(57)【要約】【課題】  本発明は、タッチスクリーンパネル用透明電極フィルムの製造に使用される基材フィルムに関する。特に、導電性高分子又は金属ナノワイヤーなどからなる透明電極組成物を用いて形成された透明電極層を表面に備えた透明電極用基材フィルムに関する。【解決手段】  本発明は、ポリエステルなどのような透明基材の表面に導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン、および金属ナノワイヤーなどの透明電極材料を形成して透明電極フィルムを製造することにおいて、エージング試験時、透明電極フィルムの表面抵抗の変化を低減させるために、基材フィルムの両表面に光硬化性樹脂層を形成し、その一表面に透明電極層を形成して透明電極を製造する技術を提供する。この時、基材フィルムの両表面に形成される光硬化層の光硬化度を調節することにより、片面の硬化度は最小８５％以上の硬化度を、そして反対表面の光硬化樹脂層の硬化度は４５〜８５％の光硬化度を有するように調節した後、この表面に透明電極層を形成する技術を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極フィルムの透明電極層を形成するための基材フィルムにおいて、
前記基材フィルムの一面には光硬化層が形成され、
前記光硬化層は、その上に形成される透明電極層との接着力を向上させることができるように、光硬化度が４５〜８５％に硬化される半光硬化層であることを特徴とする透明電極フィルム用基材フィルム。
【請求項２】
前記基材フィルムの反対面に硬化度が８５％以上に硬化される光硬化層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の透明電極フィルム用基材フィルム。
【請求項３】
前記光硬化層のハードコーティング層材料がアクリレート系光硬化樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の透明電極フィルム用基材フィルム。
【請求項４】
前記アクリレート系光硬化樹脂は、酸化化合物が炭素数１つ以上の構造で、アルキル、アリル、フェニルからなるアクリレート化合物であって、全アクリレート樹脂１００重量部に５〜８０重量部を混合して形成することを特徴とする請求項３に記載の透明電極フィルム用基材フィルム。
【請求項５】
基材フィルムは、エステル系、カーボネート系、スチレン、アミド系、イミド系、オレフィン系、スルホン系、エーテル系などの官能基のうちいずれかからなるフィルム又は１つ以上の官能基が共重合されている高分子からなるフィルム、又は１つ以上の官能基からなる高分子をブレンドして製造したフィルム又はそれぞれ異なる官能基を有する高分子フィルムを積層して製造した積層フィルムであることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか１項に記載の透明電極フィルム用基材フィルム。
【請求項６】
透明電極フィルムの透明電極層を形成するための基材フィルムの製造方法において、
前記製造方法は、前記基材フィルムの一面に光硬化層を形成するステップを含み、
前記光硬化層は、その上に形成される透明電極層との接着力を向上させることができるように、光硬化度が４５〜８５％となるように硬化させて形成されることを特徴とする透明電極フィルム用基材フィルムの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のうちいずれか１項に記載の透明電極フィルム用基材フィルム又は請求項６項により製造される透明電極フィルム用基材フィルムと、
前記基材フィルムの半光硬化層上に形成された透明電極層と、
を含む透明電極フィルム。
【請求項８】
前記電極層は、ポリ(３,４-エチレンジオキシチオフェン)、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は金属ナノワイヤーを有効成分として形成されることを特徴とする請求項７に記載の透明電極フィルム。
【請求項９】
前記半光硬化層及び前記電極層のうちいずれか又は両方の層に微細粒子がその表面に凹凸を作るためにさらに含まれることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の透明電極フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチスクリーンパネル用透明電極フィルムの製造に使用される基材フィルムに関する。特に、導電性高分子又は金属ナノワイヤーなどからなる透明電極組成物を用いて形成された透明電極層を表面に備えた透明電極用基材フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレットＰＣなどを中心に手でタッチするだけで作動させることができるタッチスクリーンパネルが多用されている。これは、使いやすさのために、スマートフォンのような小さなサイズの電子機器からモニタやＴＶなどの大型ディスプレイ機器まで適用して広く用いられている。
