JPS6355818A - 耐熱性透明導電フイルム - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、耐熱性にすぐれかつ硬度の大きい透明導電フ
ィルムに関するものである。

〈従来の技術〉 透明導電フィルムは、可視光に透明で、かつ導電性を有
するプラスチックフィルムの総称であり、プラスチック
フィルムの表面に半導体導電層や金属薄膜を蒸着したも
の、導電層として金属線を埋め込んだ構造のものが生産
され、タッチパネルやディスプレイ、面状発熱体、電磁
波シールド材として利用されている。

これらのプラスチックフィルムとしては、ポリエステル
（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、
ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなどが使用されて
いる。

しかし、面状発熱体等として使用するときには、これら
のプラスチックフィルムでは耐熱性が不足して、性能的
に又は安全性の面から十分とはいいきれなかった。この
ため、一部ではポリイミドフィルムを用いることも検討
されているが、非常に高価であるため工業生産には適し
ない。

一方、タッチパネルやディスプレイに上記フィルムを使
用した場合には、硬度が小さく、そのためにキズがつき
やすいこと又は／及びフィルムの着色が大きく透光性に
欠けることなどの欠点が指摘されている。

一方、芳香族ポリアミドは優れた結晶性や高い融点のた
め良好な耐熱性を有しており、特にパ２配向の芳香族ポ
リアミドは剛直な分子構造により高い機櫨的性能を有す
ることが期待され注目されている。しかし、パラ配向性
の芳香族ポリアミドは、その分子構造故に、強散にしか
溶けず、その溶液中では液晶を形成することが知られて
いる。

しかも、液晶特有の性質から、これを成形すると、−軸
配向しやすく、従って繊維のように一軸配向がそのまま
活かせる場合は問題ない（％開昭４７−３９４５８号公
報）が、例えばフィルムの成型は特殊な工夫をしないと
裂は易いものしか得られない（特公昭５７−１７８８６
号公報）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的とするところは、タッチパネル、ディスプ
レイ又は面状発熱体等に使用して有用な、透明性、耐熱
性にすぐれ、安価で、かつ硬度が大きい導電フィルムを
提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は光線透過率が５５チ以上のパラ配向性芳香族ポ
リアミドフィルムの表面に半導体導電層又は金属薄膜を
蒸着した耐熱性透明導電フィルムである。

本発明者らは、透明な等方性のパラ配向性芳香族ポリア
ミドフィルムの製法を開示した前述の特公昭５７−１７
８８６号公報の技術を更に研究するりちに、パラ配向性
芳香族ポリアミドの硫酸を溶媒とする液晶ドープの光学
等方化を加熱だけでなく加湿によって行い、かつ乾燥時
のフィルムの収縮を制限することによって、非常に透明
度のすぐれたフィルムを得ることができることを知見し
、またこのようにして得たフィルムに熱処理を施すこと
によってフィルムの硬度を大きくできることも併せて知
見した。そして、このようにして得られる耐熱性及び透
明性にすぐれた硬度の大きいフィルムの表面シこ導電層
を設けることによって、従来の透明導電フィルムのもっ
ていた前記諸欠点を克服できることを見出し、本発明に
到達したものである。

本発明に用いられるパラ配向性の芳香族ポリアミドは、
次の構成単位からなる群より選択された単位から実質的
に構成される。

−ＮＨ−Ａｒ　−ＮＨ−・−−−（１）−Ｃｏ−Ａｒ　
−Ｃｏ　−−・・（ＩＩ）−ＮＨ−Ａｒ　−Ｃｏ　−−
−・（ＩＩＩ）ここでＡｒ１、Ａｒ、およびＡｒｃは各
々２価の芳香族基であり、（Ｉ）と（ｎ）はポリマー中
に存在する場合は実質的に当モルである。

本発明のポリアミドフィルムにおいて、良好な機械的性
能を確保するためＫは、Ａｒ工、Ａｒ２　　およびＡｒ
３は各々、所謂、パラ配向性の基である。

ここで、パラ配向性とは、その分子鎖を成長させている
結合が芳香族の反対方向に同軸または平行的に位置して
いることを意味する。このような２価の芳香族基の具体
例としては、パラフェニレン、４．４’−ビフェニレン
、ｌ、４−ナフチレン、１，５−ナフチレン、２，６−
す７チレン、２．５−ビリジレンなどがあげられる。そ
れらはハロゲン、低級アルキル、ニトロ、メトキシ、ス
ルホン酸、シアノ基などの非活性基でＩｔたは２以上置
換されていてもよい。Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ、はい
ずれも２種以上であってもよく、また相互に同じであっ
ても異なっていてもよい。

