透明導電体
【課題】優れた耐磨耗性を有し、高湿度環境下や化学物質雰囲気下におかれても電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができる透明導電体を提供する。
【解決手段】基体１１と、導電性粒子１２ａ及びバインダーの硬化体１２ｂを含有する導電層１２と、を備え、バインダーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に有する、透明導電体である。
［式中、ｎ、ｍ及びｐは正の整数を示す。］
【解決手段】基体１１と、導電性粒子１２ａ及びバインダーの硬化体１２ｂを含有する導電層１２と、を備え、バインダーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に有する、透明導電体である。
［式中、ｎ、ｍ及びｐは正の整数を示す。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル等のパネルスイッチは一般に、互いに対向する一対の透明電極と、これら一対の透明電極間に挟まれたスペーサまたは一対の透明電極のどちらか一方の導電面に印刷されたドットスペーサーとから構成される。このようなパネルスイッチ等においては、一方の透明電極を押圧すると、この透明電極が他方の透明電極と接触して通電が起こり、これによって、その接触点の位置が検知される。上記透明電極としては、透明導電体が使用されており、この透明導電体としては基体上に導電層としてスパッタ膜を成膜したものや、導電性粒子とバインダーとからなるものを導電層として形成したものがある。
【０００３】
ところで、透明導電体を高湿度環境下や化学物質雰囲気でタッチパネル等に用いると、透明導電体が徐々に水分や化学物質を吸収して、透明導電体自体の電気抵抗値が上昇し、さらにかかる電気抵抗値の経時的変化も大きくなる傾向にある。このため、このような透明導電体を例えばタッチパネル等に用い上記環境下におくと、徐々にタッチパネルの作動が不安定になる虞がある。
【０００４】
そこで、水分や化学物質の吸収に起因した電気抵抗値の上昇や経時的変化を抑制する透明導電体が望まれている。例えば、導電粒子を固着する樹脂として、吸湿性の小さいとされているフェノキシ樹脂またはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の混合樹脂、或いはポリフッ化ビニリデンを用いた光透過性導電材料が提案されている（例えば下記特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平０８−７８１６４号公報
【特許文献２】特開平１１−２７３８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１，２に記載の光透過性導電材料を透明導電体としてタッチパネル等に用いた場合には、その透明導電体が、高湿度環境下や化学物質雰囲気下におかれると、透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することが困難となる傾向にある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高湿度環境下や化学物質雰囲気下におかれても電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができる透明導電体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、上記フッ化炭素基を上記バインダーの側鎖に設けることで、電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制できることを見出した。そして、本発明者らは更に鋭意研究を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、基体と、導電性粒子及びバインダーの硬化体を含有する導電層と、を備え、バインダーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に有する透明導電体を提供する。
【化１】
［式（１）〜（３）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示す。］
【０００９】
ここで、本発明における透明導電体は、膜状及び板状のものを含み、膜状透明導電体は厚みが５０ｎｍ〜１ｍｍの範囲のものをいい、板状透明導電体は厚みが１ｍｍを超えるものをいう。
【００１０】
本発明の透明導電体は、導電層中に上記置換基を側鎖に備えるバインダーの硬化体（以下単に「硬化体」ともいう。）を含ませることにより、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の透明導電体は、透明導電体の導電層にフッ化炭素基を有するバインダーの硬化体を含ませることにより、耐磨耗性に優れるものとすることができる。したがって、本発明の透明導電体は、優れた耐磨耗性を有するので、削れた透明導電体が再付着するという事態も防止でき、ひいては電気的抵抗値の局所的な上昇も十分に抑制することができる。更に、上記導電層は透明導電体間の摩擦によって透明導電体が削れるのを防止するだけでなく、汚れ等をつきにくくする、いわゆる撥水、撥油の働きも示し、透明導電体の劣化も十分に抑制される。更にまた、上記透明導電体は導電層にクラックが生じることも抑制することが可能となり、透明導電体の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
このように、透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができ、かつ電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することが可能となるメカニズムについては未だ明らかではないが、導電層に含まれる硬化体が、側鎖にフッ化炭素基を備えることにより、フッ化炭素基が結晶性を有することから当該硬化体の側鎖同士が密な構造となり、また、フッ化炭素基は分子間力が極めて小さく、かつ、表面エネルギーも低いため、本発明の透明導電体は、外部から水分や化学物質が導電層内に浸入することを妨げることができるものと本発明者等は考えている。また、硬化体が側鎖にフッ化炭素基を備えることにより、導電層の表面には、耐磨耗性に優れるフッ化炭素基が存在することとなるため、本発明の透明導電体は、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止することができるものと本発明者等は考えている。
【００１３】
上記透明導電体において、バインダーが、少なくとも１種のモノマーから重合されるものであり、モノマーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかを有することが好ましい。
【化２】
［式（１）〜（３）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示す。］
【００１４】
上記モノマーが上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有すると、容易に一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するバインダーが重合される。また、モノマーは上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有していれば、複数種類のモノマーを重合させてバインダーとすることができる。この場合、ガラス転移温度が異なる等の所望の透明導電体とすることが可能となる。
【００１５】
上記透明導電体において、モノマーが、下記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかを有することが好ましい。
【化３】
［式（５）中、Ｒ１は、二価の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子、若しくはメチル基を示す。また、式（７）中、Ｒ３は、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。］
【００１６】
上記モノマーが上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基を有すると、このバインダーを硬化させた硬化体は、直鎖状のＣ−Ｃ結合の側鎖にフッ化炭素基を有することになるため、水分等がより浸入し難い硬化体とすることができる。したがって、この硬化体を含む導電層を、より膨潤しにくいものとすることができる。
【００１７】
上記透明導電体において、重合性官能基が、下記一般式（５）で表される重合性官能基であることが好ましい。
【化４】
［式（５）中、Ｒ１は、二価の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子、若しくはメチル基を示す。］
【００１８】
このようなモノマーから合成されるバインダーの硬化体は、屈折率を低下させることができる。すなわち、この硬化体を含む導電層を備える透明導電体は、より透明性を向上させることができる。また、上記硬化体は、酸・アルカリに対する耐薬品性に優れるとともに耐スクラッチ性（表面硬度）にも優れる。したがって、上記透明導電体は、有機溶剤、界面活性剤等を含む拭き取り剤で拭くことや、対向する導電面同士の接触、擦れ等が想定されるタッチパネル等により好適に用いられる。
【００１９】
上記透明導電体において、バインダーが、上述したモノマーと、ビニル基を有する他のモノマーやバインダーとの共重合体を含むことが好ましい。
【００２０】
上記共重合体の硬化体を含む導電層は、機械的強度を向上させることができる。よって、この導電層を備える透明導電体は、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができ、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することができるとともに、透明導電体の機械的強度をも向上させることができる。さらに、このことから、当該透明導電体は、繰り返し使用した場合の耐久性にも優れるものとなる。
【００２１】
上記透明導電体において、バインダー中のフッ素の含有率が、１．８５質量％〜６８．３質量％であることが好ましい。
【００２２】
この場合の透明導電体は、より優れた耐磨耗性を有し、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化をより十分に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の透明導電体によれば、優れた耐磨耗性を有し、高湿度環境下や化学物質雰囲気下におかれても電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の透明導電体の一実施形態を示す模式断面図である。本実施形態のタッチパネル１は、図１に示すように、互いに対向する一対の透明導電体２ａ及び２ｂと、一対の透明導電体間に設けられるスペーサとを備える。
【００２６】
このタッチパネル１は、一対の透明導電体のうち少なくともいずれか一方に、内側が導電層となるように本実施形態の透明導電体２ａが配置される。そして、このタッチパネル１の透明導電体２ａの外側Ａから透明導電体２ａを押圧し、他方の透明導電体２ｂと接触することにより通電して、その位置が検知される。
【００２７】
＜透明導電体＞
ここで、透明導電体２ａについて説明する。
【００２８】
図２は、透明導電体２ａを示す模式断面図である。図２に示すように、透明導電体２ａは、基体１１と、導電性粒子１２ａ及びバインダーの硬化体１２ｂを含む導電層１２と、を備えており、上記バインダーは、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に有している。
【００２９】
本実施形態に係る透明導電体２ａを上記構成とすることにより、優れた耐磨耗性を有し、透明導電体２ａを高湿度環境下や化学物質雰囲気下で用いた場合であっても、透明導電体２ａにおける電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができ、また、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することができる。
