透明導電膜及びその製造方法
【課題】導電性無機粒子の体積含有率及び平均粒子径並びに透明導電膜の膜厚を、特定の要件を満たすようにして、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜を得る。
【解決手段】本発明の透明導電膜は、導電性無機粒子と樹脂成分とを含む透明導電膜であって、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａが、２５〜６０％であり、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂが、３０〜２００ｎｍであり、上記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａ、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ及び上記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（１）の要件を満たすことを特徴とする。
数式（１） ０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０
【解決手段】本発明の透明導電膜は、導電性無機粒子と樹脂成分とを含む透明導電膜であって、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａが、２５〜６０％であり、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂが、３０〜２００ｎｍであり、上記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａ、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ及び上記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（１）の要件を満たすことを特徴とする。
数式（１） ０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明導電膜、特に導電性無機粒子を含む透明導電膜は、一般にＰＥＴフィルムなどのフレキシブルシートに塗布されて形成され、ディスプレイの帯電防止フィルム又はタッチパネル電極などとして使用されている。
【０００３】
帯電防止フィルムは、ディスプレイの最表面に露出したフィルムであるため、表面への埃付着防止機能とともに、傷つき防止機能、透光性及び反射防止機能なども重要視される。このため、帯電防止フィルムを目的とする透明導電膜は、高い光透過率、反射防止性及び硬度を有するとともに、表面抵抗は１０8〜１０12Ω／スクエア程度であることが多い（特許文献１）。
【０００４】
一方、タッチパネルなどの電極として用いられる場合には、透明導電膜は表面抵抗が低いことが特に重要視される。そのため、透明導電膜中の導電性無機粒子の含有率を高くして表面抵抗を下げる方法だけでなく、透明導電膜を塗布したフィルムを加圧することによって、表面抵抗をより低くする方法が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
また、フィルムではなく、液晶モジュールなどのガラス上に直接帯電防止機能を付与する場合にも、より高い帯電防止機能が求められることがある。この場合、導電性無機粒子の量を増やせば表面抵抗は低くなるが、同時に光透過率が低下したり、ヘイズが上昇したりという問題が生じる。さらに、液晶モジュールなどのガラス上に直接透明導電膜を形成する場合には、フィルム上に透明導電膜を形成する場合とは異なり加圧することができないため、表面抵抗を下げることがさらに難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５６０５３２号公報
【特許文献２】特許第２９９４７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように塗布により基板上に透明導電膜を形成する場合、従来では、簡潔な工程で、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜を得ることは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するため、導電性無機粒子の体積含有率及び平均粒子径並びに透明導電膜の膜厚を、特定の要件を満たすようにして、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の透明導電膜は、導電性無機粒子と樹脂成分とを含む透明導電膜であって、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａが、２５〜６０％であり、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂが、３０〜２００ｎｍであり、上記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａ、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ及び上記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（１）の要件を満たすことを特徴とする。
数式（１） ０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０
【００１０】
また、本発明の透明導電膜の製造方法は、導電性無機粒子を含む透明導電膜の製造方法であって、導電性無機粒子と樹脂成分とを含むコーティング組成物を作製する工程と、透明基材の上に、上記コーティング組成物を塗布して塗膜を形成する工程と、上記塗膜を乾燥して透明導電膜を形成する工程とを含み、上記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１が、２５〜６０％であり、上記コーティング組成物における導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１が、３０〜２００ｎｍであり、上記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａ１、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１及び上記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（２）の要件を満たすことを特徴とする。
数式（２） ０．８≦（Ａ１／１００）2×√Ｂ１×Ｃ≦４．０
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、透明導電膜中の導電性無機粒子の体積含有率Ａを２５〜６０％の範囲にし、導電性無機粒子の平均粒子径Ｂを３０〜２００ｎｍの範囲にするとともに、透明導電膜の膜厚Ｃを０．３〜３．０μｍの範囲にし、かつ、上記Ａ、Ｂ及びＣの関係を、０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０という要件を満たすようにすることにより、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜を得ることができる。また、本発明の製造方法によれば、簡潔な工程で、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の透明導電膜の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明においては、透明導電膜の膜厚、透明導電膜中の導電性無機粒子の体積含有率及び平均粒子径の相関を鋭意検討した結果、導電性無機粒子の体積含有率Ａ及び平均粒子径Ｂ、並びに透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０という要件を満たすことにより、導電性と透明性とのバランスがとれた透明導電膜を得ることができることの知見を得て、本発明に至った。
