む透明導電膜の全光線透過率やヘイズ(Haze)が劣化することがある。一方、前記金属ナノワイヤーの平均短軸径が前記より好ましい範囲内であると、前記金属ナノワイヤーを含む透明導電膜の導電性が高く、且つ透明性が高い点で有利である。
 前記金属ナノワイヤーの平均長軸長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm超且つ1,000μm以下が好ましく、10μm~300μmがより好ましい。
 前記金属ナノワイヤーの平均長軸長が、1μm以下であると、金属ナノワイヤー同士がつながりにくく、該金属ナノワイヤーを含む透明導電膜が導電膜として機能しにくいことがあり、1,000μmを超えると、前記金属ナノワイヤーを含む透明導電膜の全光線透過率やヘイズ(Haze)が劣化したり、透明導電膜を形成する際に用いる分散液における金属ナノワイヤーの分散性が劣化することがある。一方、前記金属ナノワイヤーの平均長軸長が前記より好ましい範囲内であると、前記金属ナノワイヤーを含む透明導電膜の導電性が高く、且つ透明性が高い点で有利である。
 なお、金属ナノワイヤーの平均短軸径及び平均長軸長は、走査型電子顕微鏡により測定可能な、数平均短軸径及び数平均長軸長である。より具体的には、金属ナノワイヤーを少なくとも100本以上測定し、電子顕微鏡写真から画像解析装置を用いて、それぞれのナノワイヤーの投影径及び投影面積を算出する。投影径を、短軸径とした。また、下記式に基づき、長軸長を算出した。
  長軸長=投影面積/投影径
 平均短軸径は、短軸径の算術平均値とした。平均長軸長は、長軸長の算術平均値とした。
 さらに、前記金属ナノワイヤーは、金属ナノ粒子が数珠状に繋がってワイヤー形状を有しているものでもよい。この場合、前記金属ナノワイヤーの長さは限定されない。
 前記分散液中の金属ナノワイヤーの配合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記分散液の質量を100質量部とした場合、0.01質量部~10質量部が好ましい。
 前記金属ナノワイヤーの配合量が、0.01質量部未満であると、最終的に得られる透明導電膜において金属ナノワイヤーに十分な目付量(0.001g/m2~1.000g/m2)が得られないことがあり、10質量部を超えると、金属ナノワイヤーの分散性が劣化することがある。
<水系溶媒>
 本発明において「水系溶媒」とは、水を主成分とする溶媒を指すものとする。前記水系溶媒は、水を主成分とする限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水か、又は水と親水性有機溶媒とを質量比1:1~20:1、特に7:3~9:1の割合で含む混合溶媒が好ましい。
 前記水系溶媒の水と親水性有機溶媒との質量比において、水の質量割合が95%を超えると(親水性有機溶媒の質量を1とした場合の水の質量が20を超えると)、後述の分散液の濡れエネルギーを規定の範囲内とすることが困難となり、後述のように界面活性剤等の使用を要する。また、水の質量割合が50%未満であると(親水性有機溶媒の質量を1とした場合の水の質量が1未満であると)、分散液中の金属ナノワイヤーの分散性が低くなる、という問題が生じ得る。一方、水と親水性有機溶媒との質量比が前記特に好ましい範囲内(7:3~9:1)であると、分散液の濡れエネルギーを充分に低下させ、かつ、金属ナノワイヤーの分散性を高めることができる。
 前記親水性有機溶媒としては、水と相溶性を有する有機溶媒である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水;メタノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール等のアルコール;シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン;N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)等のアミド;ジメチルスルホキシド(DMSO)等のスルフィド;などが挙げられる。これらの中でも、水との相溶性の観点から、SP値が9.5以上、特に11.0以上のものが好ましい。これらの親水性有機溶媒は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 これらの中でも、炭素数1~3のアルコールの少なくとも1種を好適に使用できる。前記炭素数1~3のアルコールの中でも、水との相溶性、入手容易性、環境負荷等の点で、エタノールが好ましい。
 前記水系溶媒としては、有機溶媒を含有しない水のみを使用することもできる。その場合、水系溶媒の表面張力が、後述の好適な表面張力の範囲内となるよう、界面活性剤を添加することが好ましい。
 前記界面活性剤としては、水と混合可能であり、かつ、水系溶媒の表面張力を好適な範囲内とし得るものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、TritonX-100、Tween80、などを好適に使用できる。
 前記界面活性剤の濃度としては、水系溶媒の表面張力を後述の好適な表面張力の範囲内にし得る濃度である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記界面活性剤としてTritonX-100を使用する場合は、前記分散液中0.001質量%~0.05質量%が好ましい。