【００３０】
また、本実施形態に係るタッチパネル１は、優れた耐磨耗性を有することにより、透明導電体２ａが削れた場合であっても、透明導電体が再付着するという事態を防止でき、ひいては電気的抵抗値の局所的な上昇も十分に抑制することができる。更に、上記導電層１２は透明導電体２ａ及び２ｂ間の摩擦によって透明導電体２ａが削れるのを防止するだけでなく、汚れ等をつきにくくする、いわゆる撥水、撥油の働きも示し、透明導電体２ａの劣化も十分に抑制される。更にまた透明導電体２ａにクラックが生じることも抑制することが可能となり、透明導電体２ａの寿命、ひいてはタッチパネル１の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
なお、上記タッチパネルにおいて、上記透明導電体２ｂが透明導電体２ａと同様の構成であることが好ましい。この場合は、タッチパネル１における上記効果をより奏することとなる。
【００３２】
次に、導電層１２及び基体１１について更に詳細に説明する。
【００３３】
＜導電層＞
本実施形態に係る透明導電体は、導電層１２を有し、この導電層１２は、導電性粒子と上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に備えるバインダーの硬化体とを含む。
【００３４】
この硬化体は、上記バインダーを硬化させたものであり、硬化する方法としては、特に限定されないが、例えば、熱硬化、光硬化、化学反応による硬化等が挙げられる。なお、化学反応による硬化には、一方の化合物に他方の化合物を反応させて硬化させるものや、空気や水と接触させて硬化させるもの等が含まれる。なお、上記バインダーは熱可塑性であってもよい。この場合は、溶融した状態で用いた後、冷却することにより、硬化させることができる。
【００３５】
上記バインダーの主鎖の構造は、特に限定されない。本発明においては、バインダーの主鎖の構造に関わらず、当該バインダーが側鎖に上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を有することにより、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができ、また、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することができるという効果を奏する。
【００３６】
上記バインダーは、上記置換基を側鎖に有していればよい。したがって、上記バインダーは、置換基がバインダーの主鎖に直接結合してバインダーの側鎖となっていてもよく、置換基がバインダーの側鎖に結合していてもよい。
【００３７】
上記一般式（１）〜（３）で表される置換基のｎ、ｍ及びｐの値はそれぞれ正の整数であればよいが、好ましくは、ｎが１〜１０であり、ｍが１〜５であり、ｐが１〜５である。ｎの値が１０を超えると、ｎが上記範囲内にある場合と比較して、他のモノマーとの混合時において相分離しやすくなる傾向にあり、ｍ及びｐの値が５を超えると、ｍ及びｐが上記範囲内にある場合と比較して、他のモノマーとの混合時において相分離しやすくなる傾向にある。
【００３８】
また、上記バインダーは、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を有するため、上記バインダーの側鎖にはフッ化炭素基を有することとなる。このときのバインダー中のフッ素の含有率は、１．８５質量％〜６８．３質量％であることが好ましい。上記フッ素の含有率が、１．８５質量％未満であると、フッ素の含有率が上記範囲にある場合と比較して、フッ化炭素基の導入効果が十分に得られない傾向にあり、上記フッ素の含有率が、６８．３質量％を超えると、フッ素の含有率が上記範囲にある場合と比較して、硬化体の機械的強度が低下する傾向にある。
【００３９】
また、本実施形態のバインダーは、バインダーの主鎖を形成した後に、当該バインダーと一般式（１）〜（４）で表される置換基を有する化合物とを反応させて製造されてもよく、バインダーの主鎖を形成する前に、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するモノマー、ダイマー、トリマー、テトラマー、オリゴマー等を重合して製造されてもよい。
【００４０】
この中でも、反応性の観点から上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するモノマーを重合して、上記バインダーが製造されることが好ましい。本実施形態のバインダーは、バインダーの主鎖を形成した後に当該バインダーと上記置換基とを反応させて製造されると、バインダーの立体障害により、バインダーと上記置換基との反応が起こり難い傾向がある。
【００４１】
さらに、上記透明導電体において、バインダーが、少なくとも１種のモノマーから重合されるものであり、モノマーが、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかを有することが好ましい。
【００４２】
上記モノマーが上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有すると、容易に一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するバインダーが重合される。また、モノマーは上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有していれば、複数種類のモノマーを重合させてバインダーとすることができる。この場合、ガラス転移点温度が異なる等の所望の透明導電体とすることが可能となる。
【００４３】
ここで、上記バインダーの好ましいガラス転移点温度は、５０℃以下である。ガラス転移点温度が５０℃を超えると、ガラス転移点温度が上記範囲にある場合と比較して、このバインダーを用いた透明導電体をタッチパネル等に用いた場合、耐久性が劣る傾向にある。
【００４４】
上記透明導電体において、モノマーが、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかを有することが好ましい。
【００４５】
ここで、上記一般式（５）のＲ１は、二価の炭化水素基であれば特に限定されないが、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、又はイソプロピレン基であることが好ましい。Ｒ１がこれらの置換基であると、フッ化炭素基の自由運動時の回転範囲が適度に制御されるという利点がある。
【００４６】
上記モノマーが上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基とを有すると、このバインダーを硬化させた硬化体は、直鎖状のＣ−Ｃ結合の側鎖にフッ化炭素基を有することになるため、水分等がより浸入し難い硬化体とすることができる。したがって、この硬化体を含む導電層を、より膨潤しにくいものとすることができる。
【００４７】
また、上記モノマーは、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかと、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかと、を有することが好ましい。なお、上記モノマーは、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかと、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかと、を有していれば、他の構造は特に限定されない。
【００４８】
このように上記モノマーが上記一般式（１）〜（４）で表される置換基と、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基とを有すると、水分や化学物質がより浸入し難い硬化体とすることができる。したがって、この硬化体を含む導電層を、より膨潤しにくいものとすることができる。
【００４９】
また、上記モノマーは、更に好ましくは、下記一般式（９）〜（２４）で表される化合物である。
【化５】
［式（９）〜（２４）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示し、式（９）〜（１２）中、Ｒ１は、二価の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子、若しくはメチル基を示す。また、式（１７）〜（２０）中、Ｒ３は、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。］
【００５０】
なお、上記式（９）〜（２４）のｎ、ｍ及びｐは、上記一般式（１）〜（３）のｎ、ｍ及びｐに相当するものであり、式（９）〜（１２）のＲ１は、上記一般式（５）のＲ１に相当するものである。
【００５１】
モノマーが有する重合性官能基は、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基であるが、この中でも、上記一般式（５）で表される重合性官能基であることが好ましい。
【００５２】
上記一般式（５）で表される重合性官能基を有するモノマーを重合して合成されるバインダーの硬化体は、屈折率を低下させることができる。すなわち、この硬化体を含む導電層を備える透明導電体は、より透明性を向上させることができる。また、上記硬化体は、耐薬品性に優れるとともに耐スクラッチ性にも優れる。したがって、上記透明導電体は、有機溶剤、界面活性剤等を含む拭き取り剤で拭くことや、対向する導電面同士の接触、擦れ等が想定されるタッチパネル等にはより好適に用いることができる。
【００５３】
このような観点から、モノマーの構造は、上記一般式（９）〜（１２）で表されるモノマーがさらに好ましい。
【００５４】
本発明のバインダーは、側鎖にエーテル結合を有することが好ましい。この場合、上記置換基がエーテル結合を有しない場合と比較して、エーテル結合部分で自由に回転、振動、伸縮等の運動ができるため、上記バインダーを有する導電層１２を柔らかくすることができる。従って、この導電層１２は、耐磨耗性を向上させるだけでなく、クラックが生じることを一層抑制することができる。このような観点から、上記バインダーが有する側鎖は、一般式（１）〜（４）で表される置換基の中でも、上記一般式（２）又は（３）で表される置換基であることが更に好ましい。
【００５５】
上記バインダーは、上記一般式（５）〜（８）のいずれかの重合性官能基を有するモノマー（以下「第１のモノマー」ともいう。）と、ビニル基を有する他のモノマー（以下「第２のモノマー」ともいう。）との共重合体を含むことが好ましい。このように第１のモノマーと第２のモノマーとを共重合させることにより、上記バインダーに所望の機能を付加することができる。例えば、第２のモノマーとして重合性官能基を分子内に複数有するモノマー等を用いると、得られる共重合体の硬化体を含む導電層は、機械的強度を向上させることができる。
【００５６】
この中でも、共重合体を含む導電層の機械的強度を向上させることができる他のモノマーとして、ジアクリレート、トリアクリレート、テトラアクリレート、ヘキサアクリレート等を用いることが好ましい。この場合、透明導電体の機械的強度が向上することから、タッチパネル等にこの透明導電体を用いると、タッチパネルを繰り返し使用した場合であっても耐久性にも優れるものとなる。
【００５７】
また、第１のモノマーと第２のモノマーとを共重合させる場合、第１のモノマーは、上記一般式（５）又は（８）の重合性官能基を有することが好ましい。この場合、いずれのモノマーも二重結合を有することとなるため、上記第２のモノマーと一度に共重合反応を行うことが可能となる。
【００５８】
導電層１２は、上述したように導電性粒子１２ａを含有している。この導電性粒子１２ａは、隣合う導電性粒子１２ａ同士が互いに接触するように、充填されている。このことにより、導電体としての機能を発揮する。
【００５９】
導電性粒子１２ａは、透明導電性酸化物材料から構成される。透明導電性酸化物材料は、透明性及び導電性を有すれば特に限定されないが、かかる透明導電性酸化物材料としては、例えば、酸化インジウム、又は酸化インジウムに、錫、亜鉛、テルル、銀、ガリウム、ジルコニウム、ハフニウム又はマグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素がドープされたものや、酸化錫、又は酸化錫に、アンチモン、亜鉛又はフッ素からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素がドープされたものや、酸化亜鉛、又は酸化亜鉛に、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ホウ素、フッ素、又はマンガンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素がドープされたもの等が挙げられる。
