WO2018139402A1 - アンテナ用透明導電フィルム - Google Patents
アンテナ用透明導電フィルム Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018139402A1 WO2018139402A1 PCT/JP2018/001775 JP2018001775W WO2018139402A1 WO 2018139402 A1 WO2018139402 A1 WO 2018139402A1 JP 2018001775 W JP2018001775 W JP 2018001775W WO 2018139402 A1 WO2018139402 A1 WO 2018139402A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- transparent conductive
- conductive film
- metal oxide
- oxide layer
- antenna
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2283—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
- B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
- B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
- B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
- B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
- B32B17/10036—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
- B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
- B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
- B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
- B32B17/10165—Functional features of the laminated safety glass or glazing
- B32B17/10174—Coatings of a metallic or dielectric material on a constituent layer of glass or polymer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/364—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
Definitions
- This disclosure relates to a transparent conductive film for an antenna.
- An antenna is required to efficiently transmit a high frequency to a space and to efficiently receive a high frequency propagating through the space. Since the antenna material needs to be excellent in electrical conductivity, a metal foil such as copper has been conventionally used. On the other hand, with the spread of network transmission and reception outside and indoors, antennas are installed in various places. Under such circumstances, highly transparent antennas are being developed in order not to damage the scenery of the installation location.
- Patent Document 1 proposes a technique for providing an antenna pattern formed of a conductive mesh layer on a transparent base material in order to increase the transparency of the antenna.
- a metal foil such as copper is used as an antenna material, it is difficult to ensure sufficient transparency and flexibility.
- a metal mesh is used to ensure transparency and flexibility, unevenness tends to occur on the surface of the antenna.
- a transparent resin paint or the like is applied to the surface, there is a concern that the antenna performance may be impaired although the unevenness may be reduced.
- an object of this invention is to provide the transparent conductive film for antennas which can form the antenna which has the outstanding transparency and the outstanding antenna performance.
- the present disclosure provides a transparent conductive substrate for an antenna in which a transparent resin base material, a first metal oxide layer, a metal layer containing silver or a silver alloy, and a second metal oxide layer are laminated in this order. Provide film.
- the above-mentioned transparent conductive film has transparency and excellent flexibility because it is in the form of a film. Further, since the metal layer containing silver or a silver alloy is provided between the first metal oxide layer and the second metal oxide layer, the surface resistivity can be sufficiently reduced. Therefore, the said transparent conductive film can form the antenna which has the outstanding transparency and the outstanding antenna performance.
- the total light transmittance of the transparent conductive film may be, for example, 50% or more. As a result, an antenna having higher transparency can be formed.
- the surface resistivity of the transparent conductive film is, for example, 20 ⁇ / sq. Or 8 ⁇ / sq. It may be the following. As a result, the antenna performance can be further improved. Moreover, the transparent conductive film with low surface resistivity can be provided.
- the VSWR when the element length in the antenna is 30 mm may be, for example, 2.0 or less.
- the thickness of the first metal oxide layer and the second metal oxide layer in the transparent conductive film may be 20 to 60 nm, and the thickness of the metal layer may be 5 to 30 nm. Thereby, the transparency and flexibility can be further increased while sufficiently reducing the surface resistivity.
- the transparent conductive film at least the metal layer and the second metal oxide layer may be etched with an acidic etchant. As a result, a transparent conductive film that can be easily processed into a shape corresponding to the characteristics required of the antenna such as antenna gain and directivity can be obtained.
- the thickness of the first metal oxide layer may be 24 to 50 nm. As a result, the surface resistivity can be made sufficiently low while keeping the total light transmittance high. If such a transparent conductive film is used for an antenna, the antenna performance can be further improved.
- the present disclosure can provide a transparent conductive film for an antenna that can form an antenna having both transparency and flexibility.
- the present disclosure can provide a transparent conductive film capable of sufficiently reducing surface resistivity while maintaining high total light transmittance.
- FIG. 1 is a front view of an antenna.
- FIG. 2 is a plan view of the antenna.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a transparent conductive film used for an antenna element.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a transparent conductive film used for the ground portion of the antenna.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a transparent conductive film used for an antenna.
- FIG. 6 is a graph showing the relative radiation efficiencies of Example 1 and Comparative Example 1.
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between the thickness of the metal layer and the surface resistivity.
- FIG. 8 is a graph showing the relationship between the thickness of the first metal oxide layer, the surface resistivity, and the total light transmittance.
- FIG. 1 is a front view showing an example of an antenna in which the transparent conductive film of the present embodiment is used.
- FIG. 2 is a plan view of the antenna of FIG.
- the antenna 100 is a monopole antenna, and includes an element 20, a support substrate 28 that supports the element 20, and a ground portion 21.
- the outer shape of the ground portion 21 has a rectangular shape, and a rectangular through hole 22 is formed in the center portion.
- a connector 24 having a disk-like support portion 24b and a center pin 24a protruding upward from the support portion 24b is attached to the through hole 22.
- the support portion 24 b closes the through hole 22 from below, and the center pin 24 a is inserted through the through hole 22.
- the element 20 is disposed above the through hole 22 together with the support substrate 28 and is fixed to the center pin 24 a by the paste 26. Therefore, the element 20 and the support substrate 28 and the support portion 24 b of the connector 24 are arranged so as to sandwich the ground portion 21.
- the paste 26 is, for example, a conductive silver paste.
- a cable (not shown) for transmitting a signal is connected to the connector 24.
- the element 20 and the earthing part 21 are composed of a transparent conductive film 10 and a transparent conductive film 10A, respectively.
- the structure and material of the transparent conductive film used for the element 20 and the ground portion 21 may be the same or different.
- the element length in the antenna 100 is the height of the upper end of the element 20 with respect to the upper surface of the ground part 21.
- the element length may be, for example, 10 to 50 mm.
- the element length can be appropriately adjusted according to the frequency (wavelength) to be adapted.
- the frequency band is, for example, 1400 to 2200 MHz.
- the transparent conductive film 10 constituting the element 20 preferably has a VSWR (Voltage Standardizing Wave Ratio) of the antenna 100 of 2.0 or less, more preferably 1.5 or less when the element length is 30 mm. preferable.
- VSWR can be measured using a commercially available network analyzer.
- the antenna 100 has excellent radiation efficiency.
- the relative radiation efficiency based on the radiation efficiency of the antenna when copper is used instead of the transparent conductive films 10 and 10A can be, for example, 0.5 or more (50% or more) at the maximum value.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the transparent conductive film 10 for an antenna constituting the element 20.
- the lamination direction of the transparent conductive film 10 corresponds to the depth direction of FIG. 1 and the vertical direction of FIG.
- the transparent conductive film 10 has a laminated structure in which a film-like transparent resin substrate 11, a first metal oxide layer 12, a metal layer 16, and a second metal oxide layer 14 are laminated in this order. Have.
- the transparent conductive film 10 is further referred to as a pair of hard coat layers 18 and 19 (hereinafter referred to as “first hard coat layer 18” and “second hard coat layer 19”, respectively) with the transparent resin substrate 11 interposed therebetween. ). That is, the transparent conductive film 10 includes the second hard coat layer 19, the transparent resin substrate 11, the first hard coat layer 18, the first metal oxide layer 12, the metal layer 16, and the second The metal oxide layers 14 are stacked in this order. The transparent conductive film 10 is disposed so that the second hard coat layer 19 and the support substrate 28 are in contact with each other in the antenna 100 in FIGS.
- Transparent in this specification means that visible light is transmitted, and the light may be scattered to some extent. What has light scattering generally referred to as translucent is also included in the concept of “transparency” in this specification. The degree of light scattering is preferably small, and the transparency is preferably high.
- the total light transmittance of the transparent conductive film 10 is, for example, 50% or more, preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 85% or more. This total light transmittance is a transmittance including diffuse transmitted light obtained using an integrating sphere, and is measured using a commercially available haze meter. The haze measured using a commercially available haze meter is, for example, less than 1%.
- the transparent resin substrate 11 is not particularly limited, and may be a flexible organic resin film.
- the organic resin film may be an organic resin sheet.
- organic resin films include polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polycarbonate films, acrylic films, norbornene films, polyarylate films, and polyether sulfone films. , A diacetyl cellulose film, a triacetyl cellulose film, and the like.
- polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN) are preferable.
- the transparent resin base material 11 is preferably thicker from the viewpoint of rigidity.
- the transparent resin substrate 11 is preferably thin from the viewpoint of thinning the transparent conductive film 10. From such a viewpoint, the thickness of the transparent resin substrate 11 is, for example, 10 to 200 ⁇ m.
- the transparent resin substrate 11 may be subjected to at least one surface treatment selected from the group consisting of corona discharge treatment, glow discharge treatment, flame treatment, ultraviolet irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, and ozone treatment. Good.
- the transparent resin substrate 11 may be a resin film.
- the transparent conductive film 10 can be made excellent in flexibility. Thereby, it can be set as the transparent conductive film 10 which can respond to various antenna shapes.
- the 2nd metal oxide layer 14 is a transparent layer containing an oxide, for example, contains zinc oxide as a main component.
- the second metal oxide layer 14 may contain tin oxide as an auxiliary component, and may further contain indium oxide and titanium oxide.
- the second metal oxide layer 14 having sufficiently high conductivity and high transparency can be obtained.
- a low surface resistivity can be realized.
- Zinc oxide is, for example, ZnO
- tin oxide is, for example, SnO 2 .
- Indium oxide is, for example, In 2 O 3
- titanium oxide is, for example, TiO 2 .
- the ratio of metal atoms to oxygen atoms in each of the metal oxides may deviate from the stoichiometric ratio.
- the ZnO content relative to the total of the four components is Of these, the largest number is preferred.
- the content of ZnO with respect to the total of the four components is, for example, 20 mol% or more from the viewpoint of sufficiently increasing the total light transmittance and conductivity.
- the content of ZnO with respect to the total of the four components is, for example, 65 mol% or less from the viewpoint of sufficiently increasing the corrosion resistance.
- the content of SnO 2 with respect to the total of the four components is, for example, 40 mol% or less from the viewpoint of sufficiently increasing the total light transmittance.
- the content of SnO 2 with respect to the sum of the four components is from the viewpoint of sufficiently reducing the surface resistivity, for example 15 mol% or more.
