WO2023228535A1 - 導電層付フィルムおよびフィルムアンテナ用積層フィルム - Google Patents

導電層付フィルムおよびフィルムアンテナ用積層フィルム Download PDF

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WO2023228535A1
WO2023228535A1 PCT/JP2023/011396 JP2023011396W WO2023228535A1 WO 2023228535 A1 WO2023228535 A1 WO 2023228535A1 JP 2023011396 W JP2023011396 W JP 2023011396W WO 2023228535 A1 WO2023228535 A1 WO 2023228535A1
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film
conductive layer
layer
metal
metal oxide
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PCT/JP2023/011396
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圭太 碓井
智宏 竹安
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日東電工株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Definitions

  • the present invention relates to a film with a conductive layer and a laminated film for a film antenna.
  • a film antenna is known as a film antenna.
  • a film antenna includes, for example, a base film and a metal conductive layer patterned on the film.
  • a technique related to such a film antenna is described, for example, in Patent Document 1 below.
  • the frequency of radio waves transmitted and received by antennas is increasing. For example, high-frequency radio waves in the millimeter wave band are desired as radio waves for 5G communication. Furthermore, the higher the frequency of radio waves, the greater the transmission loss during transmission and reception of radio waves passing through an antenna (in the case of a film antenna, a patterned metal conductive layer).
  • a cycloolefin resin film as the base film of the film antenna. Transmission loss includes dielectric loss and conductor loss, and dielectric loss is proportional to the 1/2 power of the dielectric constant of the base material. Since cycloolefin resin has a considerably low dielectric constant, a film antenna including a base film made of cycloolefin resin can reduce dielectric loss and transmission loss.
  • a film antenna including a cycloolefin resin film as a base film is produced by patterning a metal conductive layer in a film with a conductive layer comprising a cycloolefin resin film and a metal conductive layer such as a Cu layer thereon.
  • a metal conductive layer such as a Cu layer thereon.
  • the present inventors have found that with such a film with a conductive layer, it is difficult to ensure sufficient adhesion of the metal conductive layer to the base film (cycloolefin resin film) in a high temperature and high humidity environment. .
  • the reasons why it is difficult to ensure adhesion are as follows.
  • a film with a conductive layer that includes a cycloolefin resin film as a base film and a metal conductive layer such as a Cu layer thereon the bond between the base film and the metal conductive layer such as the Cu layer is high in a hot and humid environment. Hydroxides and lower oxides such as copper hydroxide are likely to form at the interface. These hydroxides and lower oxides form a fragile thin layer on the surface of the metal conductive layer on the base film side. As a result, the bonding energy at the interface between the base film and the metal conductive layer (specifically, the fragile thin layer) decreases, and the adhesion of the metal conductive layer to the base film decreases.
  • the present invention provides a film with a conductive layer and a laminated film for a film antenna, which are suitable for reducing transmission loss in the conductive layer while ensuring adhesion of the conductive layer to a base material in a high temperature and high humidity environment. .
  • the present invention is a film with a conductive layer comprising a cycloolefin resin film base material, a metal oxide layer, and a metal conductive layer in this order in the thickness direction, wherein the metal oxide layer and the metal conductive layer are arranged in this order in the thickness direction.
  • the present invention includes a film with a conductive layer, in which the conductive layer contains the same metal element, and the metal oxide layer has a thickness of 15 nm or less.
  • the present invention [2] includes the film with a conductive layer according to the above [1], wherein the metal element is at least one selected from the group consisting of copper, silver, aluminum, and nickel.
  • the present invention [3] includes the film with a conductive layer according to the above [1] or [2], which further includes a cured resin layer between the cycloolefin resin film base material and the metal oxide layer.
  • the present invention [4] includes a laminated film for a film antenna, comprising the film with a conductive layer according to any one of [1] to [3] above.
  • the film with a conductive layer of the present invention includes a cycloolefin resin film base material. Cycloolefin resin has a considerably low dielectric constant. Therefore, the film with a conductive layer is suitable for reducing the above-mentioned dielectric loss and reducing transmission loss. Further, as described above, the film with a conductive layer includes a metal oxide layer disposed between the cycloolefin resin film base material and the metal conductive layer and a metal conductive layer containing the same metal element, and , the metal oxide layer has a thickness of 15 nm or less. Therefore, the film with a conductive layer is suitable for ensuring the adhesion of the conductive layer to the base material in a high temperature and high humidity environment.
  • the laminated film for a film antenna of the present invention includes a film with a conductive layer as described above. Therefore, the laminated film for a film antenna is suitable for reducing transmission loss in the conductive layer while ensuring adhesion of the conductive layer to the base material in a high temperature and high humidity environment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a film with a conductive layer of the present invention.
  • An example of a method for manufacturing the film with a conductive layer shown in FIG. 1 is shown.
  • 2A represents a first cured resin layer forming step
  • FIG. 2B represents a second cured resin layer forming step
  • FIG. 2C represents a metal oxide layer forming step
  • FIG. 2D represents a metal conductive layer forming step.
  • It is a cross-sectional schematic diagram of a modified example of the film with a conductive layer of the present invention. In this modification, the film with a conductive layer does not include the first cured resin layer.
  • the conductive layer-equipped film X of one embodiment of the present invention includes a film base material 10, a cured resin layer 11 (first cured resin layer), and a cured resin layer 12 (second cured resin layer). ), a metal oxide layer 13, and a metal conductive layer 14.
  • the conductive layer-equipped film X includes a cured resin layer 11, a film base material 10, a cured resin layer 12, a metal oxide layer 13, and a metal conductive layer 14 in this order in the thickness direction H. Prepare with.
  • the film X with a conductive layer spreads in a direction (plane direction) orthogonal to the thickness direction H.
  • the conductive layer-attached film X has a first outermost surface Xa and a second outermost surface Xb opposite to the first outermost surface Xa.
  • a film X with a conductive layer is, for example, a laminated film for a film antenna for producing a film antenna.
  • the film base material 10 is a base material that ensures the strength of the film X with a conductive layer.
  • the film base material 10 has a first surface 10a and a second surface 10b opposite to the first surface 10a.
  • the film base material 10 is a flexible cycloolefin resin film base material.
  • the cycloolefin resin film base material is a film containing cycloolefin resin in the largest mass proportion.
  • Cycloolefin resin is a copolymer of monomer components containing cycloolefin in a proportion of 50% by mass or more. Cycloolefins are compounds that have at least one olefinic double bond in their cyclic hydrocarbon structure. Olefinic double bonds include (meth)acryloyl groups and vinyl groups.
  • the cycloolefin resin may be an addition polymer of cycloolefin or a hydrogenated product thereof, or an addition polymer of cycloolefin and ⁇ -olefin or a hydrogenated product thereof.
  • Examples of the cycloolefin forming the cycloolefin resin include one-ring cycloolefin, two-ring cycloolefin, three-ring cycloolefin, and four-ring cycloolefin.
  • Examples of the one-ring cycloolefin include cyclopentene, cyclohexene, cyclooctene, cyclopentadiene, and 1,3-cyclohexadiene.
  • Examples of the two-ring cycloolefin include bicyclo[2.2.1]hept-2-ene (i.e., norbornene), 5-methyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5,5- Dimethyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-ethyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-butyl-bicyclo[2.2.1]hept-2- ene, 5-ethylidene-bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-hexyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-octyl-bicyclo[2.2.1] Hept-2-ene, 5-octadecyl-bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-methylidene-bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-vinyl-bicyclo[2.
  • cycloolefin resins may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of ⁇ -olefins copolymerizable with cycloolefins include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-pentene, 3- Ethyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-hexene, 4,4-dimethyl-1-hexene, 4,4-dimethyl-1-pentene, 4-ethyl-1- Mention may be made of xene, 3-ethyl-1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and 1-eicosene. These ⁇ -olefins may be used alone or in combination of two or more.
  • cycloolefin resins examples include “Zeonor Film ZF", “Zeonor Film ZF-U”, and “Zeonor Film ZM” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., and “Zeonor Film ZF” is preferably used.
  • Commercially available cycloolefin resins include, for example, “TOPAS 8007F-04" and “TOPAS 8007F-600” manufactured by Polyplastics.
  • the relative dielectric constant of the film base material 10 is preferably less than 2.5, more preferably 2.2 or less, and even more preferably 2 or less, from the viewpoint of reducing dielectric loss when radio waves pass through the metal conductive layer 14. be.
