JP2006119418A - Transparent planar heater and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明面状発熱体及びその製造方法に関し、特に液晶素子用の透明面状発熱体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a transparent sheet heating element and a method for manufacturing the same, and more particularly to a transparent sheet heating element for a liquid crystal element and a method for manufacturing the same.
近年、液晶表示素子の需要が大きくなっているが、寒冷地で使用した場合に液晶の動作が遅くなる等の問題があり、液晶表示素子にも温度制御用の透明面状ヒーターを備えることの必要性が高まってきている。 In recent years, the demand for liquid crystal display elements has increased, but there are problems such as slow operation of the liquid crystal when used in cold regions, and the liquid crystal display elements are also provided with a transparent surface heater for temperature control. There is a growing need.
従来、寒冷地などの条件下で使用される液晶表示素子としては、例えば、特許文献1には、透明基板上に設けられた銀、銅、インジウムスズオキシド(ITO)等の透明導電膜を発熱面として使用し、該透明導電膜に通電するための一対の金属電極を備えた透明面状ヒーターが報告されている。
Conventionally, as a liquid crystal display element used under conditions such as cold regions, for example,
しかしこの方法では、液晶素子全体を均一に加熱することは必ずしも容易でなく、厚みが増すとヘイズや反射も増えてしまう透明導電膜からなる発熱抵抗体を用いた場合には、液晶表示を見る際の邪魔になったりする。また、透明性を確保できる薄い厚みでは、シート抵抗値が大きいため流れる電流量が少なくなり発熱の立ち上がりが遅い場合がある。さらに、スパッタリング法、蒸着法等を用いた場合は、製造コストが高くなってしまう。 However, with this method, it is not always easy to uniformly heat the entire liquid crystal element, and when a heating resistor made of a transparent conductive film that increases haze and reflection as the thickness increases, the liquid crystal display is viewed. It gets in the way. In addition, at a thin thickness that can ensure transparency, the sheet resistance value is large, so that the amount of current flowing is small and the rise of heat generation may be slow. Furthermore, when a sputtering method, a vapor deposition method, or the like is used, the manufacturing cost is increased.
また、特許文献2には、有機銀化合物等の溶液を基板状に噴霧塗布して微細網目構造膜を形成し、これに放射線照射することにより還元して銀を析出させて銀の微細網目構造を有する透明導電膜が得られ、これが透明面状発熱体として用い得ることが記載されている。しかし、この方法では、紫外線等の照射で銀を還元するが、安定かつ再現性よく所望の網目構造を形成するには問題がある。
Further, in
従って、透明性及び視認性が高く、導電部の抵抗値が低くかつ均一な発熱が可能である高品位の透明面状発熱体を、より簡便に製造する方法が望まれている。
本発明は、透視性及び視認性が高く、導電部の電気抵抗値が低くかつ均一な発熱が可能な高品位の面発熱特性を有する透明面状発熱体、並びに該透明面状発熱体を簡便かつ安価に再現性よく製造する方法を提供することを主な目的とする。 The present invention provides a transparent sheet heating element with high transparency and visibility, low electrical resistance value of a conductive part and high quality surface heating characteristics capable of uniform heat generation, and the transparent sheet heating element. The main object is to provide a method for manufacturing at low cost with good reproducibility.
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意研究を行った結果、(a)液状又はドライフィルム状の感光性レジストを、透明な基材の透明受容層面に塗布又は貼着し、樹脂層を形成する工程、(b)フォトリソグラフィ法により、樹脂層に網目状の導電性層の形状に相当する凹部を形成する工程、(c)前記凹部に導電性ペーストを注入し、樹脂層上の過剰の導電性ペーストを除去する工程、(d)導電性ペーストを加熱処理して網目状の導電性層を形成する工程、(e)上記(c)及び(d)の工程をさらに1回以上繰り返す工程、(f)透明な基材の透明受容層面から樹脂層を除去する工程、及び(g)導電性層に一対以上の電極を設ける工程、からなる透明面状発熱体の製造方法、及び該製造方法により製造される透明面状発熱体が、上記課題を解決できることを見出した。本発明者は、かかる知見に基づき、さらに検討を重ねて本発明を完成するに至った。 As a result of earnest research to solve the above-mentioned problems, the present inventor applied (a) a liquid or dry film-like photosensitive resist to the transparent receiving layer surface of a transparent substrate, and a resin layer. (B) forming a recess corresponding to the shape of the network conductive layer in the resin layer by photolithography, (c) injecting a conductive paste into the recess, and A step of removing excess conductive paste, (d) a step of heat-treating the conductive paste to form a network-like conductive layer, (e) steps (c) and (d) above once more A method for producing a transparent sheet heating element comprising: a step of repeating; (f) a step of removing the resin layer from the transparent receiving layer surface of the transparent substrate; and (g) a step of providing a pair of electrodes on the conductive layer. A transparent sheet heating element manufactured by the manufacturing method, It was found to be able to solve the serial problems. Based on this knowledge, the present inventor has further studied and completed the present invention.
即ち、本発明は、以下の透明面状発熱体及びその製造方法を提供する。 That is, the present invention provides the following transparent sheet heating element and method for producing the same.
項1.少なくとも一面に透明受容層が設けられた透明な基材の該透明受容層面に、網目状の導電性層を有し、該導電性層に一対以上の電極を備えている透明面状発熱体の製造方法であって、下記(a)〜(g)の工程を有することを特徴とする製造方法:
(a)液状又はドライフィルム状の感光性レジストを、透明な基材の透明受容層面に塗布又は貼着し、樹脂層を形成する工程、
(b)フォトリソグラフィ法により、樹脂層に網目状の導電性層の形状に相当する凹部を形成する工程、
(c)前記凹部に導電性ペーストを注入し、樹脂層上の過剰の導電性ペーストを除去する工程、
(d)導電性ペーストを加熱処理して網目状の導電性層を形成する工程、
(e)上記(c)及び(d)の工程をさらに1回以上繰り返す工程、
(f)透明な基材の透明受容層面から樹脂層を除去する工程、及び
(g)導電性層に一対以上の電極を設ける工程。
(A) a step of applying or sticking a liquid or dry film-like photosensitive resist to the transparent receiving layer surface of a transparent substrate to form a resin layer;
(B) forming a recess corresponding to the shape of the network-like conductive layer in the resin layer by a photolithography method;
(C) a step of injecting a conductive paste into the recess and removing excess conductive paste on the resin layer;
(D) a step of heat-treating the conductive paste to form a network-like conductive layer;
(E) a step of repeating the steps (c) and (d) one or more times,
(F) The process of removing a resin layer from the transparent receiving layer surface of a transparent base material, and (g) The process of providing a pair or more electrode in an electroconductive layer.
項2.前記透明受容層が、チタニア及びアルミナから選ばれる少なくとも1種を主成分とする微粒子の集合体からなり、該微粒子の平均粒子径が10〜100nm程度であり、該微粒子間に10〜100nm程度の細孔を有し、該透明受容の厚みが0.05〜20μm程度である項1に記載の製造方法。
項3.前記導電性ペーストが、平均粒子径2μm以下の粒子状酸化銀、総炭素数が5〜30の三級脂肪酸の銀塩、並びに芳香族炭化水素、エチレングリコールのエーテルエステル類、プロピレングリコールのエーテルエステル類及びテルピネオールからなる群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする溶媒を含む導電性ペーストである項1又は2に記載の透明面状発熱体。
項4.前記加熱処理の温度が150〜200℃程度である項1〜3のいずれかに記載の透明面状発熱体の製造方法。
項5.前記透明な基材が、透明受容層を有する面と反対面にハードコート層を有している項1〜4のいずれかに記載の透明面状発熱体。
項6.項1〜5のいずれかに記載の製造方法により製造される透明面状発熱体。
Item 6. Item 6. A transparent sheet heating element manufactured by the manufacturing method according to any one of
項7.偏光板/液晶素子/偏光板/接着層/項6に記載の透明面状発熱体/透明絶縁層の順に積層されてなる液晶表示体。 Item 7. The liquid crystal display body laminated | stacked in order of a polarizing plate / liquid crystal element / polarizing plate / adhesion layer / transparent planar heating element of claim | item 6, and a transparent insulating layer.