【００１４】
上記透明導電膜中の導電性無機粒子の体積含有率を体積含有率Ａとすると、体積含有率Ａは、２５〜６０％であり、３０〜５０％であることが好ましく、３５〜４５％であることが特に好ましい。ここで、体積含有率Ａは、不揮発固形成分からなる透明導電膜中の導電性無機粒子の体積の比率を意味する。上記体積含有率Ａが６０％を超えると、透明導電膜中の粒子による散乱が増加するだけでなく、導電性無機粒子間に樹脂が充填されずに粒子と空気の界面が増加したり、透明導電膜表面に粒子が露出して表面が粗くなったりするため、塗膜のヘイズが上昇してしまうという問題が生じる。また、上記体積含有率Ａが２５％を下回ると、粒子間の接点が少なくなりすぎるため、透明導電膜の表面抵抗が上昇する。
【００１５】
上記透明導電膜中の導電性無機粒子の平均粒子径を平均粒子径Ｂとすると、平均粒子径Ｂは、３０〜２００ｎｍであり、５０〜１８０ｎｍであることが好ましく、８０〜１５０ｎｍであることが特に好ましい。ここで、平均粒子径Ｂは、透明導電膜に含まれる導電性無機粒子の平均分散粒子径をいい、単位はナノメートル（ｎｍ）で表記するものとする。なお、上記平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、透明導電膜の表面又は断面における個々の粒子の粒子径を観察・測定した後、少なくとも１００個の粒子の粒子径を平均することにより得られる。上記平均粒子径Ｂが２００ｎｍを超えると、粒子の散乱によって塗膜のヘイズ値が上昇しすぎるという問題が生じる。また、導電性無機粒子の平均粒子径Ｂを小さくするためには１次粒子径の小さい導電性無機粒子を用いることが必要となるが、一般に、粒子の１次粒子径が小さいほど比表面積が増大して分散が難しくなるため、平均粒子径Ｂを３０ｎｍ未満にすることは実質的に困難である。
【００１６】
上記平均粒子径Ｂを３０〜２００ｎｍとするためには、導電性無機粒子の１次粒子径は５〜１８０ｎｍであることが好ましい。ここで、粒子の１次粒子径とは、導電性無機粒子そのものをサンプルとし、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、粒界で区切られた個々の粒子の粒子径を観察・測定した後、少なくとも１００個の粒子の粒子径を平均した平均粒子径をいう。導電性無機粒子の１次粒子径が５ｎｍ未満であると、結晶性のよい粒子を得ることが難しい傾向がある。一方、１次粒子径が１８０ｎｍよりも大きいと、平均粒子径Ｂを２００ｎｍ以下にすることが困難である。
【００１７】
本発明の透明導電膜の膜厚を膜厚Ｃとすると、膜厚Ｃは、０．３〜３μｍであり、０．５〜２．５μｍであることが好ましく、０．８〜１．５μｍであることがさらに好ましい。上記膜厚Ｃが０．３μｍ未満であると、塗膜の光透過率は向上するものの、塗膜が薄すぎるために硬度が弱くなるという問題点がある。また、膜厚を厚くすると表面抵抗値は低下する傾向にあるが、３μｍを超えると表面抵抗値はほぼ一定となる。一方、塗膜が厚くなると光透過率が低下し、さらに材料量が増加してコスト高となる。
【００１８】
本発明の透明導電膜において、上記体積含有率Ａ（％）、平均粒子径Ｂ（ｎｍ）及び膜厚Ｃ（μｍ）は、下記数式（１）の関係を満たす。
数式（１） ０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０
【００１９】
透明導電膜において、膜厚Ｃが厚くなると、シートの単位面積あたりの導電性無機粒子の量が増加するため、表面抵抗は小さくなる傾向にあるが、一方で粒子の光吸収や散乱によって光透過率が低下してヘイズが上昇するという問題が生じる。
【００２０】
また、膜厚Ｃを一定とした場合、導電性無機粒子の平均粒子径Ｂを小さくすれば、粒子の散乱が少なくなってヘイズが減少する。しかし、導電性無機粒子間の粒子間接点が増えて接触抵抗が上昇するため、透明導電膜の表面抵抗を下げるためには、平均粒子径Ｂが大きい場合に比べて体積含有率Ａを増加する必要がある。
【００２１】
また、体積含有率Ａが一定の場合、平均粒子径Ｂを大きくすると表面抵抗が低下して、導電性が向上し得る。しかし、粒子の散乱によるヘイズが上昇するため、透明導電膜の白濁を防ぐためには体積含有率Ａを下げることが必要である。
【００２２】
上記数式（１）は、透明導電膜における透明性と導電性のバランスを良好にするための指標である。本発明において、透明性は、光透過率及びヘイズにより示され、光透過率及びヘイズの値が低いほど、透明性に優れる。また、本発明において、導電性は表面抵抗により示され、表面抵抗の値が低いほど、導電性に優れる。
【００２３】
具体的には、上記数式（１）の値が０．８を下回ると、透明導電膜の表面抵抗値が高くなり帯電防止機能すなわち導電性が低減する。一方、上記数式（１）の値が４．０を上回ると、透明導電膜のヘイズ値が高くなり膜が白濁してしまう。
【００２４】
上記透明導電膜の表面抵抗は、１×１０8Ω／スクエア以下であることが好ましく、１×１０6Ω／スクエア以下であることがさらに好ましく、１×１０5Ω／スクエア以下であることが特に好ましい。上記表面抵抗値は低ければ低いほどよいが、焼成工程や加圧工程を行わず、塗布工程のみによって作製する場合は、表面抵抗を１０００Ω／スクエア以下とすることは実質的に難しい傾向がある。
【００２５】
上記透明導電膜のヘイズ値は、３．０％以下であることが好ましく、１．５％以下であることがさらに好ましく、１．０％以下であることが特に好ましい。また、導電性無機粒子を含有するため、ヘイズ値を０．２％以下にすることは困難である傾向がある。また、上記透明導電膜の可視光透過率は、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。
【００２６】
以下、本発明の透明導電膜の製造方法を説明する。
【００２７】
本発明の透明導電膜の製造方法は、導電性無機粒子と樹脂成分とを含むコーティング組成物を作製する工程と、透明基材の上に、上記コーティング組成物を塗布して塗膜を形成する工程と、上記塗膜を乾燥して透明導電膜を形成する工程とを含む。図１は、本発明の製造方法により得られる透明導電膜の一例を示す概略断面図である。図１において、透明導電膜１２は、透明基材１１の一方の主面に設けられている。
【００２８】
透明導電膜の形成に用いるコーティング組成物は、導電性無機粒子と樹脂成分とを含む。
【００２９】
上記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率を体積含有率Ａ１とすると、体積含有率Ａ１は、２５〜６０％であり、３０〜５０％であることが好ましく、３５〜４５％であることが特に好ましい。ここで、体積含有率Ａ１は、溶剤を除く不揮発固形成分全体に対する導電性無機粒子の体積の比率を意味する。上記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１を２５〜６５％にすることにより、コーティング組成物を塗布して形成した本発明の透明導電膜における導電性無機粒子の体積含有率Ａも２５〜６５％にすることができる。
【００３０】
