(57)【要約】    【課題】  透明性及び異方導電性に優れているだけでなく、柔軟性に優れている異方導電フィルム及びその製造方法を提供する。    【解決手段】  熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されてなるフィルムを延伸することにより得られた延伸物からなる異方導電フィルム、並びに熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されているフィルムを用意し、該フィルムを延伸する各工程を備える異方導電フィルムの製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されてなるフィルムの延伸物からなることを特徴とする、異方導電フィルム。
【請求項２】
前記導電性粒子の延伸方向の粒径をｙ、延伸方向とフィルム厚み方向と直交する方向の粒径をｘとしたとき、ｙ／ｘ≧２または１．２≧ｙ／ｘ≧１である、請求項１に記載の異方導電フィルム。
【請求項３】
前記導電性粒子の粒径ｙが１００ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の異方導電フィルム。
【請求項４】
前記延伸物における延伸倍率が１．５〜３倍の範囲とされている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異方導電フィルム。
【請求項５】
熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されているフィルムを用意する工程と、
前記フィルムを延伸する工程とを備えることを特徴とする、異方導電フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性において異方性を有する異方導電フィルム及びその製造方法に関し、より詳細には、熱可塑性樹脂を用いて構成されており、フレキシブル性に優れた導電フィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばタッチパネルなどのフレキシブル性を有するディスプレイ装置では、柔軟性を有する合成樹脂基板を用いてディスプレイが構成されている。そして、このようなフレキシブルディスプレイでは、柔軟性を有するだけでなく、透明である異方導電フィルムにより電極が形成されている。
【０００３】
他方、従来、透明電極を構成するための導電性フィルムとしては、酸化インジウムに少量の錫または酸化錫を配合してなる、ＩＴＯを合成樹脂基板にＰＶＤ加工法などによりコーティングしたものが用いられていた。
【０００４】
また、下記の特許文献１には、酸化亜鉛を主成分とし、これにアルミニウム及び／またはアルミナを０．１〜１０重量％配合してなる材料を真空蒸着、スパッタリング、またはイオンプレーティングなどのＰＶＤ加工法などによりプラスチックフィルム基板にコーティングしてなる透明導電性フィルムが開示されている。
【特許文献１】特開平７−２８６０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プラスチックフィルム表面に、ＰＶＤ法によりＩＴＯやＺｎＯを成膜してなる透明導電性フィルムでは、フレキシブル性が充分でないという問題があった。すなわち、このような透明導電性フィルムを曲げた場合、クラックが生じやすかった。
【０００６】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、透明性及び導電性に優れているだけでなく、フレキシブル性がより一層高められた異方導電フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る異方導電フィルムは、熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されてなるフィルムの延伸物からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る異方導電フィルムのある特定の局面では、上記導電性粒子の延伸方向の粒径をｙ、延伸方向とフィルム厚み方向と直交する方向の粒径をｘとしたときに、ｙ／ｘ≧２または１．２≧ｙ／ｘ≧１とされている。
【０００９】
また、本発明に係る異方導電フィルムの他の特定の局面では、上記導電性粒子の粒径ｙは１００ｎｍ以下とされている。
