JP7820123B2 - Transparent Conductive Film - Google Patents
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Description
本発明は、透明導電性フィルムに関する。 The present invention relates to a transparent conductive film.
従来、タッチセンサーの電極等に用いられる透明導電性フィルムとして、透明樹脂フィルム上にインジウム・スズ複合酸化物層(ITO層)等の金属酸化物層が形成された透明導電性フィルムが多用されている。しかし、金属酸化物層が形成された透明導電性フィルムは、屈曲性が不十分であるため、フレキシブルディスプレイなどの屈曲性が必要とされる用途には使用し難い。 Conventionally, transparent conductive films used in touch sensor electrodes and the like often consist of a transparent resin film on which a metal oxide layer, such as an indium-tin composite oxide layer (ITO layer), is formed. However, transparent conductive films with a metal oxide layer formed on them have insufficient flexibility, making them difficult to use in applications requiring flexibility, such as flexible displays.
屈曲性に優れる透明導電性フィルムとして、金属ナノワイヤを含む導電層を備える透明導電性フィルムが提案されている。このような透明導電性フィルムにおいては、高湿下において、金属ナノワイヤが劣化し、抵抗が上昇するという問題がある。このような問題に対して、金属ナノワイヤから構成される導電層ををポリマーマトリックスで保護する方法が考えられる。しかしながら、このような技術によっても、金属ナノワイヤの劣化を十分に防止することは困難である。 Transparent conductive films with a conductive layer containing metal nanowires have been proposed as highly flexible transparent conductive films. However, such transparent conductive films suffer from the problem of the metal nanowires degrading under high humidity conditions, resulting in increased resistance. One possible solution to this problem is to protect the conductive layer composed of metal nanowires with a polymer matrix. However, even with this technology, it is difficult to fully prevent degradation of the metal nanowires.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、金属ナノワイヤを含む導電層を備え、加湿信頼性に優れる透明導電性フィルムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to provide a transparent conductive film that has a conductive layer containing metal nanowires and has excellent humidification reliability.
本発明の透明導電性フィルムは、透明基材と、透明基材の少なくとも片側に配置された透明導電層とを備え、該透明導電層が、金属ナノワイヤと、ポリマーマトリックスとを含み、該ポリマーマトリックスが、チオール系化合物を含む。
1つの実施形態においては、上記チオール系化合物が、ジチオラン骨格を有するチオール系化合物である。
1つの実施形態においては、上記チオール系化合物が、α-リポ酸である。
1つの実施形態においては、上記ジチオラン骨格を有するチオール系化合物の含有割合が、ポリマーマトリックスを構成するポリマー100重量部に対して、0.1重量部~5重量部である。
1つの実施形態においては、上記金属ナノワイヤが、融着網目構造を有している。
1つの実施形態においては、上記透明導電層が、シランカップリング剤をさらに含む。
1つの実施形態においては、上記透明導電層の可視光透過率が、80%以上である。
1つの実施形態においては、上記透明導電層のシート抵抗率が、200Ω/□以下である。
The transparent conductive film of the present invention comprises a transparent substrate and a transparent conductive layer disposed on at least one side of the transparent substrate, the transparent conductive layer containing metal nanowires and a polymer matrix, and the polymer matrix containing a thiol-based compound.
In one embodiment, the thiol compound is a thiol compound having a dithiolane skeleton.
In one embodiment, the thiol compound is α-lipoic acid.
In one embodiment, the content of the thiol compound having a dithiolane skeleton is 0.1 to 5 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer constituting the polymer matrix.
In one embodiment, the metal nanowires have a fused network structure.
In one embodiment, the transparent conductive layer further contains a silane coupling agent.
In one embodiment, the transparent conductive layer has a visible light transmittance of 80% or more.
In one embodiment, the transparent conductive layer has a sheet resistivity of 200 Ω/□ or less.
本発明によれば、金属ナノワイヤを含む導電層を備え、加湿信頼性に優れる透明導電性フィルムを提供することができる。 The present invention provides a transparent conductive film that has a conductive layer containing metal nanowires and has excellent humidification reliability.
A.透明導電性フィルムの概要
図1は、本発明の1つの実施形態による透明導電性フィルムの概略断面図である。透明導電性フィルム100は、透明基材10と、透明基材10の少なくとも片側に配置された透明導電層20とを備える。透明導電層20は、金属ナノワイヤ21とポリマーマトリックス22とを含む。代表的には、透明導電層20は、ポリマーマトリックス22中に金属ナノワイヤ21が存在するように構成される。
A. Overview of Transparent Conductive Film Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a transparent conductive film according to one embodiment of the present invention. The transparent conductive film 100 comprises a transparent substrate 10 and a transparent conductive layer 20 disposed on at least one side of the transparent substrate 10. The transparent conductive layer 20 includes metal nanowires 21 and a polymer matrix 22. Typically, the transparent conductive layer 20 is configured so that the metal nanowires 21 are present in the polymer matrix 22.
ポリマーマトリックスは、チオール系化合物を含む。本発明においては、透明導電層を構成するポリマーマトリックス添加されたチオール系化合物が、表面に保護膜を形成するようにして、金属ナノワイヤに結合し、その結果、金属ナノワイヤの劣化が防止されると考えられる。このような効果を発揮する本発明の透明導電性フィルムは、高湿下においても、金属ナノワイヤが劣化せず、好ましい導電性を維持することができる。このような効果は、後述のように、チオール系化合物を適切に選択することによりさらに顕著となる。本発明においては、透明導電層を構成する材料として金属ナノワイヤを用いながらも、該材料の劣化が防止されるため、屈曲性に優れ、かつ、環境耐久性の高い透明導電性フィルムを得ることができる。 The polymer matrix contains a thiol-based compound. In the present invention, it is believed that the thiol-based compound added to the polymer matrix constituting the transparent conductive layer bonds to the metal nanowires in such a way as to form a protective film on the surface, thereby preventing deterioration of the metal nanowires. The transparent conductive film of the present invention, which exhibits such effects, is able to maintain favorable conductivity without causing deterioration of the metal nanowires even under high humidity conditions. This effect is further enhanced by appropriately selecting the thiol-based compound, as described below. In the present invention, even though metal nanowires are used as the material constituting the transparent conductive layer, deterioration of the material is prevented, thereby enabling the production of a transparent conductive film with excellent flexibility and high environmental durability.
上記透明導電性フィルムの厚みは、好ましくは10μm~500μmであり、より好ましくは15μm~300μmであり、さらに好ましくは20μm~200μmである。 The thickness of the transparent conductive film is preferably 10 μm to 500 μm, more preferably 15 μm to 300 μm, and even more preferably 20 μm to 200 μm.
上記透明導電性フィルムの可視光透過率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、特に好ましくは90%以上である。このような範囲であれば、例えば、透明電極用途として好ましい透明導電性フィルムを得ることができる。 The visible light transmittance of the transparent conductive film is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 90% or more. Within this range, a transparent conductive film suitable for use as a transparent electrode can be obtained.