上記コーティング組成物における導電性無機粒子の平均粒子径を平均粒子径Ｂ１とすると、平均粒子径Ｂ１は、３０〜２００ｎｍであり、５０〜１８０ｎｍであることが好ましく、８０〜１５０ｎｍであることが特に好ましい。ここで、平均粒子径Ｂ１は、コーティング組成物中に分散している導電性無機粒子の平均粒子径をいい、単位はナノメートル（ｎｍ）で表記するものとする。なお、上記平均粒子径は、レーザー回折散乱法や動的光散乱法によって測定される粒度分布の平均値と定義する。上記コーティング組成物における導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１を３０〜２００ｎｍにすることにより、コーティング組成物を塗布して形成した本発明の透明導電膜における導電性無機粒子の平均粒子径Ｂも３０〜２００ｎｍにすることができる。
【００３１】
上記体積含有率Ａ１（％）、平均粒子径Ｂ１（ｎｍ）及び透明導電膜の膜厚Ｃ（μｍ）は、下記数式（２）の関係を満たす。
数式（２） ０．８≦（Ａ１／１００）2×√Ｂ１×Ｃ≦４．０
【００３２】
上記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１を２５〜６５％にし、平均粒子径Ｂ１を３０〜２００ｎｍにすることにより、コーティング組成物を塗布して形成した透明導電膜における導電性無機粒子の体積含有率Ａを２５〜６５％にし、平均粒子径Ｂを３０〜２００ｎｍにすることができる。また、上記体積含有率Ａ１（％）、平均粒子径Ｂ１（ｎｍ）及び透明導電膜の膜厚Ｃ（μｍ）が数式（２）の要件を満たすことにより、透明導電膜において、導電性無機粒子の体積含有率Ａ及び平均粒子径Ｂ並びに透明導電膜の膜厚Ｃも、上記数式（１）の要件、すなわち、０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０の関係を満たすことになる。
【００３３】
上記導電性無機粒子としては、透明性と導電性を兼ね備えた粒子であればよく、特に限定されず、例えば、導電性金属酸化物粒子や導電性窒化物粒子などを用いることができる。上記導電性金属酸化物粒子としては、酸化スズ粒子、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）粒子、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）粒子、アルミニウム含有酸化亜鉛（ＡＺＯ）粒子、ガリウム含有酸化亜鉛（ＧＺＯ）粒子などの金属酸化物粒子が挙げられる。上記導電性金属酸化物粒子は、単独で用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。また、上記導電性無機粒子は、酸化スズ粒子、アンチモン含有酸化スズ粒子及びスズ含有酸化インジウム粒子からなる群から選ばれる少なくとも一種を主成分とすることが好ましい。これらの化合物は透明性、導電性や化学特性に優れており、塗膜にした場合にも高い光透過率と導電性を実現することができるからである。ここで、主成分とは、導電性無機粒子全体に対して、７０重量％以上含まれる導電性無機粒子をいう。
【００３４】
上記樹脂としては、上記導電性無機粒子を分散して塗膜を形成できるものであればよく、特に限定されない。例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、及び光硬化性モノマーと重合開始剤とを含む光硬化性樹脂などが挙げられる。
【００３５】
上記コーティング組成物は、さらに溶剤を含むことが好ましい。コーティング組成物は固形成分である導電性無機粒子を多く含むため、仮に樹脂成分が光硬化性モノマーのような液状成分であったとしても、溶剤を含まない場合にはコーティング組成物を塗布に適した粘度とすることが困難になる傾向がある。
【００３６】
上記溶剤としては、樹脂成分を溶解し、かつ塗布後の乾燥工程によって除去できるものであればよく、特に限定されない。例えば、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールアルキルエーテルやグリコールアルキルエステル類などが挙げられる。
【００３７】
上記コーティング組成物には、さらに、導電性無機粒子の分散性を向上させるための分散剤や、基材に対する濡れ性及び／又はレベリング性を向上させるための表面調整剤が添加されていてもよい。
【００３８】
上記コーティング組成物の作製は、導電性無機粒子を樹脂及び／又は溶剤中に分散できればよく、特に限定されない。例えば、導電性無機粒子を分散させるために、ボールミル、サンドミル、ピコミル、ペイントコンディショナーなどのメディアを介在させた機械的処理、又は超音波分散機、ホモジナイザー、ディスパー及びジェットミルなどを使用して分散処理を施してもよい。
【００３９】
次に、上記コーティング組成物を塗布して透明導電膜を形成する。塗布方法としては、平滑な塗膜を形成しうる塗布方法であればよく、特に限定されない。例えば、スピンコート、ロールコート、ダイコート、エアナイフコート、ブレードコート、リバースコート、グラビアコート、マイクログラビアコートなどの塗工法、又はグラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などの印刷法、スプレー塗布やディップ塗布などの塗布法を用いることができる。コーティング組成物を塗布した後、乾燥によって溶剤を除去する。また、必要に応じて、塗膜にＵＶ光やＥＢ光を照射して塗膜を硬化させたりして、透明導電膜を形成してもよい。また、透明導電膜を形成する基材としては、透明で平滑な基材であればよく、ガラスであることが特に好ましい。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例に基いて本発明を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４１】
先ず、以下のようにしてＩＴＯ分散体組成物ａ〜ｄを調製した。
【００４２】
＜ＩＴＯ分散体組成物ａ＞
１００ｍｌのプラスチック製ビンに、下記の成分を計り取り、ペイントシェーカー（東洋精機社製）で２０分間分散した後、ジルコニアビーズを取り除いて、ＩＴＯ分散体組成物ａを得た。なお、スズ含有インジウム酸化物（ＩＴＯ）粒子における酸化スズの含有率は１０重量％である。
（１）スズ含有インジウム酸化物（ＩＴＯ）粒子 １２．０ｇ
（２）分散剤“ＢＹＫ１６３”（ビックケミー社製） ０．６０ｇ
（３）メチルエチルケトン（和光純薬社製） １３．７ｇ
（４）トルエン（和光純薬社製） １３．７ｇ
（５）ジルコニアビーズ（液の攪拌分散用、直径０．３ｍｍ） ６０．０ｇ
【００４３】
＜ＩＴＯ分散体組成物ｂ〜ｄ＞
分散時間を、それぞれ１５分、２５分、３５分にしたこと以外は、ＩＴＯ分散体組成物ａの場合と同様にして、ＩＴＯ分散体組成物ｂ〜ｄを得た。
【００４４】
ＩＴＯ分散体組成物ａ〜ｄにおける、ＩＴＯ粒子の平均粒子径を動的光散乱方式の粒度分布計（コールター社製“Ｎ４ＰＬＵＳ”）で測定を行ったところ、それぞれ、１８０ｎｍ、２５０ｎｍ、１１０ｎｍ、７５ｎｍであった。なお、上記のとおり、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観測して、原料のＩＴＯ粒子の１次粒子径を測定したところ、３２ｎｍであった。上記ＩＴＯ粒子の１次粒子径は、１００個の粒子の粒子径を測定して平均した結果である。
【００４５】
次に、以下のようにしてコーティング組成物１〜１９を調製した。
【００４６】
＜コーティング組成物１＞
紫外線を遮蔽したプラスチック製ビンに、ＩＴＯ分散体組成物ａ及び下記の成分を計り取り・攪拌して、３０ｇのコーティング組成物１を調製した。
（１）ＩＴＯ分散体組成物ａ １８．０ｇ
（２）アクリル樹脂“ＢＲ１０６”（三菱レイヨン社製） １．８３ｇ
（３）メチルエチルケトン（和光純薬社製） ２．２７ｇ
（４）トルエン（和光純薬社製） ２．２７ｇ
（５）シクロヘキサノン（和光純薬社製） ５．６３ｇ
【００４７】
重量含有率をＭをとし、ＩＴＯの比重を７．１、アクリル樹脂の比重を１．１として計算すると、体積含有率は、下記数式（３）により計算することができる。
