JP2014165094A - 導電性フィルム、タッチパネル、太陽電池用電極、および太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】
導電性および透明性に優れる導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池を提供する。
【解決手段】
基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成された導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池。
【選択図】 なし
導電性および透明性に優れる導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池を提供する。
【解決手段】
基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成された導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池。
【選択図】 なし
Description
本発明は、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池に関する。
近年、金属ナノワイヤとカーボンナノチューブを導電体として含有する導電膜が提案されている。
例えば、特許文献１には、直線状金属ナノワイヤとカーボンナノチューブを含有し、この直線状金属ナノワイヤが互いに交点で接合して網目を形成している導電膜が記載されている。
例えば、特許文献１には、直線状金属ナノワイヤとカーボンナノチューブを含有し、この直線状金属ナノワイヤが互いに交点で接合して網目を形成している導電膜が記載されている。
特許文献１に記載されるように、金属製導電体を用いることで、良好な導電性及び透明性を有する導電膜を形成することができる。そして、金属製導電体とカーボンナノチューブを組み合わせて用いることで導電膜の導電性をさらに向上させることもできる。
しかしながら、金属製導電体を多量に含む導電膜は、腐食により性能が大きく低下するおそれがあり、タッチパネルや太陽電池用電極の材料としては、性能面に問題があった。
したがって、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルムが要望されていた。
しかしながら、金属製導電体を多量に含む導電膜は、腐食により性能が大きく低下するおそれがあり、タッチパネルや太陽電池用電極の材料としては、性能面に問題があった。
したがって、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルムが要望されていた。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池を提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、基材、金属ナノ構造体、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差とが特定の関係にあるカーボンナノチューブを含有する導電性フィルムが、導電性および透明性に優れることを見出し、本発明を完成するに到った。
かくして本発明によれば、下記（１）〜（３）の導電性フィルム、（４）のタッチパネル、（５）の太陽電池用電極、（６）の太陽電池が提供される。
（１）基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成された導電性フィルム。
（２）基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する、（１）に記載の導電性フィルム。
（３）基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層と、前記金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する、（１）に記載の導電性フィルム。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル。
（５）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の導電性フィルムを用いて得られる太陽電池用電極。
（６）前記（５）に記載の太陽電池用電極を備える太陽電池。
（２）基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する、（１）に記載の導電性フィルム。
（３）基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層と、前記金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する、（１）に記載の導電性フィルム。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル。
（５）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の導電性フィルムを用いて得られる太陽電池用電極。
（６）前記（５）に記載の太陽電池用電極を備える太陽電池。
本発明によれば、金属製導電体の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れる導電性フィルム、この導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル及び太陽電池用電極、並びに、この太陽電池用電極を備える太陽電池が提供される。
以下、本発明を、１）導電性フィルム、２）タッチパネル、並びに、３）太陽電池用電極及び太陽電池、に項分けして詳細に説明する。
１）導電性フィルム
本発明の導電性フィルムは、基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成されたものである。
本発明の導電性フィルムは、基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成されたものである。
〔基材（Ａ）〕