【００６０】
また、上記導電性粒子１２ａの平均粒径は１０ｎｍ〜８０ｎｍであることが好ましい。平均粒径が１０ｎｍ未満であると、平均粒径が１０ｎｍ以上である場合と比べて、透明導電体２ａの導電性が変動しやすくなる傾向がある。すなわち、本実施形態に係る透明導電体２ａは導電性粒子１２ａにおいて生じる酸素欠陥によって導電性が発現することとなるが、導電性粒子１２ａの粒径が１０ｎｍ未満では、粒径が上記範囲にある場合と比較して、例えば外部の酸素濃度が高い場合には酸素欠陥が減少し、導電性が変動する虞がある。一方、平均粒径が８０ｎｍを超えると、粒径が上記範囲にある場合と比較して、例えば可視光の波長領域では、平均粒径が８０ｎｍ以下である場合に比べて光散乱が大きくなり、可視光の波長領域で透明導電体２ａの透過率が低下し、ヘイズ値が増加する傾向がある。
【００６１】
さらに透明導電体２ａにおける導電性粒子１２ａの充填率は、１０体積％〜７０体積％であることが好ましい。充填率が１０体積％未満であると、充填率が上記範囲である場合と比較して、透明導電体２ａの電気的抵抗値が高くなる傾向にあり、充填度が７０体積％を超えると、充填率が上記範囲である場合と比較して、導電層１２を形成する膜の機械的強度が低下する傾向にある。
【００６２】
このように、導電性粒子１２ａの平均粒径及び充填率が上記範囲であると、透明導電体の透明度がより向上し、かつ初期の電気抵抗値を低減することができる。
【００６３】
また上記導電性粒子１２ａの比表面積は１０ｍ２／ｇ〜５０ｍ２／ｇであることが好ましい。比表面積が１０ｍ２／ｇ未満であると、比表面積が上記範囲である場合と比較して、可視光の光散乱が大きくなる傾向があり、比表面積が５０ｍ２／ｇを超えると、比表面積が上記範囲である場合と比較して、透明導電体２ａの安定性が低くなる傾向がある。なお、ここで言う比表面積は、比表面積測定装置（型式：ＮＯＶＡ２０００、カンタクローム社製）を用いて、試料を３００℃で３０分間真空乾燥した後に測定した値をいうものとする。
【００６４】
導電層１２の厚みは、５０ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。厚みが５０ｎｍ未満であると、厚みが上記範囲にある場合と比較して、耐磨耗性が低下する傾向にあり、厚みが５μｍを超えると、厚みが上記範囲にある場合と比較して、導電層１２の表面粗さや屈折率の影響等によりぎらつき等が発生し、視認性が低下する傾向にある。
【００６５】
本実施形態に係る導電層１２には、更に架橋剤を含有させることが好ましい。導電層１２に架橋剤を含有させると、バインダー同士を架橋させることができるため、バインダーの硬化体を、より密な構造とすることができる。したがって、この場合、外部の水分が導電層内に浸入することをより妨げることができ、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化をより十分に抑制することができる。また、クラックが生じることを抑制する効果も奏する。
【００６６】
かかる架橋剤としては、分子内にビニル基を複数有するものであれば特に限定されない。この架橋剤は、架橋剤のビニル基がバインダーと結合することとなるため、ビニル基の数に相当する数のバインダーを架橋することが可能となる。このような観点からビニル基の数は多いほうが好ましく、具体的には、２〜１００であることが好ましい。なお、上記ビニル基の数が１００を超えると、ビニル基の数が上記範囲にある場合と比較して、自由運動の抑制により架橋密度が低下する傾向にある。
【００６７】
上記架橋剤は、分子内にフッ化炭素基フッ化炭素基を有するものも好適に使用され、下記一般式（２５）で表される化合物であることが更に好ましい。この場合、導電層１２が耐磨耗性により優れるものとなるため、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇をより一層抑制することができる。
【化６】
［式（２５）中、ｑは正の整数を示す。］
【００６８】
上記一般式（２５）で表される架橋剤のｑの値は正の整数であればよいが、好ましくは、ｑが１〜１０である。ｑの値が１０を超えると、ｑが上記範囲内にある場合と比較して、機械的強度が低下する傾向にある。
【００６９】
本実施形態に係る導電層１２には、導電性粒子１２ａの表面を処理する表面処理剤を更に含有させることが好ましい。導電層１２に表面処理剤を含有させると、導電性粒子１２ａとバインダーとをカップリングさせることが可能となるため、導電性粒子１２ａに水分を吸着することをより抑制することができる。したがって、この場合、外部の水分が導電層内に浸入することをより妨げることができ、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化をより一層抑制することができる。
【００７０】
なお、ここでいう「表面を処理」とは、導電性粒子表面の表面エネルギーを低下させ、撥水性または親油性を付与する処理のことをいい、例えば導電性粒子表面の水酸基の数を減少させる処理をいう。
【００７１】
このような表面処理剤としては、分子内に少なくとも１つのビニル基を有するシランカップリング剤又はシラザン化合物が挙げられる。また、この表面処理剤は、複数のビニル基を有するシランカップリング剤又はシラザン化合物であることが好ましい。表面処理剤がビニル基を複数有することにより、導電性粒子１２ａとバインダーとをカップリングさせるのみならず、バインダー同士を架橋することも可能となる。換言すると、この場合、導電性粒子１２ａと複数のバインダーとの間に高分子ネットワークを形成することができる。したがって、外部の水分が導電層内に浸入することをより一層妨げることができ、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を特に抑制することができる。また、この場合、クラックが生じることを抑制する効果も奏する。
【００７２】
導電層１２は、必要に応じて添加剤を更に含有してもよい。添加剤としては、上述の架橋剤、表面処理剤の他に、光重合開始剤、難燃剤、紫外線吸収剤、着色剤、可塑剤等が挙げられる。
【００７３】
＜基体＞
基体１１は、後述する高エネルギー線及び可視光に対して透明な材料で構成されるものであれば特に限定されない。すなわち基体１１は公知の透明フィルムでよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム、ノルボルネンフィルム（ＪＳＲ（株）製、アートンなど）等が挙げられる。樹脂フィルムの他に、基体１１として、ガラスを用いることもできる。また、上記基体１１は、樹脂のみからなることが好ましい。この場合、基体１１が樹脂と、樹脂以外のものとを含む場合と比較して、透明導電体は透明性、屈曲性に優れるものとなる。したがって、例えばタッチパネルに用いた場合には特に有効である。
【００７４】
＜製造方法＞
次に、上述した導電性粒子１２ａとして酸化インジウムに錫をドープしたもの（以下、「ＩＴＯ」という。）を用いた場合について本実施形態に係る透明導電体２ａの製造方法について説明する。
【００７５】
まず、塩化インジウム及び塩化錫を、アルカリを用いて中和処理することにより共沈させる（沈殿工程）。このとき副生する塩はデカンテーションや遠心分離法によって除去する。得られた共沈物に対して乾燥を行い、得られた乾燥体に対して雰囲気焼成及び粉砕の処理を行う。こうして導電性粒子が製造される。上記焼成の処理は、酸素欠陥の制御の観点から、窒素雰囲気中、若しくはヘリウム、アルゴン、キセノン等の希ガス雰囲気中にて行うことが好ましい。
【００７６】
こうして得られた導電性粒子１２ａに、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するバインダー若しくは上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかと、上記一般式（５）〜（８）で表される前記重合性官能基のいずれかとを有するモノマーを加えて、液体中で分散させ分散液を得る。なお、添加剤を加える場合は、この分散液に混合すればよい。また、この導電性粒子１２ａと、バインダー若しくはモノマーとを分散させる液体としては、ヘキサン等の飽和炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルメチルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。このとき上記バインダー若しくはモノマーを上記液体に溶かして用いてもよい。
【００７７】
こうして得られた分散液を基体１１上に塗布する。この基体１１には、導電層１２との接着面にアンカー層を予め設けておくことも可能である。基体１１上に予めアンカー層を設けておくと、アンカー層を経て導電層１２を基体１１上により強固に固着させることができる。上記アンカー層としては、ポリウレタン等が好適に用いられる。
【００７８】
また、上記液体を用いた場合は塗布後、乾燥工程を施すことが好ましい。上記塗布方法は、例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、ノズル法、カーテン法、グラビアロール法、バーコート法、ディップ法、キスコート法、スピンコート法、スクイズ法、スプレー等の方法で塗布することができる。
【００７９】
そして、上記基体１１上に設けられた未硬化の導電層を硬化させる。このとき未硬化の導電層に含まれる成分が熱硬化性であれば、加熱することにより導電層１２が形成され、未硬化の導電層に含まれる成分が光硬化性であれば、高エネルギー線を照射することにより導電層１２が形成される。なお、未硬化の導電層に含まれる成分が光硬化性であれば、当該未硬化の導電層が光重合開始剤を含有することが好ましい。換言すれば、上記分散液に光重合開始剤を含有させることが好ましい。また、上述した高エネルギー線は、例えば紫外線のほか、電子線、γ線、Ｘ線等であってもよい。
【００８０】
こうして導電層１２が基体１１の一面上に形成され、図１に示す透明導電体２ａが得られる。この透明導電体２ａは、ノイズ対策部品や、発熱体、ＥＬ用電極、バックライト用電極、タッチパネル等に好適に用いることができる。
【００８１】
［第２実施形態］
次に、本発明のタッチパネルの第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８２】
図３は、本発明のタッチパネルの第２実施形態に用いる透明導電体を示す模式断面図である。図３に示すように、透明導電体２０は、基体１１と、硬化体層１５と、導電性粒子１２ａを含む導電層１２とを備えており、基体１１上に、硬化体層１５、導電層１２が順次積層されている。上記導電層１２には導電性粒子１２ａが充填されており、かつ導電性粒子１２ａの間には、浸透した硬化体１５ａが存しており、硬化体１５ａは導電性粒子１２ａを固着している。
【００８３】
本実施形態の透明導電体２０は、第１実施形態に係る透明導電体２ａと同様に摩擦が生じる面側が導電層１２となるようにタッチパネル１に配置される。
【００８４】
したがって、タッチパネル１の表面を押圧した場合に、互いに向かい合う透明導電体同士が接触することとなるが、本実施形態の透明導電体２０は、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種を側鎖に備えるバインダーの硬化物が、導電層１２に含まれるため、透明導電体２０間で摩擦が生じても、透明導電体２０は摩擦が生じる面側に導電層１２を有するため、透明導電体２０の表面が削れることを防止することができる。
【００８５】
また、このことにより、本実施形態に係るタッチパネル１は、透明導電体２０が削れた場合であっても、透明導電体２０が再付着するという事態を防止でき、ひいては電気的抵抗値の局所的な変動も十分に抑制することができる。更に、上記導電層１２は透明導電体２０間の摩擦によって透明導電体２０が削れるのを防止するだけでなく、汚れ等をつきにくくする、いわゆる撥水、撥油の働きも示し、透明導電体２０の劣化も十分に抑制される。更にまた透明導電体２０にクラックが生じることも抑制することが可能となり、透明導電体２０の寿命を延ばすことができる。