数式（３） 体積含有率＝Ｍ／７．１／［Ｍ／７．１＋（１−Ｍ）］／１．１
コーティング組成物１の不揮発固形成分中のＩＴＯ粒子の重量含有率は７２．０％であり、ＩＴＯ粒子の体積含有率は２８．５％であった。
【００４８】
＜コーティング組成物２〜１９＞
下記表１に示すＩＴＯ分散体組成物及びその他の成分を、表１に示す配合量で配合し、コーティング組成物１と同様にして、それぞれ、コーティング組成物２〜１９を調製した。また、表１には、コーティング組成物１〜１９の不揮発固形成分中のＩＴＯ粒子の重量含有率を示した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
（実施例１）
コーティング組成物１を、厚さ２ｍｍの光学ガラス基板上にスピンコーター（ミカサ社製“１−ＨＤＸ２”）を用いて回転数５００ｒｐｍにて塗布した後、１００℃の乾燥機で２分間乾燥させて、実施例１の透明導電膜を得た。実施例１の透明導電膜中のＩＴＯ粒子の平均粒子径を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観測して測定した結果、１８５ｎｍであり、コーティング組成物におけるＩＴＯ粒子の平均粒子径とほぼ同一であることが分かった。なお、上記のＩＴＯ粒子の平均粒子径は、１００個の粒子の粒子径を測定して平均した結果である。
【００５１】
（実施例２〜７及び１０〜１５）
それぞれ、コーティング組成物２〜７及び８〜１３を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜７及び１０〜１５の透明導電膜を得た。
【００５２】
（実施例８及び９）
スピンコーターの回転数を、それぞれ、１０００ｒｐｍ及び３００ｒｐｍに変更したこと以外は、実施例７と同様にして、実施例８及び９の透明導電膜を得た。
【００５３】
（比較例１〜５）
それぞれ、コーティング組成物１４〜１８を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１〜５の透明導電膜を得た。
【００５４】
（比較例６）
コーティング組成物１９を用いたこと及びスピンコーターの回転数を、２００ｒｐｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例６の透明導電膜を得た。
【００５５】
実施例１〜１５及び比較例１〜６の透明導電膜の膜厚、表面抵抗、光透過率及びヘイズを、下記のとおり測定してその結果を表２に示した。
【００５６】
（膜厚）
透明導電膜をガラス基板ごと切断し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立製作所社製“Ｓ−４５００”）にて断面観察して、膜厚を測定した。
【００５７】
（表面抵抗）
抵抗計（“ロウレスタＡＰ−ＭＣＰ−Ｔ４００”）及び抵抗計（“ハイレスタＨＴ−２１０”）を用いて、透明導電膜の表面抵抗を測定した。なお、いずれの抵抗計もダイアインスツルメンツ社製である。
【００５８】
（光透過率）
まず、紫外可視近赤外分光光度計“Ｖ−５７０”（日本分光社製）を用い、４５０〜６５０ｎｍの波長領域における光透過率スペクトルを測定した。次に、基板の光透過率を換算した塗膜のみの光透過率スペクトルについて、波長領域４５０〜６５０ｎｍの範囲の光透過率を平均した値を光透過率とした。
【００５９】
（ヘイズ）
紫外可視近赤外分光光度計“Ｖ−５７０”（日本分光社製）を用いて、ヘイズ値を測定した。
【００６０】
【表２】
【００６１】
実施例１〜１５及び比較例１〜６の透明導電膜の作製に用いたコーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１及び平均粒子径Ｂ１、透明導電膜の膜厚Ｃ、並びに（Ａ１／１００）2×√Ｂ１×Ｃの値を、下記表３に示した。また、実施例１〜１５及び比較例１〜６の透明導電膜の透明性及び導電性を、下記のとおり評価してその結果も表３に示した。
【００６２】
（透明性）
Ａ：光透過率９５％以上かつヘイズ１．５％未満
Ｂ：光透過率９０％以上９５％未満かつヘイズ３．０％未満
Ｃ：ヘイズ３．０％以上
【００６３】
（導電性）
Ａ：表面抵抗が１．０×１０5Ω／スクエア未満
Ｂ：表面抵抗が１．０×１０8Ω／スクエア以下
Ｃ：表面抵抗が１．０×１０8Ω／スクエアを超える
【００６４】
【表３】
【００６５】
表３に示すように、実施例１〜１５においては、優れた導電性及び透明性を有する透明導電膜が得られた。なお、実施例１の透明導電膜中の導電性無機粒子の体積含有率Ａ、平均粒子径Ｂ及び膜厚Ｃから得られた数式（１）の値は、１．２１であり、コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１、平均粒子径Ｂ１及び膜厚Ｃから得られる数式（２）の値とほぼ一致していた。
【００６６】
一方、平均粒子径Ｂ１が２００ｎｍを超える比較例１においては、導電性と透明性が両立した透明導電膜を得ることができなかった。また、体積含有率Ａ１が２５％未満である比較例２及び体積含有率Ａ１が６０％を超える比較例５においても、導電性と透明性が両立した透明導電膜を得ることができなかった。また、数式（２）の値が４を超える比較例３及び数式（２）の値が０．８未満である比較例４においても、導電性と透明性が両立した透明導電膜を得ることができなかった。また、膜厚Ｃが３μｍを超える比較例６においても、導電性と透明性が両立した透明導電膜を得ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
塗布により基板上に透明導電膜を形成する場合、導電性無機粒子の体積含有率及び平均粒子径並びに透明導電膜の膜厚を、特定の要件を満たすようにして、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜が提供でき、帯電防止フィルム、タッチパネル用電極などへの応用が期待できる。
【符号の説明】
【００６８】
１１ 透明基材
１２ 透明導電膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明導電膜、特に導電性無機粒子を含む透明導電膜は、一般にＰＥＴフィルムなどのフレキシブルシートに塗布されて形成され、ディスプレイの帯電防止フィルム又はタッチパネル電極などとして使用されている。
【０００３】
帯電防止フィルムは、ディスプレイの最表面に露出したフィルムであるため、表面への埃付着防止機能とともに、傷つき防止機能、透光性及び反射防止機能なども重要視される。このため、帯電防止フィルムを目的とする透明導電膜は、高い光透過率、反射防止性及び硬度を有するとともに、表面抵抗は１０8〜１０12Ω／スクエア程度であることが多い（特許文献１）。
【０００４】
一方、タッチパネルなどの電極として用いられる場合には、透明導電膜は表面抵抗が低いことが特に重要視される。そのため、透明導電膜中の導電性無機粒子の含有率を高くして表面抵抗を下げる方法だけでなく、透明導電膜を塗布したフィルムを加圧することによって、表面抵抗をより低くする方法が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
また、フィルムではなく、液晶モジュールなどのガラス上に直接帯電防止機能を付与する場合にも、より高い帯電防止機能が求められることがある。この場合、導電性無機粒子の量を増やせば表面抵抗は低くなるが、同時に光透過率が低下したり、ヘイズが上昇したりという問題が生じる。さらに、液晶モジュールなどのガラス上に直接透明導電膜を形成する場合には、フィルム上に透明導電膜を形成する場合とは異なり加圧することができないため、表面抵抗を下げることがさらに難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５６０５３２号公報