本発明に用いる基材（Ａ）は、金属ナノ構造体（Ｂ）やカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を担持することができるものであれば、特に制限されない。例えば、合成樹脂やガラスからなるシートが挙げられる。なかでも、軽量で、可撓性及び光透過性に優れることから、透明樹脂からなるものが好ましい。
透明樹脂としては、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）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、透明ポリイミド（ＰＩ）等の合成樹脂が挙げられる。
本発明に用いる基材（Ａ）は、金属ナノ構造体（Ｂ）やカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を担持することができるものであれば、特に制限されない。例えば、合成樹脂やガラスからなるシートが挙げられる。なかでも、軽量で、可撓性及び光透過性に優れることから、透明樹脂からなるものが好ましい。
透明樹脂としては、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）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、透明ポリイミド（ＰＩ）等の合成樹脂が挙げられる。
基材（Ａ）の厚みは、用途に応じて適宜決定すればよいが、通常、１０〜１００００μｍである。
基材（Ａ）の光透過率（測定波長：５００ｎｍ）は、好ましくは６０％以上である。
基材（Ａ）の光透過率（測定波長：５００ｎｍ）は、好ましくは６０％以上である。
〔金属ナノ構造体（Ｂ）〕
本発明に用いる金属ナノ構造体（Ｂ）は、金属又は金属化合物からなる微小構造体である。本発明において、金属ナノ構造体（Ｂ）は導電体として用いられる。
本発明に用いる金属ナノ構造体（Ｂ）は、金属又は金属化合物からなる微小構造体である。本発明において、金属ナノ構造体（Ｂ）は導電体として用いられる。
金属ナノ構造体（Ｂ）を構成する金属や金属化合物としては、導電性を有するものであれば特に限定されない。例えば、銅、銀、白金、金等の金属；酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物；アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の金属複合酸化物；等が挙げられる。
これらの中でも、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られやすいことから、銀または白金が好ましい。
これらの中でも、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られやすいことから、銀または白金が好ましい。
金属ナノ構造体（Ｂ）としては、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤ、金属ナノロッド、金属ナノシート等が挙げられる。
金属ナノ粒子は、ナノメートルスケールの平均粒子径を有する粒子状構造体である。金属ナノ粒子の平均粒子径（一次粒子の平均粒子径）は、特に限定されないが、好ましくは１０〜３００ｎｍである。平均粒子径が上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
なお、金属ナノ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて、無作為に選択された１００個の金属ナノ粒子の粒子径を測定することで、算出することができる。また、以下に説明する他の金属ナノ構造体の大きさも、同様の方法により求めることができる。
金属ナノ粒子は、例えば、有機錯体を多価アルコールで還元することで金属ナノ粒子を合成するポリオール法、還元剤を含む逆ミセル溶液と、金属塩を含む逆ミセル溶液を混合することで金属ナノ粒子を合成する逆ミセル法等の公知の方法を用いて得ることができる。
なお、金属ナノ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて、無作為に選択された１００個の金属ナノ粒子の粒子径を測定することで、算出することができる。また、以下に説明する他の金属ナノ構造体の大きさも、同様の方法により求めることができる。
金属ナノ粒子は、例えば、有機錯体を多価アルコールで還元することで金属ナノ粒子を合成するポリオール法、還元剤を含む逆ミセル溶液と、金属塩を含む逆ミセル溶液を混合することで金属ナノ粒子を合成する逆ミセル法等の公知の方法を用いて得ることができる。
ナノワイヤは、ナノメートルスケールの平均直径を有し、アスペクト比（長さ／直径）が、１０以上の線状の構造体である。ナノワイヤの平均直径は、特に限定されないが、好ましくは１０〜３００ｎｍである。また、ナノワイヤの平均長さは、特に限定されないが、好ましくは３μｍ以上である。
平均直径と平均長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
ナノワイヤは、例えば、前駆体表面にプローブの先端部から印加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（特開２００４−２２３６９３号公報）や、金属複合化ペプチド脂質からなるナノファイバを還元する方法（特開２００２−２６６００７号公報）等の公知の方法を用いて得ることができる。
平均直径と平均長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
ナノワイヤは、例えば、前駆体表面にプローブの先端部から印加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（特開２００４−２２３６９３号公報）や、金属複合化ペプチド脂質からなるナノファイバを還元する方法（特開２００２−２６６００７号公報）等の公知の方法を用いて得ることができる。
ナノロッドは、ナノメートルスケールの平均直径を有し、アスペクト比（長さ／直径）が、１以上１０未満の円柱状構造体である。ナノロッドの平均直径は、特に限定されないが、好ましくは１０〜３００ｎｍである。また、ナノロッドの平均長さは、特に限定されないが、好ましくは１０〜３０００ｎｍである。