  • the dielectric constant of the film base material 10 is, for example, 0.5 or more, 1 or more, or 1.5 or more.
  • the method for measuring the dielectric constant of the film base material 10 is as described later in connection with Examples.
  • the thickness of the film base material 10 is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 50 ⁇ m or more, and even more preferably 80 ⁇ m or more, from the viewpoint of ensuring the strength of the conductive layer-attached film X.
  • the thickness of the film base material 10 is preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less, and even more preferably 150 ⁇ m or less, from the viewpoint of ensuring ease of handling of the film base material 10 in a roll-to-roll method.
  • the first surface 10a and/or the second surface 10b of the film base material 10 may be subjected to surface modification treatment.
  • surface modification treatments include corona treatment, plasma treatment, ozone treatment, primer treatment, glow treatment, and coupling agent treatment.
  • the cured resin layer 11 is arranged on the first surface 10a side of the film base material 10.
  • the cured resin layer 11 is arranged on the first surface 10a. That is, the cured resin layer 11 is in contact with the first surface 10a in this embodiment.
  • the cured resin layer 11 has a surface 11a on the opposite side to the film base material 10.
  • the surface 11a is one outermost surface (first outermost surface Xa) of the film X with a conductive layer.
  • the cured resin layer 11 is an anti-blocking layer for suppressing adhesion between films in a roll of the film X with a conductive layer.
  • the cured resin layer 11 is a cured product of a curable resin composition (first curable resin composition).
  • the curable resin composition contains a curable resin and particles. That is, the cured resin layer 11 contains a curable resin and particles.
  • the curable resin examples include polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic resin (excluding acrylic urethane resin), urethane resin (excluding acrylic urethane resin), amide resin, silicone resin, epoxy resin, and melamine resin. . These curable resins may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of ensuring high hardness of the cured resin layer 11, at least one selected from the group consisting of acrylic urethane resin and acrylic resin is preferably used as the curable resin.
  • examples of the curable resin include ultraviolet curable resins and thermosetting resins.
  • the curable resin is preferably an ultraviolet curable resin, since it can be cured without high-temperature heating and is useful for improving the production efficiency of the conductive layer-attached film X.
  • the curable resin in the curable resin composition is an ultraviolet curable resin
  • the cured resin layer 11 is a cured layer of an ultraviolet curable resin containing particles.
  • Examples of the particles include inorganic oxide particles and organic particles.
  • Examples of the material for the inorganic oxide particles include silica, alumina, titania, zirconia, calcium oxide, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, and antimony oxide.
  • Examples of the material for the organic particles include polymethyl methacrylate, polystyrene, polyurethane, acrylic-styrene copolymer, benzoguanamine, melamine, and polycarbonate.
  • As the particles preferably inorganic oxide particles are used, more preferably silica particles and/or zirconia particles.
  • the average particle diameter (D50) of the particles is preferably 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, and even more preferably 30 nm or more, from the viewpoint of ensuring the anti-blocking properties of the cured resin layer 11.
  • the average particle diameter of the particles is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 120 nm or less, particularly preferably 100 nm or less, from the viewpoint of ensuring the smoothness of the first outermost surface Xa of the film be.
  • the average particle diameter (D50) of the particles is the median diameter in the volume-based particle size distribution (the particle size at which the volume cumulative frequency reaches 50% from the small diameter side), and for example, in the particle size distribution obtained by laser diffraction/scattering method. (The same applies to the average particle diameters of other particles).
  • the content of particles in the cured resin layer 11 is preferably 1 part by mass or more, more preferably 1 part by mass or more per 100 parts by mass of the curable resin. Preferably it is 5 parts by mass or more, more preferably 8 parts by mass or more.
  • the content of particles in the cured resin layer 11 is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the curable resin, from the viewpoint of ensuring smoothness of the first outermost surface Xa of the conductive layer-attached film X. parts, more preferably 12 parts by mass or less.
  • the surface roughness Ra (arithmetic mean surface roughness based on JIS B 0601-2001) of the surface 11a is preferably 1 nm or more, more preferably 3 nm or more, and even more preferably is 5 nm or more.
  • the surface roughness Ra of the surface 11a is preferably 20 nm or less, more preferably 15 nm or less, still more preferably 12 nm or less, from the viewpoint of ensuring smoothness of the first outermost surface Xa of the conductive layer-attached film X.
  • the thickness of the cured resin layer 11 is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.3 ⁇ m or more, still more preferably 0.5 ⁇ m or more, particularly preferably 0.8 ⁇ m, from the viewpoint of ensuring the anti-blocking property of the layer. That's all.
  • the thickness of the cured resin layer 11 is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, still more preferably 3 ⁇ m or less, from the viewpoint of making the conductive layer-attached film X thinner.
  • the cured resin layer 12 is arranged on the second surface 10b side of the film base material 10.
  • the cured resin layer 12 is arranged on the second surface 10b. That is, the cured resin layer 12 is in contact with the second surface 10b in this embodiment. Further, the cured resin layer 12 has a surface 12a on the opposite side to the film base material 10.
  • the cured resin layer 12 is a hard coat layer for making it difficult for scratches to be formed on the surface 14a of the metal conductive layer 14.
  • the cured resin layer 12 is a cured product of a curable resin composition (second curable resin composition).
  • the second curable resin composition contains a curable resin.
  • the curable resin include the curable resins described above regarding the cured resin layer 11. From the viewpoint of ensuring high hardness of the cured resin layer 12, at least one selected from the group consisting of acrylic urethane resin and acrylic resin is preferably used as the curable resin.
  • examples of the curable resin include ultraviolet curable resins and thermosetting resins.
  • the curable resin is preferably an ultraviolet curable resin, since it can be cured without high-temperature heating and is useful for improving the production efficiency of the conductive layer-attached film X.
  • the curable resin in the second curable resin composition is an ultraviolet curable resin
  • the cured resin layer 12 is a cured layer of the ultraviolet curable resin.
  • the second curable resin composition may contain particles. That is, the cured resin layer 12 may contain particles. Examples of the particles include the particles described above regarding the cured resin layer 11.
  • the cured resin layer 12 is a cured layer of the ultraviolet curable resin containing particles.
  • the thickness of the cured resin layer 12 is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.3 ⁇ m or more, still more preferably 0.5 ⁇ m or more, and particularly preferably from the viewpoint of ensuring sufficient scratch resistance in the metal conductive layer 14. is 0.8 ⁇ m or more.
  • the thickness of the cured resin layer 12 is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, still more preferably 3 ⁇ m or less, from the viewpoint of making the conductive layer-attached film X thinner.
  • the surface 12a (the surface on the metal conductive layer 14 side) of the cured resin layer 12 may be subjected to surface modification treatment.
  • surface modification treatments include corona treatment, plasma treatment, ozone treatment, primer treatment, glow treatment, and coupling agent treatment.
  • the metal oxide layer 13 is arranged on the surface 12a side of the cured resin layer 12. Metal oxide layer 13 is arranged on surface 12a in this embodiment. That is, metal oxide layer 13 is in contact with surface 12a in this embodiment. Further, the metal oxide layer 13 has a surface 13a on the opposite side from the cured resin layer 12.
  • Examples of the metal in the metal oxide forming the metal oxide layer 13 include copper, silver, aluminum, nickel, chromium, iron, and alloys thereof.
  • the metal oxide layer 13 contains the same metal element (common metal element) as the metal conductive layer 14 from the viewpoint of ensuring the adhesion of the metal conductive layer 14 in the conductive layer-attached film Contains copper.
  • the common metal element is preferably the main metal of the metal oxide layer 13.
  • the main metal of the metal oxide layer 13 is the metal element having the largest atomic ratio among the metal elements in the metal oxide layer 13.
  • the thickness of the metal oxide layer 13 is 15 nm or less, preferably 12 nm or less, more preferably 10 nm or less, still more preferably 9 nm or less, from the viewpoint of ensuring the adhesion of the metal conductive layer 14 in the film with conductive layer X. , particularly preferably 6 nm or less.
  • the thickness of the metal oxide layer 13 is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, still more preferably 3 nm or more, from the viewpoint of ensuring the adhesion of the metal conductive layer 14 in the film X with a conductive layer.
  • the metal conductive layer 14 is arranged on the surface 13a side of the metal oxide layer 13.
  • Metal conductive layer 14 is arranged on surface 13a in this embodiment. That is, the metal conductive layer 14 is in contact with the surface 13a in this embodiment. Further, the metal conductive layer 14 has a surface 14a on the side opposite to the metal oxide layer 13.
