JP2005028821A - 透明導電性基材およびタッチパネル - Google Patents
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Abstract
【課題】 タッチパネルの対向電極として用いられる透明導電性基材において、外光の反射を低減することができ、且つ、表面抵抗値を所望の値に設定することができるようにする。
【解決手段】 透明導電性基材1は、透明性を有する基材11と、基材11の一主面上に順次積層された、ハードコート層12、第1の透明導電膜13、低屈折率膜14および第2の透明導電膜15と、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15とを電気的に導通する導通手段31とを備える。低屈折率膜14は、第1の透明導電膜13を構成する材料よりも屈折率の低い材料からなる。第1の透明導電膜13の膜厚を光学的に影響の少ないように薄くでき、且つ所望の表面抵抗値を満たすことができる。第1の透明導電膜13と低屈折率膜14との反射光を光学的に干渉させて反射光を減らすことができる。
【選択図】 図2
【解決手段】 透明導電性基材1は、透明性を有する基材11と、基材11の一主面上に順次積層された、ハードコート層12、第1の透明導電膜13、低屈折率膜14および第2の透明導電膜15と、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15とを電気的に導通する導通手段31とを備える。低屈折率膜14は、第1の透明導電膜13を構成する材料よりも屈折率の低い材料からなる。第1の透明導電膜13の膜厚を光学的に影響の少ないように薄くでき、且つ所望の表面抵抗値を満たすことができる。第1の透明導電膜13と低屈折率膜14との反射光を光学的に干渉させて反射光を減らすことができる。
【選択図】 図2
Description
この発明は、例えば、透明導電膜が基材上に積層されてなる透明導電性基材およびこの透明導電性基材を備えたタッチパネルに関する。
近年、モバイル機器や携帯電話等のディスプレイ上には、情報を入力するためのアナログ抵抗膜式タッチパネルが設けられるようになっている。図10に、従来のアナログ抵抗膜式タッチパネルの構成を示す。このタッチパネル110は、図10に示すように、第1の透明導電性基材101と第2の透明導電性基材102とがスペーサ103を介して対向された構成を有する。第1の透明導電性基材101は、透明性を有する第1の基材111と、この第1の基材111の第2の透明導電性基材102と対向する側の面に形成された透明導電膜112とを備える。一方、第2の透明導電性基材102は、透明性を有する第2の基材121と、この第2の基材121の第1の透明導電性基材101と対向する側の面に形成された透明導電膜122とを備える。
第1の基材111としては、軽量性、耐久性、透明性を考慮して、高分子フィルムが用いられている。また、透明導電膜112の材料としては、n型の導電性を有するITO(Indium−Tin−Oxide)が用いられている。この透明導電膜112の形成方法としては、スパッタリング法または蒸着法が広く用いられている。このような構成を有するタッチパネル110は、図10に示すように、液晶表示素子などの表示装置104上に配置されている。
ところが、上述の構成を有するタッチパネル110では、第1の基材111と透明導電膜112との界面における外光の反射によって表示装置104の表示品質が劣化する、という問題がある。これは、透明導電膜112を構成するITOなどの透明導電性材料は、400nm〜700nmの可視光域では1.8〜2.2の屈折率を有するため、すなわち、空気に比べて高い屈折率を有するためである。
そこで、上述の問題を解決すべく、第1の基材111と透明導電膜112との間に反射防止膜を設けることが提案されている(特許文献1参照)。図11に、反射防止膜を備えたタッチパネルの構成を示す。図11に示すように、第1の透明導電性基材101は、第1の基材111上に、反射防止膜115、透明導電膜112を順次積層して形成されている。反射防止膜115は、第1の基材111上に、高屈折率誘電体膜113、低屈折率誘電体膜114を順次積層して形成されている。
さらに、透明導電膜112と低屈折率誘電体膜114との界面における外光の反射を低減するために、透明導電膜112の膜厚を薄くすることが提案されている。これは、透明導電膜112の材料(例えばITO、AZO、SZO、FTO、SnO2、GZO)が一般的に高屈折率材であり、透明導電膜112の膜厚が厚くなると反射光が増加してしまうためである。