<<表面張力>>
 前記水系溶媒の表面張力は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60mN/m以下が好ましく、50mN/m以下がより好ましい。前記水系溶媒の表面張力が前記好ましい範囲内及び前記より好ましい範囲内のいずれかであると、後述の分散液の濡れエネルギーを規定する範囲とすることが容易となる。なお、ここでいう「表面張力」とは、JIS K 6768に準拠して測定した値を指すものとする。
<透明樹脂材料(バインダー)>
 前記透明樹脂材料(バインダー)は、前記金属ナノワイヤーを分散させるものである。
 前記透明樹脂材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、既知の透明な、天然高分子樹脂、合成高分子樹脂、などが挙げられ、熱可塑性樹脂であってもよく、また、熱、光、電子線、放射線で硬化する熱(光)硬化性樹脂であってもよい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、フッ化ビニリデン、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、などが挙げられる。
 前記熱(光)硬化性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メラミンアクリレート、ウレタンアクリレート、イソシアネート、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル変性シリケート等のシリコン樹脂、アジド基やジアジリン基などの感光基を主鎖及び側鎖の少なくともいずれかに導入したポリマー、などが挙げられる。
 前記透明樹脂材料の配合量は、前記金属ナノワイヤーの配合量に基づいて決定され、前記透明樹脂材料は、透明樹脂材料の質量(X)と金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~5となる量で配合される。前記比率(X/A)としては、1~5である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1~3が好ましく、2~3がより好ましい。前記比率(X/A)が、1未満であると、透明導電膜の安定した成膜が困難となり、5を超えると、金属ナノワイヤーのネットワークが充分に構築されず、充分な導電性が得られにくい。一方、前記比率(X/A)が前記好ましい範囲内及び前記より好ましい範囲内のいずれかであると、透明導電膜の安定した成膜と、高い導電性の両方を実現することができる。
<その他の成分>
 前記その他の成分としては、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分散剤、粘度調整剤、硬化促進触媒、可塑性、酸化防止剤や硫化防止剤等の安定剤、などを添加することができる。
 前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルピロリドン(PVP);ポリエチレンイミン等のアミノ基含有化合物;スルホ基(スルホン酸塩含む)、スルホニル基、スルホンアミド基、カルボン酸基(カルボン酸塩含む)、アミド基、リン酸基(リン酸塩、リン酸エステル含む)、フォスフィノ基、シラノール基、エポキシ基、イソシアネート基、シアノ基、ビニル基、チオール基、カルビノール基等の官能基を有する化合物で金属に吸着可能なもの;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記分散剤を、前記金属ナノワイヤーの表面に吸着させてもよい。これにより、前記金属ナノワイヤーの分散性を向上させることができる。
 前記分散剤を前記分散液に対して添加する場合は、最終的に得られる透明導電膜の導電性が劣化しない程度の添加量にすることが好ましい。これにより、前記分散剤を、透明導電膜の導電性が劣化しない程度の量で金属ナノワイヤーに吸着させることができる。
<分散液の物性>
<<粘度>>
 前記分散液の粘度としては、45cP以下である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10cP~30cPが好ましく、10cP~20cPがより好ましい。前記分散液の粘度が45cPを超えると、透明導電膜の薄膜で均一に形成することが困難となり、厚膜に形成した場合は、表面抵抗値が高くなりやすい。一方、前記分散液の粘度が、前記好ましい範囲内及び前記より好ましい範囲内のいずれかであると、透明基材上への塗布が容易で、かつ、透明導電膜を薄膜で均一に形成しやすい分散液とすることができる。
 なお、ここでいう粘度とは、JIS K 7117に準拠して測定した値を指すものとする。
<<濡れエネルギー>>
 本発明において「濡れエネルギー」とは、下記の原理により測定、算出される値を指すものとする。
 図1に示すように、固体1の表面上の液滴2は、ある接触角θをもって静止する。このとき、固体1の表面張力をγSV、液滴2の表面張力をγLV、固液界面の界面張力をγSLとすると、Youngの式(1)が成り立つ。
  γSV=γSL+γLVcosθ  ・・・(1)
 ここで、濡れエネルギーWα(J/m2)とは、固体-液体の界面を、固体-気体、液体-気体の2つの界面に分割するのに必要な力であり、Dupreの式(2)で定義される。
