(57)【要約】【課題】タッチパネルの透過度を向上させ、コストダウンと共に構造の薄型化を実現することが可能な、炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム、およびこれを下板透明電極として用いるタッチパネルの提供。【解決手段】透明なポリカーボネートフィルムの少なくとも一面に、炭素ナノチューブとバインダーとを混合した炭素ナノチューブバインダー混合液のコーティングによって透明伝導性膜が形成されてなる、炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルムを提供する。【選択図】図１Ｂ
2010043237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なポリカーボネートフィルムの少なくとも一面に、炭素ナノチューブとバインダーとを混合した炭素ナノチューブバインダー混合液のコーティングによって透明伝導性膜が形成されたことを特徴とする、炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項２】
前記炭素ナノチューブは、単一壁炭素ナノチューブ、二重壁炭素ナノチューブ、多重壁炭素ナノチューブ、およびこれらの混合物から選ばれた１種を含むことを特徴とする、請求項１に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項３】
前記透明伝導性フィルムは、面抵抗が１０３Ω／ｓｑ以下であり、透過度が５４０〜５６０ｎｍで７０％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項４】
前記透明伝導性フィルムは、
前記ポリカーボネートフィルムの少なくとも一面に、前記炭素ナノチューブバインダー混合液のコーティングにおいてバインダーの含量が一定な単層の透明伝導性膜、またはバインダーの含量が相異なる多層の透明伝導性膜が形成されてなることを特徴とする、請求項１に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項５】
前記多層の透明伝導性膜は、少なくとも伝導層を含み、前記伝導層の上層にコートされる保護層、または前記伝導層の下層にコートされる接着層をさらに含んでなることを特徴とする、請求項４に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項６】
前記伝導層は、前記接着層または前記保護層に比べて相対的に低いバインダーの含量を持つことを特徴とする、請求項５に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項７】
前記多層の透明伝導性膜は、
前記ポリカーボネートフィルムの上層にコートされる接着層と、
前記接着層の上層にコートされる伝導層と、
前記伝導層の上層にコートされる保護層とを含んでなることを特徴とする、請求項５に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項８】
前記接着層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であり、
前記伝導層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜５０重量部であり、
前記保護層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であることを特徴とする、請求項７に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項９】
前記多層の透明伝導性膜は、
前記ポリカーボネートフィルムの上層にコートされる接着層と、
前記接着層の上層にコートされ、伝導層および保護層の役割を同時に行う伝導／保護混合伝導層とを含んでなることを特徴とする、請求項５に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項１０】
前記接着層のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であり、
前記伝導／保護混合伝導層のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜７０重量部であることを特徴とする、請求項９に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項１１】
前記多層の透明伝導性膜は、
前記ポリカーボネートフィルム質の上層にコートされ、伝導層および接着層の役割を同時に果たす伝導／接着混合伝導層と、
前記伝導／接着混合伝導層の上層にコートされる保護層とを含んでなることを特徴とする、請求項５に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項１２】
前記伝導／接着混合伝導層のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜７０重量部であり、