- the content of In 2 O 3 relative to the total of the four components is, for example, 35 mol% or less from the viewpoint of sufficiently increasing the total light transmittance while sufficiently reducing the surface resistivity. It is.
- the content of In 2 O 3 to the sum of the four components is from the viewpoint of sufficiently high corrosion resistance, for example, 15 mol% or more.
- the content of TiO 2 with respect to the total of the four components is, for example, 20 mol% or less from the viewpoint of sufficiently increasing the total light transmittance.
- the content of TiO 2 with respect to the total of the four components is, for example, 5 mol% or more from the viewpoint of sufficiently increasing the corrosion resistance.
- the second metal oxide layer 14 has the functions of adjusting optical characteristics, protecting the metal layer 16, and ensuring conductivity.
- the second metal oxide layer 14 may contain another subcomponent as long as its function is not significantly impaired.
- the first metal oxide layer 12 and the second metal oxide layer 14 may be the same or different in terms of thickness, structure, and composition.
- the resistance of the first metal oxide layer 12 and the second metal oxide layer 14 to the etching solution can be improved.
- the 1st metal oxide layer 12 is a transparent layer containing an oxide, for example, contains zinc oxide as a main component. Similar to the second metal oxide layer 14, the first metal oxide layer 12 may contain tin oxide, indium oxide, and titanium oxide as subcomponents. By including the four components, the first metal oxide layer 12 having sufficiently high conductivity and high transparency can be obtained.
- Zinc oxide is, for example, ZnO
- indium oxide is, for example, In 2 O 3 .
- Titanium oxide is, for example, TiO 2
- tin oxide is, for example, SnO 2 .
- the ratio of metal atoms to oxygen atoms in each of the metal oxides may deviate from the stoichiometric ratio.
- the content of ZnO, In 2 O 3 , TiO 2 and SnO 2 with respect to the four components in the first metal oxide layer 12 may be the same as that of the second metal oxide layer 14.
- the first metal oxide layer 12 may have a higher resistance than the second metal oxide layer 14. Therefore, the content of tin oxide in the first metal oxide layer 12 may be less than that in the second metal oxide layer 14 and may not contain tin oxide.
- the second metal oxide layer 14 includes three components of zinc oxide, indium oxide, and titanium oxide, when the three components are converted into ZnO, In 2 O 3 and TiO 2 , respectively,
- the ZnO content is preferably the largest among the above three components.
- the content of ZnO with respect to the total of the three components is, for example, 45 mol% or more from the viewpoint of sufficiently increasing the total light transmittance.
- the content of ZnO with respect to the total of the three components is, for example, 85 mol% or less from the viewpoint of sufficiently increasing the storage stability.
- the content of In 2 O 3 with respect to the total of the three components is, for example, 35 mol% or less from the viewpoint of sufficiently increasing the total light transmittance.
- the content of In 2 O 3 to the total of the three components is from the viewpoint of sufficiently high corrosion resistance, for example, more than 10 mol%.
- the content of TiO 2 with respect to the total of the three components is, for example, 20 mol% or less from the viewpoint of sufficiently increasing the total light transmittance.
- the content of TiO 2 with respect to the total of the three components is, for example, 5 mol% or more from the viewpoint of sufficiently increasing the corrosion resistance.
- the thickness of the first metal oxide layer 12 and the second metal oxide layer 14 may be, for example, 19 to 71 nm, 20 to 60 nm, or 30 to 50 nm. By using such a thickness, it is possible to achieve both high total light transmittance and excellent productivity.
- the surface resistivity of the transparent conductive film 10 is preferably low from the viewpoint of antenna gain.
- the surface resistivity of the transparent conductive film 10 can be adjusted by changing the thickness of the first metal oxide layer 12. From the viewpoint of sufficiently reducing the surface resistivity while maintaining a high total light transmittance, the thickness of the first metal oxide layer 12 is preferably 24 to 50 nm.
- the first metal oxide layer 12 and the second metal oxide layer 14 can be manufactured by a vacuum film forming method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a CVD method.
- a vacuum film forming method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a CVD method.
- the sputtering method is preferable in that the film forming chamber can be downsized and the film forming speed is high.
- Examples of the sputtering method include DC magnetron sputtering.
- As a target, an oxide target, a metal, or a metalloid target can be used.
- the second metal oxide layer 14 is connected to the center pin 24a of the connector 24 by a paste 26 as shown in FIGS.
- the high frequency received by the element 20 is guided to the connector 24 through the second metal oxide layer 14 and the metal layer 16.
- the 2nd metal oxide layer 14 has high electroconductivity.
- the surface resistivity measured on the surface of the second metal oxide layer 14 is, for example, 20 ⁇ / sq. Or less, preferably 10 ⁇ / sq. Or less, more preferably 8 ⁇ / sq. More preferably, it is 3 ⁇ / sq. It is particularly preferred that This surface resistivity is a value measured using a four-terminal resistivity meter.
- the metal layer 16 is a layer containing silver or a silver alloy as a main component.
- the metal element constituting the silver alloy include at least one selected from the group consisting of Ag and Pd, Cu, Ge, Ga, Nd, In, Sn, and Sb.
- silver alloys include Ag—Pd, Ag—Cu, Ag—Pd—Cu, Ag—Nd—Cu, Ag—In—Sn, and Ag—Sn—Sb.
- the metal layer 16 may contain an additive in addition to silver or a silver alloy. It is preferable that the additive is easily removed by an acidic etching solution.
- the content of silver and silver alloy in the metal layer 16 may be, for example, 90% by mass or more, or 95% by mass or more.
- the thickness of the metal layer 16 is preferably 5 to 30 nm, more preferably 10 to 30 nm from the viewpoint of sufficiently increasing the total light transmittance while sufficiently reducing the surface resistivity of the transparent conductive film 10. More preferably, it is 10 to 20 nm. If the thickness of the metal layer 16 is too large, the total light transmittance tends to decrease. On the other hand, if the thickness of the metal layer 16 is too small, the surface resistivity tends to increase.
- the metal layer 16 has a function of adjusting the total light transmittance and the surface resistivity of the transparent conductive film 10.
- the metal layer 16 can be produced by a vacuum film forming method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a CVD method.
- the sputtering method is preferable because the film forming chamber can be downsized and the film forming speed is high. Examples of the sputtering method include DC magnetron sputtering.
- a metal target can be used as the target.
- both ends of the first metal oxide layer 12, the second metal oxide layer 14, and the metal layer 16 in the transparent conductive film 10 are removed by etching.
- the width of the first metal oxide layer 12, the second metal oxide layer 14, and the metal layer 16 (the length in the horizontal direction in FIG. 3) is the same as that of the transparent resin base material 11, the first hard coat layer. 18 and the width of the second hard coat layer 19 are smaller.
- antenna gain, directivity, and the like can be adjusted. That is, the first metal oxide layer 12, the second metal oxide layer 14, and the metal layer 16 can be processed into a desired shape by etching according to the required antenna gain, directivity, and the like.
- an acidic solution can be used. Examples thereof include a PAN-based etching solution containing phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and hydrochloric acid, and an iron chloride-based etching solution.
- the transparent conductive film 10 includes a first hard coat layer 18 on the main surface of the transparent resin base material 11 on the first metal oxide layer 12 side, and the first metal oxide layer 12 side of the transparent resin base material 11.
- a second hard coat layer 19 is provided on the main surface on the opposite side.
- the thickness, structure and composition of the first hard coat layer 18 and the second hard coat layer 19 may be the same or different. May be. Further, it is not always necessary to provide both the first hard coat layer 18 and the second hard coat layer 19, and only one of them may be provided.
- the hard coat layers 18 and 19 contain a cured resin obtained by curing the resin composition.
- the resin composition preferably contains at least one selected from a thermosetting resin composition, an ultraviolet curable resin composition, and an electron beam curable resin composition.
- the thermosetting resin composition may include at least one selected from an epoxy resin, a phenoxy resin, and a melamine resin.
- the resin composition is, for example, a composition containing a curable compound having an energy ray reactive group such as a (meth) acryloyl group or a vinyl group.
- a curable compound having an energy ray reactive group such as a (meth) acryloyl group or a vinyl group.
- the notation of (meth) acryloyl group includes at least one of acryloyl group and methacryloyl group.
- the curable compound preferably contains a polyfunctional monomer or oligomer containing 2 or more, preferably 3 or more energy ray reactive groups in one molecule.
- the curable compound preferably contains an acrylic monomer.
- acrylic monomers include 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, ethylene oxide-modified bisphenol A di (meth) acrylate, and trimethylolpropane tri (meth).
- a compound having a vinyl group may be used as the curable compound.
- the compound having a vinyl group include ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol divinyl ether, 1,6-hexanediol divinyl ether, trimethylolpropane divinyl ether, ethylene oxide-modified hydroquinone divinyl ether, ethylene oxide-modified bisphenol A divinyl ether, Examples include pentaerythritol trivinyl ether, dipentaerythritol hexavinyl ether, and ditrimethylolpropane polyvinyl ether. However, it is not necessarily limited to these.
- the resin composition contains a photopolymerization initiator when the curable compound is cured by ultraviolet rays.
- Various photopolymerization initiators can be used.
- it may be appropriately selected from known compounds such as acetophenone, benzoin, benzophenone, and thioxanthone. More specifically, Darocur 1173, Irgacure 651, Irgacure 184, Irgacure 907 (above trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and KAYACURE DETX-S (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) can be mentioned. .
- the photopolymerization initiator may be about 0.01 to 20% by mass, or about 0.5 to 5% by mass with respect to the mass of the curable compound.
- the resin composition may be a known composition obtained by adding a photopolymerization initiator to an acrylic monomer.
- acrylic monomer with a photopolymerization initiator added include, for example, UV-curable resin SD-318 (trade name, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals) and XNR5535 (trade name, Nagase Sangyo). Etc.).
- the resin composition may contain organic fine particles and / or inorganic fine particles for increasing the strength of the coating film and / or adjusting the refractive index.
- organic fine particles include organic silicon fine particles, crosslinked acrylic fine particles, and crosslinked polystyrene fine particles.