【００１０】
本発明に係る異方導電フィルムのさらに他の特定の局面では、上記延伸物における延伸倍率が１．５〜３倍の範囲とされている。
【００１１】
本発明に係る異方導電フィルムの製造方法は、熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されているフィルムを用意する工程と、前記フィルムを延伸する工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１３】
本発明に係る異方導電フィルムは、熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されてなるフィルムの延伸物により構成されていることを特徴とする。ここで、上記熱可塑性樹脂としては特に限定されず、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、スチレン・アクリロニトリル共重合体、ポリアクリレート、ポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、アセタール、ノルボルネン系ポリマーなどを挙げることができる。
【００１４】
より好ましくは、延伸性が良好であり、導電性粒子を良好に分散させ得るため、上記熱可塑性樹脂の中でも、ノルボルネン系ポリマーやポリカーボネートが好適に用いられる。
【００１５】
上記熱可塑性樹脂に分散されている導電性粒子についても、金属もしくは合金からなる粒子、あるいは導電性を有する金属酸化物粒子などが挙げられる。上記金属としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌなどが挙げられ、導電性を有する金属酸化物粒子としては、適宜の元素がドープされたＺｎＯ、ＳｎＯ2などが挙げられ、また透明導電性材料として汎用されているＩＴＯを用いてもよい。
【００１６】
さらに、上記導電性粒子は、有機材料であってもよく、このような有機材料としては、公知の導電性ポリマーが挙げられる。さらに、上記導電性粒子は、有機もしくは無機の絶縁性材料からなる粒子表面を導電性材料によりコーティングしたものであってもよい。
【００１７】
なお、本発明において、上記導電性粒子は、半導電性粒子であってもよい。すなわち、導電性粒子における導電性とは、導電性粒子の表面抵抗において、１０5Ω／□以下ものを広く含むものとする。
【００１８】
上記導電性粒子としては、良好な導電性を発現し得るため、より好ましくはＡｕ、ＩＴＯ、ＺｎＯなどが用いられる。
【００１９】
上記導電性粒子の粒径についても特に限定されないが、好ましくは１００ｎｍ以下である。１００ｎｍを超える粒径では、膜は白濁することがある。より好ましくは、導電性粒子の粒径ｙは５０ｎｍ以下とされる。
【００２０】
本発明において、上記導電性粒子形状については特に限定されないが、好ましくは、延伸方向の粒径をｙ、延伸方向及びフィルム厚み方向と直交する方向の粒径をｘとしたときに、ｙ／ｘ≧２または１．２≧ｙ／ｘ≧１の範囲のものが望ましい。
【００２１】
ｙ／ｘが２以上である導電性粒子とは、フィルム延伸方向の寸法が長いアスペクト比を有する導電性粒子であり、１．２≧ｙ／ｘ≧１である導電性粒子とは、球状に近い形状の導電性粒子であり、これらのいずれの場合であっても、延伸により異方導電性を良好に発現する。すなわち、上記導電性粒子が長さ方向を有する形状、例えばロッド状である場合には、延伸方向に沿う異方性が発現する。これは、長さ方向を有する導電性粒子が、延伸に伴ってフィルムの厚み方向寸法が小さくなると、該導電性粒子の長さ方向が延伸方向に揃うように移動する。従って、導電性粒子同士がフィルムの厚み方向あるいはｘ方向において接触し、特にｙ／ｘが２以上である場合、延伸方向において良好な導電性を有する異方導電性を発現する。
【００２２】
また、導電性粒子の粒径比ｙ／ｘが１〜１．２の範囲にある場合には、ほぼ球状の粒子と同様の形状を有する。従って、延伸に伴ってフィルムの厚みが薄くなると、導電性粒子同士が厚み方向において接触しやすくなり、フィルム厚み方向において導電性を有するように異方導電性が発現することとなる。
【００２３】