前記保護層のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であることを特徴とする、請求項１１に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項１３】
前記バインダーは、熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂、シラン化合物、チタン化合物、高分子共重合体、自己組立型樹脂、伝導性高分子、およびこれらの組み合わせから選ばれた物質を含む有機物質の中から選ばれた１種からなることを特徴とする、請求項１に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項１４】
前記炭素ナノチューブは、０．５〜１５ｎｍ未満の外径を持つことを特徴とする、請求項１に記載の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム。
【請求項１５】
液晶表示画面を保護する保護層、並びに前記保護層の上層にスペーサを挟んで形成された下板透明電極および上板透明電極を含んでなるタッチパネルにおいて、
請求項１〜１４のいずれか１項の炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルムが、前記液晶表示画面の保護層として使用されると共に下板透明電極として使用されたことを特徴とする、タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明なポリカーボネートフィルムの一面に、炭素ナノチューブを用いた透明伝導性膜を形成した透明伝導性フィルム、およびこれを用いたタッチパネルに係り、特に、既存のＩＴＯコートされたポリエチレンテレフタレート基板を排除することにより、タッチパネルの透過度が優れ且つ製造工程が簡単である、炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム、およびこれを用いたタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、透明伝導性フィルムとは、高い導電性（１×１０３Ω／ｓｑ以下の面抵抗）と可視領域における高い透過率を持たなければならない。このような透明伝導性フィルムは、透明度および導電性を必要とするプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）素子、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、有機電子発光素子（ＯＬＥＬ）、タッチパネルまたは太陽電池などに用いられる。
【０００３】
特に、本発明では、タッチパネルに使用される透明伝導性フィルムについて考察する。
【０００４】
一般に、タッチパネル(touch panel)は、キーボードなどの別途の入力装置を使用せず、液晶表示画面に表示された文字や図形などに人の手またはタッチペンなどの物体を接触させると、これを入力信号として認識する装置をいう。
【０００５】
このようなタッチパネルは、図１Ａに示すように、液晶表示画面（ＬＣＤ）１０の上層に、液晶表示画面を保護する保護層２０が形成され、その上層には透明伝導性フィルムとして下板透明電極３０と上板透明電極４０がスペーサ５０を挟んで形成され、その上層にはＰＭＭＡおよびハードコーティングによる外部保護層６０がさらに形成される。
【０００６】
前記液晶表示画面１０の保護層２０としてはポリカーボネートが一般に使用される。透明伝導性フィルムである下板透明電極３０および上板透明電極４０は、電極としての機能を有すると同時に、可視光線領域で少なくとも透過率７０％以上の透明度を持たなければならない。
【０００７】
このような透明電極として従来から最も広く使用されるものは、インジウムスズ酸化物（以下、「ＩＴＯ」という）である。前記ＩＴＯは、諸般物性が優れるし、現在まで工程投入の経験が多いという利点を持っているが、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）は、亜鉛（Ｚｎ）鉱山などで副産物として生産されるため、需給が不安定であるという問題点がある。また、ＩＴＯ膜は、柔軟性がないため、ポリマー基質などのフレキシブルな材質には使用しないという欠点があり、高温、高圧環境下で製造が可能なので生産コストが高くなるという問題点がある。
【０００８】
また、前記ＩＴＯを液晶表示画面の保護層にコートしてタッチパネルの透明電極として使用するときに最も大きい問題点は、保護層として使用されたポリカーボネートとの付着力である。一般に、ポリカーボネートとＩＴＯは相互間に付着力があまり高くないため、ＩＴＯをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の上層にコートした後、これを保護層としてのポリカーボネートの上面に付着させる方法を使用している。
【０００９】
