(57)【要約】【課題】導電性繊維の分散状態を判定基準にバラツキが発生することなく、評価のスピードアップや数値による管理を行うことができる導電性繊維の分散状態を定量的に評価する方法を提供する。【解決手段】導電性繊維の導電液や導電膜の観察像をフラクタル解析し、算出したフラクタル次元Ｄを用いて導電性繊維の分散状態を定量的に評価する分散性評価方法。導電性繊維の導電液又は導電膜の観察像（画像）を二値化し、ボックスカウンティング法によりピクセルの大きさ(一辺の長さＸ)を変化させ、そのピクセルに含まれる信号値を持つ部分（二値化なら１）の数（Ｎ（Ｘ））をカウントし、それぞれ両対数（ｌｏｇ（Ｘ）ｖ．ｓ．ｌｏｇ（Ｎ（Ｘ）））グラフの傾きからフラクタル次元Ｄを求め、フラクタル次元Ｄの値により導電性繊維の分散状態を定量的に評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性繊維の導電液又は導電膜の観察像をフラクタル解析し、算出したフラクタル次元Ｄを用いて導電性繊維の分散状態を定量的に評価する分散性評価方法。
【請求項２】
導電性繊維の導電液又は導電膜の観察像（画像）を二値化し、ボックスカウンティング法によりピクセルの大きさ(一辺の長さＸ)を変化させ、そのピクセルに含まれる信号値を持つ部分（二値化なら１）の数（Ｎ（Ｘ））をカウントし、それぞれ両対数（ｌｏｇ（Ｘ）ｖ．ｓ．ｌｏｇ（Ｎ（Ｘ）））グラフの傾きからフラクタル次元Ｄを求め、フラクタル次元Ｄの値により導電性繊維の分散状態を定量的に評価する請求項１に記載の分散性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性繊維の分散状態の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン、テレビ等の大型電子機器、カーナビゲーション、携帯電話、電子辞書等の小型電子機器、ＯＡ・ＦＡ機器等の表示機器などには液晶表示素子又はタッチパネル（タッチセンサー）が用いられている。これらの液晶表示素子又はタッチパネルには透明電極が設けられている。透明電極を形成する材料としては、高い可視光透過率を示すことから、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、酸化インジウム又は酸化スズが主流になっている。
【０００３】
タッチパネルは既に各種の方式が実用化されている。近年は、静電容量方式のタッチパネルの利用が進んでいる。静電容量方式タッチパネルでは、導電体である指先がタッチ入力面に接触すると、指先と導電膜との間が静電容量結合し、コンデンサを形成する。このときの指先の接触位置における電荷の変化を捉えることによって、その座標が検出される。
【０００４】
投影型静電容量方式のタッチパネルは、指先の多点検出が可能であるため複雑な指示が可能であり、その良好な操作性から、携帯電話や携帯型音楽プレーヤー等の小型表示装置を有する機器において、表示面上の入力装置として利用が進んでいる。
【０００５】
一般に、投影型静電容量方式のタッチパネルでは、Ｘ軸及びＹ軸による２次元座標を表現するために、複数のＸ電極とＸ電極に直交する複数のＹ電極とが２層構造を形成している。これらの電極には透明導電電極材を含む透明導電膜が用いられる。
【０００６】
前記の透明導電膜のパターニング方法としては、透明導電膜を形成後、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成し、ウエットエッチングにより導電膜の所定部分を除去して導電パターンを形成する方法が一般的である。透明導電電極材がＩＴＯおよび酸化インジウムの場合、エッチング液は塩酸と塩化第二鉄の２液からなる混合液が用いられている。
【０００７】
ＩＴＯ膜や酸化スズ膜は、一般にスパッタ法により形成されるが、スパッタ方式の違い、スパッタパワーやガス圧、基板温度、雰囲気ガスの種類などによって透明導電膜の性質が変わりやすい。スパッタ条件の変動による透明導電膜の膜質の違いは、透明導電膜をウエットエッチングする際のエッチング速度のバラツキの原因となり、パターンニング不良による製品の歩留り低下を引き起こしやすい。また、前記の導電パターンの形成方法は、スパッタ工程、レジスト形成工程及びエッチング工程を経ていることから、工程が長く、コスト面でも大きな負担となる。
