鈴木 伸一 (〒11 東京都日野市さくら町1番地コニカミノルタテクノロジーセンター株式会社内 Tokyo, 1918511, JP)
TAKADA, Hiroshi (Inc. 1 Sakura-machi, Hino-sh, Tokyo 11, 1918511, JP)
コニカミノルタホールディングス株式会社 (〒05 東京都千代田区丸の内一丁目6番1号 Tokyo, 1000005, JP)
SUZUKI, Shinichi (Inc. 1 Sakura-machi, Hino-sh, Tokyo 11, 1918511, JP)
鈴木 伸一 (〒11 東京都日野市さくら町1番地コニカミノルタテクノロジーセンター株式会社内 Tokyo, 1918511, JP)
| 透明フィルム基材上に金属導電性パターンと透明導電材料を有する透明導電性フィルムであって、前記透明導電材料が、導電性高分子と、導電性繊維および導電性金属のうちの少なくとも一種を含有することを特徴とする透明導電性フィルム。 |
| 前記導電性金属が透明金属ナノ粒子を含有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の透明導電性フィルム。 |
| 前記透明導電材料が卑金属により改質されている導電性高分子を含有することを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の透明導電性フィルム。 |
| 前記導電性繊維が金属ナノワイヤを含有することを特徴とする請求の範囲第1項から第3項のいずれか一項に記載の透明導電性フィルム。 |
| 前記透明導電材料がイオン液体を含有することを特徴とする請求の範囲第1項から第4項のいずれか一項に記載の透明導電性フィルム。 |
| 前記金属導電性パターンが銀を含有することを特徴とする請求の範囲第1項から第5項のいずれか一項に記載の透明導電性フィルム。 |
| 請求の範囲第1項から第6項のいずれか一項に記載の透明導電性フィルムの製造方法であって、透明フィルム基材上に帯電する液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記ノズル内に溶液を供給する供給手段と、前記ノズル内の溶液に吐出電圧を印加する吐出電圧印加手段とを備えた液体吐出装置を用いて所望する金属導電性パターンを形成した後、導電性繊維および導電性金属のうち少なくとも一方を含有する透明導電材料層を形成することを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法。 |
| 請求の範囲第1項から第6項のいずれか一項に記載の透明導電性フィルムの製造方法であって、透明フィルム基材上にハロゲン化銀粒子を含有する層を設け、所望するパターンで露光、現像処理することにより、所望する金属導電性パターンを形成した後、導電性繊維および導電性金属のうち少なくとも一方を含有する透明導電材料層を形成することを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法。 |
本発明は、導電性、透明性に優れ、面内 一性が高く、繰り返し耐久性に優れて安価 透明導電性フィルム及びその製造方法に関 る。
液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッ ンスディスプレイ、プラズマディスプレイ エレクトロクロミックディスプレイ、太陽 池、電子ペーパー、タッチパネルなどの透 導電性フィルムとしては、従来インジウム- スズの複合酸化物(ITO)をポリエチレンテレフ レート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN) 等の透明フィルム上に真空蒸着法やスパッタ リング法で設けたITOフィルムが主に使用され てきた。しかし、このITOフィルムは基材の撓 みによりクラックが入りやすく、そのため導 電性の低下が起こりやすい問題があった。
一方、ウェットプロセスによる低温かつ コストで成膜可能な導電性高分子層を透明 ィルムに製膜した透明導電フィルムが提案 れている。導電性高分子により形成される 明導電性層は、膜自体に柔軟性があるため クラックなどの問題が生じにくいが、一般 に導電性高分子は着色しており、高い導電 を得るために膜厚を厚くすると透明性を損 う等の問題点があった。
そこで透明度、導電性とも高く、かつ安 な透明導電性フィルムとして金属補助電極 ITO等の金属酸化物や導電性高分子の透明導 膜を設けた方法が提案されている(例えば特 許文献1~3参照)。
しかし、これらの方法でも金属補助電極と
助電極間での導電性の差異が大きい場合に
、面積が大きくなればなるほど全体の均一
が損なわれる。特に有機ELディスプレイや
レクトロデポジション方式の電子ペーパー
どの電流駆動タイプにおいては、発光均一
や画面切り替えの応答速度や繰り返し耐久
が十分満足いくものではなかった。
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなさ たものであり、その解決課題は、透明性、 電性、及び面内均一性、繰り返し耐久性に れた安価な透明導電性フィルム及びその製 方法を提供することである。
本願発明者らは、上記課題を解決すべく 意検討する過程において、透明性と導電性 両立を図るために、補助電極としての金属 電性パターンと透明導電材料を用いた透明 電膜を有機ELディスプレイやエレクトロデ ジション方式の電子ペーパーの電極として 用するときに、面内の発光ムラや白/黒切り え応答速度が遅い等の問題点が明らかにな 、これらの問題が補助電極と補助電極間の 電性の差異が大きいためであることを見出 、本願発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以 の手段により解決される。
1.透明フィルム基材上に金属導電性パタ ンと透明導電材料を有する透明導電性フィ ムであって、前記透明導電材料が、導電性 分子と、導電性繊維および導電性金属のう の少なくとも一種を含有することを特徴と る透明導電性フィルム。
2.前記導電性金属が透明金属ナノ粒子を 有することを特徴とする前記1に記載の透明 電性フィルム。
3.前記透明導電材料が卑金属により改質 れている導電性高分子を含有することを特 とする前記1又は2に記載の透明導電性フィル ム。
4.前記導電性繊維が金属ナノワイヤを含 することを特徴とする前記1から3のいずれか 一項に記載の透明導電性フィルム。
5.前記透明導電材料がイオン液体を含有 ることを特徴とする前記1から4のいずれか一 項に記載の透明導電性フィルム。
6.前記金属導電性パターンが銀を含有す ことを特徴とする前記1から5のいずれか一項 に記載の透明導電性フィルム。
7.前記1から6のいずれか一項に記載の透明 導電性フィルムの製造方法であって、透明フ ィルム基材上に帯電する液体を吐出するノズ ルを有する液体吐出ヘッドと、前記ノズル内 に溶液を供給する供給手段と、前記ノズル内 の溶液に吐出電圧を印加する吐出電圧印加手 段とを備えた液体吐出装置を用いて所望する 金属導電性パターンを形成した後、導電性繊 維および導電性金属のうち少なくとも一方を 含有する透明導電材料層を形成することを特 徴とする透明導電性フィルムの製造方法。
8.前記1から6のいずれか一項に記載の透明 導電性フィルムの製造方法であって、透明フ ィルム基材上にハロゲン化銀粒子を含有する 層を設け、所望するパターンで露光、現像処 理することにより、所望する金属導電性パタ ーンを形成した後、導電性繊維および導電性 金属のうち少なくとも一方を含有する透明導 電材料層を形成することを特徴とする透明導 電性フィルムの製造方法。
本発明の上記手段により、透明性、導電 、及び面内均一性、繰り返し耐久性に優れ 透明導電性フィルム及びその製造方法を提 することができる。
すなわち、本発明の手段により、液晶デ スプレイ、エレクトロルミネッセンスディ プレイ、プラズマディスプレイ、エレクト クロミックディスプレイ、太陽電池、電子 ーパー、タッチパネル等のフレキシビリテ の高い透明導電性フィルムとその製造方法 提供が可能となる。
1 透明導電性フィルム
2 電解質層
3 銀電極
4 電源
5 スイッチ
6 アース
本発明の透明導電性フィルムは、透明フ ルム基材上に金属導電性パターンと透明導 材料を有する透明導電性フィルムであって 前記透明導電材料が、導電性高分子と、導 性繊維および導電性金属のうちの少なくと 一種を含有することを特徴とする。この特 は、請求の範囲第1項から第8項に係る発明 共通する技術的特徴である。
なお、本願において、「透明」とは、JIS K 7361-1:1997(プラスチック-透明材料の全光線 過率の試験方法)に準拠した方法で測定した 可視光波長領域における全光線透過率が70%以 上であることをいう。
本発明の好ましい態様としては、導電性 属が透明金属ナノ粒子を含有すること、透 導電材料が卑金属により改質されている導 性高分子を含有すること、及び導電性繊維 金属ナノワイヤを含有すること等を挙げる とができる。
また、透明導電材料がイオン液体を含有 る態様や金属導電性パターンが銀を含有す 態様も好ましい。
本発明の透明導電性フィルムの製造方法 しては、透明フィルム基材上に帯電する液 を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッド 、前記ノズル内に溶液を供給する供給手段 、前記ノズル内の溶液に吐出電圧を印加す 吐出電圧印加手段とを備えた液体吐出装置 用いて所望する金属導電性パターンを形成 た後、導電性繊維および導電性金属のうち なくとも一方を含有する透明導電材料層を 成することを特徴とする製造方法や、透明 ィルム基材上にハロゲン化銀粒子を含有す 層を設け、所望するパターンで露光、現像 理することにより、所望する金属導電性パ ーンを形成した後、導電性繊維および導電 金属のうち少なくとも一方を含有する透明 電材料層を形成することを特徴とする製造 法が好ましい。
以下、本発明とその構成要素、及び本発 を実施するための最良の形態等について詳 な説明をする。
〔透明フィルム基材〕
本発明に用いられる透明フィルム基材とし
は、プラスチックフィルムを用いることが
きる。
プラスチックフィルムの原料としては、 えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、 リエチレンナフタレートなどのポリエステ 類、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、 ポリスチレン、環状オレフィン系樹脂などの ポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩 化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリエー テルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルホン(PSF) ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネ ト(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル 脂、トリアセチルセルロース(TAC)などを用 ることができる。
