導電性塗料の製造方法および透明導電性フィルム
【課題】光透過度が高く、抵抗値が低いポリエチレンジオキシチオフェンを含有する透明導電性フィルムおよびその透明導電性フィルムを作製するための導電性塗料を提供する。
【解決手段】本発明の導電性塗料の製造方法は、ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液およびエンハンサーを混合する混合工程、混合された混合物を６０℃以上、１００℃以下の温度で熱処理する熱処理工程、ならびに熱処理された処理物に樹脂と溶剤とを添加する添加工程を含む。また、本発明の透明導電性フィルムは、光透過度が９０％以上であり、かつ、表面抵抗値が４００Ω／□以下である。
【解決手段】本発明の導電性塗料の製造方法は、ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液およびエンハンサーを混合する混合工程、混合された混合物を６０℃以上、１００℃以下の温度で熱処理する熱処理工程、ならびに熱処理された処理物に樹脂と溶剤とを添加する添加工程を含む。また、本発明の透明導電性フィルムは、光透過度が９０％以上であり、かつ、表面抵抗値が４００Ω／□以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンジオキシチオフェンを含有する導電性塗料の製造方法およびその導電性塗料から作製された透明導電性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、太陽電池、タッチパネルなどの透明電極などに透明導電膜が使用されている。透明導電膜として、一般に、インジウム−スズの複合酸化物（ＩＴＯ）膜が使用されている。ＩＴＯ膜は、真空蒸着法やスパッタリング法などのドライプロセスで形成しなければならないので、ＩＴＯ膜の製造コストは高くなる。また、ＩＴＯ膜は脆く、曲げによるクラックが生じやすい。さらに、ＩＴＯ膜に使用されるインジウムは希少金属であり、今後、原料価格の上昇が予想される。
【０００３】
ＩＴＯ膜に代わる透明導電膜として、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を含有する透明導電性フィルムが検討されている（たとえば、特許文献１、２参照）。ＰＥＤＯＴ透明導電性フィルムは、グラビアコーティングなどの樹脂フィルムの塗膜技術を使用して透明導電膜を形成できるので、製造コストが安くなる。また、ＰＥＤＯＴ透明導電性フィルムは可撓性を有し、曲げによるクラックも生じにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５３１２３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２５３０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポリエチレンジオキシチオフェンを含有する透明導電性フィルムの抵抗値が高いという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決すため、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の導電性塗料の製造方法は、ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液およびエンハンサーを混合する混合工程、前記混合工程によって混合された混合物を６０℃以上、１００℃以下の温度で熱処理する熱処理工程、ならびに前記熱処理工程によって熱処理された処理物に樹脂と溶剤とを添加する添加工程を含む。また、本発明の上記製造方法によれば、光透過度が９０％以上であり、かつ、表面抵抗値が４００Ω／□以下である透明導電性フィルムを提供することができる。
【発明の効果】
【０００７】
光透過度が高く、抵抗値が低いポリエチレンジオキシチオフェンを含有する透明導電性フィルムおよびその透明導電性フィルムを作製するための導電性塗料を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討した結果、ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液およびエンハンサーを混合し、その混合物を熱処理し、その処理物に樹脂と溶剤とを添加することによって製造した導電性塗料を使用して、光透過度が高く、抵抗値が低い透明導電性フィルムを得られることを見出し、本発明に想到した。以下、本発明の詳細について説明するが、本発明は下記の形態に限定されるものではない。
【０００９】
ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液
ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）水溶液は、ＰＥＤＯＴがコロイド分散している水溶液である。ＰＥＤＯＴ水溶液には、ＰＥＤＯＴをコロイド分散させるために分散剤（たとえば、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ））が添加されている。ＰＥＤＯＴ水溶液中のＰＥＤＯＴの固形分濃度は、通常、０．０５〜１０重量％であるが、この固形分濃度に限定されない。ＰＥＤＯＴに対するＰＳＳの含有量は、通常、ＰＥＤＯＴのモノマー単位１モルに対して０．１〜１０モルであり、ＰＳＳの重合度は、通常、モノマー単位で１０〜１０００００個の範囲内であるが、これらに限定されない。ＰＥＤＯＴ水溶液には、たとえば、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製のバイトロンＰ ＨＣ Ｖ４やバイトロン ＰＨ５００などがある。
【００１０】
エンハンサー
エンハンサーとは、透明導電性フィルムの抵抗率を下げるための添加物である。エンハンサーは、プロトン型溶剤、スルホキシド系溶剤、アミン系溶剤および糖類のうちの少なくとも１つである。エンハンサーは、通常、ＰＥＤＯＴ水溶液１００ｇに対して、５〜５０％添加されるが、これらに限定されない。
【００１１】
プロトン型溶剤
プロトン型溶剤とは、水を除いたプロトン性溶媒である。プロトン型溶剤には、炭素数が１乃至５の１価アルコール、多価アルコール、ポリオールもしくはこれらの中の混合物などがある。
【００１２】
上記プロトン型溶剤の、炭素数が１乃至５の１価アルコールには、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、シクロペンタノールもしくはこれらの中の混合物などがある。
【００１３】
上記プロトン型溶剤の、多価アルコールもしくはポリオールには、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、メチルペンタンジオール、ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、エチルヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリテトラメチレングリコール、ソルビトール、ペンタエリスリトールもしくはこれらの中の混合物などがあり、好ましくは、エチレングリコール、ペンタエリスリトールもしくはこれらの混合物である。
