JPS591248A - 透明導電性積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は透明導電性積層体に関する。詳しくは金属ある
いは金属化合物薄膜よりなる導電性層上に特定の硬化薄
膜層を設けたことによりなる耐擦傷性あるいは透明性等
に優れた、透明導電性積層体に関する。透明導電性積層
体は、その透明性および導電性を利用する用途、例えば
液晶ディスプレー用電極、電子写真記録用フィルム、帯
電防止体、面発熱体等の電気、電子、情報関係の分野に
広く利用されている。また、その選択光透過性を利用し
た太陽光コレクター用窓膜や選択吸収膜として太陽子ネ
ルギー利用の分野にも広く利用されている。

透明導電膜として従来より知られているものに（１）金
、銀、銅、パラジウム、アルミニウム、ニッケル等の金
属薄膜 （２）酸化インジウム、酸化スズ、ヨウ化銅等の化合物
半導体 （３）　　（１）の金属薄膜を酸化ビスマス、硫化亜鉛
、酸化チタン等の透明高屈折率の薄膜で挾んだもの（４
）　　（１１の金属薄膜を有機物質を含有する酸化チタ
ンの薄膜で挾んだもの が提案されているが、すぐれた性能を有する透明導電性
膜または選択光透過膜が工業的に安価に製造されていな
いのが現状である。

すなわち、上記（１）の金属薄膜は金属が広い波長領域
にわたり反射能、吸収能が高いため、可視光透過率の高
いものが得られ難い。可視光透過率を高めると導電性ま
たは赤外反射能が著しく低下し、導電性または赤外反射
能を高めるため、金属薄膜の膜厚を高めると可視光透過
率が著しく低下するので、両者の性質がすぐれた透明導
電性膜虹こは選択光透過膜が得られない。さらに金属薄
膜単独では耐擦傷性が十分でなく、実際上使用に耐えら
れないのが現状である。

（２）の化合物半導体薄膜は、真空蒸着法、スパッタリ
ング法等の真空中における薄膜形成法で形成され、金属
薄膜に較べると比較的膜の耐擦傷性は高いが、種々、の
用途について十分とは言えない。

（３）の透明導電性膜、または選択透過性膜を形成する
には真空蒸着、反応性蒸着、またはスパッタリング法が
用いられるが、透明高屈折率薄膜をこれらの方法で形成
させると、（イ）膜形成速度が遅い。

（ロ）組成、膜厚の制御が困難である、ｒＮ大面積の膜
形成は装置が大型になり、巨額な設備投資を必要とする
、に）有機基板との接着性が悪い、（ホ）有機基板を損
わないで被膜を設けられない。

（４）の透明導電性膜または選択透過性膜は透明高屈折
率膜をアルキルチタネートの溶液を塗工することにより
形成させているが、このアルキルチタネートを用いた高
屈折率膜において上記の諸問題に改良が見られるものの
、耐擦傷性に対して十分とは言えないのが現状である。

耐擦傷性を高めるために透明高屈折率膜上にさらに表面
硬度を高める薄膜を積層することが提案されているが、
この積層体では耐擦傷性は高まるものの、表面導電性の
低下がさげられない。

本発明者は、上記（１）〜（４）に記された透明導電性
積層体に生ずる欠点を有しないすぐれた透明導電性また
は選択透過性を有する透明導電性積層体に関して鋭意研
究の結果、金属あるいは金属化合物薄膜とアルキルトリ
アルコキシシランまたは、その部分加水分解縮合物の硬
化薄膜とを積層することにより、すぐれた性能を有する
透明導電性積層体が得られることを見い出し、本発明に
到達したものである。

すなわち、本発明は、透明な成形物基板の少くとも片面
に金属あるいは金属化合物薄膜層を設け、さらに該薄膜
上にアルキルトリアルコキシシランまたは、その部分加
水分解縮合物よりなる硬化薄膜層を設けたことを特徴と
する透明導電性積層体である。

本発明の透明な成形物基板としては無機あるいは有機の
透明基板が使用でき、ガラスあるいは、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂、ポリエチレンナフトレート樹脂、ポ
リブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂
、アクリル樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン
樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ
樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリビニルアルコール
樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ポ
リアミド樹脂、セルロースアセテート樹脂、セルロース
プロピオネート樹脂、セルロースアセテートブチレート
樹脂等の熱可塑性、熱硬化性樹脂の単体または複合化さ
れたフィルムあるいはシートを使用することができる。

とりわけ透明性および機械的強度の観点から可視光透過
率ｓｏ％以上、厚さ２０〜２００μのポリエチレンテレ
フタレートフィルムが好ましく用いられる。金属薄膜の
材料としては可視光領域の光線吸収損失の少い金属が好
ましく、例えば金、銀、パラジウム、銅、コバルト、ク
ロム、ニッケル、アルミニウムが好ましく用いられる。