中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ びコストの点から、二軸延伸ポリエチレン レフタレートフィルム、アクリル樹脂フィ ム、トリアセチルセルロースフィルムであ ことが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテ フタレートフィルムであることが最も好ま い。
透明フィルム基材は塗布液の濡れ性や接 性を確保するために、表面処理や易接着層 設けることが好ましい。表面処理や易接着 については従来公知の技術を使用できるが 透明フィルム基材が二軸延伸ポリエチレン レフタレートフィルムである場合は、フィ ムに隣接する易接着層の屈折率が1.57~1.63と ることで、フィルム基材と易接着層との界 反射を低減して透過率を向上させることが きるのでより好ましい。屈折率を調整する 法としては、酸化スズゾルや酸化セリウム ルなどの比較的屈折率の高い酸化物ゾルと インダー樹脂との比率を適宜調整して塗設 ることで作製できる。易接着層は単層でも いが、接着性を向上させるためには2層以上 の構成にしても良い。
〔金属導電性パターン〕
本発明に係る「金属導電性パターン」とは
例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム
亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマス、及び
れらの合金等の金属材料を、メッシュ状、
形等に配置したものである。パターン形状
しては特に制限はないが、例えば、三角形
正方形、長方形、菱形、平行四辺形、台形
の四角形、(正)六角形、(正)八角形等を組み
合わせた幾何学図形を挙げることができる。
さらに金属材料としては銀が好ましく、銀と
することにより、透明導電材料と併用する際
に弊害のある黒化処理をしなくても、パター
ン部の着色を防ぐことが可能となる。
金属導電性パターンのライン幅やライン 隔は、任意の値で構わないが、導電性を高 するためにはライン幅を太くする必要があ 。導電性パターンは透明導電材料を併用し い、単独のフィルムで50ω/□以下の導電性 有することが好ましく、10ω/□以下であるこ とが最も好ましい。
一方、透明度の関係からは開口率(パター ンをなす細線のない部分が全体に占める割合 )を広くすること、つまりライン幅は細くラ ン間隔は広くすることが好ましい。開口率 80%以上が好ましく、90%以上が最も好ましい
このように透明度と導電性の点から、ラ ン幅は1μm以上、100μm以下が好ましく、ライ ン間隔は50μmから1000μmが好ましい。
導電性パターンを形成する方法としては 公知の方法を用いることができる。例えば フォトリソグラフィ法でパターニングした 、印刷法やインクジェット法、電解メッキ 無電解メッキ、銀塩感光材料を用いて露光 現像処理してパターン形成する方法でも良 。
この中でもインクジェット法、特に静電 ンクジェット法や銀塩感光材料を用いる方 が高精度に連続的に安価で製造することが 能であるために好ましい。
〔静電インクジェット法〕
本願において、「静電インクジェット法」
は、帯電した液体を吐出する内部直径が30μ
m以下のノズルを有する液体吐出ヘッドと、
記ノズル内に溶液を供給する供給手段と、
記ノズル内の溶液に吐出電圧を印加する吐
電圧印加手段とを備えた液体吐出装置を用
てパターンを形成する方法である。
さらに前記ノズル内の溶液が当該ノズル 端部から凸状に盛り上がった状態を形成す 凸状メニスカス形成手段を設けた吐出装置 用いて形成されることが好ましい。
また、前記凸状メニスカス形成手段を駆 する駆動電圧の印加及び吐出電圧印加手段 よる吐出電圧の印加を制御する動作制御手 を備え、この動作制御手段は、前記吐出電 印加手段による吐出電圧の印加を行わせつ 液滴の吐出に際して前記凸状メニスカス形 手段の駆動電圧の印加を行わせる第一の吐 制御部を有する液体吐出装置を用いること 好ましい。
また、前記凸状メニスカス形成手段の駆 及び吐出電圧印加手段による電圧印加を制 する動作制御手段を備え、この動作制御手 は、前記凸状メニスカス形成手段による溶 の盛り上げ動作と前記吐出電圧の印加とを 期させて行う第二の吐出制御部を有するこ を特徴とする液体吐出装置を用いること、 記動作制御手段は、前記溶液の盛り上げ動 及び吐出電圧の印加の後に前記ノズル先端 の液面を内側に引き込ませる動作制御を行 液面安定化制御部を有する液体吐出装置を いることも好ましい形態である。
この様な静電インクジェットを用いて電 パターンを作製することにより、オンデマ ド性に優れ、廃棄材料が少なく、寸法精度 優れた電極を得ることができ有利である。
なお、インクの粘度は、好ましくは30mPa s以上であり、更に好ましくは100mPa・s以上で ある。
〔銀塩感光材料を用いる方法〕
「銀塩感光材料を用いる方法」とは、ハロ
ン化銀粒子を含有する層を設け、所望する
ターンで露光、現像処理し、さらに物理現
処理する方法をいう。この方法により、容
に所望する導電性パターンを形成すること
可能であり、また、印刷法などで問題とな
交点太りによる透過率の低下も生じない。
らに物理現像処理する方法により、透明基
の平滑性を劣化させる後加熱処理がいらな
なり、好ましい導電性パターンを確保でき
。
さらに、形成された銀パターン上に、銅 ニッケル、コバルト、すず、銀、金、白金 その他各種合金等でめっき処理しても良い
ハロゲン化銀粒子含有層には、感光性ハ ゲン化銀粒子及びバインダー、硬膜剤、硬 化剤、活性剤等を含有することができる。
バインダーとしては特に制限がなく、非 溶性ポリマー及び水溶性ポリマーのいずれ 用いることができるが、現像性の観点から 、水溶性ポリマー、特にゼラチンを用いる とが有利であるが、必要に応じてゼラチン 導体、ゼラチンと他の高分子のグラフトポ マー、ゼラチン以外のタンパク質、糖誘導 、セルロース誘導体、単一あるいは共重合 のごとき合成親水性高分子物質等の親水性 ロイドも用いることができる。
ハロゲン化銀粒子の銀/バインダー体積比 は0.3以上0.8以下であることが好ましく、0.4以 上0.7以下であることが最も好ましい。0.3より も小さいと物理現像を施しても十分な導電性 を得ることが難しくなり、また0.8より大きい と、バインダーがハロゲン化銀粒子を十分に 保持することが出来なくなり、塗布液におい てはハロゲン化銀粒子の凝集が発生したり、 パターン形成後はパターン保持性が劣りパタ ーンの剥がれを生じたりするため好ましくな い。
ハロゲン化銀粒子の組成は、塩化銀、臭 銀、塩臭化銀、沃臭化銀、塩沃臭化銀、塩 化銀等任意のハロゲン組成を有するもので ってもよいが、本発明の効果を得るには、 ロゲン化銀粒子の組成が塩臭化銀であり、 理現像に適した銀濃度を得るという観点か 塩化銀含有率が55モル%以上であって、かつ 望ましい導電性を得るという観点から臭化 含有率が5から45モル%であることが好ましく 、塩化銀含有率が70モル%以上であって、かつ 、臭化銀含有率が10から30モル%であることが に好ましい。
ハロゲン化銀粒子が現像され金属銀粒子 なった後の表面比抵抗を下げるためには、 像銀粒子同士の接触面積ができるだけ大き なる必要がある。そのためには表面積比を めるためにハロゲン化銀粒子サイズが小さ 程よいが、小さすぎる粒子は凝集して大き 塊状になりやすく、その場合接触面積は逆 少なくなってしまうので最適な粒子径が存 する。本発明において、ハロゲン化銀粒子 平均粒子サイズは、立方体換算径で0.01~0.5μ mが好ましく、より好ましくは0.03~0.3μmである 。なお、ハロゲン化銀粒子の立方体換算径と は、個々の粒子の体積と等しい体積を立方体 に換算したときの一辺の長さを表す。ハロゲ ン化銀粒子の平均粒子サイズは、ハロゲン化 銀粒子の調製時の温度、pAg、pH、銀イオン溶 とハロゲン溶液の添加速度、粒子径コント ール剤(例えば、1-フェニル-5-メルカプトテ ラゾール、2-メルカプトベンズイミダゾー 、ベンズトリアゾール、テトラザインデン 合物類、核酸誘導体類、チオエーテル化合 類等)を適宜組み合わせて制御することがで る。
ハロゲン化銀粒子の形状は特に限定され 、例えば、球状、立方体状、平板状(6角平 状、3角形平板状、4角形平板状等)、8面体状 14面体状等、さまざまな形状であることが きる。粒子サイズの分布には特に限定はな が、露光によるパターン形成時に、パター の輪郭をシャープに再現させ、高い導電性 維持しながら透明性を高めるという観点か は、狭い分布が好ましい。本発明に係る感 材料に用いられるハロゲン化銀粒子の粒径 布は、好ましくは変動係数が0.22以下、さら 好ましくは0.15以下の単分散ハロゲン化銀粒 子である。ここで変動係数は、粒径分布の広 さを表す係数であり、次式によって定義され る。
変動係数=S/R
(式中、Sは粒径分布の標準偏差、Rは平均粒
を表す。)
ハロゲン化銀粒子には、さらに他の元素を
有していてもよい。例えば、写真乳剤にお
て、硬調な乳剤を得るために用いられる金
イオンをドープすることも有用である。特
鉄イオン、ロジウムイオン、ルテニウムイ
ンやイリジウムイオン等の第8~10族金属イオ
ンは、金属銀像の生成の際に露光部と未露光
部の差が明確に生じやすくなるため好ましく
用いられる。
これらの金属イオンは、塩や錯塩の形で ロゲン化銀粒子乳剤に添加することができ 。ロジウムイオン、イリジウムイオンに代 される遷移金属イオンは、各種の配位子を する化合物であることもできる。そのよう 配位子としては、例えば、シアン化物イオ やハロゲンイオン、チオシアナートイオン ニトロシルイオン、水、水酸化物イオン等 挙げることができる。具体的な化合物の例 しては、臭化ロジウム酸カリウムやイリジ ム酸カリウム等が挙げられる。
ハロゲン化銀粒子に含有される前記金属イ ン化合物の含有率は、ハロゲン化銀1モル当 たり、10 -10 ~10 -2 モル/モルAgであることが好ましく、10 -9 ~10 -3 モル/モルAgであることがさらに好ましい。
ハロゲン化銀粒子に上述の金属イオンを 有させるためには、該金属化合物をハロゲ 化銀粒子の形成前、ハロゲン化銀粒子の形 中、ハロゲン化銀粒子の形成後等、物理熟 中の各工程における任意の場所で添加すれ よい。また、添加においては、重金属化合 の溶液を粒子形成工程の全体あるいは一部 わたって連続的に行うことができる。
ハロゲン化銀乳剤には、写真乳剤で行わ る化学増感を施すことが好ましい。化学増 としては、例えば、金、パラジウム、白金 感等の貴金属増感、無機イオウ、または有 イオウ化合物によるイオウ増感等のカルコ ン増感、塩化錫、ヒドラジン等還元増感等 利用することができる。
また、ハロゲン化銀粒子には分光増感を すことが好ましい。好ましい分光増感色素 しては、シアニン、カルボシアニン、ジカ ボシアニン、複合シアニン、ヘミシアニン スチリル色素、メロシアニン、複合メロシ ニン、ホロポーラー色素等を挙げることが き、当業界で用いられている分光増感色素 単用あるいは併用して使用することができ 。