  Wα=γSV+γLV-γSL    ・・・(2)
 上記式(1)及び(2)より、Young-Dupreの式(3)が導かれる。
  Wα=γLV(1+cosθ)   ・・・(3)
 したがって、濡れエネルギーWαは、液体の表面張力及び固体表面上の液滴の接触角θの測定値より算出することができる。
 本発明の分散液の濡れエネルギーは、分散液の表面張力γLV及び、無アルカリガラス表面上の分散液の液滴の接触角θを測定して算出するものとする。
 本発明において「無アルカリガラス」とは、撥水コーティング等の処理がなされておらず、その表面に不純物を有しない、平面状の無垢ガラスを指すものとする。斯かる無アルカリガラスとしては、例えば、日本電気硝子社製、OA-10Gを使用することができる。本発明における「無アルカリガラス」は、さらに、前記無垢ガラスを洗浄し、表面にホコリ等の不純物を有しない状態とすることを要する。前記無垢ガラスの洗浄方法としては、ガラス表面の不純物を除去できる方法である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プラズマ洗浄、などが挙げられる。
 なお、本発明の「無アルカリガラス」は、上記の材料、洗浄方法を用い、最終的に純水の液滴の接触角θが64°~73°となったものを使用する。
 前記分散液の濡れエネルギーとしては、80mJ/m2以下である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60mJ/m2以下が好ましく、50mJ/m2以下がより好ましい。前記分散液の濡れエネルギーが80mJ/m2を超えると、分散液を透明基材上に塗布する際に、塗布ハジキを生じ、均一に成膜することが困難となる。一方、前記分散液の濡れエネルギーが、前記好ましい範囲内及びより好ましい範囲内のいずれかであると、分散液を薄膜で均一に成膜しやすくなる。
(透明導電膜)
 本発明の透明導電膜は、前記分散液が透明基材上に成膜されて形成される。
<透明基材>
 前記透明導電膜は、透明基材上に形成される。本発明において「透明基材」とは、可視光に対して透過性を有する材料で構成された基材を指す。前記透明基材の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機材料、プラスチック材料、などが挙げられる。前記透明基材としては、透明導電膜を有する透明電極に必要とされる膜厚を有する透明基材である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フレキシブルな屈曲性を実現できる程度に薄膜化されたフィルム状(シート状)の基材、適度の屈曲性と剛性を実現できる程度の膜厚を有する基板状の基材、などが挙げられる。
 前記無機材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、石英、サファイア、ガラス、などが挙げられる。
 前記プラスチック材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル(TPEE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、アラミド、ポリエチレン(PE)、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン(PP)、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)、などの公知の高分子材料が挙げられる。斯かるプラスチック材料を用いて透明基材を構成した場合、生産性の観点から、透明基材の膜厚を5μm~500μmとすることが好ましいが、この範囲に特に限定されるものではない。
<金属ナノワイヤー>
 前記透明導電膜に使用される金属ナノワイヤーの材料、平均短軸径、平均長軸径については、前記分散液に使用される金属ナノワイヤーと同様である。
 前記透明導電膜における前記金属ナノワイヤーの目付量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.001g/m2~1.000g/m2が好ましく、0.003g/m2~0.3g/m2がより好ましい。
 前記金属ナノワイヤーの目付量が、0.001g/m2未満であると、金属ナノワイヤーが十分に金属ナノワイヤー層中に存在せず、透明導電膜の導電性が劣化することがあり、1.000g/m2を超えると、透明導電膜の全光線透過率やヘイズ(Haze)が劣化することがある。一方、前記金属ナノワイヤーの目付量が前記より好ましい範囲内であると、透明導電膜の導電性が高く、且つ透明性が高い点で有利である。
<透明導電膜の物性>
<<厚さ>>
 前記透明導電膜の厚さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、150nm以下が好ましく、30nm~100nmがより好ましい。
 前記透明導電膜の厚みが、150nmを超えると、表面抵抗値が上がり、充分な導電性が得られないことがある。一方、前記透明導電膜の厚みが、前記より好ましい範囲内であると、軽量で、かつ高い導電性を有する透明導電膜を形成し得る。
<<表面抵抗値(Ω/□)>>
 前記透明導電膜の表面抵抗値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20Ω/□~200Ω/□が好ましく、50Ω/□~150Ω/□がより好ましく、80Ω/□~120Ω/□が特に好ましい。