上記透明導電性フィルムのシート抵抗値は、好ましくは200Ω/□以下であり、より好ましくは150Ω/□以下であり、さらに好ましくは100Ω/□以下である。透明導電性フィルムのシート抵抗値は、小さいほど好ましいが、その下限は、例えば1Ω/□(好ましくは0.5Ω/□、より好ましくは0.1Ω/□)である。 The sheet resistance of the transparent conductive film is preferably 200 Ω/□ or less, more preferably 150 Ω/□ or less, and even more preferably 100 Ω/□ or less. The lower the sheet resistance of the transparent conductive film, the better, but the lower limit is, for example, 1 Ω/□ (preferably 0.5 Ω/□, more preferably 0.1 Ω/□).
B.透明導電層
上記のとおり、透明導電層は、金属ナノワイヤおよびポリマーマトリックス含む。金属ナノワイヤを含む透明導電層を形成すれば、屈曲性に優れ、かつ、光透過率に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。金属ナノワイヤは、ポリマーマトリックスにより保護される。その結果、金属ナノワイヤの腐食が防止され、耐久性により優れる透明導電性フィルムを得ることができる。ポリマーマトリックスは、チオール系化合物を含む。
B. Transparent Conductive Layer As described above, the transparent conductive layer contains metal nanowires and a polymer matrix. By forming a transparent conductive layer containing metal nanowires, a transparent conductive film with excellent flexibility and light transmittance can be obtained. The metal nanowires are protected by the polymer matrix. As a result, corrosion of the metal nanowires is prevented, and a transparent conductive film with excellent durability can be obtained. The polymer matrix contains a thiol-based compound.
上記透明導電層の厚みは、好ましくは10nm~1000nmであり、より好ましくは20nm~500nmである。 The thickness of the transparent conductive layer is preferably 10 nm to 1000 nm, and more preferably 20 nm to 500 nm.
上記透明導電層の可視光透過率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上であり、特に好ましくは95%以上である。 The visible light transmittance of the transparent conductive layer is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, even more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.
上記透明導電層のシート抵抗値は、好ましくは200Ω/□以下であり、より好ましくは150Ω/□以下であり、さらに好ましくは100Ω/□以下である。透明導電性フィルムのシート抵抗値は、小さいほど好ましいが、その下限は、例えば1Ω/□(好ましくは0.5Ω/□、より好ましくは0.1Ω/□)である。 The sheet resistance of the transparent conductive layer is preferably 200 Ω/□ or less, more preferably 150 Ω/□ or less, and even more preferably 100 Ω/□ or less. The lower the sheet resistance of the transparent conductive film, the better, but the lower limit is, for example, 1 Ω/□ (preferably 0.5 Ω/□, more preferably 0.1 Ω/□).
(金属ナノワイヤ)
金属ナノワイヤとは、材質が金属であり、形状が針状または糸状であり、径がナノメートルサイズの導電性物質をいう。金属ナノワイヤは直線状であってもよく、曲線状であってもよい。金属ナノワイヤで構成された透明導電層を用いれば、金属ナノワイヤが網の目状となることにより、少量の金属ナノワイヤであっても良好な電気伝導経路を形成することができ、電気抵抗の小さい透明導電性フィルムを得ることができる。さらに、金属ナノワイヤが網の目状となることにより、網の目の隙間に開口部を形成して、光透過率の高い透明導電性フィルムを得ることができる。
(metal nanowires)
Metal nanowires are conductive materials made of metal, shaped like needles or threads, and nanometer-sized diameters. Metal nanowires may be linear or curved. By using a transparent conductive layer made of metal nanowires, the metal nanowires form a mesh, allowing even a small amount of metal nanowires to form an excellent electrical conduction path, resulting in a transparent conductive film with low electrical resistance. Furthermore, the mesh-like shape of the metal nanowires allows openings to be formed in the gaps between the meshes, resulting in a transparent conductive film with high light transmittance.
上記金属ナノワイヤの太さdと長さLとの比(アスペクト比:L/d)は、好ましくは10~100,000であり、より好ましくは50~100,000であり、特に好ましくは100~10,000である。このようにアスペクト比の大きい金属ナノワイヤを用いれば、金属ナノワイヤが良好に交差して、少量の金属ナノワイヤにより高い導電性を発現させることができる。その結果、光透過率の高い透明導電性フィルムを得ることができる。なお、本明細書において、「金属ナノワイヤの太さ」とは、金属ナノワイヤの断面が円状である場合はその直径を意味し、楕円状である場合はその短径を意味し、多角形である場合は最も長い対角線を意味する。金属ナノワイヤの太さおよび長さは、走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡によって確認することができる。 The ratio of the thickness d to the length L of the metal nanowire (aspect ratio: L/d) is preferably 10 to 100,000, more preferably 50 to 100,000, and particularly preferably 100 to 10,000. By using metal nanowires with such a high aspect ratio, the metal nanowires can be well intersected, enabling high conductivity to be achieved with a small number of metal nanowires. As a result, a transparent conductive film with high light transmittance can be obtained. Note that, in this specification, "thickness of a metal nanowire" refers to the diameter if the cross section of the metal nanowire is circular; the minor axis if the cross section is elliptical; and the longest diagonal if the cross section is polygonal. The thickness and length of a metal nanowire can be confirmed using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope.
上記金属ナノワイヤの太さは、好ましくは500nm未満であり、より好ましくは200nm未満であり、特に好ましくは10nm~100nmであり、最も好ましくは10nm~50nmである。このような範囲であれば、光透過率の高い透明導電層を形成することができる。 The thickness of the metal nanowires is preferably less than 500 nm, more preferably less than 200 nm, particularly preferably 10 nm to 100 nm, and most preferably 10 nm to 50 nm. Within this range, a transparent conductive layer with high light transmittance can be formed.
上記金属ナノワイヤの長さは、好ましくは1μm~1000μmであり、より好ましくは10μm~500μmであり、特に好ましくは10μm~100μmである。このような範囲であれば、導電性の高い透明導電性フィルムを得ることができる。 The length of the metal nanowires is preferably 1 μm to 1000 μm, more preferably 10 μm to 500 μm, and particularly preferably 10 μm to 100 μm. Within this range, a transparent conductive film with high conductivity can be obtained.
上記金属ナノワイヤを構成する金属としては、導電性金属である限り、任意の適切な金属が用いられ得る。上記金属ナノワイヤを構成する金属としては、例えば、銀、金、銅、ニッケル等が挙げられる。また、これらの金属にメッキ処理(例えば、金メッキ処理)を行った材料を用いてもよい。なかでも好ましくは、導電性の観点から、銀、銅または金であり、より好ましくは銀である。 Any suitable metal can be used as the metal constituting the metal nanowires, as long as it is conductive. Examples of metals constituting the metal nanowires include silver, gold, copper, and nickel. Materials obtained by plating these metals (e.g., gold plating) may also be used. Among these, silver, copper, or gold are preferred from the viewpoint of conductivity, and silver is even more preferred.