- examples of the inorganic fine particles include silicon oxide fine particles, aluminum oxide fine particles, zirconium oxide fine particles, titanium oxide fine particles, and iron oxide fine particles. Of these, silicon oxide fine particles are preferred.
- the fine particles may have a surface treated with a silane coupling agent, and energy ray reactive groups such as (meth) acryloyl groups and / or vinyl groups are present on the surface in a film form.
- energy ray reactive groups such as (meth) acryloyl groups and / or vinyl groups are present on the surface in a film form.
- the fine particles react with each other upon irradiation with energy rays, or the fine particles and polyfunctional monomers or oligomers react to increase the strength of the film.
- Silicon oxide fine particles treated with a silane coupling agent containing a (meth) acryloyl group are preferably used.
- the average particle diameter of the fine particles is smaller than the thickness of the hard coat layers 18 and 19, and may be 100 nm or less or 20 nm or less from the viewpoint of ensuring sufficient transparency. On the other hand, from the viewpoint of production of the colloidal solution, it may be 5 nm or more, or 10 nm or more.
- the total amount of organic fine particles and inorganic fine particles may be, for example, 5 to 500 parts by mass, or 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curable compound. May be.
- the resin composition can be cured by irradiation with energy rays such as ultraviolet rays. Accordingly, it is preferable to use such a resin composition from the viewpoint of the manufacturing process.
- the first hard coat layer 18 can be prepared by applying a solution or dispersion of a resin composition onto one surface of the transparent resin substrate 11 and drying it to cure the resin composition.
- coating in this case can be performed by a well-known method. Examples of the coating method include an extrusion nozzle method, a blade method, a knife method, a bar coating method, a kiss coating method, a kiss reverse method, a gravure roll method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a curtain method, and a squeeze method. Etc.
- the second hard coat layer 19 can also be produced on the other surface of the transparent resin substrate 11 in the same manner as the first hard coat layer 18.
- the thickness of the first hard coat layer 18 and the second hard coat layer 19 is, for example, 0.5 to 10 ⁇ m. When the thickness exceeds 10 ⁇ m, uneven thickness and wrinkles tend to occur. On the other hand, when the thickness is less than 0.5 ⁇ m, when the transparent resin substrate 11 contains a considerable amount of low molecular weight components such as plasticizers or oligomers, the bleeding out of these components can be sufficiently suppressed. It can be difficult. In addition, it is preferable that the thickness of the 1st hard-coat layer 18 and the 2nd hard-coat layer 19 is the same or the same grade from a viewpoint of suppressing curvature.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a transparent conductive film for an antenna constituting the ground portion 21 shown in FIGS.
- the lamination direction of the transparent conductive film 10A in FIG. 4 corresponds to the vertical direction in FIG.
- the transparent conductive film 10 ⁇ / b> A is disposed so that the second metal oxide layer 14 and the support portion 24 b of the connector 24 are in contact with each other.
- the lamination direction of the transparent conductive film 10A and the lamination direction of the transparent conductive film 10 in FIG. 3 are opposite to each other, but the composition, shape, and properties of each layer of the transparent conductive film 10A are the same as those of the transparent conductive film 10 or It may be the same.
- Both ends of the first metal oxide layer 12, the second metal oxide layer 14 and the metal layer 16 of the transparent conductive film 10A are different in that they are not etched as in the transparent conductive film 10, but the transparent conductive film
- the other description content of 10 corresponds to the transparent conductive film 10A.
- the first metal oxide layer 12, the second metal oxide layer 14, and the metal layer 16 may be partially removed by etching. Good.
- only a part of the second metal oxide layer 14 and the metal layer 16 may be removed by etching.
- the transparent conductive film 10 constituting the element 20 and the transparent conductive film 10A constituting the ground portion 21 may have the same layer configuration or different layer configurations.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the transparent conductive film for antenna constituting the element 20 or the ground portion 21.
- the transparent conductive film 10B of FIG. 5 is different from the transparent conductive films 10 and 10A in that the hard coat layers 18 and 19 are not provided. Other configurations are the same as those of the transparent conductive film 10A.
- a part of the first metal oxide layer 12, the second metal oxide layer 14, and the metal layer 16 may be removed by etching.
- each layer constituting the transparent conductive film 10, 10A, 10B can be measured by the following procedure.
- the transparent conductive films 10, 10A, and 10B are cut by a focused ion beam device (FIB, Focused Ion Beam) to obtain a cross section.
- the cross section is observed using a transmission electron microscope (TEM), and the thickness of each layer is measured.
- the measurement is preferably performed at 10 or more arbitrarily selected positions, and the average value is obtained.
- TEM transmission electron microscope
- a microtome may be used as an apparatus other than the focused ion beam apparatus.
- a scanning electron microscope (SEM) may be used as a method for measuring the thickness. It is also possible to measure the film thickness using a fluorescent X-ray apparatus.
- the thickness of the transparent conductive films 10, 10A, 10B may be 200 ⁇ m or less, or 150 ⁇ m or less.
- the transparent conductive films 10, 10A, and 10B having the above-described configuration have a low surface resistivity and excellent transparency and flexibility, they can be suitably used for an antenna.
- the antenna is not limited to the monopole antenna as shown in FIGS.
- a dipole antenna, a whip antenna, a loop antenna, a slot antenna, and the like can be given.
- Applications of the antenna to which the transparent conductive films 10, 10A, 10B are applied include a WiFi antenna, a GPS antenna, a digital terrestrial antenna, a one-segment and full-segment antenna, an RFID antenna, a small cell base station antenna, a radio antenna, and the like. Can be mentioned.
- the shape and application of the antenna are not limited to those described above.
- the transparent conductive films 10, 10A, and 10B can cope with low frequency to high frequency.
- each of the above embodiments is transparent in which a transparent resin base material, a first metal oxide layer, a metal layer containing a silver alloy, and a second metal oxide layer are laminated in this order. It can also be said that the conductive film is used for an antenna.
- the transparent conductive film the above-described transparent conductive films 10, 10A, and 10B can be used.
- the transparent conductive films 10, 10A, 10B are used as antennas.
- antennas having various shapes can be formed.
- the present disclosure is not limited to the above embodiments.
- it is not essential to use a transparent conductive film for both the antenna element and the ground portion, and the transparent conductive film may be used for only one of the element and the ground portion.
- Example 1 A monopole antenna as shown in FIG. 1 was prepared.
- the transparent conductive film 10 used for the element 20 had a cross-sectional structure shown in FIG.
- the transparent conductive film 10A used for the ground part 21 had a cross-sectional structure shown in FIG.
- the transparent conductive films 10 and 10A were produced by the following procedures, respectively.
- a polyethylene terephthalate film (product number: U48, manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 125 ⁇ m was prepared. This PET film was used as a transparent resin substrate.
- a paint for preparing the first hard coat layer and the second hard coat layer was prepared by the following procedure.
- Colloidal silica modified with reactive groups (dispersion medium: propylene glycol monomethyl ether acetate, nonvolatile content: 40% by mass): 100 parts by mass Dipentaerythritol hexaacrylate: 48 parts by mass 1,6-hexanediol diacrylate : 12 parts by mass-photopolymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone): 2.5 parts by mass
- the above-mentioned raw materials were diluted with a solvent (propylene glycol monomethyl ether (PGMA)) and mixed, and each component was dispersed in the solvent.
- a paint having a nonvolatile content (NV) of 25.5% by mass was prepared.
- the paint thus obtained was used as a paint for producing the first hard coat layer 18 and the second hard coat layer 19.
- a coating material for producing the first hard coat layer 18 was applied to produce a coating film. After removing the solvent in the coating film in a hot air drying oven set at 80 ° C., the coating film was cured by irradiating with an ultraviolet ray with an integrated light amount of 400 mJ / cm 2 using a UV processing apparatus. In this way, a first hard coat layer 18 having a thickness of 2 ⁇ m was produced on one surface of the transparent resin substrate 11. In the same manner, a second hard coat layer 19 having a thickness of 2 ⁇ m was produced on the other surface of the transparent resin substrate 11.
- the 1st metal oxide layer 12, the metal layer 16, and the 2nd metal oxide layer 14 were formed in order by DC magnetron sputtering.
- the first metal oxide layer 12 was formed using a ZnO—In 2 O 3 —TiO 2 target.
- the second metal oxide layer 14 was formed using a ZnO—In 2 O 3 —TiO 2 —SnO 2 target.
- the compositions of the first metal oxide layer and the second metal oxide layer were as shown in Table 1 (unit: mol%).
- the thickness of the first metal oxide layer and the second metal oxide layer in each example was 40 nm.
- the metal layer 16 was formed using an Ag—Pd—Cu target.
- the thickness of the metal layer 16 was 13.9 nm.
- the transparent conductive film 10A was processed into the shape of the ground portion 21 shown in FIGS. 1 and 2 after forming the first metal oxide layer 12, the metal layer 16, and the second metal oxide layer 14 as described above.
- This transparent conductive film 10 ⁇ / b> A was used as the ground portion 21.
- the transparent conductive film 10 was formed with the first hard coat layer 18, the second hard coat layer 19, the first metal oxide layer 12, the metal layer 16, and the second metal oxide layer 14. Thereafter, a part of the film was masked and immersed in a PAN-based etching solution containing phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and hydrochloric acid for 1 minute at room temperature for etching. Thereby, the first metal oxide layer 12, the second metal oxide layer 14, and a part of the metal layer 16 were etched to obtain a transparent conductive film 10 having a cross-sectional shape as shown in FIG. This transparent conductive film 10 was used as the element 20.
- the transparent conductive film 10 was attached to a support substrate 28 made of foamed polystyrene, and one end side of the transparent conductive film 10 and the center pin 24a of the connector 24 were connected using a commercially available paste 26 (silver paste). In this way, the monopole antenna of Example 1 as shown in FIGS.
- the transparent conductive film 10 had a length of 30 mm and a width of 2 mm.
- the height (element length) of the upper end of the element 20 with respect to the ground portion 21 was 36 mm.
- Comparative Example 1 The monolith of Comparative Example 1 was the same as Example 1 except that a copper round bar ( ⁇ : 1.6 mm) was used instead of the transparent conductive film 10 and a copper foil was used instead of the transparent conductive film 10A. A pole antenna was created. The element length of Comparative Example 1 was 33 mm.