【００８６】
透明導電体２０は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、図示しないガラス基板上に導電性粒子１２ａを載置する。このとき、基板上には、導電性粒子１２ａを基板上に固定するためのアンカー層を予め設けておくことが好ましい。予めアンカー層を設けておくと、導電性粒子１１を基板上にしっかりと固定させることができ、また、上記導電性粒子１２ａの載置を容易に行うことができる。上記アンカー層としては、例えばポリウレタン等が好適に用いられる。
【００８７】
また、基板上に導電性粒子１２ａを固定するためには、導電性粒子１２ａをガラス基板側に向かって圧縮して圧縮層を形成してもよい。この場合、アンカー層を形成することなく導電性粒子１２ａをガラス基板に接着することができ有用である。この圧縮はシートプレス、ロールプレス等により行うことができる。なお、この場合も、基板上に予めアンカー層を設けておくことが好ましい。この場合、導電性粒子１２ａをよりしっかりと固定させることが可能である。
【００８８】
上記基板としては、例えば、ガラスのほか、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のフィルムや各種プラスチック基板等が用いられる。
【００８９】
次に、上述したバインダーを圧縮層の一面上に塗布する。こうしてバインダーの一部が圧縮層に浸透することになる。
【００９０】
そして、基体１１を当該バインダー上に設け、エネルギー線を照射し硬化させることにより、導電層１２、硬化体層１５、及び基体１１が形成される。このことにより、導電性粒子１２ａ内に浸透して硬化されたバインダーは、導電性粒子１２ａを固着して導電層１２を形成する。また、導電性粒子１２ａ内に浸透しないバインダーはそのまま硬化し硬化体層１５を形成する。このとき、さらに基体１１と硬化体層１５とが接着することとなる。なお、上述した高エネルギー線は、例えば紫外線等の光であってもよく、電子線、γ線、Ｘ線等であってもよい。
【００９１】
このようにＡ方向より高エネルギー線を照射することにより、バインダーが硬化し各層が形成されることとなる。その後得られた積層体から基板を剥離することにより、図２に示す透明導電体２０が得られる。
【００９２】
本実施形態に係る導電層１２を構成する材料中の導電性粒子１２ａの含有率は１０体積％〜７０体積％であることが好ましい。配合量が１０体積％未満であると、含有率が上記範囲である場合と比較して、透明導電体２０の電気的抵抗値が高くなる傾向にあり、配合量が７０体積％を超えると、含有率が上記範囲である場合と比較して、導電層１２の機械的強度が低下する傾向にある。
【００９３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００９４】
例えば、上記透明導電体２ａ及び２０の製造方法の説明において、樹脂や硬化体１５ａとして、高エネルギー線によって硬化しうるものを含むものが用いられているが、その代わりに熱によって硬化しうるものを含むものが用いられてもよい。
【００９５】
また、上記透明導電体２ａ及び２０は、タッチパネル以外にも、光透過スイッチ等のパネルスイッチに用いることができ、さらにパネルスイッチ以外にも、ノイズ対策部品や、発熱体、ＥＬ用電極、バックライト用電極、ＬＣＤ、ＰＤＰ等の用途としても好適に用いることができる。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９７】
［導電性粒子の作製］
塩化インジウム四水和物（関東化学社製）１９．９ｇ及び塩化第二錫（関東化学社製）２．６ｇを水９８０ｇに溶解した水溶液と、アンモニア水（関東化学社製）を水で１０倍に希釈したものとを調製しながら混合し、白色の沈殿物（共沈物）を生成させた。
【００９８】
生成した沈殿物を含む液体を遠心分離機で固液分離し固形物を得た。これを更に水１０００ｇに投入し、ホモジナイザーで分散して、遠心分離機で固液分離を行なった。分散及び固液分離を５回繰り返したのち、固形物を乾燥し、窒素雰囲気中、６００℃で１時間加熱して、ＩＴＯ粉（導電性粒子）を得た。
【００９９】
（実施例１）
ガラス基板上に１０ｃｍ×３０ｃｍ角のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（基体、帝人株式会社製、厚さ１００μｍ）の一端を両面粘着テープを用いて貼り付け、ガラス基板上に基体を固定した。
次に、ＩＴＯ粒子（平均粒径３０ｎｍ）１５０質量部と、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレート（モノマー、株式会社ダイキンファインケミカル研究所社製、商品名：Ｒ−１８２０）５０質量部と、ポリエチレングリコールジアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：Ａ−４００）２０質量部と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（他のモノマー、新中村化学工業株式会社製、商品名Ａ−ＤＰＨ）５質量部と、アクリルポリマー（平均分子量約１０万、１分子当たりアクリロイル基を平均５０基、トリエトキシシランを平均２５基）２５質量部と、ＵＶ重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、商品名：ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）１質量部とをアセトン３０質量部中に分散させて分散液を得た。そして、この分散液をバーコート法により基体上に硬化後の厚さが１０μｍとなるように製膜した。さらにこれを高圧水銀灯を光源として積算照度量３０００ｍＪ／ｃｍ２とするＵＶ照射を行うことにより、導電層を形成した。
【０１００】
そして、ガラス基板を基体から分離することにより、導電層が積層された透明導電体Ａを得た。
【０１０１】
（実施例２）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートをパーフルオロ（３，６，９，１２−テトラオキサテトラデカノイル）アクリレート（モノマー）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｂを得た。
【０１０２】
（実施例３）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートをパーフルオロ（３，７，１１−トリオキサペンタデカノイル）アクリレート（モノマー）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｃを得た。
【０１０３】
（実施例４）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートを２−（パーフルオロブチル）エチルアクリレート（モノマー、株式会社ダイキンファインケミカル研究所社製、商品名：Ｒ−１４２０）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｄを得た。
【０１０４】
（実施例５）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートを１０質量部に変更し、かつ、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：７０２Ａ）４０質量部を分散液に更に加えたこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｅを得た。
【０１０５】
（比較例１）
ガラス基板上に１０ｃｍ×３０ｃｍ角のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（基体、帝人株式会社製、厚さ１００μｍ）の一端を両面粘着テープを用いて貼り付け、ガラス基板上に基体を固定した。
次に、ＩＴＯ粒子（平均粒径３０ｎｍ）６０質量部をＴＨＶ２００Ａ（ダイオニン社製）２０質量％ＭＥＫ溶液２００質量部に分散させ分散液を得た。そして、この分散液をバーコート法により基体上に硬化後の厚さが１０μｍとなるように製膜した。硬化方法は１００℃の温風乾燥炉内に１時間放置した。上記方法にて透明導電体Ｆを得た。
【０１０６】
（比較例２）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートを２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：７０２Ａ）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｇを得た。
【０１０７】
［評価方法］
（透明導電膜の抵抗評価）
上記実施例１〜５及び比較例１、２で得られた導電体Ａ〜Ｇを５０ｍｍ角に切り取り、ＩＴＯ面の予め定められた測定点につき、四端子四探針式表面抵抗測定器（三菱化学社製ＭＣＰ−Ｔ６００）で電気抵抗の値を測定し、その測定値を初期表面抵抗値とした。次に、６０℃９５％ＲＨ環境下にて１０００時間放置後の表面抵抗値を上記と同様の方法にて測定し、負荷後表面抵抗値とした。そして、下記式：
変化率＝負荷後表面抵抗値／初期表面抵抗値
に基づいて変化率を算出した。得られた結果を、表１に示す。
【表１】
【０１０８】
表１から明らかなように、側鎖に上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかを有する実施例１〜５は、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有しない比較例１及び２に比べて電気抵抗値の変化率が小さく、電気抵抗値の上昇が十分に抑制できていることが分かった。以上の結果より、本発明の透明導電材料によれば、高湿環境下であっても、電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制でき、また、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】図１は、本発明の透明導電体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】図２は、透明導電体２ａを示す模式断面図である。
【図３】図３は、本発明のタッチパネルの第２実施形態に用いる透明導電体を示す模式断面図である。 １・・・タッチパネル、２ａ，２０・・・透明導電体、１１・・・基体、１２・・・導電層、１２ａ・・・導電性粒子、１５・・・硬化体層、１５ａ・・・硬化体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル等のパネルスイッチは一般に、互いに対向する一対の透明電極と、これら一対の透明電極間に挟まれたスペーサまたは一対の透明電極のどちらか一方の導電面に印刷されたドットスペーサーとから構成される。このようなパネルスイッチ等においては、一方の透明電極を押圧すると、この透明電極が他方の透明電極と接触して通電が起こり、これによって、その接触点の位置が検知される。上記透明電極としては、透明導電体が使用されており、この透明導電体としては基体上に導電層としてスパッタ膜を成膜したものや、導電性粒子とバインダーとからなるものを導電層として形成したものがある。
【０００３】
ところで、透明導電体を高湿度環境下や化学物質雰囲気でタッチパネル等に用いると、透明導電体が徐々に水分や化学物質を吸収して、透明導電体自体の電気抵抗値が上昇し、さらにかかる電気抵抗値の経時的変化も大きくなる傾向にある。このため、このような透明導電体を例えばタッチパネル等に用い上記環境下におくと、徐々にタッチパネルの作動が不安定になる虞がある。
【０００４】
そこで、水分や化学物質の吸収に起因した電気抵抗値の上昇や経時的変化を抑制する透明導電体が望まれている。例えば、導電粒子を固着する樹脂として、吸湿性の小さいとされているフェノキシ樹脂またはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の混合樹脂、或いはポリフッ化ビニリデンを用いた光透過性導電材料が提案されている（例えば下記特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平０８−７８１６４号公報