ところが、このような方法は、液晶表示画面の透過度を低下させるうえ、ポリエチレンテレフタレートの上層にＩＴＯコーティングという別途の工程手続きを付加して費用を増加させ、その分だけタッチパネルの厚さを厚くするという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、その目的とするところは、透明なポリカーボネートフィルムの少なくとも一面に炭素ナノチューブバインダー混合液をコートし、炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルムを提供し、既存のタッチパネルで下板透明電極用として使用されるポリエチレンテレフタレートフィルムを排除し、液晶表示画面の保護層として使用されるポリカーボネートフィルムに炭素ナノチューブを用いて直接透明伝導性膜を形成することにより、タッチパネルの透過度を向上させ、コストダウンと共に構造の薄型化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、透明なポリカーボネートフィルムの少なくとも一面に、炭素ナノチューブとバインダーとを混合した炭素ナノチューブバインダー混合液のコーティングによって透明伝導性膜が形成されたことを特徴とする、炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルム、およびこれを下板透明電極として用いるタッチパネルを提供する。
【００１２】
また、前記炭素ナノチューブは、単一壁炭素ナノチューブ、二重壁炭素ナノチューブ、多重壁炭素ナノチューブ、およびこれらの混合物から選ばれた１種からなることが好ましい。
【００１３】
また、前記透明伝導性フィルムは、面抵抗が１０３Ω／ｓｑ以下であり、透過度が５４０〜５６０ｎｍで７０％以上であることが好ましい。
【００１４】
また、前記透明伝導性フィルムは、前記ポリカーボネートフィルムの少なくとも一面に、前記炭素ナノチューブバインダー混合液のコーティングにおいてバインダーの含量が一定な単層の透明伝導性膜、またはバインダーの含量が相異なる多層の透明伝導性膜が形成されてなることが好ましい。
【００１５】
また、前記多層の透明伝導性膜は、少なくとも伝導層を含み、前記伝導層の上層にコートされる保護層、または前記伝導層の下層にコートされる接着層をさらに含んでなることが好ましい。
【００１６】
前記伝導層は、前記接着層または前記保護層に比べて相対的に低いバインダー含量を持つことが好ましい。
【００１７】
また、前記多層の透明伝導性膜は、前記ポリカーボネートフィルムの上層にコートされる接着層と、前記接着層の上層にコートされる伝導層と、前記伝導層の上層にコートされる保護層とを含んでなり、前記接着層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であり、前記伝導層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜５０重量部であり、前記保護層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であることが好ましい。
【００１８】
また、前記多層の透明伝導性膜は、前記ポリカーボネートフィルムの上層にコートされる接着層と、前記接着層の上層にコートされ、伝導層および保護層の役割を同時に行う伝導／保護混合伝導層とを含んでなり、前記接着層のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であり、前記伝導／保護混合伝導層のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜７０重量部であることが好ましい。
【００１９】
また、前記多層の透明伝導性膜は、前記ポリカーボネートフィルム質の上層にコートされ、伝導層および接着層の役割を同時に果たす伝導／接着混合伝導層と、前記伝導／接着混合伝導層の上層にコートされる保護層とを含んでなり、前記伝導／接着混合伝導層のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜７０重量部であり、前記保護層のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であることが好ましい。
【００２０】
ここで、前記バインダーは、熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂、シラン化合物、チタン化合物、高分子共重合体、自己組立型樹脂、伝導性高分子、およびこれらの組み合わせから選ばれた物質を含む有機物質の中から選ばれた１種からなることが好ましい。
【００２１】
また、前記炭素ナノチューブは、０．５〜１５ｎｍ未満の外径を持つことが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
上述したように、本発明は、透明なポリカーボネートフィルムの少なくとも一面に炭素ナノチューブバインダー混合液をコートすることにより、炭素ナノチューブがコートされたポリカーボネート透明伝導性フィルムを提供する。また、本発明は、既存のタッチパネルで下板透明電極用として使用されるポリエチレンテレフタレートフィルムを排除し、液晶表示画面の保護層として使用されるポリカーボネートフィルムに炭素ナノチューブを用いて直接透明伝導性膜を形成することにより、タッチパネルの透過度を向上させ、コストダウンと共に構造の薄型化を実現することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、炭素ナノチューブとバインダーとを混合して製造された一液型炭素ナノチューブバインダー混合液が、透明なポリカーボネートフィルムの両面または一面（以下、説明の便宜上、「上層」という）にコートされて透明伝導性膜が形成された、ポリカーボネート透明伝導性フィルムに関する。