【特許文献２】特許第２９９４７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように塗布により基板上に透明導電膜を形成する場合、従来では、簡潔な工程で、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜を得ることは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するため、導電性無機粒子の体積含有率及び平均粒子径並びに透明導電膜の膜厚を、特定の要件を満たすようにして、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の透明導電膜は、導電性無機粒子と樹脂成分とを含む透明導電膜であって、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａが、２５〜６０％であり、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂが、３０〜２００ｎｍであり、上記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａ、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ及び上記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（１）の要件を満たすことを特徴とする。
数式（１） ０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０
【００１０】
また、本発明の透明導電膜の製造方法は、導電性無機粒子を含む透明導電膜の製造方法であって、導電性無機粒子と樹脂成分とを含むコーティング組成物を作製する工程と、透明基材の上に、上記コーティング組成物を塗布して塗膜を形成する工程と、上記塗膜を乾燥して透明導電膜を形成する工程とを含み、上記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１が、２５〜６０％であり、上記コーティング組成物における導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１が、３０〜２００ｎｍであり、上記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、上記導電性無機粒子の体積含有率Ａ１、上記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１及び上記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（２）の要件を満たすことを特徴とする。
数式（２） ０．８≦（Ａ１／１００）2×√Ｂ１×Ｃ≦４．０
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、透明導電膜中の導電性無機粒子の体積含有率Ａを２５〜６０％の範囲にし、導電性無機粒子の平均粒子径Ｂを３０〜２００ｎｍの範囲にするとともに、透明導電膜の膜厚Ｃを０．３〜３．０μｍの範囲にし、かつ、上記Ａ、Ｂ及びＣの関係を、０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０という要件を満たすようにすることにより、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜を得ることができる。また、本発明の製造方法によれば、簡潔な工程で、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の透明導電膜の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明においては、透明導電膜の膜厚、透明導電膜中の導電性無機粒子の体積含有率及び平均粒子径の相関を鋭意検討した結果、導電性無機粒子の体積含有率Ａ及び平均粒子径Ｂ、並びに透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０という要件を満たすことにより、導電性と透明性とのバランスがとれた透明導電膜を得ることができることの知見を得て、本発明に至った。
【００１４】
上記透明導電膜中の導電性無機粒子の体積含有率を体積含有率Ａとすると、体積含有率Ａは、２５〜６０％であり、３０〜５０％であることが好ましく、３５〜４５％であることが特に好ましい。ここで、体積含有率Ａは、不揮発固形成分からなる透明導電膜中の導電性無機粒子の体積の比率を意味する。上記体積含有率Ａが６０％を超えると、透明導電膜中の粒子による散乱が増加するだけでなく、導電性無機粒子間に樹脂が充填されずに粒子と空気の界面が増加したり、透明導電膜表面に粒子が露出して表面が粗くなったりするため、塗膜のヘイズが上昇してしまうという問題が生じる。また、上記体積含有率Ａが２５％を下回ると、粒子間の接点が少なくなりすぎるため、透明導電膜の表面抵抗が上昇する。
【００１５】
上記透明導電膜中の導電性無機粒子の平均粒子径を平均粒子径Ｂとすると、平均粒子径Ｂは、３０〜２００ｎｍであり、５０〜１８０ｎｍであることが好ましく、８０〜１５０ｎｍであることが特に好ましい。ここで、平均粒子径Ｂは、透明導電膜に含まれる導電性無機粒子の平均分散粒子径をいい、単位はナノメートル（ｎｍ）で表記するものとする。なお、上記平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、透明導電膜の表面又は断面における個々の粒子の粒子径を観察・測定した後、少なくとも１００個の粒子の粒子径を平均することにより得られる。上記平均粒子径Ｂが２００ｎｍを超えると、粒子の散乱によって塗膜のヘイズ値が上昇しすぎるという問題が生じる。また、導電性無機粒子の平均粒子径Ｂを小さくするためには１次粒子径の小さい導電性無機粒子を用いることが必要となるが、一般に、粒子の１次粒子径が小さいほど比表面積が増大して分散が難しくなるため、平均粒子径Ｂを３０ｎｍ未満にすることは実質的に困難である。
【００１６】
上記平均粒子径Ｂを３０〜２００ｎｍとするためには、導電性無機粒子の１次粒子径は５〜１８０ｎｍであることが好ましい。ここで、粒子の１次粒子径とは、導電性無機粒子そのものをサンプルとし、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、粒界で区切られた個々の粒子の粒子径を観察・測定した後、少なくとも１００個の粒子の粒子径を平均した平均粒子径をいう。導電性無機粒子の１次粒子径が５ｎｍ未満であると、結晶性のよい粒子を得ることが難しい傾向がある。一方、１次粒子径が１８０ｎｍよりも大きいと、平均粒子径Ｂを２００ｎｍ以下にすることが困難である。
【００１７】
本発明の透明導電膜の膜厚を膜厚Ｃとすると、膜厚Ｃは、０．３〜３μｍであり、０．５〜２．５μｍであることが好ましく、０．８〜１．５μｍであることがさらに好ましい。上記膜厚Ｃが０．３μｍ未満であると、塗膜の光透過率は向上するものの、塗膜が薄すぎるために硬度が弱くなるという問題点がある。また、膜厚を厚くすると表面抵抗値は低下する傾向にあるが、３μｍを超えると表面抵抗値はほぼ一定となる。一方、塗膜が厚くなると光透過率が低下し、さらに材料量が増加してコスト高となる。
【００１８】
本発明の透明導電膜において、上記体積含有率Ａ（％）、平均粒子径Ｂ（ｎｍ）及び膜厚Ｃ（μｍ）は、下記数式（１）の関係を満たす。
数式（１） ０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０
【００１９】