上記金属ナノワイヤの製造方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。例えば溶液中で硝酸銀を還元する方法、前駆体表面にプローブの先端部から印可電圧又は電流を作用させ、プローブ先端部で金属ナノワイヤを引き出し、該金属ナノワイヤを連続的に形成する方法等が挙げられる。溶液中で硝酸銀を還元する方法においては、エチレングリコール等のポリオール、およびポリビニルピロリドンの存在下で、硝酸銀等の銀塩の液相還元することにより、銀ナノワイヤが合成され得る。均一サイズの銀ナノワイヤは、例えば、Xia,Y.etal.,Chem.Mater.(2002)、14、4736-4745 、Xia, Y.etal., Nano letters(2003)3(7)、955-960 に記載される方法に準じて、大量生産が可能である。 Any suitable method can be used to manufacture the metal nanowires. Examples include reducing silver nitrate in solution, applying a voltage or current from the tip of a probe to the surface of a precursor, drawing out the metal nanowires at the tip of the probe, and continuously forming the metal nanowires. In the method of reducing silver nitrate in solution, silver nanowires can be synthesized by liquid-phase reduction of a silver salt such as silver nitrate in the presence of a polyol such as ethylene glycol and polyvinylpyrrolidone. Uniformly sized silver nanowires can be mass-produced, for example, according to the methods described in Xia, Y. et al., Chem. Mater. (2002), 14, 4736-4745 and Xia, Y. et al., Nano Letters (2003), 3(7), 955-960.
上記金属ナノワイヤを含む透明導電層は、溶媒中に上記金属ナノワイヤを分散させた分散液を、上記透明基材上に塗布した後、塗布層を乾燥させて、形成することができる。 The transparent conductive layer containing the metal nanowires can be formed by applying a dispersion of the metal nanowires in a solvent onto the transparent substrate and then drying the applied layer.
上記溶媒としては、水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒等が挙げられる。環境負荷低減の観点から、水を用いることが好ましい。 Examples of the solvent include water, alcohol-based solvents, ketone-based solvents, ether-based solvents, hydrocarbon-based solvents, and aromatic solvents. From the perspective of reducing environmental impact, it is preferable to use water.
上記金属ナノワイヤ分散液中の金属ナノワイヤの分散濃度は、好ましくは0.1重量%~1重量%である。このような範囲であれば、導電性および光透過性に優れる透明導電層を形成することができる。 The dispersion concentration of the metal nanowires in the metal nanowire dispersion liquid is preferably 0.1% to 1% by weight. Within this range, a transparent conductive layer with excellent conductivity and light transparency can be formed.
上記金属ナノワイヤ分散液は、目的に応じて任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。上記添加剤としては、例えば、金属ナノワイヤの腐食を防止する腐食防止材、金属ナノワイヤの凝集を防止する界面活性剤等が挙げられる。使用される添加剤の種類、数および量は、目的に応じて適切に設定され得る。 The metal nanowire dispersion liquid may further contain any appropriate additives depending on the purpose. Examples of such additives include corrosion inhibitors that prevent corrosion of the metal nanowires, surfactants that prevent aggregation of the metal nanowires, etc. The type, number, and amount of additives used may be appropriately determined depending on the purpose.
上記金属ナノワイヤ分散液の塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。塗布方法としては、例えば、スプレーコート、バーコート、ロールコート、ダイコート、インクジェットコート、スクリーンコート、ディップコート、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法等が挙げられる。塗布層の乾燥方法としては、任意の適切な乾燥方法(例えば、自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥)が採用され得る。例えば、加熱乾燥の場合には、乾燥温度は代表的には50℃~200℃であり、乾燥時間は代表的には1分~10分である。 Any appropriate method can be used to apply the metal nanowire dispersion. Examples of application methods include spray coating, bar coating, roll coating, die coating, inkjet coating, screen coating, dip coating, letterpress printing, intaglio printing, and gravure printing. Any appropriate drying method (e.g., natural drying, air drying, and heat drying) can be used to dry the coated layer. For example, in the case of heat drying, the drying temperature is typically 50°C to 200°C, and the drying time is typically 1 to 10 minutes.
上記透明導電層における金属ナノワイヤの含有割合は、透明導電層の全重量に対して、好ましくは30重量%~90重量%であり、より好ましくは45重量%~80重量%である。このような範囲であれば、導電性および光透過性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。 The content of metal nanowires in the transparent conductive layer is preferably 30% to 90% by weight, and more preferably 45% to 80% by weight, based on the total weight of the transparent conductive layer. Within this range, a transparent conductive film with excellent conductivity and light transparency can be obtained.
上記金属ナノワイヤが銀ナノワイヤである場合、透明導電層の密度は、好ましくは1.3g/cm3~10.5g/cm3であり、より好ましくは1.5g/cm3~3.0g/cm3である。このような範囲であれば、導電性および光透過性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。 When the metal nanowires are silver nanowires, the density of the transparent conductive layer is preferably 1.3 g/cm 3 to 10.5 g/cm 3 , and more preferably 1.5 g/cm 3 to 3.0 g/cm 3. Within such a range, a transparent conductive film with excellent conductivity and light transmittance can be obtained.
1つの実施形態においては、上記透明導電層はパターン化されている。パターン化の方法としては、透明導電層の形態に応じて、任意の適切な方法が採用され得る。透明導電層のパターンの形状は、用途に応じて任意の適切な形状であり得る。例えば、特表2011-511357号公報、特開2010-164938号公報、特開2008-310550号公報、特表2003-511799号公報、特表2010-541109号公報に記載のパターンが挙げられる。透明導電層は透明基材上に形成された後、透明導電層の形態に応じて、任意の適切な方法を用いてパターン化することができる。 In one embodiment, the transparent conductive layer is patterned. Any appropriate method can be used as the patterning method depending on the form of the transparent conductive layer. The pattern shape of the transparent conductive layer can be any appropriate shape depending on the application. Examples include the patterns described in JP-T-2011-511357, JP-A-2010-164938, JP-A-2008-310550, JP-T-2003-511799, and JP-T-2010-541109. After the transparent conductive layer is formed on the transparent substrate, it can be patterned using any appropriate method depending on the form of the transparent conductive layer.
1つの実施形態においては、上記透明導電層中の金属ナノワイヤは、融着網目構造を有する。融着網目構造を有する金属ナノワイヤは、金属ナノワイヤ同士が接点で融着された状態にある。融着網目構造を有する金属ナノワイヤを含む透明導電層を形成すれば、透明性を阻害することなく、より導電性の高い透明導電性フィルムを得ることができる。 In one embodiment, the metal nanowires in the transparent conductive layer have a fused network structure. Metal nanowires with a fused network structure are in a state in which the metal nanowires are fused to each other at their contact points. By forming a transparent conductive layer containing metal nanowires with a fused network structure, a transparent conductive film with higher conductivity can be obtained without impairing transparency.