本発明に用いられるポリマーは、これまでに知られた方
法により、各々の単位に対応するジアミン、ジカルボン
酸、アミノカルボン酸より製造することかできる。具体
的には、カルボン酸基を先ず酸ハライド、酸イミダゾラ
イド、エステル等に誘導した後にアミノ基と反応させる
方法、またはアミノ基をイソシアナート基に誘導した後
、カルボン酸基と反応させる方法が用いられ、重合の形
式もいわゆる低温溶液重合法、界面重合法、溶融重合法
、固相重合法などを用いることができる。

本発明に用いられる芳香族ポリアミドには、上記した以
外の基が約１０モルチ以下共重合さｎたり、他のポリマ
ーがブレンドされたりしていてもよい。

本発明の芳香族ポリアミドとして最も代表的なものは、
ポリ−ルーフユニしンテレフタルアミド（以下ＰＰＴＡ
と略称する。）やボＩＪ　　ｐ−ベンズアミドである。

本発明の芳香族ポリアミドの重合度は、あまりに低いと
本発明の目的とする機徐的性質の良好なフィルムが得ら
れなくなるため、通常２．５以上、好ましくは３．５以
上の対数粘度η１ｎｈ（Ｇｉ酸１００ゴにポリマー０．
２２を溶解して３０℃で測定した値）を与える重合度の
ものが選ばれる。

前記した芳香族ポリアミドからなるフィルムは非常に高
い融点やガラス転移点に象徴される耐熱性にすぐれ、ま
た自己消火性を有していて燃え九くいという特徴を有し
ている。

本発明に用いるフィルムは、きわめて高い透明性を有し
ている。高い透明性は、６００ｎｍの波長の可視光線の
透過率が５５チ以上であることで規定τし！シより好ま
しくは７０チ以上を有する。

また、本発明に用いるフィルムは、好ましく拡実質的に
ボイドを含まない。

更に１本発明に用いるフィルムは、その密度が１．３９
０ｆ／−以上であることが好ましい。この密度の値は四
塩化炭素−トルエンを使用した密度勾配管法により３０
℃で測定されたものである。フィルムの密度は、一般に
、フィルムの硬度と相関関係を有することが見出され、
従ってメンブレンスイッチ（タッチパネル）等に有用な
硬度の大きいフィルムであるためＫは、１．３９０ｆ／
ｃｓ（以上の密度をもっていることが好ましい。より好
ましくは、１．３９５〜１．４２５ｆ／ｃｄ　　の密度
を有するフィルムである。このような比較的大きな密度
をもつフィルムは、乾燥時の温度をａＯＯ℃〜５００℃
の高温にするか一旦乾燥したのち、３００〜５００℃で
熱処理することで幸便に得られる。

本発明に用いるフィルムとしては、好ましくは少くとも
一方向のヤング率が３００　Ｋ１７ｗ−以上のものであ
る。また、フィルムの厚みとしては好ましくは３μｍ以
上、より好ましくは４〜３００μｍである。

本発明に用いるフィルムとしては、等方的な機械的性能
をもったものが好ましいが、必要ならば、製膜の過程で
延伸して、特定の方向に芳香族ポリアミドの配向した機
械的性能の異方的なフィルムであってもよい。

次に、このようなフィルムを得る方法の例について述べ
る。

本発明に用いるフィルムをつくるため忙、まずパラ配向
性芳香族ポリアミドを強酸に溶かす必要がある。強酸と
しては、濃硫酸、クロル硫酸、フルオル硫酸、メタンス
ルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などを使用で
きる。原液中のポリマー濃度は、常温（約２０℃〜３０
°Ｃ）またはそれ以上の温度で光学異方性を示す濃度以
上のもの（液晶）が好ましく用いられ、具体的には約１
０重量多以上、好ましくは約１２重景チ以上１５重ｉ％
以下で用いられる。

このようにして調製した原液を、ドクターナイフを使っ
て、或いはダイから押出して、フィルム状に流延し、そ
のまま凝固させても良いが、特に液晶原液を使った楠会
には、加熱や吸湿によって流延原′ｏ、を光学等方性に
変え、次いで凝固させるのが好ましい。

鍵固液として、水、原液に使用した強酸の水溶液などが
使用できる。凝固浴の温度は特に制限さするものではな
く、通常約０６Ｃ〜８０℃の範囲で行なわれる。

凝固さ詐たフィルムは、次に水洗及び乾燥をうける。必
要ならば、水洗の終ったフィルムを湿潤延伸することも
できる。

乾燥は、乾燥によってフィルムが収縮するのを防ぎなが
ら行うことが必要である。何故なら、収縮を何ら制限せ
ず忙乾燥させると、光線透過率が小さくシワの多い実用
性の乏しいフィルム知なってしまうからである。収縮の
制限は、フィルムを枠にはさむ、テンターで行うなどで
実施できる。

乾燥は室温〜３００℃の温度で行ったのち、３００〜５
００℃で熱処理を行うか、又は３００℃以上の温度で行
うのが好ましい。

このようにして得られたフィルムの表面に、半導体導電
層又は金属薄膜を蒸着させる必要がある。

半導体導電層としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）が
代表的に用いられ酸化錫アンチモン、酸化カドミウム錫
や酸化亜鉛でもよく、金属薄膜としては、金、パラジウ
ム、クロム系合金等を蒸着したもめが用いら九る。