平均直径と平均長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
ナノロッドは、例えば、電解法、化学還元法、光還元法等の公知の方法を用いて得ることができる。
平均直径と平均長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
ナノロッドは、例えば、電解法、化学還元法、光還元法等の公知の方法を用いて得ることができる。
ナノシートは、ナノメートルスケールの厚みを有するシート状構造体である。ナノシートの厚みは、特に限定されないが、好ましくは１〜１０ｎｍである。また、ナノシートの大きさは、特に限定されないが、好ましくは一辺の長さが０．１〜１０μｍである。厚みや一辺の長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
ナノシートは、層状化合物を剥離する方法、化学的気相成長法、水熱法等の公知の方法を用いて得ることができる。
ナノシートは、層状化合物を剥離する方法、化学的気相成長法、水熱法等の公知の方法を用いて得ることができる。
これらの中でも、導電性および透明性に優れる導電性フィルムが得られやすいことから、金属ナノ構造体（Ｂ）の形状は、ナノワイヤが好ましい。
本発明において、金属ナノ構造体（Ｂ）は、１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明において、金属ナノ構造体（Ｂ）は、１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
〔カーボンナノチューブ（Ｃ）〕
本発明に用いるカーボンナノチューブ（Ｃ）は、その平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が、関係式：０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすものであり、本発明においては、金属ナノ構造体（Ｂ）と同様に導電体としての役割を担う。
なお、本発明において、「カーボンナノチューブ（Ｃ）」とは、それを構成する所定のカーボンナノチューブの集合の総称であり、「直径」とは当該所定のカーボンナノチューブの外径を意味する。
本発明に用いるカーボンナノチューブ（Ｃ）は、その平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が、関係式：０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすものであり、本発明においては、金属ナノ構造体（Ｂ）と同様に導電体としての役割を担う。
なお、本発明において、「カーボンナノチューブ（Ｃ）」とは、それを構成する所定のカーボンナノチューブの集合の総称であり、「直径」とは当該所定のカーボンナノチューブの外径を意味する。
本発明においてカーボンナノチューブ（Ｃ）の平均直径（Ａｖ）及び直径の標準偏差（σ）は、それぞれ標本平均値及び標本標準偏差である。それらは、透過型電子顕微鏡での観察下に、無作為に選択されたカーボンナノチューブ１００本の直径を測定した際の平均値及び標準偏差として求められる。前記関係式における３σは得られた標準偏差（σ）に３を乗じたものである。
平均直径（Ａｖ）と標準偏差（σ）とが、関係式：０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いることにより、導電性および透明性に優れる導電性フィルムを得ることができる。
平均直径（Ａｖ）と標準偏差（σ）とが、関係式：０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いることにより、導電性および透明性に優れる導電性フィルムを得ることができる。
ここで、３σ／Ａｖは、カーボンナノチューブ（Ｃ）の直径分布を表し、この値が大きいほど直径分布が広いことを意味する。本発明において直径分布は正規分布をとるものが好ましい。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の直径分布は、透過型電子顕微鏡を用いて観察して算出することができる。すなわち、透過型電子顕微鏡での観察下に、無作為に選択された１００本のカーボンナノチューブの直径を測定し、その結果を用いて、横軸に直径、縦軸に頻度を取り、得られたデータをプロットし、ガウシアンで近似することで得られる。異なる製法で得られたカーボンナノチューブなどを複数種類組み合わせることでも３σ／Ａｖの値を大きくすることはできるが、その場合正規分布の直径分布を得ることは難しい。本発明においてカーボンナノチューブ（Ｃ）は、単一製法で得られたカーボンナノチューブからなるものであっても、又は当該カーボンナノチューブに、その直径分布に影響しない量の他の製法で得られたカーボンナノチューブを配合してなるものであってもよい。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均直径（Ａｖ）は、導電性および透明性により優れる導電性フィルムを得る観点から、０．５ｎｍ以上、１５ｎｍ以下が好ましい。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均長さは、好ましくは０．１μｍ〜１ｃｍである。カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均長さが上記範囲内であることで、導電性および透明性により優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均長さは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、無作為に選択された１００本のカーボンナノチューブを測定することで、算出することができる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の平均長さは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、無作為に選択された１００本のカーボンナノチューブを測定することで、算出することができる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の比表面積は、好ましくは１００〜２５００ｍ２／ｇである。カーボンナノチューブ（Ｃ）の比表面積が上記範囲内であることで、導電性および透明性により優れる導電性フィルムが得られ易くなる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の比表面積は、窒素ガス吸着法により求めることができる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の比表面積は、窒素ガス吸着法により求めることができる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）を構成するカーボンナノチューブは、単層のものであっても、多層のものであってもよい。