  • the surface 14a is the other outermost surface (second outermost surface Xb) of the conductive layer-attached film X.
  • the metal conductive layer 14 is a layer formed from a conductive metal.
  • the conductive metal include copper, silver, aluminum, nickel, chromium, iron, and alloys thereof.
  • the metal conductive layer 14 preferably contains at least one metal element selected from the group consisting of copper, silver, aluminum, and nickel, and more preferably contains copper as the main metal.
  • the main metal of the metal conductive layer 14 is the metal element having the largest atomic ratio among the metal elements in the metal conduction layer 14.
  • the thickness of the metal conductive layer 14 is preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, still more preferably 150 nm or more, and particularly preferably 180 nm or more.
  • the thickness of the metal conductive layer 14 is preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less, even more preferably 1 ⁇ m or less, even more preferably 500 nm or less, and even more preferably 300 nm, from the viewpoint of suppressing warpage of the film X with the conductive layer.
  • the thickness is particularly preferably 250 nm or less.
  • the conductive layer-attached film X is manufactured using a roll-to-roll method, for example, as follows.
  • a cured resin layer 11 is formed on the first surface 10a of the film base material 10 (first cured resin layer forming step).
  • the cured resin layer 11 can be formed by applying the above-described first curable resin composition on the first surface 10a to form a coating film, and then curing this coating film.
  • the coating film is cured by ultraviolet irradiation.
  • the first curable resin composition contains a thermosetting resin, the coating film is cured by heating.
  • a cured resin layer 12 is formed on the second surface 10b of the film base material 10 (second cured resin layer forming step).
  • the cured resin layer 12 can be formed by applying the above-mentioned second curable resin composition on the second surface 10b to form a coating film, and then curing this coating film.
  • the second curable resin composition contains an ultraviolet curable resin
  • the coating film is cured by ultraviolet irradiation.
  • the second curable resin composition contains a thermosetting resin
  • the coating film is cured by heating.
  • a metal oxide layer 13 is formed on the surface 12a of the cured resin layer 12 (metal oxide layer forming step). Specifically, a metal oxide layer 13 is formed by depositing a metal oxide on the surface 12a using a sputtering method. The metal oxide layer 13 thus formed is a sputtered film. The sputtering method is preferable for forming the metal oxide layer 13 having a highly smooth surface 13a. High smoothness of the surface 13a helps to suppress unevenness of the surface 14a in the metal conductive layer 14 formed on the metal oxide layer 13.
  • the metal oxide layer 13 is a sputtered film in order to suppress the unevenness of the surface 14a of the metal conductive layer 14 and reduce the conductor loss during the passage of radio waves (the surface unevenness of the conductive layer is large). (The more conductive loss occurs when radio waves pass through the conductive layer).
  • the sputtering method may be a reactive sputtering method using oxygen gas as a reactive gas.
  • a metal conductive layer 14 is formed on the surface 13a of the metal oxide layer 13 (metal conductive layer forming step). Specifically, a metal conductive layer 14 is formed by depositing a conductive metal film on the surface 13a using a sputtering method. The metal conductive layer 14 thus formed is a sputtered film. The sputtering method is preferable for forming the metal conductive layer 14 with suppressed unevenness on the surface 14a. Therefore, it is preferable that the metal conductive layer 14 is a sputtered film in order to suppress irregularities on the surface 14a of the metal conductive layer 14 and reduce conductor loss when radio waves pass through.
  • the film X with a conductive layer can be manufactured.
  • the film X with a conductive layer does not need to include the cured resin layer 11, as shown in FIG.
  • Such a film X with a conductive layer can be manufactured by the same method as the above-mentioned manufacturing method except that the first cured resin layer forming step is not performed.
  • the film X with a conductive layer preferably includes a cured resin layer 11 as shown in FIG.
  • the film X with a conductive layer does not need to include the cured resin layer 12, as shown in FIG.
  • Such a film X with a conductive layer can be manufactured by the same method as the above-mentioned manufacturing method except that the second cured resin layer forming step is not performed.
  • the conductive layer-attached film X preferably includes a cured resin layer 12 as shown in FIG.
  • a film antenna can be manufactured by patterning the metal conductive layer 14 into a predetermined antenna shape in the conductive layer-attached film X (FIGS. 1, 3, and 4).
  • the higher the frequency of radio waves the greater the transmission loss during transmission and reception of radio waves passing through the antenna (patterned metal conductive layer 14).
  • the transmission loss includes dielectric loss and conductor loss, and the dielectric loss is proportional to the 1/2 power of the dielectric constant of the film base material 10.
  • the conductive layer-attached film X includes a cycloolefin resin film base material as the film base material 10. Cycloolefin resin has a considerably low dielectric constant. Therefore, the conductive layer-attached film X is suitable for reducing dielectric loss in the metal conductive layer 14 and reducing transmission loss.
  • the metal oxide layer 13 and the metal conductive layer 14 contain the same metal element, and the metal oxide layer 13 has a thickness of 15 nm or less. Therefore, the conductive layer-attached film X is suitable for ensuring the adhesion of the metal conductive layer 14 in a high temperature and high humidity environment. Specifically, it is as shown in Examples and Comparative Examples described later. The thicker the metal oxide layer 13 is, the more difficult it is for moisture from the film base material 10 to be released from the metal oxide layer 13 side to the outside in a high-temperature, high-humidity environment. It is considered that the adhesion of the conductive layer 14 decreases.
  • the present invention will be specifically described below with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
  • the specific numerical values such as the blending amount (content), physical property values, and parameters described below are the corresponding blending amounts (content) described in the above-mentioned "Detailed Description”.
  • Content), physical property values, parameters, etc. can be replaced by upper limits (numeric values defined as ⁇ less than'' or ⁇ less than'') or lower limits (numeric values defined as ⁇ more than'' or ⁇ more than'').
  • Curable composition C1 was applied to one surface (first surface) of a cycloolefin resin (COP) film base material (product name "Zeonor ZF16", thickness 100 ⁇ m, manufactured by ZEON) to form a coating film.
  • Curable composition C1 contains 100 parts by mass (resin amount) of an ultraviolet curable urethane acrylate resin (product name "Aicatron Z844L", manufactured by Aica Corporation) and silica particles (product name "CSZ9281", average primary particle diameter 30 nm, manufactured by CIK Nanotech Co., Ltd.). Co., Ltd.) and methyl isobutyl ketone as a solvent.
  • the coating film was cured by ultraviolet irradiation to form a first cured resin layer having a thickness of 1 ⁇ m (first cured resin layer forming step).
  • Curable composition C2 was applied to the second surface (the surface opposite to the first surface) of the COP film substrate with the first cured resin layer to form a coating film.
  • Curable composition C2 contains 100 parts by mass (resin amount) of an ultraviolet curable urethane acrylate resin (product name "Aicatron Z844L", manufactured by Aica Corporation) and silica particles (product name "CSZ9281", average primary particle diameter 30 nm, manufactured by CIK Nanotech Co., Ltd.). Co., Ltd.) and methyl isobutyl ketone as a solvent.
  • the coating film was cured by ultraviolet irradiation to form a second cured resin layer having a thickness of 1 ⁇ m (second cured resin layer forming step).
  • a 3 nm thick copper oxide layer was formed as a metal oxide layer on the second cured resin layer by sputtering (metal oxide layer forming step).
  • sputtering metal oxide layer forming step
  • a roll-to-roll type sputtering film forming apparatus (winding type DC magnetron sputtering apparatus) was used.
  • the sputter film-forming apparatus includes a film-forming chamber in which a film-forming process can be carried out while running a work film in the length direction.
  • the conditions for sputtering film formation are as follows.
  • Ar as a sputtering gas is introduced into the film forming chamber to The atmospheric pressure was set to 0.4 Pa.
  • the traveling speed of the work film within the apparatus was 3.0 m/min.
  • the tension acting on the work film in the running direction (running tension) was 200 N/m.
  • a copper oxide (CuO) target was used as the target.
  • a DC power source was used as a power source for applying voltage to the target.
  • the output of the DC power supply was set to 0.9kW.
  • the horizontal magnetic field strength above the target was 40 mT.
  • the film formation temperature (temperature of the work film on which the CuO layer is formed) was 40°C.
  • a Cu layer with a thickness of 200 nm was formed as a metal conductive layer on the metal oxide layer by sputtering (metal conductive layer forming step).
  • sputtering metal conductive layer forming step
  • the above-mentioned roll-to-roll type sputter film forming apparatus was used.