特に有用な色素は、シアニン色素、メロ アニン色素、及び複合メロシアニン色素で る。これらの色素類には、その塩基性異節 核として、シアニン色素類に通常利用され 核の何れをも通用できる。すなわち、ピロ ン核、オキサゾリン核、チアゾリン核、ピ ール核、オキサゾール核、チアゾール核、 レナゾール核、イミダゾール核、テトラゾ ル核、ピリジン核及びこれらの核に脂環式 化水素環が融合した核、及びこれらの核に 香族炭化水素環が融合した核、即ち、イン レニン核、ベンズインドレニン核、インド ル核、ベンズオキサゾール核、ナフトオキ ゾール核、ベンゾチアゾール核、ナフトチ ゾール核、ベンゾセレナゾール核、ベンズ ミダゾール核、キノリン核等である。これ の核は、炭素原子上で置換されてもよい。
メロシアニン色素または複合メロシアニ 色素には、ケトメチレン構造を有する核と て、ピラゾリン-5-オン核、チオヒダントイ 核、2-チオオキサゾリジン-2,4-ジオン核、チ アゾリジン-2,4-ジオン核、ローダニン核、チ バルビツール酸核等の5から6員異節環核を 用することができる。
これらの増感色素は単独に用いてもよい 、それらの組み合わせを用いてもよい。増 色素の組み合わせは特に、強色増感の目的 しばしば用いられる。
増感色素をハロゲン化銀粒子乳剤中に含 せしめるには、それらを直接乳剤中に分散 てもよいし、あるいは水、メタノール、プ パノール、メチルセロソルブ、2,2,3,3-テト フルオロプロパノール等の溶媒の単独もし は混合溶媒に溶解して乳剤へ添加してもよ 。また、特公昭44-23389号、同44-27555号、同57-2 2089号公報等に記載のように、酸または塩基 共存させて水溶液としたり、米国特許第3,822 ,135号、同第4,006,025号明細書等に記載のよう ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等 界面活性剤を共存させて水溶液あるいはコ イド分散物としたものを乳剤へ添加しても い。また、フェノキシエタノール等の実質 水と非混和性の溶媒に溶解した後、水また 親水性コロイド分散したものを乳剤に添加 てもよい。特開昭53-102733号、同58-105141号公 に記載のように親水性コロイド中に直接分 させ、その分散物を乳剤に添加してもよい
銀塩含有層をパターン状に露光する方法 、フォトマスクを利用した面露光で行って よいし、レーザービームによる走査露光で ってもよい。この際、レンズを用いた屈折 露光でも反射鏡を用いた反射式露光でもよ 、コンタクト露光、プロキシミティー露光 縮小投影露光、反射投影露光等の露光方式 用いることができる。
露光装置としては、電磁波を用いて行う とができる。電磁波としては、例えば、可 光線、紫外線等の光、X線等の放射線等が挙 げられる。さらに露光には波長分布を有する 光源を利用してもよく、特定の波長の光源を 用いてもよい。
上記光源としては、例えば、陰極線(CRT) 用いた走査露光を挙げることができる。陰 線管露光装置は、レーザーを用いた装置に べて、簡便でかつコンパクトであり、低コ トになる。また、光軸や色の調整も容易で る。画像露光に用いる陰極線管には、必要 応じてスペクトル領域に発光を示す各種発 体が用いられる。例えば、赤色発光体、緑 発光体、青色発光体のいずれか1種または2種 以上が混合されて用いられる。スペクトル領 域は、上記の赤色、緑色及び青色に限定され ず、黄色、橙色、紫色あるいは赤外領域に発 光する蛍光体も用いられる。特に、これらの 発光体を混合して白色に発光する陰極線管が しばしば用いられる。また、紫外線ランプも 好ましく、水銀ランプのg線、水銀ランプのi 等も利用される。
また、レーザービームを用いた露光として 、ガスレーザー、発光ダイオード、半導体 ーザー、半導体レーザーまたは半導体レー ーを励起光源に用いた固体レーザーと非線 光学結晶を組合わせた第二高調波発光光源( SHG)等の単色高密度光を用いた走査露光方式 好ましく用いることができ、さらにKrFエキ マレーザー、ArFエキシマレーザー、F 2 レーザー等も用いることができる。システム をコンパクトで、安価なものにするために、 露光は、半導体レーザー、半導体レーザーあ るいは固体レーザーと非線形光学結晶を組合 わせた第二高調波発生光源(SHG)を用いて行う とが好ましい。特にコンパクトで、安価、 らに寿命が長く、安定性が高い装置を設計 るためには、露光は半導体レーザーを用い 行うことが好ましい。
レーザー光源としては、具体的には、波長4 30~460nmの青色半導体レーザー(2001年3月の第48 応用物理学関係連合講演会で日亜化学発表) 半導体レーザー(発振波長約1060nm)を導波路 の反転ドメイン構造を有するLiNbO 3 のSHG結晶により波長変換して取り出した約530 nmの緑色レーザー、波長約685nmの赤色半導体 ーザー(日立タイプNo.HL6738MG)、波長約650nmの 色半導体レーザー(日立タイプNo.HL6501MG)等が ましく用いられる。
感光材料を露光した後、化学現像処理(単 に「化学現像」ともいう。)が行われる。化 現像処理は、発色現像主薬を含有しない、 わゆる黒白現像処理であることが好ましい
化学現像処理液としては、現像主薬とし ハイドロキノン、ハイドロキノンスルホン ナトリウム、クロルハイドロキノン等のハ ドロキノン類の他に、1-フェニル-3-ピラゾ ドン、1-フェニル-4,4-ジメチル-3-ピラゾリド 、1-フェニル-4-メチル-4-ヒドロキシメチル-3 -ピラゾリドン、1-フェニル-4-メチル-3-ピラゾ リドン等のピラゾリドン類及びN-メチルパラ ミノフェノール硫酸塩等の超加成性現像主 と併用することができる。また、ハイドロ ノンを使用しないでアスコルビン酸やイソ スコルビン酸等レダクトン類化合物を上記 加成性現像主薬と併用することが好ましい
また、化学現像処理液には保恒剤として 硫酸ナトリウム塩や亜硫酸カリウム塩、緩 剤として炭酸ナトリウム塩や炭酸カリウム 、現像促進剤としてジエタノールアミン、 リエタノールアミン、ジエチルアミノプロ ンジオール等を適宜使用できる。
化学現像処理で用いられる現像処理液は 画質を向上させる目的で、画質向上剤を含 することができる。画質向上剤としては、 えば、1-フェニル-5-メルカプトテトラゾー 、5-メチルベンゾトリアゾール等の含窒素へ テロ環化合物を挙げることができる。
化学現像後に、未露光部分のハロゲン化 粒子を除去して安定化させる目的で行われ 定着処理を行う。本発明における定着処理 、ハロゲン化銀粒子を用いた写真フィルム 印画紙等で用いられる定着液処方を用いる とができる。定着処理で使用する定着液は 定着剤としてチオ硫酸ナトリウム、チオ硫 カリウム、チオ硫酸アンモニウム等を使用 ることができる。定着時の硬膜剤として硫 アルミウム、硫酸クロミウム等を使用する とができる。定着剤の保恒剤としては、化 現像処理液で述べた亜硫酸ナトリウム、亜 酸カリウム、アスコルビン酸、エリソルビ 酸等を使用することができ、その他にクエ 酸、蓚酸等を使用することができる。
更に、定着処理後、水洗処理を行うこと 好ましい。本発明に使用する水洗水には、 黴剤としてN-メチル-イソチアゾール-3-オン N-メチル-イソチアゾール-5-クロロ-3-オン、N -メチル-イソチアゾール-4,5-ジクロロ-3-オン 2-ニトロ-2-ブロム-3-ヒドロキシプロパノール ,2-メチル-4-クロロフェノール、過酸化水素等 を使用することができる。
好ましい導電性を付与するために、化学 像処理後、物理現像処理(単に「物理現像」 ともいう。)を行う。ここで、「物理現像処 」とは、化学現像処理により感光性材料中 ハロゲン化銀粒子から生成された現像銀以 に、新たに外部から銀イオンを供給し、化 現像処理で生成された現像銀を触媒として 強するプロセスのことをいう。物理現像処 液から銀イオンを供給するための具体的な 法としては、例えば予め物理現像処理液中 硝酸銀等を溶解しておき銀イオンを溶かし おく方法、あるいは物理現像処理液中に、 オ硫酸ナトリウム、チオシアン酸アンモニ ム等のようなハロゲン化銀溶剤を溶解して き、現像時に未露光部のハロゲン化銀粒子 溶解させ、潜像を有するハロゲン化銀粒子 現像を補力する方法等が挙げられるが、本 明においては、前者であることが好ましい
本発明においては、化学現像処理後、ま は/及び物理現像処理後に酸化処理を行って もよい。酸化処理により、不要な金属成分を イオン化して溶解除去することが可能となり 、フィルムの透過率をより高めることが可能 となる。
酸化処理に用いる処理液としては、例え Fe(III)イオンを含む水溶液を用いて処理する 方法、あるいは過酸化水素、過硫酸塩、過硼 酸塩、過燐酸塩、過炭酸塩、過ハロゲン酸塩 、次亜ハロゲン酸塩、ハロゲン酸塩、有機過 酸化物等の過酸化物を含む水溶液を用いて処 理する方法など、従来公知の酸化剤を含有す る処理液を用いることができる。酸化処理は 、化学現像処理終了後から、物理現像処理終 了後までのどのタイミングで実施しても良い が、好ましくは、物理現像処理終了後に行う 。
化学現像処理後、あるいは物理現像処理 に、更に導電性を高めるためにめっき処理 行ってもよい。
めっき処理には従来公知の種々のめっき 法を用いることができ、例えば電解めっき び無電解めっきを単独、あるいは組み合わ て実施することができ、めっきに用いるこ ができる金属としては、例えば銅、ニッケ 、コバルト、すず、銀、金、白金、その他 種合金を用いることができるが、本発明の ッシュ形状、及び効果を達成するためには 電解硫酸銅めっき処理が好ましく、更にめ き浴の硫酸銅濃度が60~120g/lであることが好 しい。
さらに、フィルム表面での外光反射を防 するという観点から、めっき処理後、黒化 理を行っても良い。黒化処理の方法として 、特に制限はなく、既知の手法を適宜、単 あるいは組み合わせて用いることができる 例えば導電性パターンの最表面が金属銅か 成る場合には、亜塩素酸ナトリウム、水酸 ナトリウム、リン酸三ナトリウムを含んで る水溶液に浸漬して酸化処理する方法、あ いはピロリン酸銅、ピロリン酸カリウム、 ンモニアを含んで成る水溶液に浸漬し、電 めっき処理を行うことにより、黒化処理す 方法、などを好ましく用いることができる また、導電性パターンの最表層がニッケル- リン合金被膜から成る場合は、塩化銅(II)ま は硫酸銅(II)、塩化ニッケルまたは硫酸ニッ ル、及び塩酸を含有する酸性黒化処理液中 浸漬する方法を好ましく用いることができ 。
また、上述の方法以外にも、表面を微粗 化する方法によっても黒化処理が可能であ が、高い導電性を維持するという観点から 、表面の微粗面化よりも、酸化による黒化 理の方法が好ましい。
〔透明導電材料〕
本発明に係る「透明導電材料」は、導電性
分子と、導電性繊維および導電性金属のう
の少なくとも一種を含有することを特徴と
る。
〔導電性高分子〕
本発明において用いられる導電性高分子と
ては、主鎖がπ共役系で構成されている有
高分子が好ましく、例えばポリピロール類
ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポ
フェニレン類、ポリフェニレンビニレン類
