(57)【要約】      （修正有）【課題】極細導体繊維や、極細炭素繊維を用いる導電性繊維膜において、導電性パターン部と非導電性パターン部との色相、光線透過率、ヘイズ値の差異を少なくし、導電性パターン部と非導電性パターン部とが明確に視認されることのない導電性パターン被覆体の製造方法および導電性パターン被覆体を提供する。【解決手段】極細導体繊維３を含有する膜２を形成する工程と、大面積光源７０から前記極細導体繊維を含有する膜の所望の位置に露光光線７を照射して、前記極細導体繊維の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部５を形成する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法。【選択図】図１
2015076345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極細導体繊維を含有する膜を形成する工程と、大面積光源から前記極細導体繊維を含有する膜の所望の位置に露光光線を照射して、前記極細導体繊維の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法。
【請求項２】
極細導体繊維を含有する膜の上に、該極細導体繊維膜をイオン化させるアニオンを含有させた膜を形成する工程と、露光方式を用いて前記極細導体繊維を含有する膜の所望の位置に露光光線を照射して、前記極細導体繊維の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成する工程と、前記アニオンを含有させた膜を除去する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法。
【請求項３】
離型性を有する基体シート上に露光光線遮蔽パターン層を形成し、その上に極細導体繊維をイオン化させるアニオンを含有させた接着層を全面形成して転写シートを作製した後、この転写シートの該接着面と前記極細導体繊維を含有する膜表面とを接着させ、前記離型性を有する基体シートを剥がすことによって前記極細導体繊維を含有する膜上に接着層および露光光線遮蔽パターン層を形成し、その後露光光線を照射して、前記極細導体繊維を含有する膜の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成する工程と、前記接着層および光線遮蔽層を除去する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法。
【請求項４】
極細導体繊維が銀ナノワイヤであり、露光光線が可視光線であることを特徴とする請求項第１項から第３項のいずれかに記載の導電性パターン被覆体の製造方法。
【請求項５】
アニオンが塩化物イオン又は硝酸化物イオンであることを特徴とする請求項第４項に記載の導電性パターン被覆体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル、液晶や有機ＥＬ用のディスプレイ等の用途に適用可能な導電性パターン被覆体の製造方法および導電性パターン被覆体を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＴＯフィルムにとって代わる透明電極を提供する試みがなされており、特許文献1には、導電性繊維膜を形成する工程と、前記導電性繊維膜の所望の位置にレーザー光線を照射して、前記導電性繊維膜の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成する工程と、前記導電性繊維膜を基材表面に固定する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法が開示されている。
【０００３】
この特許文献1に記載の導電性繊維膜は、銀、銅、白金、金、ニッケル、シリコンなどの金属ナノチューブやナノワイヤの極細導体繊維、金属酸化物ナノチューブやカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、グラファイトフィブリルなどの極細炭素繊維等を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４４９６８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一般的なレーザー照射装置は光源の大きさが非常に小さく、レーザー光線自体も指向性および収束性のある光線であるため、照射できる面積は非常に小さいものとなり、導電性繊維膜を断線または消失させる面積が大きい場合にはパターン化に多大な時間と照射エネルギーが必要となり、生産性が著しく低くなる課題があった。それを補うために、ビーム径が大きい装置や複数の光源ユニットからなるレーザー照射装置を使用することもできるが、該装置の価格が非常に高価で莫大な初期投資が必要となりコストが見合わないケースが非常に多く、また、パターンの自由度も制限されるため、実際に適用できる製品は限られていた。また、レーザー光線を強く当てすぎるとその熱で下部にある基材が焦げる場合があり、レーザー光線が弱すぎると断線または消失が不十分となり絶縁性が保たれない場合があり、照射エネルギーの条件出しにも手間と労力が掛かる課題があった。
【０００６】