  • the conditions for sputtering film formation are as follows.
  • Ar as a sputtering gas is introduced into the film forming chamber to The atmospheric pressure was set to 0.4 Pa.
  • the traveling speed of the work film within the apparatus was 3.0 m/min.
  • the tension acting on the work film in the running direction (running tension) was 200 N/m.
  • a Cu target was used as the target.
  • a DC power source was used as a power source for applying voltage to the target.
  • the output of the DC power supply was 78.3kW.
  • the horizontal magnetic field strength above the target was 40 mT.
  • the film forming temperature (temperature of the work film on which the Cu layer is formed) was 40°C.
  • Example 1 As described above, a long conductive layer-attached film (in the form of a roll) of Example 1 was produced.
  • the film with a conductive layer of Example 1 consisted of a first cured resin layer (thickness 1 ⁇ m, containing silica particles), a COP film base material (thickness 100 ⁇ m), and a second cured resin layer (thickness 1 ⁇ m, containing silica particles). ), a CuO layer (3 nm thick), and a Cu layer (200 nm thick) in this order in the thickness direction.
  • Example 2 A film with a conductive layer of Example 2 was produced in the same manner as the film with a conductive layer of Example 1 except that the thickness of the CuO layer formed in the metal oxide layer forming step was changed from 3 nm to 6 nm.
  • Example 3 A film with a conductive layer of Example 3 was produced in the same manner as the film with a conductive layer of Example 1 except that the thickness of the CuO layer formed in the metal oxide layer forming step was changed from 3 nm to 9 nm.
  • Comparative example 1 A film with a conductive layer of Comparative Example 1 was produced in the same manner as the film with a conductive layer of Example 1 except that the thickness of the CuO layer formed in the metal oxide layer forming step was changed from 3 nm to 20 nm.
  • Comparative example 2 A film with a conductive layer of Comparative Example 2 was produced in the same manner as the film with a conductive layer of Example 1 except that the thickness of the CuO layer formed in the metal oxide layer forming step was changed from 3 nm to 45 nm.
  • a film with a conductive layer of Comparative Example 3 was produced in the same manner as the film with a conductive layer of Example 1 except that the metal layer forming step was performed without performing the metal oxide layer forming step.
  • the film with a conductive layer of Comparative Example 3 had a first cured resin layer (thickness: 1 ⁇ m, containing silica particles), a COP film base material (thickness: 100 ⁇ m), and a second cured resin layer (thickness: 1 ⁇ m, containing silica particles). ) and a Cu layer (thickness: 200 nm) in this order in the thickness direction.
  • Comparative example 4 In the metal oxide layer forming step, a sputtering method using a titanium target (reactive sputtering method) was performed instead of a sputtering method using a copper oxide target.
  • a film with a conductive layer according to Comparative Example 4 was prepared.
  • the film with a conductive layer of Comparative Example 4 had a first cured resin layer (thickness 1 ⁇ m, containing silica particles), a COP film base material (thickness 100 ⁇ m), and a second cured resin layer (thickness 1 ⁇ m, containing silica particles). ), a titanium oxide layer (3 nm thick), and a Cu layer (200 nm thick) in this order in the thickness direction.
  • the film forming chamber of the sputter film forming apparatus After evacuating the film forming chamber of the sputter film forming apparatus until the ultimate vacuum level in the film forming chamber reached 0.9 ⁇ 10 -4 Pa, Ar and oxygen (reactive gas) as sputtering gas were introduced into the film forming chamber. was introduced, and the atmospheric pressure in the film forming chamber was set to 0.4 Pa. Further, the ratio of the amount of oxygen introduced to the total amount of Ar and oxygen introduced into the film forming chamber was about 16% in flow rate.
  • the traveling speed of the work film within the apparatus was 3.0 m/min.
  • the tension acting on the work film in the running direction (running tension) was 200 N/m.
  • a titanium target was used as the target.
  • a DC power source was used as a power source for applying voltage to the target. The output of the DC power supply was 38.0kW.
  • the horizontal magnetic field strength above the target was 40 mT.
  • the film forming temperature (temperature of the work film on which the titanium oxide layer
  • the dielectric constant of the above cycloolefin resin film base material was measured. Specifically, first, a sample piece (60 mm x 60 mm) for measurement was cut out from a cycloolefin resin film base material. Next, a cycloolefin resin film base material was placed between the main electrode and the counter electrode (sandwiched between both electrodes). As the main electrode and the counter electrode, aluminum electrodes (product name "SE-70", thickness 5 mm, manufactured by Ando Electric Co., Ltd.) were used, respectively.
  • a measurement device product name: "Precision LCR Meter HP-4284A", manufactured by Agilent Technologies
  • the dielectric constant of the sample piece was measured.
  • the dielectric constant at 100 kHz measured for the sample piece (cycloolefin resin film base material) was 2.4.
  • first and second sample films were produced for each film with a conductive layer.
  • first sample film first, a film piece (50 mm x 50 mm) was cut out from the film with a conductive layer.
  • 11 parallel first cuts (1 mm intervals) extending linearly in the first direction and linearly extending in a second direction perpendicular to the first direction are made. Eleven extending parallel second cuts (1 mm intervals) were formed, and 100 squares were formed by the first and second cuts. Thereby, a first sample film was obtained. Each cut extends from the surface on the metal conductive layer side to the film base material in the thickness direction.
  • the second sample film was produced in the same manner as the first sample film except for the following.
  • a film piece cut out from the film with a conductive layer was placed in a constant temperature and humidity chamber at 85° C. and 85% relative humidity for 48 hours (high temperature and high humidity test). Next, the film piece was taken out of the constant temperature and humidity chamber and left at room temperature for 24 hours. formed).
  • Classification 0 The number of squares with at least some peeling is 0 (no peeling has occurred in any square)
  • Category 1 The number of squares that are at least partially peeled off is less than 5.
  • Category 2 The number of squares that are at least partially peeled off is 5 or more and less than 15.
  • Category 3 The number of squares that are at least partially peeled off. is 15 or more and less than 35.
  • Category 4 The number of squares that are at least partially peeled off is 35 or more and less than 65.
  • Category 5 The number of squares that are at least partially peeled off is 65 or more.
  • the copper oxide layer as the metal oxide layer and the copper layer as the metal conductive layer contain copper as a common metal element, and the metal oxide layer (oxidation The thickness of the copper layer (copper layer) is 15 nm or less.
  • a high evaluation (class 1) was obtained for the adhesion of the metal conductive layer after 48 hours of high temperature and high humidity.
  • the metal oxide layer and the metal conductive layer contain copper as a common metal element, but the thickness of the metal oxide layer is 20 nm or more.
  • the film with a conductive layer of Comparative Example 3 does not include a metal oxide layer.
  • the metal oxide layer has a thickness of 15 nm or less, but the metal oxide layer and the metal conductive layer do not contain a common metal element.
  • the film with a conductive layer of the present invention can be used to manufacture a film antenna (film antenna).

