JP5885151B2 - 導電性積層体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(b)上記分散液の層を乾燥及び焼成して、上記基材上に導電性粒子層を形成すること、
(c)上記導電性粒子層に、第1の光源を用いて照射すること、及び
(d)工程(c)の後で、上記導電性粒子層に、第2の光源を用いて照射すること、
を含み、
上記第1の光源は、境界波長以下の波長のエネルギーの割合が上記第2の光源よりも少なく、且つ
上記境界波長が、250nm〜450nmの範囲の波長から選択される、
基材及びこの基材上に堆積している導電性膜を有する導電性積層体を製造する方法。
〈2〉上記基材が透明基材であり、且つ上記導電性膜が透明導電性層である、上記〈1〉項に記載の方法。
〈3〉工程(b)において、上記乾燥及び焼成を300℃以下の温度で行う、上記〈1〉又は〈2〉項に記載の方法。
〈4〉上記境界波長が、250nm、300nm、350nm、400nm、又は450nmである、上記〈1〉〜〈3〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈5〉上記第1の光源は、境界波長以下の波長のエネルギーの割合が20%以下であり、且つ上記第2の光源は、境界波長以下の波長のエネルギーの割合が20%超である、上記〈1〉〜〈4〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈6〉上記導電性材料の粒子の平均粒子径が1〜100nmである、上記〈1〉〜〈5〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈7〉上記第1の導電性金属酸化物が、酸化インジウム、ドープされた酸化インジウム、酸化亜鉛、ドープされた酸化亜鉛、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される材料である、上記〈1〉〜〈6〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈8〉上記第1の導電性金属酸化物が、金属原子数に基づいて50%以上の酸化インジウムを含有している、上記〈1〉〜〈7〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈9〉工程(a)において、上記導電性材料の粒子が液体媒体中に分散している分散液を提供し、そしてこの分散液を上記基材に塗布することによって、上記分散液層を上記基材上に提供する、上記〈1〉〜〈8〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈10〉工程(a)で用いられる上記分散液が、乾燥及び焼成したときに導電性金属酸化物となる金属化合物を更に含有している、上記〈1〉〜〈9〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈11〉ポリマー基材、及びこのポリマー基材上に堆積している導電性膜を有し、
上記ポリマー基材のガラス転移温度が、300℃以下であり、
上記導電性膜が、互いに結合している導電性材料の粒子を含み、且つ
導電性膜の表面抵抗値が、500Ω/□以下である、
導電性積層体。
〈12〉上記ポリマー基材が透明基材であり、且つ上記導電性膜が透明導電性層である、上記〈11〉項に記載の導電性積層体。
〈13〉上記導電性材料の粒子の平均粒子径が1〜100nmである、上記〈11〉又は〈12〉項に記載の導電性積層体。
〈14〉上記ポリマー基材に面している表面側と比較して、上記ポリマー基材と反対側の表面側において、上記導電性膜中の上記導電性材料の粒子の結合の程度が大きい、上記〈11〉〜〈13〉項のいずれか一項に記載の導電性積層体。
〈15〉上記第1の導電性金属酸化物が、金属原子数に基づいて50%以上の酸化インジウムを含有している、上記〈11〉〜〈14〉項のいずれか一項に記載の導電性積層体。
導電性積層体を製造する本発明の方法を、図1を用いて概念的に説明する。この方法では、基材、及びこの基材上に堆積している導電性膜を有する導電性積層体を製造する。本発明の方法では、比較的高い温度での焼結を行わない場合であっても、好ましい表面抵抗、及び随意に好ましい透明性、ヘーズ値等を有する導電性積層体を製造することができる。この方法では特に、透明導電性積層体、すなわち基材が透明基材であり且つ導電性膜が透明導電性層である導電性積層体を製造することができる。
図1(a)で示すように、導電性積層体を製造する本発明の方法では始めに、導電性材料の粒子1が液体媒体2中に分散している分散液の層10を、基材3上に提供する。
本発明の方法において用いることができる基材としては、乾燥及び焼成工程における加熱に耐えることができる任意の基材、特に透明基材を用いることができる。ここで、この基材は、ポリマーのような有機材料であっても、ガラスなどのような無機材料であってもよい。
本発明の方法は、基材上の分散液層を乾燥及び焼成して、図1(b)で示すように、導電性粒子層20を形成する乾燥及び焼成工程を含む。この乾燥及び焼成は、導電性粒子層20中の液体成分の少なくとも一部、例えば液体成分の実質的な部分を除去するのに充分な程度まで行う。具体的には、例えばこの乾燥及び焼成は、300℃以下、250℃以下、200℃以下、150℃以下、100℃以下、又は80℃以下の温度で行う。また、この乾燥及び焼成工程を比較的低い温度で行うことは、比較的耐熱性が低い材料、例えばポリマーのような有機材料を透明基材として用いる場合に好ましい。
本発明の方法は、導電性粒子層に、第1の光源を用いて照射することを含む。また、本発明の方法は、第1の光源を用いた照射の後で、導電性粒子層に、第2の光源を用いて照射することを含む。ここで、第1の光源は、境界波長以下の波長のエネルギーの割合が、第2の光源よりも少ない。
第1の光源としては、例えばキセノンランプ、水銀ランプを挙げることができる。
第2の光源、すなわち比較的短波長の光源としては、エキシマレーザー又はエキシマランプ、例えばKrFレーザー(中心波長:248nm)、ArFレーザー(中心波長:193nm)、Ar2エキシマランプ(中心波長:126nm)、Kr2エキシマランプ(中心波長:146nm)、Xe2エキシマランプ(中心波長:172nm)、KrClエキシマランプ(中心波長:222nm)、XeClエキシマランプ(中心波長:308nm)等を挙げることができる。