【０００３】
これらのタッチスクリーンパネルの主要部品としては、手や他の器具でタッチしたときにこれを認識できる透明電極層又は透明電極フィルムが挙げられる。この透明電極フィルムは、ポリエステルのような透明基材フィルムの表面に電気伝導度が良い酸化インジウムスズ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ)を最小数十ナノメートル以上の厚さでスパッタリングして製造する。このＩＴＯフィルムは、電気伝導度が良く、且つ光透過性が良いので、現在、ほとんど全てのタッチスクリーンパネル用透明電極フィルムとして多用されている。
【０００４】
しかしながら、このＩＴＯフィルムは、柔軟な高分子基材物質の表面に機械的に非常に脆性の強い金属酸化物が薄く形成されているため、熱衝撃が加えられると表面のＩＴＯ層にクラックが発生して電極層としての役割をすることができなくなるという欠点がある。特に、基材フィルムのガラス転移温度以上の高温で高い湿度を加えながら行うエージング試験のような高い熱と湿気を加えると(例えば、基材フィルムがＰＥＴである場合、８５℃、８５％相対湿度で１２０時間放置する試験;８５℃/８５％ＲＨ/１２０ｈ試験)基材フィルムとＩＴＯ層との熱膨張率又は熱収縮率の差によって表面の金属酸化物層が機械的に損傷してクラックが発生する不良が生じる。又、電極層は、脆性の強い金属酸化物であるので、その上に力を加えて文字を書くと表面の金属酸化物層が機械的に破損してしまい、文字を書いてもそれを認識することができなくなるという問題などが発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、透明電極用材料を基材フィルムの表面に形成して透明電極フィルムを製造する場合、このフィルムを高い温度及び相対湿度の条件でエージングしても、表面抵抗の変化が初期値に比べ１０％以上変化し、ヘイズが大きく増加する現象を防ぐことができる基材フィルムの処理方法及びこれにより製造される透明電極用フィルムを提供することを目的とする。
【０００６】
なお、本発明は、導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は金属ナノワイヤーなどを有効成分とする組成物を基材フィルムの表面に形成して透明電極フィルムを製造することにおいて、前記各種のエージング試験後にも透明電極層の表面抵抗の変化が初期値に比べ１０％未満となり、ヘイズ値が最大３％未満であるか、又はエージング後ヘイズの増加分が最大２％以上にならないようにする基材フィルムの処理方法及びこれにより製造される透明電極フィルム用基材フィルムを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていない他の課題は下記の記載から当業者が明確に理解するであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の従来の問題点を解決するために、本発明は、基材フィルムに半硬化層を形成する技術と、前記半硬化層上に透明電極層を形成する技術と、そして、前記半硬化層上に透明電極層が容易に形成される導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は銀(ｓｉｌｖｅｒ)に代表される金属ナノワイヤー及び金属グリッドなどの伝導性物質を用いた透明電極層を形成する技術と、を用いる。
【０００９】
ポリエチレンジオキシチオフェン(ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ; ＰＥＤＯＴ)に代表される導電性高分子は、有機化合物であるため、これを適切な方法で基材フィルムの表面に形成すると、熱衝撃が加えられても金属酸化物層のように電極層にクラックが発生しないので有利である。又、銀をはじめとする金属ナノワイヤーもナノワイヤーを作った後バインダーと混合するか、又は直接基材フィルムの表面に塗布して電極層を形成すると、金属酸化物のような連続した１つの層からなる形状ではなく、ナノワイヤーが互いに連結されることにより電極層を形成するので、熱衝撃又は熱と湿度を加える熱衝撃試験時に電極層にクラックが発生するという問題が発生しないので有利である。