- FIG. 6 is a graph obtained by converting measured data into relative radiation efficiency when the maximum value of radiation efficiency of Comparative Example 1 is 100%.
- the wavy line “1” in FIG. 6 indicates the data of Comparative Example 1, and the wavy line “2” indicates the data of Example 1.
- Table 2 shows the frequency at which the relative radiation efficiency is maximum, the measured value of the radiation efficiency at the frequency, and the value of the relative radiation efficiency.
- the element length is the height of the upper end of the transparent conductive film 10 with the ground portion 21 as a reference.
- the estimated matching frequency is a value calculated based on the element length. As shown in Table 2 and FIG. 6, it was confirmed that the antenna of Example 1 had excellent antenna performance.
- Example 2 A transparent conductive film 10 for an element 20 having a metal layer 16 having a thickness different from that of Example 1 was produced.
- the thickness of the metal layer 16 of each example was as shown in Table 3. Points other than the thickness of the metal layer 16 were the same as those of the transparent conductive film of Example 1.
- the surface resistivity (surface resistivity on the surface of the second metal oxide layer 14) of the transparent conductive film 10 of each example was determined using a four-terminal resistivity meter (trade name: Loresta GP, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Measured. The measurement results are shown in Table 3 and FIG.
- the surface resistivity could be sufficiently reduced by increasing the thickness of the metal layer 16.
- the thickness of the metal layer 16 By setting the thickness of the metal layer 16 to 10 to 16 nm, the total light transmittance can be increased to about 80% or more while reducing the surface resistivity.
- Examples 7 to 19 In Examples 2 to 6, at least one of the first hard coat layer 18, the second hard coat layer 19, the first metal oxide layer 12, the metal layer 16, and the second metal oxide layer 14 is used. Transparent conductive films 10 for elements 20 having different thicknesses were produced. The thicknesses of the first metal oxide layer 12, the metal layer 16, and the second metal oxide layer 14 in each example were as shown in Table 4. The thickness of the first hard coat layer 18 and the second hard coat layer 19 was 1.5 ⁇ m. Except for these thicknesses, transparent conductive films were produced in the same manner as in Examples 2-6. Then, the total light transmittance and the surface resistivity were measured in the same manner as in Examples 2-6. Table 4 shows the measurement results.
- Example 7 to 19 the results of Examples 7, 12 to 15, 18, and 19 in which the thickness of the metal layer is 25 nm and the thickness of the second metal oxide layer is 40 nm are plotted in FIG. .
- FIG. 8 is a graph showing the relationship between the thickness of the first metal oxide layer, the surface resistivity, and the total light transmittance.
- the white circle plot indicates the surface resistivity
- the black square plot indicates the total light transmittance. From these results, it was confirmed that the surface resistivity and the total light transmittance can be adjusted by adjusting the thickness of the first metal oxide layer. In particular, it was confirmed that the surface resistivity can be sufficiently reduced while maintaining a high total light transmittance by setting the thickness of the first metal oxide layer to 24 to 50 nm.
- Example 7 etching was performed in the same procedure as in Example 1 to obtain a transparent conductive film 10 having a cross-sectional shape as shown in FIG. Using this transparent conductive film 10 as the element 20, a monopole antenna as shown in FIGS. The antenna was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 5.
- the relative radiation efficiency is a relative value when the maximum value of the radiation efficiency of Comparative Example 1 is 100%.
- the element length is the height of the upper end of the transparent conductive film 10 with the ground portion 21 as a reference.
- the estimated matching frequency is a value calculated based on the element length. As shown in Table 5, it was confirmed that the antenna of Example 7 also has excellent antenna performance.
- a transparent conductive film for an antenna capable of forming an antenna having both excellent transparency and excellent antenna performance. Moreover, the transparent conductive film which can make surface resistivity low enough is provided, maintaining a total light transmittance high.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
透明樹脂基材、第1の金属酸化物層、銀又は銀合金を含む金属層、及び第2の金属酸化物層がこの順に積層されているアンテナ用透明導電フィルムを提供する。
Description
本開示は、アンテナ用透明導電フィルムに関する。
アンテナは、高周波を空間に効率よく発信するとともに、空間を伝播してくる高周波を効率よく受信することが求められる。アンテナ用の材料は、導電性に優れることが必要であるため、従来から銅等の金属箔が用いられている。一方で、外部及び室内でのネットワークの送受信の普及に伴って、アンテナは様々な場所に設置されるようになっている。このような状況下、設置場所の景観を損ねないようにするため、透明性の高いアンテナが開発されつつある。
例えば、特許文献1では、アンテナの透明性を高くするため、透明基材上に導電体メッシュ層で形成されるアンテナパターンを設ける技術が提案されている。
アンテナ用の材料として銅等の金属箔を用いると、十分な透明性及び柔軟性を確保することが難しい。一方で、透明性及び柔軟性を確保するために金属メッシュを用いると、アンテナの表面に凹凸が発生しやすくなる傾向にある。ここで、当該表面に透明樹脂塗料等を塗工すれば、凹凸を低減できる可能性があるものの、アンテナ性能が損なわれることが懸念される。
このため、優れた透明性とアンテナ性能を両立し得るアンテナ用の材料が求められている。そこで、本発明は、優れた透明性と優れたアンテナ性能を兼ね備えるアンテナを形成することが可能なアンテナ用透明導電フィルムを提供することを目的とする。
本開示は、一つの側面において、透明樹脂基材、第1の金属酸化物層、銀又は銀合金を含む金属層、及び第2の金属酸化物層がこの順に積層されているアンテナ用透明導電フィルムを提供する。
上記透明導電フィルムは、透明性を有するとともに、フィルム状であることから柔軟性に優れる。また、銀又は銀合金を含む金属層を、第1の金属酸化物層と第2の金属酸化物層の間に有することから、表面抵抗率も十分に低くすることができる。したがって、上記透明導電フィルムは優れた透明性と優れたアンテナ性能を兼ね備えるアンテナを形成することができる。
上記透明導電フィルムの全光線透過率は例えば50%以上であってもよい。これによって、一層高い透明性を有するアンテナを形成することができる。
上記透明導電フィルムの表面抵抗率は例えば20Ω/sq.以下であってもよく、8Ω/sq.以下であってもよい。これによって、アンテナ性能を一層向上することができる。また、表面抵抗率が低い透明導電フィルムを提供することができる。
上記透明導電フィルムにおいて、アンテナにおけるエレメント長を30mmにしたときのVSWRは例えば2.0以下であってもよい。
上記透明導電フィルムにおける第1の金属酸化物層及び第2の金属酸化物層の厚みが20~60nmであり、金属層の厚みが5~30nmであってもよい。これによって、表面抵抗率を十分に低減しつつ透明性と柔軟性を一層高くすることができる。
上記透明導電フィルムのうち、少なくとも金属層及び第2の金属酸化物層は、酸性のエッチング液によってエッチングされるものであってもよい。これによって、アンテナ利得及び指向性等のアンテナに求められる特性に応じた形状に加工することが容易な透明導電フィルムとすることができる。