上記熱可塑性樹脂中への導電性粒子の配合割合については特に限定されず、延伸により異方導電性が発現され得る範囲で適宜選択すればよい。もっとも、通常、熱可塑性樹脂及び導電性粒子の合計１００重量％に対し、導電性粒子は２０〜８０重量％程度で配合されることが望ましい。２０重量％未満では、得られたフィルムにおいて異方導電性が充分発現されないことがあり、８０重量％を超えると、延伸が困難となることがある。より好ましくは、上記導電性粒子の配合割合は３０〜７０重量％である。
【００２４】
また、本発明においては、上記熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されてなるフィルムが延伸されて異方導電フィルムが得られているが、熱可塑性樹脂及び導電性粒子以外に、本発明の目的を阻害しない範囲で、他の材料が添加されていてもよい。このような材料としては、可塑剤、溶剤などを挙げることができる。
【００２５】
さらに、上記フィルムの伸方向については特に限定されず、導電性粒子が分散されている熱可塑性樹脂フィルムを１軸延伸法などの適宜の延伸方法により延伸すればよい。この場合、延伸前のフィルムはロールから繰り出された長尺状のフィルムであってもよく、あるいは切断された一定の寸法のフィルムであってもよい。好ましくは、連続的に生産し得るため、ロールに巻回された長尺状のフィルムを逐次延伸することが望ましい。
【００２６】
また、上記延伸に際しての延伸倍率は特に限定されないが、好ましくは１．５〜３倍の範囲とされる。１．５倍以下では異方導電性が充分に発現しないことがあり、３倍を超えると異方性が低下するおそれがある。
【００２７】
本発明の異方導電フィルムの製造方法は、上記のように熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されているフィルムを用意し、延伸することにより行われる。従って、本発明によれば、従来から熱可塑性樹脂フィルムの延伸に用いられている汎用の延伸設備を用い、異方導電フィルムを効率よくかつ安価に提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る異方導電フィルムは、熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されてなるフィルムの延伸物であるため、フレキシブル性に優れている。すなわち、従来のクラシックフィルム表面にＰＶＤなどによりＩＴＯなどを成膜してなる透明導電性フィルムでは、表面に成膜されている導電層がフレキシブル性に欠けているため、欠けた際にＩＴＯなどからなる導電層にクラックが生じるおそれがあった。これに対して、本発明の異方導電フィルムでは、導電性を発現する導電性粒子は熱可塑性樹脂中に分散されている。従って、フレキシブル性に優れた熱可塑性樹脂を選択することにより、従来実現できなかったフレキシブル性に優れた異方導電フィルムを提供することができる。
【００２９】
しかも、上記異方導電フィルムは、導電性粒子が分散されている熱可塑性樹脂フィルムを延伸することにより得られるため、従来から汎用されている延伸設備を用いて容易にかつ安価に提供することができる。
【００３０】
上記粒径比ｙ／ｘが２以上または１〜１．２の範囲にある場合には、前述したように、延伸方向に異方導電性を有する異方導電フィルムまたは厚み方向に異方導電性を有する異方導電フィルムを容易に提供することができる。
【００３１】
導電性粒子の粒径ｙが１００ｎｍ以下である場合には、本発明に従って、異方導電性に優れた異方導電フィルムを確実に提供することができる。
【００３２】
同様に、延伸倍率が１．５〜３倍の範囲にある場合には、異方導電性が良好に発現され得る。
【００３３】
本発明に係る異方導電フィルムの製造方法では、熱可塑性樹脂中に導電性粒子が分散されているフィルムを用意し、該フィルムを延伸するだけで得られるため、既存の延伸設備を用い、容易に勝つ安価に異方導電フィルムを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより本発明を明らかにする。
【００３５】
熱可塑性樹脂としてのノルボルネン系樹脂(日本ゼオン社製商品名「ゼオネックス４９０」、数平均分子量２７４００)８０重量部中に、導電性粒子として、８ｎｍ×長さ５０ｎｍの寸法を有する、導電性ＺｎＯ（ＡｌをＺｎＯにドープした導電性ＺｎＯ）２０重量部を配合してなる樹脂組成物を用意した。この樹脂組成物をトルエン１５０重量部に溶解した溶液を金属ベルト上に流延し、９０℃、１２５℃および１５０℃で順次各２分間乾燥することにより成形し、幅１３２５ｍｍ及び厚み７０μｍの長尺状のフィルムを得た。