【００２４】
前記ポリカーボネート透明伝導性フィルムは、面抵抗が１０３Ω／ｓｑ以下、透過度が５４０〜５６０ｎｍで７０％以上とならなければならず、各種透明表示素子の電極として使用できる。
【００２５】
特に、前記ポリカーボネート透明伝導性フィルムは、既存のタッチパネルで液晶表示画面の保護層として使用されるポリカーボネートフィルムに前記炭素ナノチューブバインダー混合液をコートし、前記ポリカーボネートフィルムに直接炭素ナノチューブからなる透明伝導性膜を形成させることにより、従来のタッチパネルに比べて透過度が向上し、薄型化の実現が可能であり、従来のポリカーボネートフィルムとの接着力の向上のために使用された、ＩＴＯコートされたポリエチレンテレフタレートの使用を排除して簡単な工程による費用節減を図ることができる。
【００２６】
図１Ａは従来のタッチパネルに対する概略断面図、図１Ｂは本発明に係るタッチパネルに対する概略断面図である。図１Ａに示すように、タッチパネルは、液晶表示画面１０を保護する保護層２０、および保護層の上層にスペーサ５０を挟んで形成された下板透明電極３０および上板透明電極４０、並びにそれらの上層に形成された外部保護層６０とを含んでなる。
【００２７】
従来のタッチパネルの下板透明電極として、ポリカーボネートフィルム２０の上層に形成された、ＩＴＯコートされたポリエチレンテレフタレートを使用する代わりに、ポリカーボネートフィルム１００の上層に炭素ナノチューブからなる透明伝導性膜２００が形成された透明伝導性フィルムを下板透明電極として使用する。ここで、上板透明電極４０は、従来のものをそのまま使用しても構わない。図２Ａおよび図２Ｂは炭素ナノチューブからなる透明伝導性膜が形成されたポリカーボネート透明伝導性フィルムの表面写真を示す。
【００２８】
また、コーティングにおいてバインダー含量が一定な単層の透明伝導性膜を形成させるか、或いはバインダー含量による多数の炭素ナノチューブバインダー混合液を製造し、これを透明伝導性フィルムの機能および目的に応じてポリカーボネートフィルムの上層に順次コートすることにより、多層の透明伝導性膜が形成された透明伝導性フィルムを製造する。
【００２９】
前記単層からなる透明伝導性膜を形成する場合、伝導層だけでなく、保護層および接着層の役割を同時に果たすことができる。この際、単層透明伝導性コーティング膜のバインダー含量は、炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して１０〜９９．９重量部であることが好ましい。
【００３０】
前記多層の透明伝導性膜は、伝導性の確保のために少なくとも伝導層を含んでいなければならず、前記伝導層の上層または下層に保護層または接着層が形成されなければならない。このような伝導層、保護層および接着層は、バインダー含量による炭素ナノチューブバインダー混合液を製造し、この混合液をポリカーボネートフィルムの上層にその機能を行うことができるようにコートすることにより形成される。
【００３１】
前記伝導層の上層に形成される保護層の機能は、伝導層を成す炭素ナノチューブを含んだナノ粒子の飛散を防止し、透明伝導性フィルムの耐化学性、耐湿性および耐スクラッチ性を向上させる役割を果たす。
【００３２】
伝導層の下層、すなわちポリカーボネートフィルムの上層に形成される接着層の機能は、伝導層とポリカーボネートフィルムとの接着力を維持させて透明伝導性フィルムの耐久性、すなわちタッチパネルへの使用時のペン入力耐久性を向上させる役割を果たす。
【００３３】
このような多層の透明伝導性膜は、必要に応じて伝導層と保護層の２層、または伝導層と接着層の２層から形成してもよく、伝導層、保護層および接着層の３層から形成してもよい。必要に応じて、このような層を規則的または不規則的に繰り返して形成してもよい。
【００３４】
また、このような伝導層、保護層および接着層は、一般に、バインダー含量が増加するほど伝導性が低下する。このような点を考慮し、前記伝導層のバインダー含量は前記保護層および前記接着層のバインダー含量に比べて相対的に低く形成される。
【００３５】
まず、ポリカーボネートフィルムの上層に３層からなる透明伝導性膜が形成された場合、すなわちポリカーボネートフィルムの上層に接着層、伝導層および保護層が形成された場合には、前記接着層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であり、前記伝導層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜５０重量部であり、前記保護層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であることが好ましい。
【００３６】