フィルムには、必要に応じてコロナ処理、マット化処理
、水蒸気処理、アルカリ処理などの物理的、化学的表面
改質処理を行ったり、表面改質層を設けたものであって
もよい。さらに、フイルム表面に文字、図形、模様など
が描かれたものであっても支障はない。

半導体導電層又は金属薄膜を蒸着させる方法は既知のも
のが利用できる。例えば、酸化インジウム、酸化錫、酸
化カドミウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化タング
ステン、酸化モリブデン、或いはこれらの混合物、金、
パラジウム又はクロム系合金を、真空蒸着法、イオング
レーティング法、スパッタリング法、化学的気相蒸着法
、レーザ化学蒸着法、プラズマ蒸着法などから適宜選ん
だ方法で蒸着することができる。

蒸着層の厚さは、透明導電フィルムの導電性と透明性と
のパランスから任意に決めることができるが、通常５０
〜３０００Ａであり、好ましくは５０〜１００ＯＡであ
る。

〈実施例〉 ηｉｎｈが５．２のＰＰＴＡを９９．６％の硫酸に、６
０℃でポリマー濃度が１２俤になるように溶解し友。

このドープは６０℃で光学異方性を示し、粘度は５１０
０ボイズであった。このドープｆｔ６０℃に保つたタン
クに入れ、タンクからギアポンプ？経てダイに到る１、
５　ｍの曲管を６０℃に保ち、０．２＋ｙａＸ　３００
ｍのスリットをもつダイから、鏡面に磨い念移動するタ
ンタル環のベルトにキャストした。

このベルト上で、絶対湿度３１２（水）／Ｋｇ（乾燥空
気）の９０℃の空気中に１４秒間保った後、１１０℃の
熱風を吹きつけるゾーンの中を４秒間で通過させて、光
学等方性の透明なドープを得た。

このドープを移動ベルト上で５℃の水で凝固させ危後、
水洗、ｓｑ６水酸化ナトリウム水溶液による中和、水洗
を繰返し、酸分の濃度を４００　Ｐｐｍとした。

この湿フィルムをテンターにて、３００℃で２０分間、
定長乾燥して得られた透明なボイドなしのフィルムは、
厚みが２２μ７Ｈ，６００℃ｍの元の透過率が７１チ、
破断強度２８Ｋｙ／ｄ、破断伸度３１チ、初期モジュラ
ス７４０　Ｋｙ／Ｊ、ηｉｎｈ　＝　４．７、密度１．
３９６ｆ／ｃｄ　であった。

次に、酸化インジウムに酸化錫を７．５重量％混入し次
混合物を該フィルムに真空蒸着した。得られたフィルム
はインジウム金属の低酸化物で６９、膜厚３５０　Ａ、
表面抵抗６にΩ／ａｄ　、　６００　ｎｍの光の透過率
約３５％の導電フィルムであった。

次いで、この蒸着フィルムを３００℃で３０分間熱処理
した。得られたフィルムは表面抵抗３５０にΩ／ｃｔｐ
ｌ、　６００　ｎｍの光の透過率約６０チであった。

また、セロテープによるゴバン目剥離テストの結果も完
全であ？た。このフィルムを２００℃で２時間保持した
が、性能の変化が全くなかった〇〈発明の効果〉 本発明の耐熱性透ＥＡ導電フィルムは、耐熱性にすぐれ
た透明度の高い導電フィルムであって、しかも硬度も大
きいという特徴を有しているので、タッチパネル（メン
ブレンスイッチ）、液晶ディスプレイ、エレクトロルミ
ネッセンスディスプレイ等の透明電極として、各種ディ
スプレイ、計器の窓、放射線検出器、電離箱等の電磁波
シールド材として、マイクロフィルム、ファクシミリ等
の電子写真用基材として、自動車のフロントガラス、信
号灯、冷凍ショーケース、自動販売機等の結露・凍結防
止や暖房カーペット用等の面状発熱体として、テレビの
ブラウン管のゴミ付着防止、電気回路の誤動作防止、メ
ータ類の誤指示防止、ＩＣ等の保護、防爆等の静電気障
害の防止器材として使用することができ、これらの製作
時に高温に曝されても変質をおこさないし、これらの作
動・使用を高温にすることも可能であシ、また比較的大
きい力をうけても変質や損傷をうけにくい。

その他、超音波発振子やマイクロフォン、スピーカ等の
音響振動板、螢光灯のクイックスタート用、作業マット
、選択光透過フィルムとしても使用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光線透過率が５５％以上のパラ配向性芳香族ポリアミド
   フィルムの表面に半導体導電層又は金属薄膜を蒸着した
   耐熱性透明導電フィルム