したがって、本発明は、以上のような従来技術の課題を考慮し、上記導電性パターン部と非導電性パターン部との色相、光線透過率、ヘイズ値の差異を少なくし、導電性パターン部と非導電性パターン部とが明確に視認されることのない導電性パターン被覆体の製造方法および導電性パターン被覆体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１実施態様は、極細導体繊維を含有する膜を形成する工程と、大面積光源から前記極細導体繊維を含有する膜の所望の位置に露光光線を照射して、前記極細導体繊維の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法である。
【０００８】
本発明の第２実施態様は、極細導体繊維を含有する膜の上に、該極細導体繊維膜をイオン化させるアニオンを含有させた膜を形成する工程と、露光方式を用いて前記極細導体繊維を含有する膜の所望の位置に露光光線を照射して、前記極細導体繊維の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成する工程と、前記アニオンを含有させた膜を除去する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法である。
【０００９】
本発明の第３実施態様は、離型性を有する基体シート上に露光光線遮蔽パターン層を形成し、その上に極細導体繊維をイオン化させるアニオンを含有させた接着層を全面形成して転写シートを作製した後、この転写シートの該接着面と前記極細導体繊維を含有する膜表面とを接着させ、前記離型性を有する基体シートを剥がすことによって前記極細導体繊維を含有する膜上に接着層および露光光線遮蔽パターン層を形成し、その後露光光線を照射して、前記極細導体繊維を含有する膜の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成する工程と、前記接着層および光線遮蔽層を除去する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法である。
【００１０】
本発明の第４実施態様は、前記第１実施態様から第３実施態様に記載の導電性パターン被覆体の製造方法において、極細導体繊維が銀ナノワイヤであり、露光光線が可視光または紫外線のいずれかであることを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法である。
【００１１】
本発明の第５実施態様は、前記第１実施態様から第４実施態様に記載の導電性パターン被覆体の製造方法において、アニオンが塩化物イオン又は硝酸化物イオンであることを特徴とする導電性パターン被覆体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法は、大面積光源から極細導体繊維膜の所望の位置に露光光線を照射することにより前記極細導体繊維の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成することを特徴とする。したがって、断線した状態または極細導体繊維の一部が消失して電気的に非接触となった状態ではあるものの、非導電性パターン部にも断線した極細導体繊維が残存する。そのため、導電性パターン部と非導電性パターン部との色相、光線透過率、ヘイズ値の差異が少ない導電性パターン被覆体を製造できる効果がある。また、大面積光源から露光光線を照射してパターン化するため、生産性が高く、照射エネルギーも少なくて済む効果がある。
【００１３】
また本発明の第２実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法は、前記極細導体繊維を含有する膜の上に、該極細導体繊維膜をイオン化させるアニオンを含有させた膜を形成する工程と、露光方式を用いて前記極細導体繊維を含有する膜の所望の位置に露光光線を照射して、前記極細導体繊維の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成する工程と、前記アニオンを含有させた膜を除去する工程を、少なくとも備えたことを特徴とする。したがって、含有させたアニオンが露光光線の照射によって活性化して極細導体繊維のイオン化を促進するので、導体繊維の一部を断線または消失させる工程が円滑に進む効果がある。なお、導電性パターン部を形成した後は、前記アニオンを含有させた膜を除去するので、導電性パターン部の導体繊維の断線または消失は生じない。
【００１４】
また本発明の第３実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法は、露光光線遮蔽パターン層と接着層を別の転写シート上に形成して、極細導体繊維を含有する膜に転写形成し、その後露光光線を照射して、前記極細導体繊維を含有する膜の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部を形成することを特徴とする。したがって、極細導体繊維を含有する膜上に直接アニオンを含有した接着層が形成されるわけではないので、直接形成した場合に生じるアニオンの汚染浸透などの不具合が生じない。したがって、導電性パターン部が接着層に含まれるアニオンによって汚染される懸念が一切ないという効果がある。
【００１５】