【００１０】
しかしながら、導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は金属ナノワイヤーを有効成分とする組成物を用いて電極層を形成して透明電極フィルムを製造した後、各種のエージング試験、すなわち、８５℃/８５％ＲＨ/１２０時間(ＲＨ;ｒｅｌａｔｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ; 相対湿度)、６０℃/９０％ＲＨ/１２０時間又は加速寿命試験などを行うと、基材表面に形成された透明電極層の表面抵抗が初期値に比べ１０％以上変化したり、又はヘイズが急激に上昇するなどの問題が発生する。特にポリエステルを基材フィルムとして使用する場合、８５℃/８５％ＲＨ/１２０時間エージング試験において、８５℃の温度がポリエステルフィルムのガラス転移温度以上の温度であるため、特に表面抵抗の変化率が大きい。
【００１１】
本発明者らは、これらの変化が、高い温度でエージングするために基材フィルム自体の寸法が変化したり、物質内部にあるオリゴマーなどが表面に出て(ブルーミング現象：Ｂｌｏｏｍｉｎｇ-ｏｕｔ現象)表面の電極層を損傷させて電極層の表面抵抗も変化することに着目し、これを防止するための方法を用いた。
【００１２】
したがって、本発明では、高い温度でエージングする間に発生する基材フィルムの寸法変化及びオリゴマーの移行などの問題点を防止するために、基材物質の表面に光硬化樹脂層を形成させる方法を用いた。すなわち、本発明は、透明基材フィルム及び電極層を備えた透明電極フィルムを製造できるように、基材フィルムの一面に硬化度が４５〜８５％である光硬化性コーティング層を形成した基材フィルムを提供し、そして、前記光硬化性コーティング層上に前記電極層が形成されるような透明電極フィルムを提供する。
【００１３】
この時、表面に形成される光硬化性コーティング層(樹脂層)の厚さは、光硬化樹脂層を形成できる程度の厚さであれば効果を確認することができるので、特に制限されない。この時、光硬化性樹脂層は、完全に硬化すると組織が非常に緻密になり、その上に他の物質層を形成すると２層間の接着力が大きく低下してしまい、所望の接着力を得難い。このような問題点を補完するために、本発明では、基材物質又はフィルムの両表面に光硬化樹脂層を形成すると共に、電極物質を形成する側の光硬化樹脂層の光硬化度を調節する方法を用いた。
【００１４】
本発明は、基材物質がフィルムである場合、電極層を備えた透明基材フィルムと、前記基材フィルムの片面に硬化度が８５％以上である光硬化樹脂層(以下、完全硬化層とする。)と、その反対表面に光硬化度が４５〜８５％の範囲に調節された光硬化樹脂層(以下、半硬化層とする。)と、を含むことを特徴とする透明電極フィルム製造用基材フィルムを提供する。
【００１５】
前記フィルムの半硬化層の表面に導電性高分子を有効成分とする透明電極層を形成するか、又はカーボンナノチューブ、グラフェン及び金属ナノワイヤーを有効成分とする電極層を形成すると、８５℃/８５％ＲＨ/１２０時間、６０℃/９０％ＲＨ/１２０時間又は加速寿命試験などの各種エージング試験後にも表面抵抗の変化が初期値に比べ１０％未満であり、且つエージング後のヘイズ値が最大３％未満であるか、又はエージング後ヘイズの変化が最大２％未満である信頼性の良い透明電極フィルムを製造することができる。
【００１６】
これを図１を参照して説明すると次の通りである。本発明は、図１に示すように、基材フィルム１０の一表面に硬化度が８５％以上である光硬化樹脂層(完全硬化層)２０を形成し、その反対表面に硬化度が４５〜８５％に調節された光硬化樹脂層(半硬化層)３０を形成して構成された透明電極フィルム製造用基材フィルムである。この半硬化樹脂層の表面に所望の材料を有効成分とする透明電極層４０を形成すれば良い。
【００１７】