 前記表面抵抗値が20Ω/□未満であると、透明導電膜の透明性や電極非視認性が低下することがあり、200Ω/□を超えると、充分な導電性が得られないことがある。一方、前記表面抵抗値が、前記より好ましい範囲内及び特に好ましい範囲内のいずれかであると、透明性、電極非視認性が高く、かつ、充分な導電性を有する透明導電膜を形成し得る。
<<表面抵抗値(Ω/□)の標準偏差>>
 前記透明導電膜の表面抵抗値(Ω/□)の標準偏差としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20未満が好ましく、10未満がより好ましく、5未満が特に好ましい。前記透明導電膜の表面抵抗値(Ω/□)の標準偏差が20以上であると、透明導電膜内に局所的に表面抵抗値の高い部分を有することとなり、全体の表面抵抗値を下げ、一定以上の導電性を確保する必要が生じることがある。この場合、より多くの金属ナノワイヤーを使用して表面抵抗値を下げる必要が生じ、これにより、透明導電膜の透明性、電極非視認性が低下する虞がある。一方、透明導電膜の表面抵抗値(Ω/□)の標準偏差が、前記好ましい範囲内、より好ましい範囲及び特に好ましい範囲内のいずれかであると、効率よく、高い透明性及び導電性を有する透明導電膜が得られる。
 なお、本発明の透明導電膜の表面抵抗値の標準偏差は、透明導電膜表面上の任意の5箇所~30箇所(例えば、12箇所)における表面抵抗値について算出した値を指すものとする。
(透明導電膜の製造方法)
 本発明の透明導電膜の製造方法は、少なくとも、分散液調製工程と、分散膜形成工程と、透明導電膜形成工程とを含み、さらに必要に応じて、その他の工程を含む。
<分散液調製工程>
 前記分散液調製工程は、前記金属ナノワイヤーと、前記水系溶媒と、前記透明樹脂材料とを含む分散液を調製する工程である。
 前記分散液の分散手法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、攪拌、超音波分散、ビーズ分散、混錬、ホモジナイザー処理、加圧分散処理、などが好適に挙げられる。
<分散膜形成工程>
 前記分散膜形成工程は、前記調製された分散液を、前記透明基材に付与して分散膜を形成する(透明基材上に前記分散液を成膜する)工程である。
 前記分散液付与の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコートによる塗布、ワイヤーバーによる塗布、アプリケーターによる塗布、スリットダイによる塗布、などが挙げられる。前記分散液の付与により、前記透明基材上に金属ナノワイヤーの分散膜が形成される。
<透明導電膜形成工程>
 前記透明導電膜形成工程は、前記分散膜を、乾燥処理(乾燥工程)及び硬化処理(硬化工程)することで透明導電膜を形成する工程である。
<<乾燥工程>>
 前記乾燥工程は、前記分散膜中の溶剤を乾燥除去する工程である。前記乾燥の手法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドライヤーの熱風による乾燥、ホットプレート乾燥、オーブン乾燥、IR乾燥、などが挙げられる。
<<硬化工程>>
 前記硬化工程は、前記透明樹脂材料の硬化を行う工程である。前記硬化の手段としては、特に制限はなく、透明樹脂材料の種類や、所望の物性等の目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱処理、紫外線照射、加圧処理、などが挙げられる。以下、熱硬化性樹脂を用いた場合の加熱硬化処理について説明する。
 前記加熱硬化処理における加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60℃~140℃が好ましく、80℃~120℃がより好ましい。
 前記加熱硬化処理における加熱温度が、60℃未満であると、乾燥に要する時間が長くなり作業性が悪化することがあり、140℃を超えると、基材のガラス転移温度(Tg)の兼ね合いで基材が歪曲することがある。一方、前記加熱硬化処理における加熱温度が、前記より好ましい範囲内であると、金属ナノワイヤーのネットワーク形成の点で有利である。
 前記加熱硬化処理における加熱時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1分間~30分間が好ましく、2分間~10分間がより好ましく、約5分間が特に好ましい。
 前記加熱硬化処理における加熱時間が、1分間未満であると、乾燥が不十分なことがあり、30分間を超えると、作業性が悪化することがある。一方、前記加熱硬化処理における加熱時間が、前記より好ましい範囲内及び前記特に好ましい範囲内のいずれかであると、金属ナノワイヤーのネットワーク形成および作業性の点で有利である。
(情報入力装置)
 本発明の情報入力装置は、少なくとも、公知の透明基材と、本発明の透明導電膜とを備え、さらに必要に応じて、その他の公知の部材(例えば、特許第4893867号参照)を備える。
 前記情報入力装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特許第4893867号に示されるような、タッチパネル、などが挙げられる。
 (電子機器)