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Abstract

本発明の導電層付フィルム(X)は、シクロオレフィン樹脂フィルム基材としてのフィルム基材(10)と、金属酸化物層(13)と、金属導電層(14)とを厚さ方向(H)にこの順で備える。金属酸化物層(13)および金属導電層(14)は、同一の金属元素を含む。金属酸化物層(13)は、15nm以下の厚さを有する。

Description

導電層付フィルムおよびフィルムアンテナ用積層フィルム
 本発明は、導電層付フィルムおよびフィルムアンテナ用積層フィルムに関する。
 フィルム状のアンテナとして、フィルムアンテナが知られている。フィルムアンテナは、例えば、基材フィルムと、当該フィルム上でパターニングされた金属導電層とを備える。このようなフィルムアンテナに関する技術については、例えば下記の特許文献1に記載されている。
特開2011-211517号公報
 アンテナによって送受信される電波の高周波化が進んでいる。例えば、5G通信用の電波としては、ミリ波帯域の高周波電波が望まれている。また、電波が高周波化するほど、アンテナ(フィルムアンテナでは、パターニングされた金属導電層)を通る電波の送受信時の伝送損失は大きくなる。そのような伝送損失を低減するために、フィルムアンテナの基材フィルムとして、シクロオレフィン樹脂フィルムを用いることが考えられる。伝送損失には誘電損失と導体損失とが含まれ、誘電損失は、基材の比誘電率の1/2乗に比例する。シクロオレフィン樹脂は比誘電率が相当程度に小さいので、シクロオレフィン樹脂製の基材フィルムを備えるフィルムアンテナによると、誘電損失を低減して伝送損失を低減できる。
 基材フィルムとしてシクロオレフィン樹脂フィルムを備えるフィルムアンテナは、例えば、シクロオレフィン樹脂フィルムと、その上のCu層などの金属導電層とを備える導電層付フィルムにおいて、金属導電層をパターニングすることによって製造できる。しかし、そのような導電層付フィルムでは、高温高湿環境下において、基材フィルム(シクロオレフィン樹脂フィルム)に対する金属導電層の十分な密着性を確保しにくい、という知見を本発明らは得た。密着性を確保しにくい理由は、次のとおりである。
 基材フィルムとしてのシクロオレフィン樹脂フィルムとのその上のCu層などの金属導電層とを備える導電層付フィルムでは、温高湿環境下において、基材フィルムとCu層などの金属導電層との界面に、水酸化銅などの水酸化物および低級酸化物が、形成されやすい。これら水酸化物および低級酸化物は、金属導電層における基材フィルム側表面に、脆弱な薄層を形成する。その結果、基材フィルムと金属導電層(具体的には脆弱薄層)との界面での結合エネルギーが低下し、基材フィルムに対する金属導電層の密着力が低下する。
 本発明は、導電層における伝送損失を低減しつつ、高温高湿環境下での基材に対する導電層の密着性を確保するのに適した、導電層付フィルムおよびフィルムアンテナ用積層フィルムを提供する。
 本発明[1]は、シクロオレフィン樹脂フィルム基材と、金属酸化物層と、金属導電層とを厚さ方向にこの順で備える導電層付フィルムであって、前記金属酸化物層と前記金属導電層とが同一の金属元素を含み、前記金属酸化物層が15nm以下の厚さを有する、導電層付フィルムを含む。
 本発明[2]は、前記金属元素が、銅、銀、アルミニウムおよびニッケルからなる群より選択される少なくとも一つである、上記[1]に記載の導電層付フィルムを含む。
 本発明[3]は、前記シクロオレフィン樹脂フィルム基材と前記金属酸化物層との間に更に硬化樹脂層を含む、上記[1]または[2]に記載の導電層付フィルムを含む。
 本発明[4]は、上記[1]から[3]のいずれか一つに記載の導電層付フィルムを備える、フィルムアンテナ用積層フィルムを含む。
 本発明の導電層付フィルムは、上記のように、シクロオレフィン樹脂フィルム基材を備える。シクロオレフィン樹脂は、比誘電率が相当程度に小さい。そのため、導電層付フィルムは、上述の誘電損失を低減して伝送損失を低減するのに適する。また、導電層付フィルムは、上記のように、シクロオレフィン樹脂フィルム基材と金属導電層との間に配置される金属酸化物層と、金属導電層とが、同一の金属元素を含み、且つ、金属酸化物層が15nm以下の厚さを有する。そのため、導電層付フィルムは、高温高湿環境下での基材に対する導電層の密着性を確保するのに適する。
 本発明のフィルムアンテナ用積層フィルムは、以上のような導電層付フィルムを備える。そのため、フィルムアンテナ用積層フィルムは、導電層における伝送損失を低減しつつ、高温高湿環境下での基材に対する導電層の密着性を確保するのに適する。
本発明の導電層付フィルムの一実施形態の断面模式図である。 図1に示す導電層付フィルムの製造方法の一例を表す。図2Aは第1硬化樹脂層形成工程を表し、図2Bは第2硬化樹脂層形成工程を表し、図2Cは金属酸化物層形成工程を表し、図2Dは金属導電層形成工程を表す。 本発明の導電層付フィルムの一変形例の断面模式図である。本変形例では、導電層付フィルムは第1硬化樹脂層を備えない。 本発明の導電層付フィルムの他の変形例の断面模式図である。本変形例では、導電層付フィルムは第2硬化樹脂層を備えない。
 本発明の一実施形態の導電層付フィルムXは、図1に示すように、フィルム基材10と、硬化樹脂層11(第1硬化樹脂層)と、硬化樹脂層12(第2硬化樹脂層)と、金属酸化物層13と、金属導電層14とを備える。導電層付フィルムXは、具体的には、硬化樹脂層11と、フィルム基材10と、硬化樹脂層12と、金属酸化物層13と、金属導電層14とを厚さ方向Hにこの順で備える。導電層付フィルムXは、厚さ方向Hと直交する方向(面方向)に広がる。また、導電層付フィルムXは、第1最表面Xaと、当該第1最表面Xaとは反対側の第2最表面Xbとを有する。このような導電層付フィルムXは、例えば、フィルムアンテナを作製するためのフィルムアンテナ用積層フィルムである。
 フィルム基材10は、導電層付フィルムXの強度を確保する基材である。フィルム基材10は、第1面10aと、当該第1面10aとは反対側の第2面10bとを有する。
 フィルム基材10は、可撓性を有するシクロオレフィン樹脂フィルム基材である。シクロオレフィン樹脂フィルム基材は、シクロオレフィン樹脂を最も大きな質量割合で含有するフィルムである。シクロオレフィン樹脂は、シクロオレフィンを50質量%以上の割合で含むモノマー成分の共重合体である。シクロオレフィンは、環状炭化水素構造中に少なくとも一つのオレフィン性二重結合を有する化合物である。オレフィン性二重結合には、(メタ)アクリロイル基およびビニル基が含まれる。シクロオレフィン樹脂は、シクロオレフィンの付加重合体またはその水素添加物であってもよいし、シクロオレフィンとα-オレフィンの付加重合体またはその水素添加物であってもよい。
 シクロオレフィン樹脂を形成するシクロオレフィンとしては、例えば、1環シクロオレフィン、2環シクロオレフィン、3環シクロオレフィンおよび4環シクロオレフィンが挙げられる。1環シクロオレフィンとしては、例えば、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン、シクロペンタジエン、および1,3-シクロヘキサジエンが挙げられる。2環シクロオレフィンとしては、例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン(即ち、ノルボルネン)、5-メチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5,5-ジメチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-エチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-ブチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-エチリデン-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-ヘキシル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-オクチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-オクタデシル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-メチリデン-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-ビニル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、および、5-プロペニル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エンが挙げられる。3環シクロオレフィンとしては、例えば、トリシクロ[4.3.0.12,5]デカ-3,7-ジエン(即ち、ジシクロペンタジエン)が挙げられる。4環シクロオレフィンとしては、例えば、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン(即ち、テトラシクロドデセン)が挙げられる。これらのシクロオレフィン樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。
 シクロオレフィンと共重合可能なα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-へキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-へキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-へキセン、3-エチル-1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、および1-エイコセンが挙げられる。これらのα-オレフィンは、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。