本発明の第４実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法は、極細導体繊維が銀ナノワイヤであり、露光光線が可視光線であることを特徴とする。したがって、導電性および光学特性が優れる銀ナノワイヤで構成されているので、生産性の高い透明導電パターンを形成できるという効果がある。また、可視光線の照射装置は汎用の安価な装置であるためコスト低減も可能である。そして、レーザー光線のような高エネルギーでないため条件出しもしやすく手間と労力が低減できる効果もある。
【００１６】
本発明の第５実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法は、アニオンが塩化物イオン又は硝酸化物イオンであることを特徴とする。したがって、効率的に銀ナノワイヤ等の導電性パターン部を形成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法の工程例を示す断面図である。
【図２】本発明の第二実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法の工程例を示す断面図である。
【図３】本発明の第三実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法の工程例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳述する。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は本発明の第一実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法の工程例を示す断面図であり、極細導体繊維３を電気的に接触させてなる導電性繊維膜２を形成する工程と、露光光線遮蔽パターン層９が形成されていない該導電性繊維膜２の箇所に大面積光源７０から露光光線７を照射して、前記極細導体繊維３の一部を断線または消失させることにより非導電性パターン部６を形成し、露光光線７が当たらない箇所は導電性パターン部５となり、導電性パターン被覆体１００が形成される。
【００２０】
導電性繊維膜２を形成する基材１としては、熱可塑性樹脂、熱や紫外線や電子線や放射線などで硬化する硬化性樹脂のほか、ガラス、セラミックス、無機材などからなる。とくに無色透明な導電性パターン被覆体１００を得る場合には、前記基材１も、透明な熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、ガラスなどが使用される。なお、無色とはＣＩＥ１９７６のＬ*ａ*ｂ*表色系においてａ*およびｂ*の絶対値がともに１５以下であることを意味し、「透明」とは、可視光線の全光線透過率が５０％以上であることを意味する。
【００２１】
具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等のビニル系樹脂、ニトロセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリジメチルシクロヘキサンテレフタレート、芳香族ポリエステル等のエステル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、これらの樹脂の共重合体樹脂、これらの樹脂の混合樹脂が好ましい。透明な硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂が好ましい。ガラスは光線透過率が非常に高いので、透明な導電性パターン被覆体１００を得るためには最も好ましい。基材１が熱可塑性樹脂や硬化性樹脂からなるものである場合は、可塑剤、安定剤、紫外線吸収剤などが、成形性、熱安定性、耐候性等を改良するために添加してもよい。
【００２２】
前記極細導体繊維３としては、銀、銅、白金、金、ニッケル、シリコンなどの金属ナノチューブやナノワイヤの極細導体繊維、金属酸化物ナノチューブやカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、グラファイトフィブリルなどの極細炭素繊維が挙げられる。とくに、直径が０．３〜８０ｎｍで長さが数μｍ〜１００μｍの金属ナノワイヤが、光線透過率が高く、表面抵抗率の低い比較的良好な無色透明の導電性パターン部５を呈するので好ましい。その中でも極細導体繊維３が銀ナノワイヤで形成される導電性パターン部５は、光線透過率が９０%程度で、表面抵抗率も１００Ω／□以下と低く、ａ*およびｂ*の絶対値もともに１０以下と良好であり、最も好ましい。
【００２３】
なお導電性繊維膜２は、前記極細導体繊維３を凝集又は絡み合うことなくバインダー中に分散配置して交差させ、当該交差した部分で互いに電気的に接触させてなり、膜全体に導電性を有する層である。そして、前記導電性繊維膜２を構成する前記極細導体繊維３の一部分はバインダーに埋没され、他の部分はバインダーから突出し、突出部分は前記極細導体繊維３以外の電気の流れを妨げる物質が無いので優れた導電性を発揮する。しかしながら、全ての前記極細導体繊維３がバインダーから一部分を突出されている必要はない。すなわち、或る前記極細導体繊維３はバインダーに完全に埋没され、これらと互いに接触している他の前記極細導体繊維３は一部分を突出されていてもよい。なお、ここで「突出」とは、前記極細導体繊維３の外周面がバインダーの表面から露出するような、繊維の突出が不完全である場合も含む。また、「導電性」とは、表面抵抗率が５００００Ω／□未満であることを意味し、「非導電性」とは、表面抵抗率が５００００Ω／□以上であることを意味する。前記導電性繊維膜２の厚さは、１０〜５００００ｎｍであることが好ましい。薄すぎると導電性が不足し、厚すぎると前記極細導体繊維３のバインダーからの突出がしにくくなるからである。