【００１４】
スルホキシド系溶剤
上記エンハンサーのスルホキシド系溶媒には、メチルスルホキシド、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン、ジフェニルスルホンもしくはこれらの中の混合物などがあり、好ましくはメチルスルホキシドである。
【００１５】
アミン系溶剤
上記エンハンサーのアミン系溶剤には、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、ピロリドン、Ｎ−メチル２ピロリドン、カプロラクタム、テトラメチルウレアもしくはこれらの中の混合物などがあり、好ましくはＮ−メチル２ピロリドンである。
【００１６】
糖類
上記エンハンサーの糖類には、グルコース、フルクトースなどの単糖類、マルトース、ラクトースなどの二糖類、セルロース、トレハロースなどの多糖類もしくはこれらの中の混合物などがあり、好ましくはトレハロースである。
【００１７】
混合
塗料の分散に通常使用される公知の分散機を使用して、ＰＥＤＯＴ水溶液とエンハンサーとの混合を行う。ＰＥＤＯＴ水溶液とエンハンサーとを均一に混合することができれば、分散機は特に限定されない。上記分散機としては、たとえば、ビーズミル、ロールミル、ニーダー、ハイブリッドミキサーなどを使用できる。真空脱泡などの脱泡をしながら、もしくは脱泡した後、ＰＥＤＯＴ水溶液とエンハンサーとを混合するようにしてもよい。ＰＥＤＯＴ水溶液およびエンハンサーの混合のときの粘度を低下させるなどのために、ＰＥＤＯＴ水溶液に水を添加してもよい。
【００１８】
熱処理
ＰＥＤＯＴ水溶液およびエンハンサーを混合した混合物の熱処理は、好ましくは６０℃以上、１００℃以下の温度で行い、より好ましくは、７０℃以上、１００℃以下の温度で行い、さらに好ましくは、７０℃以上、９０℃以下の温度で行う。６０℃未満の温度で熱処理を行うと透明導電性フィルムの抵抗値に対する当該熱処理の効果があまり得られず、１００℃を超える温度で熱処理を行うと、混合物の凝集力が強くなり過ぎてしまい、それにより導電性塗料中のＰＥＤＯＴの分散性が悪くなり、透明導電性フィルムの抵抗値が高くなる。特に、熱処理温度が７０℃以上、１００℃以下の温度で熱処理を行うと、さらに熱処理温度が７０℃以上、９０℃以下の温度で熱処理を行うと、より抵抗値の低い透明導電性フィルムを得ることができる。熱処理の雰囲気は特に限定されず、空気中でも窒素雰囲気中でもよい。混合物の熱処理に使用する機器は、混合物に対して、上記温度範囲で熱処理を行えれば特に限定されず、たとえば、乾燥機やホットプレートなどでもよい。熱処理時間は、好ましくは３０分以上、３時間以下、より好ましくは１時間以上、２時間以下である。熱処理時間が３０分未満であると透明導電性フィルムの抵抗値に対する当該熱処理の効果があまり得られない場合があり、熱処理時間が３時間を超えると、混合物の凝集力が強くなり過ぎてしまい、それにより導電性塗料中のＰＥＤＯＴの分散性が悪くなり、透明導電性フィルムの抵抗値が高くなる場合がある。
【００１９】
従来は、混合物に熱処理を行うと、ＰＥＤＯＴが凝集してしまい、透明導電性フィルムの抵抗値は高くなると考えられていたが、本発明者は、鋭意検討した結果、上記熱処理によって透明導電性フィルムの抵抗値が低下することを見出した。
【００２０】
樹脂と溶剤
上記熱処理した処理物に添加する樹脂は、透明であれば特に限定されないが、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロプロポキシビニルエーテル共重合体、ナイロン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリアセタール、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂などを使用でき、好ましくはポリアセタールである。
【００２１】
上記熱処理した処理物に樹脂を添加する場合に、樹脂を溶剤に溶かして、もしくは溶剤中にコロイド分散させて樹脂を添加するようにしてもよい。たとえば、ポリアセタール水溶液（たとえば、積水化学工業（株）製、エスレックＫＸ）などでポリアセタールを上記処理物に添加するようにしてもよい。
【００２２】
上記熱処理した処理物に添加する溶剤は、ＰＥＤＯＴがコロイド分散し、上記樹脂を溶解もしくは分散させるものであれば特に限定されず、たとえば、水、アルコール類もしくはこれらの混合溶媒などを使用することができる。水とアルコール類との混合溶媒としては、たとえば、水、メチルアルコールおよびイソプロピルアルコールの混合溶媒などがある。水とアルコール類との混合溶媒中の水およびアルコール類の割合は、適宜選択することができる。
【００２３】
上記熱処理した処理物に樹脂と溶剤とを添加する場合の添加方法は特に限定されず、たとえば、上記熱処理した処理物に樹脂および溶剤を一緒に添加してもよい。しかし、ＰＥＤＯＣおよび上記樹脂が溶剤中により均一に存在させるために、上記熱処理した処理物に溶剤を添加して混合した後に、樹脂を添加するのが好ましい。この場合の混合は、上記熱処理した処理物が溶剤中に均一に分散していれば特に限定されず、ＰＥＤＯＴ水溶液とエンハンサーとを混合するときと同じような混合方法で行ってもよい。
【００２４】
樹脂および溶剤の他に上記熱処理した処理物に、硬化剤、レベリング剤、たれ止め剤、可塑剤、乳化剤、分散剤、表面張力調整剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、消泡剤などの添加剤を添加してもよい。たとえば、上記処理物に添加した樹脂に加水分解を起こさせるために、メチルシリケート加水分解物（たとえば、コルコート（株）製のメチルシリケート５１など）などを添加してもよい。
【００２５】
なお、上記熱処理によって熱処理された処理物に樹脂と溶剤とを添加することには、上記熱処理によって熱処理された処理物を樹脂と溶剤とに添加することも含まれるものとする。
【００２６】
塗布の方法
本発明の導電性塗料は、基材に塗布した後に乾燥させて透明導電性フィルムとすることができる。使用可能な基材としては、たとえば、プラスチック、ガラス、金属、セラミックスなどがある。導電性塗料の塗膜形成方法としては、公知の各種方法を用いることができ、たとえば、スピンコート法、グラビアロールコーター法、ブレードコーター法、スプレーコーター法、ディップコート法、バーコーター法、ダイコーター法、ワイヤーバー法などを採用することができる。導電性塗料を基材に塗布した後に光硬化、熱硬化などさせて透明導電性フィルムを形成するようにしてもよい。塗膜形成された導電性塗料は、ドライヤーなどで乾燥される。
【００２７】
以上のようにして作製された本発明の一実施態様の透明導電性フィルムは、９０％以上の光透過度を有することができる。ここで、光透過度とは、透明導電性フィルムを透過しないときの５５０ｎｍの入射光の強度で、透明導電性フィルムを透過したときの５５０ｎｍの光の強度を割り算し、パーセントで表した値である。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。なお、下記の実施例は本発明を限定するものではない。
【００２９】
導電性塗料Ａの作製