【特許文献２】特開平１１−２７３８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１，２に記載の光透過性導電材料を透明導電体としてタッチパネル等に用いた場合には、その透明導電体が、高湿度環境下や化学物質雰囲気下におかれると、透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することが困難となる傾向にある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高湿度環境下や化学物質雰囲気下におかれても電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができる透明導電体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、上記フッ化炭素基を上記バインダーの側鎖に設けることで、電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制できることを見出した。そして、本発明者らは更に鋭意研究を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、基体と、導電性粒子及びバインダーの硬化体を含有する導電層と、を備え、バインダーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に有する透明導電体を提供する。
【化１】
［式（１）〜（３）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示す。］
【０００９】
ここで、本発明における透明導電体は、膜状及び板状のものを含み、膜状透明導電体は厚みが５０ｎｍ〜１ｍｍの範囲のものをいい、板状透明導電体は厚みが１ｍｍを超えるものをいう。
【００１０】
本発明の透明導電体は、導電層中に上記置換基を側鎖に備えるバインダーの硬化体（以下単に「硬化体」ともいう。）を含ませることにより、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の透明導電体は、透明導電体の導電層にフッ化炭素基を有するバインダーの硬化体を含ませることにより、耐磨耗性に優れるものとすることができる。したがって、本発明の透明導電体は、優れた耐磨耗性を有するので、削れた透明導電体が再付着するという事態も防止でき、ひいては電気的抵抗値の局所的な上昇も十分に抑制することができる。更に、上記導電層は透明導電体間の摩擦によって透明導電体が削れるのを防止するだけでなく、汚れ等をつきにくくする、いわゆる撥水、撥油の働きも示し、透明導電体の劣化も十分に抑制される。更にまた、上記透明導電体は導電層にクラックが生じることも抑制することが可能となり、透明導電体の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
このように、透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができ、かつ電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することが可能となるメカニズムについては未だ明らかではないが、導電層に含まれる硬化体が、側鎖にフッ化炭素基を備えることにより、フッ化炭素基が結晶性を有することから当該硬化体の側鎖同士が密な構造となり、また、フッ化炭素基は分子間力が極めて小さく、かつ、表面エネルギーも低いため、本発明の透明導電体は、外部から水分や化学物質が導電層内に浸入することを妨げることができるものと本発明者等は考えている。また、硬化体が側鎖にフッ化炭素基を備えることにより、導電層の表面には、耐磨耗性に優れるフッ化炭素基が存在することとなるため、本発明の透明導電体は、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止することができるものと本発明者等は考えている。
【００１３】
上記透明導電体において、バインダーが、少なくとも１種のモノマーから重合されるものであり、モノマーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかを有することが好ましい。
【化２】
［式（１）〜（３）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示す。］
【００１４】
上記モノマーが上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有すると、容易に一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するバインダーが重合される。また、モノマーは上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有していれば、複数種類のモノマーを重合させてバインダーとすることができる。この場合、ガラス転移温度が異なる等の所望の透明導電体とすることが可能となる。
【００１５】
上記透明導電体において、モノマーが、下記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかを有することが好ましい。
【化３】
［式（５）中、Ｒ１は、二価の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子、若しくはメチル基を示す。また、式（７）中、Ｒ３は、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。］
【００１６】
上記モノマーが上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基を有すると、このバインダーを硬化させた硬化体は、直鎖状のＣ−Ｃ結合の側鎖にフッ化炭素基を有することになるため、水分等がより浸入し難い硬化体とすることができる。したがって、この硬化体を含む導電層を、より膨潤しにくいものとすることができる。
【００１７】
上記透明導電体において、重合性官能基が、下記一般式（５）で表される重合性官能基であることが好ましい。
【化４】
［式（５）中、Ｒ１は、二価の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子、若しくはメチル基を示す。］
【００１８】
このようなモノマーから合成されるバインダーの硬化体は、屈折率を低下させることができる。すなわち、この硬化体を含む導電層を備える透明導電体は、より透明性を向上させることができる。また、上記硬化体は、酸・アルカリに対する耐薬品性に優れるとともに耐スクラッチ性（表面硬度）にも優れる。したがって、上記透明導電体は、有機溶剤、界面活性剤等を含む拭き取り剤で拭くことや、対向する導電面同士の接触、擦れ等が想定されるタッチパネル等により好適に用いられる。
【００１９】
上記透明導電体において、バインダーが、上述したモノマーと、ビニル基を有する他のモノマーやバインダーとの共重合体を含むことが好ましい。
【００２０】
上記共重合体の硬化体を含む導電層は、機械的強度を向上させることができる。よって、この導電層を備える透明導電体は、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができ、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することができるとともに、透明導電体の機械的強度をも向上させることができる。さらに、このことから、当該透明導電体は、繰り返し使用した場合の耐久性にも優れるものとなる。
【００２１】
上記透明導電体において、バインダー中のフッ素の含有率が、１．８５質量％〜６８．３質量％であることが好ましい。
【００２２】
この場合の透明導電体は、より優れた耐磨耗性を有し、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化をより十分に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の透明導電体によれば、優れた耐磨耗性を有し、高湿度環境下や化学物質雰囲気下におかれても電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の透明導電体の一実施形態を示す模式断面図である。本実施形態のタッチパネル１は、図１に示すように、互いに対向する一対の透明導電体２ａ及び２ｂと、一対の透明導電体間に設けられるスペーサとを備える。
【００２６】
このタッチパネル１は、一対の透明導電体のうち少なくともいずれか一方に、内側が導電層となるように本実施形態の透明導電体２ａが配置される。そして、このタッチパネル１の透明導電体２ａの外側Ａから透明導電体２ａを押圧し、他方の透明導電体２ｂと接触することにより通電して、その位置が検知される。
【００２７】
＜透明導電体＞
ここで、透明導電体２ａについて説明する。
【００２８】
図２は、透明導電体２ａを示す模式断面図である。図２に示すように、透明導電体２ａは、基体１１と、導電性粒子１２ａ及びバインダーの硬化体１２ｂを含む導電層１２と、を備えており、上記バインダーは、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に有している。
【００２９】
本実施形態に係る透明導電体２ａを上記構成とすることにより、優れた耐磨耗性を有し、透明導電体２ａを高湿度環境下や化学物質雰囲気下で用いた場合であっても、透明導電体２ａにおける電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができ、また、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することができる。
【００３０】
また、本実施形態に係るタッチパネル１は、優れた耐磨耗性を有することにより、透明導電体２ａが削れた場合であっても、透明導電体が再付着するという事態を防止でき、ひいては電気的抵抗値の局所的な上昇も十分に抑制することができる。更に、上記導電層１２は透明導電体２ａ及び２ｂ間の摩擦によって透明導電体２ａが削れるのを防止するだけでなく、汚れ等をつきにくくする、いわゆる撥水、撥油の働きも示し、透明導電体２ａの劣化も十分に抑制される。更にまた透明導電体２ａにクラックが生じることも抑制することが可能となり、透明導電体２ａの寿命、ひいてはタッチパネル１の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
なお、上記タッチパネルにおいて、上記透明導電体２ｂが透明導電体２ａと同様の構成であることが好ましい。この場合は、タッチパネル１における上記効果をより奏することとなる。
【００３２】
次に、導電層１２及び基体１１について更に詳細に説明する。
【００３３】
＜導電層＞
本実施形態に係る透明導電体は、導電層１２を有し、この導電層１２は、導電性粒子と上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に備えるバインダーの硬化体とを含む。
【００３４】
この硬化体は、上記バインダーを硬化させたものであり、硬化する方法としては、特に限定されないが、例えば、熱硬化、光硬化、化学反応による硬化等が挙げられる。なお、化学反応による硬化には、一方の化合物に他方の化合物を反応させて硬化させるものや、空気や水と接触させて硬化させるもの等が含まれる。なお、上記バインダーは熱可塑性であってもよい。この場合は、溶融した状態で用いた後、冷却することにより、硬化させることができる。
【００３５】
上記バインダーの主鎖の構造は、特に限定されない。本発明においては、バインダーの主鎖の構造に関わらず、当該バインダーが側鎖に上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を有することにより、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制することができ、また、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することができるという効果を奏する。
【００３６】
上記バインダーは、上記置換基を側鎖に有していればよい。したがって、上記バインダーは、置換基がバインダーの主鎖に直接結合してバインダーの側鎖となっていてもよく、置換基がバインダーの側鎖に結合していてもよい。
【００３７】