第1の金属酸化物層の厚みは24~50nmであってもよい。これによって、全光線透過率を高く維持しつつ、表面抵抗率を十分に低くすることができる。このような透明導電フィルムをアンテナに使用すれば、アンテナ性能を一層向上することができる。
本開示は、一つの側面において、透明性と柔軟性を兼ね備えるアンテナを形成することが可能なアンテナ用透明導電フィルムを提供することができる。本開示は、別の側面において、全光線透過率を高く維持しつつ、表面抵抗率を十分に低くすることが可能な透明導電フィルムを提供することができる。
以下、場合により図面を参照して、本発明の実施形態を以下に説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一構造又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、各要素の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
図1は、本実施形態の透明導電フィルムが用いられるアンテナの一例を示す正面図である。図2は、図1のアンテナの平面図である。アンテナ100はモノポールアンテナであり、エレメント20、エレメント20を支持する支持基板28、及びアース部21を備える。アース部21の外形は矩形状を呈しており、中央部には矩形の貫通孔22が形成されている。貫通孔22には、円盤状の支持部24bと当該支持部24bから上方に突出するセンターピン24aを有するコネクタ24が取り付けられている。支持部24bは貫通孔22を下方から塞ぐとともに、センターピン24aは貫通孔22に挿通されている。
エレメント20は、支持基板28とともに貫通孔22の上方に配置されており、ペースト26によって、センターピン24aに固定されている。したがって、エレメント20及び支持基板28とコネクタ24の支持部24bは、アース部21を挟むようにして配置されている。ペースト26は例えば導電性を有する銀ペーストである。コネクタ24には、例えば信号を伝達するケーブル(不図示)が接続される。
エレメント20及びアース部21は、それぞれ透明導電フィルム10及び透明導電フィルム10Aで構成される。エレメント20及びアース部21に用いられる透明導電フィルムの構造及び材質は、同一であってもよいし異なっていてもよい。
アンテナ100におけるエレメント長は、アース部21の上面を基準とする、エレメント20の上端の高さである。エレメント長は例えば10~50mmであってもよい。エレメント長は、適合させる周波数(波長)に応じて適宜調整することができる。周波数帯域は、例えば1400~2200MHzである。エレメント20を構成する透明導電フィルム10は、エレメント長を30mmとしたときに、アンテナ100のVSWR(Voltage Standarding Wave Ratio)が2.0以下となるものが好ましく、1.5以下となるものがより好ましい。VSWRは、市販のネットワークアナライザを用いて測定することができる。
アンテナ100は、優れた放射効率を有する。透明導電フィルム10,10Aの代わりに銅を用いた場合のアンテナの放射効率を基準としたときの相対放射効率は、例えば最大値で0.5以上(50%以上)にすることもできる。
図3は、エレメント20を構成するアンテナ用透明導電フィルム10の模式断面図である。透明導電フィルム10の積層方向は、図1の奥行方向及び図2の上下方向に対応する。透明導電フィルム10は、フィルム状の透明樹脂基材11と、第1の金属酸化物層12と、金属層16と、第2の金属酸化物層14とがこの順に積層されている積層構造を有する。
透明導電フィルム10は、さらに、透明樹脂基材11を挟むようにして一対のハードコート層18,19(以下、それぞれ「第1のハードコート層18」及び「第2のハードコート層19」と称する。)を有する。すなわち、透明導電フィルム10は、第2のハードコート層19と、透明樹脂基材11と、第1のハードコート層18と、第1の金属酸化物層12と、金属層16と、第2の金属酸化物層14とがこの順に積層されている積層構造を有する。透明導電フィルム10は、図1,2におけるアンテナ100において、第2のハードコート層19と支持基板28とが接するように配置される。
本明細書における「透明」とは、可視光が透過することを意味しており、光をある程度散乱してもよい。一般に半透明といわれるような光の散乱があるものも、本明細書における「透明」の概念に含まれる。光の散乱度合いは小さい方が好ましく、透明性は高い方が好ましい。透明導電フィルム10の全光線透過率は、例えば50%以上であり、好ましくは60%以上であり、より好ましくは80%以上であり、特に好ましくは85%以上である。この全光線透過率は、積分球を用いて求められる、拡散透過光を含む透過率であり、市販のヘイズメーターを用いて測定される。市販のヘイズメーターを用いて測定されるヘイズは、例えば1%未満である。
透明樹脂基材11は、特に限定されず、可撓性を有する有機樹脂フィルムであってもよい。有機樹脂フィルムは有機樹脂シートであってもよい。有機樹脂フィルムとしては、例えば、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)等のポリエステルフィルム、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム、ノルボルネンフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、並びにトリアセチルセルロースフィルム等が挙げられる。これらのうち、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルムが好ましい。
透明樹脂基材11は、剛性の観点からは厚い方が好ましい。一方、透明樹脂基材11は、透明導電フィルム10を薄膜化する観点からは薄い方が好ましい。このような観点から、透明樹脂基材11の厚みは、例えば10~200μmである。
透明樹脂基材11は、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、及びオゾン処理からなる群より選ばれる少なくとも一つの表面処理が施されたものであってもよい。透明樹脂基材11は、樹脂フィルムであってもよい。樹脂フィルムを用いることによって、透明導電フィルム10を柔軟性に優れたものとすることができる。これによって、種々のアンテナ形状に対応できる透明導電フィルム10とすることができる。
第2の金属酸化物層14は酸化物を含む透明の層であり、例えば、主成分として酸化亜鉛を含有する。第2の金属酸化物層14は、副成分として酸化スズを含有してもよいし、さらに酸化インジウム及び酸化チタンを含有してもよい。酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム及び酸化チタンの4成分を含むことによって、十分に高い導電性と高い透明性を兼ね備えた第2の金属酸化物層14とすることができる。このような第2の金属酸化物層14と金属層16とを兼ね備えることによって、低い表面抵抗率を実現することができる。酸化亜鉛は例えばZnOであり、酸化スズは例えばSnO2である。酸化インジウムは例えばIn2O3であり、酸化チタンは例えばTiO2である。上記各金属酸化物における金属原子と酸素原子の比は、化学量論比からずれていてもよい。
第2の金属酸化物層14において、上記4成分をそれぞれZnO、SnO2、In2O3、及びTiO2に換算したときに、上記4成分の合計に対するZnOの含有量は、上記4成分の中で最も多いことが好ましい。上記4成分の合計に対するZnOの含有量は、全光線透過率と導電性とを十分に高くする観点から、例えば20mol%以上である。第2の金属酸化物層14において、上記4成分の合計に対するZnOの含有量は、耐食性を十分に高くする観点から、例えば65mol%以下である。
第2の金属酸化物層14において、上記4成分の合計に対するSnO2の含有量は、全光線透過率を十分に高くする観点から、例えば40mol%以下である。第2の金属酸化物層14において、上記4成分の合計に対するSnO2の含有量は、表面抵抗率を十分に低減する観点から、例えば15mol%以上である。
第2の金属酸化物層14において、上記4成分の合計に対するIn2O3の含有量は、表面抵抗率を十分に低くしつつ全光線透過率を十分に高くする観点から、例えば35mol%以下である。第2の金属酸化物層14において、上記4成分の合計に対するIn2O3の含有量は、耐食性を十分に高くする観点から、例えば15mol%以上である。
第2の金属酸化物層14において、上記4成分の合計に対するTiO2の含有量は、全光線透過率を十分に高くする観点から、例えば20mol%以下である。第2の金属酸化物層14において、上記4成分の合計に対するTiO2の含有量は、耐食性を十分に高くする観点から、例えば5mol%以上である。
第2の金属酸化物層14は、光学特性の調整、金属層16の保護、及び導電性の確保といった機能を兼ね備える。第2の金属酸化物層14は、その機能を大きく損なわない範囲で、別の副成分を含んでいてもよい。
第1の金属酸化物層12と、第2の金属酸化物層14とは、厚み、構造及び組成の点で、同一であってもよく、異なっていてもよい。第1の金属酸化物層12と第2の金属酸化物層14の組成を個別に調整することによって、第1の金属酸化物層12と第2の金属酸化物層14のエッチング液に対する耐性を変えることができる。例えば、第2の金属酸化物層14及び金属層16のみを酸性エッチング液を用いるエッチングによって除去し、第1の金属酸化物層12をそのまま残存させることができる。
第1の金属酸化物層12は酸化物を含む透明の層であり、例えば、主成分として酸化亜鉛を含有する。第1の金属酸化物層12は、第2の金属酸化物層14と同様に、酸化スズ、酸化インジウム及び酸化チタンを副成分として含有してもよい。上記4成分を含むことによって、十分に高い導電性と高い透明性を兼ね備えた第1の金属酸化物層12とすることができる。酸化亜鉛は例えばZnOであり、酸化インジウムは例えばIn2O3である。酸化チタンは例えばTiO2であり、酸化スズは、例えばSnO2である。上記各金属酸化物における金属原子と酸素原子の比は、化学量論比からずれていてもよい。第1の金属酸化物層12における上記4成分に対するZnO、In2O3、TiO2及びSnO2の含有量は、第2の金属酸化物層14と同じであってもよい。
第1の金属酸化物層12は、第2の金属酸化物層14よりも抵抗が高くてもよい。したがって、第1の金属酸化物層12の酸化スズの含有量は第2の金属酸化物層14よりも少なくてもよく、酸化スズを含んでいなくてもよい。
第2の金属酸化物層14が酸化亜鉛、酸化インジウム及び酸化チタンの3成分を含む場合、上記3成分をそれぞれZnO、In2O3及びTiO2に換算したときに、上記3成分の合計に対するZnOの含有量は、上記3成分の中で最も多いことが好ましい。上記3成分の合計に対するZnOの含有量は、全光線透過率を十分に高くする観点から、例えば45mol%以上である。第2の金属酸化物層14において、上記3成分の合計に対するZnOの含有量は、保存安定性を十分に高くする観点から、例えば85mol%以下である。
第1の金属酸化物層12において、上記3成分の合計に対するIn2O3の含有量は、全光線透過率を十分に高くする観点から、例えば35mol%以下である。第1の金属酸化物層12において、上記3成分の合計に対するIn2O3の含有量は、耐食性を十分に高くする観点から、例えば10mol%以上である。
第1の金属酸化物層12において、上記3成分の合計に対するTiO2の含有量は、全光線透過率を十分に高くする観点から、例えば20mol%以下である。第1の金属酸化物層12において、上記3成分の合計に対するTiO2の含有量は、耐食性を十分に高くする観点から、例えば5mol%以上である。
第1の金属酸化物層12及び第2の金属酸化物層14の厚みは、例えば19~71nmであってもよく、20~60nmであってもよく、30~50nmであってもよい。このような厚みにすることによって、高い全光線透過率と優れた生産性を両立することができる。
透明導電フィルム10の表面抵抗率は、アンテナ利得の観点から、低いことが好ましい。透明導電フィルム10の表面抵抗率は第1の金属酸化物層12の厚みを変えることで調整することができる。高い全光線透過率を維持しつつ表面抵抗率を十分に低減する観点から、第1の金属酸化物層12の厚みは、24~50nmであることが好ましい。
第1の金属酸化物層12及び第2の金属酸化物層14は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又はCVD法などの真空成膜法によって作製することができる。これらのうち、成膜室を小型化できる点、及び、成膜速度が速い点で、スパッタリング法が好ましい。スパッタリング法としては、DCマグネトロンスパッタリングが挙げられる。ターゲットとしては、酸化物ターゲット、金属又は半金属ターゲットを用いることができる。
第2の金属酸化物層14は、図1,2に示すように、ペースト26によってコネクタ24のセンターピン24aと接続される。エレメント20で受信された高周波は、第2の金属酸化物層14及び金属層16を介してコネクタ24に導かれる。このため、第2の金属酸化物層14は、高い導電性を有することが好ましい。第2の金属酸化物層14の表面において測定される表面抵抗率は、例えば20Ω/sq.以下であることが好ましく、10Ω/sq.以下であることがより好ましく、8Ω/sq.以下であることがさらに好ましく、3Ω/sq.以下であることが特に好ましい。この表面抵抗率は、4端子抵抗率計を用いて測定される値である。
金属層16は、主成分として銀又は銀合金を含む層である。金属層16が高い導電性を有することによって、透明導電フィルム10の表面抵抗率を十分に低くすることができる。銀合金を構成する金属元素としては、Agと、Pd、Cu、Ge、Ga、Nd、In、Sn、及びSbからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。銀合金の例としては、Ag-Pd、Ag-Cu、Ag-Pd-Cu、Ag-Nd-Cu、Ag-In-Sn、及びAg-Sn-Sbが挙げられる。