本発明の導電性積層体は、ポリマー基材、及びこのポリマー基材上に堆積している導電性膜を有し、ポリマー基材のガラス転移温度が、300℃以下であり、導電性膜が、互いに結合している導電性材料の粒子を含み、且つ導電性膜の表面抵抗値が、500Ω/□以下である。本発明の導電性積層体は特に、基材が透明基材であり且つ導電性膜が透明導電性層である透明導電性積層体である。
本発明の導電性積層体の導電性膜の膜厚は、意図する用途に応じて決定することができる。また、本発明の導電性積層体の導電性膜の膜厚は、意図する用途に応じて決定することができ、例えば意図する用途で所望とされる表面抵抗値、光透過率、ヘーズ値、強度、及び/又は密着性に応じて決定することができる。具体的には例えば、この導電性膜の膜厚は、10nm以上、30nm以上であって、100nm以下、150nm以下、300nm以下、500nm以下又は1000nm以下であってよい。
本発明の導電性積層体は例えば、500Ω/□以下、400Ω/□以下、300Ω/□以下、又は250Ω/□以下の表面抵抗値を有することができる。
本発明の透明導電性積層体の透明導電性膜は例えば、80.0%以上、85.0%以上、88.0%以上、90.0%以上、又は91.0%以上の全光透過率を有することができる。
本発明の透明導電性積層体の透明導電性膜は例えば、10.0%以下、5.0%以下、3.0%以下、又は1.0%以下のヘーズ値を有することができる。
なお、導電性材料、基材等に関しては、上記の導電性積層体を製造する本発明の方法に関する上記の記載を参照することができる。
以下で示すようにして、本発明の透明導電性積層体を得た。
平均1次粒子径が20nmのITO粒子を含有する粒子分散液(CINKナノテック株式会社製、10wt%、水分散液、界面活性剤添加なし)を、スピンコート法を用いてガラス基板に塗布して、ITO粒子が分散している分散液の層をガラス基板上に形成した。その後、吸着型ホットプレートを用いて、分散液の層を50℃で3分にわたって予備乾燥し、その後、酸素濃度1%以下の窒素雰囲気において250℃で4時間にわたって焼成をおこなって、ITO粒子層を作成した。
250℃での焼成後のITO粒子層を、キセノンランプ(波長分布を図2に示す(製品カタログから抜粋)、照射エネルギー10J/cm2・s、350nm(境界波長)以下の波長のエネルギーの割合が10%以下)を、第1の光源として用いて、1.0ミリ秒間にわたって照射した(10mJ/cm2)。
ArFエキシマレーザー装置(ビーム社製、中心波長193nm、350nm(境界波長)以下の波長のエネルギーの割合が約100%)を第2の光源として用いて、100J/cm2照射した。この装置では、実質的に全てのエネルギーが約193nmの波長の光として出力されている。
(ITO粒子層の形成、及び第1の光源による照射)
実施例1と同様にして、ITO粒子層を形成し、そして第1の光源による照射を行った。
実施例1と同様にして、第2の光源による照射を行った。
(ITO粒子層の形成、及び第1の光源による照射)
実施例1と同様にして、ITO粒子層を形成し、そして第1の光源による照射を行った。
その後、実施例1と同一の条件で第2の光源による照射を3回繰り返し行った。
(ITO粒子層の形成、及び第1の光源による照射)
実施例1と同様にしてITO粒子層を形成し、そして実施例2と同様にして第1の光源による照射を2回行った。
その後、実施例3と同一の条件で第2の光源による照射を3回繰り返し行った。
(ITO粒子層の形成)
実施例1と同様にして、ITO粒子層を形成した。
第1の光源による照射を行わずに、形成されたITO粒子層に、実施例1と同様の条件で第2の光源による照射を行った。
(ITO粒子層の形成、及び第2の光源による照射)
比較例1と同様にして、ITO粒子層を形成し、そして第2の光源による照射を行った。ただしここでは、ITO粒子層の焼成を、250℃ではなく、400℃で行った。
2 導電性材料の粒子が分散している分散液
3 基材
10 分散液層
20、30、40 導電性粒子層
Claims (8)
- (a)金属、半金属、金属酸化物、半金属酸化物、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される導電性材料の粒子が分散している分散液の層を、基材上に提供すること、
(b)前記分散液の層を乾燥及び焼成して、前記基材上に導電性粒子層を形成すること、
(c)前記導電性粒子層に、第1の光源を用いて照射して前記導電性粒子層全体にわたって前記導電性粒子を焼成すること、及び
(d)工程(c)の後で、前記導電性粒子層に、第2の光源を用いて照射して前記導電性粒子層の少なくとも表面部分を焼結させること、
を含み、且つ
前記第1の光源は、350nm以下の波長のエネルギーの割合が20%以下であり、且つ前記第2の光源は、350nm以下の波長のエネルギーの割合が20%超である、
基材及びこの基材上に堆積している導電性膜を有する導電性積層体を製造する方法。 - 前記基材が透明基材であり、且つ前記導電性膜が透明導電性層である、請求項1に記載の方法。
- 工程(b)において、前記乾燥及び焼成を300℃以下の温度で行う、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記導電性材料の粒子の平均粒子径が1〜100nmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の導電性金属酸化物が、酸化インジウム、ドープされた酸化インジウム、酸化亜鉛、ドープされた酸化亜鉛、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される材料である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の導電性金属酸化物が、金属原子数に基づいて50%以上の酸化インジウムを含有している、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(a)において、前記導電性材料の粒子が液体媒体中に分散している分散液を提供し、そしてこの分散液を前記基材に塗布することによって、前記分散液層を前記基材上に提供する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(a)で用いられる前記分散液が、乾燥及び焼成したときに導電性金属酸化物となる金属化合物を更に含有している、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
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