ポリアニリン類、ポリアセン類、ポリチオ
ェンビニレン類、及びこれらの共重合体等
挙げられる。これらの中でも、ポリピロー
、ポリチオフェン、ポリ(N-メチルピロール)
ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ(3-メトキシ
チオフェン)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオ
フェン)から選ばれる重合体、又は共重合体
好適に用いられる。特にポリピロール、ポ
チオフェン、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオ
フェン)が好ましい。
さらに本発明の導電性高分子にはポリア オンやそれ以外のドーパントを含むことが きる。ポリアニオンとしては、高分子状カ ボン酸塩、高分子状スルホン酸が挙げられ 。高分子状カルボン酸としては、例えばポ アクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレ ン酸などがあげられる。高分子状スルホン としては、リスチレンスルホン酸、ポリビ ルスルホン酸などがあげられる。これらの 分子状カルボン酸およびスルホン酸類は、 ニルカルボン酸およびビニルスルホン酸類 他の重合可能な低分子化合物、例えばアク レート類およびスチレンなどとの共重合体 あってもよい。具体例としては、ポリビニ スルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポ アリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン 、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ-2-アク ルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、ポ イソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボ 酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリル ルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリ タクリルカルボン酸、ポリ-2-アクリルアミ -2-メチルプロパンカルボン酸、ポリイソプ ンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げら る。これらの単独重合体であってもよいし 2種以上の共重合体であってもよい。これら ポリアニオンの中でもポリアクリルスルホン 酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリスチレ ンスルホン酸、及びその全てもしくは一部が 金属塩であるものが好ましく用いられる。特 にポリスチレンスルホン酸が最も好ましい。 かかるポリアニオンの数平均分子量は、1,000~ 2,000,000の範囲が適当であり、2,000~500,000の範 が好ましい。
本発明のポリアニオンと導電性高分子の 率は、塗膜強度、導電性等の観点から、導 性高分子1gに対してポリアニオンが0.5~10gの 囲であることが好ましく、1~5gの範囲である ことがより好ましい。
他ドーパントとしては、導電性高分子を 化還元できればドナー性のものでも、アク プタ性のものでも良い。ドナー性ドーパン としては、例えば、ナトリウム、カリウム のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウ 等のアルカリ土類金属、テトラメチルアン ニウム、テトラエチルアンモニウム、テト プロピルアンモニウム、テトラブチルアン ニウム、メチルトリエチルアンモニウム、 メチルジエチルアンモニウム等の4級アミン 化合物等が挙げられ、アクセプタ性ドーパン トとしては、例えば、ハロゲン化合物、ルイ ス酸、プロトン酸、有機シアノ化合物、有機 金属化合物、フラーレン、水素化フラーレン 、水酸化フラーレン、カルボン酸化フラーレ ン、スルホン酸化フラーレン等を使用できる 。
さらに導電性高分子溶液には、透明導電 の耐久性に悪影響をおこさない範囲で、ジ チレングリコール、トリエチレングリコー 、テトラエチレングリコール、ジメチルホ ムアミド、ジメチルスルホオキシド等の極 有機溶媒を少量添加しておくことがより好 しい。極性有機溶媒の添加量としては、膜 耐久性、透明性等の観点から、π共役高分 1%水溶液に対して0.5%から50%、好ましくは1%か ら10%がよい。
〔導電性繊維〕
本発明に係る「導電性繊維」とは、導電性
有し、かつ長さが幅に比べて十分に長い形
を持つものであり、概ね長さと幅の比率(ア
スペクト比)が5以上、好ましくは20以上のも
である。形状としては中空チューブ状、ワ
ヤ状、ファイバー状のものがあり、例えば
カーボンナノチューブや炭素繊維、金属ナ
ワイヤ等がある。
本発明に係る導電性繊維としてのカーボ ナノチューブは、一般に知られているもの あり、厚さ数原子層のグラファイト状炭素 子面(グラフェンシート)が筒形に巻かれた 状からなる炭素系繊維材料であり、その周 の構成数から単層ナノチューブ(SWNT)と多層 ノチューブ(MWNT)とに大別され、また、グラ ェンシートの構造の違いからカイラル(らせ )型、ジグザグ型、アームチェア型に分けら れ、各種のものが知られている。本発明には 、このようなカーボンナノチューブと称され るものであれば、いずれのタイプのカーボン ナノチューブも用いることができる。また、 これらの種々のカーボンナノチューブを複数 混合して用いても良い。
本発明に用いられるカーボンナノチューブ 、アスペクト比が大きい、すなわち細くて い単層ナノチューブを用いることが好まし 。例えば、アスペクト比が10 3 以上、好ましくは10 4 以上のカーボンナノチューブが挙げられる。 カーボンナノチューブの長さは、通常1μm以 、好ましくは50μm以上、更に好ましくは500μm 以上であり、長さの上限は特に限定されない が、例えば10mm程度である。外径としてはnmオ ーダーの極めて微小なカーボンナノチューブ が知られている。カーボンナノチューブが有 機化合物によって表面処理されていることが 好ましく、具体的には、界面活性剤を使用し て1次粒子ごとの分散性を向上させることが ましい。
本発明で使用されるカーボンナノチュー の製造方法は、特に限定されるものではな 。具体的には、二酸化炭素の接触水素還元 アーク放電法、レーザー蒸発法、CVD法、気 成長法、一酸化炭素を高温高圧化で鉄触媒 共に反応させて気相で成長させるHiPco法等 挙げられる。また、副生成物や触媒金属等 残留物を除去するために、洗浄法、遠心分 法、ろ過法、酸化法、クロマトグラフ法等 種々の精製法によって、より高純度化され カーボンナノチューブの方が、各種機能を 分に発現することから好ましい。
〔金属ナノワイヤ〕
本発明に係る金属ナノワイヤの金属元素と
ては、バルク状態での導電率が1×10 6
S/m以上の元素を用いることができる。本発明
で好ましく用いることができる金属ナノワイ
ヤの金属元素としては、Ag,Cu,Au,Al,Rh,Ir,Co,Zn,Ni,
In,Fe,Pd,Pt,Sn,Ti等を挙げることができる。本発
においては2種類以上の金属ナノワイヤを組
み合わせて用いることもできるが、導電性の
観点から、Ag,Cu,Au,Al,Coより選択される元素を
いることが好ましい。
本発明において金属ナノワイヤの製造手 には特に制限が無く、液相法や気相法など 公知の手段を用いることができるが、特にA gナノワイヤは、エチレングリコ ールやポリ ビニルピロリドンなどのポリオール中で、硝 酸銀などの銀塩を還元する液相法により形状 の揃ったAgナノワイヤーを大量に合成するこ ができるために好ましい。合成方法として 、例えばXia.Y,et.al.,Chem.Ma ter.誌14巻,2002,p.4736 -4745や、Xia.Y,et.al.,Nanolette rs誌3巻,2003,p.955-960 記載されている。
本発明において金属ナノワイヤの平均直 は、透明性の観点から200nm以下であること 好ましく、導電性の観点から10nm以上である とが好ましい。平均直径が200nm以下であれ 光散乱の影響を軽減でき、平均直径がより さい方が光透過率低下やヘイズ劣化を抑制 ることができるため好ましい。一方で、平 直径が10nm以上であれば導電体としての機能 有意に発現でき、平均直径がより大きい方 導電性が向上するため好ましい。従って、 り好ましくは20~150nmであり、40~150nmであるこ とが更に好ましい。
本発明において金属ナノワイヤの平均長 は、導電性の観点から1μm以上であることが 好ましく、凝集による透明性への影響から100 μm以下であることが好ましい。より好ましく は1~50μmであり、3~50μmであることが更に好ま い。
本発明において上記金属ナノワイヤの平 直径及び平均長さは、SEMやTEMを用いて十分 数のナノワイヤについて電子顕微鏡写真を 影し、個々のナノワイヤ像の計測値の算術 均から求めることができる。ナノワイヤの さは、本来直線状に伸ばした状態で求める きであるが、現実には屈曲している場合が いため、電子顕微鏡写真から画像解析装置 用いてナノワイヤの投影径及び投影面積を 出し、円柱体を仮定して算出する(長さ=投 面積/投影径)ものとする。計測対象のナノワ イヤ数は、少なくとも100個以上が好ましく、 300個以上のナノワイヤを計測するのが更に好 ましい。
〔導電性金属〕
導電性金属としては、金属ナノ粒子や導電
高分子により酸化され、導電性高分子内に
化物として取り込まれた卑金属酸化物を挙
ることができる。
〔金属ナノ粒子〕
本発明に係る金属ナノ粒子を構成する金属
素としては、金、白金、銀、銅、亜鉛、パ
ジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウ
、ニッケル、アルミニウム、すず、鉛、炭
、チタンから選択される元素が好ましい。
、これらの元素を含む化合物を含有しても
い。
特に、金、白金、銀、銅、亜鉛、パラジ ム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムが ましい。
本発明に係る金属ナノ粒子は透明である とが好ましい。本願において、「透明金属 ノ粒子」とは、表面プラズモン吸収が消失 るか、又は表面プラズモン吸収が波長シフ し、すなわち、可視光波長域(380~780nm)の外 吸収波長域(又は吸収極大波長)がシフトし、 可視光波長域に表面プラズモン吸収を有さな い状態となり、上記全光線透過率が60%以上で ある金属ナノ粒子のことをいう。
本発明において金属ナノ粒子の製造方法 は特に制限は無く、例えば、液相法や気相 などの公知の方法を用いて製造することが きる。液相法としては、例えば液相還元法 アルコキシド法、逆ミセル法、ホットソー 法、水熱反応法のような化学的液相法や、 霧乾燥法のような物理的液相法などを用い ことができる。気相法としては、例えば一 的な化学気相析出法(CVD法)や物理気相析出 (PVD)などを用いることができる。