とりわけ可視光透過率の高い透明導電性金属薄膜を得る
ためには金、銀、パラジウムが好ましい。また、金属化
合物薄膜としては、酸化インジウム、酸化スズ等が好ま
しい。本発明で用いられる金属あるいは金属化合物薄膜
は真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプ１ノーティ
ング法等で形成されるが、形成された薄膜の膜厚は透明
導電性膜または選択光透過性膜としての要求性能をもて
ば特に限定されるものではないが、導電性または赤外反
射能をもつためには少くとも連続構造をもつ必要があり
、約５０Ｘ以上、また可視光線の透過性を保持するため
には可視光線の２分の１以下、すなわち約３０００Ａ以
下の膜厚が好しい。

本発明に用いるアルキルトリアルコキシシランは一般式
Ｒ８ｉ　（ＯＲ’）３　　で表わされる。ここでＲ１Ｒ
′は同一あるいは異ったアルキル基を示し、それぞれメ
チル、エチル、プロピル、ブチル基等であり、例えばメ
チルトリエトキシシラン等がある。

アルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物と
は、アルキルトリアルコキシシランが線状または三次元
状に加水分解縮合したオリゴマーをさす。このアルキル
トリアルコキシシランあるいはその部分加水分解縮合物
は、いづれも硬化させることにより三次元の架橋構造を
有する硬化物となる。

アルキルトリアルコキシシランまたはその部分加水分解
縮合物よりなる硬化膜は金属あるいは金属化合物薄膜層
上に積層することにより該薄膜の可視光線透過率を高め
るとともに、耐擦傷性を向上させる効果をもつ。

また、本発明の硬化薄膜は金属あるいは金属化合物層の
上に積層されることが必須であるが、透明成形物基板と
金属あるいは金属薄膜層の間に設けることもできる。こ
の場合には両者の接着性を向上させる意味で更に効果が
ある。

硬化薄膜の膜厚としては耐擦傷性の効果の点から５０λ
以上、好ましくは１ｏｏ′Ａ以上、さらに好、ましくは
１４０Å以上であり、また表面導電性を保つ点からは６
００Å以下、好ましくは４５０Å以下、さらに好ましく
は３ｓｏｉ以下である。

このアルキルトリアルコキシシランまたはその部分加水
分解縮合物の硬化薄膜は、そのアルコール溶液を金属あ
るいは金属化合物薄膜上に塗布し、加熱によって乾燥硬
化することにより形成することができる。一般に溶剤と
して用いられるアルコールはメタノール、エタノール、
プロパツール、インプロパツール、ブタノール、エチレ
ンクリコール、フロピレンゲリコール、フチレンゲリコ
ール等が好ましいが、中でもメタノール、エタノール、
プロパツール、インプロパツール、ブタノールが好まし
く、とりわけメタノール、エタノールが好ましい。これ
はアルキルトリアルコキシシランまたはその部分加水分
解縮合物が硬化反応を起す際に生ずるメタノールを蒸発
揮散させる必要があると同時に溶剤としてのアルコール
も蒸発揮散させる必要があるため揮発性の溶剤を用いる
のが好まし℃？ためである。溶液濃度は任意であるが、
膜厚が数百オングストローム以下の均一な硬化薄膜を設
けるためには０．１〜３０重量％、好ましくは０３〜１
０３〜１０重量％好ましくは０５〜５重量％の濃度に調
整するのがよい。このアルコ−・ル溶液を塗布する場合
、例えば浸漬法、噴霧法、スプナー法をはじめ一般のコ
ーティングマシンを利用する方法、すなわちメイヤーバ
ーコーター、グラビアコーター等を使用する方法がある
。これらのいずれかの方法によって溶液を塗布すると同
時、または後に室温以上で熱処理による乾燥・硬化を行
い、硬化薄膜の形成を完了する。この乾燥硬化に際して
は５０℃〜２００°Ｃの温度が用いられ、１００℃〜１
５０°Ｃが好ましい。この乾燥・硬化に要する時間は１
０秒間〜１時間が用いられる。このように塗工・硬化さ
せることにより、硬化薄膜はアルキル基を有することに
なり、有機フィルムおよび金属あるいは金属化合物薄膜
との接着性が向上し、さらに可視光透過率の向上した、
しかも耐擦傷性を有する透明導電性積層体を得ることが
できる。本発明における透明導電性積層体は基板として
可撓性フィルムを用いた場合、連続生産が容易にでき、
生産速度を大幅に上げることが出来、大量にまた安価に
すぐれた透明導電性フィルムを供給できる。