上記融着網目構造を有する金属ナノワイヤを含む透明導電層は、例えば、金属ナノワイヤ分散液に融着を促進するための添加剤を添加することにより形成され得る。当該添加剤としては、例えば、金属ハロゲン化物(例えば、LiCl、CsCl、NaF、NaCl、NaBr、NaI、KCl、MgCl2、CaCl2、AlCl3、AgF等)、無機酸(例えば、硝酸、亜硝酸、硫酸等)、有機酸(例えば、シュウ酸、クエン酸、ギ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、酪酸、アクリル酸、ピルビン酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン(ラウリン)酸、テトラデカン(ミリスチン)酸、ヘキサデカン(パルミチン)酸、オクタデカン(ステアリン)酸、2-エチル酪酸、2-メチルヘキサン酸、2-エチルヘキサン酸、2-プロピルペンタン酸、ピバリン酸、ネオヘプタン酸、ネオノナン酸、ネオデカン酸等)、銀塩(例えば、硝酸銀、亜硝酸銀、乳酸銀、塩化銀、硫酸銀、酸化銀、酢酸銀、塩素酸銀、硫化銀等、ギ酸銀、ヘキサン酸銀、オクタン酸銀、デカン酸銀、ドデカン酸銀、テトラデカン酸銀、ヘキサデカン酸銀、オクタデカン酸銀、ペンタン酸銀、ピバリン酸銀、ネオヘプタン酸銀、ネオノナン酸銀、ネオデカン酸銀等)、銀塩を形成しうる元素(塩素、硫素等)を含む化合物(塩化水素、塩化ナトリウム等)等が挙げられる。なかでも好ましくは金属ハロゲン化物であり、より好ましくは、NaCl、AgF、LiF、Nabr、またはNaFである。1つの実施形態においては、上記融着網目構造を有する金属ナノワイヤを含む透明導電層は、上記添加剤を含む金属ナノワイヤ分散液を塗布した後、加熱処理および/または加圧処理を行うことにより、形成され得る。加熱処理の温度は、例えば、50℃~200℃である。 The transparent conductive layer containing the metal nanowires having the fused network structure can be formed, for example, by adding an additive to the metal nanowire dispersion to promote fusion. Examples of such additives include metal halides (e.g., LiCl, CsCl, NaF, NaCl, NaBr, NaI, KCl, MgCl 2 , CaCl 2 , AlCl 3 , AgF, etc.), inorganic acids (e.g., nitric acid, nitrous acid, sulfuric acid, etc.), organic acids (e.g., oxalic acid, citric acid, formic acid, acetic acid, lactic acid, propionic acid, butyric acid, acrylic acid, pyruvic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, hexanoic acid, octanoic acid, decanoic acid, dodecanoic (lauric) acid, tetradecanoic (myristic) acid, hexadecanoic (palmitic) acid, octadecanoic (stearic) acid, 2-ethylbutyric acid, 2-methylhexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 2-propylpentanoic acid, pivalic acid, Examples of suitable silver salts include silver salts (e.g., silver nitrate, silver nitrite, silver lactate, silver chloride, silver sulfate, silver oxide, silver acetate, silver chlorate, silver sulfide, silver formate, silver hexanoate, silver octanoate, silver decanoate, silver dodecanoate, silver tetradecanoate, silver hexadecanoate, silver octadecanoate, silver pentanoate, silver pivalate, silver neoheptanoate, silver neononanoate, silver neodecanoate), and compounds containing elements capable of forming silver salts (e.g., chlorine, sulfur) (e.g., hydrogen chloride, sodium chloride). Among these, metal halides are preferred, and NaCl, AgF, LiF, NaBr, or NaF is more preferred. In one embodiment, the transparent conductive layer containing the metal nanowires having a fused network structure can be formed by applying a metal nanowire dispersion containing the additive, followed by a heat treatment and/or a pressure treatment. The temperature of the heat treatment is, for example, 50°C to 200°C.
上記融着網目構造を有する金属ナノワイヤを含む透明導電層は、金属ナノワイヤ分散液の塗工層を、酸ハロゲン化物蒸気に曝露することによって、形成してもよい。酸ハロゲン化物蒸気としては、HCl、HBr、HI、またはこれらの混合物等の蒸気が挙げられる。 A transparent conductive layer containing metal nanowires having the above-mentioned fused network structure may be formed by exposing a coating layer of a metal nanowire dispersion to acid halide vapor. Examples of acid halide vapor include vapors of HCl, HBr, HI, or mixtures thereof.
融着網目構造を有する金属ナノワイヤおよびその製造方法は、例えば、特表2015-530693号公報に記載されている。当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。 Metal nanowires with a fused network structure and a method for producing them are described, for example, in JP-A-2015-530693. The disclosure of this publication is incorporated herein by reference.
(ポリマーマトリックス)
上記ポリマーマトリックスを構成するポリマーとしては、任意の適切なポリマーが用いられ得る。該ポリマーとしては、例えば、アクリル系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー;ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリビニルキシレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の芳香族系ポリマー;ポリウレタン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;ポリオレフィン系ポリマー;アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS);セルロース;シリコン系ポリマー;ポリ塩化ビニル;ポリアセテート;ポリノルボルネン;合成ゴム;フッ素系ポリマー等が挙げられる。好ましくは、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGDA)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)等の多官能アクリレートから構成される硬化型樹脂(好ましくは紫外線硬化型樹脂)が用いられる。
(polymer matrix)
Any appropriate polymer can be used as the polymer constituting the polymer matrix. Examples of such polymers include acrylic polymers; polyester polymers such as polyethylene terephthalate; aromatic polymers such as polystyrene, polyvinyl toluene, polyvinyl xylene, polyimide, polyamide, and polyamideimide; polyurethane polymers; epoxy polymers; polyolefin polymers; acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS); cellulose; silicone polymers; polyvinyl chloride; polyacetate; polynorbornene; synthetic rubber; and fluorine-based polymers. Preferably, a curable resin (preferably an ultraviolet-curable resin) composed of a polyfunctional acrylate such as pentaerythritol triacrylate (PETA), neopentyl glycol diacrylate (NPGDA), dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), or trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) is used.
上記ポリマーマトリックスは、上記のとおり、透明基材上に金属ナノワイヤからなる層を形成した後、該層上に、ポリマー溶液を塗布し、その後、塗布層を乾燥または硬化させて、形成され得る。この操作により、ポリマーマトリックス中に金属ナノワイヤが存在した透明導電層が形成される。 The polymer matrix can be formed by forming a layer of metal nanowires on a transparent substrate, applying a polymer solution to the layer, and then drying or curing the applied layer, as described above. This process forms a transparent conductive layer in which metal nanowires are present in a polymer matrix.