一般に、金属ナノ粒子の表面プラズモン 収は、同一元素であってもそのサイズや形 により吸収スペクトルが変化する。例えば ナノ粒子では、530nm近辺の吸収極大波長が 粒子径が大きくなるに従い長波長側に移動 ることが知られている。また、棒状の金ナ ロッドでは長軸と短軸の比(アスペクト比)の 違いによって、可視から近赤外領域にかけて 特異的な吸収を持つことが知られている。本 発明において金属ナノ粒子の表面プラズモン 吸収を消失させる、又は表面プラズモン吸収 の波長シフト、すなわち、可視光波長域外へ 吸収波長域(又は吸収極大波長)をシフトさせ 方法について特に制限は無いが、有機化合 との複合化や2種類以上の金属の複合化を好 ましく適用することができる。有機化合物と の複合化には、金属ナノ粒子をπ共役系高分 で部分被覆する方法や、金属ナノ粒子表面 チオール基を有する化合物で部分修飾する 法などがある。2種類以上の金属の複合化に は、金属ナノ粒子を異なる金属で部分的或い は完全に被覆する方法などがある。
また、金属ナノ粒子を導電性高分子内に 一に分散させるために、金属錯体を導電性 分子の重合酸化剤として用いて、導電性高 子の重合と同時に金属ナノ粒子を生成させ もよい。用いられる金属錯体としては、塩 金酸、塩化白金酸、塩化パラジウム、塩化 ジウム、ヘキサクロロイリジウム塩等が好 しい。特に塩化金酸、塩化白金酸が好まし 。導電性高分子の重合反応を早く、十分に うためには金属錯体の他にさらに別の酸化 合剤、たとえば過硫酸アンモニウム、塩化 等を追加添加しても良い。
本発明において金属ナノ粒子の平均粒径 しては、2~100nmが好ましく、3~80nmがより好ま しく、5~50nmが特に好ましい。粒径が100nm以下 あれば、光散乱の影響を軽減でき、粒径が り小さい方が光透過率低下やヘイズ劣化を 制することができため好ましい。一方で、 定性の観点から2nmより大きいことが好まし 、さらに導電性の観点から3nmより大きいこ が好ましく、5nm以上であることがより好ま い。2種類以上の金属ナノ粒子を複合化して 用いる場合には、複合化前の少なくとも1種 金属ナノ粒子の平均粒径、および/または複 化後の金属ナノ粒子の平均粒径が3nmより大 いことが好ましく、5nm以上であることがよ 好ましい。
なお、本発明において、上記金属ナノ粒 の平均粒径は本来3次元で求める必要がある が、微粒子過ぎるため難しく、現実には二次 元画像で評価せざるを得ないため、透過型電 子顕微鏡(TEM)を用いて電子顕微鏡写真の撮影 ーンを変えて数多く撮影し平均化すること 求めることが好ましい。従って、本発明に いて、当該平均粒径は、TEMを用いて電子顕 鏡写真を撮影し十分な数の粒子について断 積を計測し、その計測値を相当する円の面 としたときの直径を粒径として求めて、そ 算術平均を平均粒径とした。TEMで撮影する 子数としては50個以上が好ましく、100~300個 粒子を撮影するのが更に好ましい。
本発明において、透明導電素子の透明導 膜における金属ナノ粒子の体積分率は10%以 90%以下であることが好ましく、20%以上80%以 がより好ましい。金属ナノ粒子の体積分率 10%以上であれば、金属ナノ粒子を添加する とによる導電性改良効果を有意に発現させ ことができ、体積分率が高くなるに従いよ 導電性を向上できるため好ましい。一方で 透明性の観点から、金属ナノ粒子の体積分 は90%以下が好ましく、80%以下であることが り好ましい。
〔卑金属により改質されている導電性高分
〕
本願において、「卑金属による改質」とは
導電性高分子と卑金属を接触させ数時間か
数日間放置させておくことにより、卑金属
導電性高分子によって酸化され、導電性高
子内に卑金属が酸化物として取り込まれる
とを意味する。導電性高分子を卑金属と接
させる方法としては、導電性高分子塗膜を
成し、その塗膜表面に別途形成した卑金属
膜を密着させたり、蒸着やスパッタ法、メ
キ法、電着法等で卑金属を堆積させること
可能である。
本発明において、卑金属としては、鉄、 、ニッケル、アルミニウム、鉛、亜鉛、す 、タングステン、モリブデン、タンタル、 グネシウム、コバルト、ビスマス、カドミ ム、チタン、ジルコニウム、アンチモン、 ンガン、ベリリウム、クロム、ゲルマニウ 、バナジウム、ガリウム、ハフニウム、イ ジウム、ニオブ、レニウム及びタリウムが いられるが、特にアルミニウム、チタン、 ンジウム、カドミウム、マンガン、鉄、銅 すず、鉛、及びアンチモンが好ましく用い れる。
上記導電性繊維と導電性金属は単独で用 ても、併用しても良い。さらに卑金属によ 改質と併用することも可能である。この場 には、金属ナノ粒子または導電性繊維を混 した導電性高分子溶液、または金属錯体を 合酸化剤として用いて、導電性高分子の重 と同時に金属ナノ粒子を形成した導電性高 子溶液を塗布乾燥した後、上記方法により 金属による改質を行えばよい。
〔イオン液体〕
本発明に係る透明導電材料は、さらにイオ
液体を含有していても良い。当該イオン液
は、常温溶融塩または単に溶融塩などとも
されるものであり、常温(室温)を含む幅広
温度域で溶融状態を呈する塩である。
本発明においては、従来から知られた各 のイオン液体を使用することができるが、 温において液体を呈し、かつ安定なものが ましく、また、導電性膜に使用する導電性 リマーや必要に応じて使用する各種溶媒と 溶性を有するものが好ましい。イオン液体 中には水に対して不溶性のもの(疎水性イオ ン液体)があり、湿度に対する不安定性や素 周辺の金属の腐食性が懸念される用途に使 する場合には、疎水性イオン液体を用いる とが好ましい。
本発明に用いるのに好適なイオン液体とし は、下記の一般式(I)~(IV)で表わされるカチ ン(好ましくは、第4級アンモニウムイオン) 、アニオン(X - )より構成される化合物を挙げることができ 。
一般式(III)
[NR X
H 4-X
] +
一般式(IV)
[PR X
H 4-X
] +
上記の一般式(I)~(IV)において、Rは炭素数10
下の直鎖または分枝を有するアルキル基ま
はエーテル結合を含み炭素と酸素の合計数
3~12の直鎖または分枝を有するアルキル基を
し、一般式(I)において、R 1
は炭素数1~4の直鎖または分枝を有するアルキ
ル基または水素原子を表し、特に炭素数1の
チル基が好ましい。一般式(I)において、RとR
1
は同一ではないことが好ましい。一般式(III)
よび(IV)において、Xは1から4の整数である。
エーテル結合を含み炭素と酸素の合計数が3 ~12の直鎖または分枝を有するアルキル基とし ては、CH 2 OCH 3 、(CH 2 ) p (OCH 2 CH 2 ) q OR 2 (ここで、pは1~4の整数、qは1~4の整数、R 2 はCH 3 又はC 2 H 5 を表す。)が挙げられる。
一般式(I)の具体的な化合物としては、1- チル-3-メチルイミダゾリウム、1-ヘキシル-3- メチルイミダゾリウム、1-ブチル-3-メチルイ ダゾリウムなどが挙げられる。
一般式(II)の具体的な化合物としては、1- チルピリジニウム、1-ブチルピリジニウム 1-ヘキシルピリジニウムなどが挙げられる。
一般式(III)の具体的な化合物としては、N, N,N-トリメチル-N-プロピルアンモニウム、N-メ チル-N-プロピルピペリジニウムなどが挙げら れる。
一般式(IV)の具体的な化合物としては、N,N ,N-トリメチル-N-プロピルホスホニウムなどが 挙げられる。
アニオン(X - )としては、例えば、テトラフルオロホウ酸 ヘキサフルオロリン酸、ビス(トリフロロメ ルスルホニル)イミド酸、過塩素酸、トリス (トリフロロメチルスルホニル)炭素酸、トリ ロロメタンスルホン酸、ジシアンアミド、 リフロロ酢酸、有機カルボン酸またはハロ ン原子等のイオンが挙げられる。
ただし、これらの組み合わせに限らず、イ ン液体であって、導電率が0.1Sm -1 以上のものであれば、使用可能である。
本発明に係るイオン液体は、上記に例示 たようなカチオンとアニオンとを組み合わ た物質であり、公知の方法で合成すること できる。具体的には、アニオン交換法、酸 ステル法、中和法等の方法を用いることが きる。
〔その他の添加剤〕
本発明に係る導電性組成物には、上述した
種の成分の他に、必要に応じて任意に添加
を含有することができる。具体的には、界
活性剤、有機溶媒、紫外線吸収剤、酸化防
剤、劣化防止剤、pH調整剤、重合禁止剤、
面改質剤、脱泡剤、可塑剤、抗菌剤、など
挙げられる。これらは、1種単独で使用して
良いし、2種以上を併用しても良い。
界面活性剤としては、一般に知られてい アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活 剤、両イオン性界面活性剤、非イオン性界 活性剤などを挙げることが可能で、これら 任意に用いて良い。尚、本発明では、後述 る導電性膜を成膜するに当たり水系溶媒を いると有利なことがあり、その場合は特に 重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の 香族系界面活性剤、芳香族系非イオン性界 活性剤、及び、芳香族系非イオン性界面活 剤とイオン性界面活性剤との組み合わせな を用いることも好ましい態様の1つである。
次に、これら界面活性剤の具体例を示す 、本発明はこれに限定されるものではない
アニオン系界面活性剤としては、アルキ スルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸 アルキルカルボン酸、アルキルナフタレン ルホン酸、α-オレフィンスルホン酸、ジア キルスルホコハク酸、α-スルホン化脂肪酸 N-メチル-N-オレイルタウリン、石油スルホ 酸、アルキル硫酸、硫酸化油脂、ポリオキ エチレンアルキルエーテル硫酸、ポリオキ エチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸 アルキルリン酸、ポリオキシエチレンアル ルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンア キルフェニルエーテルリン酸、ナフタレン ルホン酸ホルマリン縮合物、メチルナフタ ンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナ タレン/ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮 物、ナフトールメチレンスルホン酸ホルマ ン縮合物、クレオソート油スルホン酸ホル リン縮合物、ナフタレンスルホン酸ホルム ルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸 及びこれらの塩などを挙げることができる
カチオン系界面活性剤としては、第一~第 三脂肪アミン、四級アンモニウム、テトラア ルキルアンモニウム、トリアルキルベンジル アンモニウムアルキルピリジニウム、2-アル ル-1-アルキル-1-ヒドロキシエチルイミダゾ ニウム、N,N-ジアルキルモルホリニウム、ポ リエチレンポリアミン脂肪酸アミド、ポリエ チレンポリアミン脂肪酸アミドの尿素縮合物 、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミドの尿 素縮合物の第四級アンモニウムおよびこれら の塩などを挙げることができる。