項8.項6に記載の透明面状発熱体からなる偏光板保護フィルム。 Item 8. Item 7. A polarizing plate protective film comprising the transparent sheet heating element according to Item 6.
項9.偏光板の少なくとも片面に項8に記載の偏光板保護フィルムが積層されてなる液晶表示素子。 Item 9. Item 9. A liquid crystal display device, wherein the polarizing plate protective film according to Item 8 is laminated on at least one surface of the polarizing plate.
項10.請求項6に記載の透明面状発熱体からなる位相差フィルム。
項11.偏光板の少なくとも片面に項10に記載の位相差フィルムが積層されてなる液晶表示素子。
Item 11. Item 11. A liquid crystal display device comprising the retardation film according to
以下、本発明を詳述する。
I.透明面状発熱体
透明な基材
本発明の透明面状発熱体を構成する透明な基材は、少なくとも液晶ディスプレイ(LCD)が透視できる程度の透明性を有し、耐熱性、耐侯性、非収縮性、そして機械的強度、耐薬品性等にも優れているものが好ましい。
The present invention is described in detail below.
I. Transparent sheet heating element
Transparent base material The transparent base material constituting the transparent sheet heating element of the present invention has transparency enough to allow at least a liquid crystal display (LCD) to be seen through, heat resistance, weather resistance, non-shrinkage, and machine Those having excellent mechanical strength and chemical resistance are preferred.
透明な基材の材質としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂;シリコーン樹脂;環状ポリオレフィン樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂が例示できる。上記のうち、透明性、コスト、耐久性、耐熱性等の観点から総合的に判断すると、PET又はPENが好ましく採用される。その厚みは、通常は25μm〜5mm程度のものが好適に用いられる。 The material of the transparent base material is polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN); polycarbonate resin; poly (meth) acrylate resin; silicone resin; cyclic polyolefin resin; polyarylate resin; Examples thereof include thermoplastic resins such as ether sulfone resins. Among the above, PET or PEN is preferably employed when comprehensively judged from the viewpoints of transparency, cost, durability, heat resistance, and the like. The thickness is usually about 25 μm to 5 mm.
ここで透明な基材における透明性とは、液晶表示部(LCD)等の用途に用いられ得る程度の透明性であれば特に限定されない。通常、JIS K7105で測定した全光線透過率が80%以上、好ましくは85〜90%程度であり、JIS K7105で測定したヘイズ値が、0.1〜3%程度であればよい。 Here, the transparency of the transparent base material is not particularly limited as long as it is transparent enough to be used for applications such as a liquid crystal display (LCD). Usually, the total light transmittance measured by JIS K7105 is 80% or more, preferably about 85 to 90%, and the haze value measured by JIS K7105 may be about 0.1 to 3%.
透明な基材の形態は、面状発熱体として用いうる形態、即ち、フィルム状、シート状、平板状等が例示される。透明な基材がフィルム状又はシート状の場合、その厚さは、通常、25〜200μm程度、好ましくは30〜188μm程度であればよい。特に、液晶表示部(LCD)の発熱体として用いる場合、40〜125μm程度が好ましい。また、板状の場合は、その厚さは、通常、0.5〜5mm程度、好ましくは1〜3mm程度であればよい。 Examples of the form of the transparent substrate include forms that can be used as a planar heating element, that is, a film form, a sheet form, a flat form, and the like. When the transparent substrate is in the form of a film or a sheet, the thickness is usually about 25 to 200 μm, preferably about 30 to 188 μm. In particular, when used as a heating element of a liquid crystal display (LCD), about 40 to 125 μm is preferable. Moreover, in the case of plate shape, the thickness should just be about 0.5-5 mm normally, Preferably it is about 1-3 mm.
本発明で用いられる透明な基材には、その少なくとも一面に透明受容層が設けられている。該透明受容層は、チタニア及びアルミナから選ばれる少なくとも1種を主成分とする微粒子の集合体からなり、該微粒子の平均粒子径は、10〜100nm程度であり、該微粒子間に10〜100nm程度の細孔を有している。透明受容層の厚みは、0.05〜20μm程度のものである。 The transparent substrate used in the present invention is provided with a transparent receiving layer on at least one surface thereof. The transparent receiving layer is composed of an aggregate of fine particles mainly composed of at least one selected from titania and alumina, and the average particle diameter of the fine particles is about 10 to 100 nm, and about 10 to 100 nm between the fine particles. Have pores. The thickness of the transparent receiving layer is about 0.05 to 20 μm.
透明な基材上に透明受容層が設けられていることにより、透明な基材に対する導電性ペーストの密着性が大きく向上し、得られる導電性パターンが透明な基材上に強固に接着されるという利点を有する。しかも、上記の透明受容層であれば、基材の透明性にほとんど影響を与えない。 By providing the transparent receptive layer on the transparent substrate, the adhesion of the conductive paste to the transparent substrate is greatly improved, and the resulting conductive pattern is firmly bonded on the transparent substrate. Has the advantage. And if it is said transparent receiving layer, it will hardly affect the transparency of a base material.
透明な基材上に透明受容層を形成する方法は、ウェットプロセス、ドライプロセスのいずれでもよく、特に制限はないが、生産性やコストの面からはウェットプロセスが好ましい。ウェットプロセスは、公知の手法によって、所定の原料を基材上にコーティング(塗布)すればよい。原料としては、例えば、テトラアルコキシシラン、テトラアルキルチタネート、これらの加水分解物等が挙げられる。上記原料には、必要に応じ、樹脂、界面活性剤等の他の成分を適宜添加しても良い。コーティング方法としては、例えば、グラビアコーティング、オフセットコーティング、コンマコーティング、ダイコーティング、スリットコーティング、スプレーコーティング、メッキ法、ゾル−ゲル法、LB膜法等が挙げられる。特にゾル−ゲル法が好ましい。また、ドライプロセスとしては、例えば、原料として、酸化ケイ素、酸化チタン等を用い、CVD、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等により基材上にコーティングすればよい。 The method for forming the transparent receiving layer on the transparent substrate may be either a wet process or a dry process, and is not particularly limited, but a wet process is preferable from the viewpoint of productivity and cost. In the wet process, a predetermined raw material may be coated (applied) on a substrate by a known method. Examples of the raw material include tetraalkoxysilane, tetraalkyl titanate, and hydrolysates thereof. You may add suitably other components, such as resin and surfactant, to the said raw material as needed. Examples of the coating method include gravure coating, offset coating, comma coating, die coating, slit coating, spray coating, plating method, sol-gel method, LB film method and the like. A sol-gel method is particularly preferable. As the dry process, for example, silicon oxide, titanium oxide or the like may be used as a raw material, and the substrate may be coated by CVD, vapor deposition, sputtering, ion plating, or the like.
ハードコート層
また、本発明で用いられる透明な基材には、導電性層及び樹脂層が形成される面、即ち透明受容層を有する面とは反対面に、ハードコート層を設けてもよい。
Hard coat layer In addition, the transparent base material used in the present invention may be provided with a hard coat layer on the surface on which the conductive layer and the resin layer are formed, that is, the surface opposite to the surface having the transparent receiving layer. .
ハードコート層は、一般的な材料のハードコート剤を用いて形成すればよく、透明性を損なわないものであれば特に制限はない。そのうち紫外線硬化型アクリレート樹脂が好ましい。その主成分としては、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の2官能基以上を有する紫外線硬化型のアクリレートであれば特に限定されるものではない。1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレートのような2官能性アクリレートやトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、PO変性グリセリントリアクリレート、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレートトリアクリレートのような多官能アクリレート等の使用が好ましい。 What is necessary is just to form a hard-coat layer using the hard-coat agent of a general material, and if a transparency is not impaired, there will be no restriction | limiting in particular. Of these, ultraviolet curable acrylate resins are preferred. The main component is not particularly limited as long as it is an ultraviolet curable acrylate having two or more functional groups such as polyester acrylate, urethane acrylate, and epoxy acrylate. 1,6-hexanediol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol acrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, neopentyl glycol PO modified diacrylate, EO modified bisphenol A di Bifunctional acrylate such as acrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, trimethylolpropane EO modified triacrylate, PO modified glycerin triacrylate, trishydroxyethyl isocyanate Use of polyfunctional acrylates such as nurate triacrylate is preferred.