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、バイトロン ＰＨ５００）１０重量部に対して、イオン交換水５重量部およびエチレングリコール５重量部を添加し、ハイブリッドミキサー（キーエンス（株）製、ＨＭ−５００）を使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。７０℃に設定した乾燥機（ＴＡＢＡＩ ＭＦＧ ＣＯ．ＬＴＤ製、ＰＥＲＦＥＣＴ ＯＶＥＮ）に結果として生じた混合物を入れて１時間熱処理を行った。その処理物に、イオン交換水／メチルアルコール／イソプロピルアルコール混合溶媒（重量比が２：１：１）を２０重量添加し、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。その混合物に１０％ポリビニルアセタール水溶液（積水化学工業（株）製、エスレックＫＸ５）０．１重量部とメチルシリケート加水分解物（コルコート（株）製、メチルシリケート５１、固形分２０％）０．１重量部とを添加し、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合して、導電性塗料Ａを作製した。
【００３０】
導電性塗料Ｂの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｂを作製した。
【００３１】
導電性塗料Ｃの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｃを作製した。
【００３２】
導電性塗料Ｄの作製
１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｄを作製した。
【００３３】
導電性塗料Ｅの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｅを作製した。
【００３４】
導電性塗料Ｆの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｆを作製した。
【００３５】
導電性塗料Ｇの作製
７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｇを作製した。
【００３６】
導電性塗料Ｈの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｈを作製した。
【００３７】
導電性塗料Ｉの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｈを作製した。
【００３８】
導電性塗料Ｊの作製
７０℃に設定した乾燥機で１時間熱処理を行う代わりに、１００℃に設定した乾燥機で２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｊを作製した。
【００３９】
導電性塗料Ｋの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃に設定した乾燥機で１時間熱処理を行う代わりに１００℃に設定した乾燥機で２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｋを作製した。
【００４０】
導電性塗料Ｌの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃に設定した乾燥機で１時間熱処理を行う代わりに１００℃に設定した乾燥機で２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｌを作製した。
【００４１】
導電性塗料Ｍの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにトレハロース５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｍを作製した。
【００４２】
導電性塗料Ｎの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにペンタエリスリトール５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｎを作製した。
【００４３】
導電性塗料Ｏの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにトレハロース５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｏを作製した。
【００４４】
導電性塗料Ｐの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにペンタエリスリトール５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｐを作製した。
【００４５】
導電性塗料Ｑの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにトレハロース５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｑを作製した。
【００４６】
導電性塗料Ｒの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにペンタエリスリトール５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｒを作製した。
【００４７】
導電性塗料Ｓ（比較例）の作製
イオン交換水５重量部およびエチレングリコール５重量部の代わりにイオン交換水１０重量部を１０重量部のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに対して添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｓを作製した。
【００４８】
導電性塗料Ｔ（比較例）の作製
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、バイトロン ＰＨ５００）１０重量部に対して、イオン交換水１０重量部を添加し、ハイブリッドミキサー（キーエンス（株）製、ＨＭ−５００）を使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。その混合物に、イオン交換水／メチルアルコール／イソプロピルアルコール混合溶媒（重量比が２：１：１）を２０重量部添加し、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。さらに、１０％ポリビニルアセタール水溶液（積水化学工業（株）製、エスレックＫＸ５）０．１重量部とメチルシリケート加水分解物（コルコート（株）製、メチルシリケート５１、固形分２０％）０．１重量部とを添加し、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。７０℃に設定した乾燥機（ＴＡＢＡＩ ＭＦＧ ＣＯ．ＬＴＤ製、ＰＥＲＦＥＣＴ ＯＶＥＮ）に結果として生じた混合物を入れて１時間熱処理を行った。そして、その処理物を、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合して比較例の導電性塗料Ｔを作製した。
【００４９】
導電性塗料Ｕ（比較例）の作製