両イオン性界面活性剤としては、N,N-ジメ チル-N-アルキル-N-カルボキシメチルアンモニ ウムベタイン、N,N,N-トリアルキル-N-スルホア ルキレンアンモニウムベタイン、N,N-ジアル ル-N,N-ビスポリオキシエチレンアンモニウム 硫酸エステルベタイン、2-アルキル-1-カルボ シメチル-1-ヒドロキシエチルイミダゾリニ ムベタインなどのベタイン類、N,N-ジアルキ ルアミノアルキレンカルボン酸塩などのアミ ノカルボン酸類などを挙げることができる。
非イオン性界面活性剤としては、ポリオ シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ チレンアルキルフェニルエーテル、ポリオ シエチレンポリスチリルフェニルエーテル ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン グリコール、ポリオキシエチレン-ポリオキ プロピレンアルキルエーテル、多価アルコ ル脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレ 多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリ キシエチレン脂肪酸エステル、ポリグリセ ン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン化 マシ油、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリ キシエチレンアルキルアミン、トリエタノ ルアミン脂肪酸部分エステル、トリアルキ アミンオキサイドなどを挙げることができ 。
また、フルオロアルキルカルボン酸、パ フルオロアルキルカルボン酸、パーフルオ アルキルベンゼンスルホン酸、パーフルオ アルキルポリオキシエチレンエタノールな のフッ素系界面活性剤を用いても良い。
ここで、上記アルキル基は炭素数1~24が好 ましく、炭素数3~18がより好ましい。また、 のカウンターイオンは任意のアルカリ金属 、アルカリ土類金属類、アミン類等いずれ あっても良いが、入手容易性の観点から、Na 塩が好ましい。
界面活性剤の含有量としては、使用され 界面活性剤の分子量や能力にもより一律に 定できるものではないが、概ね、0.5~500質量 %が好ましく、1~100質量%がより好ましく、1~50 量%が更に好ましい。
また、上記の重縮合系の芳香族系界面活 剤及び/又は重合系の芳香族系界面活性剤(A) と、芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び/ は芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン 界面活性剤(B)とを組み合わせて併用するこ も好ましく、その場合の(A)と(B)の混合比〔(A )/(B)〕としては、特に限定されないが、質量 で好ましくは99.9/0.1~70/30である。芳香族系 ニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤 の混合比(芳香族系ノニオン性界面活性剤/イ オン性界面活性剤)は、特に限定されないが 質量比で好ましくは99.1/0.1~50/50である。
溶媒の種類としては、親水性溶媒や疎水 溶媒を任意に使用可能だが、導電性ポリマ の溶解性、導電性組成物の取り扱い性、更 成膜において水系塗布法が適用できる点で 親水性溶媒を使用することが好ましい。
親水性溶媒としては、水、メタノール、 タノール、イソプロピルアルコール、プロ ルアルコール、ブタノール等のアルコール ;アセトン、メチルエチルケトン、エチルイ ソブチルケトン、メチルイソブチルケトン等 のケトン類;エチレングリコール、エチレン リコールメチルエーテル、エチレングリコ ルモノ-n-プロピルエーテル等のエチレング コール類;プロピレングリコール、プロピレ グリコールメチルエーテル、プロピレング コールエチルエーテル、プロピレングリコ ルブチルエーテル、プロピレングリコール ロピルエーテル等のプロピレングリコール ;テトラヒドロフランなどのエーテル類;ジ チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド のアミド類;N-メチルピロリドン、N-エチルピ ロリドン等のピロリドン類;酢酸メチル、酢 エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、 ロピオン酸メチルのようなエステル類;ジメ ルスルオキシド、γ-ブチロラクトン、乳酸 チル、乳酸エチル、β-メトキシイソ酪酸メ ル、α-ヒドロキシイソ酪酸メチル等のヒド キシエステル類;アニリン、N-メチルアニリ 等のアニリン類;エチレンカーボネート、プ ロピレンカーボネート、ジメチルカーボネー ト、ジエチルカーボネート、メチルエチルカ ーボネート、プロピレンカーボネート、ブチ レンカーボネートなどのカーボネート類など が挙げられる。
疎水性溶媒としては、4-メチルペンタン-2 -オンなどの炭素数5~10のケトン類、クロロホ ム、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水 類、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの 香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサ 等の脂肪族または脂環式炭化水素類が挙げ れる。
〔透明導電材料層の形成方法〕
本発明に係る透明導電材料を透明フィルム
材上に成膜して、透明導電素子を形成する
法としては、高生産性と生産コスト低減の
立、および環境負荷軽減の観点から、塗布
や印刷法などの液相成膜法を用いることが
ましい。塗布法としては、ロールコート法
バーコート法、ディップコーティング法、
ピンコーティング法、キャスティング法、
イコート法、ブレードコート法、バーコー
法、グラビアコート法、カーテンコート法
スプレーコート法、ドクターコート法など
用いることができる。印刷法としては、凸
(活版)印刷法、孔版(スクリーン)印刷法、平
版(オフセット)印刷法、凹版(グラビア)印刷
、スプレー印刷法、インクジェット印刷法
どを用いることができる。透明導電材料層
形成した後、適宜乾燥処理を施すことがで
る。乾燥処理の条件として特に制限はない
、透明樹脂支持体や透明導電層が損傷しな
範囲の温度で処理することが好ましい。
〔電子ペーパー〕
本発明に係る手段により、液晶ディスプレ
、エレクトロルミネッセンスディスプレイ
プラズマディスプレイ、エレクトロクロミ
クディスプレイ、太陽電池、電子ペーパー
タッチパネル等のフレキシビリティの高い
明導電性フィルムとその製造方法の提供が
能となるが、ここではエレクトロデポジシ
ン方式の電子ペーパーについて説明する。
エレクトロデポジション方式の電子ペー ー(以下「ED電子ペーパー」と略す。)は、金 属または金属塩の溶解析出を利用する方式で あり、3V以下の低電圧駆動が可能で、簡便な ル構成、黒と白のコントラストや黒品質に れる等の利点がある。
ED電子ペーパーの代表例として、対向電 間に、銀、または銀を化学構造中に含む化 物を含有する電解質層を有し、銀の溶解析 を生じさせるように対向電極の駆動操作を う場合を示す。
銀または銀を化学構造中に含む化合物と 、例えば、酸化銀、硫化銀、金属銀、銀コ イド粒子、ハロゲン化銀、銀錯体化合物、 イオン等の化合物の総称であり、固体状態 液体への可溶化状態や気体状態等の相の状 種、中性、アニオン性、カチオン性等の荷 状態種は、特に問わない。
図1にED電子ペーパーの概略断面図を示す 図1において、本発明の透明導電性フィルム 1と対向電極としての銀電極3の間に、電解質 2を保持し、電源4から電極1、3に電圧または 電流を印加することにより、電解質層2中に まれる銀の溶解反応、または析出反応を生 させ、銀を含む化合物の光の透過、吸収の 学的性質の違いを利用して表示状態を変更 る。
ED電子ペーパーにおいては、電解質層にメ カプト化合物を含有し、前記電解質層中の ルカプト基の硫黄原子の総モル数を[-SH]、前 記電解質層中の銀の総モル数を[Ag]とした時 2≦[-SH]/[Ag]≦10を満たすことが好ましい。本 明において、更に好ましい範囲は、2.5≦[-SH ]/[Ag]≦5である。なお、本発明でいう電解質 中のメルカプト化合物のメルカプト基の硫 原子とは、メルカプト基の他に、S - あるいは硫化銀の形態で存在する硫黄原子も 含む。
また、メルカプト化合物は、臭気や溶解 等の観点から、分子量が、50≦分子量≦149 条件を満たす化合物が好ましい。また、メ カプト化合物は複数化合物種を併用して用 ることが好ましい。化合物種を複数種含有 せることにより、銀の溶解モル濃度の向上 、電解質液低温時の析出防止効果が得られ 。
電解質層は、プロピレンカーボネート、 チレンカーボネート、エチルメチルカーボ ート、ジエチルカーボネート、ジメチルカ ボネート、ブチレンカーボネート、γ-ブチ ラクトン、テトラメチル尿素、スルホラン ジメチルスルホキシド、1,3-ジメチル-2-イミ ダゾリジノン、2-(N-メチル)-2-ピロリジノン、 ヘキサメチルホスホルトリアミド、N-メチル ロピオンアミド、N,N-ジメチルアセトアミド 、N-メチルアセトアミド、N,Nジメチルホルム ミド、N-メチルホルムアミド、ブチロニト ル、プロピオニトリル、アセトニトリル、 セチルアセトン、4-メチル-2-ペンタノン、2- タノール、1-ブタノール、2-プロパノール、 1-プロパノール、エタノール、メタノール、 水酢酸、酢酸エチル、プロピオン酸エチル ジメトキシエタン、ジエトキシフラン、テ ラヒドロフラン、エチレングリコール、ジ チレングリコール、トリエチレングリコー モノブチルエーテル及び水から選ばれる少 くとも1種の溶媒を含むことが好ましい。
上述の溶媒の中でも、凝固点が-20℃以下 、かつ沸点が120℃以上の溶媒を少なくとも1 種含むことが好ましい。凝固点が-20℃以下で 、かつ沸点が120℃以上の溶媒としては、例え ば、プロピレンカーボネート、エチレンカー ボネート、エチルメチルカーボネート、ジエ チルカーボネート、γ-ブチルラクトン、2-(N- チル)-2-ピロリジノン、N-メチルプロピオン ミド、N,Nジメチルホルムアミド、アセチル セトンが挙げられる。
電解質層で用いることのできるその他の 媒として、J.A.Riddick,W.B.Bunger,T.K.Sakano,“Organi c Solvents”,4th ed.,John Wiley & Sons(1986)、Y.M arcus,“Ion Solvation”,John Wiley & Sons(1985)、 C.Reichardt,“Solvents and Solvent Effects in Chemistr y”,2nd ed.,VCH(1988)、G.J.Janz,R.P.T.Tomkins,“Nonaqueo us Electorlytes Handbook”,Vol.1,Academic Press(1972)に 記載の化合物を挙げることができる。