ところが、アナログ抵抗膜式タッチパネルのタッチ側電極として用いられる透明導電性基材101では、300Ω/□〜1000Ω/□の範囲に表面抵抗値を制御することが要求されるため、透明導電膜112の膜厚を薄くするには限界がある。例えば、透明導電膜112の材料として、約1.0×10-3Ω・cmの比抵抗を有するITOを用いる場合、上述の数値範囲の表面抵抗値を得るためには、10nm〜33nmの膜厚が必要となる。
したがって、この発明の目的は、外光の反射を低減することができ、且つ、表面抵抗値を所望の値に設定することができる透明導電性基材およびこの透明導電性基材を備えたタッチパネルを提供することにある。
上記課題を解決するために、第1の発明は、透明性を有する基材と、
基材の一主面上に順次積層された第1の透明導電膜、低屈折率膜および第2の透明導電膜と、
第1の透明導電膜と第2の透明導電膜とを電気的に導通する導通手段とを備え、
低屈折率膜の屈折率が、第1の透明導電膜の屈折率より低いことを特徴とする透明導電性基材である。
基材の一主面上に順次積層された第1の透明導電膜、低屈折率膜および第2の透明導電膜と、
第1の透明導電膜と第2の透明導電膜とを電気的に導通する導通手段とを備え、
低屈折率膜の屈折率が、第1の透明導電膜の屈折率より低いことを特徴とする透明導電性基材である。
第2の発明は、第1の透明導電性基材と第2の透明導電性基材とがスペーサを介して対向された構成を有するタッチパネルにおいて、
第1の透明導電性基材が、
透明性を有する第1の基材と、
第2の透明導電性基材と対向する側の面に順次積層された第1の透明導電膜、低屈折率膜および第2の透明導電膜と、
第1の透明導電膜と第2の透明導電膜とを電気的に導通する導通手段とを備え、
第2の導電性基材が、
透明性を有する第2の基材と、
第1の透明導電性基材と対向する側の面に形成された透明導電膜と
を備え、
低屈折率膜の屈折率が、第1の透明導電膜の屈折率より低いことを特徴とするタッチパネルである。
第1の透明導電性基材が、
透明性を有する第1の基材と、
第2の透明導電性基材と対向する側の面に順次積層された第1の透明導電膜、低屈折率膜および第2の透明導電膜と、
第1の透明導電膜と第2の透明導電膜とを電気的に導通する導通手段とを備え、
第2の導電性基材が、
透明性を有する第2の基材と、
第1の透明導電性基材と対向する側の面に形成された透明導電膜と
を備え、
低屈折率膜の屈折率が、第1の透明導電膜の屈折率より低いことを特徴とするタッチパネルである。
この発明によれば、基材上に、第1の透明導電膜、低屈折率膜および第2の透明導電膜が順次積層され、導通手段により第1の透明導電膜と第2の透明導電膜とが電気的に導通され、低屈折率膜の屈折率が第1の透明導電膜の屈折率より低いため、表面抵抗値の上昇を招くことなく、第2の透明導電膜の膜厚を薄くできる。
以上説明したように、この発明によれば、基材上に、第1の透明導電膜、低屈折率膜および第2の透明導電膜が順次積層され、導通手段により第1の透明導電膜と第2の透明導電膜とが電気的に導通され、低屈折率膜の屈折率が第1の透明導電膜の屈折率より低いため、表面抵抗値の上昇を招くことなく、第1の透明導電膜の膜厚を薄くできる。これにより、透明導電性基材における外光の反射を低減することができ、且つ、表面抵抗値を所望の値に設定することができる、という効果を得ることができる。
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
図1に、この発明の一実施形態による透明導電性基材およびこの透明導電性基材を用いたタッチパネルの構成の一例を示す。図1に示すように、この一実施形態によるタッチパネル10は、第1の透明導電性基材1と第2の透明導電性基材2とがスペーサ3を介して対向された構成を有する。第1の透明導電性基材1は、透明性を有する第1の基材11と、この第1の基材11の第2の透明導電性基材2と対向する側の面上に順次積層されたハードコート層12、第1の透明導電膜13、低屈折率膜14および第2の透明導電膜15とを備える。一方、第2の透明導電性基材2は、透明性を有する第2の基材21と、この第2の基材21の第1の透明導電性基材1と対向する側の面に形成された透明導電膜22とを備える。ここでは、一例として、タッチパネル10が、図1に示すように、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示装置4上に配置されている場合を例について示す。