イオン交換水５重量部およびエチレングリコール５重量部の代わりにイオン交換水１０重量部を１０重量部のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに対して添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｕを作製した。
【００５０】
導電性塗料Ｖ（比較例）の作製
熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｖを作製した。
【００５１】
導電性塗料Ｗ（比較例）の作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｗを作製した。
【００５２】
導電性塗料Ｘ（比較例）の作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｘを作製した。
【００５３】
導電性塗料Ｙ（比較例）の作製
エチレングリコール５重量部の代わりにトレハロース５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｙを作製した。
【００５４】
導電性塗料Ｚ（比較例）の作製
エチレングリコール５重量部の代わりにペンタエリスリトール５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｚを作製した。
【００５５】
評価用透明導電性フィルムの作製
ＯＳＧ社製、ワイヤーバーを使用してハンドにて、導電性塗料Ａ〜Ｘを、ハードコートＰＥＴ基板に０．２μｍの膜厚で塗布した。そして、導電性塗料Ａ〜Ｘを塗布した基板をＴＢＡＩ製パーフェクトオーブンにて１３０℃で３分間乾燥して、評価用透明導電性フィルムを基板上に作製した。
【００５６】
透明導電性フィルムの表面抵抗値の測定
ロレスターＨＰ装置（三菱化学（株）製、）、ＭＣＰ−Ｔ３５０（ダイヤインスツルメンツ社製）、ロレスターＭＰ（ダイヤインスツルメンツ社製）を使用して四端針法で、基板上に形成した透明導電性フィルムの表面抵抗値（Ω／□）を測定した。
【００５７】
透明導電性フィルムの光透過度の測定
分光光度計（（株）島津製作所製、ＵＶ−２４５０）を使用し、無色のプラスチックの可視領域における全光線透過率の試験方法について規定した日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７３６１−１：１９９７に準処して透明導電性フィルムの光透過度を測定した。ＣＩＥの標準の光Ｄ65の代わりに５５０ｎｍの可視光を使用した。
【００５８】
透明導電性フィルムの均一性評価
上記基板上に形成された透明導電性フィルムを目視して、透明導電性フィルムが均一に形成されているか否かを評価した。透明導電性フィルムが均一である場合、透明導電性フィルムを「良好」と評価し、導電性塗料がゲル化などして凝集物を生成して透明導電性フィルムが不均一になった場合、「不良」と評価した。
【００５９】
以上の導電性塗料Ａ〜Ｘで作製した透明導電性フィルムの評価結果を表１に示す。
【表１】
【００６０】
エンハンサーにエチレングリコールを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例１，４，７，１０）の表面抵抗値は、３１５〜４２０Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２２）の表面抵抗値は、４５０Ω／□である。
【００６１】
エンハンサーにジメチルスルホキシドを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例２，５，８，１１）の表面抵抗値は、３４５〜４３０Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２３）の表面抵抗値は、４７０Ω／□である。
【００６２】
エンハンサーにＮメチル２ピロリドンを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例３，６，９，１２）の表面抵抗値は、３０５〜４２５Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２４）の表面抵抗値は、４５０Ω／□である。
【００６３】
エンハンサーにトレハロースを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例１３，１５，１７）の表面抵抗値は、３１０〜４４５Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２５）の表面抵抗値は、４８０Ω／□である。
【００６４】
エンハンサーにペンタエリスリトールを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例１４，１６，１８）の表面抵抗値は、３４０〜４５０Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２６）の表面抵抗値は、５００Ω／□である。
【００６５】
実施例１〜６，１３〜１６の表面抵抗値は４００Ω／□以下である。さらに、実施例１，３，４，６，１３，１５の表面抵抗値は３３０Ω／□以下である。一方、比較例１９〜２６は、いずれも表面抵抗値が４５０Ω／□より大きい。
【００６６】
以上より、導電性塗料を作製するときに熱処理を行うと、透明導電性フィルムの表面抵抗値が減少することがわかった。特に、４５０Ω／□以上の表面抵抗値を有していた透明導電性フィルムの表面抵抗値を、熱処理を行うことによって、９０％以上の光透過度で４００Ω／□以下に、さらに９０％以上の光透過度で３３０Ω／□以下にすることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンジオキシチオフェンを含有する導電性塗料の製造方法およびその導電性塗料から作製された透明導電性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、太陽電池、タッチパネルなどの透明電極などに透明導電膜が使用されている。透明導電膜として、一般に、インジウム−スズの複合酸化物（ＩＴＯ）膜が使用されている。ＩＴＯ膜は、真空蒸着法やスパッタリング法などのドライプロセスで形成しなければならないので、ＩＴＯ膜の製造コストは高くなる。また、ＩＴＯ膜は脆く、曲げによるクラックが生じやすい。さらに、ＩＴＯ膜に使用されるインジウムは希少金属であり、今後、原料価格の上昇が予想される。
【０００３】