上記ポリマー溶液は、上記ポリマーマトリックスを構成するポリマー、または該ポリマーの前駆体(該ポリマーを構成するモノマー)を含む。 The polymer solution contains the polymer that constitutes the polymer matrix or a precursor of the polymer (the monomer that constitutes the polymer).
上記ポリマー溶液は溶剤を含み得る。上記ポリマー溶液に含まれる溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、炭化水素系溶剤、または芳香族系溶剤等が挙げられる。好ましくは、該溶剤は、揮発性である。該溶剤の沸点は、好ましくは200℃以下であり、より好ましくは150℃以下であり、さらに好ましくは100℃以下である。 The polymer solution may contain a solvent. Examples of solvents contained in the polymer solution include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, tetrahydrofuran, hydrocarbon-based solvents, and aromatic solvents. Preferably, the solvent is volatile. The boiling point of the solvent is preferably 200°C or less, more preferably 150°C or less, and even more preferably 100°C or less.
(チオール系化合物)
上記チオール系化合物としては、例えば、一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
HS-R ・・・(1)
式(1)中、Rは、炭素数が1~30の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基であり、好ましくは炭素数が1~20の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基である。Rは、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。また、Rは、二重結合および/または三重結合を任意の適切な位置に含んでいてもよい。また、Rは、任意の適切な置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、SH基、水酸基、NH2基、アルキルエステル基、カルボキシル基、アリル基、ハロゲン基等が挙げられる。また、Rは、N、S、O、Si、P等の元素を含む置換基を有していてもよい。チオール系化合物の具体例としては、α-チオグリセロール、アミノエタンチオール、チオグリコール酸、チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸エチル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコール酸t-ブチル、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸イソオクチル、チオグリコール酸デシル、チオグリコール酸ドデシル、エチレングリコールのチオグリコール酸エステル、ネオペンチルグリコールのチオグリコール酸エステル、ペンタエリスリトールのチオグリコール酸エステル等が挙げられる。
(Thiol compounds)
The thiol compound may be, for example, a compound represented by general formula (1).
HS-R...(1)
In formula (1), R is an aliphatic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, preferably an aliphatic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R may be linear or branched. R may also contain a double bond and/or a triple bond at any appropriate position. R may also have any appropriate substituent. Examples of the substituent include an SH group, a hydroxyl group, an NH2 group, an alkyl ester group, a carboxyl group, an allyl group, and a halogen group. R may also have a substituent containing an element such as N, S, O, Si, or P. Specific examples of thiol compounds include α-thioglycerol, aminoethanethiol, thioglycolic acid, methyl thioglycolate, ethyl thioglycolate, propyl thioglycolate, butyl thioglycolate, t-butyl thioglycolate, 2-ethylhexyl thioglycolate, octyl thioglycolate, isooctyl thioglycolate, decyl thioglycolate, dodecyl thioglycolate, thioglycolic acid esters of ethylene glycol, thioglycolic acid esters of neopentyl glycol, and thioglycolic acid esters of pentaerythritol.
1つの実施形態においては、ジチオラン骨格(好ましくは、1,2-ジチオラン骨格)を有するチオール系化合物が用いられる。ジチオラン骨格を有するチオール系化合物は、ポリマーマトリックスを構成する化合物と反応しがたいという特徴を有する。そのため、ポリマーマトリックスによる保護機能を阻害せず、また、透明基材に対する密着性に優れる導電層を形成することができる。また、ジチオラン骨格を有するチオール系化合物は、2つの結合点を有するため、金属ナノワイヤを密に被覆し得る。このようなチオール系化合物は添加量が少なくとも、耐湿性向上に寄与することができる。チオール系化合物の添加量が少なければ、ポリマーマトリックスによる保護機能を阻害せず、また、透明基材に対する密着性に優れる導電層を形成することができる。 In one embodiment, a thiol-based compound having a dithiolane skeleton (preferably a 1,2-dithiolane skeleton) is used. Thiol-based compounds having a dithiolane skeleton are characterized by their resistance to reaction with compounds constituting the polymer matrix. Therefore, they do not impair the protective function of the polymer matrix and can form a conductive layer that exhibits excellent adhesion to the transparent substrate. Furthermore, because thiol-based compounds having a dithiolane skeleton have two bonding points, they can densely coat the metal nanowires. Even a small amount of such a thiol-based compound can contribute to improved moisture resistance. Adding a small amount of thiol-based compound does not impair the protective function of the polymer matrix and can form a conductive layer that exhibits excellent adhesion to the transparent substrate.
ジチオラン骨格を有するチオール系化合物としては、例えば、α-リポ酸、5-(1,2-ジチオラン-3-イル)ペンタンアミド、4-Methyl-1,2-dithiolane-4-carboxamid等が挙げられる。なかでも好ましくは、α-リポ酸である。α―リポ酸を用いれば、上記効果が顕著となる他、α-リポ酸によるラジカルトラップ、抗酸化等の作用により、耐久性により優れる透明導電性フィルムを得ることができる。 Examples of thiol compounds having a dithiolane skeleton include α-lipoic acid, 5-(1,2-dithiolan-3-yl)pentanamide, and 4-methyl-1,2-dithiolane-4-carboxamide. Among these, α-lipoic acid is particularly preferred. The use of α-lipoic acid not only significantly enhances the above-mentioned effects, but also allows for the production of transparent conductive films with superior durability due to the radical trapping and antioxidant properties of α-lipoic acid.
1つの実施形態においては、上記チオール系化合物として、アルキルチオールが用いられる。アルキルチオールの具体例としては、メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、n-オクタンチオール、n-ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、n-オクタデカンチオール等のアルキルチオール等が挙げられる。 In one embodiment, an alkylthiol is used as the thiol compound. Specific examples of alkylthiols include methanethiol, ethanethiol, propanethiol, n-octanethiol, n-dodecanethiol, hexadecanethiol, and n-octadecanethiol.
チオール系化合物の含有割合は、ポリマーマトリックスを構成するポリマー100重量部に対して、好ましくは0.04重量部~10重量部であり、より好ましくは0.1重量部~8重量部であり、さらに好ましくは0.12重量部~5重量部である。このような範囲であれば、耐湿性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。1つの実施形態においては、チオール系化合物として、ジチオラン骨格を有するチオール系化合物を用いる場合、ジチオラン骨格を有するチオール系化合物の含有割合は、ポリマーマトリックスを構成するポリマー100重量部に対して、好ましくは0.1重量部~5重量部であり、より好ましくは0.15重量部~3重量部である。ジチオラン骨格を有するチオール系化合物の含有割合がこのような範囲であれば、耐湿性に加え、導電性が顕著に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。ジチオラン骨格を有するチオール系化合物の含有割合が多すぎる場合、当該チオール系化合物が金属ナノワイヤと反応し、導電性が低下するおそれがある。 The content of the thiol compound is preferably 0.04 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 8 parts by weight, and even more preferably 0.12 to 5 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the polymer constituting the polymer matrix. Within this range, a transparent conductive film with excellent moisture resistance can be obtained. In one embodiment, when a thiol compound having a dithiolane skeleton is used as the thiol compound, the content of the thiol compound having a dithiolane skeleton is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.15 to 3 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the polymer constituting the polymer matrix. Within this range, a transparent conductive film with not only excellent moisture resistance but also remarkably excellent conductivity can be obtained. If the content of the thiol compound having a dithiolane skeleton is too high, the thiol compound may react with the metal nanowires, resulting in a decrease in conductivity.