金属層16は、銀又は銀合金の他に、添加物を含有していてもよい。添加物は、酸性のエッチング液によって容易に除去されるものであることが好ましい。金属層16における銀及び銀合金の含有量は、例えば90質量%以上であってもよく、95質量%以上であってもよい。金属層16の厚さは、透明導電フィルム10の表面抵抗率を十分に低くしつつ全光線透過率を十分に高くする観点から、好ましくは5~30nmであり、より好ましくは10~30nmであり、さらに好ましくは10~20nmである。金属層16の厚さが大きすぎると全光線透過率が低下する傾向にある。一方、金属層16の厚さが小さすぎると表面抵抗率が高くなる傾向がある。
金属層16は、透明導電フィルム10の全光線透過率及び表面抵抗率を調整する機能を有している。金属層16は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又はCVD法などの真空成膜法によって作製することができる。これらのうち、成膜室を小型化できる点、及び成膜速度が速い点で、スパッタリング法が好ましい。スパッタリング法としては、DCマグネトロンスパッタリングが挙げられる。ターゲットとしては、金属ターゲットを用いることができる。
図3に示すように、透明導電フィルム10における、第1の金属酸化物層12、第2の金属酸化物層14及び金属層16の両端部は、エッチングによって除去されている。このため、第1の金属酸化物層12、第2の金属酸化物層14及び金属層16の幅(図3における横方向の長さ)は、透明樹脂基材11、第1のハードコート層18及び第2のハードコート層19の幅よりも、小さくなっている。このようにエッチングすることによってアンテナ利得及び指向性等を調整することができる。すなわち、第1の金属酸化物層12、第2の金属酸化物層14、及び金属層16は、求められるアンテナ利得及び指向性等に応じて、エッチングにより所望の形状に加工することができる。エッチング液としては、酸性のものを用いることができる。例えば、リン酸、酢酸、硝酸及び塩酸を含有するPAN系エッチング液、及び塩化鉄系のエッチング液が挙げられる。
透明導電フィルム10は、透明樹脂基材11の第1の金属酸化物層12側の主面上に第1のハードコート層18と、透明樹脂基材11の第1の金属酸化物層12側とは反対側の主面上に第2のハードコート層19とを備える。第1のハードコート層18及び第2のハードコート層19(以下、纏めて「ハードコート層18,19」という場合もある。)の厚み、構造及び組成は、同一であってもよく異なっていてもよい。また、必ずしも第1のハードコート層18と第2のハードコート層19の両方を備える必要はなく、どちらか一方のみを備えていてもよい。
第1のハードコート層18及び/又は第2のハードコート層19を設けることによって、透明樹脂基材11に発生する傷を十分に抑制することができる。ハードコート層18,19は、樹脂組成物を硬化させて得られる樹脂硬化物を含有する。樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物、紫外線硬化性樹脂組成物、及び電子線硬化性樹脂組成物から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ系樹脂、フェノキシ系樹脂、及びメラミン系樹脂から選ばれる少なくとも一種を含んでもよい。
樹脂組成物は、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等のエネルギー線反応性基を有する硬化性化合物を含む組成物である。なお、(メタ)アクリロイル基なる表記は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方を含む意味である。硬化性化合物は、1つの分子内に2つ以上、好ましくは3つ以上のエネルギー線反応性基を含む多官能モノマー又はオリゴマーを含んでいることが好ましい。
硬化性化合物は、好ましくはアクリル系モノマーを含有する。アクリル系モノマーとしては、具体的には、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、及び3-(メタ)アクリロイルオキシグリセリンモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。ただし、必ずしもこれらに限定されるものではない。例えば、ウレタン変性アクリレート、及びエポキシ変性アクリレート等も挙げられる。
硬化性化合物として、ビニル基を有する化合物を用いてもよい。ビニル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、エチレンオキサイド変性ヒドロキノンジビニルエーテル、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、及び、ジトリメチロールプロパンポリビニルエーテル等が挙げられる。ただし、必ずしもこれらに限定されるものではない。
樹脂組成物は、硬化性化合物を紫外線によって硬化させる場合、光重合開始剤を含む。光重合開始剤としては、種々のものを用いることができる。例えば、アセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、及びチオキサントン系等の公知の化合物から適宜選択すればよい。より具体的には、ダロキュア1173、イルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア907(以上商品名、チバスペシャルティケミカルズ社製)、及び、KAYACURE DETX-S(商品名、日本化薬(株)製)が挙げられる。
光重合開始剤は、硬化性化合物の質量に対して、0.01~20質量%、又は0.5~5質量%程度とすればよい。樹脂組成物は、アクリル系モノマーに光重合開始剤を加えた公知のものであってもよい。アクリル系モノマーに光重合開始剤を加えたものとしては、例えば、紫外線硬化型樹脂であるSD-318(商品名、大日本インキ化学工業(株)製)、及び、XNR5535(商品名、長瀬産業(株)製)等が挙げられる。
樹脂組成物は、塗膜の強度を高めること、及び/又は、屈折率を調整すること等のために、有機微粒子及び/又は無機微粒子を含んでいてもよい。有機微粒子としては、例えば、有機珪素微粒子、架橋アクリル微粒子、及び架橋ポリスチレン微粒子等が挙げられる。無機微粒子としては、例えば、酸化珪素微粒子、酸化アルミニウム微粒子、酸化ジルコニウム微粒子、酸化チタン微粒子、及び酸化鉄微粒子等が挙げられる。これらのうち、酸化珪素微粒子が好ましい。
微粒子は、その表面がシランカップリング剤で処理され、(メタ)アクリロイル基、及び/又はビニル基等のエネルギー線反応性基が表面に膜状に存在しているものであってもよい。このような反応性を有する微粒子を用いると、エネルギー線照射の際に、微粒子同士が反応したり、微粒子と多官能モノマー又はオリゴマーとが反応したりして、膜の強度を強くすることができる。(メタ)アクリロイル基を含有するシランカップリング剤で処理された酸化珪素微粒子が好ましく用いられる。
微粒子の平均粒径は、ハードコート層18,19の厚みよりも小さく、十分な透明性を確保する観点から、100nm以下であってもよく、20nm以下であってもよい。一方、コロイド溶液の製造上の観点から、5nm以上であってもよく、10nm以上であってもよい。有機微粒子及び/又は無機微粒子を用いる場合、有機微粒子及び無機微粒子の合計量は、硬化性化合物100質量部に対して、例えば5~500質量部であってもよく、20~200質量部であってもよい。
エネルギー線で硬化する樹脂組成物を用いると、紫外線等のエネルギー線を照射することによって、樹脂組成物を硬化させることができる。したがって、このような樹脂組成物を用いることが製造工程上の観点からも好ましい。
第1のハードコート層18は、樹脂組成物の溶液又は分散液を、透明樹脂基材11の一方面上に塗布して乾燥し、樹脂組成物を硬化させて作製することができる。この際の塗布は、公知の方法により行うことができる。塗布方法としては、例えば、エクストルージョンノズル法、ブレード法、ナイフ法、バーコート法、キスコート法、キスリバース法、グラビアロール法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、カーテン法、及びスクイズ法などが挙げられる。第2のハードコート層19も、第1のハードコート層18と同様にして、透明樹脂基材11の他方面上に作製することができる。
第1のハードコート層18及び第2のハードコート層19の厚みは、例えば0.5~10μmである。厚みが10μmを超えると、厚みムラ及びシワ等が生じ易くなる傾向にある。一方、厚みが0.5μmを下回ると、透明樹脂基材11中に可塑剤又はオリゴマー等の低分子量成分が相当量含まれている場合に、これらの成分のブリードアウトを十分に抑制することが困難になる場合がある。なお、反りを抑制する観点から、第1のハードコート層18及び第2のハードコート層19の厚みは、同一又は同程度にすることが好ましい。
図4は、図1,2に示すアース部21を構成するアンテナ用透明導電フィルムの模式断面図である。図4の透明導電フィルム10Aの積層方向は、図1の上下方向に対応する。透明導電フィルム10Aは、第2の金属酸化物層14とコネクタ24の支持部24bとが接触するように配置される。透明導電フィルム10Aの積層方向と図3の透明導電フィルム10の積層方向は互いに逆向きになっているが、透明導電フィルム10Aの各層の組成、形状、及び性状は、透明導電フィルム10と同一又は同様であってもよい。
透明導電フィルム10Aの第1の金属酸化物層12、第2の金属酸化物層14及び金属層16の両端部は、透明導電フィルム10のようにエッチングされていない点で異なるが、透明導電フィルム10のその他の説明内容は、透明導電フィルム10Aに該当する。ただし、別の幾つかの実施形態では、透明導電フィルム10Aにおいても、第1の金属酸化物層12、第2の金属酸化物層14及び金属層16の一部がエッチングで除去されていてもよい。さらに別の幾つかの実施形態では、透明導電フィルム10及び/又は透明導電フィルム10Aにおいて、第2の金属酸化物層14及び金属層16の一部のみがエッチングで除去されていてもよい。
エレメント20を構成する透明導電フィルム10、及びアース部21を構成する透明導電フィルム10Aは、同一の層構成を有していてもよいし、異なる層構成を有していてもよい。
図5は、エレメント20又はアース部21を構成するアンテナ用透明導電フィルムの別の実施形態を示す模式断面図である。図5の透明導電フィルム10Bは、ハードコート層18,19を備えない点で、透明導電フィルム10,10Aと異なっている。その他の構成は、透明導電フィルム10Aと同様である。透明導電フィルム10Bは、透明導電フィルム10と同様に、第1の金属酸化物層12、第2の金属酸化物層14及び金属層16の一部がエッチングで除去されていてもよい。
透明導電フィルム10,10A,10Bを構成する各層の厚みは、以下の手順で測定することができる。集束イオンビーム装置(FIB,Focused Ion Beam)によって透明導電フィルム10,10A,10Bを切断して断面を得る。透過電子顕微鏡(TEM)を用いて当該断面を観察し、各層の厚みを測定する。測定は、任意に選択された10箇所以上の位置で測定を行い、その平均値を求めることが好ましい。断面を得る方法として、集束イオンビーム装置以外の装置としてミクロトームを用いてもよい。厚みを測定する方法としては、走査電子顕微鏡(SEM)を用いてもよい。また蛍光X線装置を用いても膜厚を測定することが可能である。透明導電フィルム10,10A,10Bの厚みは、200μm以下であってもよく、150μm以下であってもよい。
上述の構成を備える透明導電フィルム10,10A,10Bは、表面抵抗率が低く且つ透明性且つ柔軟性に優れるため、アンテナ用に好適に用いることができる。アンテナは、図1,2のようなモノポールアンテナに限定されない。透明導電フィルム10,10A,10Bが適用されるアンテナの別の形体としては、例えば、ダイポールアンテナ、ホイップアンテナ、ループアンテナ、及びスロットアンテナ等が挙げられる。透明導電フィルム10,10A,10Bが適用されるアンテナの用途としては、WiFiアンテナ、GPS用アンテナ、地デジアンテナ、ワンセグ及びフルセグアンテナ、RFIDアンテナ、スモールセル用基地局アンテナ、並びにラジオ用アンテナ等が挙げられる。ただし、アンテナの形体及び用途は、上述のものに限定されない。透明導電フィルム10,10A,10Bは、低周波から高周波まで対応することができる。
上述の各実施形態は、別の観点からみると、透明樹脂基材、第1の金属酸化物層、銀合金を含む金属層、及び第2の金属酸化物層がこの順に積層されている透明導電フィルムのアンテナへの使用ということもできる。この透明導電フィルムとして、上述の透明導電フィルム10,10A,10Bを用いることができる。
さらに別の観点からすれば、透明導電フィルム10,10A,10Bをアンテナに使用する使用方法ということもできる。この使用方法では、透明導電フィルム10,10A,10Bを使用しているので、種々の形状を有するアンテナを形成することができる。
以上、幾つかの実施形態を説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、アンテナのエレメント及びアース部の両方に透明導電フィルムを用いることは必須ではなく、エレメント及びアース部の一方のみに透明導電フィルムを用いてもよい。
実施例及び比較例を参照して、本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[アンテナの作製]