【００２４】
また、図２は本発明の第二実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法の工程例を示す断面図であり、前記極細導体繊維３を含有する導電性繊維膜２の上に、該極細導体繊維膜３をイオン化させるアニオンを含有させた膜１１を形成して、露光光線７０を照射してする。アニオンが露光光線７０の照射により活性化し、極細導体繊維膜３をイオン化させることで極細導体繊維３を断線または消失させて非導電性パターン部６を形成しやすくするので、より導電性パターン化が容易になる。ただし、該アニオンを含有させた膜１１をそのまま残しておくと、該アニオンが経時的に導電性パターン部５の導電性繊維膜２にまで浸透汚染していき、導電性パターン部５の極細導体繊維３まで断線または消失させてしまうので、非導電性パターン部６が形成されれば、直ちに前記アニオンを含有させた膜１１を除去するのが好ましい。同様の理由で、アニオンを含有させた膜１１を形成した後は直ちに露光光線遮蔽パターン層９を形成して露光し、導電性パターン部５の導電性繊維膜２にアニオンが接触する時間をできる限り短くした方が好ましい。
【００２５】
イオン化させるアニオンを含有させた膜１１は、樹脂バインダーに以下のアニオンを含む塩を添加物として適量混合させるとよい。形成方法は汎用の各種印刷方法のほかコーターや塗装、ディッピングなどが挙げられる。膜厚は０．２〜１００μmの間で適宜設定するとよい。樹脂バインダーとしては、ビニル系、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系、セルロース系、アルキッド系などの樹脂が挙げられる。
【００２６】
イオン化させるアニオンとしては、塩化物、臭化物などを含むハロゲン化物や硫酸化物、硝酸化物、リン酸化物、硫化物、過酸化物などからなる陰イオンが挙げられるが、極細導体繊維３として銀ナノワイヤを用いる場合は、本発明の第５実施態様のとおり塩化物イオン又は硝酸化物イオンが好ましい。これらは、容易に銀ナノワイヤと反応し、塩化銀や硝酸銀となって銀ナノワイヤを銀イオンにイオン化させるからである。
【００２７】
また、図３は本発明の第三実施態様の導電性パターン被覆体の製造方法の工程例を示す断面図であり、露光光線遮蔽パターン層９と接着層１３を別の転写シート１５上に形成して、極細導体繊維３を含有する導電性繊維膜２上に転写形成し、その後露光光線７０を照射して、前記極細導体繊維３を含有する導電性繊維膜２の一部を断線または消失させることにより導電性パターン部５を形成する。このような工程にすれば転写形成工程までの導電性繊維膜２にはアニオンによる浸透汚染の心配がなく、転写によって一度にアニオンを含有させた膜１１と露光光線遮蔽パターン層９が形成され、導電性パターン部５の導電性繊維膜２にアニオンが接触する時間を短縮できるからである。
【００２８】
露光光線遮蔽パターン層９は印刷層やフィルム層などいずれのものを用いても構わないが、安価で取扱いのし易いＰＥＴフィルムをベース材とするフィルムが、とくに好ましい。露光光線７の大面積光源７０としては、金属性ハニカムボード、セルフォックレンズ（登録商標）、フルネルレンズなどを遮光子として平行光を作る走行露光の光源が挙げられる。なお、ここでいう大面積光源７０とは、露光面積が少なくとも１００００ｍｍ↑２以上で、平行光で露光するための光源をいい、基の光源の一つ一つが点光源であってもそれらを多く並べて面光源にしたものも含まれるし、基の光源が一つの点光源であっても前記遮光子を通すことで前記の露光面積が得られるものも含まれる。
【００２９】
露光光線７は、紫外線、可視光線、赤外線などが挙げられるが、可視光線が最も好ましい。
赤外線では、レーザー光線ほどではないものの赤外線の熱でもって導電性繊維膜２に含まれる樹脂成分等が熱変質や熱硬化することがあり、紫外線では紫外線のエネルギーでもって導電性繊維膜２に含まれる樹脂成分等が化学変化や紫外線硬化することがあるからである。その点、可視光線では前記樹脂成分には何の影響もなく、導電性繊維膜２の表面にアニオンを介在させておけば導電性繊維膜２に含有される極細導体繊維３が銀ナノワイヤである場合、本発明の第四実施態様のとおり容易に極細導体繊維３を消失・断線させることができ導電パターン化が容易に形成できる。
【符号の説明】
【００３０】
１     基材
２     導電性繊維膜
３     極細導体繊維
５     導電性パターン部
６     非導電性パターン部
７     露光光線
９      露光光線遮蔽パターン層
１１    極細導体繊維膜をイオン化させるアニオンを含有させた膜
１３    接着層
１５    転写シート
７０    大面積光源
１００  導電性パターン被覆体
【図１】
2015076345.tif 000003
【図２】
2015076345.tif 000004
【図３】
2015076345.tif 000005