【００３６】
上記長尺状フィルムをロールから繰り出し、フローティング方式の一軸延伸装置を用い、延伸温度を一段目が１２５℃、二段目が１４０℃にし、延伸倍率を２倍として、長さ方向に延伸し、厚み５０μｍの導電性フィルムを得た。なお、８ｎｍ×長さ５０ｎｍの寸法の導電性ＺｎＯのｙ／ｘ比は５０／８＝約６となる。
【００３７】
（実施例２〜実施例５）
実施例２〜５では、使用した導電性粒子の含有割合及び延伸倍率を下記の表１に示すように設定したことを除いては、実施例１と同様にして異方導電フィルムを作製した。
【００３８】
（実施例６）
導電性粒子として、Ａｕを用いたことを除いては、実施例１と同様にして異方導電フィルムを作製した。
【００３９】
（実施例７〜実施例１０）
実施例７〜１０においては、使用した導電性粒子の形状である粒径比ｙ／ｘ、粒径ｙを下記の表１に示すように変更したことを除いては、実施例１と同様にして異方導電フィルムを得た。
【００４０】
（実施例１１，１２）
使用した導電性粒子の含有割合を下記の表１に示すように変更したことを除いては、実施例１と同様にして導電フィルムを得た。
【００４１】
（実施例１３〜１５）
使用した導電性粒子の粒径比ｙ／ｘ、粒径ｙまたは延伸倍率を下記の表１に示すように変更したことを除いては、実施例１と同様にして異方導電フィルムを得た。
【００４２】
（比較例）
延伸を行わず、実施例１で延伸前に用意した長尺状フィルムをそのまま比較例として用意した。
【００４３】
（実施例及び比較例の評価）
上記のようにして得た実施例１〜１５及び比較例の各フィルムについて、表面抵抗、異方導電比及びヘイズ値を以下の要領で測定した。
【００４４】
（１）表面抵抗：ダイアインスツルメンツ社製ＭＣＰ−Ｔ６１０を用いてＪＩＳ  Ｋ７１９４に準拠して４端子４探針法により単位面積あたりの抵抗としての表面抵抗の測定を行った(単位：Ω／□)
（２）異方導電比：ダイアインスツルメンツ社製ＭＣＰ−Ｔ６１０を用いて体積抵抗値を測定した。その後以下の式に従い異方導電比を計算した。
【００４５】
異方導電比＝体積抵抗値／フィルム膜厚／表面抵抗値
（３）ヘイズ値（％）：東京電色社製ＴＣＨ−ＤＰＫを用いて測定を行った。
【００４６】
なお、ヘイズ値は、膜の透明性を評価するために測定した。
【００４７】
【表１】
2007005168.tif 000002
【００４８】
表１から明らかなように、比較例では異方導電比が１．０であり、すなわち、異方導電性を有しないことがわかる。これに対して、実施例１〜１５では、異方導電比が０．４以下、あるいは１．１以上であり、良好な異方導電性を有することがわかる。また、特に実施例１〜１０では、異方導電比が０．４以下、あるいは３．１以上と優れていることがわかる。
【００４９】
実施例１１に比べて、実施例１〜１０，１２〜１５では、表面抵抗が低く、導電性に優れていることがわかる。これは、実施例１１では、導電性粒子としての異方導電性ＺｎＯの含有割合が１０重量％に留まっていることによる。
【００５０】
また、実施例１２では、異方導電比が１．５であるのに対し、同じ導電性ＺｎＯを用いた実施例１〜５では、異方導電比が３．１以上であった。これは、実施例１２では、ＺｎＯの配合割合が９０重量％と高いのに対し、実施例１〜５では８０重量％以下であるためと考えられる。
【００５１】
また、実施例１３では、異方導電比が１．２であるのに対し、実施例１〜５では、３．１以上と高かった。これは、実施例１１では、延伸倍率が４倍と高かったのに対し、実施例１〜５では、延伸倍率が３倍以下であったことによると考えられる。
【００５２】
また、実施例１４では、ヘイズ値が１．５％と高く、透明性が劣っていたのに対し、実施例１〜５，７では透明性に優れていた。これは、実施例１４では、導電性粒子の粒径が１００ｎｍと高かったのに対し、実施例１〜５，７では１００ｎｍ以下と小さいため、透明性に優れていたものと考えられる。
【００５３】
また、実施例１５では、異方導電比が１．１であったのに対し、実施例１〜５，９，１０では、異方導電比が前述したように３．１以上または０．４以下であった。これは、実施例１５では、導電性粒子におけるｙ／ｘの比が１．５であったのに対し、実施例１〜５では、２以上であったことによる。また、実施例９，１０では、ｙ／ｘ比が１〜１．２の範囲であったことによると考えられる。