上記一般式（１）〜（３）で表される置換基のｎ、ｍ及びｐの値はそれぞれ正の整数であればよいが、好ましくは、ｎが１〜１０であり、ｍが１〜５であり、ｐが１〜５である。ｎの値が１０を超えると、ｎが上記範囲内にある場合と比較して、他のモノマーとの混合時において相分離しやすくなる傾向にあり、ｍ及びｐの値が５を超えると、ｍ及びｐが上記範囲内にある場合と比較して、他のモノマーとの混合時において相分離しやすくなる傾向にある。
【００３８】
また、上記バインダーは、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を有するため、上記バインダーの側鎖にはフッ化炭素基を有することとなる。このときのバインダー中のフッ素の含有率は、１．８５質量％〜６８．３質量％であることが好ましい。上記フッ素の含有率が、１．８５質量％未満であると、フッ素の含有率が上記範囲にある場合と比較して、フッ化炭素基の導入効果が十分に得られない傾向にあり、上記フッ素の含有率が、６８．３質量％を超えると、フッ素の含有率が上記範囲にある場合と比較して、硬化体の機械的強度が低下する傾向にある。
【００３９】
また、本実施形態のバインダーは、バインダーの主鎖を形成した後に、当該バインダーと一般式（１）〜（４）で表される置換基を有する化合物とを反応させて製造されてもよく、バインダーの主鎖を形成する前に、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するモノマー、ダイマー、トリマー、テトラマー、オリゴマー等を重合して製造されてもよい。
【００４０】
この中でも、反応性の観点から上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するモノマーを重合して、上記バインダーが製造されることが好ましい。本実施形態のバインダーは、バインダーの主鎖を形成した後に当該バインダーと上記置換基とを反応させて製造されると、バインダーの立体障害により、バインダーと上記置換基との反応が起こり難い傾向がある。
【００４１】
さらに、上記透明導電体において、バインダーが、少なくとも１種のモノマーから重合されるものであり、モノマーが、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかを有することが好ましい。
【００４２】
上記モノマーが上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有すると、容易に一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するバインダーが重合される。また、モノマーは上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有していれば、複数種類のモノマーを重合させてバインダーとすることができる。この場合、ガラス転移点温度が異なる等の所望の透明導電体とすることが可能となる。
【００４３】
ここで、上記バインダーの好ましいガラス転移点温度は、５０℃以下である。ガラス転移点温度が５０℃を超えると、ガラス転移点温度が上記範囲にある場合と比較して、このバインダーを用いた透明導電体をタッチパネル等に用いた場合、耐久性が劣る傾向にある。
【００４４】
上記透明導電体において、モノマーが、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかを有することが好ましい。
【００４５】
ここで、上記一般式（５）のＲ１は、二価の炭化水素基であれば特に限定されないが、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、又はイソプロピレン基であることが好ましい。Ｒ１がこれらの置換基であると、フッ化炭素基の自由運動時の回転範囲が適度に制御されるという利点がある。
【００４６】
上記モノマーが上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基とを有すると、このバインダーを硬化させた硬化体は、直鎖状のＣ−Ｃ結合の側鎖にフッ化炭素基を有することになるため、水分等がより浸入し難い硬化体とすることができる。したがって、この硬化体を含む導電層を、より膨潤しにくいものとすることができる。
【００４７】
また、上記モノマーは、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかと、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかと、を有することが好ましい。なお、上記モノマーは、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかと、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかと、を有していれば、他の構造は特に限定されない。
【００４８】
このように上記モノマーが上記一般式（１）〜（４）で表される置換基と、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基とを有すると、水分や化学物質がより浸入し難い硬化体とすることができる。したがって、この硬化体を含む導電層を、より膨潤しにくいものとすることができる。
【００４９】
また、上記モノマーは、更に好ましくは、下記一般式（９）〜（２４）で表される化合物である。
【化５】
［式（９）〜（２４）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示し、式（９）〜（１２）中、Ｒ１は、二価の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子、若しくはメチル基を示す。また、式（１７）〜（２０）中、Ｒ３は、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。］
【００５０】
なお、上記式（９）〜（２４）のｎ、ｍ及びｐは、上記一般式（１）〜（３）のｎ、ｍ及びｐに相当するものであり、式（９）〜（１２）のＲ１は、上記一般式（５）のＲ１に相当するものである。
【００５１】
モノマーが有する重合性官能基は、上記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基であるが、この中でも、上記一般式（５）で表される重合性官能基であることが好ましい。
【００５２】
上記一般式（５）で表される重合性官能基を有するモノマーを重合して合成されるバインダーの硬化体は、屈折率を低下させることができる。すなわち、この硬化体を含む導電層を備える透明導電体は、より透明性を向上させることができる。また、上記硬化体は、耐薬品性に優れるとともに耐スクラッチ性にも優れる。したがって、上記透明導電体は、有機溶剤、界面活性剤等を含む拭き取り剤で拭くことや、対向する導電面同士の接触、擦れ等が想定されるタッチパネル等にはより好適に用いることができる。
【００５３】
このような観点から、モノマーの構造は、上記一般式（９）〜（１２）で表されるモノマーがさらに好ましい。
【００５４】
本発明のバインダーは、側鎖にエーテル結合を有することが好ましい。この場合、上記置換基がエーテル結合を有しない場合と比較して、エーテル結合部分で自由に回転、振動、伸縮等の運動ができるため、上記バインダーを有する導電層１２を柔らかくすることができる。従って、この導電層１２は、耐磨耗性を向上させるだけでなく、クラックが生じることを一層抑制することができる。このような観点から、上記バインダーが有する側鎖は、一般式（１）〜（４）で表される置換基の中でも、上記一般式（２）又は（３）で表される置換基であることが更に好ましい。
【００５５】
上記バインダーは、上記一般式（５）〜（８）のいずれかの重合性官能基を有するモノマー（以下「第１のモノマー」ともいう。）と、ビニル基を有する他のモノマー（以下「第２のモノマー」ともいう。）との共重合体を含むことが好ましい。このように第１のモノマーと第２のモノマーとを共重合させることにより、上記バインダーに所望の機能を付加することができる。例えば、第２のモノマーとして重合性官能基を分子内に複数有するモノマー等を用いると、得られる共重合体の硬化体を含む導電層は、機械的強度を向上させることができる。
【００５６】
この中でも、共重合体を含む導電層の機械的強度を向上させることができる他のモノマーとして、ジアクリレート、トリアクリレート、テトラアクリレート、ヘキサアクリレート等を用いることが好ましい。この場合、透明導電体の機械的強度が向上することから、タッチパネル等にこの透明導電体を用いると、タッチパネルを繰り返し使用した場合であっても耐久性にも優れるものとなる。
【００５７】
また、第１のモノマーと第２のモノマーとを共重合させる場合、第１のモノマーは、上記一般式（５）又は（８）の重合性官能基を有することが好ましい。この場合、いずれのモノマーも二重結合を有することとなるため、上記第２のモノマーと一度に共重合反応を行うことが可能となる。
【００５８】
導電層１２は、上述したように導電性粒子１２ａを含有している。この導電性粒子１２ａは、隣合う導電性粒子１２ａ同士が互いに接触するように、充填されている。このことにより、導電体としての機能を発揮する。
【００５９】
導電性粒子１２ａは、透明導電性酸化物材料から構成される。透明導電性酸化物材料は、透明性及び導電性を有すれば特に限定されないが、かかる透明導電性酸化物材料としては、例えば、酸化インジウム、又は酸化インジウムに、錫、亜鉛、テルル、銀、ガリウム、ジルコニウム、ハフニウム又はマグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素がドープされたものや、酸化錫、又は酸化錫に、アンチモン、亜鉛又はフッ素からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素がドープされたものや、酸化亜鉛、又は酸化亜鉛に、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ホウ素、フッ素、又はマンガンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素がドープされたもの等が挙げられる。
【００６０】
また、上記導電性粒子１２ａの平均粒径は１０ｎｍ〜８０ｎｍであることが好ましい。平均粒径が１０ｎｍ未満であると、平均粒径が１０ｎｍ以上である場合と比べて、透明導電体２ａの導電性が変動しやすくなる傾向がある。すなわち、本実施形態に係る透明導電体２ａは導電性粒子１２ａにおいて生じる酸素欠陥によって導電性が発現することとなるが、導電性粒子１２ａの粒径が１０ｎｍ未満では、粒径が上記範囲にある場合と比較して、例えば外部の酸素濃度が高い場合には酸素欠陥が減少し、導電性が変動する虞がある。一方、平均粒径が８０ｎｍを超えると、粒径が上記範囲にある場合と比較して、例えば可視光の波長領域では、平均粒径が８０ｎｍ以下である場合に比べて光散乱が大きくなり、可視光の波長領域で透明導電体２ａの透過率が低下し、ヘイズ値が増加する傾向がある。
【００６１】
さらに透明導電体２ａにおける導電性粒子１２ａの充填率は、１０体積％〜７０体積％であることが好ましい。充填率が１０体積％未満であると、充填率が上記範囲である場合と比較して、透明導電体２ａの電気的抵抗値が高くなる傾向にあり、充填度が７０体積％を超えると、充填率が上記範囲である場合と比較して、導電層１２を形成する膜の機械的強度が低下する傾向にある。
【００６２】
このように、導電性粒子１２ａの平均粒径及び充填率が上記範囲であると、透明導電体の透明度がより向上し、かつ初期の電気抵抗値を低減することができる。
【００６３】
また上記導電性粒子１２ａの比表面積は１０ｍ２／ｇ〜５０ｍ２／ｇであることが好ましい。比表面積が１０ｍ２／ｇ未満であると、比表面積が上記範囲である場合と比較して、可視光の光散乱が大きくなる傾向があり、比表面積が５０ｍ２／ｇを超えると、比表面積が上記範囲である場合と比較して、透明導電体２ａの安定性が低くなる傾向がある。なお、ここで言う比表面積は、比表面積測定装置（型式：ＮＯＶＡ２０００、カンタクローム社製）を用いて、試料を３００℃で３０分間真空乾燥した後に測定した値をいうものとする。
【００６４】