 シクロオレフィン樹脂の市販品としては、例えば、日本ゼオン社製の「ゼオノアフィルムZF」、「ゼオノアフィルムZF-U」、「ゼオノアフィルムZM」が挙げられ、好ましくは「ゼオノアフィルムZF」が用いられる。シクロオレフィン樹脂の市販品としては、例えば、ポリプラスチック社製の「トパス8007F-04」および「トパス8007F-600」も挙げられる。
 フィルム基材10の比誘電率は、金属導電層14における電波通過時の誘電損失を低減する観点から、好ましくは2.5未満であり、より好ましくは2.2以下、更に好ましくは2以下である。フィルム基材10の比誘電率は、例えば0.5以上、1以上、または1.5以上である。フィルム基材10の比誘電率の測定方法は、実施例に関して後述するとおりである。
 フィルム基材10の厚さは、導電層付フィルムXの強度を確保する観点から、好ましくは20μm以上、より好ましくは50μm以上、更に好ましくは80μm以上である。フィルム基材10の厚さは、ロールトゥロール方式におけるフィルム基材10の取り扱い性を確保する観点から、好ましくは300μm以下、より好ましくは200μm以下、更に好ましくは150μm以下である。
 フィルム基材10の第1面10aおよび/または第2面10bは、表面改質処理されていてもよい。表面改質処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、およびカップリング剤処理が挙げられる。
 硬化樹脂層11は、フィルム基材10の第1面10a側に配置されている。硬化樹脂層11は、本実施形態では、第1面10a上に配置されている。すなわち、硬化樹脂層11は、本実施形態では第1面10aに接する。また、硬化樹脂層11は、フィルム基材10とは反対側に表面11aを有する。表面11aが、導電層付フィルムXの一方の最表面(第1最表面Xa)である。
 硬化樹脂層11は、本実施形態では、導電層付フィルムXのロール体におけるフィルム間の貼り付きを抑制するためのアンチブロッキング層である。硬化樹脂層11は、硬化性樹脂組成物(第1硬化性樹脂組成物)の硬化物である。硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂と粒子とを含有する。すなわち、硬化樹脂層11は、硬化性樹脂と粒子とを含有する。
 硬化性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル樹脂(アクリルウレタン樹脂を除く)、ウレタン樹脂(アクリルウレタン樹脂を除く)、アミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびメラミン樹脂が挙げられる。これら硬化性樹脂は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。硬化樹脂層11の高硬度を確保する観点から、硬化性樹脂としては、好ましくは、アクリルウレタン樹脂およびアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも一つが用いられる。
 また、硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型樹脂および熱硬化型樹脂が挙げられる。高温加熱せずに硬化可能であるために導電層付フィルムXの製造効率向上に役立つ観点から、硬化性樹脂としては、紫外線硬化型樹脂が好ましい。硬化性樹脂組成物中の硬化性樹脂が紫外線硬化型樹脂である場合、硬化樹脂層11は、粒子を含有する紫外線硬化型樹脂の硬化物層である。
 粒子としては、例えば、無機酸化物粒子および有機粒子が挙げられる。無機酸化物粒子の材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム、および酸化アンチモンが挙げられる。有機粒子の材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル・スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、およびポリカーボネートが挙げられる。粒子としては、好ましくは無機酸化物粒子が用いられ、より好ましくは、シリカ粒子および/またはジルコニア粒子が用いられる。
 粒子の平均粒子径(D50)は、硬化樹脂層11のアンチブロッキング性を確保する観点から、好ましくは20nm以上、より好ましくは25nm以上、更に好ましくは30nm以上である。粒子の平均粒子径は、導電層付フィルムXの第1最表面Xaの平滑性を確保する観点から、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下、更に好ましくは120nm以下、特に好ましくは100nm以下である。粒子の平均粒子径(D50)は、体積基準の粒度分布におけるメジアン径(小径側から体積累積頻度が50%に達する粒径)であり、例えば、レーザー回析・散乱法によって得られる粒度分布に基づいて求められる(他の粒子の平均粒子径についても同様である)。
 硬化樹脂層11(第1硬化性樹脂組成物)における粒子の含有量は、硬化樹脂層11のアンチブロッキング性を確保する観点から、硬化性樹脂100質量部あたり、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは8質量部以上である。硬化樹脂層11における粒子の含有量は、導電層付フィルムXの第1最表面Xaの平滑性確保の観点から、硬化性樹脂100質量部あたり、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは12質量部以下である。
 表面11aの表面粗さRa(JIS B 0601-2001に基づく算術平均表面粗さ)は、硬化樹脂層11のアンチブロッキング性を確保する観点から、好ましくは1nm以上、より好ましくは3nm以上、更に好ましくは5nm以上である。表面11aの表面粗さRaは、導電層付フィルムXの第1最表面Xaの平滑性確保の観点から、好ましくは20nm以下で、より好ましくは15nm以下、更に好ましくは12nm以下である。
 硬化樹脂層11の厚さは、同層のアンチブロッキング性を確保する観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.3μm以上、更に好ましくは0.5μm以上、特に好ましくは0.8μm以上である。硬化樹脂層11の厚さは、導電層付フィルムXの薄型化の観点から、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、更に好ましくは3μm以下である。
 硬化樹脂層12は、フィルム基材10の第2面10b側に配置されている。硬化樹脂層12は、本実施形態では、第2面10b上に配置されている。すなわち、硬化樹脂層12は、本実施形態では第2面10bに接する。また、硬化樹脂層12は、フィルム基材10とは反対側に表面12aを有する。
 硬化樹脂層12は、本実施形態では、金属導電層14の表面14aに擦り傷が形成されにくくするためのハードコート層である。硬化樹脂層12は、硬化性樹脂組成物(第2硬化性樹脂組成物)の硬化物である。第2硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂を含有する。硬化性樹脂としては、例えば、硬化樹脂層11に関して上記した硬化性樹脂が挙げられる。硬化樹脂層12の高硬度の確保の観点からは、硬化性樹脂としては、好ましくは、アクリルウレタン樹脂およびアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも一つが用いられる。また、硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型樹脂および熱硬化型樹脂が挙げられる。高温加熱せずに硬化可能であるために導電層付フィルムXの製造効率向上に役立つ観点から、硬化性樹脂としては、紫外線硬化型樹脂が好ましい。第2硬化性樹脂組成物中の硬化性樹脂が紫外線硬化型樹脂である場合、硬化樹脂層12は、紫外線硬化型樹脂の硬化物層である。
 第2硬化性樹脂組成物は、粒子を含有してもよい。すなわち、硬化樹脂層12は、粒子を含有してもよい。粒子としては、例えば、硬化樹脂層11に関して上記した粒子が挙げられる。第2硬化性樹脂組成物が硬化性樹脂としての紫外線硬化型樹脂に加えて粒子を含有する場合、硬化樹脂層12は、粒子を含有する紫外線硬化型樹脂の硬化物層である。
 硬化樹脂層12の厚さは、金属導電層14において充分な耐擦過性を確保する観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.3μm以上、更に好ましくは0.5μm以上、特に好ましくは0.8μm以上である。硬化樹脂層12の厚さは、導電層付フィルムXの薄型化の観点から、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、更に好ましくは3μm以下である。
 硬化樹脂層12の表面12a(金属導電層14側の表面)は、表面改質処理されていてもよい。表面改質処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、およびカップリング剤処理が挙げられる。
 金属酸化物層13は、硬化樹脂層12の表面12a側に配置されている。金属酸化物層13は、本実施形態では、表面12a上に配置されている。すなわち、金属酸化物層13は、本実施形態では表面12aに接する。また、金属酸化物層13は、硬化樹脂層12とは反対側に表面13aを有する。