透明導電膜において、膜厚Ｃが厚くなると、シートの単位面積あたりの導電性無機粒子の量が増加するため、表面抵抗は小さくなる傾向にあるが、一方で粒子の光吸収や散乱によって光透過率が低下してヘイズが上昇するという問題が生じる。
【００２０】
また、膜厚Ｃを一定とした場合、導電性無機粒子の平均粒子径Ｂを小さくすれば、粒子の散乱が少なくなってヘイズが減少する。しかし、導電性無機粒子間の粒子間接点が増えて接触抵抗が上昇するため、透明導電膜の表面抵抗を下げるためには、平均粒子径Ｂが大きい場合に比べて体積含有率Ａを増加する必要がある。
【００２１】
また、体積含有率Ａが一定の場合、平均粒子径Ｂを大きくすると表面抵抗が低下して、導電性が向上し得る。しかし、粒子の散乱によるヘイズが上昇するため、透明導電膜の白濁を防ぐためには体積含有率Ａを下げることが必要である。
【００２２】
上記数式（１）は、透明導電膜における透明性と導電性のバランスを良好にするための指標である。本発明において、透明性は、光透過率及びヘイズにより示され、光透過率及びヘイズの値が低いほど、透明性に優れる。また、本発明において、導電性は表面抵抗により示され、表面抵抗の値が低いほど、導電性に優れる。
【００２３】
具体的には、上記数式（１）の値が０．８を下回ると、透明導電膜の表面抵抗値が高くなり帯電防止機能すなわち導電性が低減する。一方、上記数式（１）の値が４．０を上回ると、透明導電膜のヘイズ値が高くなり膜が白濁してしまう。
【００２４】
上記透明導電膜の表面抵抗は、１×１０8Ω／スクエア以下であることが好ましく、１×１０6Ω／スクエア以下であることがさらに好ましく、１×１０5Ω／スクエア以下であることが特に好ましい。上記表面抵抗値は低ければ低いほどよいが、焼成工程や加圧工程を行わず、塗布工程のみによって作製する場合は、表面抵抗を１０００Ω／スクエア以下とすることは実質的に難しい傾向がある。
【００２５】
上記透明導電膜のヘイズ値は、３．０％以下であることが好ましく、１．５％以下であることがさらに好ましく、１．０％以下であることが特に好ましい。また、導電性無機粒子を含有するため、ヘイズ値を０．２％以下にすることは困難である傾向がある。また、上記透明導電膜の可視光透過率は、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。
【００２６】
以下、本発明の透明導電膜の製造方法を説明する。
【００２７】
本発明の透明導電膜の製造方法は、導電性無機粒子と樹脂成分とを含むコーティング組成物を作製する工程と、透明基材の上に、上記コーティング組成物を塗布して塗膜を形成する工程と、上記塗膜を乾燥して透明導電膜を形成する工程とを含む。図１は、本発明の製造方法により得られる透明導電膜の一例を示す概略断面図である。図１において、透明導電膜１２は、透明基材１１の一方の主面に設けられている。
【００２８】
透明導電膜の形成に用いるコーティング組成物は、導電性無機粒子と樹脂成分とを含む。
【００２９】
上記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率を体積含有率Ａ１とすると、体積含有率Ａ１は、２５〜６０％であり、３０〜５０％であることが好ましく、３５〜４５％であることが特に好ましい。ここで、体積含有率Ａ１は、溶剤を除く不揮発固形成分全体に対する導電性無機粒子の体積の比率を意味する。上記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１を２５〜６５％にすることにより、コーティング組成物を塗布して形成した本発明の透明導電膜における導電性無機粒子の体積含有率Ａも２５〜６５％にすることができる。
【００３０】
上記コーティング組成物における導電性無機粒子の平均粒子径を平均粒子径Ｂ１とすると、平均粒子径Ｂ１は、３０〜２００ｎｍであり、５０〜１８０ｎｍであることが好ましく、８０〜１５０ｎｍであることが特に好ましい。ここで、平均粒子径Ｂ１は、コーティング組成物中に分散している導電性無機粒子の平均粒子径をいい、単位はナノメートル（ｎｍ）で表記するものとする。なお、上記平均粒子径は、レーザー回折散乱法や動的光散乱法によって測定される粒度分布の平均値と定義する。上記コーティング組成物における導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１を３０〜２００ｎｍにすることにより、コーティング組成物を塗布して形成した本発明の透明導電膜における導電性無機粒子の平均粒子径Ｂも３０〜２００ｎｍにすることができる。
【００３１】
上記体積含有率Ａ１（％）、平均粒子径Ｂ１（ｎｍ）及び透明導電膜の膜厚Ｃ（μｍ）は、下記数式（２）の関係を満たす。
数式（２） ０．８≦（Ａ１／１００）2×√Ｂ１×Ｃ≦４．０
【００３２】
上記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１を２５〜６５％にし、平均粒子径Ｂ１を３０〜２００ｎｍにすることにより、コーティング組成物を塗布して形成した透明導電膜における導電性無機粒子の体積含有率Ａを２５〜６５％にし、平均粒子径Ｂを３０〜２００ｎｍにすることができる。また、上記体積含有率Ａ１（％）、平均粒子径Ｂ１（ｎｍ）及び透明導電膜の膜厚Ｃ（μｍ）が数式（２）の要件を満たすことにより、透明導電膜において、導電性無機粒子の体積含有率Ａ及び平均粒子径Ｂ並びに透明導電膜の膜厚Ｃも、上記数式（１）の要件、すなわち、０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０の関係を満たすことになる。
【００３３】
上記導電性無機粒子としては、透明性と導電性を兼ね備えた粒子であればよく、特に限定されず、例えば、導電性金属酸化物粒子や導電性窒化物粒子などを用いることができる。上記導電性金属酸化物粒子としては、酸化スズ粒子、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）粒子、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）粒子、アルミニウム含有酸化亜鉛（ＡＺＯ）粒子、ガリウム含有酸化亜鉛（ＧＺＯ）粒子などの金属酸化物粒子が挙げられる。上記導電性金属酸化物粒子は、単独で用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。また、上記導電性無機粒子は、酸化スズ粒子、アンチモン含有酸化スズ粒子及びスズ含有酸化インジウム粒子からなる群から選ばれる少なくとも一種を主成分とすることが好ましい。これらの化合物は透明性、導電性や化学特性に優れており、塗膜にした場合にも高い光透過率と導電性を実現することができるからである。ここで、主成分とは、導電性無機粒子全体に対して、７０重量％以上含まれる導電性無機粒子をいう。
【００３４】
上記樹脂としては、上記導電性無機粒子を分散して塗膜を形成できるものであればよく、特に限定されない。例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、及び光硬化性モノマーと重合開始剤とを含む光硬化性樹脂などが挙げられる。
【００３５】
上記コーティング組成物は、さらに溶剤を含むことが好ましい。コーティング組成物は固形成分である導電性無機粒子を多く含むため、仮に樹脂成分が光硬化性モノマーのような液状成分であったとしても、溶剤を含まない場合にはコーティング組成物を塗布に適した粘度とすることが困難になる傾向がある。
【００３６】
上記溶剤としては、樹脂成分を溶解し、かつ塗布後の乾燥工程によって除去できるものであればよく、特に限定されない。例えば、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールアルキルエーテルやグリコールアルキルエステル類などが挙げられる。