図2に、この発明の一実施形態による第1の透明導電性基材1の構成の一例を示す。図3に、この発明の一実施形態による第1の透明導電性基材1の構成の他の例を示す。図2および図3に示すように、この第1の基材11の第2の透明導電性基材2と対向する側の面には、第2の透明導電膜15に向けて突起した突起31が備えられている。この突起31の形状としては、例えば円錐状、半球状、切頭円錐状、円柱状などが挙げられる。第1の透明導電膜13には、この突起31の形状に応じて第2の透明導電膜12に向けて突出した突出部32が形成されている。
また、第1の基材11の表面粗さ(突起31の高さ)は、突起31の形状に応じて盛り上がった突出部32により第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15とが電気的に導通するように選ばれる。すなわち、第1の基材11の表面粗さは、突出部32が低屈折率膜14を貫通するように選ばれる。したがって、第1の基材11の最大表面粗さRmaxは、突出部32の突出幅が低屈折率膜14の膜厚以上になるように選ぶことが好ましく、0.05μm≦Rmax≦1.0μmの範囲に選ぶことがより好ましい。最大表面粗さRmaxが0.05μm未満である場合には、突出部32の盛り上がり幅が小さいため、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15との接触部が減少する。最大表面粗さRmaxが1μmより大きい場合には、例えばスパッタリング法などにより突起31上に第1の透明導電膜13を形成することが困難になるために、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15との接触部が減少する。また、突起31が、0.1mm2辺りに10個以上形成されていることが好ましい。突起の数が0.1mm2辺りに10個未満になると、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15との導通が悪化し、所望の表面抵抗値が得られなくなる。
また、第1の基材11は、透明性を有するフィルムまたは基板であり、軽量性、耐久性および透明性を考慮すると、高分子フィルムであることが好ましい。この第1の基材11の材料は、透明性、耐薬品性および機械的特性などを考慮して選ばれ、例えば、透明性を有する高分子材料からなる。具体的には、第1の基材11の材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルやポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリエーテルスルフォンなどが挙げられる。
第1の基材11としては、特許第2667680号公報に開示されているような、2枚の透明プラスチックを透明な粘着剤層を介して接着積層したものも、好ましく利用することができる。このような積層フィルムを用いることで、第2の透明導電膜の耐摩耗性を向上させることができる。
また、この第1の基材11の厚さは、タッチパネル10として使用することを考慮すると、好ましくは20μm〜300μmの範囲であり、より好ましくは90μm〜200μmの範囲であり、例えば188μmである。第1の基材11の厚さが20μm未満であると、機械的強度が不足し、実用に供するのに十分な耐久性を得ることができない。一方、第1の基材11の厚さが300μmより大きいと、タッチパネル10の上部電極としての柔軟性が損なわれてしまう。
ハードコート層12の材料としては、例えばアクリル系樹脂、シリコン系樹脂などの硬化型樹脂が挙げられる。また、ハードコート層12の厚さは、1μm〜10μmの範囲であることが好ましく、2μm〜5μmの範囲であることがより好ましい。なお、このハードコート層12を省略した構成とすることも可能であるが、耐久性を考慮すると、このハードコート層12を第1の基材11上に備えることが好ましい。
第1および第3の透明導電膜13,15の材料として、例えばITO、AZO、SZO、FTO、SnO2、GZO,IZOなどが挙げられる。なお、第1の基材11として高分子フィルムを用いる場合には、第1および第2の透明導電膜13,15を低温で成膜する必要があるので、低温成膜によりある程度の低比抵抗を有する膜を形成できる材料を選ぶことが好ましい。低温成膜によりある程度の低比抵抗を有する第1および第2の透明導電膜13,15を形成することを考慮すると、上述の材料の中では約1.0×10-3Ω・cmの比抵抗を有するITOが好ましい。