 金属酸化物層13を形成する金属酸化物中の金属としては、例えば、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、鉄、および、これらの合金が挙げられる。金属酸化物層13は、導電層付フィルムXにおける金属導電層14の密着性を確保する観点から、金属導電層14と同一の金属元素(共通金属元素)を含み、好ましくは、共通金属元素として銅を含む。また、共通金属元素は、金属酸化物層13の主金属であるのが好ましい。金属酸化物層13の主金属とは、金属酸化物層13中の金属元素のうち原子数割合が最も大きな金属元素とする。
 金属酸化物層13の厚さは、導電層付フィルムXにおける金属導電層14の密着性を確保する観点から、15nm以下であり、好ましくは12nm以下、より好ましくは10nm以下、更に好ましくは9nm以下、特に好ましくは6nm以下である。金属酸化物層13の厚さは、導電層付フィルムXにおける金属導電層14の密着性を確保する観点から、好ましくは1nm以上、より好ましくは2nm以上、更に好ましくは3nm以上である。
 金属導電層14は、金属酸化物層13の表面13a側に配置されている。金属導電層14は、本実施形態では、表面13a上に配置されている。すなわち、金属導電層14は、本実施形態では表面13aに接する。また、金属導電層14は、金属酸化物層13とは反対側に表面14aを有する。表面14aが、導電層付フィルムXの他方の最表面(第2最表面Xb)である。
 金属導電層14は、導電性金属から形成された層である。導電性金属としては、例えば、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、鉄、および、これらの合金が挙げられる。金属導電層14は、高い導電性を確保する観点から、好ましくは、銅、銀、アルミニウム、およびニッケルからなる群より選択される少なくとも一つの金属元素を含み、より好ましくは銅を主金属として含む。金属導電層14の主金属とは、金属導電層14中の金属元素のうち原子数割合が最も大きな金属元素とする。
 金属導電層14の厚さは、金属導電層14の低抵抗化の観点から、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上、更に好ましくは150nm以上、特に好ましくは180nm以上である。金属導電層14の厚さは、導電層付フィルムXの反りの抑制の観点から、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは1μm以下、一層好ましくは500nm以下、より一層好ましくは300nm以下、特に好ましくは250nm以下である。
 導電層付フィルムXは、ロールトゥロール方式において、例えば以下のように製造される。
 まず、図2Aに示すように、フィルム基材10の第1面10a上に硬化樹脂層11を形成する(第1硬化樹脂層形成工程)。硬化樹脂層11は、第1面10a上に上述の第1硬化性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成した後、この塗膜を硬化させることによって形成できる。第1硬化性樹脂組成物が紫外線硬化型樹脂を含有する場合には、紫外線照射によって塗膜を硬化させる。第1硬化性樹脂組成物が熱硬化型樹脂を含有する場合には、加熱によって前記塗膜を硬化させる。
 次に、図2Bに示すように、フィルム基材10の第2面10b上に硬化樹脂層12を形成する(第2硬化樹脂層形成工程)。硬化樹脂層12は、第2面10b上に上述の第2硬化性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成した後、この塗膜を硬化させることによって形成できる。第2硬化性樹脂組成物が紫外線硬化型樹脂を含有する場合には、紫外線照射によって塗膜を硬化させる。第2硬化性樹脂組成物が熱硬化型樹脂を含有する場合には、加熱によって前記塗膜を硬化させる。
 次に、図2Cに示すように、硬化樹脂層12の表面12a上に金属酸化物層13を形成する(金属酸化物層形成工程)。具体的には、スパッタリング法により、表面12a上に金属酸化物を成膜して金属酸化物層13を形成する。こうして形成される金属酸化物層13は、スパッタ膜である。スパッタリング法は、表面13aの平滑性が高い金属酸化物層13を形成するのに好ましい。表面13aの平滑性が高いことは、金属酸化物層13上に形成される金属導電層14において、表面14aの凹凸を抑制するのに役立つ。そのため、金属酸化物層13がスパッタ膜であることは、金属導電層14において、表面14aの凹凸を抑制して、電波通過時の導体損失を低減するのに好ましい(導電層の表面凹凸が大きいほど、当該導電層の電波通過時の導体損失は大きい)。また、スパッタリング法は、反応性ガスとしての酸素ガスを用いる反応性スパッタリング法であってもよい。
 次に、図2Dに示すように、金属酸化物層13の表面13a上に金属導電層14を形成する(金属導電層形成工程)。具体的には、スパッタリング法により、表面13a上に導電性金属を成膜して金属導電層14を形成する。こうして形成される金属導電層14は、スパッタ膜である。スパッタリング法は、表面14aの凹凸が抑制された金属導電層14を形成するのに好ましい。そのため、金属導電層14がスパッタ膜であることは、金属導電層14において、表面14aの凹凸を抑制して、電波通過時の導体損失を低減するのに好ましい。
 以上のようにして、導電層付フィルムXを製造できる。
 導電層付フィルムXは、図3に示すように、硬化樹脂層11を備えなくてもよい。このような導電層付フィルムXは、第1硬化樹脂層形成工程を実施しないこと以外は上述の製造方法と同様の方法によって製造できる。導電層付フィルムXのロール体における最表面Xa,Xb間のブロッキングを抑制する観点からは、導電層付フィルムXは、図1に示すように硬化樹脂層11を備えるのが好ましい。
 導電層付フィルムXは、図4に示すように、硬化樹脂層12を備えなくてもよい。このような導電層付フィルムXは、第2硬化樹脂層形成工程を実施しないこと以外は上述の製造方法と同様の方法によって製造できる。金属導電層14の耐擦過性を確保する観点からは、導電層付フィルムXは、図1に示すように硬化樹脂層12を備えるのが好ましい。
 導電層付フィルムX(図1,図3,図4)において、金属導電層14を所定のアンテナ形状にパターニングすることにより、フィルムアンテナを製造できる。フィルムアンテナにおいては、電波が高周波化するほど、アンテナ(パターニングされた金属導電層14)を通る電波の送受信時の伝送損失は大きくなる。伝送損失には誘電損失と導体損失とが含まれ、誘電損失は、フィルム基材10の比誘電率の1/2乗に比例する。
 導電層付フィルムXは、上述のように、フィルム基材10としてシクロオレフィン樹脂フィルム基材を備える。シクロオレフィン樹脂は、比誘電率が相当程度に小さい。そのため、導電層付フィルムXは、金属導電層14における誘電損失を低減して伝送損失を低減するのに適する。
 導電層付フィルムXは、上述のように、金属酸化物層13と金属導電層14とが同一の金属元素を含み、且つ、金属酸化物層13が15nm以下の厚さを有する。そのため、導電層付フィルムXは、高温高湿環境下での金属導電層14の密着性を確保するのに適する。具体的には、後記の実施例および比較例をもって示すとおりである。金属酸化物層13が厚いほど、高温高湿環境下では、フィルム基材10からの水分が金属酸化物層13側から外部に放出されにくく、基材に対する金属酸化物層13を介しての金属導電層14の密着性が低下すると考えられる。
 本発明について、以下に実施例を示して具体的に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されない。また、以下に記載されている配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上述の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの上限(「以下」または「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」または「超える」として定義されている数値)に代替できる。
〔実施例1〕
 シクロオレフィン樹脂(COP)フィルム基材(品名「ゼオノア ZF16」,厚さ100μm,ZEON社製)の一方の面(第1面)に、硬化性組成物C1を塗布して塗膜を形成した。硬化性組成物C1は、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂(品名「アイカトロン Z844L」,アイカ社製)100質量部(樹脂分量)と、シリカ粒子(品名「CSZ9281」,平均一次粒子径30nm,CIKナノテック社製)10質量部と、溶媒としてのメチルイソブチルケトンとを含有する。次に、COPフィルム基材上の塗膜を乾燥させた後、紫外線照射によって当該塗膜を硬化させて、厚さ1μmの第1硬化樹脂層を形成した(第1硬化樹脂層形成工程)。
 次に、第1硬化樹脂層付きCOPフィルム基材の第2面(第1面とは反対側の面)に、硬化性組成物C2を塗布して塗膜を形成した。硬化性組成物C2は、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂(品名「アイカトロン Z844L」,アイカ社製)100質量部(樹脂分量)と、シリカ粒子(品名「CSZ9281」,平均一次粒子径30nm,CIKナノテック社製)10質量部と、溶媒としてのメチルイソブチルケトンとを含有する。次に、COPフィルム基材上の塗膜を乾燥させた後、紫外線照射によって当該塗膜を硬化させて、厚さ1μmの第2硬化樹脂層を形成した(第2硬化樹脂層形成工程)。
 次に、スパッタリング法により、第2硬化樹脂層上に、厚さ3nmの酸化銅層を金属酸化物層として形成した(金属酸化物層形成工程)。スパッタリング法では、ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置(巻取式のDCマグネトロンスパッタリング装置)を使用した。スパッタ成膜装置は、ワークフィルムを長さ方向に走行させつつ成膜プロセスを実施できる成膜室を備える。スパッタ成膜の条件は、次のとおりである。