また、紫外線硬化型アクリレート樹脂には、通常、光重合開始剤を添加して使用する。光重合開始剤として、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア 184 チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−1−フェニル−プロパン−1−オン等を添加することにより、充分な硬化被膜を得ることができる。その他、ベンゾイン、ベンゾイン誘導体、ベンゾフェノン、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン、チオキサントン誘導体、ベンジルジメチルケタール、α−アミノアルキルフェノン、モノアシルホスフィンオキサイド、ビスアシルホスフィンオキサイド、アルクルフェニルグリオキシレート、ジエトキシアセトフェノン、チタノセン化合物等の光重合開始剤も使用できる。 In addition, a photopolymerization initiator is usually added to the ultraviolet curable acrylate resin. As a photopolymerization initiator, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure 184 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, and the like are added. Thus, a sufficient cured film can be obtained. Others, benzoin, benzoin derivative, benzophenone, benzophenone derivative, thioxanthone, thioxanthone derivative, benzyldimethyl ketal, α-aminoalkylphenone, monoacylphosphine oxide, bisacylphosphine oxide, alkylphenylglyoxylate, diethoxyacetophenone, titanocene compound A photopolymerization initiator such as can also be used.
これらの光重合開始剤の配合割合は、紫外線硬化型アクリレート樹脂100重量部に対し1〜10重量部が好ましい。1重量部未満では充分に重合が開始せず、10重量部を超えると場合によっては耐久性が低下するからである。 The blending ratio of these photopolymerization initiators is preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ultraviolet curable acrylate resin. If the amount is less than 1 part by weight, the polymerization does not start sufficiently, and if it exceeds 10 parts by weight, the durability is lowered in some cases.
なお、前記の紫外線硬化型アクリレート樹脂中には、その透明性を損なわない程度で第三成分(UV吸収剤、フィラー等)を含ませてもよく特に制限はない。 In addition, in the said ultraviolet curable acrylate resin, a 3rd component (UV absorber, a filler, etc.) may be included in the grade which does not impair the transparency, and there is no restriction | limiting in particular.
透明な基材にハードコート層を形成する方法は、公知の方法を採用でき特に制限はない。例えば、前記ハードコート剤を、マイヤーバー等を用いて透明な基材上に塗布し、乾燥、紫外線照射を行えばよい。また、硬化後のハードコート層の厚さは、0.1〜20μm程度、特に1〜10μm程度が好ましい。 As a method for forming a hard coat layer on a transparent substrate, a known method can be adopted and there is no particular limitation. For example, the hard coat agent may be applied on a transparent substrate using a Mayer bar or the like, dried, and irradiated with ultraviolet rays. The thickness of the hard coat layer after curing is preferably about 0.1 to 20 μm, particularly preferably about 1 to 10 μm.
透明な基材にハードコート層を設けることにより、後述する加熱処理時に、基材樹脂からのオリゴマーの析出による白化や黄変を抑制することができ、これにより本発明の透明面状発熱体は高い透明性が確保される。また、透明面状発熱体の製造工程中でのキズ防止も可能となる。 By providing a hard coat layer on a transparent base material, it is possible to suppress whitening and yellowing due to precipitation of oligomers from the base resin during the heat treatment described later. High transparency is ensured. In addition, it is possible to prevent scratches during the manufacturing process of the transparent sheet heating element.
導電性層
透明な基材上に形成される導電性層は、導電性ペーストを用いて形成することができる。例えば、金属粉(例えば、アクリル樹脂バインダーに、ニッケル粉、銀粉、または銀及び銅を混合した複合粉)、あるいは、溶剤に金属粉(例えば、金粉または銀粉)を混合したもの等が使用できる。但し、金属粉は純金属でなくとも加熱工程等を経て最終的に所定の導電性が得られるものであれば良く、そういう意味では後述する金属酸化物である酸化銀や、有機酸金属塩である三級脂肪酸銀塩なども選択できる。叉、ペースト化の際に使用される樹脂バインダー溶剤も加工性、安定性によって、適宜選択できるものであり、特に上記に限定されるものでない。
Conductive layer The conductive layer formed on a transparent substrate can be formed using a conductive paste. For example, a metal powder (for example, a composite powder in which nickel powder, silver powder, or silver and copper are mixed in an acrylic resin binder), or a metal powder (for example, gold powder or silver powder) mixed in a solvent can be used. However, the metal powder is not a pure metal, as long as it has a predetermined conductivity obtained through a heating process or the like. In that sense, the metal oxide is a metal oxide, which will be described later, or an organic acid metal salt. Certain tertiary fatty acid silver salts can also be selected. In addition, the resin binder solvent used at the time of pasting can be appropriately selected depending on processability and stability, and is not particularly limited to the above.
特に、粒子状酸化銀、三級脂肪酸銀及び溶媒を含む導電性ペーストが安定的に低抵抗を示すため、好適に用いられる。この粒子状酸化銀の平均粒径は2μm以下であり、これよりも大きい粒径の酸化銀を用いる場合には、導電性ペーストの製造過程(混練工程、合成工程等)でその平均粒径を2μm以下とすればよい。平均粒径は、200〜500nmがより好ましい。 In particular, a conductive paste containing particulate silver oxide, tertiary fatty acid silver and a solvent stably exhibits low resistance, and thus is preferably used. The average particle size of the particulate silver oxide is 2 μm or less, and when silver oxide having a particle size larger than this is used, the average particle size is set in the manufacturing process (kneading step, synthesis step, etc.) of the conductive paste. What is necessary is just to be 2 micrometers or less. The average particle size is more preferably 200 to 500 nm.
三級脂肪酸銀塩とは、総炭素数が5〜30、好ましくは10〜30の三級脂肪酸の銀塩であり、ペースト作製時に用いる分散媒に溶解乃至均質に分散し得るものである。この三級脂肪酸銀塩は、滑剤的な役割を果たし、酸化銀と三級脂肪酸銀塩とを混練してペースト状にする際に、酸化銀を粉砕して微粒子化を促進するととともに、酸化銀粒子の周囲に存在して酸化銀粒子の再凝集を抑制し、分散性を向上させる。このため、バインダーを添加しなくともペースト状にすることができる。また、この三級脂肪酸銀塩は、加熱時に銀を析出し、酸化銀から還元して生成する銀粒子同士を融着させる働きを有している。 The tertiary fatty acid silver salt is a silver salt of a tertiary fatty acid having a total carbon number of 5 to 30, preferably 10 to 30, and can be dissolved or homogeneously dispersed in a dispersion medium used during paste preparation. This tertiary fatty acid silver salt serves as a lubricant, and when silver oxide and tertiary fatty acid silver salt are kneaded to form a paste, the silver oxide is pulverized to promote micronization and silver oxide. It exists around the grains to suppress reaggregation of silver oxide grains and improve dispersibility. For this reason, it can be made paste without adding a binder. Further, this tertiary fatty acid silver salt has a function of precipitating silver during heating and fusing together silver particles produced by reduction from silver oxide.
このような三級脂肪酸銀塩の具体例としては、ピバリン酸銀、ネオヘプタン酸銀、ネオノナン酸銀、ネオデカン酸銀などが挙げられる。三級脂肪酸銀塩の製造は、例えば、三級脂肪酸を水中でアルカリ化合物により中和し、これに硝酸銀を反応させることで行われる。 Specific examples of such tertiary fatty acid silver salts include silver pivalate, silver neoheptanoate, silver neononanoate, and silver neodecanoate. The production of the tertiary fatty acid silver salt is carried out, for example, by neutralizing the tertiary fatty acid with an alkali compound in water and reacting this with silver nitrate.