前記伝導層に比べて接着層および保護層のバインダー含量がさらに高い場合は、主に電気伝導だけでなく、フィルムのペン入力耐久性がより保障されなければならない場合である。前述したように透明伝導性膜が３層からなる場合には、伝導層に含まれるバインダーの最大含量が炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して５０重量部となるようにし、相対的に優れた伝導性を持たせた。
【００３７】
すなわち、基本的にポリカーボネートフィルムの上層に形成される接着層、伝導層および保護層は、伝導性を有しながら、ポリカーボネートフィルムに接着される部分は接着性を向上させ、伝導層の表面はナノ粒子の飛散を防止するための保護機能を向上させるようにして、全体的に伝導層の機能を補完する。
【００３８】
一方、ポリカーボネートフィルムの上層に形成される透明伝導膜が２層からなる場合は、ポリカーボネートフィルムの上層に接着層が形成され、その上層に伝導層および保護層の機能を同時に行う伝導／保護混合伝導層が形成されるか、或いはポリカーボネートフィルムの上層に伝導／接着混合伝導層が形成され、その上層に保護層が形成される。
【００３９】
前記接着層および伝導／保護混合伝導層から透明伝導性膜が形成された場合には、前記接着層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であり、前記伝導／保護混合伝導層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜７０重量部であることが好ましい。
【００４０】
前記接着層および伝導／保護混合伝導層から透明伝導性膜が形成された場合にも、基本的に伝導性は持っており、前記接着層の場合にはバインダーの最大含量が炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して９９．９重量部となるようにして伝導層とポリカーボネートフィルムとの接着性を向上させ、透明伝導性フィルムの耐久性をさらに必要とする分野に使用されるようにする。
【００４１】
前記伝導および接着混合伝導層および保護層から透明伝導性膜が形成された場合には、前記伝導／接着混合伝導層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して０．１〜７０重量部であり、前記保護層のバインダー含量は炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０〜９９．９重量部であることが好ましい。
【００４２】
前記伝導／接着混合伝導層および保護層から透明伝導性膜が形成された場合にも、基本的に伝導性は持っており、前記伝導／接着混合伝導層のバインダーの最大含量が炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して７０重量部となるようにし、前記保護層の場合には、バインダーの最小含量が炭素ナノチューブとバインダーとの混合物１００重量部に対して２０重量部となるようにして、伝導層および接着層の複合機能を行えるようにすると同時に、バインダー含量の高い保護層によってナノ粒子の飛散を防止し、耐化学性、耐湿性および耐スクラッチ性をさらに必要とする分野に使用されるようにする。
【００４３】
前述したようにバインダーの含量に応じて多層の透明伝導性膜を形成し、透明伝導性フィルムの用途に応じて基本的に伝導層の機能は維持しながら、保護層の機能または接着層の機能をさらに強化させることができるようにした。
【００４４】
ここで、炭素ナノチューブは、単一壁炭素ナノチューブ、二重壁炭素ナノチューブ、および多重壁炭素ナノチューブのいずれか一つを選択して使用することができる。
【００４５】
前記炭素ナノチューブは、外径１５ｎｍ未満の比較的低価な炭素ナノチューブの使用が可能である。これは、３ｎｍ未満の炭素ナノチューブの使用のみが可能な従来の技術とは異なり、分散性の改善によってさらに大きい外径の炭素ナノチューブの使用も可能であることが分かる。多重壁炭素ナノチューブの場合、多重壁の増加による屈折率の変化およびレーリー(Rayleigh)散乱による透過度の損傷が発生するので、通常、粒子の分散などを考慮し、粒子サイズは波長（λ）／２０より小さい範囲で使用しなければならない。フィルムの透明性と炭素ナノチューブの分散性を考慮し、可視光線領域の場合、炭素ナノチューブとして少なくとも外径１５ｎｍ未満のものを使用することができる（ｄ＜λ／２０⇒ｄ＜〜１５ｎｍ）。これは、本発明に係る溶媒およびバインダーによって炭素ナノチューブの分散性が向上するためである。
【００４６】
炭素ナノチューブを１次的に分散させるために溶媒に溶解させるが、ここで、溶媒は、極性または非極性溶媒を含み、好ましくはアセトン、メチルエチルケトン、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ヘキサン、シクロヘキサノン、トルエン、クロロホルム、蒸留水、ジクロロベンゼン、ジメチルベンゼン、トリメチルベンゼン、ピリジン、メチルナフタレン、ニトロメタン、アクリロニトリル、オクタデシルアミン、アニリン、およびジメチルスルホキシドよりなる群から少なくとも一つ選択して炭素ナノチューブ分散溶液を製造する。
【００４７】