本発明は、透明電極フィルムの透明電極層を形成するための基材フィルムの製造方法であって、前記基材フィルムの一面に光硬化層を形成するステップを含み、前記光硬化層は、その上に形成される透明電極層との接着力を向上させることができるように、光硬化度が４５〜８５％となるように硬化させて形成されることを特徴とする透明電極フィルム用基材フィルムの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の技術により製造された基材フィルムを用いて導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン又は金属ナノワイヤーを有効成分とする組成物を塗布、乾燥、又は硬化すると、８５℃/８５％ＲＨ/１２０時間、６０℃/９０％ＲＨ/１２０時間又は加速寿命試験などの各種高温高湿状態で長時間エージングしても表面抵抗の変化が初期値に比べ１０％未満であり、且つエイジング後のヘイズ値が３％未満であるか、又はエージング後ヘイズの増加分が最大２％未満の信頼性が良い透明電極フィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の透明電極フィルムの層構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は金属ナノワイヤーなどを有効成分とする透明電極層を備えた透明電極フィルムにおいて、各種エージング試験、特に８５℃/８５％ＲＨの条件で１２０時間エージングしても電極層の表面抵抗の変化が初期値に比べ１０％未満であり、且つヘイズ値が最大３％未満であるか、又はエージング後ヘイズの増加分が最大２％未満である透明電極フィルム製造用基材フィルムを提供する。
【００２１】
以下、図１を参照して本発明の望ましい実施例である本発明に係る透明電極フィルム製造用基材フィルムを詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２２】
図１に示すように、透明高分子からなる基材層１０の一表面に完全に硬化した光硬化層２０を形成し、その反対面に半硬化された光硬化層３０を形成して高信頼性基材フィルムを製造する。
【００２３】
上述した技術により製造された基材フィルムの半光硬化層３０の表面上に導電性高分子又は金属ナノワイヤーを有効成分とする電極層４０を形成すると、エージング後の表面抵抗の変化が初期値に比べ１０％未満であり、且つヘイズ値が最大３％未満であるか、又はエージング後ヘイズの増加分が最大２％未満である透明電極フィルムを製造することができる。
【００２４】
先ず、透明電極フィルムの基材層１０は、透明な高分子であればいずれも使用可能であるが、ポリエステルフィルム又はポリカーボネートフィルムを使用することが望ましい。
【００２５】
本発明の光硬化層２０、３０に使用することができる光硬化性コーティング層は、一般的な光硬化樹脂であればいずれも制限なく使用可能である。一般的にモノマー、オリゴマー等の光硬化性樹脂、官能基が１つであるか複数個である光硬化性樹脂等いずれも使用可能である。
【００２６】
光硬化層２０は、硬化度が８５％以上に完全に硬化した光硬化層であって、この層は必要に応じて省略しても良い。
【００２７】
光硬化層３０は、硬化度を４５〜８５％の範囲に調節した光硬化樹脂層、すなわち、半硬化層３０であって、完全光硬化層２０の組成物と同一の組成物を使用するか、又は必要に応じて他の成分を有する光硬化層であって、光硬化樹脂層を形成した後、光照射量を調節することにより硬化度を調節することができる。
【００２８】
この時、半光硬化層又は半硬化法を用いる理由は、光硬化性樹脂層を半硬化した場合、光硬化樹脂層の表面に粘着性が残っているためである。すなわち、このべたつきが、その上に形成される電極層との接着力を向上させる役割をするからである。したがって、このべたつきがなくなる程度の硬化度、即ち、８５％以上の硬化度を有するように硬化すると第３層の表面のべたつきがなくなってその上に形成される電極層との接着力が低下するため、不利である。又、硬化度が４５％未満であると、その上に形成される電極層との接着力は良くなるが、べたつきすぎてロールで巻いた時に反対表面にくっ付いたり、又は半硬化層がもろすぎてその上に電極層を形成する時に作業し難く、かえって不利である。
【００２９】
前記半硬化層は、その上に形成される成分系に応じて異に調節することもできる。例えば、有機溶媒に分散されている有機系導電性物質を形成する時には光硬化層材料として一般的な有機溶媒系光硬化性樹脂組成物を使用すればよい。しかしながら、水系溶媒に分散されている電極層物質を形成する時には、光硬化樹脂組成物に極性基のある光硬化性樹脂を混合して使用すると有利である。例えば、水系溶媒に分散されている導電性高分子、カーボンナノチューブ、又は金属ナノワイヤーを有効成分とする電極層４０を半光硬化層上に形成する場合は、半光硬化性樹脂にオキサイド基を有する光硬化性樹脂、例えばメチレンオキサイド基を有するアクリレート又はエチレンオキサイド基を有するアクリレート又は他の極性基を有するアクリレートを混合して使用すると、接着力のよい電極層を形成することができるため、有利である。
【００３０】