電解質が液体である場合には、以下の化合 を電解質中に含むことができる。カリウム 合物としてKCl、KI、KBr等、リチウム化合物 してLiBF 4 、LiClO 4 、LiPF 6 、LiCF 3 SO 3 等、テトラアルキルアンモニウム化合物とし て過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩 素酸テトラブチルアンモニウム、ホウフッ化 テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化テト ラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモ ニウムハライド等が挙げられる。また、特開 2003-187881号公報の段落番号〔0062〕~〔0081〕に 載の溶融塩電解質組成物も好ましく用いる とができる。さらに、I - /I 3 - 、Br - /Br 3 - 、キノン/ハイドロキノン等の酸化還元対に る化合物を用いることができる。
また、電解質が固体である場合には、電 伝導性やイオン伝導性を示す以下の化合物 電解質中に含むことができる。
パーフルオロスルフォン酸を含むフッ化ビ ル系高分子、ポリチオフェン、ポリアニリ 、ポリピロール、トリフェニルアミン類、 リビニルカルバゾール類、ポリメチルフェ ルシラン類、Cu 2 S、Ag 2 S、Cu 2 Se、AgCrSe 2 等のカルコゲニド、CaF 2 、PbF 2 、SrF 2 、LaF 3 、TlSn 2 F 5 、CeF 3 等の含F化合物、Li 2 SO 4 、Li 4 SiO 4 、Li 3 PO 4 等のLi塩、ZrO 2 、CaO、Cd 2 O 3 、HfO 2 、Y2O 3 、Nb 2 O 5 、WO 3 、Bi 2 O 3 、AgBr、AgI、CuCl、CuBr、CuBr、CuI、LiI、LiBr、LiCl 、LiAlCl 4 、LiAlF 4 、AgSBr、C 5 H 5 NHAg 5 I 6 、Rb 4 Cu 16 I 7 Cl 13 、Rb 3 Cu 7 Cl 10 、LiN、Li 5 NI 2 、Li 6 NBr 3 等の化合物が挙げられる。
また、電解質としてゲル状電解質を用い こともできる。電解質が非水系の場合、特 平11-185836号公報の段落番号〔0057〕~〔0059〕 記載のオイルゲル化剤を用いことができる
さらに、電解質層が白色粒子を含むこと 好ましい。白色粒子としては、例えば、二 化チタン(アナターゼ型あるいはルチル型) 硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アル ニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよ 水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、リン酸 グネシウム、リン酸水素マグネシウム、ア カリ土類金属塩、タルク、カオリン、ゼオ イト、酸性白土、ガラス、有機化合物とし ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹 、アイオノマー、エチレン-酢酸ビニル共重 樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素-ホルマ リン樹脂、メラミン-ホルマリン樹脂、ポリ ミド樹脂などが単体または複合混合で、ま は粒子中に屈折率を変化させるボイドを有 る状態で使用されてもよい。
上記白色粒子の中でも、二酸化チタン、酸 亜鉛、水酸化亜鉛が好ましく用いられる。 た、無機酸化物(Al 2 O 3 、AlO(OH)、SiO 2 等)で表面処理した二酸化チタン、これらの 面処理に加えて、トリメチロールエタン、 リエタノールアミン酢酸塩、トリメチルシ ロシラン等の有機物処理を施した二酸化チ ンを用いることができる。
これらの白色粒子のうち、高温時の着色 止、屈折率に起因する素子の反射率の観点 ら、酸化チタンまたは酸化亜鉛を用いるこ がより好ましい。
また、電解質層に増粘剤を用いることも き、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、ポ (ビニルアルコール)、ヒドロキシエチルセ ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、 ルロースアセテート、セルロースアセテー ブチレート、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ (アルキレングリコール)、カゼイン、デンプ 、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メチルメタクリ 酸)、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(メタクリル酸 )、コポリ(スチレン-無水マレイン酸)、コポ (スチレン-アクリロニトリル)、コポリ(スチ ン-ブタジエン)、ポリ(ビニルアセタール)類 (例えば、ポリ(ビニルホルマール)及びポリ( ニルブチラール))、ポリ(エステル)類、ポリ( ウレタン)類、フェノキシ樹脂、ポリ(塩化ビ リデン)、ポリ(エポキシド)類、ポリ(カーボ ネート)類、ポリ(ビニルアセテート)、セルロ ースエステル類、ポリ(アミド)類、疎水性透 バインダーとして、ポリビニルブチラール セルロースアセテート、セルロースアセテ トブチレート、ポリエステル、ポリカーボ ート、ポリアクリル酸、ポリウレタン等が げられる。
これらの増粘剤は2種以上を併用して用い てもよい。また、特開昭64-13546号公報の71~75 に記載の化合物を挙げることができる。こ らの中で好ましく用いられる化合物は、各 添加剤との相溶性と白色粒子の分散安定性 上の観点から、ポリビニルアルコール類、 リビニルピロリドン類、ヒドロキシプロピ セルロース類、ポリアルキレングリコール である。
電極間に設けることのできる構成層には 保護層、フィルター層、ハレーション防止 、クロスオーバー光カット層、バッキング 等の補助層を挙げることができ、これらの 助層中には、各種の化学増感剤、貴金属増 剤、感光色素、強色増感剤、カプラー、高 点溶剤、カブリ防止剤、安定剤、現像抑制 、漂白促進剤、定着促進剤、混色防止剤、 ルマリンスカベンジャー、色調剤、硬膜剤 界面活性剤、増粘剤、可塑剤、スベリ剤、 外線吸収剤、イラジエーション防止染料、 ィルター光吸収染料、防ばい剤、ポリマー テックス、重金属、帯電防止剤、マット剤 を、必要に応じて含有させることができる
上述したこれらの添加剤は、より詳しく 、リサーチ・ディスクロージャー(以下、RD 略す)第176巻Item/17643(1978年12月)、同184巻Item/1 8431(1979年8月)、同187巻Item/18716(1979年11月)及び 308巻Item/308119(1989年12月)に記載されている。
これら三つのリサーチ・ディスクロージャ
に示されている化合物種類と記載箇所を以
に掲載した。
添加剤 RD17643 RD18716 RD308119
頁 分類 頁 分類 頁 分類
化学増感剤 23 III 648右上 96 III
増感色素 23 IV 648~649 996~8 IV
減感色素 23 IV 998 IV
染料 25~26 VIII 649~650 1003 VIII
現像促進剤 29 XXI 648右上
カブリ抑制剤・安定剤
24 IV 649右上 1006~7 VI
増白剤 24 V 998 V
硬膜剤 26 X 651左 1004~5 X
界面活性剤 26~7 XI 650右 1005~6 XI
帯電防止剤 27 XII 650右 1006~7 XIII
可塑剤 27 XII 650右 1006 XII
スベリ剤 27 XII
マット剤 28 XVI 650右 1008~9 XVI
バインダー 26 XXII 1003~4 IX
支持体 28 XVII 1009 XVII
以下、実施例をあげて本発明をさらに具 的に説明するが、本発明はこれに限定され ものではない。なお、実施例において「%」 の表示を用いるが、特に断りがない限り「質 量%」を表す。
(金属導電性パターンの作製)
〔金属導電性パターンA〕
反応容器内で下記溶液Aを34℃に保ち、特開
62-160128号公報記載の混合撹拌装置を用いて
速に撹拌しながら、硝酸(濃度6%)を用いてpH
2.95に調整した。引き続き、ダブルジェット
法を用いて下記溶液Bと下記溶液Cを一定の流
で8分6秒間かけて添加した。添加終了後に
炭酸ナトリウム(濃度5%)を用いてpHを5.90に調
し、続いて下記溶液Dと溶液Eを添加した。
(溶液A)
アルカリ処理不活性ゼラチン(平均分子量10
) 18.7g
塩化ナトリウム
0.31g
溶液I(下記)
1.59ml
純水
1246ml
(溶液B)
硝酸銀
169.9g
硝酸(濃度6%)
5.89ml
純水にて317.1mlに仕上げる。
(溶液C)
アルカリ処理不活性ゼラチン(平均分子量10
) 5.66g
塩化ナトリウム
58.8g
臭化カリウム
13.3g
溶液I(下記)
0.85ml
溶液II(下記)
2.72ml
純水にて317.1mlに仕上げる。
(溶液D)
2-メチル-4ヒドロキシ-1,3,3a,7-テトラアザイ
デン 0.56g
純水
112.1ml
(溶液E)
アルカリ処理不活性ゼラチン(平均分子量10
) 3.96g
溶液I(下記)
0.40ml
純水
128.5ml
(溶液I)
界面活性剤:ポリイソプロピレンポリエチレ
ンオキシジコハク酸エステルナトリウム塩の
10質量%メタノール溶液
(溶液II)
六塩化ロジウム錯体の10質量%水溶液
上記操作終了後に、常法に従い40℃にてフ
キュレーション法を用いて脱塩及び水洗処
を施し、溶液Fと防バイ剤を加えて60℃でよ
分散し、40℃にてpHを5.90に調整して、最終的
に臭化銀を10モル%含む平均粒子径0.09μm、変
係数10%の塩臭化銀立方体粒子乳剤を得た。
(溶液F)
アルカリ処理不活性ゼラチン(平均分子量10
) 16.5g
純水
139.8ml
上記ハロゲン化銀乳剤に対し、チオ硫酸ナ
リウムをハロゲン化銀1モル当たり20mg用い
40℃にて80分間化学増感を行い、化学増感終
後に4-ヒドロキシ-6-メチル-1,3,3a,7-テトラザ
ンデン(TAI)をハロゲン化銀1モル当たり500mg
1-フェニル-5-メルカプトテトラゾールをハロ
ゲン化銀1モル当たり150mg添加して、ハロゲン
化銀乳剤EM-1を得た。このハロゲン化銀乳剤EM
-1のハロゲン化銀粒子とゼラチンの体積比(ハ
ロゲン化銀粒子/ゼラチン)は0.625であった。
らに硬膜剤(H-1:テトラキス(ビニルスルホニ
メチル)メタン)をゼラチン1g当たり200mgの比
となるようにして添加し、また塗布助剤と
て、界面活性剤(SU-2:スルホ琥珀酸ジ(2-エチ
ヘキシル)・ナトリウム)を添加し、表面張力
を調整した。こうして得られた塗布液を厚さ