第1の透明導電膜13の膜厚は、第2の透明導電膜15の表面抵抗値を考慮して選ばれている。例えば、第1の透明導電膜13の膜厚は、第2の透明導電膜15の表面抵抗値を300Ω/□〜1000Ω/□の範囲とすることを考慮すると、10nm〜33nmの範囲であることが好ましく、15nm〜20nmの範囲であることがより好ましい。膜厚が10nm未満であると、第2の透明導電膜15の表面抵抗値が1000Ω/□より大きくなってしまう。一方、膜厚が33nmより大きいと、第2の透明導電膜15の表面抵抗が300Ω/□より小さくなってしまう。
第2の透明導電膜15の表面抵抗値は、第1の透明導電性基材1をタッチパネル10の電極として用いることを考慮すると、300Ω/□〜1000Ω/□の範囲であることが好ましい。また、第2の透明導電膜15の膜厚は、所望の表面抵抗を考慮して選ばれる。例えば、第2の透明導電膜15の膜厚は、表面抵抗を300Ω/□〜1000Ω/□の範囲にすることを考慮すると、4nm〜10nmの範囲であることが好ましい。膜厚が4nm未満であると、表面抵抗が1000Ω/□より大きくなってしまう。一方、膜厚が10nmより大きいと、表面抵抗が300Ω/□より小さくなってしまう。また、第2の透明導電膜15の表面での反射光の増加により、タッチパネル10の下方に設けられた表示装置4の表示品質も劣化してしまう。この一実施形態による第1の透明導電性基材1では、第2の透明導電膜15と第1の透明導電膜13層とが電気的に導通されるため、第2の透明導電膜15の膜厚を光学的に影響のない程度に薄くし、且つ第1の透明導電性基材1の表面抵抗値をタッチパネル10に適用するために好ましい範囲(例えば、300Ω/□〜1000Ω/□)にすることができる。
低屈折率膜14は、第1の透明導電膜13および第2の透明導電膜15を構成する材料より低屈折率の材料からなり、例えば誘電体からなる。低屈折率膜14を構成する誘電体としては、例えば、MgF2、SiO2、LiF、LaF2、NdF3、NaF、ThF4などが挙げられる。また、低屈折率膜14の膜厚は、この低屈折率膜14と第1の透明導電膜13との反射光が干渉して弱めあうように選ばれている。具体的には、低屈折率膜14の膜厚をd、可視光域の波長をλ(400nm≦λ≦700nm)、低屈折率膜14の屈折率をnとした場合、
d=λ/4n・・・(1)
を満たすように低屈折率膜14の膜厚dが選ばれている。
d=λ/4n・・・(1)
を満たすように低屈折率膜14の膜厚dが選ばれている。
例えば、低屈折率膜14が波長550nmを有する光に対して約1.46の屈折率を有するSiO2からなる場合には、低屈折率膜14の膜厚は、上述の式(1)を用いて68nm〜120nmの範囲に選ばれている。これにより、第1の透明導電膜13と低屈折率膜14との反射光を干渉させて弱め合わせることができる。
第2の基材21は、透明性を有するシートまたは基板である。この第2の基材21の材料は、透明性、耐薬品性および機械的特性などを考慮して選ばれ、例えば、透明性を有する高分子材料からなる透明高分子フィルムである。具体的には、第2の基材21の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルやポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリエーテルスルフォンなどが挙げられる。また、基材21の厚さは、例えば50μm〜300μmの範囲であることが好ましい。
透明導電膜22の材料は、上述した第1の透明導電膜13と同様であるので説明を省略する。透明導電膜22の表面抵抗値は、第2の透明導電性基材2をタッチパネル10の下部透明電極として用いることを考慮すると、300Ω/□〜1000Ω/□の範囲であることが好ましい。また、透明導電膜22の膜厚は、所望の表面抵抗値を考慮して選ばれる。例えば、透明導電膜22の膜厚は、表面抵抗を300Ω/□〜1000Ω/□の範囲にすることを考慮すると、4nm〜10nmの範囲であることが好ましい。
スペーサ3は、例えば数10μm程度の高さを持った半球状、円錐状、または円柱状の透明体であり、透明導電膜22上に一定の間隔をあけて形成されている。スペーサ3の材料としては、例えばアクリル系樹脂などの透明性を有する絶縁材料が挙げられる。このスペーサ3により、長期にわたる安定したスイッチ動作の維持および情報入力時における高精度な位置検出が可能となる。また、図示を省略するが、第1の透明導電性基材1と第2の透明導電性基材2とは、周辺部において接着されている。この周辺部の接着には、例えば両面テープ、粘着剤、熱溶融部材が用いられる。
次に、この発明の一実施形態による透明導電性基材およびこの透明導電性基材を用いたタッチパネルの製造方法について説明する。