【００３７】
上記コーティング組成物には、さらに、導電性無機粒子の分散性を向上させるための分散剤や、基材に対する濡れ性及び／又はレベリング性を向上させるための表面調整剤が添加されていてもよい。
【００３８】
上記コーティング組成物の作製は、導電性無機粒子を樹脂及び／又は溶剤中に分散できればよく、特に限定されない。例えば、導電性無機粒子を分散させるために、ボールミル、サンドミル、ピコミル、ペイントコンディショナーなどのメディアを介在させた機械的処理、又は超音波分散機、ホモジナイザー、ディスパー及びジェットミルなどを使用して分散処理を施してもよい。
【００３９】
次に、上記コーティング組成物を塗布して透明導電膜を形成する。塗布方法としては、平滑な塗膜を形成しうる塗布方法であればよく、特に限定されない。例えば、スピンコート、ロールコート、ダイコート、エアナイフコート、ブレードコート、リバースコート、グラビアコート、マイクログラビアコートなどの塗工法、又はグラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などの印刷法、スプレー塗布やディップ塗布などの塗布法を用いることができる。コーティング組成物を塗布した後、乾燥によって溶剤を除去する。また、必要に応じて、塗膜にＵＶ光やＥＢ光を照射して塗膜を硬化させたりして、透明導電膜を形成してもよい。また、透明導電膜を形成する基材としては、透明で平滑な基材であればよく、ガラスであることが特に好ましい。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例に基いて本発明を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４１】
先ず、以下のようにしてＩＴＯ分散体組成物ａ〜ｄを調製した。
【００４２】
＜ＩＴＯ分散体組成物ａ＞
１００ｍｌのプラスチック製ビンに、下記の成分を計り取り、ペイントシェーカー（東洋精機社製）で２０分間分散した後、ジルコニアビーズを取り除いて、ＩＴＯ分散体組成物ａを得た。なお、スズ含有インジウム酸化物（ＩＴＯ）粒子における酸化スズの含有率は１０重量％である。
（１）スズ含有インジウム酸化物（ＩＴＯ）粒子 １２．０ｇ
（２）分散剤“ＢＹＫ１６３”（ビックケミー社製） ０．６０ｇ
（３）メチルエチルケトン（和光純薬社製） １３．７ｇ
（４）トルエン（和光純薬社製） １３．７ｇ
（５）ジルコニアビーズ（液の攪拌分散用、直径０．３ｍｍ） ６０．０ｇ
【００４３】
＜ＩＴＯ分散体組成物ｂ〜ｄ＞
分散時間を、それぞれ１５分、２５分、３５分にしたこと以外は、ＩＴＯ分散体組成物ａの場合と同様にして、ＩＴＯ分散体組成物ｂ〜ｄを得た。
【００４４】
ＩＴＯ分散体組成物ａ〜ｄにおける、ＩＴＯ粒子の平均粒子径を動的光散乱方式の粒度分布計（コールター社製“Ｎ４ＰＬＵＳ”）で測定を行ったところ、それぞれ、１８０ｎｍ、２５０ｎｍ、１１０ｎｍ、７５ｎｍであった。なお、上記のとおり、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観測して、原料のＩＴＯ粒子の１次粒子径を測定したところ、３２ｎｍであった。上記ＩＴＯ粒子の１次粒子径は、１００個の粒子の粒子径を測定して平均した結果である。
【００４５】
次に、以下のようにしてコーティング組成物１〜１９を調製した。
【００４６】
＜コーティング組成物１＞
紫外線を遮蔽したプラスチック製ビンに、ＩＴＯ分散体組成物ａ及び下記の成分を計り取り・攪拌して、３０ｇのコーティング組成物１を調製した。
（１）ＩＴＯ分散体組成物ａ １８．０ｇ
（２）アクリル樹脂“ＢＲ１０６”（三菱レイヨン社製） １．８３ｇ
（３）メチルエチルケトン（和光純薬社製） ２．２７ｇ
（４）トルエン（和光純薬社製） ２．２７ｇ
（５）シクロヘキサノン（和光純薬社製） ５．６３ｇ
【００４７】
重量含有率をＭをとし、ＩＴＯの比重を７．１、アクリル樹脂の比重を１．１として計算すると、体積含有率は、下記数式（３）により計算することができる。
数式（３） 体積含有率＝Ｍ／７．１／［Ｍ／７．１＋（１−Ｍ）］／１．１
コーティング組成物１の不揮発固形成分中のＩＴＯ粒子の重量含有率は７２．０％であり、ＩＴＯ粒子の体積含有率は２８．５％であった。
【００４８】
＜コーティング組成物２〜１９＞
下記表１に示すＩＴＯ分散体組成物及びその他の成分を、表１に示す配合量で配合し、コーティング組成物１と同様にして、それぞれ、コーティング組成物２〜１９を調製した。また、表１には、コーティング組成物１〜１９の不揮発固形成分中のＩＴＯ粒子の重量含有率を示した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
（実施例１）
コーティング組成物１を、厚さ２ｍｍの光学ガラス基板上にスピンコーター（ミカサ社製“１−ＨＤＸ２”）を用いて回転数５００ｒｐｍにて塗布した後、１００℃の乾燥機で２分間乾燥させて、実施例１の透明導電膜を得た。実施例１の透明導電膜中のＩＴＯ粒子の平均粒子径を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観測して測定した結果、１８５ｎｍであり、コーティング組成物におけるＩＴＯ粒子の平均粒子径とほぼ同一であることが分かった。なお、上記のＩＴＯ粒子の平均粒子径は、１００個の粒子の粒子径を測定して平均した結果である。
【００５１】
（実施例２〜７及び１０〜１５）
それぞれ、コーティング組成物２〜７及び８〜１３を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜７及び１０〜１５の透明導電膜を得た。
【００５２】
（実施例８及び９）
スピンコーターの回転数を、それぞれ、１０００ｒｐｍ及び３００ｒｐｍに変更したこと以外は、実施例７と同様にして、実施例８及び９の透明導電膜を得た。
【００５３】
（比較例１〜５）
それぞれ、コーティング組成物１４〜１８を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１〜５の透明導電膜を得た。
【００５４】
（比較例６）
コーティング組成物１９を用いたこと及びスピンコーターの回転数を、２００ｒｐｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例６の透明導電膜を得た。
【００５５】
実施例１〜１５及び比較例１〜６の透明導電膜の膜厚、表面抵抗、光透過率及びヘイズを、下記のとおり測定してその結果を表２に示した。
【００５６】
（膜厚）
透明導電膜をガラス基板ごと切断し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立製作所社製“Ｓ−４５００”）にて断面観察して、膜厚を測定した。
【００５７】
（表面抵抗）
抵抗計（“ロウレスタＡＰ−ＭＣＰ−Ｔ４００”）及び抵抗計（“ハイレスタＨＴ−２１０”）を用いて、透明導電膜の表面抵抗を測定した。なお、いずれの抵抗計もダイアインスツルメンツ社製である。
【００５８】
（光透過率）
まず、紫外可視近赤外分光光度計“Ｖ−５７０”（日本分光社製）を用い、４５０〜６５０ｎｍの波長領域における光透過率スペクトルを測定した。次に、基板の光透過率を換算した塗膜のみの光透過率スペクトルについて、波長領域４５０〜６５０ｎｍの範囲の光透過率を平均した値を光透過率とした。
【００５９】
（ヘイズ）
紫外可視近赤外分光光度計“Ｖ−５７０”（日本分光社製）を用いて、ヘイズ値を測定した。
【００６０】
【表２】
【００６１】
実施例１〜１５及び比較例１〜６の透明導電膜の作製に用いたコーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１及び平均粒子径Ｂ１、透明導電膜の膜厚Ｃ、並びに（Ａ１／１００）2×√Ｂ１×Ｃの値を、下記表３に示した。また、実施例１〜１５及び比較例１〜６の透明導電膜の透明性及び導電性を、下記のとおり評価してその結果も表３に示した。