【０００８】
前記の問題を解消するために、ＩＴＯ、酸化インジウム及び酸化スズ等に替わる材料を用いて透明な導電パターンを形成する試みがなされている。例えば、下記特許文献１には、導電性繊維を含有する導電膜を有する感光性導電フィルムによる導電パターンの形成方法が提案されている。この技術を用いれば、種々の基板上にフォトリソグラフィー工程で直接導電パターンを簡便に形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０２１２２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記の導電性繊維を含有する導電膜を有する感光性導電フィルムにより導電パターンを形成した透明基板上に設けられた透明電極の導電パターンには、金、銀、銅、白金等の導電性繊維が含まれるが、導電性繊維の一部が凝集していると、異方性、細線化や視認性などの特性低下につながる。感光性導電フィルムを製造する際には、その品質を管理し導電性繊維の分散性を把握・検査することが必要になる。銀などの導電性繊維の導電液や透明基板上に形成された導電膜の分散状態は顕微鏡による目視検査が現状である。この方法では、分散性の判定基準にバラツキが発生する等の課題が有り、評価のスピードアップや数値による管理が求められている。
本発明は、導電性繊維の分散状態を判定基準にバラツキが発生することなく、評価のスピードアップや数値による管理を行うことができる導電性繊維の分散状態を定量的に評価する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような従来の問題点を解決するために鋭意検討した結果、導電性繊維の導電液や導電膜の観察像をフラクタル解析し、算出したフラクタル次元Ｄを用いて導電性繊維の分散状態を定量的に評価することが可能であることを見出した。見た目の分散性の高い導電性繊維は、フラクタル次元Ｄが高い傾向を示すことが分かった。
すなわち、（１）本発明は、導電性繊維の導電液又は導電膜の観察像をフラクタル解析し、算出したフラクタル次元Ｄを用いて導電性繊維の分散状態を定量的に評価する分散性評価方法に関する。
また、本発明は、（２）導電性繊維の導電液又は導電膜の観察像（画像）を二値化し、ボックスカウンティング法（ボックスカウント法）によりピクセルの大きさ(一辺の長さＸ)を変化させ、そのピクセルに含まれる信号値を持つ部分（二値化なら１）の数（Ｎ（Ｘ））をカウントし、それぞれ両対数（ｌｏｇ（Ｘ）ｖ．ｓ．ｌｏｇ（Ｎ（Ｘ）））グラフの傾きからフラクタル次元Ｄを求め、フラクタル次元Ｄの値により導電性繊維の分散状態を定量的に評価する上記（１）に記載の分散性評価方法に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の導電繊維の分散性評価方法によれば、導電性繊維の分散状態を判定基準にバラツキが発生することなく、導電性繊維の導電液や導電膜の分散性について定量的に評価でき、スピードアップを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】銀ナノワイヤの導電液の観察像と二値化像である（実施例１〜２）。
【図２】銀ナノワイヤの導電液の観察像と二値化像である（実施例３〜４）。
【図３】フラクタル次元Ｄの算出結果を示すグラフである（実施例１〜４）。
【図４】銀ナノワイヤの導電膜の観察像と二値化像である（実施例５〜６）。
【図５】銀ナノワイヤの導電膜の観察像と二値化像である（実施例７〜８）。
【図６】フラクタル次元Ｄの算出結果を示すグラフである（実施例５〜８）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、導電性繊維の導電液やフィルム状態（導電膜）の観察像をフラクタル解析し、算出したフラクタル次元Ｄを用いて導電性繊維の分散状態を定量的に評価する。