 本発明の電子機器は、少なくとも、公知の表示パネルと、本発明の透明導電膜とを備え、さらに必要に応じて、その他の公知の部材(例えば、特許第4893867号参照)を備える。
 前記電子機器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特許第4893867号に示されるような、テレビ、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯端末装置、などが挙げられる。
 次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
(比較例1)
<銀ナノワイヤーインク(分散液)の調製>
 下記の配合にて、銀ナノワイヤーインクを調製した。
(1)金属ナノワイヤー:銀ナノワイヤー(Seashell Technology社製、AgNW-25、平均径25nm、平均長さ23μm):配合量0.05質量部
(2)バインダー(透明樹脂材料):ヒドロキシプロピルメチルセルロース(アルドリッチ社製、2%水溶液の20℃における粘度80cP~120cP(文献値)):配合量0.15質量部
(3)溶媒:水:配合量99.80質量部
<濡れエネルギーの測定>
 調製した銀ナノワイヤーインクの表面張力を、JIS K 6768に準拠して測定した。なお、分散液調製前の溶媒の表面張力についても、同様の方法で測定した。
 次いで、前記銀ナノワイヤーインクの液滴の無アルカリガラスに対する接触角を測定した。無アルカリガラスとしては、日本電気硝子社製、OA-10G、厚さ0.7mmの無アルカリガラスを、プラズマ洗浄(ヤマト科学社製プラズマクリーナーV1000を使用)したものを使用した。前記銀ナノワイヤーインクの前記無アルカリガラスに対する接触角の測定は、JIS R 3257に準拠して実施した。
 上記の方法で測定された表面張力γ(mN/m)及び接触角θ(°)の値より、下記式を用いて濡れエネルギーW(mJ/m2)を算出した。
  W[mJ/m2]=γ[mN/m](1+cosθ)
<粘度の測定>
 調製した銀ナノワイヤーインクの粘度を、JIS K 7117に準拠して測定した。
<透明導電膜の形成>
 以下の手順で、透明導電膜を形成した。
 基材としては、透明基材(PETフィルム(商品名:U34):東レ株式会社製、膜厚125μm)を使用した。
 調製した銀ナノワイヤーインク(分散液)を、ワイヤーバー(番手10)で上記基材上に塗布して分散膜を形成した。ここで、銀ナノワイヤーの目付量を約0.01g/m2とした。
 次いで、大気中において、塗布面にドライヤーで熱風をあて、銀ナノワイヤーインク中の溶媒を乾燥除去した。
 その後、オーブン中で120℃、5分間の加熱硬化処理を行った。
 その後、円柱状のプレスロール及びバックロールを備えるカレンダー処理装置を使用して、加圧処理を行った。プレスロール、バックロール共にスチールロールを用いて、加重4.0kN、搬送速度1m/分で処理した。
<表面抵抗値の測定>
 透明導電膜の表面に抵抗率計EC-80P(ナプソン社製)の測定プローブを接触させ、測定を行った。測定は任意の12箇所で行い、その平均値を表面抵抗値とした。測定結果を表1に示す。
 12箇所の表面抵抗値について、標準偏差を算出し、以下の基準で評価を行った。
  ○・・・表面抵抗値の標準偏差が10未満
  △・・・表面抵抗値の標準偏差が10以上20未満
  ×・・・表面抵抗値の標準偏差が20以上
(実施例1)
 比較例1において、溶媒を、水:配合量99.80質量部とする代わりに、(i)水:配合量89.80質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部としたこと以外は、比較例1と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(実施例2)
 実施例1において、溶媒を、(i)水:配合量89.80質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とする代わりに、(i)水:配合量79.80質量部、(ii)エタノール:配合量20.00質量部としたこと以外は、実施例1と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(実施例3)
 実施例1において、溶媒を、(i)水:配合量89.80質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とする代わりに、(i)水:配合量69.80質量部、(ii)エタノール:配合量30.00質量部としたこと以外は、実施例1と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(実施例4)
 実施例1において、増粘剤を未添加とし、溶媒を(i)水:配合量89.80質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.15質量部とする代わりに、増粘剤(東亜合成社製、A-20L)を0.05質量部添加し、溶媒を(i)水:配合量89.78質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.13質量部としたこと以外は、実施例1と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(実施例5)