ＩＴＯ膜に代わる透明導電膜として、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を含有する透明導電性フィルムが検討されている（たとえば、特許文献１、２参照）。ＰＥＤＯＴ透明導電性フィルムは、グラビアコーティングなどの樹脂フィルムの塗膜技術を使用して透明導電膜を形成できるので、製造コストが安くなる。また、ＰＥＤＯＴ透明導電性フィルムは可撓性を有し、曲げによるクラックも生じにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５３１２３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２５３０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポリエチレンジオキシチオフェンを含有する透明導電性フィルムの抵抗値が高いという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決すため、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の導電性塗料の製造方法は、ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液およびエンハンサーを混合する混合工程、前記混合工程によって混合された混合物を６０℃以上、１００℃以下の温度で熱処理する熱処理工程、ならびに前記熱処理工程によって熱処理された処理物に樹脂と溶剤とを添加する添加工程を含む。また、本発明の上記製造方法によれば、光透過度が９０％以上であり、かつ、表面抵抗値が４００Ω／□以下である透明導電性フィルムを提供することができる。
【発明の効果】
【０００７】
光透過度が高く、抵抗値が低いポリエチレンジオキシチオフェンを含有する透明導電性フィルムおよびその透明導電性フィルムを作製するための導電性塗料を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討した結果、ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液およびエンハンサーを混合し、その混合物を熱処理し、その処理物に樹脂と溶剤とを添加することによって製造した導電性塗料を使用して、光透過度が高く、抵抗値が低い透明導電性フィルムを得られることを見出し、本発明に想到した。以下、本発明の詳細について説明するが、本発明は下記の形態に限定されるものではない。
【０００９】
ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液
ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）水溶液は、ＰＥＤＯＴがコロイド分散している水溶液である。ＰＥＤＯＴ水溶液には、ＰＥＤＯＴをコロイド分散させるために分散剤（たとえば、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ））が添加されている。ＰＥＤＯＴ水溶液中のＰＥＤＯＴの固形分濃度は、通常、０．０５〜１０重量％であるが、この固形分濃度に限定されない。ＰＥＤＯＴに対するＰＳＳの含有量は、通常、ＰＥＤＯＴのモノマー単位１モルに対して０．１〜１０モルであり、ＰＳＳの重合度は、通常、モノマー単位で１０〜１０００００個の範囲内であるが、これらに限定されない。ＰＥＤＯＴ水溶液には、たとえば、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製のバイトロンＰ ＨＣ Ｖ４やバイトロン ＰＨ５００などがある。
【００１０】
エンハンサー
エンハンサーとは、透明導電性フィルムの抵抗率を下げるための添加物である。エンハンサーは、プロトン型溶剤、スルホキシド系溶剤、アミン系溶剤および糖類のうちの少なくとも１つである。エンハンサーは、通常、ＰＥＤＯＴ水溶液１００ｇに対して、５〜５０％添加されるが、これらに限定されない。
【００１１】
プロトン型溶剤
プロトン型溶剤とは、水を除いたプロトン性溶媒である。プロトン型溶剤には、炭素数が１乃至５の１価アルコール、多価アルコール、ポリオールもしくはこれらの中の混合物などがある。
【００１２】
上記プロトン型溶剤の、炭素数が１乃至５の１価アルコールには、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、シクロペンタノールもしくはこれらの中の混合物などがある。
【００１３】
上記プロトン型溶剤の、多価アルコールもしくはポリオールには、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、メチルペンタンジオール、ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、エチルヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリテトラメチレングリコール、ソルビトール、ペンタエリスリトールもしくはこれらの中の混合物などがあり、好ましくは、エチレングリコール、ペンタエリスリトールもしくはこれらの混合物である。
【００１４】
スルホキシド系溶剤
上記エンハンサーのスルホキシド系溶媒には、メチルスルホキシド、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン、ジフェニルスルホンもしくはこれらの中の混合物などがあり、好ましくはメチルスルホキシドである。
【００１５】
アミン系溶剤
上記エンハンサーのアミン系溶剤には、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、ピロリドン、Ｎ−メチル２ピロリドン、カプロラクタム、テトラメチルウレアもしくはこれらの中の混合物などがあり、好ましくはＮ−メチル２ピロリドンである。
【００１６】
糖類
上記エンハンサーの糖類には、グルコース、フルクトースなどの単糖類、マルトース、ラクトースなどの二糖類、セルロース、トレハロースなどの多糖類もしくはこれらの中の混合物などがあり、好ましくはトレハロースである。
【００１７】
混合
塗料の分散に通常使用される公知の分散機を使用して、ＰＥＤＯＴ水溶液とエンハンサーとの混合を行う。ＰＥＤＯＴ水溶液とエンハンサーとを均一に混合することができれば、分散機は特に限定されない。上記分散機としては、たとえば、ビーズミル、ロールミル、ニーダー、ハイブリッドミキサーなどを使用できる。真空脱泡などの脱泡をしながら、もしくは脱泡した後、ＰＥＤＯＴ水溶液とエンハンサーとを混合するようにしてもよい。ＰＥＤＯＴ水溶液およびエンハンサーの混合のときの粘度を低下させるなどのために、ＰＥＤＯＴ水溶液に水を添加してもよい。
【００１８】
熱処理
ＰＥＤＯＴ水溶液およびエンハンサーを混合した混合物の熱処理は、好ましくは６０℃以上、１００℃以下の温度で行い、より好ましくは、７０℃以上、１００℃以下の温度で行い、さらに好ましくは、７０℃以上、９０℃以下の温度で行う。６０℃未満の温度で熱処理を行うと透明導電性フィルムの抵抗値に対する当該熱処理の効果があまり得られず、１００℃を超える温度で熱処理を行うと、混合物の凝集力が強くなり過ぎてしまい、それにより導電性塗料中のＰＥＤＯＴの分散性が悪くなり、透明導電性フィルムの抵抗値が高くなる。特に、熱処理温度が７０℃以上、１００℃以下の温度で熱処理を行うと、さらに熱処理温度が７０℃以上、９０℃以下の温度で熱処理を行うと、より抵抗値の低い透明導電性フィルムを得ることができる。熱処理の雰囲気は特に限定されず、空気中でも窒素雰囲気中でもよい。混合物の熱処理に使用する機器は、混合物に対して、上記温度範囲で熱処理を行えれば特に限定されず、たとえば、乾燥機やホットプレートなどでもよい。熱処理時間は、好ましくは３０分以上、３時間以下、より好ましくは１時間以上、２時間以下である。熱処理時間が３０分未満であると透明導電性フィルムの抵抗値に対する当該熱処理の効果があまり得られない場合があり、熱処理時間が３時間を超えると、混合物の凝集力が強くなり過ぎてしまい、それにより導電性塗料中のＰＥＤＯＴの分散性が悪くなり、透明導電性フィルムの抵抗値が高くなる場合がある。