また、溶媒への均一な分散のために超音波分散法またはボールミル法を用い、炭素ナノチューブの用量および溶媒の量に応じて振動数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ範囲のパワー５０〜７００Ｗの超音波器で１時間〜６０時間適用して溶媒への炭素ナノチューブの均一な分散がなされるようにする。
【００４８】
また、前記溶媒への分散の際に分散安定剤をさらに添加して溶媒への分散性を一層向上させ、最終的な透明伝導性フィルムにおける物性の変化なく安定的な状態への維持を可能にして、物性の均一な透明伝導性フィルムを提供することを可能にする。
【００４９】
ここで、炭素ナノチューブ分散溶液を製造する前に、炭素ナノチューブ、溶媒およびバインダーへの分散性および分散安定性の確保のために、選択的に酸処理による表面機能化を行うこともできる。前記酸処理過程において、酸溶液は硝酸、塩酸、硫酸およびこれらの混合液からいずれか一つを選択して使用し、これにより炭素ナノチューブの末端および表面にカルボキシル基が導入される。炭素ナノチューブを蒸留水で洗浄しながら残留酸溶液を除去し、最終的にフィルタリングと乾燥過程を経ることにより、精製された、カルボキシル基で置換された炭素ナノチューブを得る。このように精製された炭素ナノチューブを前記溶媒に分散させて炭素ナノチューブ分散溶液を製造し、この炭素ナノチューブ分散溶液に後述のバインダーを混合する。
【００５０】
溶媒に分散した炭素ナノチューブ分散溶液の製造の際に、バインダーを入れて混合し、或いはバインダーと極性または非極性溶媒とを混合したバインダー溶液を別途に製造して、溶媒に分散した炭素ナノチューブ分散溶液に混合することにより、炭素ナノチューブとバインダーとが混合された炭素ナノチューブバインダー混合液を製造する。ここで、バインダーの含量は透明伝導性フィルムの用途および透明度、電気伝導度特性などを考慮し、前記範囲内で適切に決定し、多数の炭素ナノチューブバインダー混合液を製造する。
【００５１】
一般に、バインダーの含量は、ポリカーボネートフィルムの接着性、電気伝導性、透明性、分散性、化学的安定性、耐久性および耐スクラッチ性を決定する重要因子であって、バインダーの含量が増加すると、分散性、ポリカーボネートフィルム接着性、化学的安定性、耐久性および耐スクラッチ性などは増加する一方、電気伝導度および透明性は低下するので、これを考慮して最適のバインダー含量を選択して炭素ナノチューブバインダー混合液を製造する。
【００５２】
ここで、前記バインダーは、高分子樹脂、好ましくは熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂、シラン化合物、チタン化合物、高分子共重合体、自己組立型樹脂、伝導性高分子、およびこれらの組み合わせから選ばれた物質を含んで使用することができる。前記バインダーは、基本的に、炭素ナノチューブの分散性を向上させ、ポリカーボネートフィルムへの接着性を向上させ、化学的安定性、耐久性および耐スクラッチ性を改善させる役割を果たす。
【００５３】
ここで、前記ポリカーボネートフィルムへの炭素ナノチューブバインダー混合液のコーティング方法は、スプレー、ディップコーティング、スピンコーティング、スクリーンコーティング、インクジェットプリンティング、パッドプリンティング、ナイフコーティング、キスコーティング、およびグラビアコーティングのいずれか一つの方法によって行われることが好ましい。また、コーティング過程を経る前に、各コーティング方法に応じる溶媒の別途追加または減圧蒸留などの方法によって、前記炭素ナノチューブバインダー混合液の粘度を制御した後、ポリカーボネートフィルムにコートさせることもできる。
【００５４】
このようなコーティング方法によって前記ポリカーボネートフィルムの上面に透明伝導性フィルムの用途などに応じて数十〜数百ｎｍの厚さにコートし、溶媒乾燥およびバインダー物質の硬化過程を経ることにより、本発明に係る透明伝導性フィルムが完成される。
【００５５】
また、多層の透明伝導性膜の形成中に各層別に溶媒の乾燥およびバインダー物質の硬化過程を経てもよく、多層の透明伝導性膜の形成完了後に溶媒の乾燥およびバインダー物質の固化過程を経てもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】従来のタッチパネルに対する概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明に係るタッチパネルに対する概略断面図である。
【図２Ａ】本発明に係る炭素ナノチューブからなる透明伝導性膜が形成された厚さ１ｍｍのポリカーボネート透明伝導性フィルムの写真を示す。
【図２Ｂ】本発明に係るポリカーボネート透明伝導性フィルムのＳＥＭ写真を示す。
【符号の説明】
【００５７】
１０      液晶表示画面
２０      保護層
３０      下板透明電極
４０      上板透明電極
５０      スペーサ
６０      外部保護層
１００    ポリカーボネートフィルム
２００    透明伝導性膜
【図１Ａ】
2010043237.tif 000003
【図１Ｂ】
2010043237.tif 000004
【図２Ａ】
2010043237.tif 000005
【図２Ｂ】
2010043237.tif 000006