導電性ペーストにおける粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩との配合割合は、酸化銀の重量をAとし、三級脂肪酸銀塩の重量をBとしたときに、重量比率(A/B)が1/4〜3/1であることが好ましい。 The blending ratio of the particulate silver oxide and the tertiary fatty acid silver salt in the conductive paste is such that the weight ratio (A / B) is when the weight of the silver oxide is A and the weight of the tertiary fatty acid silver salt is B. It is preferable that it is 1 / 4-3 / 1.
また、導電性ペーストでは、酸化銀と三級脂肪酸銀塩以外に、溶媒が含まれる。この溶媒には、酸化銀および三級脂肪酸銀塩と反応を起こさず、これらを良好に分散するものであれば特に限定されるものではない。例えば、トルエン等の芳香族炭化水素、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールのエーテルエステル類、トリプロピレングリコールノルマルブチルエーテル等のプロピレングリコールのエーテルエステル類、テルピネオールなどの有機溶剤が使用される。溶媒の使用量は、粒子状酸化銀100重量部に対して1〜100重量部程度であればよい。 In the conductive paste, a solvent is contained in addition to silver oxide and tertiary fatty acid silver salt. The solvent is not particularly limited as long as it does not react with silver oxide and the tertiary fatty acid silver salt and can disperse them satisfactorily. For example, aromatic hydrocarbons such as toluene, ether esters of ethylene glycol such as triethylene glycol monobutyl ether, ether esters of propylene glycol such as tripropylene glycol normal butyl ether, and organic solvents such as terpineol are used. The usage-amount of a solvent should just be about 1-100 weight part with respect to 100 weight part of particulate silver oxide.
また、必要に応じて、分散剤を添加して粒子状酸化銀を良好に分散させて、粒子状酸化銀の二次凝集を防止することもできる。この分散剤には、ヒドロキシプロピルセルロース等の繊維素系高分子、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子などが用いられる。その使用量は、粒子状酸化銀100重量部に対して0〜20重量部であればよい。 Further, if necessary, a dispersing agent can be added to disperse the particulate silver oxide well, thereby preventing secondary aggregation of the particulate silver oxide. As the dispersant, a fiber-based polymer such as hydroxypropylcellulose, a water-soluble polymer such as polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, or the like is used. The amount used may be 0 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the particulate silver oxide.
本発明の導電性ペーストの製造は、例えば粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩と溶媒を混合した後、ロールミルなどで混練してペースト状にする方法などで行われる。この導電性ペーストは、平均粒子径が2μm以下の粒子状酸化銀を有しているため、比較的低温の加熱条件(例えば、150〜200℃程度)でも容易に金属銀粒子を生成し互いに融着して連続した金属銀の塗膜もしくは塊となる。 The conductive paste of the present invention is produced by, for example, a method in which particulate silver oxide, tertiary fatty acid silver salt and a solvent are mixed and then kneaded with a roll mill or the like to form a paste. Since this conductive paste has particulate silver oxide having an average particle diameter of 2 μm or less, metallic silver particles are easily generated even under relatively low-temperature heating conditions (for example, about 150 to 200 ° C.) and melted together. It becomes a continuous coating or lump of metallic silver.
また、導電性ペーストは、後述する導電性層の形成に適した粘度及びチキソトロピー性に調整されて導電性層の形成に供される。粘度及びチキソトロピー性の調整は、粒子状酸化銀の粒径、三級脂肪酸銀塩の種類、溶媒の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば、導電性ペーストの粘度は、10〜10000dPa・s程度であればよく、チキソトロピーインデックスは0.1〜0.9程度の範囲で適宜選択すればよい。 In addition, the conductive paste is adjusted to have a viscosity and thixotropy suitable for forming a conductive layer, which will be described later, and used for forming the conductive layer. Adjustment of viscosity and thixotropy can be suitably selected according to the particle size of particulate silver oxide, the type of tertiary fatty acid silver salt, the type of solvent, and the like. For example, the viscosity of the conductive paste may be about 10 to 10000 dPa · s, and the thixotropy index may be appropriately selected within the range of about 0.1 to 0.9.
このような導電性ペーストには、例えば、藤倉化成社製、商品名「ドータイトXA−9080」や「ドータイトXA−9083」がある。 Examples of such conductive paste include “Doutite XA-9080” and “Doutite XA-9083” manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.
なお、これら導電性ペーストは、加熱処理によって体積収縮を示す場合があり、その場合は、十分に低い抵抗値を示さないことがある。そのため、導電性ペーストの注入工程及び加熱処理工程を1回行うだけでなく、少なくとも2回以上、好ましくは2〜5回程度繰り返すことが好ましい。 Note that these conductive pastes may exhibit volume shrinkage due to heat treatment, and in that case, the resistance value may not be sufficiently low. Therefore, it is preferable not only to perform the conductive paste injection step and the heat treatment step once, but also to repeat at least twice, preferably about 2 to 5 times.
樹脂層
樹脂層を形成する樹脂としては、一般的なフォトリソグラフィ法で用いられる感光性レジストが用いられる。
As the resin for forming the resin layer, a photosensitive resist used in a general photolithography method is used.
感光性レジストには、ネガ型とポジ型があり、ネガ型では露光されて紫外線を受けるとその部分のみが光硬化する。ポジ型はネガ型の逆の光特性を有し、紫外光を受けた部分が光分解する。両者現像処理を行えば、ネガ型では、未露光部分が溶解除去され、ポジ型では露光部分が溶解除去されることになる。従って、マスク(露光原版)は、ネガ型ではポジマスク(網の目パターンは黒)を、ポジ型ではネガマスク(網の目パターンは透明)を使用することになる。 The photosensitive resist includes a negative type and a positive type. When the negative type is exposed and receives ultraviolet rays, only the portion is photocured. The positive type has a light characteristic opposite to that of the negative type, and a portion that receives ultraviolet light undergoes photolysis. If both development processes are performed, the unexposed portion is dissolved and removed in the negative type, and the exposed portion is dissolved and removed in the positive type. Accordingly, a positive mask (black mesh pattern is black) is used for the negative (exposure original plate), and a negative mask (black mesh pattern is transparent) is used for the positive mask.
なお、該レジストは、特に限定されないが、一般的にはネガ型ではアクリル系、ボジ型ではジアゾ系を使用することができる。また、該レジストは、一般には液状であるのでこれを塗布する方法になるが、これがドライフィルムの様に、予めフィルム状であっても良い。 The resist is not particularly limited, but in general, an acrylic type can be used for a negative type, and a diazo type can be used for a body type. In addition, since the resist is generally in a liquid state, it is applied by a coating method. However, the resist may be in the form of a film in advance like a dry film.
透明面状発熱体
本発明の透明面状発熱体の一実施形態を図に基づいて説明する。図1(a)は実施形態の概略断面図で、図1(b)は、図1(a)のA0側からみた平面図である。図1(c)は、図1(b)の透明面状発熱体の一部であるA1領域を拡大して示した平面図である。
Transparent sheet heating element An embodiment of the transparent sheet heating element of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic sectional view of the embodiment, and FIG. 1B is a plan view seen from the A0 side of FIG. FIG.1 (c) is the top view which expanded and showed the A1 area | region which is a part of transparent planar heating element of FIG.1 (b).
なお、図1中、110は透明な基材(ベース基材)、130は透明受容層、120は導電性層、121は直線、122は網目、123は面状発熱領域、125は電極である。 In FIG. 1, 110 is a transparent substrate (base substrate), 130 is a transparent receiving layer, 120 is a conductive layer, 121 is a straight line, 122 is a mesh, 123 is a planar heating region, and 125 is an electrode. .