【００１９】
従来は、混合物に熱処理を行うと、ＰＥＤＯＴが凝集してしまい、透明導電性フィルムの抵抗値は高くなると考えられていたが、本発明者は、鋭意検討した結果、上記熱処理によって透明導電性フィルムの抵抗値が低下することを見出した。
【００２０】
樹脂と溶剤
上記熱処理した処理物に添加する樹脂は、透明であれば特に限定されないが、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロプロポキシビニルエーテル共重合体、ナイロン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリアセタール、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂などを使用でき、好ましくはポリアセタールである。
【００２１】
上記熱処理した処理物に樹脂を添加する場合に、樹脂を溶剤に溶かして、もしくは溶剤中にコロイド分散させて樹脂を添加するようにしてもよい。たとえば、ポリアセタール水溶液（たとえば、積水化学工業（株）製、エスレックＫＸ）などでポリアセタールを上記処理物に添加するようにしてもよい。
【００２２】
上記熱処理した処理物に添加する溶剤は、ＰＥＤＯＴがコロイド分散し、上記樹脂を溶解もしくは分散させるものであれば特に限定されず、たとえば、水、アルコール類もしくはこれらの混合溶媒などを使用することができる。水とアルコール類との混合溶媒としては、たとえば、水、メチルアルコールおよびイソプロピルアルコールの混合溶媒などがある。水とアルコール類との混合溶媒中の水およびアルコール類の割合は、適宜選択することができる。
【００２３】
上記熱処理した処理物に樹脂と溶剤とを添加する場合の添加方法は特に限定されず、たとえば、上記熱処理した処理物に樹脂および溶剤を一緒に添加してもよい。しかし、ＰＥＤＯＣおよび上記樹脂が溶剤中により均一に存在させるために、上記熱処理した処理物に溶剤を添加して混合した後に、樹脂を添加するのが好ましい。この場合の混合は、上記熱処理した処理物が溶剤中に均一に分散していれば特に限定されず、ＰＥＤＯＴ水溶液とエンハンサーとを混合するときと同じような混合方法で行ってもよい。
【００２４】
樹脂および溶剤の他に上記熱処理した処理物に、硬化剤、レベリング剤、たれ止め剤、可塑剤、乳化剤、分散剤、表面張力調整剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、消泡剤などの添加剤を添加してもよい。たとえば、上記処理物に添加した樹脂に加水分解を起こさせるために、メチルシリケート加水分解物（たとえば、コルコート（株）製のメチルシリケート５１など）などを添加してもよい。
【００２５】
なお、上記熱処理によって熱処理された処理物に樹脂と溶剤とを添加することには、上記熱処理によって熱処理された処理物を樹脂と溶剤とに添加することも含まれるものとする。
【００２６】
塗布の方法
本発明の導電性塗料は、基材に塗布した後に乾燥させて透明導電性フィルムとすることができる。使用可能な基材としては、たとえば、プラスチック、ガラス、金属、セラミックスなどがある。導電性塗料の塗膜形成方法としては、公知の各種方法を用いることができ、たとえば、スピンコート法、グラビアロールコーター法、ブレードコーター法、スプレーコーター法、ディップコート法、バーコーター法、ダイコーター法、ワイヤーバー法などを採用することができる。導電性塗料を基材に塗布した後に光硬化、熱硬化などさせて透明導電性フィルムを形成するようにしてもよい。塗膜形成された導電性塗料は、ドライヤーなどで乾燥される。
【００２７】
以上のようにして作製された本発明の一実施態様の透明導電性フィルムは、９０％以上の光透過度を有することができる。ここで、光透過度とは、透明導電性フィルムを透過しないときの５５０ｎｍの入射光の強度で、透明導電性フィルムを透過したときの５５０ｎｍの光の強度を割り算し、パーセントで表した値である。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。なお、下記の実施例は本発明を限定するものではない。
【００２９】
導電性塗料Ａの作製
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、バイトロン ＰＨ５００）１０重量部に対して、イオン交換水５重量部およびエチレングリコール５重量部を添加し、ハイブリッドミキサー（キーエンス（株）製、ＨＭ−５００）を使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。７０℃に設定した乾燥機（ＴＡＢＡＩ ＭＦＧ ＣＯ．ＬＴＤ製、ＰＥＲＦＥＣＴ ＯＶＥＮ）に結果として生じた混合物を入れて１時間熱処理を行った。その処理物に、イオン交換水／メチルアルコール／イソプロピルアルコール混合溶媒（重量比が２：１：１）を２０重量添加し、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。その混合物に１０％ポリビニルアセタール水溶液（積水化学工業（株）製、エスレックＫＸ５）０．１重量部とメチルシリケート加水分解物（コルコート（株）製、メチルシリケート５１、固形分２０％）０．１重量部とを添加し、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合して、導電性塗料Ａを作製した。
【００３０】
導電性塗料Ｂの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｂを作製した。
【００３１】
導電性塗料Ｃの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｃを作製した。
【００３２】
導電性塗料Ｄの作製
１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｄを作製した。
【００３３】
導電性塗料Ｅの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｅを作製した。
【００３４】
導電性塗料Ｆの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｆを作製した。
【００３５】
導電性塗料Ｇの作製
７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｇを作製した。
【００３６】
導電性塗料Ｈの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｈを作製した。
【００３７】
導電性塗料Ｉの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｈを作製した。
【００３８】
導電性塗料Ｊの作製
７０℃に設定した乾燥機で１時間熱処理を行う代わりに、１００℃に設定した乾燥機で２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｊを作製した。