(実施例1)
図1に示すようなモノポールアンテナを作成した。エレメント20に用いた透明導電フィルム10は、図3に示す断面構造を有していた。アース部21に用いた透明導電フィルム10Aは、図4に示す断面構造を有していた。透明導電フィルム10,10Aは、それぞれ以下の手順で作製した。
(実施例1)
図1に示すようなモノポールアンテナを作成した。エレメント20に用いた透明導電フィルム10は、図3に示す断面構造を有していた。アース部21に用いた透明導電フィルム10Aは、図4に示す断面構造を有していた。透明導電フィルム10,10Aは、それぞれ以下の手順で作製した。
厚さが125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、品番:U48)を準備した。このPETフィルムを透明樹脂基材として用いた。第1のハードコート層、及び第2のハードコート層作製用の塗料を以下の手順で調製した。
以下の原材料を準備した。
・反応性基で修飾されたコロイダルシリカ(分散媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、不揮発分:40質量%):100質量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:48質量部
・1,6-ヘキサンジオールジアクリレート:12質量部
・光重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン):2.5質量部
・反応性基で修飾されたコロイダルシリカ(分散媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、不揮発分:40質量%):100質量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:48質量部
・1,6-ヘキサンジオールジアクリレート:12質量部
・光重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン):2.5質量部
上述の原材料を、溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGMA))で希釈して混合し、各成分を溶剤中に分散させた。これによって、不揮発分(NV)が25.5質量%の塗料を調整した。このようにして得られた塗料を、第1のハードコート層18及び第2のハードコート層19作製用の塗料として用いた。
透明樹脂基材11の一方面上に、第1のハードコート層18作製用の塗料を塗布して、塗布膜を作製した。80℃に設定した熱風乾燥炉において塗布膜中の溶剤を除去した後、UV処理装置を用いて積算光量400mJ/cm2の紫外線を照射して塗布膜を硬化させた。このようにして、透明樹脂基材11の一方面上に、厚さ2μmの第1のハードコート層18を作製した。同様にして、透明樹脂基材11の他方面上に、厚さ2μmの第2のハードコート層19を作製した。
第1のハードコート層18上に、DCマグネトロンスパッタリングによって、第1の金属酸化物層12、金属層16及び第2の金属酸化物層14を順次形成した。第1の金属酸化物層12は、ZnO-In2O3-TiO2ターゲットを用いて形成した。第2の金属酸化物層14は、ZnO-In2O3-TiO2-SnO2ターゲットを用いて形成した。第1の金属酸化物層及び第2の金属酸化物層の組成は、表1に示すとおりであった(単位はmol%)。各実施例における第1の金属酸化物層及び第2の金属酸化物層の厚さは40nmとした。
金属層16は、Ag-Pd-Cuターゲットを用いて形成した。金属層16の組成は、Ag:Pd:Cu=99.0:0.5:0.5(質量%)であった。金属層16の厚さは13.9nmとした。
透明導電フィルム10Aは、上述のとおり第1の金属酸化物層12、金属層16及び第2の金属酸化物層14を形成した後、図1,2に示すアース部21の形状に加工した。加工して得られた透明導電フィルム10Aの外形は、L=150mmの矩形状を呈しており、中央部に貫通孔(l=5mm)を有していた。この透明導電フィルム10Aをアース部21として用いた。
透明導電フィルム10は、上述のとおり、第1のハードコート層18、第2のハードコート層19、第1の金属酸化物層12、金属層16及び第2の金属酸化物層14を形成した後、一部をマスクして、リン酸、酢酸、硝酸及び塩酸を含有するPAN系エッチング液に室温で1分間浸漬し、エッチングを行った。これによって、第1の金属酸化物層12、第2の金属酸化物層14及び金属層16の一部をエッチングして、図3に示すような断面形状を有する透明導電フィルム10を得た。この透明導電フィルム10を、エレメント20として用いた。
透明導電フィルム10を発砲スチロール製の支持基板28に貼りつけて、透明導電フィルム10の一端側とコネクタ24のセンターピン24aとを市販のペースト26(銀ペースト)を用いて接続した。このようにして、図1,2に示すような実施例1のモノポールアンテナを作製した。透明導電フィルム10の長さは30mmであり、幅は2mmであった。アース部21を基準とするエレメント20の上端の高さ(エレメント長)は36mmであった。
(比較例1)
透明導電フィルム10の代わりに銅製の丸棒(φ:1.6mm)を、透明導電フィルム10Aの代わりに銅箔を、それぞれ用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例1のモノポールアンテナを作成した。比較例1のエレメント長は33mmであった。
透明導電フィルム10の代わりに銅製の丸棒(φ:1.6mm)を、透明導電フィルム10Aの代わりに銅箔を、それぞれ用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例1のモノポールアンテナを作成した。比較例1のエレメント長は33mmであった。
[アンテナの評価]
<VSWR及び放射効率の評価>
作製したアンテナのコネクタ24にケーブルを接続してVSWR(電圧定在波比)及び放射効率を測定した。VSWRは、Agilent Technologies製の分析装置(商品名:E5061B (5Hz-3GHz) ENA Network Analyzer)を用いて測定した。測定結果は表2に示すとおりであった。表2には、VSWRが最小となる周波数と、当該周波数におけるVSWRの値を示した。
<VSWR及び放射効率の評価>
作製したアンテナのコネクタ24にケーブルを接続してVSWR(電圧定在波比)及び放射効率を測定した。VSWRは、Agilent Technologies製の分析装置(商品名:E5061B (5Hz-3GHz) ENA Network Analyzer)を用いて測定した。測定結果は表2に示すとおりであった。表2には、VSWRが最小となる周波数と、当該周波数におけるVSWRの値を示した。
放射効率は、SATIMO製の分析装置(商品名:StarLab 18GHz)を用いて測定した。図6は、測定データを、比較例1の放射効率の最大値を100%としたときの相対放射効率に換算したグラフである。図6の波線「1」は比較例1を、波線「2」は実施例1のデータを示している。表2には、相対放射効率が最大となる周波数と、当該周波数における放射効率の計測値及び相対放射効率の値を示した。
表2中、エレメント長は、アース部21を基準とする透明導電フィルム10の上端の高さである。推定適合周波数は、エレメント長に基づいて計算した値である。表2及び図6に示されるように、実施例1のアンテナは、優れたアンテナ性能を有することが確認された。
(実施例2~6)
実施例1とは金属層16の厚みが異なるエレメント20用の透明導電フィルム10を作製した。各実施例の金属層16の厚みは表3に示すとおりであった。金属層16の厚み以外の点は、実施例1の透明導電フィルムと同一とした。
実施例1とは金属層16の厚みが異なるエレメント20用の透明導電フィルム10を作製した。各実施例の金属層16の厚みは表3に示すとおりであった。金属層16の厚み以外の点は、実施例1の透明導電フィルムと同一とした。
<全光線透過率の評価>
ヘイズメーター(商品名:NDH-7000、日本電色工業社製)を用いて、各実施例の透明導電フィルム10の全光線透過率(透過率)とヘイズを測定した。測定結果を表3に示す。
ヘイズメーター(商品名:NDH-7000、日本電色工業社製)を用いて、各実施例の透明導電フィルム10の全光線透過率(透過率)とヘイズを測定した。測定結果を表3に示す。
<表面抵抗率の測定>
各実施例の透明導電フィルム10の表面抵抗率(第2の金属酸化物層14の表面における表面抵抗率)を、4端子抵抗率計(商品名:ロレスタGP、三菱化学株式会社製)を用いて測定した。測定結果を表3及び図7に示す。
各実施例の透明導電フィルム10の表面抵抗率(第2の金属酸化物層14の表面における表面抵抗率)を、4端子抵抗率計(商品名:ロレスタGP、三菱化学株式会社製)を用いて測定した。測定結果を表3及び図7に示す。
表3及び図7に示すとおり、金属層16の厚みを大きくすることによって、表面抵抗率を十分に小さくできることが確認できた。金属層16の厚みを10~16nmとすることによって、表面抵抗率を小さくしつつ、全光線透過率を約80%以上にすることができる。
(実施例7~19)
実施例2~6とは、第1のハードコート層18、第2のハードコート層19、第1の金属酸化物層12、金属層16、及び第2の金属酸化物層14の少なくとも一つの厚みが異なるエレメント20用の透明導電フィルム10を作製した。各実施例の第1の金属酸化物層12、金属層16、及び第2の金属酸化物層14の厚みは表4に示すとおりであった。第1のハードコート層18及び第2のハードコート層19の厚みは1.5μmにした。これらの厚み以外の点は、実施例2~6と同様にして透明導電フィルムを作製した。そして、実施例2~6と同様にして全光線透過率及び表面抵抗率を測定した。測定結果を表4に示す。
実施例2~6とは、第1のハードコート層18、第2のハードコート層19、第1の金属酸化物層12、金属層16、及び第2の金属酸化物層14の少なくとも一つの厚みが異なるエレメント20用の透明導電フィルム10を作製した。各実施例の第1の金属酸化物層12、金属層16、及び第2の金属酸化物層14の厚みは表4に示すとおりであった。第1のハードコート層18及び第2のハードコート層19の厚みは1.5μmにした。これらの厚み以外の点は、実施例2~6と同様にして透明導電フィルムを作製した。そして、実施例2~6と同様にして全光線透過率及び表面抵抗率を測定した。測定結果を表4に示す。
実施例7~19のうち、金属層の厚みが25nm、第2の金属酸化物層の厚みが40nmで共通している実施例7,12~15,18,19の結果を図8にプロットした。
図8は、第1の金属酸化物層の厚みと、表面抵抗率及び全光線透過率との関係を示すグラフである。図8中、白丸のプロットは表面抵抗率を示し、黒四角のプロットは全光線透過率を示す。これらの結果から、第1の金属酸化物層の厚みを調節することによって、表面抵抗率と全光線透過率を調節できることが確認された。特に、第1の金属酸化物層の厚みを24~50nmにすることによって、高い全光線透過率を維持しつつ表面抵抗率を十分に低減できることが確認された。
実施例7で作製した透明導電フィルムを用い、実施例1と同じ手順でエッチングを行って図3に示すような断面形状を有する透明導電フィルム10を得た。この透明導電フィルム10をエレメント20として用いて、実施例1と同じ手順で図1、2に示すようなモノポールアンテナを作製した。実施例1と同様にしてアンテナの評価を行った。評価結果を表5に示す。相対放射効率は、比較例1の放射効率の最大値を100%としたときの相対値である。
表5中、エレメント長は、アース部21を基準とする透明導電フィルム10の上端の高さである。推定適合周波数は、エレメント長に基づいて計算した値である。表5に示されるように、実施例7のアンテナも、優れたアンテナ性能を有することが確認された。
本開示によれば、優れた透明性と優れたアンテナ性能を兼ね備えるアンテナを形成することが可能なアンテナ用透明導電フィルムが提供される。また、全光線透過率を高く維持しつつ、表面抵抗率を十分に低くすることが可能な透明導電フィルムが提供される。
10,10A,10B…透明導電フィルム、11…透明樹脂基材、12…第1の金属酸化物層、14…第2の金属酸化物層、16…金属層、18…第1のハードコート層、19…第2のハードコート層、20…エレメント、21…アース部、22…貫通孔、24…コネクタ、24a…センターピン、24b…支持部、26…ペースト、28…支持基板、100…アンテナ。
Claims (8)
- 透明樹脂基材、第1の金属酸化物層、銀又は銀合金を含む金属層、及び第2の金属酸化物層がこの順に積層されているアンテナ用透明導電フィルム。
- 全光線透過率が50%以上である、請求項1に記載のアンテナ用透明導電フィルム。
- 表面抵抗率が20Ω/sq.以下である、請求項1又は2に記載のアンテナ用透明導電フィルム。
- アンテナにおけるエレメント長を30mmにしたときのVSWRが2.0以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載のアンテナ用透明導電フィルム。
- 前記第1の金属酸化物層及び前記第2の金属酸化物層の厚みが20~60nmであり、
前記金属層の厚みが5~30nmである、請求項1~4いずれか一項に記載のアンテナ用透明導電フィルム。 - 少なくとも、前記金属層及び前記第2の金属酸化物層が酸性のエッチング液によってエッチングされる、請求項1~5のいずれか一項に記載のアンテナ用透明導電フィルム。
- 表面抵抗率が8Ω/sq.以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載のアンテナ用透明導電フィルム。