透明面状発熱体の一実施形態を、図1に基づいて説明する。図1(b)に示す透明面状発熱領域123は、その断面図を図1(a)に示すように、透明な基材110と透明受容層130と導電性層120とからなる。また、図1(c)に示すように、透明面状発熱領域123には、導電性材料からなる2つ平行直線群が交叉して網目122を形成しており、該網目が発熱体となっている。透明な基材面上に、網目状の導電性層120が設けられている。
One embodiment of a transparent sheet heating element will be described with reference to FIG. The transparent planar heat generating region 123 shown in FIG. 1B includes a transparent substrate 110, a transparent receiving layer 130, and a
電極125は、導電性層120からなり、網目122と一体的に形成されているが、電極125と網目122とを別材で作製しても良い。
The electrode 125 includes the
電極としては、導電性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、導電性ペースト、導電性樹脂、導電性樹脂と金属箔、金属メッキ、金属ナノ粒子等が挙げられる。接触抵抗の観点からすると、より抵抗値が低いものの方が好ましい。これら電極は、いずれも公知のもの採用し、公知の方法で形成することができる。 The electrode is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include conductive paste, conductive resin, conductive resin and metal foil, metal plating, and metal nanoparticles. From the viewpoint of contact resistance, a lower resistance value is preferred. Any of these electrodes may be employed and may be formed by a known method.
導電性層120を構成する2つの平行直線121群は、図1(c)に示すように網目状(又は格子状)に形成されている。網目122は、縦横同一幅又は異幅によって格子状になり、開口部分が直角四辺形であることは勿論、ある角度をもって斜めに交差した状態、つまり開口部分が菱形である場合とか、あるいは5〜10角形程度の多角形状、つまり開口部が5〜10角形である場合も含まれる。中でも、均一な面発熱特性の観点から、均一な線幅を有し開口部分が直角四辺形(特に正方形)の網目状等の導電性層が好適である。
The group of two parallel straight lines 121 constituting the
なお、どのような開口度を有するメッシュにするかは、全光線透過率と面発熱特性とが共に高くなることを前提として決める必要がある。少なくとも最終的に得られた透明面状発熱体としての全光線透過率が、60%以上、好ましくは65%以上さらに好ましく70%以上になるように調節される。
II.透明面状発熱体の製法
次に、本発明の透明面状発熱体の製法を、図を用いて説明する。
In addition, it is necessary to determine the mesh having an opening degree on the assumption that both the total light transmittance and the surface heat generation characteristic are increased. At least the total light transmittance as the finally obtained transparent sheet heating element is adjusted to 60% or more, preferably 65% or more, more preferably 70% or more.
II. Manufacturing Method of Transparent Planar Heating Element Next, the manufacturing method of the transparent sheet heating element of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の透明面状発熱体の製法は、少なくとも一面に透明受容層が設けられた透明な基材の該透明受容層面に、網目状の導電性層を有し、該導電性層に一対以上の電極を備えている透明面状発熱体の製造方法であって、(a)液状又はドライフィルム状の感光性レジストを、透明な基材の透明受容層面に塗布又は貼着し、樹脂層を形成する工程、(b)フォトリソグラフィ法により、樹脂層に網目状の導電性層の形状に相当する凹部を形成する工程、(c)前記凹部に導電性ペーストを注入し、樹脂層上の過剰の導電性ペーストを除去する工程、(d)導電性ペーストを加熱処理して網目状の導電性層を形成する工程、(e)上記(c)及び(d)の工程をさらに1回以上繰り返す工程、(f)透明な基材の透明受容層面から樹脂層を除去する工程、及び(g)導電性層に一対以上の電極を設ける工程、を有することを特徴とする。 The method for producing a transparent sheet-shaped heating element of the present invention has a network-like conductive layer on the transparent receiving layer surface of a transparent substrate provided with a transparent receiving layer on at least one surface, and a pair of the conductive layers are provided on the conductive layer. (A) A liquid or dry film photosensitive resist is applied or adhered to a transparent receiving layer surface of a transparent substrate, and a resin layer is formed. A step of forming, (b) a step of forming a recess corresponding to the shape of the network conductive layer in the resin layer by photolithography, and (c) injecting a conductive paste into the recess to cause excess on the resin layer. Removing the conductive paste, (d) heating the conductive paste to form a mesh-like conductive layer, (e) repeating the steps (c) and (d) one or more times. (F) removing the resin layer from the transparent receiving layer surface of the transparent substrate Characterized in that it has steps, and the steps of providing one or more pairs of electrodes (g) conducting layer.
まず、図2(a)に示すように、液状又はドライフィルム状の感光性レジストを、透明な基材210の透明受容層240上に塗布又は貼着し、透明な基材210上に樹脂層220を形成する。形成される樹脂層220の膜厚は、目的とする面状発熱体の導電性層の膜厚に応じて調製することができる。
First, as shown in FIG. 2A, a liquid or dry film photosensitive resist is applied or pasted on the
次に、図2(a)の感光性レジストからなる樹脂層220に、フォトリソグラフィ法を用いて、樹脂層を除去して、図2(b)に示す網目状の導電性層の形状に相当する断面凹部を形成する。該凹部は、透明受容層4の露出面と樹脂層の間で形成される。なお、感光性レジストには、ネガ型とポジ型いずれを用いてもよく、特に限定はない。
Next, the
次に、図2(b)に示す透明な基材210の樹脂層220Aが形成された側に導電性ペーストを塗布して、断面凹部に導電性ペーストを注入する(図2(c))。その後、樹脂層220A上に存在する過剰の導電性ペーストを、ゴム又は樹脂製のスキージにより除去した後、導電性ペーストを加熱処理(例えば、150〜200℃)して導電性層230Aを形成する。導電性ペーストは、加熱処理によって体積収縮を示す場合があるため、導電性ペーストの注入工程及び加熱処理工程を1回行うだけでなく、少なくとも2回以上、好ましくは2〜5回程度繰り返すことが好ましい。
Next, a conductive paste is applied to the side of the
これにより、透明な基材210の透明受容層面には、樹脂層220Aと導電性層230Aが形成される(図2(d))。
Thereby, the
さらに、透明な基材210の透明受容層面から樹脂層220Aを除去することにより、透明な基材210表面上に網目状の導電性層230Aが形成される(図2(e))。ここで、透明な基材210から樹脂層220Aを除去する方法は、水酸化ナトリウム水溶液中にて剥離する、アセトン等の有機溶剤にて溶解させる等の公知の方法を採用することができる。
Further, by removing the
ついで、得られた図2(e)の網目状の導電性層に、一対以上の電極が設けられる。電極は、図1(b)にあるように、透明面状発熱領域123の両端に設けることができる。本発明の透明面状発熱体は、この電極に通電することにより発熱体として機能する。用いられる電極としては、導電性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、導電性樹脂、導電性樹脂と金属箔、金属メッキ、金属ナノ粒子等が挙げられる。接触抵抗の観点からすると、より抵抗値が低いものの方が好ましい。これら電極は、いずれも公知のもの採用し、公知の方法で形成することができる。 Next, a pair of electrodes are provided on the obtained net-like conductive layer in FIG. The electrodes can be provided at both ends of the transparent planar heating region 123 as shown in FIG. The transparent sheet heating element of the present invention functions as a heating element by energizing this electrode. The electrode used is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include a conductive resin, a conductive resin and metal foil, metal plating, and metal nanoparticles. From the viewpoint of contact resistance, a lower resistance value is preferred. Any of these electrodes may be employed and may be formed by a known method.
かくして本発明の透明面状発熱体が製造される。この透明面状発熱体の製造方法は、簡便かつ再現性良く実施できるため、透明面状発熱体の量産化に好適である。
III.透明面状発熱体の特徴
以上のようにして、本発明の透明面状発熱体が製造される。本発明の透明面状発熱体は、高い開口率を有し、例えば75%以上、特に80〜95%程度となる。そのため、高い透視性が達成される。なお、本明細書で、開口率(%)とは、透明面状発熱領域の全面積における導電性層で被覆されていない部分の面積の割合を意味し、具体的には、図3に示される透明面状発熱体の網目状導電性層の1パターンにおいて、(面積B/面積A)×100(%)を、或いはパターンの線幅(W)とし、パターンの線の間隔(ピッチ)(P)とした場合に、(P−W)2/P2×100を意味する。
Thus, the transparent sheet heating element of the present invention is manufactured. Since this method for producing a transparent sheet heating element can be carried out simply and with good reproducibility, it is suitable for mass production of a transparent sheet heating element.