(カップリング剤)
1つの実施形態においては、上記透明導電層(実質的には、ポリマーマトリックス)は、カップリング剤をさらに含む。カップリング剤としては、シランカップリング剤が好ましく用いられる。カップリング剤を添加することにより、透明基材と透明導電層との密着性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。一般に、カップリング剤は、耐湿性(加湿信頼性)を低下させるように作用するが、本発明によれば、チオール系化合物とカップリング剤とを併用することにより、金属ナノワイヤの劣化を防止して加湿信頼性を維持しつつ、透明基材と透明導電層との密着性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。換言すると、本発明は、チオール系化合物を含有させることにより、カップリング剤の有効性が高まる点で有利である。
(Coupling Agent)
In one embodiment, the transparent conductive layer (essentially the polymer matrix) further contains a coupling agent. A silane coupling agent is preferably used as the coupling agent. By adding a coupling agent, a transparent conductive film having excellent adhesion between the transparent substrate and the transparent conductive layer can be obtained. Generally, coupling agents act to reduce moisture resistance (humidification reliability). However, according to the present invention, by using a thiol-based compound in combination with a coupling agent, a transparent conductive film having excellent adhesion between the transparent substrate and the transparent conductive layer can be obtained while preventing deterioration of the metal nanowires and maintaining humidification reliability. In other words, the present invention is advantageous in that the effectiveness of the coupling agent is enhanced by including a thiol-based compound.
シランカップリング剤としては、アミノ系シランカップリング剤が好ましく用いられ得る。また、アミノ系シランカップリング剤とアクリル系シランカップリング剤とを組み合わせ用いてもよい。 As the silane coupling agent, an amino-based silane coupling agent is preferably used. It is also possible to use a combination of an amino-based silane coupling agent and an acrylic silane coupling agent.
アミノ系シランカップリング剤としては、例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミンが挙げられる。さらに、アミノ系シランカップリング剤は、多くの製品が市販されている。市販品の具体例としては、信越化学工業社製のKBE-9103、KBM-575、KBM-6123、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製のA-1102、A-1122、A-1170が挙げられる。好ましくは、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミンである。 Examples of amino-based silane coupling agents include γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-phenylaminopropyltrimethoxysilane, and 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethylbutylidene)propylamine. Furthermore, many amino-based silane coupling agents are commercially available. Specific examples of commercially available products include KBE-9103, KBM-575, and KBM-6123 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and A-1102, A-1122, and A-1170 manufactured by Momentive Performance Materials Japan, Inc. 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethylbutylidene)propylamine is preferred.
アクリル系シランカップリング剤は、代表的には、骨格に(メタ)アクリル基を有するシランカップリング剤である。アクリル系シランカップリング剤としては、例えば、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチルトリエトキシシラン、アクリロキシメチルトリメトキシシラン、アクリロキシメチルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランが挙げられる。さらに、アクリル系シランカップリング剤は、多くの製品が市販されている。市販品の具体例としては、信越化学工業社製のKBM-502、KBM-5103が挙げられる。好ましくは、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランまたは3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランである。 Acrylic silane coupling agents are typically silane coupling agents having a (meth)acrylic group in the backbone. Examples of acrylic silane coupling agents include 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, methacryloxymethyltrimethoxysilane, methacryloxymethyltriethoxysilane, acryloxymethyltrimethoxysilane, acryloxymethyltriethoxysilane, and 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane. Furthermore, many acrylic silane coupling agents are commercially available. Specific examples of commercially available products include KBM-502 and KBM-5103 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Preferred are 3-acryloxypropyltrimethoxysilane and 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane.
カップリング剤(好ましくは、シランカップリング剤)の含有割合は、ポリマーマトリックスを構成するポリマー100重量部に対して、好ましくは0.001重量部~20重量部であり、より好ましくは0.02重量部~10重量部である。このような範囲であれば、透明基材と透明導電層との密着性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。 The content of the coupling agent (preferably a silane coupling agent) is preferably 0.001 to 20 parts by weight, and more preferably 0.02 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the polymer that constitutes the polymer matrix. Within this range, a transparent conductive film with excellent adhesion between the transparent substrate and the transparent conductive layer can be obtained.
C.透明基材
上記透明基材の厚みは、好ましくは8μm~500μmであり、より好ましくは10μm~250μmであり、さらに好ましくは10μm~150μmであり、特に好ましくは15μm~100μmである。
C. Transparent Substrate The thickness of the transparent substrate is preferably 8 μm to 500 μm, more preferably 10 μm to 250 μm, still more preferably 10 μm to 150 μm, and particularly preferably 15 μm to 100 μm.
上記透明基材の全光線透過率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、特に好ましくは90%以上である。このような範囲であれば、タッチパネル等に備えられる透明導電性フィルムとして好適な透明導電性フィルムを得ることができる。 The total light transmittance of the transparent substrate is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 90% or more. Within this range, a transparent conductive film suitable for use in touch panels and the like can be obtained.
上記透明基材を構成する樹脂としては、本発明の効果が得られる限り、任意の適切な樹脂が用いられ得る。透明基材を構成する樹脂としては、例えば、シクロオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂等が挙げられる。好ましくは、シクロオレフィン系樹脂である。シクロオレフィン系樹脂を用いれば、高い水分バリア性を有する透明基材を安価に得ることができる。 Any suitable resin can be used as the resin constituting the transparent substrate, as long as the effects of the present invention can be obtained. Examples of resins constituting the transparent substrate include cycloolefin-based resins, polyimide-based resins, polyvinylidene chloride-based resins, polyvinyl chloride-based resins, polyethylene terephthalate-based resins, and polyethylene naphthalate-based resins. Cycloolefin-based resins are preferred. Using cycloolefin-based resins makes it possible to inexpensively obtain transparent substrates with high moisture barrier properties.
上記シクロオレフィン系樹脂として、例えば、ポリノルボルネンが好ましく用いられ得る。ポリノルボルネンとは、出発原料(モノマー)の一部または全部に、ノルボルネン環を有するノルボルネン系モノマーを用いて得られる(共)重合体をいう。 As the cycloolefin-based resin, for example, polynorbornene can be preferably used. Polynorbornene refers to a (co)polymer obtained using norbornene-based monomers having a norbornene ring as some or all of the starting materials (monomers).