【００３９】
導電性塗料Ｋの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃に設定した乾燥機で１時間熱処理を行う代わりに１００℃に設定した乾燥機で２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｋを作製した。
【００４０】
導電性塗料Ｌの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃に設定した乾燥機で１時間熱処理を行う代わりに１００℃に設定した乾燥機で２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｌを作製した。
【００４１】
導電性塗料Ｍの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにトレハロース５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｍを作製した。
【００４２】
導電性塗料Ｎの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにペンタエリスリトール５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｎを作製した。
【００４３】
導電性塗料Ｏの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにトレハロース５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｏを作製した。
【００４４】
導電性塗料Ｐの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにペンタエリスリトール５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および１時間熱処理を行う代わりに２時間熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｐを作製した。
【００４５】
導電性塗料Ｑの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにトレハロース５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｑを作製した。
【００４６】
導電性塗料Ｒの作製
エチレングリコール５重量部の代わりにペンタエリスリトール５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および７０℃の代わりに１００℃に設定した乾燥機で熱処理を行った点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で導電性塗料Ｒを作製した。
【００４７】
導電性塗料Ｓ（比較例）の作製
イオン交換水５重量部およびエチレングリコール５重量部の代わりにイオン交換水１０重量部を１０重量部のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに対して添加した点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｓを作製した。
【００４８】
導電性塗料Ｔ（比較例）の作製
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製、バイトロン ＰＨ５００）１０重量部に対して、イオン交換水１０重量部を添加し、ハイブリッドミキサー（キーエンス（株）製、ＨＭ−５００）を使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。その混合物に、イオン交換水／メチルアルコール／イソプロピルアルコール混合溶媒（重量比が２：１：１）を２０重量部添加し、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。さらに、１０％ポリビニルアセタール水溶液（積水化学工業（株）製、エスレックＫＸ５）０．１重量部とメチルシリケート加水分解物（コルコート（株）製、メチルシリケート５１、固形分２０％）０．１重量部とを添加し、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合した。７０℃に設定した乾燥機（ＴＡＢＡＩ ＭＦＧ ＣＯ．ＬＴＤ製、ＰＥＲＦＥＣＴ ＯＶＥＮ）に結果として生じた混合物を入れて１時間熱処理を行った。そして、その処理物を、上記ハイブリッドミキサーを使用して、１分間の脱泡後、２分間混合して比較例の導電性塗料Ｔを作製した。
【００４９】
導電性塗料Ｕ（比較例）の作製
イオン交換水５重量部およびエチレングリコール５重量部の代わりにイオン交換水１０重量部を１０重量部のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに対して添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｕを作製した。
【００５０】
導電性塗料Ｖ（比較例）の作製
熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｖを作製した。
【００５１】
導電性塗料Ｗ（比較例）の作製
エチレングリコール５重量部の代わりにジメチルスルホキシド５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｗを作製した。
【００５２】
導電性塗料Ｘ（比較例）の作製
エチレングリコール５重量部の代わりにＮメチル２ピロリドン５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｘを作製した。
【００５３】
導電性塗料Ｙ（比較例）の作製
エチレングリコール５重量部の代わりにトレハロース５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｙを作製した。
【００５４】
導電性塗料Ｚ（比較例）の作製
エチレングリコール５重量部の代わりにペンタエリスリトール５重量部をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに添加した点、および熱処理を行わない点を除いて、上記導電性塗料Ａと同じ方法で比較例の導電性塗料Ｚを作製した。
【００５５】
評価用透明導電性フィルムの作製
ＯＳＧ社製、ワイヤーバーを使用してハンドにて、導電性塗料Ａ〜Ｘを、ハードコートＰＥＴ基板に０．２μｍの膜厚で塗布した。そして、導電性塗料Ａ〜Ｘを塗布した基板をＴＢＡＩ製パーフェクトオーブンにて１３０℃で３分間乾燥して、評価用透明導電性フィルムを基板上に作製した。
【００５６】
透明導電性フィルムの表面抵抗値の測定
ロレスターＨＰ装置（三菱化学（株）製、）、ＭＣＰ−Ｔ３５０（ダイヤインスツルメンツ社製）、ロレスターＭＰ（ダイヤインスツルメンツ社製）を使用して四端針法で、基板上に形成した透明導電性フィルムの表面抵抗値（Ω／□）を測定した。
【００５７】
透明導電性フィルムの光透過度の測定