この時、極性基のあるアクリレートを混合する場合、極性基のあるアクリレートは、酸化化合物が炭素数１つ以上の構造で、アルキル、アリル、フェニルからなるアクリレート化合物であって、その含有量は、全アクリレート樹脂１００重量部を基準に５〜８０重量部が望ましい。このとき、極性基のアクリレートの含有量が５重量部未満であると、極性アクリレートの含有量が低すぎるため、半硬化層とその上に形成される導電性高分子層の接着力が悪くなって不利であり、極性アクリレートの含有量が８０重量部以上であると、半硬化層の塗膜物性が非常に悪くなって、かえって不利である。
【００３１】
図において、電極層４０は透明電極層であり、導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は金属ナノワイヤーを有効成分とする組成物を用いる場合、各材料に適した組成物を作った後、これを表面に適切な方法で塗布、乾燥又は必要に応じて硬化して電極層を形成すれば良い。これらの導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は金属ナノワイヤーの以外に、他の種類の透明電極材料を用いても同じ効果を得ることができる。したがって、電極層の形成方法、すなわち、電極材料の種類、組成物の成分及び製造方法、塗膜の厚さ、コーティング方法等は特に制限しない。
【００３２】
特に導電層(電極層)が形成される面の表面に微細な凹凸を形成する場合、電極層材料に微細粒子を混合して導電層を形成しても良いが、本発明の半硬化層に微細粒子を混合して半硬化層を形成しても良い。この時、使用する微粒子は、表面に微細な凹凸を形成するために使用するもののため、表面に微細な凹凸を形成することができれば種類に関係なく、いずれも使用可能である。特にアスペクト比が１.０である球状粒子はもちろん、アスペクト比が大きいワイヤー状の粒子を使用しても構わない。前記粒子は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化ボロン、酸化錫、酸化タングステン、酸化ジンクなどの無機粒子であるか、又はスチレン、アクリルなどからなる有機ビーズなどを使用することができ、粒子の大きさは、０.０１〜１０マイクロメートルが望ましい。
【００３３】
この時、混合される粒子の含有量は、最終製造された透明電極フィルムの光透過性を低下させてはならないので、粒子の含有量は、全固形分１００重量部に対して２０重量部以下でなければならない。この含有量の範囲は、粒子の大きさに応じて調節することができるが、ナノ粒子の場合は高い含有量も使用可能であるが、粒子の大きさが大きい場合は、光透過性の低下及びヘイズの増加のため、含有量を制限しなければならない。望ましくは０.１〜１０重量部の範囲で使用すれば良い。この時、粒子の含有量が０.１重量部未満であると粒子の含有量が低くなりすぎ、表面の凹凸増加効果が僅かであって不利であり、１０重量部又は２０重量部以上であると粒子の含有量が高くなりすぎ、光透過性が低下したり、又はヘイズが増えすぎて、かえって不利である。
【００３４】
本発明において、基材層１０で示された基材フィルムは、タッチスクリーンパネルの基材フィルムとして使用可能な高分子フィルムであればいずれも適用可能である。例えば、エステル系、カーボネート系、スチレン、アミド系、イミド系、環状オレフィン系、スルホン系、エーテル系などの官能基のうちいずれかからなるフィルム又は１つ以上の官能基が共重合されている高分子からなるフィルム、又は１つ以上の官能基からなる高分子をブレンドして製造したフィルム又はそれぞれ異なる官能基を有する高分子フィルムを積層して製造した積層フィルムの中で透明電極フィルムの製造に使用できるフィルムであればいずれも制限なく用いることができる。
【００３５】
図１に示された透明電極フィルムの構造は、本発明に係る望ましい実施例として他の実施例が使用できる。一例として、完全光硬化コーティング層は省略することができる。他の実施例として、図１の完全光硬化コーティング層２０上に帯電防止のための帯電防止コーティング層が導電性高分子コーティング層として形成することもできる。この帯電防止コーティング層は、一般的な従来のコーティング層を使用することができる。
【００３６】
上述の内容を比較例及び実施例を用いてより具体的に説明する。しかしながら、本発明の範囲は実施例に限定されたり、本比較例及び実施例に使用したポリエステルフィルムに限定されるものではない。
【比較例１】
【００３７】