上記ポリノルボルネンとしては、種々の製品が市販されている。具体例としては、日本ゼオン社製の商品名「ゼオネックス」、「ゼオノア」、JSR社製の商品名「アートン(Arton)」、TICONA社製の商品名「トーパス」、三井化学社製の商品名「APEL」が挙げられる。 A variety of polynorbornene products are commercially available. Specific examples include "Zeonex" and "Zeonor" manufactured by Zeon Corporation, "Arton" manufactured by JSR Corporation, "Topas" manufactured by TICONA, and "APEL" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
上記透明基材を構成する樹脂のガラス転移温度は、好ましくは50℃~200℃であり、より好ましくは60℃~180℃であり、さらに好ましくは70℃~160℃である。
このような範囲のガラス転移温度を有する透明基材であれば、透明導電層を形成する際の劣化が防止され得る。
The glass transition temperature of the resin constituting the transparent substrate is preferably 50°C to 200°C, more preferably 60°C to 180°C, and even more preferably 70°C to 160°C.
If the transparent substrate has a glass transition temperature in this range, deterioration during the formation of the transparent conductive layer can be prevented.
上記透明基材は、必要に応じて任意の適切な添加剤をさらに含み得る。添加剤の具体例としては、可塑剤、熱安定剤、光安定剤、滑剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤、帯電防止剤、相溶化剤、架橋剤、および増粘剤等が挙げられる。使用される添加剤の種類および量は、目的に応じて適宜設定され得る。 The transparent substrate may further contain any appropriate additives as needed. Specific examples of additives include plasticizers, heat stabilizers, light stabilizers, lubricants, antioxidants, UV absorbers, flame retardants, colorants, antistatic agents, compatibilizers, crosslinkers, and thickeners. The types and amounts of additives used can be appropriately determined depending on the purpose.
上記透明基材を得る方法としては、任意の適切な成形加工法が用いられ、例えば、圧縮成形法、トランスファー成形法、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、粉末成形法、FRP成形法、およびソルベントキャスティング法等から適宜、適切なものが選択され得る。これらの製法の中でも好ましくは、押出成形法またはソルベントキャスティング法が用いられる。得られる透明基材の平滑性を高め、良好な光学的均一性を得ることができるからである。成形条件は、使用される樹脂の組成や種類等に応じて適宜設定され得る。 The transparent substrate can be obtained by any suitable molding method, such as compression molding, transfer molding, injection molding, extrusion molding, blow molding, powder molding, FRP molding, and solvent casting. Among these methods, extrusion molding or solvent casting is preferred, as this increases the smoothness of the resulting transparent substrate and provides good optical uniformity. Molding conditions can be set appropriately depending on the composition and type of resin used.
必要に応じて、上記透明基材に対して各種表面処理を行ってもよい。表面処理は目的に応じて任意の適切な方法が採用される。例えば、低圧プラズマ処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理、酸またはアルカリ処理が挙げられる。1つの実施形態においては、透明基材を表面処理して、透明基材表面を親水化させる。 If necessary, the transparent substrate may be subjected to various surface treatments. Any appropriate method may be used for the surface treatment depending on the purpose. Examples include low-pressure plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona treatment, flame treatment, and acid or alkali treatment. In one embodiment, the transparent substrate is surface-treated to make the surface of the transparent substrate hydrophilic.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。実施例および比較例における評価方法は以下のとおりである。 The present invention will be explained in detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples in any way. The evaluation methods used in the examples and comparative examples are as follows.
(1)表面抵抗値
NAPSON製 商品名「EC-80」を用いて測定した。測定温度は23℃とした。
(2)ヘイズ
株式会社村上色彩研究所製の商品名「HR-100」を用いて測定した。測定温度は23℃とした。繰り返し回数3回の平均値を、測定値とした。
(3)加湿試験
透明導電性フィルムを温度65℃/湿度90%の加湿オーブンに投入し、500時間放置した後、上記(1)および(2)の測定を行った。
(4)密着性(碁盤目剥離試験)
透明導電性フィルムを温度65℃/湿度90%の加湿オーブンに投入し、500時間放置した後、透明導電性フィルムの透明導電層側に100個のマス目を形成し、JIS K5400に従って碁盤目剥離試験を実施した。3枚の透明導電性フィルムについて、当該試験を実施し、剥離したマス目の個数を測定した。
(1) Surface Resistivity: Measured using a product manufactured by NAPSON under the trade name "EC-80". The measurement temperature was 23°C.
(2) Haze: Measurement was performed using an instrument manufactured by Murakami Color Research Institute Co., Ltd. under the trade name "HR-100." The measurement temperature was 23° C. The average value obtained by repeating the measurement three times was used as the measured value.
(3) Humidification Test The transparent conductive film was placed in a humidifying oven at a temperature of 65° C. and a humidity of 90%, and left for 500 hours, after which the above measurements (1) and (2) were carried out.
(4) Adhesion (cross-cut peel test)
The transparent conductive film was placed in a humidified oven at a temperature of 65°C and a humidity of 90%, and after leaving it for 500 hours, 100 grids were formed on the transparent conductive layer side of the transparent conductive film, and a cross-cut peel test was carried out in accordance with JIS K 5400. The test was carried out on three transparent conductive films, and the number of peeled grids was counted.
[製造例1](銀ナノワイヤの合成および銀ナノワイヤ分散液の調製)
攪拌装置を備えた反応容器中、160℃下で、無水エチレングリコール5ml、PtCl2の無水エチレングリコール溶液(濃度:1.5×10-4mol/L)0.5mlを加えた。4分経過後、得られた溶液に、AgNO3の無水エチレングリコール溶液(濃度:0.12mol/l)2.5mlと、ポリビニルピロリドン(MW:55000)の無水エチレングリコール溶液(濃度:0.36mol/l)5mlとを同時に、6分かけて滴下した。この滴下後、160℃に加熱し1時間以上かけて、AgNO3が完全に還元されるまで反応を行い、銀ナノワイヤを生成した。次いで、上記のようにして得られた銀ナノワイヤを含む反応混合物に、該反応混合物の体積が5倍になるまでアセトンを加えた後、該反応混合物を遠心分離して(2000rpm、20分)、銀ナノワイヤを得た。
得られた銀ナノワイヤは、短径が30nm~40nmであり、長径が30nm~50nmであり、長さは5μm~50μmであった。
純水中に、該銀ナノワイヤ(濃度:0.2重量%)、およびペンタエチレングリコールドデシルエーテル(濃度:0.1重量%)を分散させ、銀ナノワイヤ分散液Iを調製した。
[Production Example 1] (Synthesis of silver nanowires and preparation of silver nanowire dispersion)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 5 ml of anhydrous ethylene glycol and 0.5 ml of anhydrous ethylene glycol solution of PtCl2 (concentration: 1.5 x 10-4 mol/L) were added at 160°C. After 4 minutes, 2.5 ml of anhydrous ethylene glycol solution of AgNO3 (concentration: 0.12 mol/L) and 5 ml of anhydrous ethylene glycol solution of polyvinylpyrrolidone (MW: 55,000) (concentration: 0.36 mol/L) were simultaneously added dropwise to the resulting solution over 6 minutes. After this addition, the mixture was heated to 160°C and reacted for over 1 hour until the AgNO3 was completely reduced, producing silver nanowires. Next, acetone was added to the reaction mixture containing the silver nanowires obtained as described above until the volume of the reaction mixture was 5 times that of the reaction mixture, and the reaction mixture was centrifuged (2000 rpm, 20 minutes) to obtain silver nanowires.
