JP5680323B2 - 透明電極、伝導性積層体および伝導性樹脂膜 - Google Patents
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Description
製造例1
まず、有機絶縁膜の一例であるポリイミド膜を形成するための前駆体溶液を製造する。この工程は、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(2,2’−TFDB)とビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(6−FDA)をジメチルアセトアミドの中で公知の方法で縮合することにより、有機絶縁膜の前駆体溶液の一例であるポリイミド前駆体溶液(固形分20%)を得た。この反応過程は下記反応式1で表される。
[反応式1]
下記反応式2はポリアミドの前駆体を加熱してポリイミド膜を得る過程を示す。本発明の実施形態では前駆体溶液を完全にイミド化させてポリイミドにするのではなく、前駆体のうち所定の比率分のみをイミド化したものを用いるようにした。
[反応式2]
反応器として攪拌器、窒素注入装置、滴下漏斗、温度調節器および冷却器を取り付けた100mLの三口丸底フラスコに窒素を通過させながらN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)34.1904gを充填した後、反応器の温度を0℃に降温し、しかる後に、6−HMDA4.1051g(0.01moL)を溶解させ、この溶液を0℃に維持した。ここに6−FDA4.4425g(0.01moL)を添加し、1時間攪拌して6−FDAを完全に溶解させた。この際、固形分の濃度は20重量%であった。その後、溶液を常温に放置し、8時間攪拌した。この際、23℃における溶液粘度2400cpsのポリアミド酸溶液を得た。
製造例2でN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)29.4632gにAPB−133(2.9233g(0.01moL))を溶解させ、6−FDA4.4425g(0.01moL)を投入した後、1時間攪拌して6−FDAを完全に溶解させた。この際、固形分の濃度は20重量%であった。その後、溶液を常温に放置して8時間攪拌した。この際、23℃における溶液粘度1200cpsのポリアミド酸溶液を得た。
製造されたフィルムに対して、UV分光計(Varian社、Cary100)を用いて可視光線透過度を測定した。
ASTM E313規格に基づいて黄色度を測定した。
TMA(TA Instrument社、Q400)を用いてTMA−Methodによって50〜250℃における平均線膨張係数を測定した。
製造例1〜3で得られたそれぞれのポリイミドフィルム上に、下記表2に示すような組成の伝導性樹脂膜形成用組成物をスプレー方法で薄膜に塗布し、炭素ナノチューブの分散した伝導性樹脂膜を形成した。
CNT1:SPH1128、Unidym社製、Single−wall carbon nanotube
CNT2:VGCF−X、昭和電工社製、Multi−wall carbon nanotube
アルカリ可溶性バインダー樹脂:ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートフタレート
光重合性化合物:PU−280[(株)ミウォン商社製]とHX−220[日本化薬製]との40:60重量%の混合物
光開始剤:ベンゾフェノンと4,4−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンの50:50重量%の混合物
95.0重量%のCNT1、2.5重量%のアルカリ可溶性バインダー樹脂、2.4重量%の光重合性化合物、および0.25重量%の光開始剤から構成される伝導性樹脂膜を、実施例1と同様の方法で形成した。
4.0重量%のCNT1、50重量%のアルカリ可溶性バインダー樹脂、45重量%の光重合性化合物、および1重量%の光開始剤から構成される伝導性樹脂膜を、実施例1と同様の方法で形成した。
実施例1〜10および比較例1〜2から得られた透明電極フィルムに対して次のように評価し、その結果を表3および表4に示す。
製造れた透明電極フィルムに対して、回路を形成していない状態でUVスペクトルフォトメーター(Konika Minolta社、CM−3700d)を用いて可視光線透過度を測定した。
製造された透明電極フィルムに対して、回路を形成していない状態の伝導性樹脂膜上の表面抵抗を測定した。表面抵抗は、抵抗計(CMT−SR 2000N(Advanced Instrument Technology;AlT社、4−point Probe System、測定範囲:10〜10−3〜10×105)を用いて、10回測定して平均値を求めた。
電極パターンの形成は、それぞれの透明伝導性樹脂膜上に、回路評価用フォトマスクを用いてPerkin−Elmer OB7120(平行光露光器)によって樹脂膜の厚さに応じて10〜40mJの露光量で紫外線を照射した後、20分間放置した。その後、炭酸ナトリウム1.0重量%の水溶液でスプレー噴射方式の現像条件で現像を行う方法によって回路を形成し、拡大鏡を介してパターン形成状態を確認することにより、露光部位に電極層が観察され且つ非露光部位の伝導性樹脂膜が除去されたことが観察された場合、良好と評価し、一方、露光部位に電極層が回路を形成していないこと、または非露光部位の伝導性樹脂膜が除去されていないことが観察された場合、不良と評価した。
−分析装備:TGA7(PerkinElmer社)
−分析試料:製造された透明電極フィルムが硬化膜を形成する前の伝導性樹脂膜をメタノールに溶解させた後、乾燥させて得た固形物、または基材フィルムから脱離した伝導性樹脂膜。
セグメント(Segment)1. 30℃〜200℃、20℃/分、Air purge
セグメント(Segment)2. 200℃、10分間保持、Air purge
セグメント(Segment)3. 200℃〜900℃、20℃/10分、Air purge
セグメント(Segment)4. 900℃、10分間保持、Air purge
−熱分解開始温度:200℃〜450℃の領域でセグメント3の開始重量から5%重量減少が生ずる温度
−熱分解オンセット(Onset):熱分解開始後の変曲点に該当する温度
Claims (9)
- アルカリ可溶性バインダー樹脂、光重合性化合物、光開始剤、および炭素ナノチューブを含有し、
200℃〜900℃で少なくとも5%の重量減少を示す熱分解領域が現れ、当該熱分解領域は、200℃〜450℃で熱分解を開始し且つW1(%)の重量減少率を示す第1熱分解領域、および450℃〜700℃で熱分解を開始し且つW2(%)の重量減少率を示す第2熱分解領域からなり、W1/W2の値が0.1〜20であり、
前記第1熱分解領域は、アルカリ可溶性バインダー樹脂、光重合性化合物及び光開始剤の熱分解により現れる領域であり、前記第2熱分解領域は炭素ナノチューブの熱分解により現れる領域であり、
10nm〜5μmの厚さであり、
550nmにおける光透過度が70%以上であり、表面抵抗が1000Ω/□以下であることを特徴とする、伝導性樹脂膜。 - 前記アルカリ可溶性バインダー樹脂が(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体であることを特徴とする、請求項1に記載の伝導性樹脂膜。
- 前記(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体が、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレン、およびα−メチルスチレンよりなる群から選ばれる2つ以上のモノマーの共重合体であることを特徴とする、請求項2に記載の伝導性樹脂膜。
- 前記W1/W2の値が0.24〜9.60であることを特徴とする、請求項1に記載の伝導性樹脂膜。
- 炭素ナノチューブと、アルカリ可溶性高分子および光重合性化合物の総量との比は、固形分含量を基準として1:0.2〜1:10.0の重量比であることを特徴とする、請求項1に記載の伝導性樹脂膜。
- 請求項1〜5のいずれか1項の伝導性樹脂膜を含む透明電極。
- 伝導性樹脂膜に対してフォトリソグラフィー法によってパターンを形成して得られることを特徴とする、請求項6に記載の透明電極。
- 基材、および前記基材上に形成された請求項1〜5のいずれか1項の伝導性樹脂膜を含んでなる伝導性積層体。
- 基材がプラスチックフィルムまたはガラス基板であることを特徴とする、請求項8に記載の伝導性積層体。
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