まず、一主面に突起31を有する第1の基材11を作製する。次に、例えばプラズマボンバード処理、コロナ放電処理、グロー放電処理などを第1の基材11の一表面に対して施す。これにより、第1の基材11と第1の透明導電膜13との密着性を高めることができ、タッチパネル10として使用するのに好適な第1の透明導電性基材1を作製することができる。また、例えばスパッタリング法または蒸着法により第1の基材11の表面に無機金属物などからなる薄膜を形成するようにしてもよい。この薄膜の膜厚は、5Å〜100Åの範囲であることが好ましい。
まず、一主面に突起31を有する第1の基材11を作製する。次に、例えばプラズマボンバード処理、コロナ放電処理、グロー放電処理などを第1の基材11の一表面に対して施す。これにより、第1の基材11と第1の透明導電膜13との密着性を高めることができ、タッチパネル10として使用するのに好適な第1の透明導電性基材1を作製することができる。また、例えばスパッタリング法または蒸着法により第1の基材11の表面に無機金属物などからなる薄膜を形成するようにしてもよい。この薄膜の膜厚は、5Å〜100Åの範囲であることが好ましい。
次に、ハードコート層12を第1の基材1の突起31が形成された面に形成する。ハードコート層12の形成方法としては、例えば蒸着法およびディッピング法が挙げられる。
次に、突起31の形状に応じて突出した突出部32がハードコート層12上に形成されるように、ハードコート層12上に第1の透明導電膜13を形成する。第1の透明導電膜13の形成方法としては、物理的方法および化学的方法が挙げられる。具体的には、物理的方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオン蒸着法およびスプレー熱分解法などが挙げられ、化学的方法としては、例えば、化学めっき、電気めっきおよび化学気相法などが挙げられる。これらの形成方法の中でも、スパッタリング法または蒸着法が、大面積に均一に薄膜を形成でき、且つ比較的容易に薄膜を形成できる点から好ましい。
以下に、成膜方法としてスパッタリング法を用いた場合のプロセスにおける成膜条件の一例を示す。
ガス種:酸素を1.0〜1.5%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:1.7〜3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:0.5〜2W/cm2
温度:常温
ガス種:酸素を1.0〜1.5%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:1.7〜3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:0.5〜2W/cm2
温度:常温
次に、突出部32により低屈折率膜14が貫通されるように、第1の透明導電膜13上に低屈折率膜14を形成する。この低屈折率膜14の形成方法としては、例えばスパッタリング法および蒸着法などが挙げられる。これらの形成方法の中でも、スパッタリング法が、大面積に均一に薄膜を形成できる点から好ましい。また、スパッタリング法により低屈折率膜14を形成する場合には、取り扱いが容易である点から、材料としてSiO2を用いることが好ましい。
以下に、成膜方法としてスパッタリング法を用いた場合の成膜条件の一例を示す。
ガス種:酸素を10〜20%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:1.7〜3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:4〜10W/cm2
温度:常温
ガス種:酸素を10〜20%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:1.7〜3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:4〜10W/cm2
温度:常温
次に、低屈折率膜14上に第2の透明導電膜15を形成する。この第2の透明導電膜15の形成方法としては、上述の第1の透明導電膜13の形成方法と同様のものが挙げられる。
以下に、成膜方法としてスパッタリング法を用いた場合の成膜条件の一例を示す。
ガス種:酸素を1.0〜1.5%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:1.7〜3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:0.5〜2W/cm2
温度:常温