以下本発明の方法のより具体的な説明を実施例をもって
行うが、本発明はこれによって限定されるものではない
。なお、例中で可視光透過率（チ）はスガ試験機製全光
線透過率測定器を使用して測定した値であり、表面抵抗
値（オーム／口）は国際電気製四探針比抵抗測定器を用
いて測定した値である。またメチルトリエトキシシラン
およびその部分加水分解縮合物の硬化薄膜の膜厚および
金属薄膜の膜厚は高滓製作所製ＥＳＣＡ７　ｓ　ｏ型を
使用し、アルゴンエツチング速度をｓｏ、ｊ／＝とじて
計算した値である。実施例中の部はすべて重計に基くも
のとして表わした。擦傷性は鉛筆硬度試験機の摩擦体部
分を改造し、１　ｃｌｔのガーゼをとりつげ荷重１００
ｇで摩擦体を透明導電性フィルム上で１００回往復させ
た。以下の実施例および比較例の試験結果は最後に表に
まとめて示す。

実施例１゜ 可視光透過率約８８係の厚さ１２５μｍの二軸延伸ポリ
エチレンテレフタレートフィルムの片面に第一層として
メチルトリメトキシシランの熱硬化薄膜、第二層として
金薄膜、第三層としてメチルトリメトキシシランの熱硬
化膜を順次設けた透明導電性フィルムを作成した。第一
層はメチルトリメトキシシラン２部とメタノール９８部
を混合し、５０°Ｃで１時間攪拌混合した溶液をメーヤ
ーバーで塗布した後、９０°Ｃで３分間加熱し、乾燥硬
化させた硬化薄膜よりなる。第二層は第一層の上に金薄
膜を真空度５×１０″”　Ｔｏｒｒ　　で蒸着して設け
た。第三層は第ニトリ 層の上に第一層を設けると同様にしてメチル＾メトキシ
シランの硬化薄膜を設けた。

比較例１ 第三層のメチルトリメトキシシランの硬化薄膜を除いた
他は実施例１と同様に設けた透明導電性フィルムを作成
した。

実施例２゜ 実施例１の第二層の金薄膜の膜厚を変える以外は実施例
１と同様の透明導電性フィルムを作成した。

比較例２゜ 実施例２の第三層のメチルトリメトキシシランの硬化薄
膜を除いた他は実施例２と同様に透明導電性フィルムを
作成した。

実施例３゜ 実施例１の第一層および第三層をメチル）　ＩＪエトキ
シシランの加水分解縮合物の硬化薄膜とした以外は実施
例１と同様の透明導電性フィルムを作成した。第一層お
よび第三層いずれもオーエンス・イリノイ社製ガラスレ
ジン＄６５．０を２部、メタノールを９８部混合し、５
０℃で１時間攪拌混合した溶液を塗布、９０℃５分間加
熱し乾燥硬化させて形成した。

比較例３゜ 実施例３の第三層を除いた他は実施例３と同様にして透
明導電性フィルムを作成した。

比較例４゜ 実施例１の第一層および第三層を酸化チタン薄膜とする
以外は実施例１と同様にして透明導電性フィルムを得た
。酸化チタン薄膜はいずれもテトラブチルチタネートの
３部とメタノール９７部を混合し、４０℃１時間攪拌混
合した溶液をメイヤーバーで塗布し、９０℃５分間加熱
し、乾燥硬化させて形成した。

実施例４゜ 実施例１の第一層のメチルトリエトキシシランの硬化薄
膜を除いた他は実施例１と同様に透明導電性フィルムを
作成した。

実施例５ 実施例２の第一層のメチルトリエトキシシランの硬化薄
膜を除いた他は実施例２と同様に透明導電性フィルムを
作成した。

実施例６ 実施例３の第一層のメチルトリエトキシシランの部分加
水分解線金物の硬化薄膜を除いた他は実施例６と同様に
透明導電性フィルムを作成した。

手続補正書（方式） 昭和５７年１０月１３　日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　　昭和５７年特許願第１１０３５９号
２、発明の名称　透明導電性積層体 ３、補正をするもの 事件との関係　　特許出願人 ５、補正の対象　　明細書の発明の詳細な説明の欄６、
補正の内容　　明細書第、１５頁の浄書別紙の通り（内
容に変更なし） ２６３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明な成形物基板の少くとも片面に、金属あるいは金属
   化合物の薄膜層を設け、さらに該薄膜層上にアルキルト
   リアルコキシシランまたはその部分加水分解縮合物より
   なる硬化薄膜層を設けたことを特徴とする透明導電性積
   層体。