分光光度計（（株）島津製作所製、ＵＶ−２４５０）を使用し、無色のプラスチックの可視領域における全光線透過率の試験方法について規定した日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７３６１−１：１９９７に準処して透明導電性フィルムの光透過度を測定した。ＣＩＥの標準の光Ｄ65の代わりに５５０ｎｍの可視光を使用した。
【００５８】
透明導電性フィルムの均一性評価
上記基板上に形成された透明導電性フィルムを目視して、透明導電性フィルムが均一に形成されているか否かを評価した。透明導電性フィルムが均一である場合、透明導電性フィルムを「良好」と評価し、導電性塗料がゲル化などして凝集物を生成して透明導電性フィルムが不均一になった場合、「不良」と評価した。
【００５９】
以上の導電性塗料Ａ〜Ｘで作製した透明導電性フィルムの評価結果を表１に示す。
【表１】
【００６０】
エンハンサーにエチレングリコールを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例１，４，７，１０）の表面抵抗値は、３１５〜４２０Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２２）の表面抵抗値は、４５０Ω／□である。
【００６１】
エンハンサーにジメチルスルホキシドを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例２，５，８，１１）の表面抵抗値は、３４５〜４３０Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２３）の表面抵抗値は、４７０Ω／□である。
【００６２】
エンハンサーにＮメチル２ピロリドンを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例３，６，９，１２）の表面抵抗値は、３０５〜４２５Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２４）の表面抵抗値は、４５０Ω／□である。
【００６３】
エンハンサーにトレハロースを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例１３，１５，１７）の表面抵抗値は、３１０〜４４５Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２５）の表面抵抗値は、４８０Ω／□である。
【００６４】
エンハンサーにペンタエリスリトールを使用し、熱処理して作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（実施例１４，１６，１８）の表面抵抗値は、３４０〜４５０Ω／□である。一方、熱処理しないで作製した導電性塗料による透明導電性フィルム（比較例２６）の表面抵抗値は、５００Ω／□である。
【００６５】
実施例１〜６，１３〜１６の表面抵抗値は４００Ω／□以下である。さらに、実施例１，３，４，６，１３，１５の表面抵抗値は３３０Ω／□以下である。一方、比較例１９〜２６は、いずれも表面抵抗値が４５０Ω／□より大きい。
【００６６】
以上より、導電性塗料を作製するときに熱処理を行うと、透明導電性フィルムの表面抵抗値が減少することがわかった。特に、４５０Ω／□以上の表面抵抗値を有していた透明導電性フィルムの表面抵抗値を、熱処理を行うことによって、９０％以上の光透過度で４００Ω／□以下に、さらに９０％以上の光透過度で３３０Ω／□以下にすることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液およびエンハンサーを混合する混合工程、
前記混合工程によって混合された混合物を６０℃以上、１００℃以下の温度で熱処理する熱処理工程、ならびに
前記熱処理工程によって熱処理された処理物に樹脂と溶剤とを添加する添加工程を含む導電性塗料の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理工程が、前記混合工程によって混合された混合物を７０℃以上、９０℃以下の温度で熱処理する請求項１の導電性塗料の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程が、前記混合工程によって混合された混合物を３０分以上、３時間以下の時間、熱処理する請求項１または２の導電性塗料の製造方法。
【請求項４】
前記エンハンサーが、プロトン型溶剤、スルホキシド系溶剤、アミン系溶剤および糖類のうちの少なくとも１つである請求項１乃至３のいずれか１項の導電性塗料の製造方法。
【請求項５】
前記エンハンサーが、エチレングリコール、Ｎメチル２ピロリドンおよびトレハロースのうちの少なくとも１つである請求項１乃至３のいずれか１項の導電性塗料の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項の製造方法によって製造された導電性塗料から作製され、
光透過度が９０％以上であり、かつ、表面抵抗値が４００Ω／□以下である透明導電性フィルム。
【請求項１】
ポリエチレンジオキシチオフェン水溶液およびエンハンサーを混合する混合工程、
前記混合工程によって混合された混合物を６０℃以上、１００℃以下の温度で熱処理する熱処理工程、ならびに
前記熱処理工程によって熱処理された処理物に樹脂と溶剤とを添加する添加工程を含む導電性塗料の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理工程が、前記混合工程によって混合された混合物を７０℃以上、９０℃以下の温度で熱処理する請求項１の導電性塗料の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程が、前記混合工程によって混合された混合物を３０分以上、３時間以下の時間、熱処理する請求項１または２の導電性塗料の製造方法。
【請求項４】
前記エンハンサーが、プロトン型溶剤、スルホキシド系溶剤、アミン系溶剤および糖類のうちの少なくとも１つである請求項１乃至３のいずれか１項の導電性塗料の製造方法。
【請求項５】
前記エンハンサーが、エチレングリコール、Ｎメチル２ピロリドンおよびトレハロースのうちの少なくとも１つである請求項１乃至３のいずれか１項の導電性塗料の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項の製造方法によって製造された導電性塗料から作製され、
光透過度が９０％以上であり、かつ、表面抵抗値が４００Ω／□以下である透明導電性フィルム。
【公開番号】特開２０１１−１３４４８３（Ｐ２０１１−１３４４８３Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１００８（Ｐ２００９−２９１００８）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（００００００１８１）岩崎通信機株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（００００００１８１）岩崎通信機株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
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