 実施例4において、増粘剤の配合量を0.05質量部とし、溶媒を(i)水:配合量89.78質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.13質量部とする代わりに、増粘剤の配合量を0.10質量部とし、溶媒を(i)水:配合量89.75質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.10質量部としたこと以外は、実施例4と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(実施例6)
 実施例5において、増粘剤の配合量を0.10質量部とし、溶媒を(i)水:配合量89.75質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とする代わりに、増粘剤の配合量を0.30質量部とし、溶媒を(i)水:配合量89.55質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部としたこと以外は、実施例5と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(比較例2)
 実施例4において、増粘剤の配合量を0.05質量部とし、溶媒を(i)水:配合量89.78質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.13質量部とする代わりに、増粘剤の配合量を0.80質量部とし、溶媒を(i)水:配合量89.10質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.05質量部としたこと以外は、実施例4と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(比較例3)
 実施例4において、溶媒を(i)水:配合量89.78質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.13質量部とする代わりに、溶媒を(i)水:配合量89.88質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.03質量部としたこと以外は、実施例4と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(実施例7)
 比較例3において、溶媒を(i)水:配合量89.88質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.03質量部とする代わりに、溶媒を(i)水:配合量89.85質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.05質量部としたこと以外は、比較例3と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(実施例8)
 比較例3において、溶媒を(i)水:配合量89.88質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.03質量部とする代わりに、溶媒を(i)水:配合量89.65質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.25質量部としたこと以外は、比較例3と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(比較例4)
 比較例3において、溶媒を(i)水:配合量89.88質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.03質量部とする代わりに、溶媒を(i)水:配合量89.50質量部、(ii)エタノール:配合量10.00質量部とし、バインダーの配合量を0.40質量部としたこと以外は、比較例3と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(実施例9)
 比較例1において、界面活性剤を未添加とし、水の配合量を99.80質量部とする代わりに、界面活性剤(アルドリッチ社製、Triton X-100)0.02質量部を配合し、水の配合量を99.78質量部としたこと以外は、比較例1と同様に、銀ナノワイヤーインクの調製及び透明導電膜の形成を行い、銀ナノワイヤーインクの濡れエネルギー及び粘度、並びに、透明導電膜の表面抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の実施例1~9の結果より、銀ナノワイヤーインク(分散液)の濡れエネルギーが80mJ/m2以下、粘度が45cP以下、バインダーの質量(X)と銀ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~5のとき、表面抵抗値が80Ω/□~120Ω/□の範囲内となり、且つ、表面抵抗値の標準偏差が20未満となり、均一で、かつ高い導電性を有する透明導電膜が得られることが確認された。
 本発明の透明導電膜は、ノートパソコン、スマートフォン等の電子機器に用いられているインジウムスズ酸化物(ITO)等の金属酸化物を用いた透明導電体の代替物として、好適に利用可能である。
 1…固体、2…液滴

Claims (12)

  1.  金属ナノワイヤーと、水系溶媒と、透明樹脂材料とを含み、