100μmの易接着処理済み二軸延伸透明PETフィル
ムの片面にGelの付量が0.13g/m 2
になるように塗布した後、50℃、24時間のキ
ア処理を実施した。
上述のようにして作製したフィルムに対 て、ライン幅が6μm、ライン同士の間隔が194 μmの格子状のフォトマスクを介して、紫外線 ランプを用いて露光を行い、下記現像液(DEV-1 )を用いて25℃で60秒間現像処理を行った後、 記定着液(FIX-1)を用いて25℃で120秒間の定着 理を行った。さらに、下記物理現像液(PDEV-1 )を用いて25℃で10分間物理現像を行った後、 洗、乾燥処理を行った。
(DEV-1)
純水
500ml
メトール
2g
無水亜硫酸ナトリウム
80g
ハイドロキノン
4g
ホウ砂
4g
チオ硫酸ナトリウム
10g
臭化カリウム
0.5g
水を加えて全量を1リットルとする。
(FIX-1)
純水
750ml
チオ硫酸ナトリウム
250g
無水亜硫酸ナトリウム
15g
氷酢酸
15ml
カリミョウバン
15g
水を加えて全量を1リットルとする。
(PDEV-1)
下記A液、B液を処理の直前に混合する。
(A液)
純水
400ml
クエン酸
10g
リン酸水素2ナトリウム
1g
アンモニア水(28%水溶液)
1.2ml
ハイドロキノン
3g
(B液)
純水
10ml
硝酸銀
0.4g
(水洗処理及び乾燥処理)
水洗処理は、水道水で10分間洗い流した。
た乾燥処理は、乾燥風(50℃)を用いてドライ
態になるまで乾燥し、金属導電性パターンA
を作製した。
〔金属導電性パターンB〕
厚さ100μmの易接着処理済み二軸延伸透明PET
ィルムの片面に、公知のノズル先端部内径1
0μmの静電インクジェットプリンターを用い
、Agペーストインクで、幅10μm、間隔160μmの
ターンを付与した金属導電性パターンBを形
成した。
〔金属導電性パターンC〕
厚さ100μmの易接着処理済み二軸延伸透明PET
ィルムの片面に、公知のNiペーストインク
用いて印刷法により210μmピッチで、幅20μmの
パターンを付与した金属導電性パターンCを
成した。
〔透明導電材料1〕
硫酸第一鉄とクエン酸ソーダを含む水溶液
、硝酸銀水溶液を添加して銀イオンを還元
ることにより、平均粒径が10nmの銀ナノ粒子
のコロイド分散液を調製した。
硫酸第一鉄とクエン酸ソーダを含む水溶 に、酢酸パラジウム水溶液を添加してパラ ウムイオンを還元することにより、平均粒 が2.4nmのパラジウムナノ粒子のコロイド分 液を調製した。上記銀ナノ粒子のコロイド 散液とパラジウムナノ粒子のコロイド分散 を、1:3のモル比で混合攪拌して自己組織化 応により複合化を行い銀-パラジウム複合ナ 粒子コロイド分散液を得た。
調製した銀-パラジウム複合ナノ粒子コロ イド分散液に対して、分画分子量(MWCO)10000の 外濾過膜を用いて水洗処理と濃縮処理(濃度 30質量%)を施した。導電性高分子PEDOT/PSSの濃 1.3質量%分散液(BaytronPH500:H.C.Starck社製)に、ジ メチルスルホキシド(DMSO:和光純薬社製)をPEDOT /PSSに対して5質量%となるよう添加し、各成分 が均一になるまで十分に攪拌混合したところ に、乾燥後の透明導電膜中の銀-パラジウム 合ナノ粒子の体積分率が40%になるように上 銀-パラジウム複合ナノ粒子コロイド分散液 添加、混合して透明導電材料1とした。
〔透明導電材料2〕
3,4-エチレンジオキシチオフェンモノマーと
ポリスチレンスルホン酸の1:2.5水溶液に塩化
酸(HAuCl 4
・4H 2
O)と硫酸鉄水溶液をAuの含有量が1.0質量%にな
ように加えてポリエチレンジオキシチオフ
ンの重合と金ナノ粒子の形成を同時に行い
金属ナノ粒子含有導電性高分子水溶液を得
。次いでこの水溶液中の生成物を取り出し
留水で精製した後再度蒸留水に分散して透
導電材料2とした。
〔透明導電材料3〕
高純度単層カーボンナノチューブ(カーボン
・ナノテクノロジーズ・インコーポレーテッ
ド社製;以下「SWNT」)13質量部を、ドデシルベ
ゼンスルホン酸ナトリウムの20%水溶液87質
部に、100rpmの条件で撹拌しながら添加し、
き続き、超音波処理を1時間行った。次に、
クリルアミドゲルを用い、泳動用バッファ
のpHを8に調整し、泳動温度20℃、印加電圧20
0Vの条件でゲル電気泳動を行い、カーボンナ
チューブの分画を行った。続いて、泳動方
に垂直な方向に電圧を印加して繊維長約1μm
以上のカーボンナノチューブのみをゲル中か
ら回収し、10質量%のカーボンナノチューブ分
散液を調製した。次いで、3,4-エチレンジオ
シチオフェン(PEDOT)をポリスチレンスルホン
(PSS)存在下で公知の方法により水系媒体中
酸化重合し、更に限外ろ過処理を行い、導
性ポリマーとしてPEDOT:PSSの20%水系分散体を
た。この段階でこの水系分散体には、50%のPS
S、及び20%のエチレングリコールを含有して
る。一方、ドデシルベンゼンスルホン酸ナ
リウムの20%水溶液にイオン液体として1-エチ
ル-3-メチルイミダゾリウム:BF 4
(以下「EMIBF 4
」)を添加して得たEMIBF 4
の40%水溶液50質量部に前記PEDOT:PSSの20%水系分
体50質量部を撹拌下で添加し、10質量%の導
性ポリマー溶液を調製し、この導電性ポリ
ー溶液100質量部に、前記カーボンナノチュ
ブ分散液100質量部を撹拌下で添加し、その
1時間撹拌を継続して透明導電材料3とした。
(透明導電性フィルム101の作製)
金属導電性パターンAの上に透明導電材料1
乾燥後の膜厚が40nm、銀-パラジウム複合ナノ
粒子の体積分率が40%になるように塗布し、110
℃で5分間加熱乾燥して透明導電性フィルム10
1を作製した。
(透明導電性フィルム102、103の作製)
透明導電性フィルム101の金属導電性パターン
AをB、Cに変更した以外は同様にして透明導電
性フィルム102、103を作製した。
(透明導電性フィルム104の作製)
金属導電性パターンAの上にH.C.Starck社製Baytr
onPH500に和光純薬社製DMSOをPEDOT/PSSに対して5質
量%となるように調整した導電性ポリマー溶
を乾燥後の膜厚が100nmになるように塗布し、
110℃で5分間加熱乾燥させた後、蒸着法(25℃
10 -3
Pa)でアルミニウム膜を10nm形成した後大気圧
戻し、室内で24時間放置して透明導電性フィ
ルム104を作製した。
(透明導電性フィルム105の作製)
金属導電性パターンAの上に透明導電材料2を
燥後の膜厚が100nmになるように塗布し、110
で乾燥させた。さらに蒸着法(25℃、10- 3
Pa)でアルミニウム膜を10nm形成した後大気圧
戻し、室内で24時間放置して透明導電性フィ
ルム105を作製した。
(透明導電性フィルム106の作製)
透明導電性フィルム101の透明導電材料1を透
明導電材料3に変更した以外は同様にして透
導電性フィルム106を作製した。
(透明導電性フィルム107の作製)
文献1(Chem.Mater.2002,14,4736-4745)に記載の方法を
参考に、平均直径60nm、平均長さ5.5μmの銀ナ
ワイヤを作製し、フィルターを用いて銀ナ
ワイヤを濾別かつ水洗処理を施した後、銀
ノワイヤーの含有量が0.5%になるようにエタ
ール溶液に再分散した。この銀ナノワイヤ
散液を金属導電性パターンAの上に厚さ100nm
塗布し、乾燥した。さらに、その上にH.C.Sta
rck社製BaytronPH500に和光純薬社製DMSOをPEDOT/PSS
対して5質量%となるように調整した導電性ポ
リマー溶液を乾燥後の膜厚が100nmになるよう
塗布、乾燥して透明導電性フィルム107を作
した。
(透明導電性フィルム108の作製)
透明導電性フィルム107のBatronPH500を透明導
材料2に変更した以外は同様にして透明導電
フィルム108を作製した。
(透明導電性フィルム109の作製)
金属導電性パターンAの上に公知のスパッタ
リング法でITOを全面に40nmの厚さで形成し、
明導電性フィルム109を作製した。
(透明導電性フィルム110の作製)
透明導電性フィルム109の金属導電性パター
AをBに変更した以外は同様にして、透明導
性フィルム110を作製した。
(透明導電性フィルム111の作製)
金属導電性パターンAの上にH.C.Starck社製Baytr
onPH500に和光純薬社製DMSOをPEDOT/PSSに対して5質
量%となるように調整した導電性ポリマー溶
を乾燥後の膜厚が100nmになるように塗布し、
110℃で5分間加熱乾燥して透明導電性フィル
111を作製した。
(透明導電性フィルム112の作製)
透明導電膜フィルム107で、銀ナノワイヤ分
液を塗布乾燥しただけのものを透明導電性
ィルム112とした。
以上のようにして得られた透明導電性フ ルム101から112について、以下の方法にて全 線透過率、表面抵抗を求めた。
[全光線透過率]
JIS K 7361-1:1997に準拠して、スガ試験機(株)
のヘイズメーターHGM-2Bを用いて測定した。
[表面抵抗率]
JIS K 7194:1994(導電性プラスチックの4探針法
による抵抗率試験方法)に準拠して、三菱化
社製ロレスターGP(MCP-T610型)を用いて、測定
た。
上記評価結果を表1に示す。
(表示素子の作製)
ジメチルスルホキシドの2.5g中に、ヨウ化ナ
トリウムを90mg、ヨウ化銀を75mgを加えて完全
溶解させた後に、酸化チタン0.5gを加えて超
音波分散機にて酸化チタンを分散させた。こ
の溶液にポリビニルアルコール(ケン化度約87
~89%、重合度4500)を150mg加えて120℃に加熱しな
ら1時間攪拌し、電解質溶液を得た。
対抗電極として、厚さ1.5mmで2cm×4cmのガラ ス基板上に、公知のスパッタリング法でCu膜 全面に形成した後、フォトリソグラフ法を いて電極間隔30μm、電極幅180μmのパターン ガラス基板の長手方向に形成し、電解メッ によりCu極上に銀を10μm堆積させて、銀電極 得た。
上記電解質溶液に平均粒子径が20μmのポ アクリル製の球形ビーズを体積分率として4 積%になるように加えて攪拌した溶液を、上 記銀電極と透明導電性フィルム101~112の間に み込み、9.8kPaの圧力で押圧し、周辺部を封 して表示素子201~212を作製した。重ね合わさ た2cm×2cmの部分が表示部であり、残りの部 がリード部として用いられる。
以上のようにして得られた表示素子201~212 について白/黒変換応答速度と繰り返し耐久 を以下の方法にて求めた。
[白/黒変換応答速度]
図1に示すように銀電極1と透明導電性フィ
ム2を単1電池(電源4)でつなぎ、スイッチを入
れてから、目視で完全に白から黒に変わる時
間を測定した。
[繰り返し耐久性]
電源のプラス、マイナスを逆転することで
白/黒変換を500回繰り返した後の応答速度を
、上記と同じように求めた。
上記評価結果を表2に示す。
表1の表面抵抗では大きな差異がないにも 関わらず、表2から明らかなように、本発明 係る試料はエレクトロデポジション法を用 た表示素子において、白/黒変換応答速度が いことがわかる。これは、透明導電材料の 抗値が低いために面内均一性が高いことに るものと思われる。