導電層１２の厚みは、５０ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。厚みが５０ｎｍ未満であると、厚みが上記範囲にある場合と比較して、耐磨耗性が低下する傾向にあり、厚みが５μｍを超えると、厚みが上記範囲にある場合と比較して、導電層１２の表面粗さや屈折率の影響等によりぎらつき等が発生し、視認性が低下する傾向にある。
【００６５】
本実施形態に係る導電層１２には、更に架橋剤を含有させることが好ましい。導電層１２に架橋剤を含有させると、バインダー同士を架橋させることができるため、バインダーの硬化体を、より密な構造とすることができる。したがって、この場合、外部の水分が導電層内に浸入することをより妨げることができ、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化をより十分に抑制することができる。また、クラックが生じることを抑制する効果も奏する。
【００６６】
かかる架橋剤としては、分子内にビニル基を複数有するものであれば特に限定されない。この架橋剤は、架橋剤のビニル基がバインダーと結合することとなるため、ビニル基の数に相当する数のバインダーを架橋することが可能となる。このような観点からビニル基の数は多いほうが好ましく、具体的には、２〜１００であることが好ましい。なお、上記ビニル基の数が１００を超えると、ビニル基の数が上記範囲にある場合と比較して、自由運動の抑制により架橋密度が低下する傾向にある。
【００６７】
上記架橋剤は、分子内にフッ化炭素基フッ化炭素基を有するものも好適に使用され、下記一般式（２５）で表される化合物であることが更に好ましい。この場合、導電層１２が耐磨耗性により優れるものとなるため、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇をより一層抑制することができる。
【化６】
［式（２５）中、ｑは正の整数を示す。］
【００６８】
上記一般式（２５）で表される架橋剤のｑの値は正の整数であればよいが、好ましくは、ｑが１〜１０である。ｑの値が１０を超えると、ｑが上記範囲内にある場合と比較して、機械的強度が低下する傾向にある。
【００６９】
本実施形態に係る導電層１２には、導電性粒子１２ａの表面を処理する表面処理剤を更に含有させることが好ましい。導電層１２に表面処理剤を含有させると、導電性粒子１２ａとバインダーとをカップリングさせることが可能となるため、導電性粒子１２ａに水分を吸着することをより抑制することができる。したがって、この場合、外部の水分が導電層内に浸入することをより妨げることができ、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化をより一層抑制することができる。
【００７０】
なお、ここでいう「表面を処理」とは、導電性粒子表面の表面エネルギーを低下させ、撥水性または親油性を付与する処理のことをいい、例えば導電性粒子表面の水酸基の数を減少させる処理をいう。
【００７１】
このような表面処理剤としては、分子内に少なくとも１つのビニル基を有するシランカップリング剤又はシラザン化合物が挙げられる。また、この表面処理剤は、複数のビニル基を有するシランカップリング剤又はシラザン化合物であることが好ましい。表面処理剤がビニル基を複数有することにより、導電性粒子１２ａとバインダーとをカップリングさせるのみならず、バインダー同士を架橋することも可能となる。換言すると、この場合、導電性粒子１２ａと複数のバインダーとの間に高分子ネットワークを形成することができる。したがって、外部の水分が導電層内に浸入することをより一層妨げることができ、高湿度環境下や化学物質雰囲気下であっても透明導電体における電気抵抗値の上昇や経時的変化を特に抑制することができる。また、この場合、クラックが生じることを抑制する効果も奏する。
【００７２】
導電層１２は、必要に応じて添加剤を更に含有してもよい。添加剤としては、上述の架橋剤、表面処理剤の他に、光重合開始剤、難燃剤、紫外線吸収剤、着色剤、可塑剤等が挙げられる。
【００７３】
＜基体＞
基体１１は、後述する高エネルギー線及び可視光に対して透明な材料で構成されるものであれば特に限定されない。すなわち基体１１は公知の透明フィルムでよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム、ノルボルネンフィルム（ＪＳＲ（株）製、アートンなど）等が挙げられる。樹脂フィルムの他に、基体１１として、ガラスを用いることもできる。また、上記基体１１は、樹脂のみからなることが好ましい。この場合、基体１１が樹脂と、樹脂以外のものとを含む場合と比較して、透明導電体は透明性、屈曲性に優れるものとなる。したがって、例えばタッチパネルに用いた場合には特に有効である。
【００７４】
＜製造方法＞
次に、上述した導電性粒子１２ａとして酸化インジウムに錫をドープしたもの（以下、「ＩＴＯ」という。）を用いた場合について本実施形態に係る透明導電体２ａの製造方法について説明する。
【００７５】
まず、塩化インジウム及び塩化錫を、アルカリを用いて中和処理することにより共沈させる（沈殿工程）。このとき副生する塩はデカンテーションや遠心分離法によって除去する。得られた共沈物に対して乾燥を行い、得られた乾燥体に対して雰囲気焼成及び粉砕の処理を行う。こうして導電性粒子が製造される。上記焼成の処理は、酸素欠陥の制御の観点から、窒素雰囲気中、若しくはヘリウム、アルゴン、キセノン等の希ガス雰囲気中にて行うことが好ましい。
【００７６】
こうして得られた導電性粒子１２ａに、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有するバインダー若しくは上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかと、上記一般式（５）〜（８）で表される前記重合性官能基のいずれかとを有するモノマーを加えて、液体中で分散させ分散液を得る。なお、添加剤を加える場合は、この分散液に混合すればよい。また、この導電性粒子１２ａと、バインダー若しくはモノマーとを分散させる液体としては、ヘキサン等の飽和炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルメチルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。このとき上記バインダー若しくはモノマーを上記液体に溶かして用いてもよい。
【００７７】
こうして得られた分散液を基体１１上に塗布する。この基体１１には、導電層１２との接着面にアンカー層を予め設けておくことも可能である。基体１１上に予めアンカー層を設けておくと、アンカー層を経て導電層１２を基体１１上により強固に固着させることができる。上記アンカー層としては、ポリウレタン等が好適に用いられる。
【００７８】
また、上記液体を用いた場合は塗布後、乾燥工程を施すことが好ましい。上記塗布方法は、例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、ノズル法、カーテン法、グラビアロール法、バーコート法、ディップ法、キスコート法、スピンコート法、スクイズ法、スプレー等の方法で塗布することができる。
【００７９】
そして、上記基体１１上に設けられた未硬化の導電層を硬化させる。このとき未硬化の導電層に含まれる成分が熱硬化性であれば、加熱することにより導電層１２が形成され、未硬化の導電層に含まれる成分が光硬化性であれば、高エネルギー線を照射することにより導電層１２が形成される。なお、未硬化の導電層に含まれる成分が光硬化性であれば、当該未硬化の導電層が光重合開始剤を含有することが好ましい。換言すれば、上記分散液に光重合開始剤を含有させることが好ましい。また、上述した高エネルギー線は、例えば紫外線のほか、電子線、γ線、Ｘ線等であってもよい。
【００８０】
こうして導電層１２が基体１１の一面上に形成され、図１に示す透明導電体２ａが得られる。この透明導電体２ａは、ノイズ対策部品や、発熱体、ＥＬ用電極、バックライト用電極、タッチパネル等に好適に用いることができる。
【００８１】
［第２実施形態］
次に、本発明のタッチパネルの第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８２】
図３は、本発明のタッチパネルの第２実施形態に用いる透明導電体を示す模式断面図である。図３に示すように、透明導電体２０は、基体１１と、硬化体層１５と、導電性粒子１２ａを含む導電層１２とを備えており、基体１１上に、硬化体層１５、導電層１２が順次積層されている。上記導電層１２には導電性粒子１２ａが充填されており、かつ導電性粒子１２ａの間には、浸透した硬化体１５ａが存しており、硬化体１５ａは導電性粒子１２ａを固着している。
【００８３】
本実施形態の透明導電体２０は、第１実施形態に係る透明導電体２ａと同様に摩擦が生じる面側が導電層１２となるようにタッチパネル１に配置される。
【００８４】
したがって、タッチパネル１の表面を押圧した場合に、互いに向かい合う透明導電体同士が接触することとなるが、本実施形態の透明導電体２０は、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種を側鎖に備えるバインダーの硬化物が、導電層１２に含まれるため、透明導電体２０間で摩擦が生じても、透明導電体２０は摩擦が生じる面側に導電層１２を有するため、透明導電体２０の表面が削れることを防止することができる。
【００８５】
また、このことにより、本実施形態に係るタッチパネル１は、透明導電体２０が削れた場合であっても、透明導電体２０が再付着するという事態を防止でき、ひいては電気的抵抗値の局所的な変動も十分に抑制することができる。更に、上記導電層１２は透明導電体２０間の摩擦によって透明導電体２０が削れるのを防止するだけでなく、汚れ等をつきにくくする、いわゆる撥水、撥油の働きも示し、透明導電体２０の劣化も十分に抑制される。更にまた透明導電体２０にクラックが生じることも抑制することが可能となり、透明導電体２０の寿命を延ばすことができる。
【００８６】
透明導電体２０は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、図示しないガラス基板上に導電性粒子１２ａを載置する。このとき、基板上には、導電性粒子１２ａを基板上に固定するためのアンカー層を予め設けておくことが好ましい。予めアンカー層を設けておくと、導電性粒子１１を基板上にしっかりと固定させることができ、また、上記導電性粒子１２ａの載置を容易に行うことができる。上記アンカー層としては、例えばポリウレタン等が好適に用いられる。
【００８７】
また、基板上に導電性粒子１２ａを固定するためには、導電性粒子１２ａをガラス基板側に向かって圧縮して圧縮層を形成してもよい。この場合、アンカー層を形成することなく導電性粒子１２ａをガラス基板に接着することができ有用である。この圧縮はシートプレス、ロールプレス等により行うことができる。なお、この場合も、基板上に予めアンカー層を設けておくことが好ましい。この場合、導電性粒子１２ａをよりしっかりと固定させることが可能である。
【００８８】
上記基板としては、例えば、ガラスのほか、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のフィルムや各種プラスチック基板等が用いられる。
【００８９】
次に、上述したバインダーを圧縮層の一面上に塗布する。こうしてバインダーの一部が圧縮層に浸透することになる。
【００９０】
そして、基体１１を当該バインダー上に設け、エネルギー線を照射し硬化させることにより、導電層１２、硬化体層１５、及び基体１１が形成される。このことにより、導電性粒子１２ａ内に浸透して硬化されたバインダーは、導電性粒子１２ａを固着して導電層１２を形成する。また、導電性粒子１２ａ内に浸透しないバインダーはそのまま硬化し硬化体層１５を形成する。このとき、さらに基体１１と硬化体層１５とが接着することとなる。なお、上述した高エネルギー線は、例えば紫外線等の光であってもよく、電子線、γ線、Ｘ線等であってもよい。
【００９１】
このようにＡ方向より高エネルギー線を照射することにより、バインダーが硬化し各層が形成されることとなる。その後得られた積層体から基板を剥離することにより、図２に示す透明導電体２０が得られる。
【００９２】
本実施形態に係る導電層１２を構成する材料中の導電性粒子１２ａの含有率は１０体積％〜７０体積％であることが好ましい。配合量が１０体積％未満であると、含有率が上記範囲である場合と比較して、透明導電体２０の電気的抵抗値が高くなる傾向にあり、配合量が７０体積％を超えると、含有率が上記範囲である場合と比較して、導電層１２の機械的強度が低下する傾向にある。