     無アルカリガラスとの濡れエネルギーが80mJ/m2以下であり、
     粘度が45cP以下であり、
     前記透明樹脂材料の質量(X)と前記金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~5である、ことを特徴とする分散液。
  2.  前記水系溶媒が、水であるか、又は、水と親水性有機溶媒とを質量比1:1~20:1の割合で含む混合溶媒である、請求項1に記載の分散液。
  3.  前記親水性有機溶媒が、炭素数1~3のアルコールの少なくとも1種を含む、請求項1又は2に記載の分散液。
  4.  前記水系溶媒の表面張力が60mN/m以下である、請求項1又は2に記載の分散液。
  5.  粘度が10cP~30cPである、請求項1又は2に記載の分散液。
  6.  前記透明樹脂材料の質量(X)と前記金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~3である、請求項1又は2に記載の分散液。
  7.  請求項1又は2に記載の分散液が透明基材上に成膜されて形成される、ことを特徴とする透明導電膜。
  8.  表面抵抗値(Ω/□)の標準偏差が20未満である、請求項7に記載の透明導電膜。
  9.  膜厚が150nm以下である、請求項7に記載の透明導電膜。
  10.  透明基材と、
     前記透明基材上に成膜された請求項7に記載の透明導電膜と、
     を備えることを特徴とする情報入力装置。
  11.  表示パネルと、
     前記表示パネル上に成膜された請求項7に記載の透明導電膜と、
     を備えることを特徴とする電子機器。
  12.  金属ナノワイヤーと、水系溶媒と、透明樹脂材料とを含む分散液を調製する工程と、
     透明基材上に前記分散液を成膜する工程とを含み、
     前記分散液の無アルカリガラスとの濡れエネルギーが80mJ/m2以下であり、粘度が45cP以下であり、
     前記透明樹脂材料の質量(X)と前記金属ナノワイヤーの質量(A)との比率(X/A)が1~5である、
     ことを特徴とする透明導電膜の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6476808B2 (ja) * 2014-12-09 2019-03-06 大日本印刷株式会社 透明導電基材の製造方法、透明導電層形成用塗工液および透明導電基材

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011119142A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Konica Minolta Holdings Inc 透明導電基材の製造方法
JP2013170210A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Jnc Corp 透明導電膜の保護膜用熱硬化性組成物
JP2013196918A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Jnc Corp 透明導電膜の形成に用いられる塗膜形成用組成物
US20130341071A1 (en) * 2012-06-26 2013-12-26 Carestream Health, Inc. Transparent conductive film
JP2014003298A (ja) * 2006-10-12 2014-01-09 Cambrios Technologies Corp ナノワイヤベースの透明導電体およびその適用
WO2014007333A1 (ja) * 2012-07-06 2014-01-09 富士フイルム株式会社 静電容量式タッチパネルおよびその製造方法、入力デバイス

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014003298A (ja) * 2006-10-12 2014-01-09 Cambrios Technologies Corp ナノワイヤベースの透明導電体およびその適用
JP2011119142A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Konica Minolta Holdings Inc 透明導電基材の製造方法
JP2013170210A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Jnc Corp 透明導電膜の保護膜用熱硬化性組成物
JP2013196918A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Jnc Corp 透明導電膜の形成に用いられる塗膜形成用組成物
US20130341071A1 (en) * 2012-06-26 2013-12-26 Carestream Health, Inc. Transparent conductive film
WO2014007333A1 (ja) * 2012-07-06 2014-01-09 富士フイルム株式会社 静電容量式タッチパネルおよびその製造方法、入力デバイス

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