また、カーボンナノチューブ（Ｃ）を構成するカーボンナノチューブは、表面にカルボキシル基等の官能基が導入されたものであってもよい。官能基の導入は、過酸化水素や硝酸等を用いる公知の酸化処理法により行うことができる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）は、公知の方法、例えば、表面にカーボンナノチューブ製造用触媒層（以下、「ＣＮＴ製造用触媒層」ということがある。）を有する基材（以下、「ＣＮＴ製造用基材」ということがある。）上に、原料化合物及びキャリアガスを供給して、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりカーボンナノチューブを合成する際に、系内に微量の酸化剤を存在させることで、ＣＮＴ製造用触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法（スーパーグロース法）により、得ることができる（ＷＯ２００６／０１１６５５号パンフレット）。
ＣＮＴ製造用基材においてＣＮＴ製造用触媒層を支持するための支持体は、その表面にＣＮＴ製造用触媒層を担持することができるものであれば、特に限定されない。
前記支持体の材質としては、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウム、マンガン、コバルト、銅、銀、金、白金等の金属；これらの金属を含む合金；前記金属を含む酸化物；シリコン等の半導体；石英、ガラス、マイカ、グラファイト、ダイヤモンド等の非金属；等が挙げられる。
前記支持体の形状としては、平板状、薄膜状、ブロック状等が挙げられる。
前記支持体の材質としては、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウム、マンガン、コバルト、銅、銀、金、白金等の金属；これらの金属を含む合金；前記金属を含む酸化物；シリコン等の半導体；石英、ガラス、マイカ、グラファイト、ダイヤモンド等の非金属；等が挙げられる。
前記支持体の形状としては、平板状、薄膜状、ブロック状等が挙げられる。
ＣＮＴ製造用触媒層を構成する触媒としては、従来公知のカーボンナノチューブ製造用触媒を用いることができる。具体的には、塩化鉄、鉄、鉄−モリブデン、アルミナ−鉄、アルミナ−コバルト、アルミナ−鉄−モリブデン等の金属触媒が挙げられる。
原料化合物としては、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセチレン等の炭化水素化合物；メタノール、エタノール等のアルコール化合物；アセトン等のケトン化合物；一酸化炭素；等が挙げられる。
キャリアガスとしては、ヘリウム、アルゴン、水素、窒素、ネオン、クリプトン、二酸化炭素、塩素等が挙げられる。
酸化剤としては、水蒸気、酸素、オゾン、硫化水素等が挙げられる。気相中の酸化剤の含有量は、通常、１０ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下である。
酸化剤としては、水蒸気、酸素、オゾン、硫化水素等が挙げられる。気相中の酸化剤の含有量は、通常、１０ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下である。
反応系内の圧力は、好ましくは１０２Ｐａ〜１０７Ｐａ（１００大気圧）である。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の製造時の反応系内の温度は、触媒、原料化合物、酸化剤に応じて適宜決定することができる。通常は、４００〜１２００℃である。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の製造時の反応系内の温度は、触媒、原料化合物、酸化剤に応じて適宜決定することができる。通常は、４００〜１２００℃である。
〔導電性フィルム〕
本発明の導電性フィルムは、基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、カーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成されたものである。
本発明の導電性フィルムとしては、例えば、以下の導電性フィルム（α）や導電性フィルム（β）が挙げられる。
導電性フィルム（α）：基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する導電性フィルム
導電性フィルム（β）：基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層と、前記金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する導電性フィルム
本発明の導電性フィルムは、基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、カーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成されたものである。
本発明の導電性フィルムとしては、例えば、以下の導電性フィルム（α）や導電性フィルム（β）が挙げられる。
導電性フィルム（α）：基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する導電性フィルム
導電性フィルム（β）：基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層と、前記金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する導電性フィルム
（ｉ）導電性フィルム（α）
導電性フィルム（α）は、基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層（以下、「導電体層（Ｉ）」ということがある。）を有するものである。
導電性フィルム（α）は、基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層（以下、「導電体層（Ｉ）」ということがある。）を有するものである。
導電体層（Ｉ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、好ましくは、０．０００１〜０．０５ｍｇ／ｃｍ２である。
また、導電体層（Ｉ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、好ましくは１．０×１０−６〜３０ｍｇ／ｃｍ２である。
金属ナノ構造体（Ｂ）とカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
また、導電体層（Ｉ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、好ましくは１．０×１０−６〜３０ｍｇ／ｃｍ２である。
金属ナノ構造体（Ｂ）とカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（Ｉ）の厚みは特に限定されないが、通常、１００ｎｍ〜１ｍｍである。
導電体層（Ｉ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（Ｉ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（Ｉ）は、本発明の効果を妨げない範囲において、金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）以外に、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、結着剤、導電助剤、分散剤、界面活性剤等が挙げられる。これらは、公知のものを適宜使用すればよい。
その他の成分としては、結着剤、導電助剤、分散剤、界面活性剤等が挙げられる。これらは、公知のものを適宜使用すればよい。
導電性フィルム（α）は、本発明の効果を妨げない範囲において、基材（Ａ）や導電体層（Ｉ）以外に、その他の層を有してもよい。その他の層としては、ハードコート層、ガスバリア層、粘着剤層等が挙げられる。
その他の層は、従来公知の方法により形成することができる。
その他の層は、従来公知の方法により形成することができる。
導電性フィルム（α）は、例えば、金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する分散液（以下、分散液（Ｉ）ということがある。）を調製し、この分散液（Ｉ）を基材（Ａ）上に塗布し、得られた塗膜を乾燥させて導電体層（Ｉ）を形成することで得ることができる。
分散液（Ｉ）の調製に用いる溶媒としては、水；メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等のエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２イミダゾリジノン等のアミド類；ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含イオウ系溶媒；等が挙げられる。これらの溶媒は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
分散液（Ｉ）は、金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）、及び、必要に応じて、導電体層（Ｉ）の説明の中で挙げた「その他の成分」等を溶媒中で混合し、カーボンナノチューブ（Ｃ）を分散させることで得ることができる。
混合処理や分散処理は、公知の方法を利用することができる。例えば、ナノマイザー、アルティマイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドグラインダー、ダイノミル、スパイクミル、ＤＣＰミル、バスケットミル、ペイントコンディショナー、高速攪拌装置等を用いる方法が挙げられる。
混合処理や分散処理は、公知の方法を利用することができる。例えば、ナノマイザー、アルティマイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドグラインダー、ダイノミル、スパイクミル、ＤＣＰミル、バスケットミル、ペイントコンディショナー、高速攪拌装置等を用いる方法が挙げられる。
分散液（Ｉ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（Ｉ）全体中、好ましくは０．０００１〜２０質量％である。
分散液（Ｉ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（Ｉ）全体中、好ましくは０．００１〜１０質量％である。
分散液（Ｉ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（Ｉ）全体中、好ましくは０．００１〜１０質量％である。
基材（Ａ）上に分散液（Ｉ）を塗布する際は、公知の塗布方法を採用できる。塗布方法としては、ディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、ロールナイフコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、グラビアオフセット法等が挙げられる。
得られた塗膜を乾燥させる際は、公知の乾燥方法を採用できる。乾燥方法としては、熱風乾燥法、熱ロール乾燥法、赤外線照射法等が挙げられる。
乾燥温度は特に限定されないが、通常、室温〜２００℃、乾燥時間は特に限定されないが、通常、０．１〜１５０分である。
得られた塗膜を乾燥させる際は、公知の乾燥方法を採用できる。乾燥方法としては、熱風乾燥法、熱ロール乾燥法、赤外線照射法等が挙げられる。
乾燥温度は特に限定されないが、通常、室温〜２００℃、乾燥時間は特に限定されないが、通常、０．１〜１５０分である。
（ｉｉ）導電性フィルム（β）
導電性フィルム（β）は、基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層（以下、導電体層（ＩＩ）ということがある。）と、前記導電体層（ＩＩ）上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層（以下、導電体層（ＩＩＩ）ということがある。）を有するものである。
導電性フィルム（β）は、基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層（以下、導電体層（ＩＩ）ということがある。）と、前記導電体層（ＩＩ）上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層（以下、導電体層（ＩＩＩ）ということがある。）を有するものである。
導電体層（ＩＩ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、好ましくは０．０００１〜０．２ｍｇ／ｃｍ２である。
金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩ）の厚みは特に限定されないが、通常、３０ｎｍ〜１ｍｍである。
導電体層（ＩＩ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩ）は、本発明の効果を妨げない範囲において、金属ナノ構造体（Ｂ）以外に、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、導電体層（Ｉ）中のその他の成分として示したものと同様のものが挙げられる。
金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩ）の厚みは特に限定されないが、通常、３０ｎｍ〜１ｍｍである。
導電体層（ＩＩ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩ）は、本発明の効果を妨げない範囲において、金属ナノ構造体（Ｂ）以外に、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、導電体層（Ｉ）中のその他の成分として示したものと同様のものが挙げられる。
導電体層（ＩＩＩ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、好ましくは、１．０×１０−６〜３０ｍｇ／ｃｍ２である。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩＩ）の厚みは特に限定されないが、通常、３０ｎｍ〜１ｍｍである。
導電体層（ＩＩＩ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩＩ）は、本発明の効果を妨げない範囲において、カーボンナノチューブ（Ｃ）以外に、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、導電体層（Ｉ）中のその他の成分として示したものと同様のものが挙げられる。
カーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量が上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩＩ）の厚みは特に限定されないが、通常、３０ｎｍ〜１ｍｍである。
導電体層（ＩＩＩ）の厚みが上記範囲内であることで、導電性及び透明性により優れる導電性フィルムを得ることができる。
導電体層（ＩＩＩ）は、本発明の効果を妨げない範囲において、カーボンナノチューブ（Ｃ）以外に、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、導電体層（Ｉ）中のその他の成分として示したものと同様のものが挙げられる。
導電性フィルム（β）は、本発明の効果を妨げない範囲において、基材（Ａ）、導電体層（ＩＩ）、導電体層（ＩＩＩ）以外に、その他の層を有してもよい。その他の層としては、導電性フィルム（α）におけるその他の層として示したものと同様のものが挙げられる。
導電性フィルム（β）は、例えば、金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する分散液（以下、分散液（ＩＩ）ということがある。）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する分散液（以下、分散液（ＩＩＩ）ということがある。）をそれぞれ調製し、分散液（ＩＩ）を基材（Ａ）上に塗布し、得られた塗膜を乾燥させて導電体層（ＩＩ）を形成し、次いで、分散液（ＩＩＩ）を導電体層（ＩＩ）上に塗布し、得られた塗膜を乾燥させることで得ることができる。
分散液（ＩＩ）や分散液（ＩＩＩ）の調製に用いる溶媒や、分散液（ＩＩ）や分散液（ＩＩＩ）の調製方法としては、分散液（Ｉ）の溶媒や、調製方法として示したものと同様のものが挙げられる。
分散液（ＩＩ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（ＩＩ）全体中、好ましくは０．０００１〜１０質量％である。
分散液（ＩＩＩ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（ＩＩＩ）全体中、好ましくは０．００１〜１０質量％である。
分散液（ＩＩ）中の金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（ＩＩ）全体中、好ましくは０．０００１〜１０質量％である。
分散液（ＩＩＩ）中のカーボンナノチューブ（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、分散液（ＩＩＩ）全体中、好ましくは０．００１〜１０質量％である。
基材（Ａ）上に分散液（ＩＩ）を塗布する際や、導電体層（ＩＩ）上に分散液（ＩＩＩ）を塗布する際は、導電性フィルム（α）の製造方法において、基材（Ａ）上に分散液（Ｉ）を塗布する方法として示したものと同様ものを採用することができる。
基材（Ａ）上に分散液（ＩＩ）を塗布して得られた塗膜や、導電体層（ＩＩ）上に分散液（ＩＩＩ）を塗布して得られた塗膜を乾燥させる際は、導電性フィルム（α）の製造方法において、基材（Ａ）上に分散液（Ｉ）を塗布して得られた塗膜を乾燥させる方法として示したものと同様ものを採用することができる。
（ｉｉｉ）導電性フィルムの特性
本発明の導電性フィルムは、導電性及び透明性に優れる。
本発明の導電性フィルムが導電性に優れることは、シート抵抗を測定することで示される。
本発明の導電性フィルムのシート抵抗は、通常、１〜３０００Ω／□である。
本発明の導電性フィルムが透明性に優れることは、全光線透過率を測定することで示される。
本発明の導電性フィルムの全光線透過率は、通常、７０％以上である。
さらに、本発明の導電性フィルムは、金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れるものである。したがって、本発明の導電性フィルムは、金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量を調整することで、耐久性を大きく向上させることができる。
本発明の導電性フィルムは、上記特性を有するものであるため、タッチパネルや太陽電池用電極の材料として好適に用いられる。
本発明の導電性フィルムは、導電性及び透明性に優れる。
本発明の導電性フィルムが導電性に優れることは、シート抵抗を測定することで示される。
本発明の導電性フィルムのシート抵抗は、通常、１〜３０００Ω／□である。
本発明の導電性フィルムが透明性に優れることは、全光線透過率を測定することで示される。
本発明の導電性フィルムの全光線透過率は、通常、７０％以上である。
さらに、本発明の導電性フィルムは、金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量が低くても優れた導電性を示し、透明性に優れるものである。したがって、本発明の導電性フィルムは、金属ナノ構造体（Ｂ）の含有量を調整することで、耐久性を大きく向上させることができる。
本発明の導電性フィルムは、上記特性を有するものであるため、タッチパネルや太陽電池用電極の材料として好適に用いられる。
３）タッチパネル
本発明のタッチパネルは、本発明の導電性フィルムを用いて得られるものである。
タッチパネルとしては、表面型静電容量方式タッチパネル、投影型静電容量方式タッチパネル、抵抗膜式タッチパネルなどが挙げられる。
本発明の導電性フィルムは、これらのタッチパネルの導電性透明基板として好適に用いられる。
本発明のタッチパネルは、本発明の導電性フィルムを用いるものであるため、視認性及び耐久性に優れる。
４）太陽電池用電極及び太陽電池
本発明の太陽電池用電極は、本発明の導電性フィルムを用いて得られるものである。
本発明の太陽電池用電極は、本発明の導電性フィルムを用いるものであるため、変換効率が高く、耐久性に優れる。
本発明のタッチパネルは、本発明の導電性フィルムを用いて得られるものである。
タッチパネルとしては、表面型静電容量方式タッチパネル、投影型静電容量方式タッチパネル、抵抗膜式タッチパネルなどが挙げられる。
本発明の導電性フィルムは、これらのタッチパネルの導電性透明基板として好適に用いられる。
本発明のタッチパネルは、本発明の導電性フィルムを用いるものであるため、視認性及び耐久性に優れる。
４）太陽電池用電極及び太陽電池
本発明の太陽電池用電極は、本発明の導電性フィルムを用いて得られるものである。
本発明の太陽電池用電極は、本発明の導電性フィルムを用いるものであるため、変換効率が高く、耐久性に優れる。
太陽電池としては、例えば、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、有機系太陽電池などが挙げられる。
本発明の太陽電池用電極は、これらの太陽電池の電極として用いられるものである。
本発明の太陽電池用電極は、これらの太陽電池の電極として用いられるものである。
本発明の太陽電池用電極について、有機系太陽電池の一種である色素増感型太陽電池を例にとり説明する。色素増感型太陽電池は、通常、光電極、電解質層、対向電極がこの順に並んでなる構造を有する。
光電極は、光を受けることで、外部の回路に電子を放出し得る電極である。光電極は、通常、基材上に導電膜が形成されてなる光電極基板と、この光電極基板上に形成された多孔質半導体微粒子層と、この多孔質半導体微粒子層の表面に増感色素が吸着されて形成された増感色素層とを有する。
電解質層は、光電極と対向電極とを分離するとともに、電荷移動を効率よく行うための層である。
対向電極は、外部の回路から入ってきた電子を電解質層に効率よく渡すための電極である。対向電極は、通常、基材上に導電膜が形成されてなる対向電極基板と、この対向電極基板上に形成された触媒層とを有する。
本発明の導電性フィルムは、例えば、上記の光電極基板や対向電極基板として好適に用いられる。
光電極は、光を受けることで、外部の回路に電子を放出し得る電極である。光電極は、通常、基材上に導電膜が形成されてなる光電極基板と、この光電極基板上に形成された多孔質半導体微粒子層と、この多孔質半導体微粒子層の表面に増感色素が吸着されて形成された増感色素層とを有する。
電解質層は、光電極と対向電極とを分離するとともに、電荷移動を効率よく行うための層である。
対向電極は、外部の回路から入ってきた電子を電解質層に効率よく渡すための電極である。対向電極は、通常、基材上に導電膜が形成されてなる対向電極基板と、この対向電極基板上に形成された触媒層とを有する。
本発明の導電性フィルムは、例えば、上記の光電極基板や対向電極基板として好適に用いられる。
本発明の太陽電池は、上述した本発明の太陽電池用電極を備えるものである。本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用電極を備えるものであれば、特に限定されない。例えば、半導体基板の種類により、単結晶シリコン型太陽電池、多結晶シリコン型太陽電池、微結晶シリコン型太陽電池、多結合型シリコン系太陽電池等の結晶シリコン系太陽電池；アモルファスシリコン型太陽電池；ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系太陽電池、ＣｄＴｅ系太陽電池などの化合物系太陽電池；色素増感型太陽電池、有機薄膜型太陽電池などの有機系太陽電池；などに分類されるものが挙げられる。
また、本発明の太陽電池は、太陽を光源とするものに限定されず、例えば屋内照明を光源とするものであってもよい。
本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用電極を備えるものであるため、変換効率が高く、耐久性に優れる。
本発明の太陽電池は、上記特徴が特に活かされることから、携帯型太陽電池や屋内用太陽電池として好ましく用いられる。
また、本発明の太陽電池は、太陽を光源とするものに限定されず、例えば屋内照明を光源とするものであってもよい。
本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用電極を備えるものであるため、変換効率が高く、耐久性に優れる。
本発明の太陽電池は、上記特徴が特に活かされることから、携帯型太陽電池や屋内用太陽電池として好ましく用いられる。
〔製造例１〕Ａｇナノワイヤ分散液（分散液１）の調製
３０ｍＬガラス容器に水１０ｇ、エタノール１０ｇを入れ、さらに、Ａｇナノワイヤ（アルドリッチ社製、直径１００ｎｍ）０．１ｇを加えて混合し、Ａｇナノワイヤ分散液（分散液１）を得た。
３０ｍＬガラス容器に水１０ｇ、エタノール１０ｇを入れ、さらに、Ａｇナノワイヤ（アルドリッチ社製、直径１００ｎｍ）０．１ｇを加えて混合し、Ａｇナノワイヤ分散液（分散液１）を得た。
〔製造例２〕カーボンナノチューブ分散液（分散液２）の調製
３０ｍＬガラス容器にＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を入れ、さらに、カーボンナノチューブ０．００２５ｇを加えて混合し、投込み式超音波分散器を用いて６０分間分散処理を行い、濃度が５０ｐｐｍのカーボンナノチューブ分散液（分散液２）を得た。
なお、前記カーボンナノチューブは、以下の特性値を有した：
平均直径（Ａｖ）：３．３ｎｍ、直径の標準偏差（σ）：０．６４ｎｍ、３σ／Ａｖ：０．５８、平均長さ：１００μｍ、比表面積：８００ｍ２／ｇ、主に単層。
３０ｍＬガラス容器にＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を入れ、さらに、カーボンナノチューブ０．００２５ｇを加えて混合し、投込み式超音波分散器を用いて６０分間分散処理を行い、濃度が５０ｐｐｍのカーボンナノチューブ分散液（分散液２）を得た。
なお、前記カーボンナノチューブは、以下の特性値を有した：
平均直径（Ａｖ）：３．３ｎｍ、直径の標準偏差（σ）：０．６４ｎｍ、３σ／Ａｖ：０．５８、平均長さ：１００μｍ、比表面積：８００ｍ２／ｇ、主に単層。
〔実施例１〕
ガラス基板上に、製造例１で得た分散液１を、スプレーコートを用いて、塗布厚み５０ｎｍとなるように塗布した。得られた塗膜を室温で２時間放置することで、Ａｇナノワイヤを含有する透明導電膜１を形成し、導電性フィルム１を得た。透明導電膜１中のＡｇナノワイヤの含有量は、０．１５ｍｇ／ｃｍ２であった。
導電性フィルム１の全光線透過率を、ＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠し、分光光度計（日本分光社製、Ｖ−５７０）を用いて測定したところ、９０％であった。
また、導電性フィルム１のシート抵抗を、ＪＩＳ Ｋ ７１９４に準拠し、抵抗率計（三菱化学社製、ロレスタ（登録商標）ＧＰ）を用いて四端子四探針法にて測定したところ、１５００Ω／□であった。
ガラス基板上に、製造例１で得た分散液１を、スプレーコートを用いて、塗布厚み５０ｎｍとなるように塗布した。得られた塗膜を室温で２時間放置することで、Ａｇナノワイヤを含有する透明導電膜１を形成し、導電性フィルム１を得た。透明導電膜１中のＡｇナノワイヤの含有量は、０．１５ｍｇ／ｃｍ２であった。
導電性フィルム１の全光線透過率を、ＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠し、分光光度計（日本分光社製、Ｖ−５７０）を用いて測定したところ、９０％であった。
また、導電性フィルム１のシート抵抗を、ＪＩＳ Ｋ ７１９４に準拠し、抵抗率計（三菱化学社製、ロレスタ（登録商標）ＧＰ）を用いて四端子四探針法にて測定したところ、１５００Ω／□であった。
前記導電性フィルム１の透明導電膜１上に、製造例２で得た分散液２を、スプレーコートを用いて、塗布厚み５０ｎｍとなるように塗布した。得られた塗膜を室温で３時間放置することで、カーボンナノチューブを含有する透明導電膜２を形成し、導電性フィルム２を得た。透明導電膜２中のカーボンナノチューブの含有量は、０．００６ｍｇ／ｃｍ２であった。
上記と同様の方法により、導電性フィルム２の全光線透過率とシート抵抗を測定したところ、全光線透過率が８５％、シート抵抗が１１０Ω／□であった。
上記と同様の方法により、導電性フィルム２の全光線透過率とシート抵抗を測定したところ、全光線透過率が８５％、シート抵抗が１１０Ω／□であった。
Claims (6)
- 基材（Ａ）、金属ナノ構造体（Ｂ）、および、平均直径（Ａｖ）と直径の標準偏差（σ）が０．６０＞３σ／Ａｖ＞０．２０を満たすカーボンナノチューブ（Ｃ）を用いて形成された導電性フィルム。
- 基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）及びカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する、請求項１に記載の導電性フィルム。
- 基材（Ａ）と、前記基材（Ａ）上に形成された金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層と、前記金属ナノ構造体（Ｂ）を含有する層上に形成されたカーボンナノチューブ（Ｃ）を含有する層を有する、請求項１に記載の導電性フィルム。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の導電性フィルムを用いて得られるタッチパネル。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の導電性フィルムを用いて得られる太陽電池用電極。
- 請求項５に記載の太陽電池用電極を備える太陽電池。
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