The obtained silver nanowires had a minor axis of 30 nm to 40 nm, a major axis of 30 nm to 50 nm, and a length of 5 μm to 50 μm.
The silver nanowires (concentration: 0.2 wt %) and pentaethylene glycol dodecyl ether (concentration: 0.1 wt %) were dispersed in pure water to prepare a silver nanowire dispersion liquid I.
[実施例1]
市販の長尺状シクロオレフィン(ノルボルネン)系樹脂フィルム(日本ゼオン社製、製品名「ゼオノアZF16」、厚み40μm)を基材として用いた。この基材に銀ナノワイヤ分散液Iを塗布・乾燥した。次に、オーバーコート層の形成材料として、DIC(株)製、商品名「ユニディックELS-888」80重量部と、DIC(株)製、商品名「ユニディックRS28-605」20重量とを配合して樹脂組成物Aを調整した。この樹脂組成物Aを導電層に塗布し、紫外線を露光量230mJ/cm2で照射し、ポリマーマトリックスを形成し、透明導電性フィルムを得た。透明導電性フィルムの表面抵抗は、50Ωであり、透明導電層の厚みは60nmであった。
[Example 1]
A commercially available long cycloolefin (norbornene) resin film (manufactured by Zeon Corporation, product name "ZEONOR ZF16," thickness 40 μm) was used as the substrate. Silver nanowire dispersion liquid I was applied to this substrate and dried. Next, as a material for forming the overcoat layer, resin composition A was prepared by blending 80 parts by weight of DIC Corporation's product name "UNIDIC ELS-888" and 20 parts by weight of DIC Corporation's product name "UNIDIC RS28-605." This resin composition A was applied to the conductive layer and irradiated with ultraviolet light at an exposure dose of 230 mJ/ cm² to form a polymer matrix, resulting in a transparent conductive film. The surface resistance of the transparent conductive film was 50 Ω, and the transparent conductive layer was 60 nm thick.
[実施例2]
上記樹脂組成物A100重量部に対して、α―リポ酸の添加量を3重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを上記評価に供した。結果を表1に示す。
[Example 2]
A transparent conductive film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of α-lipoic acid added was 3 parts by weight per 100 parts by weight of the resin composition A. The obtained transparent conductive film was subjected to the above evaluations. The results are shown in Table 1.
[実施例3]
α―リポ酸0.15重量部に代えて、デカンチオール0.15重量部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを上記評価に供した。結果を表1に示す。
[Example 3]
A transparent conductive film was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.15 parts by weight of decanethiol was used instead of 0.15 parts by weight of α-lipoic acid. The obtained transparent conductive film was subjected to the above-mentioned evaluations. The results are shown in Table 1.
[実施例4]
デカンチオールの添加量を3重量部としたこと以外は、実施例3と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを上記評価に供した。結果を表1に示す。
[Example 4]
A transparent conductive film was obtained in the same manner as in Example 3, except that the amount of decanethiol added was 3 parts by weight. The obtained transparent conductive film was subjected to the above-mentioned evaluations. The results are shown in Table 1.
[実施例5]
α―リポ酸0.15重量部に代えて、パーフロロデカンチオール0.15重量部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを上記評価に供した。結果を表1に示す。
[Example 5]
A transparent conductive film was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.15 parts by weight of perfluorodecanethiol was used instead of 0.15 parts by weight of α-lipoic acid. The obtained transparent conductive film was subjected to the above-mentioned evaluations. The results are shown in Table 1.
[実施例6]
パーフロロデカンチオールの添加量を3重量部としたこと以外は、実施例5と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを上記評価に供した。結果を表1に示す。
[Example 6]
A transparent conductive film was obtained in the same manner as in Example 5, except that the amount of perfluorodecanethiol added was 3 parts by weight. The obtained transparent conductive film was subjected to the above-mentioned evaluations. The results are shown in Table 1.
[比較例1]
チオール系化合物およびシランカップリング剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを上記評価に供した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A transparent conductive film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thiol compound and the silane coupling agent were not added. The obtained transparent conductive film was subjected to the above-mentioned evaluations. The results are shown in Table 1.
[比較例2]
チオール系化合物を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを上記評価に供した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
A transparent conductive film was obtained in the same manner as in Example 1, except that no thiol-based compound was added. The obtained transparent conductive film was subjected to the above-mentioned evaluations. The results are shown in Table 1.
[比較例3]
チオール系化合物を添加せず、また、透明導電層の厚みを90nmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを得た。得られた透明導電性フィルムを上記評価に供した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
A transparent conductive film was obtained in the same manner as in Example 1, except that no thiol compound was added and the thickness of the transparent conductive layer was set to 90 nm. The obtained transparent conductive film was subjected to the above-mentioned evaluations. The results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、本発明によれば、金属ナノワイヤを含みながらも、加湿条件下においても、透明導電層の透明基材の密着性に優れ、抵抗値およびヘイズの変化が少ない透明導電性フィルム、すなわち、加湿信頼性に優れる透明導電性フィルムを得ることができる。 As is clear from Table 1, according to the present invention, a transparent conductive film can be obtained that contains metal nanowires and yet has excellent adhesion of the transparent conductive layer to the transparent substrate, even under humidified conditions, and exhibits little change in resistance value and haze, i.e., a transparent conductive film with excellent humidification reliability.
10 透明基材
20 透明導電層
21 金属ナノワイヤ
22 ポリマーマトリックス
100 透明導電性フィルム
REFERENCE SIGNS LIST 10 Transparent substrate 20 Transparent conductive layer 21 Metal nanowires 22 Polymer matrix 100 Transparent conductive film
Claims (7)
透明基材の少なくとも片側に配置された透明導電層とを備え、
該透明導電層が、金属ナノワイヤと、ポリマーマトリックスとを含み、
該ポリマーマトリックスが、チオール系化合物を含み、
該チオール系化合物が、ジチオラン骨格を有するチオール系化合物である、
透明導電性フィルム。 A transparent substrate;
a transparent conductive layer disposed on at least one side of the transparent substrate;
the transparent conductive layer comprises metal nanowires and a polymer matrix;
the polymer matrix comprises a thiol-based compound;
the thiol compound is a thiol compound having a dithiolane skeleton;
Transparent conductive film.
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