市販の１２５ミクロンの厚さのポリエステルフィルムの片面にＰＥＤＯＴを有効成分とするコーティング組成物を作って乾燥した後、塗膜の厚さが１２０ナノメートルとなるように導電性高分子電極層を形成して透明電極フィルムを製造し、このフィルムを用いてタッチセルを製造した。同一のフィルムでタッチセルを製造したとき、Ｘ軸端子抵抗は２９０オームであり、Ｙ軸端子抵抗は５９６オームであった。Ｙ軸端子抵抗が高い理由は、タッチセルの製造時、下板には紫外線照射工程があるためである。又、ヘイズ値は１.２％であった。
【００３８】
本比較例に用いたＰＥＤＯＴを有効成分とする電極層用コーティング液は、次のように製造した。ポリチオフェン導電性高分子溶液３４グラム、エチルアルコール６０グラム、エチレングリコール２グラム、エンメチル-２-ピロリジノン２グラム、水溶性ウレタン１.５グラム(固形分１００％基準)、シリコン系添加剤０.５グラムを混合して使用した。
【００３９】
このタッチセルを８５℃/８５％ＲＨの恒温恒湿チャンバに入れて１２０時間エージングした後引き出して８時間程度放置し乾燥させてエージング特性評価用モジュールを作った。
【００４０】
このように処理されたエージング試料モジュールのＸ軸端子抵抗は４３５オーム、そしてＹ軸端子抵抗は５７２オームであって、初期表面抵抗値と比較して変化率は、上板の場合は約５０％、下板の場合は−４％であり、そしてヘイズ値は約４.０％であった。
【比較例２】
【００４１】
比較例２は、１８８ミクロンの厚さのポリエステルフィルムの一表面に熱硬化性樹脂からなる中間層を形成した後、その上にＰＥＤＯＴを有効成分とする組成物を使用して電極層を形成したことを除いては、比較例１と同一である。この時、Ｘ軸端子抵抗は２６６オームであり、Ｙ軸端子抵抗は５７３オームであった。この試料のヘイズは１.１８％であった。
【００４２】
本比較例の中間層を形成するための熱硬化性組成物は、ウレタン系バインダー１０グラム、硬化剤０.３グラム及び酸化ジルコニウム(５０ナノメートルの直径、イソプロピルアルコール１０％分散液)２グラムを溶媒のイソプロピルアルコール３０グラムと混合して製造し、これをポリエステルフィルムの表面に塗布した後乾燥及び硬化して乾燥後の厚さが５ミクロンとなるように製造した。
【００４３】
前記の技術により製造されたタッチセルに対する８５℃/８５％ＲＨで１２０時間エージングした後の端子抵抗の変化率を測定した結果、Ｘ軸端子抵抗は約１５％、Ｙ軸端子抵抗は−３.４％であった。特異点は、この試料の場合、エージング後ヘイズが約７％程度で大幅に増加したということである。
【比較例３】
【００４４】
１８８ミクロンの厚さのポリエステルフィルムの一表面に光硬化性樹脂層を形成した後、その反対表面に、光硬化層がなく、ＰＥＤＯＴを有効成分とする電極層を直接形成したことを除いては、比較例１と同一である。基準試料のＸ軸端子抵抗は２７５オームであり、Ｙ軸端子抵抗は５６０オームであった。
【００４５】
同一のエージング試験後モジュールの変化率を測定した結果、上板の場合は４０％、そして下板の場合は−１０％であった。ヘイズ値は３.９２％であった。
【実施例１】
【００４６】
１８８ミクロンの厚さのポリエステルフィルムの一表面に光照射量を調節して硬化度６０％に調整された半硬化層を形成した。
【００４７】
この時使用した光硬化性樹脂組成物は、３官能アクリレートモノマー１０グラム、３官能脂肪族アクリレートオリゴマー１０グラム、６官能ウレタンアクリレートオリゴマー１０グラム及び２６５ナノメートル開始剤２グラムをエチルアセテート６８グラムと混合して製造した。前記光硬化組成物を乾燥させた後塗膜の厚さが５ミクロンとなるようにし、硬化層の形成時に印加した紫外線の照射量は６００ｍＪ/ｃｍ２であった。
【００４８】
前記のように製造された半硬化層の表面に比較例１のＰＥＤＯＴ組成物をコーティングした後乾燥して電極層を形成することを除いては、実験方法は比較例１と同一である。
【００４９】
前記の技術により製造されたタッチセルのＸ軸端子抵抗は２７６オームであり、Ｙ軸端子抵抗は５７５オームであった。
【００５０】
前記の技術により製造されたタッチモジュールの電極層のＡＳＴＭ Ｄ３３５９法による接着力は５Ｂであって、良好な接着力を得ることができ、エージング試験後端子抵抗の変化率を測定した結果、上板の場合は８.６％、そして下板の場合は−５.２％であった。この試料のヘイズは１.９５％であった。
【実施例２】
【００５１】
１８８ミクロンの厚さのポリエステルフィルムの一表面に完全硬化光硬化層を形成し、その反対表面に同一の樹脂を形成し光照射量を調節して硬化度６０％に調整された半硬化層を形成した。
【００５２】