III. Characteristics of Transparent Planar Heating Element The transparent sheet heating element of the present invention is manufactured as described above. The transparent sheet heating element of the present invention has a high aperture ratio, for example, 75% or more, particularly about 80 to 95%. Therefore, high transparency is achieved. In this specification, the aperture ratio (%) means the ratio of the area of the portion not covered with the conductive layer in the entire area of the transparent sheet-like heat generating region, and specifically, shown in FIG. In one pattern of the mesh-like conductive layer of the transparent sheet heating element to be produced, (area B / area A) × 100 (%) or pattern line width (W), and the pattern line interval (pitch) ( When (P), it means (P−W) 2 / P 2 × 100.
また、導電性層の格子状又は網目状パターンの線幅(W)は、通常、10〜30μm程度、好ましくは15〜20μm程度である。線幅が約10μm未満であるパターンは、その作製が困難となる傾向にあり、30μmを越えるとパターンが目に付きやすくなる傾向にあるため好ましくない。 Further, the line width (W) of the grid or network pattern of the conductive layer is usually about 10 to 30 μm, preferably about 15 to 20 μm. A pattern having a line width of less than about 10 μm tends to be difficult to produce, and a pattern having a line width of more than 30 μm is not preferable because the pattern tends to be noticeable.
なお、格子状又は網目状パターンの線の間隔(ピッチ)(P)は、上記の開口率及び線幅を満たす範囲で適宜選択することができる。通常、200〜400μm程度の範囲であればよい。 In addition, the space | interval (pitch) (P) of the line | wire of a grid | lattice-like or mesh-like pattern can be suitably selected in the range with which said aperture ratio and line width are satisfy | filled. Usually, it may be in the range of about 200 to 400 μm.
導電性層の厚み(透明な基材表面から垂直方向の導電性層の平均高さ)は、上記製造方法において、フォトリソグラフィ法に用いる樹脂層(即ち、感光性レジスト層)の厚さを変化させることにより調節することができる。例えば、約1μm以上であり、特に1〜30μm程度である。 The thickness of the conductive layer (the average height of the conductive layer in the vertical direction from the surface of the transparent substrate) changes the thickness of the resin layer (that is, the photosensitive resist layer) used in the photolithography method in the above manufacturing method. Can be adjusted. For example, it is about 1 μm or more, particularly about 1 to 30 μm.
本発明の透明面状発熱体は、抵抗が小さくしかも抵抗値にムラが少ないという特徴も有している。これは、導電性層の細線の断線がないため抵抗が低くなると考えられる。本発明の透明面状発熱体の表面抵抗値は、5Ω/□以下、好ましくは3Ω/□以下、更に好ましくは2Ω/□以下である。表面抵抗値が大きすぎる場合には、発熱させる際に高電圧を要するため好ましくない。 The transparent sheet heating element of the present invention has a feature that resistance is small and resistance value is less uneven. This is presumably because the resistance is lowered because there is no disconnection of the thin wire of the conductive layer. The surface resistance value of the transparent sheet heating element of the present invention is 5Ω / □ or less, preferably 3Ω / □ or less, more preferably 2Ω / □ or less. When the surface resistance value is too large, a high voltage is required when generating heat, which is not preferable.
ここで、次式から、導電性層の線幅およびピッチを任意に設定することにより、透明面状発熱体の表面抵抗値(あるいは体積抵抗値)を設計することが出来る。
R=Rs×(P/W)
Rs=ρv/t
R:透明面状発熱体の表面抵抗値(Ω/□)
Rs:導電性層の表面抵抗値(Ω・cm)
ρv:導電性層の体積固有抵抗
t:導電性層の膜厚
P:網目状導電性層の間隔(ピッチ)
W:網目状導電性層の線幅
本発明の透明面状発熱体の全光線透過率(JIS K7105)は、72〜91%程度と高い値を達成できる。また、ヘイズ値(JIS K7105)は、0.5〜6%程度と低い。
Here, from the following equation, the surface resistance value (or volume resistance value) of the transparent sheet heating element can be designed by arbitrarily setting the line width and pitch of the conductive layer.
R = Rs × (P / W)
Rs = ρv / t
R: Surface resistance value of transparent sheet heating element (Ω / □)
Rs: Surface resistance value of conductive layer (Ω · cm)
ρv: Volume resistivity of the conductive layer t: Film thickness of the conductive layer
P: Network conductive layer spacing (pitch)
W: Line width of the network conductive layer The total light transmittance (JIS K7105) of the transparent sheet heating element of the present invention can achieve a high value of about 72 to 91%. The haze value (JIS K7105) is as low as about 0.5 to 6%.
また、本発明の透明面状発熱体は、透明な基材上に形成された導電性層上に、保護フィルム、透明絶縁フィルムなどが積層されていてもよい。その保護フィルムとしては、一般的に用いられる公知の樹脂が用いられる。それらの樹脂をドライラミネート、ウェットラミネート等の公知の方法により積層する。 In the transparent sheet heating element of the present invention, a protective film, a transparent insulating film or the like may be laminated on a conductive layer formed on a transparent substrate. As the protective film, commonly used known resins are used. These resins are laminated by a known method such as dry lamination or wet lamination.
本発明の透明面状発熱体は、さらに機能性フィルム等が積層されていてもよい。機能性フィルムとしては、フィルムの表面の光反射を防止する反射防止層が設けられた反射防止フィルム、着色や添加剤によって着色された着色フィルム、近赤外線を吸収又は反射する近赤外線遮蔽フィルム、指紋など汚染物質が表面に付着することを防止する防汚性フィルムなどが挙げられる。 The transparent sheet heating element of the present invention may be further laminated with a functional film or the like. The functional film includes an antireflection film provided with an antireflection layer for preventing light reflection on the film surface, a colored film colored by coloring or additives, a near infrared shielding film that absorbs or reflects near infrared rays, and a fingerprint. An antifouling film that prevents the contaminants from adhering to the surface.
本発明の透明面状発熱体は、液晶表示体が低温環境下で、スイッチング特性の改善、駆動回路の簡略化等を図る目的に用いられ、かかる目的に用いるものであれば特にその使用形態に限定はない。 The transparent sheet heating element of the present invention is used for the purpose of improving the switching characteristics, simplifying the drive circuit, etc. in a low-temperature environment of the liquid crystal display, and particularly if it is used for such purposes. There is no limitation.
例えば、本発明の透明面状発熱体は、偏光板(1)/液晶素子/偏光板(2)で構成された液晶表示体の、表示画面と反対面の偏光板(1)に接着剤等で固定して、液晶表示体とすることができる。また、偏光板(1)/液晶素子/透明面状発熱体/液晶素子/偏光板(2)で積層された液晶表示体としても良い。 For example, the transparent sheet heating element of the present invention has an adhesive or the like on the polarizing plate (1) opposite to the display screen of the liquid crystal display composed of polarizing plate (1) / liquid crystal element / polarizing plate (2). To fix the liquid crystal display. Moreover, it is good also as a liquid crystal display body laminated | stacked by polarizing plate (1) / liquid crystal element / transparent planar heating element / liquid crystal element / polarizing plate (2).
或いは、本発明の透明面状発熱体を、偏光板保護フィルムや位相差フィルム等として用いることもできる。これにより、液晶表示体に新たな透明面状発熱体層を設ける必要がない。 Or the transparent planar heating element of this invention can also be used as a polarizing plate protective film, retardation film, etc. Thereby, it is not necessary to provide a new transparent planar heating element layer on the liquid crystal display.