【００６２】
（透明性）
Ａ：光透過率９５％以上かつヘイズ１．５％未満
Ｂ：光透過率９０％以上９５％未満かつヘイズ３．０％未満
Ｃ：ヘイズ３．０％以上
【００６３】
（導電性）
Ａ：表面抵抗が１．０×１０5Ω／スクエア未満
Ｂ：表面抵抗が１．０×１０8Ω／スクエア以下
Ｃ：表面抵抗が１．０×１０8Ω／スクエアを超える
【００６４】
【表３】
【００６５】
表３に示すように、実施例１〜１５においては、優れた導電性及び透明性を有する透明導電膜が得られた。なお、実施例１の透明導電膜中の導電性無機粒子の体積含有率Ａ、平均粒子径Ｂ及び膜厚Ｃから得られた数式（１）の値は、１．２１であり、コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１、平均粒子径Ｂ１及び膜厚Ｃから得られる数式（２）の値とほぼ一致していた。
【００６６】
一方、平均粒子径Ｂ１が２００ｎｍを超える比較例１においては、導電性と透明性が両立した透明導電膜を得ることができなかった。また、体積含有率Ａ１が２５％未満である比較例２及び体積含有率Ａ１が６０％を超える比較例５においても、導電性と透明性が両立した透明導電膜を得ることができなかった。また、数式（２）の値が４を超える比較例３及び数式（２）の値が０．８未満である比較例４においても、導電性と透明性が両立した透明導電膜を得ることができなかった。また、膜厚Ｃが３μｍを超える比較例６においても、導電性と透明性が両立した透明導電膜を得ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
塗布により基板上に透明導電膜を形成する場合、導電性無機粒子の体積含有率及び平均粒子径並びに透明導電膜の膜厚を、特定の要件を満たすようにして、帯電防止機能が高くかつ透明性に優れる透明導電膜が提供でき、帯電防止フィルム、タッチパネル用電極などへの応用が期待できる。
【符号の説明】
【００６８】
１１ 透明基材
１２ 透明導電膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性無機粒子と樹脂成分とを含む透明導電膜であって、
前記導電性無機粒子の体積含有率Ａが、２５〜６０％であり、
前記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂが、３０〜２００ｎｍであり、
前記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、
前記導電性無機粒子の体積含有率Ａ、前記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ及び前記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（１）の要件を満たすことを特徴とする透明導電膜。
数式（１） ０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０
【請求項２】
表面抵抗が１×１０8Ω／スクエア以下であり、かつヘイズ値が３．０％以下である
請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項３】
前記導電性無機粒子が、酸化スズ粒子、アンチモン含有酸化スズ粒子及びスズ含有酸化インジウム粒子からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１又は請求項２に記載の透明導電膜。
【請求項４】
導電性無機粒子を含む透明導電膜の製造方法であって、
導電性無機粒子と樹脂成分とを含むコーティング組成物を作製する工程と、
透明基材の上に、前記コーティング組成物を塗布して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を乾燥して透明導電膜を形成する工程とを含み、
前記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１が、２５〜６０％であり、
前記コーティング組成物における導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１が、３０〜２００ｎｍであり、
前記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、
前記導電性無機粒子の体積含有率Ａ１、前記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１及び前記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（２）の要件を満たすことを特徴とする透明導電膜の製造方法。
数式（２） ０．８≦（Ａ１／１００）2×√Ｂ１×Ｃ≦４．０
【請求項１】
導電性無機粒子と樹脂成分とを含む透明導電膜であって、
前記導電性無機粒子の体積含有率Ａが、２５〜６０％であり、
前記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂが、３０〜２００ｎｍであり、
前記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、
前記導電性無機粒子の体積含有率Ａ、前記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ及び前記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（１）の要件を満たすことを特徴とする透明導電膜。
数式（１） ０．８≦（Ａ／１００）2×√Ｂ×Ｃ≦４．０
【請求項２】
表面抵抗が１×１０8Ω／スクエア以下であり、かつヘイズ値が３．０％以下である
請求項１に記載の透明導電膜。
【請求項３】
前記導電性無機粒子が、酸化スズ粒子、アンチモン含有酸化スズ粒子及びスズ含有酸化インジウム粒子からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１又は請求項２に記載の透明導電膜。
【請求項４】
導電性無機粒子を含む透明導電膜の製造方法であって、
導電性無機粒子と樹脂成分とを含むコーティング組成物を作製する工程と、
透明基材の上に、前記コーティング組成物を塗布して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を乾燥して透明導電膜を形成する工程とを含み、
前記コーティング組成物における導電性無機粒子の体積含有率Ａ１が、２５〜６０％であり、
前記コーティング組成物における導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１が、３０〜２００ｎｍであり、
前記透明導電膜の膜厚Ｃが、０．３〜３．０μｍであり、
前記導電性無機粒子の体積含有率Ａ１、前記導電性無機粒子の平均粒子径Ｂ１及び前記透明導電膜の膜厚Ｃの関係が、下記数式（２）の要件を満たすことを特徴とする透明導電膜の製造方法。
数式（２） ０．８≦（Ａ１／１００）2×√Ｂ１×Ｃ≦４．０
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１６５６４１（Ｐ２０１０−１６５６４１Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９１９８（Ｐ２００９−９１９８）
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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