この時使用した光硬化性樹脂組成物は、３官能アクリレートモノマー１０グラム、３官能脂肪族アクリレートオリゴマー１０グラム、６官能ウレタンアクリレートオリゴマー１０グラム及び２６５ナノメートル開始剤２グラムをエチルアセテート６８グラムと混合して製造した。前記光硬化組成物を乾燥させた後塗膜の厚さが５ミクロンとなるようにし、完全硬化層の形成時に印加した紫外線の照射量は６００ｍＪ/ｃｍ２であった。
【００５３】
前記のように製造された半硬化層の表面に比較例１のＰＥＤＯＴ組成物をコーティングした後乾燥して電極層を形成することと完全光硬化層を形成することを除いては、実験は比較例１と同一である。
【００５４】
前記の技術により製造されたタッチセルのＸ軸端子抵抗は２７５オームであり、Ｙ軸端子抵抗は５７０オームであった。
【００５５】
前記の技術により製造されたタッチモジュールの電極層のＡＳＴＭ Ｄ３３５９法による接着力は５Ｂであって、良好な接着力を得ることができ、エージング試験後端子抵抗の変化率を測定した結果、上板の場合は８.５％、そして下板の場合は−５％であった。この試料のヘイズは１.９５％であった。
【実施例３】
【００５６】
実施例３は、半硬化層の硬化度を７５％にしたことを除いては、実施例２と同一である。
【００５７】
前記の技術で製造したタッチセルのＸ軸端子抵抗は２６５オームであり、Ｙ軸端子抵抗は５８７オームであった。
【００５８】
前記の技術により製造されたタッチモジュールの電極層のＡＳＴＭ Ｄ３３５９法による接着力は５Ｂ程度であって、良好な結果を得ることができ、エージング試験後端子抵抗の変化率を測定した結果、上板の場合は６.７％、下板の場合は−６.５％であり、そしてヘイズ値は１.９６％であった。
【比較例４】
【００５９】
比較例４は、半硬化層の硬化度が３５％となるように調節したことを除いては、実施例１と同一である。
【００６０】
前記の技術により製造された透明電極フィルムを使用して半硬化層上にＰＥＤＯＴを有効成分とする電極層を形成するとき、半硬化層がもろすぎて電極層を形成し難かった。
【比較例５】
【００６１】
比較例５は、半硬化層の硬化度が９０％であることを除いては、実施例１と同一である。
【００６２】
前記フィルムを用いてタッチセルを製造する場合、半硬化層の表面上にＰＥＤＯＴからなる電極層を形成すると、濡れ性が悪く、ＡＳＴＭ Ｄ３３５９法による接着力が１Ｂ程度であって、電極層がほとんど剥離されたことが観察された。
【実施例４】
【００６３】
実施例４は、半硬化層用光硬化性樹脂組成物の製造において、実施例２の光硬化性樹脂組成物の全重量に対してエチレンオキサイド基を有するアクリレート樹脂３５重量部を混合したものを使用したことを除いては、実施例２と同一である。この試料のＸ軸端子抵抗は２５４オームであり、Ｙ軸端子抵抗は５５３オームであった。
【００６４】
前記の技術により製造されたタッチモジュールの電極層のＡＳＴＭ Ｄ３３５９法による接着力は５Ｂであって、半硬化層の表面に形成された電極層の接着力が非常に優れていることが分かる。
【００６５】
又、エージング試験後端子抵抗の変化率を測定した結果、上板の場合は５.７％、下板の場合は−３％であり、そしてヘイズは２.１％であった。
【実施例５】
【００６６】
実施例５は、半硬化層の硬化度を８０％に調節したことを除いては、実施例４と同一である。この試料のＸ軸端子抵抗は２６４オームであり、Ｙ軸端子抵抗は５５４オームであった。
【００６７】
前記の技術により製造された透明電極フィルムの電極層のＡＳＴＭ Ｄ３３５９法による接着力は５Ｂであって、非常に優れていることが分かる。
【００６８】
又、エージング試験後端子抵抗を測定した結果、上板の場合は７％、下板の場合は−３.４％、そしてヘイズ値は１.８７％であった。
【比較例６】
【００６９】
比較例６は、市販のポリエステルフィルムを使用して銀ナノワイヤーを有効成分とする透明電極層を形成した。このフィルムは、両表面に接着力を向上させるためにプライマー処理がされているが、別途の完全硬化又は半硬化性ハードコーティング層を有していないフィルムである。又、本比較例では、直径が８０ナノメートルでありながら、平均長さが１０ミクロン程度である銀ナノワイヤー０.７グラムをイソプロピルアルコール９８.８グラムとセルロース系増粘剤０.５グラムと混合して銀ナノワイヤーを有効成分とするコーティング組成物を作り、前記銀ナノワイヤーコーティング組成物を厚さ１２５ミクロンのポリエステルフィルムにバーコーターを用いて塗布し、約１００℃の温度で１分間乾燥することにより、初期表面抵抗が７８オーム/面積であり、初期ヘイズは２.６％である透明電極フィルムを製造した。
【００７０】