偏光板保護フィルムは、偏光板の表面及び裏面を挟んで形成される液晶表示素子であるが、本発明の透明面状発熱体からなる偏光板保護フィルムを、偏光板の表面及び裏面の少なくとも一方に設けて液晶表示素子とすることができる(例えば、図4(a))。この場合は、光学的に等方性の透明性樹脂基材を選択するのが好ましい。 The polarizing plate protective film is a liquid crystal display element formed by sandwiching the front surface and the back surface of the polarizing plate. And a liquid crystal display element (for example, FIG. 4A). In this case, it is preferable to select an optically isotropic transparent resin substrate.
また、位相差フィルムは、偏光板の表面及び裏面を挟んで形成される液晶表示素子であるが、本発明の透明面状発熱体からなる偏光板保護フィルムを、偏光板の表面及び裏面の少なくとも一方に設けて液晶表示素子とすることもできる(例えば、図4(b))。この場合は、適当なリターデーションを持つ透明性樹脂基材を選択するのが好ましい。 Further, the retardation film is a liquid crystal display element formed by sandwiching the front and back surfaces of the polarizing plate, but the polarizing plate protective film comprising the transparent planar heating element of the present invention is at least on the front and back surfaces of the polarizing plate. A liquid crystal display element may be provided on one side (for example, FIG. 4B). In this case, it is preferable to select a transparent resin substrate having an appropriate retardation.
本発明の透明面状発熱体は、透視性及び視認性が高く、導電性層の電気抵抗値が低くかつ均一な発熱が可能な高品位の面発熱特性を有している。本発明の透明面状発熱体は、均一な導電性層が形成できるためバラツキのない低い抵抗値が達成され、また、発熱の立ち上がりが速やかであり均一な面発熱特性を有している。また、高い開口率及び透視性が確保されている。 The transparent sheet heating element of the present invention has high transparency and visibility, low electrical resistance value of the conductive layer, and high quality surface heating characteristics capable of uniform heat generation. The transparent sheet heating element of the present invention can form a uniform conductive layer, so that a low resistance value without variation is achieved, and the rise of heat generation is rapid and has uniform surface heating characteristics. Moreover, high aperture ratio and transparency are ensured.
また、本発明の透明面状発熱体の製法によれば、透明面状発熱体を簡便かつ安価に再現性よく製造することができ、量産性に優れている。 Moreover, according to the method for producing a transparent sheet heating element of the present invention, the transparent sheet heating element can be produced easily and inexpensively with good reproducibility, and is excellent in mass productivity.
従って、本発明の透明面状発熱体は、液晶表示素子の加熱に用いられる発熱体として特に有用である。 Therefore, the transparent sheet heating element of the present invention is particularly useful as a heating element used for heating a liquid crystal display element.
次に本発明を、比較例と共に実施例によって更に詳述する。 Next, the present invention will be described in more detail by way of examples together with comparative examples.
実施例、比較例に示した本発明の透明面状発熱体の全光線透過率、ヘイズ値、シート抵抗、線幅、開口率、線厚みは、以下の測定方法で測定した。
1.全光線透過率
JIS K7105に従って、濁度計NDH−20D型(日本電色工業株式会社製)で測定した。
2.ヘイズ値
JIS K7105に従って、濁度計NDH−20D型(日本電色工業株式会社製)で測定した。
3.シート抵抗
ロレスタEP(ダイヤインスツルメンツ社製)を用いて測定した。
4.線幅
光学顕微鏡を用いて測定した。
5.開口率
開口率は、光学顕微鏡を用いて、透明面状発熱体の網目状1パターンの線幅(P)と線間隔(W)を測定し、図3に示される面積Aと面積Bを算出して、これを次式にあてはめることにより算出した。
The total light transmittance, haze value, sheet resistance, line width, aperture ratio, and line thickness of the transparent sheet heating element of the present invention shown in Examples and Comparative Examples were measured by the following measuring methods.
1. Total light transmittance Measured with a turbidimeter NDH-20D type (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) according to JIS K7105.
2. Haze value According to JIS K7105, it measured with the turbidimeter NDH-20D type (made by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
3. Sheet resistance was measured using Loresta EP (Dia Instruments).
4). Line width Measured using an optical microscope.
5. Aperture ratio The aperture ratio is calculated by measuring the line width (P) and line spacing (W) of one mesh pattern of a transparent sheet heating element using an optical microscope, and calculating area A and area B shown in FIG. Then, this was calculated by applying the following equation.
開口率(%)=(面積B/面積A)×100(%)=(P−W)2/P2×100(%)
6.層厚み
表面粗さ計を用いて測定した。
Opening ratio (%) = (area B / area A) × 100 (%) = (P−W) 2 / P 2 × 100 (%)
6). Layer thickness Measured using a surface roughness meter.
実施例1
少なくとも一面に透明受容層が設けられた透明な基材として、アルミナ膜の透明受容層(層厚さ20μm)を有するポリエチレンテレフタレートフィルム(透明受容層を含む厚さ120μm、ピクトリコ社製、商品名「TPX」)を用いた。該透明な基材の透明受容層とは反対面に、紫外線硬化型アクリレートハードコート剤(大日本塗料社製、商品名「UVクリア」固形分濃度50重量%)を、硬化後の膜厚が2μmになるようにマイヤーバーで塗工し、80℃で2分間乾燥した後、紫外線を照射量300mJ/cm2で照射して、該透明な基材上にハードコート層を形成した。
Example 1
As a transparent substrate having a transparent receiving layer on at least one surface, a polyethylene terephthalate film having a transparent receiving layer of alumina film (
該フィルムのハードコート層と反対面に、感光性レジストPMER−N HC600Y(東京応化社製)をバーコーターで塗工し、80℃で10分間乾燥した後、ガラスマスク(線幅17μm、ピッチ200μmの格子状パターン)を介して紫外線照射量60mJ/cm2で露光して、現像・水洗・乾燥を経て、該透明基材上に膜厚が13μmの透明樹脂層を形成した。
Photosensitive resist PMER-N HC600Y (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was coated on the surface opposite to the hard coat layer of the film with a bar coater, dried at 80 ° C. for 10 minutes, and then a glass mask (line width 17 μm, pitch 200 μm). the grid pattern) through and exposed to ultraviolet
導電性ペーストとして、導電性ペースト ドータイトXA−9080(藤倉化成株式会社製)を用いた。 As the conductive paste, conductive paste Doutite XA-9080 (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) was used.
導電性ペーストを注入、過剰分を除去後、フィルムごと導電性ペーストを170℃で焼成した。これを3回繰り返して(1〜2回目は各30秒焼成、3回目は30分焼成)格子状パターンを描いた導電性層を形成し、最終的に40℃の5%水酸化ナトリウム水溶液中で感光性レジストを剥離して、透明面状発熱体を得た。 After injecting the conductive paste and removing the excess, the conductive paste was baked at 170 ° C. together with the film. This was repeated three times (1 to 2 firings for 30 seconds each and 3 firings for 30 minutes) to form a conductive layer depicting a lattice pattern, and finally in a 5% aqueous sodium hydroxide solution at 40 ° C. The photosensitive resist was peeled off to obtain a transparent sheet heating element.
得られた透明面状発熱体の導電性層の格子状パターンは線幅22μm、ピッチ200μm、開口率79%であった。 The grid pattern of the conductive layer of the obtained transparent planar heating element had a line width of 22 μm, a pitch of 200 μm, and an aperture ratio of 79%.
比較例1
透明な基材として、厚さ175μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績株式会社製、商品名「A4100」)を用い、その易接着面に紫外線硬化型アクリレートハードコート剤(大日本塗料社製、商品名「UVクリア」固形分濃度50重量%)を、硬化後の膜厚が2μmになるようにマイヤーバーで塗工した。80℃で2分間乾燥した後、紫外線を照射量300mJ/cm2で照射して、該透明な基材上にハードコート層を形成した。
Comparative Example 1
As a transparent base material, a polyethylene terephthalate film (trade name “A4100”, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a thickness of 175 μm was used, and an ultraviolet curable acrylate hard coat agent (trade name, manufactured by Dainippon Paint Co., Ltd.) was used on the easily adhesive surface. “UV clear” solid content concentration of 50% by weight) was applied with a Meyer bar so that the film thickness after curing was 2 μm. After drying at 80 ° C. for 2 minutes, ultraviolet rays were irradiated at an irradiation amount of 300 mJ / cm 2 to form a hard coat layer on the transparent substrate.