- 前記第1の金属酸化物層の厚みが24~50nmである、請求項1~7のいずれか一項に記載のアンテナ用透明導電フィルム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201880007458.6A CN110192305A (zh) | 2017-01-25 | 2018-01-22 | 天线用透明导电膜 |
JP2018564553A JPWO2018139402A1 (ja) | 2017-01-25 | 2018-01-22 | アンテナ用透明導電フィルム |
US16/480,957 US20190393585A1 (en) | 2017-01-25 | 2018-01-22 | Transparent conductive film for antennas |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-011362 | 2017-01-25 | ||
JP2017011362 | 2017-01-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018139402A1 true WO2018139402A1 (ja) | 2018-08-02 |
Family
ID=62979585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/001775 WO2018139402A1 (ja) | 2017-01-25 | 2018-01-22 | アンテナ用透明導電フィルム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190393585A1 (ja) |
JP (1) | JPWO2018139402A1 (ja) |
CN (1) | CN110192305A (ja) |
WO (1) | WO2018139402A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11936103B2 (en) | 2019-10-29 | 2024-03-19 | Teijin Limited | Conductive film for antennas, and antenna |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112578601A (zh) * | 2019-09-27 | 2021-03-30 | 北京载诚科技有限公司 | 一种透明电极及装置 |
US11233017B2 (en) * | 2019-10-03 | 2022-01-25 | Texas Instruments Incorporated | Ex-situ manufacture of metal micro-wires and FIB placement in IC circuits |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6245201A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-27 | Asahi Glass Co Ltd | 自動車用ガラスアンテナ |
JP2001136014A (ja) * | 1999-11-04 | 2001-05-18 | Ricoh Elemex Corp | 透明性導電体アンテナおよびこれを備えた無線機 |
JP2003087028A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-20 | Hyundai Motor Co Ltd | 車両用ガラスアンテナ及びこれを利用した車両用オーディオ装置 |
JP2007037899A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | リーダ用アンテナ付き棚板を備えた物品棚 |
JP2011091788A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-05-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 透明アンテナ用エレメント及び透明アンテナ |
WO2016136953A1 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 透明導電配線、及び、透明導電配線の製造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0486475B1 (en) * | 1988-03-03 | 1997-12-03 | Asahi Glass Company Ltd. | Amorphous oxide film and article having such film thereon |
US5083135A (en) * | 1990-11-13 | 1992-01-21 | General Motors Corporation | Transparent film antenna for a vehicle window |
JPH10513329A (ja) * | 1995-02-06 | 1998-12-15 | メガウエイブ コーポレーション | 窓ガラスアンテナ |
US6020855A (en) * | 1998-05-26 | 2000-02-01 | General Motors Corporation | Transparent vehicle window antenna with capacitive connection apparatus |
JP2008538451A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-10-23 | サウスウォール テクノロジーズ、 インク. | 細い導電線を有する光学コーティング |
US20070097009A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Torres Alfonso R | Planar slot antenna design using optically transmissive materials |
CN101188324A (zh) * | 2006-10-20 | 2008-05-28 | 株式会社藤仓 | 透明天线 |
JP2009005155A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Fujikura Ltd | ループアンテナ |
JP2009077072A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Fujikura Ltd | 透明板状逆fアンテナ |
CN102779944B (zh) * | 2012-08-06 | 2015-04-15 | 上海电力学院 | 一种透明导电薄膜 |
JP5861719B2 (ja) * | 2014-01-17 | 2016-02-16 | Tdk株式会社 | 透明導電体及びタッチパネル |
JP6390395B2 (ja) * | 2014-12-09 | 2018-09-19 | Tdk株式会社 | 透明導電体及びタッチパネル |
-
2018
- 2018-01-22 JP JP2018564553A patent/JPWO2018139402A1/ja active Pending
- 2018-01-22 CN CN201880007458.6A patent/CN110192305A/zh active Pending
- 2018-01-22 US US16/480,957 patent/US20190393585A1/en not_active Abandoned
- 2018-01-22 WO PCT/JP2018/001775 patent/WO2018139402A1/ja active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6245201A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-27 | Asahi Glass Co Ltd | 自動車用ガラスアンテナ |
JP2001136014A (ja) * | 1999-11-04 | 2001-05-18 | Ricoh Elemex Corp | 透明性導電体アンテナおよびこれを備えた無線機 |
JP2003087028A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-20 | Hyundai Motor Co Ltd | 車両用ガラスアンテナ及びこれを利用した車両用オーディオ装置 |
JP2007037899A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | リーダ用アンテナ付き棚板を備えた物品棚 |
JP2011091788A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-05-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 透明アンテナ用エレメント及び透明アンテナ |
WO2016136953A1 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 透明導電配線、及び、透明導電配線の製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11936103B2 (en) | 2019-10-29 | 2024-03-19 | Teijin Limited | Conductive film for antennas, and antenna |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2018139402A1 (ja) | 2019-11-21 |
CN110192305A (zh) | 2019-08-30 |
US20190393585A1 (en) | 2019-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hong et al. | Transparent microstrip patch antennas with multilayer and metal-mesh films | |
JP6601199B2 (ja) | 透明導電体 | |
WO2018139402A1 (ja) | アンテナ用透明導電フィルム | |
US20100026590A1 (en) | Thin film multi-band antenna | |
US9582130B2 (en) | Transparent conductor and touch panel | |
WO2018163584A1 (ja) | 電磁波吸収シート | |
JP2013257755A (ja) | 透明二次元通信シート | |
WO2020022270A1 (ja) | ヒータ用透明導電フィルム及びヒータ | |
KR101780528B1 (ko) | 투명 도전체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학표시장치 | |
EP3984095A1 (en) | Transparent antenna stack and assembly | |
CN109313964B (zh) | 透明导电体 | |
KR101822372B1 (ko) | 투명 도전체 및 터치 패널 | |
CN111837464A (zh) | 电磁波吸收片 | |
KR101737778B1 (ko) | 투명 도전체 및 터치 패널 | |
TWI447243B (zh) | 薄膜式天線及其製作方法 | |
WO2008056947A1 (en) | Optical filter for display panel and method of manufacturing same | |
WO2016121934A1 (ja) | 断熱フィルム、断熱ガラスおよび窓 | |
US20100237038A1 (en) | Thin Film Antenna and the Method of Forming the Same | |
JP7434759B2 (ja) | 表示装置 | |
JP6798219B2 (ja) | 透明導電体 | |
JP2021057876A (ja) | フィルムアンテナおよびフィルムアンテナの製造方法 | |
TWI576732B (zh) | A method for manufacturing a conductive sheet, a conductive sheet, and a touch panel | |
JP2001228303A (ja) | 低反射導電性積層フイルム | |
JP2017220033A (ja) | 透明面状デバイス及び透明面状デバイスの製造方法 | |
WO2016132505A1 (ja) | 導電性シートの製造方法、導電性シート、および、タッチパネル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18744955 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2018564553 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18744955 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |