JP4341005B2 - 金属ナノワイヤー含有組成物および電磁波遮蔽フィルター - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属ナノワイヤーを用いた電磁波遮蔽機能を有する組成物と、この組成物によって形成された可視光域での透過率が高い電磁波遮蔽フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁波の遮蔽と可視光域の透光性を兼ね備えた透光性シールドとしては、「２枚の透明基板に金属繊維や有機繊維に金属めっきを施したメッキ繊維からなる導電性メッシュを介在させて接着樹脂で一体化したもの」（特開２０００−１７４４８８）や、「透明プラスチックフィルムと導電性材料とを接着剤を介して貼り合せた導電性材料にケミカルエッチングにより幾何学図形を形成させたもの」（持開平１０−０４１６８２）などが用いられている．しかし、これら透光性シールドは、金属繊維やメッキ繊維をメッシュ状に成形する工程やケミカルエッチングによって幾何学図形を形成させる工程が複雑であり、コスト高である。
【０００３】
また、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯ）等の酸化物透明導電体のみを用いた電磁波シールド体や、金属薄膜と酸化物透明導電体を積層させた透光性シールドも知られているが（特開平１０−２１７３８０）、前者は電磁波遮蔽能が低く、後者では成膜を行うのにスパッタリング装置などの大がかりな装置が必要であり、コスト高である。
【０００４】
さらに、金属配線パターンを形成することを目的として、固体表面に担持させたプラズモン吸収する無機質微粒子を直径１００nm未満およびアスペクト比１以上に成長させた微細ロッドにして使用することが知られている（特開２００１−６４７９４）。しかし、この方法は、微細ロッドは固体表面に担持された状態で成長するため、各種溶媒、バインダーに分散させることができないので塗料化することができない。また、金属微粒子のプラズモン吸収は合成過程における成長目的にのみ利用されており、金属ナノロッドの長軸に起因する可視光・近赤外光の特定波長の選択的な吸収に利用したものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の透明導電膜における上記問題を解決したものであり、金属ナノワイヤーを用いることによって、電磁波遮蔽効果に優れたフィルターを容易に形成することができる組成物とその電磁波遮蔽フィルター、およびその塗料ないしフィルムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決する手段】
すなわち、本発明によれば以下の構成からなる金属ナノワイヤー含有組成物とその用途が提供される。
〔１〕 長軸４５０nm〜１５００nm、短軸１nm〜４５nm、およびアスペクト比２０以上のワイヤー状の金属（電解法によって製造されたものではない。以下、金属ナノワイヤーと云う）を含有する樹脂組成物であって、上記金属ナノワイヤーの表面はアミノ基含有高分子系分散剤によって保護されており、膜厚２μmの被膜を形成したときに、７０％以上の可視光透過率および１.０Ω/□以下の表面抵抗を有することを特徴とする金属ナノワイヤー含有組成物。
〔２〕 上記[１]の組成物によって形成された電磁波遮蔽フィルター、電磁波遮蔽フィルム、または電磁波遮蔽膜形成用塗料組成物。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の組成物は、長軸４５０nm〜１５００nm、短軸１nm〜４５nm、およびアスペクト比２０以上のワイヤー状の金属（電解法によって製造されたものではない。金属ナノワイヤーと云う）を含有する樹脂組成物であって、上記金属ナノワイヤーの表面はアミノ基含有高分子系分散剤によって保護されており、膜厚２μmの被膜を形成したときに、７０％以上の可視光透過率および１.０Ω/□以下の表面抵抗を有することを特徴とする金属ナノワイヤー含有組成物である。金属ナノワイヤーの金属種としては金、銀、銅、およびそれらの合金などを用いることができる。長軸が４００nm未満であって短軸が５０nmより大きいもの、およびアスペクト比が２０より小さいものは、細長い繊維状のものが適度な間隔を保ちながら互いに絡み合った状態にはならない。従って、表面抵抗が１.０Ω/□以下にならず高い電磁波遮蔽効果を得ることができないうえ、可視光線の透過率も低下する。具体的な金属種や軸長さ、アスペクト比等は使用目的等に応じて適宜定めればよい。
【０００８】
金属ナノワイヤーは、例えば、N.R.Jana, L.Gearheart and C.J.Murphyによる方法（Chm.Commun.,2001, p617-p618）や、C.Ducamp-Sanguesa, R.Herrera-Urbina, and M.Figlarz等の方法（J. Solid State Chem.,100. 1992, p272〜p280）によって製造することができる。
【０００９】
本発明の金属ナノワイヤー含有組成物は上記金属ナノワイヤーを分散液や樹脂などに混合したものである。分散液や樹脂の種類は限定されない。また金属ナノワイヤーの量も限定されない。
【００１０】
上記金属ナノワイヤーを樹脂に分散させた組成物は、金属ナノワイヤーを樹脂に練り込んで樹脂中に分散させたもの、金属ナノワイヤーを樹脂成分に混合し、塗料化したもの、あるいは金属ナノワイヤーを樹脂表面にコーティングして分散させたものなどを含む。これらの金属ナノワイヤーを樹脂に分散させた組成物によって電磁波遮蔽機能を有する樹脂フィルムや塗料組成物を得ることができる。例えば、この樹脂フィルムは上記金属ナノワイヤーを樹脂に練り込んでフィルム状に成形すれば良い。また塗料組成物は上記金属ナノワイヤーを塗料成分に混合し、必要に応じて各種添加剤を加えて得られる。
【００１１】
上記樹脂フィルムや塗料組成物において、金属ナノワイヤーを分散させる樹脂や溶媒の種類は適宜定めることができる。樹脂は電磁波遮蔽フィルムに通常用いる樹脂であれば良く、また塗料成分は塗料に通常使用されている樹脂成分や水ないし各種有機溶剤であれば良い。金属ナノワイヤーの分散量やその他のバインダーや添加剤などの使用は条件に応じて適宜定めることができる。なお、塗料組成物の使用方法等も制限されない。刷毛塗り、吹き付け、ロールコーティングやスピンコーティングなどの各種の方法によって使用することができる。
【００１２】
上記金属ナノワイヤーを樹脂に分散させた組成物によって透明な電磁波遮蔽フィルターを得ることができる。例えば、上記金属ナノワイヤーを樹脂に分散させた透明な樹脂フィルムは透明電磁波遮蔽フィルターとして用いることができる。また、透明な樹脂フィルムや透明なガラス板などの基板表面に上記金属ナノワイヤーを含有する塗料組成物をコーティングして被膜を形成することによって透明な電磁波遮蔽フィルターを形成することができる。これらの金属ナノワイヤーを分散させた樹脂フィルムやコーティング被膜形成体は各々積層し、あるいは他の透明材料と積層して用いることができる。本発明の透明電磁波遮蔽フィルターはこれらの積層した態様を含む。
【００１３】
一般に、フィルター表面の表面抵抗値が２.５Ω/□以下であって可視光域の透過率が７０％以上であるものはプラズマディスプレーパネル(ＰＤＰ)用の電磁波遮蔽フィルターとして用いることができるが、本発明の透明電磁波遮蔽フィルターは可視光域の透過率が７０％以上であってフィルター表面の表面抵抗値が１.０Ω/□以下であるので、ＰＤＰ用の電磁波遮蔽フィルターとして好適である。また、本発明の金属ナノワイヤーは細長い繊維状のものが互いに絡み合った状態で分散されているので、比較的少ない分散量でも優れた導電性と電磁波遮蔽効果が得られる。従って、ＰＤＰ画像の鮮明性が保たれる。また、本発明の透明電磁波遮蔽フィルターは可視域の透光性と低い表面抵抗を有するため、透明導電膜としても使用することができる。
【００１４】
【実施例】
本発明を実施例によって具体的に示す。
【００１５】
〔実施例１〕
アミノ基含有高分子系分散剤（ソルスパース24000SC）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μm、短軸平均長さ１０nm）のトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）をエポキシ樹脂溶液（固形分４０質量％）０.６２５ｇと混合して塗料化した。この塗料を透明な基材(PETシート)に塗布し(厚さ２μm)、乾燥して被膜を形成した。この被膜に４００nm〜８００nmの可視光を照射し、分光光度計（日本分光社製品：V-570）によって透過率を測定したところ、この全波長域にわたって透過率は８０％であった。また、この被膜表面の表面抵抗を４端針法に基づき抵抗率計（三菱化学社製品：ロレスタGP）を用いて測定したところ１.９Ω/□であった。この結果を表１に示した。
【００１６】
〔実施例２〜６〕
金属ナノワイヤーの金属種、分散量、アスペクト比、成膜条件などを表１に示すように調整した以外は実施例１と同様にして被膜を形成した。この被膜について実施例１と同様にして可視光域の透過率と被膜表面の表面抵抗を測定した。この結果を表１に示した。また、表１に示す金属ナノワイヤーを樹脂に練り込んで薄いフィルム（厚さ２μm）に成形した。この樹脂フィルムについて実施例１と同様にして可視光域の透過率と被膜表面の表面抵抗を測定した。この結果を表１に示した。
【００１７】
表１に示すように、本発明に係る金属ナノワイヤーが分散した被膜および樹脂フィルムは何れも可視光域の透過率が高く透明性に優れ、しかも表面の表面抵抗値は１.０Ω/□以下であり、優れた電磁波遮蔽機能を有することが確認された。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
本発明の金属ナノワイヤーを含有する組成物は、樹脂フィルムやコーティング膜を形成した場合、可視光域において高い透明性を有すると共に表面の表面抵抗が小さく、優れた電磁波遮蔽効果を有するフィルターを得ることができる。従って、このフィルターはＰＤＰ用の電磁波遮蔽フィルターとして利用することができる。また、この他の透明な電磁波遮蔽の用途に広く用いることができる。

Claims (2)

1. 長軸４５０nm〜１５００nm、短軸１nm〜４５nm、およびアスペクト比２０以上のワイヤー状の金属（電解法によって製造されたものではない。以下、金属ナノワイヤーと云う）を含有する樹脂組成物であって、上記金属ナノワイヤーの表面はアミノ基含有高分子系分散剤によって保護されており、膜厚２μmの被膜を形成したときに、７０％以上の可視光透過率および１.０Ω/□以下の表面抵抗を有することを特徴とする金属ナノワイヤー含有組成物。
2. 請求項１の組成物によって形成された電磁波遮蔽フィルター、電磁波遮蔽フィルム、または電磁波遮蔽膜形成用塗料組成物。