このフィルムに対する８５℃、８５％ＲＨの条件で１２０時間信頼性処理した後の表面抵抗は８８オーム/面積であり、ヘイズは８.５％であった。
【００７１】
本比較例は、透明電極フィルム自体の特性を評価したものであって、本比較例の結果によると、銀ナノワイヤーの場合、信頼性試験後の表面抵抗の変化は大きくないが、ヘイズの変化が非常に大きいことが分かる。
【実施例６】
【００７２】
実施例６は、実施例２において基材フィルムの両面に完全硬化及び半硬化性ハードコーティング処理技術を用いたことを除いては、実験は比較例６と同一である。
【００７３】
本実施例６のフィルムは、初期表面抵抗が５７オーム/面積であり、ヘイズは２.３％であった。このフィルムに対する８５℃、８５％ＲＨの条件で１２０時間信頼性試験後の表面抵抗は５５オーム/面積であり、ヘイズは２.８％であった。
【００７４】
本実施例６と比較例６を比較すると、本発明の技術により製造されたフィルムを基材物質として使用して銀ナノワイヤーを有効成分とする透明電極フィルムを製造すると、８５℃、８５％ＲＨの条件で１２０時間信頼性試験を行っても表面抵抗の変化が小さく、特にヘイズの変化率が顕著に低くなることが分かる。
【比較例７】
【００７５】
比較例７は、透明電極材料として化学気相蒸着法(ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ)によって合成されたグラフェン(ｇｒａｐｈｅｎｅ)を用いて透明電極フィルムを形成した。
【００７６】
グラフェンの前駆体であるメタン(ＣＨ４)ガスをＣＶＤチャンバ内に水素(Ｈ２)ガスと共に流しながら銅箔基板が置かれたチャンバの温度を約１,０００℃に維持した後冷却することにより、グラフェンを合成した。合成されたグラフェンは、公知の方法を用いて一般的なポリエステルフィルムに転写させることで、初期表面抵抗が約４４０オーム/面積であり、初期ヘイズは１.３％であるグラフェン透明電極フィルムを製造した。
【００７７】
このフィルム対する８５℃、８５％ＲＨの条件で１２０時間信頼性処理した後の表面抵抗は約１,５００オーム/面積であり、ヘイズは２.２％であった。
【００７８】
本比較例の結果によると、グラフェン電極の場合、信頼性試験後の表面抵抗の変化が非常に大きいことが分かる。
【実施例７】
【００７９】
実施例７は、実施例２において基材フィルムの両面に完全硬化及び半硬化性ハードコーティング処理技術を用いたことを除いては、実験は比較例７と同一である。
【００８０】
本実施例７のフィルムは初期表面抵抗が４５０オーム/面積であり、ヘイズは１.４％であった。このフィルムに対する８５℃、８５％ＲＨの条件で１２０時間信頼性試験後の表面抵抗は５３０オーム/面積であり、ヘイズは２.１％であった。
【００８１】
前記の比較例と実施例により、表面処理をしないＰＥＴフィルム又は熱可塑性樹脂で表面処理した基材フィルムの場合、ＰＥＤＯＴを有効成分とする透明電極層を形成して、８５℃/８５％ＲＨで１２０時間エージングすると、タッチセルの端子抵抗の変化率が初期値に比べ１０％以上であり、エージング後ヘイズ値の変化が非常に大きいことが分かる。
【００８２】
しかしながら、ポリエステルのような透明基材フィルムの一表面に完全に硬化した光硬化樹脂層を形成し、その反対表面に半硬化された光硬化樹脂層を形成した後、半硬化樹脂層の表面にＰＥＤＯＴを有効成分とする電極層を形成すると、８５℃/８５％ＲＨ、１２０時間エージング試験後の表面抵抗の変化率が初期値に比べ１０％未満であり、エージング後ヘイズ値の変化が大きくない信頼性のよい透明電極フィルムを製造することができることが分かる。又、本発明の技術は、カーボンナノチューブ、グラフェン、及び銀ナノワイヤーを有効成分とする透明電極フィルムにも適用可能であることが分かる。
【００８３】
銀ナノワイヤーは金属ナノワイヤーの一種であり、金属ナノワイヤーは導電性を付与するための成分の一種であるので、電気伝導性及び透過性を付与することができる金属であればいずれも適用できることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の透明電極フィルム製造用基材フィルム及び透明電極フィルムは、スマートフォンやタブレットＰＣなどの小型電子機器からモニタやＴＶなどの大型ディスプレイのタッチスクリーンパネルに使用可能である。
【図１】
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【国際調査報告】
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