【００９３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００９４】
例えば、上記透明導電体２ａ及び２０の製造方法の説明において、樹脂や硬化体１５ａとして、高エネルギー線によって硬化しうるものを含むものが用いられているが、その代わりに熱によって硬化しうるものを含むものが用いられてもよい。
【００９５】
また、上記透明導電体２ａ及び２０は、タッチパネル以外にも、光透過スイッチ等のパネルスイッチに用いることができ、さらにパネルスイッチ以外にも、ノイズ対策部品や、発熱体、ＥＬ用電極、バックライト用電極、ＬＣＤ、ＰＤＰ等の用途としても好適に用いることができる。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９７】
［導電性粒子の作製］
塩化インジウム四水和物（関東化学社製）１９．９ｇ及び塩化第二錫（関東化学社製）２．６ｇを水９８０ｇに溶解した水溶液と、アンモニア水（関東化学社製）を水で１０倍に希釈したものとを調製しながら混合し、白色の沈殿物（共沈物）を生成させた。
【００９８】
生成した沈殿物を含む液体を遠心分離機で固液分離し固形物を得た。これを更に水１０００ｇに投入し、ホモジナイザーで分散して、遠心分離機で固液分離を行なった。分散及び固液分離を５回繰り返したのち、固形物を乾燥し、窒素雰囲気中、６００℃で１時間加熱して、ＩＴＯ粉（導電性粒子）を得た。
【００９９】
（実施例１）
ガラス基板上に１０ｃｍ×３０ｃｍ角のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（基体、帝人株式会社製、厚さ１００μｍ）の一端を両面粘着テープを用いて貼り付け、ガラス基板上に基体を固定した。
次に、ＩＴＯ粒子（平均粒径３０ｎｍ）１５０質量部と、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレート（モノマー、株式会社ダイキンファインケミカル研究所社製、商品名：Ｒ−１８２０）５０質量部と、ポリエチレングリコールジアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：Ａ−４００）２０質量部と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（他のモノマー、新中村化学工業株式会社製、商品名Ａ−ＤＰＨ）５質量部と、アクリルポリマー（平均分子量約１０万、１分子当たりアクリロイル基を平均５０基、トリエトキシシランを平均２５基）２５質量部と、ＵＶ重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、商品名：ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）１質量部とをアセトン３０質量部中に分散させて分散液を得た。そして、この分散液をバーコート法により基体上に硬化後の厚さが１０μｍとなるように製膜した。さらにこれを高圧水銀灯を光源として積算照度量３０００ｍＪ／ｃｍ２とするＵＶ照射を行うことにより、導電層を形成した。
【０１００】
そして、ガラス基板を基体から分離することにより、導電層が積層された透明導電体Ａを得た。
【０１０１】
（実施例２）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートをパーフルオロ（３，６，９，１２−テトラオキサテトラデカノイル）アクリレート（モノマー）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｂを得た。
【０１０２】
（実施例３）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートをパーフルオロ（３，７，１１−トリオキサペンタデカノイル）アクリレート（モノマー）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｃを得た。
【０１０３】
（実施例４）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートを２−（パーフルオロブチル）エチルアクリレート（モノマー、株式会社ダイキンファインケミカル研究所社製、商品名：Ｒ−１４２０）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｄを得た。
【０１０４】
（実施例５）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートを１０質量部に変更し、かつ、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：７０２Ａ）４０質量部を分散液に更に加えたこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｅを得た。
【０１０５】
（比較例１）
ガラス基板上に１０ｃｍ×３０ｃｍ角のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（基体、帝人株式会社製、厚さ１００μｍ）の一端を両面粘着テープを用いて貼り付け、ガラス基板上に基体を固定した。
次に、ＩＴＯ粒子（平均粒径３０ｎｍ）６０質量部をＴＨＶ２００Ａ（ダイオニン社製）２０質量％ＭＥＫ溶液２００質量部に分散させ分散液を得た。そして、この分散液をバーコート法により基体上に硬化後の厚さが１０μｍとなるように製膜した。硬化方法は１００℃の温風乾燥炉内に１時間放置した。上記方法にて透明導電体Ｆを得た。
【０１０６】
（比較例２）
実施例１で使用した２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートを２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：７０２Ａ）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、透明導電体Ｇを得た。
【０１０７】
［評価方法］
（透明導電膜の抵抗評価）
上記実施例１〜５及び比較例１、２で得られた導電体Ａ〜Ｇを５０ｍｍ角に切り取り、ＩＴＯ面の予め定められた測定点につき、四端子四探針式表面抵抗測定器（三菱化学社製ＭＣＰ−Ｔ６００）で電気抵抗の値を測定し、その測定値を初期表面抵抗値とした。次に、６０℃９５％ＲＨ環境下にて１０００時間放置後の表面抵抗値を上記と同様の方法にて測定し、負荷後表面抵抗値とした。そして、下記式：
変化率＝負荷後表面抵抗値／初期表面抵抗値
に基づいて変化率を算出した。得られた結果を、表１に示す。
【表１】
【０１０８】
表１から明らかなように、側鎖に上記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかを有する実施例１〜５は、上記一般式（１）〜（４）で表される置換基を有しない比較例１及び２に比べて電気抵抗値の変化率が小さく、電気抵抗値の上昇が十分に抑制できていることが分かった。以上の結果より、本発明の透明導電材料によれば、高湿環境下であっても、電気抵抗値の上昇や経時的変化を十分に抑制でき、また、透明導電体間で摩擦が生じても、透明導電体の表面が削れることを防止し、電気的抵抗値の局所的上昇を十分に抑制することができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】図１は、本発明の透明導電体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】図２は、透明導電体２ａを示す模式断面図である。
【図３】図３は、本発明のタッチパネルの第２実施形態に用いる透明導電体を示す模式断面図である。 １・・・タッチパネル、２ａ，２０・・・透明導電体、１１・・・基体、１２・・・導電層、１２ａ・・・導電性粒子、１５・・・硬化体層、１５ａ・・・硬化体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
導電性粒子及びバインダーの硬化体を含有する導電層と、を備え、
前記バインダーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に有する、透明導電体。
【化１】
［式（１）〜（３）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示す。］
【請求項２】
前記バインダーが、少なくとも１種のモノマーから重合されるものであり、前記モノマーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかを有する、請求項１記載の透明導電体。
【化２】
［式（１）〜（３）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示す。］
【請求項３】
前記モノマーが、下記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかを有する、請求項２記載の透明導電体。
【化３】
［式（５）中、Ｒ１は、二価の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子、若しくはメチル基を示す。また、式（７）中、Ｒ３は、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。］
【請求項４】
前記重合性官能基が、上記一般式（５）で表される重合性官能基である、請求項３記載の透明導電体。
【請求項５】
前記バインダーが、前記モノマーと、ビニル基を有する他のモノマーとの共重合体を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の透明導電体。
【請求項６】
前記バインダー中のフッ素の含有率が、１．８５質量％〜６８．３質量％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の透明導電体。
【請求項１】
基体と、
導電性粒子及びバインダーの硬化体を含有する導電層と、を備え、
前記バインダーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基からなる群より選ばれる少なくとも１種の置換基を側鎖に有する、透明導電体。
【化１】
［式（１）〜（３）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示す。］
【請求項２】
前記バインダーが、少なくとも１種のモノマーから重合されるものであり、前記モノマーが、下記一般式（１）〜（４）で表される置換基のいずれかを有する、請求項１記載の透明導電体。
【化２】
［式（１）〜（３）中、ｎ、ｍ及びｐはそれぞれ正の整数を示す。］
【請求項３】
前記モノマーが、下記一般式（５）〜（８）で表される重合性官能基のいずれかを有する、請求項２記載の透明導電体。
【化３】
［式（５）中、Ｒ１は、二価の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子、若しくはメチル基を示す。また、式（７）中、Ｒ３は、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。］
【請求項４】
前記重合性官能基が、上記一般式（５）で表される重合性官能基である、請求項３記載の透明導電体。
【請求項５】
前記バインダーが、前記モノマーと、ビニル基を有する他のモノマーとの共重合体を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の透明導電体。
【請求項６】
前記バインダー中のフッ素の含有率が、１．８５質量％〜６８．３質量％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の透明導電体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２８６４２０（Ｐ２００６−２８６４２０Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０５３５２（Ｐ２００５−１０５３５２）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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