フラクタル次元については、ウィキペディア（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ）等に説明され、本発明では、ボックスカウンティング法（ボックスカウント法）によりピクセルの大きさ(一辺の長さＸ)を変化させ、そのピクセルに含まれる信号値を持つ部分（二値化なら１）の数（Ｎ（Ｘ））をカウントし、それぞれ両対数（ｌｏｇ（Ｘ）ｖ．ｓ．ｌｏｇ（Ｎ（Ｘ）））グラフの傾きからフラクタル次元Ｄを求め、フラクタル次元Ｄの値により導電性繊維の分散状態を定量的に評価する。
フラクタル次元Ｄは、下式で表される。
【００１５】
【数１】
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分散性の高い導電性繊維は、フラクタル次元Ｄが高い傾向を示す。このフラクタル次元Ｄの値を求めて導電性繊維の分散状態を定量的に評価する。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１７】
（導電液の調整）
イソプロピールアルコール（以下、ＩＰＡ）と純水を、１０質量％：９０質量％の割合で混合したもの（以下、溶媒）を準備した。次に表１に示したように、バインダーおよび増粘剤が配合された銀ナノワイヤインク(他社品サンプルＡ〜Ｄ)を溶媒で希釈した。希釈割合は、銀ナノワイヤインク：溶媒＝１質量％：２質量％とした。
【００１８】
（導電膜の作製）
前記の導電液をＰＥＴフィルム表面に、アプリケータ（ギャップ：５０μｍ）で塗工した。乾燥条件は、５０℃、５分とした。
【００１９】
(導電液と導電膜の観察)
プレパラート上に滴下した導電液表面と、導電膜表面を観察し、観察像を保存する。
【００２０】
（観察像の二値化およびフラクタル次元Ｄの算出）
画像解析ソフト：「ＩｍａｇｅＪ（ＮＩＨ(National Institutes of Health、アメリカ国立衛生研究所)が開発した画像解析フリーウェア）」を用いて、最初に観察像の二値化像を作成する。次に、二値化像をフラクタル解析し、フラクタル次元Ｄを算出する。代表的な手法であるボックスカウンティング法を用いた。ボックスカウンティング法は、ピクセルの大きさ(一辺の長さＸ)を変化させ、そのピクセルに含まれる信号値を持つ部分（二値化なら１）の数（Ｎ（Ｘ））をカウントし、それぞれ両対数（ｌｏｇ（Ｘ）ｖ．ｓ．ｌｏｇ（Ｎ（Ｘ）））グラフの傾きＤを求め、それをフラクタル次元Ｄとした。算出したフラクタル次元Ｄの結果を図１〜図６に示した。
【００２１】
（観察条件と解析条件）
測定対象：銀ナノワイヤの導電液、導電膜
測定装置：ＢＸ５１Ｍ（オリンパス株式会社製正立金属顕微鏡(落射専用)、商品名)
解析条件：Ｉｍａｇｅ−Ｊ(オープンソースでパブリックドメインの画像処理ソフトフェア)を用いて、観察像は、TIFF、PNG、GIF、JPEG、BMG、DICOM、AVI等の画像フォーマットに対応している。
【００２２】
目視による分散性評価と算出したフラクタル次元Ｄの結果を表２に示した。銀ナノワイヤの視覚的評価で分散性が高く見えるサンプルでは、フラクタル次元Ｄが高い結果が得られた。
目視による分散性評価
◎…分散性が非常に良い、○…分散性良好、×…分散性が悪い
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
導電液の場合、実施例１〜４から導電性繊維の分散状態の良否は、フラクタル次元１.８００〜１．８２５の間を閾値として定量化できる。より厳しい分散状態とするには、１．８２５〜１．８３８の間を閾値として定量化できる。また、実施例５〜８から導電膜の場合についても同様に定量化することができる。
フラクタル解析を用いれば、実施例１〜４以外の導電性繊維や導電膜についても、分散性評価が可能であり、本発明の分散性評価方法は、入荷検査、品質管理、製造工程での管理、導電性繊維の研究開発等に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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