概基材フィルムに、ガス圧5.0×10-2Pa、スパッタリング電力840kW、スパッタリング時間53秒間の条件でITOをスパッタリングで製膜して、透明面状発熱体を製造した。 A transparent sheet heating element was manufactured by depositing ITO on an approximately base material film by sputtering under conditions of a gas pressure of 5.0 × 10 −2 Pa, a sputtering power of 840 kW, and a sputtering time of 53 seconds.
比較例2
スパッタリング時間を15秒間とした以外は、比較例1と同様にして透明面状発熱体を作成した。
Comparative Example 2
A transparent sheet heating element was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the sputtering time was 15 seconds.
上記実施例1、比較例1〜2の透明面状発熱体における、全光線透過率、ヘイズ値、シート抵抗等の評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the evaluation results such as total light transmittance, haze value, sheet resistance, etc. in the transparent sheet heating elements of Example 1 and Comparative Examples 1-2.
表1の結果より、比較例1及び2の透明面状発熱体は、シート抵抗値が極めて高いため電流量が小さくなり発熱に時間がかかる。これに対し、実施例1の透明面状発熱体では、シート抵抗値が小さいため電流量が多くなり速やかに発熱できる。従って、本発明の透明面状発熱体は、例えば、寒冷地における作動性に優れた液晶表示素子として好適に用いることができる。 From the results of Table 1, the transparent sheet heating elements of Comparative Examples 1 and 2 have a very high sheet resistance value, so the amount of current is small and it takes time to generate heat. On the other hand, in the transparent sheet heating element of Example 1, the sheet resistance value is small, so that the amount of current increases and heat can be generated quickly. Therefore, the transparent sheet heating element of the present invention can be suitably used, for example, as a liquid crystal display element having excellent operability in cold regions.
試験例1(面発熱特性)
実施例1で得られる本発明の透明面状発熱体と比較例1で得られるITOでスパッタリングした透明面状発熱体について、面発熱特性(印加電圧−端子間電流特性、及び電圧−表面温度特性)を評価した。
Test example 1 (surface heat generation characteristics)
About the transparent planar heating element of the present invention obtained in Example 1 and the transparent planar heating element sputtered with ITO obtained in Comparative Example 1, surface heating characteristics (applied voltage-terminal current characteristics and voltage-surface temperature characteristics) ) Was evaluated.
試験方法は、図5に示すサンプルを用いて行った。電極幅10cm、電極間10cmの透明面状発熱体の両端に、ナノ粒子の銀ペーストを用いて電極を作成した。電極は、透明面状発熱体の左右それぞれ3箇所から取り出して、サンプルは空中に浮かして設置した。測定位置は、面内中央とした。その結果を、図6及び図7に示す。 The test method was performed using the sample shown in FIG. Electrodes were prepared using a silver paste of nanoparticles on both ends of a transparent sheet heating element having an electrode width of 10 cm and a distance between electrodes of 10 cm. The electrode was taken out from each of the left and right parts of the transparent sheet heating element, and the sample was placed in the air. The measurement position was the center in the plane. The results are shown in FIGS.
図6及び図7より、実施例1の透明面状発熱体は、抵抗値が小さいため低い電圧でも端子間電流が大きく、速やかに発熱できることが分かる。これに対し、比較例1の透明面状発熱体は、抵抗値が大きいため電流量が小さくなり発熱が遅くなり、実施例1と同等の発熱量を得るにはより大きな電圧が必要となってしまう。 6 and 7, it can be seen that the transparent sheet heating element of Example 1 has a small resistance value, so that the current between terminals is large even at a low voltage, and it can generate heat quickly. On the other hand, the transparent sheet heating element of Comparative Example 1 has a large resistance value, so the current amount is small and the heat generation is slow, and a larger voltage is required to obtain the same amount of heat generation as in Example 1. End up.
試験例2(面内温度分布)
実施例1で得られる本発明の透明面状発熱体と、比較例1で得られるITOでスパッタリングした透明面状発熱体について、面内温度分布を評価した。
Test example 2 (in-plane temperature distribution)
The in-plane temperature distribution was evaluated for the transparent sheet heating element of the present invention obtained in Example 1 and the transparent sheet heating element sputtered with ITO obtained in Comparative Example 1.
測定方法は、試験例1で用いたサンプルを用いて、図5のように電極及び電源を設定した。測定条件は、各透明面状発熱体に所定の電圧を印加して電流を流し3分経過したときの、各発熱体の面上16箇所の位置における発熱温度を測定した。各測定点(A〜D及びa〜dの位置)の模式図を図8に示す。表2及び表3に面内温度分布の結果を示す。 As a measuring method, using the sample used in Test Example 1, the electrodes and the power source were set as shown in FIG. The measurement conditions were that the heat generation temperature was measured at 16 positions on the surface of each heating element when a predetermined voltage was applied to each transparent sheet heating element and a current was passed for 3 minutes. A schematic diagram of each measurement point (positions A to D and a to d) is shown in FIG. Tables 2 and 3 show the results of in-plane temperature distribution.
上記の結果より、実施例1の透明面状発熱体は、均一な面発熱特性を有することが分かった。これは、基材上に導電性層が均一に形成されていることに起因すると考えられる。また、温度分布のバラツキも少なく、実施例1と比較例1ではほとんど差異がなく良好であった。 From the above results, it was found that the transparent sheet heating element of Example 1 had uniform surface heating characteristics. This is considered due to the fact that the conductive layer is uniformly formed on the substrate. Moreover, there was little variation in temperature distribution, and Example 1 and Comparative Example 1 were good with almost no difference.
110 透明な基材(ベース基材)
120 導電性層
121 直線
122 網目
123 透明面状発熱領域
125 電極
130 透明受容層
210 透明な基材
220 樹脂
220A 透明樹脂層
230 導電性ペースト
230A 導電性層
240 透明受容層
110 Transparent substrate (base substrate)
120 conductive layer 121 straight line 122 mesh 123 transparent planar heating region 125 electrode 130
Claims (11)
(a)液状又はドライフィルム状の感光性レジストを、透明な基材の透明受容層面に塗布又は貼着し、樹脂層を形成する工程、
(b)フォトリソグラフィ法により、樹脂層に網目状の導電性層の形状に相当する凹部を形成する工程、
(c)前記凹部に導電性ペーストを注入し、樹脂層上の過剰の導電性ペーストを除去する工程、
(d)導電性ペーストを加熱処理して網目状の導電性層を形成する工程、
(e)上記(c)及び(d)の工程をさらに1回以上繰り返す工程、
(f)透明な基材の透明受容層面から樹脂層を除去する工程、及び
(g)導電性層に一対以上の電極を設ける工程。 A transparent planar heating element having a network-like conductive layer on the transparent receiving layer surface of a transparent substrate provided with a transparent receiving layer on at least one surface, and having a pair of electrodes on the conductive layer. A manufacturing method comprising the following steps (a) to (g):
(A) a step of applying or sticking a liquid or dry film-like photosensitive resist to the transparent receiving layer surface of a transparent substrate to form a resin layer;
(B) forming a recess corresponding to the shape of the network-like conductive layer in the resin layer by a photolithography method;
(C) a step of injecting a conductive paste into the recess and removing excess conductive paste on the resin layer;
(D) a step of heat-treating the conductive paste to form a network-like conductive layer;
(E) a step of repeating the steps (c) and (d) one or more times,
(F) The process of removing a resin layer from the transparent receiving layer surface of a transparent base material, and (g) The process of providing a pair or more electrode in an electroconductive layer.
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