 スパッタ成膜装置の成膜室内の到達真空度が0.9×10-4Paに至るまで成膜室内を真空排気した後、成膜室内にスパッタリングガスとしてのArを導入し、成膜室内の気圧を0.4Paとした。装置内でのワークフィルムの走行速度は3.0m/分とした。ワークフィルムの走行方向に作用する張力(走行張力)は200N/mとした。ターゲットとしては、酸化銅(CuO)ターゲットを用いた。ターゲットに対する電圧印加のための電源としては、DC電源を用いた。DC電源の出力0.9kWとした。ターゲット上の水平磁場強度は40mTとした。成膜温度(CuO層が形成されるワークフィルムの温度)は40℃とした。
 次に、スパッタリング法により、金属酸化物層上に、厚さ200nmのCu層を金属導電層として形成した(金属導電層形成工程)。スパッタリング法では、ロールトゥロール方式の上述のスパッタ成膜装置を使用した。スパッタ成膜の条件は、次のとおりである。
 スパッタ成膜装置の成膜室内の到達真空度が0.9×10-4Paに至るまで成膜室内を真空排気した後、成膜室内にスパッタリングガスとしてのArを導入し、成膜室内の気圧を0.4Paとした。装置内でのワークフィルムの走行速度は3.0m/分とした。ワークフィルムの走行方向に作用する張力(走行張力)は200N/mとした。ターゲットとしては、Cuターゲットを用いた。ターゲットに対する電圧印加のための電源としては、DC電源を用いた。DC電源の出力78.3kWとした。ターゲット上の水平磁場強度は40mTとした。成膜温度(Cu層が形成されるワークフィルムの温度)は40℃とした。
 以上のようにして、実施例1の長尺の導電層付フィルム(ロールの形態をとる)を作製した。実施例1の導電層付フィルムは、第1硬化樹脂層(厚さ1μm,シリカ粒子含有)と、COPフィルム基材(厚さ100μm)と、第2硬化樹脂層(厚さ1μm,シリカ粒子含有)と、CuO層(厚さ3nm)と、Cu層(厚さ200nm)とを、厚さ方向にこの順で備える。
〔実施例2〕
 金属酸化物層形成工程において形成するCuO層の厚さを3nmから6nmに変えたこと以外は実施例1の導電層付フィルムと同様にして、実施例2の導電層付フィルムを作製した。
〔実施例3〕
 金属酸化物層形成工程において形成するCuO層の厚さを3nmから9nmに変えたこと以外は実施例1の導電層付フィルムと同様にして、実施例3の導電層付フィルムを作製した。
〔比較例1〕
 金属酸化物層形成工程において形成するCuO層の厚さを3nmから20nmに変えたこと以外は実施例1の導電層付フィルムと同様にして、比較例1の導電層付フィルムを作製した。
〔比較例2〕
 金属酸化物層形成工程において形成するCuO層の厚さを3nmから45nmに変えたこと以外は実施例1の導電層付フィルムと同様にして、比較例2の導電層付フィルムを作製した。
〔比較例3〕
 金属酸化物層形成工程を実施せずに金属層形成工程を実施したこと以外は実施例1の導電層付フィルムと同様にして、比較例3の導電層付フィルムを作製した。比較例3の導電層付フィルムは、第1硬化樹脂層(厚さ1μm,シリカ粒子含有)と、COPフィルム基材(厚さ100μm)と、第2硬化樹脂層(厚さ1μm,シリカ粒子含有)と、Cu層(厚さ200nm)とを、厚さ方向にこの順で備える。
〔比較例4〕
 金属酸化物層形成工程において、酸化銅ターゲットを用いたスパッタリング法に代えてチタンターゲットを用いたスパッタリング法(反応性スパッタリング法)を実施したこと以外は実施例1の導電層付フィルムと同様にして、比較例4の導電層付フィルムを作製した。比較例4の導電層付フィルムは、第1硬化樹脂層(厚さ1μm,シリカ粒子含有)と、COPフィルム基材(厚さ100μm)と、第2硬化樹脂層(厚さ1μm,シリカ粒子含有)と、酸化チタン層(厚さ3nm)と、Cu層(厚さ200nm)とを、厚さ方向にこの順で備える。
 スパッタ成膜装置の成膜室内の到達真空度が0.9×10-4Paに至るまで成膜室内を真空排気した後、成膜室内にスパッタリングガスとしてのArおよび酸素(反応性ガス)を導入し、成膜室内の気圧を0.4Paとした。また成膜室に導入されるArおよび酸素の合計導入量に対する酸素導入量の割合は約16流量%とした。装置内でのワークフィルムの走行速度は3.0m/分とした。ワークフィルムの走行方向に作用する張力(走行張力)は200N/mとした。ターゲットとしては、チタンターゲットを用いた。ターゲットに対する電圧印加のための電源としては、DC電源を用いた。DC電源の出力38.0kWとした。ターゲット上の水平磁場強度は40mTとした。成膜温度(酸化チタン層が形成されるワークフィルムの温度)は-8℃とした。
 〈比誘電率〉
 上記のシクロオレフィン樹脂フィルム基材の比誘電率を測定した。具体的には、まず、シクロオレフィン樹脂フィルム基材から、測定用の試料片(60mm×60mm)を切り出した。次に、シクロオレフィン樹脂フィルム基材を、主電極と対電極との間に配置した(両電極で挟んだ)。主電極および対電極としては、それぞれ、アルミニウム電極(品名「SE-70」,厚さ5mm,安藤電気社製)を用いた。そして、21℃および相対湿度55%の環境下において、測定装置(品名「precision LCR meter HP-4284A」,アジレント・テクノロジー社製)により、容量法に基づき所定周波数(1kHz,10kHz,100kHz)での試料片の比誘電率を測定した。試料片(シクロオレフィン樹脂フィルム基材)について測定された100kHzでの比誘電率は、2.4であった。
〈密着性〉
 実施例1,2および比較例1~4の各導電層付フィルムについて、次のようにして金属導電層の密着性を調べた。
 まず、導電層付フィルムごとに2種類の評価用のサンプルフィルム(第1・第2サンプルフィルム)を作製した。第1サンプルフィルムの作製においては、まず、導電層付フィルムからフィルム片(50mm×50mm)を切り出した。次に、フィルム片の金属導電層側の表面において、第1方向に直線的に延びる11本の平行な第1の切り込み(1mm間隔)と、第1方向と直交する第2方向に直線的に延びる11本の平行な第2の切り込み(1mm間隔)とを形成し、第1および第2の切り込みによって100個のマス目を形成した。これにより、第1サンプルフィルムを得た。各切込みは、厚さ方向において、金属導電層側の表面からフィルム基材にまで至っている。
 第2サンプルフィルムは、次のこと以外は第1サンプルフィルムと同様にして作製した。導電層付フィルムから切り出したフィルム片を、85℃および相対湿度85%の恒温恒湿槽内に48時間投入した(高温高湿試験)。次に、フィルム片を、恒温恒湿槽外に取り出し、24時間、室温で放置した(この後、第1サンプルフィルムと同様に、フィルム片の金属導電層側の表面に100個のマス目を形成した)。
 次に、サンプルフィルムごとに、JIS K 5600-5-6(1999)に準拠して密着性試験を実施した。具体的には、まず、サンプルフィルムの金属導電層側表面に対し、100個のマス目の全てを覆うように所定の片面粘着テープを貼り付けた。次に、第1方向に粘着テープを引きはがした。そして、粘着テープを引きはがした後のマス目を観察し、下記の基準(分類0~分類5)に基づき、金属導電層の密着性を評価した。その評価結果を表1に示す。具体的には、表1には、第1サンプルフィルムによる評価結果を初期の密着性として示し、第2サンプルフィルムによる評価結果を高温高湿48時間後の密着性として示しす。
分類0:少なくとも一部が剥がれているマス目の数が0(どのマス目にも剥がれが生じていない)
分類1:少なくとも一部が剥がれているマス目の数が5未満
分類2:少なくとも一部が剥がれているマス目の数が5以上15未満
分類3:少なくとも一部が剥がれているマス目の数が15以上35未満
分類4:少なくとも一部が剥がれているマス目の数が35以上65未満
分類5:少なくとも一部が剥がれているマス目の数が65以上
 実施例1~3の各導電層付フィルムでは、金属酸化物層としての酸化銅層と、金属導電層としての銅層とが、共通金属元素として銅を含み、且つ、金属酸化物層(酸化銅層)の厚さが15nm以下である。このような導電層付フィルムにおいては、高温高湿48時間後の金属導電層の密着性について高い評価(分類1)が得られた。
 これに対し、比較例1,2の各導電層付フィルムでは、金属酸化物層と金属導電層とが共通金属元素として銅を含むが、金属酸化物層の厚さが20nm以上である。比較例3の導電層付フィルムは金属酸化物層を備えない。比較例4の導電層付フィルムでは、金属酸化物層の厚さが15nm以下であるが、金属酸化物層と金属導電層とが共通金属元素を含まない。これらの導電層付フィルムにおいては、高温高湿48時間後の金属導電層の密着性について、実施例1~3の導電層付フィルムよりも、評価が低かった(評価は分類3または分類4であり、密着性は大きく低下した)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明の導電層付フィルムは、フィルム状のアンテナ(フィルムアンテナ)を製造するのに用いることができる。
X     導電層付フィルム
Xa    第1最表面
Xb    第2最表面
H     厚さ方向
10    フィルム基材(シクロオレフィン樹脂フィルム基材)
11,12 硬化樹脂層
13    金属酸化物層
14    金属導電層

Claims (4)

  1.  シクロオレフィン樹脂フィルム基材と、金属酸化物層と、金属導電層とを厚さ方向にこの順で備える導電層付フィルムであって、
     前記金属酸化物層と前記金属導電層とが同一の金属元素を含み、
     前記金属酸化物層が15nm以下の厚さを有する、導電層付フィルム。
  2.  前記金属元素が、銅、銀、アルミニウムおよびニッケルからなる群より選択される少なくとも一つである、請求項1に記載の導電層付フィルム。
  3.  前記シクロオレフィン樹脂フィルム基材と前記金属酸化物層との間に更に硬化樹脂層を含む、請求項1に記載の導電層付フィルム。
  4.  請求項1から3のいずれか一つに記載の導電層付フィルムを備える、フィルムアンテナ用積層フィルム。
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