ガス種:酸素を1.0〜1.5%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:1.7〜3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:0.5〜2W/cm2
温度:常温
次に、第2の基材21を作製し、この第2の基材21上に透明導電膜22を形成する。この透明導電膜22の形成方法としては、上述の第1の透明導電膜と同様のものを挙げることができる。以下に、成膜方法としてスパッタリング法を用いた場合の成膜条件の一例を示す。
ガス種:酸素を1.0〜1.5%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:1.7〜3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:0.5〜2W/cm2
温度:常温
ガス種:酸素を1.0〜1.5%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:1.7〜3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:0.5〜2W/cm2
温度:常温
次に、例えばスクリーン印刷などの印刷法により所定間隔および所定高さのスペーサ3を透明導電膜22上に形成する。次に、透明導電膜22と第2透明導電膜15とが対向するように、第2の透明導電性基材2と第1の透明導電性基材1とを重ね合わせ、周辺部において接着する。この接着には、例えば両面テープ、粘着剤または熱溶融部材などの絶縁物が用いられる。両面テープまたは粘着剤を接着に用いる場合には、第2の透明導電性基材2と第1の透明導電性基材1とを重ね合わせた後、第1の透明導電性基材1の周辺部を加圧して接着する。熱溶融剤を接着に用いる場合には、第2の透明導電性基材2と第1の透明導電性基材1とを重ね合わせた後、第1の透明導電性基材1の周辺部を加熱して接着する。
この発明の一実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
第1の透明導電膜13、低屈折率膜14、第2の透明導電膜15を第1の基材11上に積層した3層構造を有し、第2の透明導電膜15が第1の透明導電膜13と電気的に導通するため、第2の透明導電膜15の膜厚を光学的に影響の少ないように薄くして透過率を向上させることができ、且つ表面抵抗値を所望の値とすることができる。また、低屈折率膜14の材料として第1の透明導電膜13より屈折率の低い材料を用い、且つ低屈折率膜14の膜厚dをd=λ/4n(n;低屈折率膜14の屈折率、λ;波長(400nm≦λ≦700nm))とすることにより、第1の透明導電膜13と低屈折率膜14との反射光を光学的に干渉させて反射光を低減することができる。以上により、低反射で、且つ透明性に優れた第1の透明導電性基材1およびタッチパネル10を提供することができる。
第1の透明導電膜13、低屈折率膜14、第2の透明導電膜15を第1の基材11上に積層した3層構造を有し、第2の透明導電膜15が第1の透明導電膜13と電気的に導通するため、第2の透明導電膜15の膜厚を光学的に影響の少ないように薄くして透過率を向上させることができ、且つ表面抵抗値を所望の値とすることができる。また、低屈折率膜14の材料として第1の透明導電膜13より屈折率の低い材料を用い、且つ低屈折率膜14の膜厚dをd=λ/4n(n;低屈折率膜14の屈折率、λ;波長(400nm≦λ≦700nm))とすることにより、第1の透明導電膜13と低屈折率膜14との反射光を光学的に干渉させて反射光を低減することができる。以上により、低反射で、且つ透明性に優れた第1の透明導電性基材1およびタッチパネル10を提供することができる。
また、第2の透明導電膜15の膜厚を薄くすることができるため、例えばITO、AZO、SZO、FTO、SnO2、GZO,IZOなどの高屈折率材により第2の透明導電膜15を形成した場合にも、第2の透明導電膜15における反射光量を低減することができる。
次に、第1の透明導電性基材1の実施例について説明する。図4は、実施例の構成を示す断面図である。図5は、従来例の構成を示す断面図である。図6は、比較例の構成を示す断面図である。なお、以下の実施例、従来例および比較例の作製に先立って、スパッタリングプロセスにおける酸素ガス量などをコントロールして比抵抗および透過率が最適となるガス流量を予め求めた。以下に示した成膜条件は、この結果に基づくものである。
実施例1
まず、一主面に突起を有する、PETからなる高分子フィルム11を形成した。突起の個数は、0.1mm2辺りに15個であった。次に、ウェット法によりアクリル系樹脂からなる、5μmの厚さを有するハードコート層12を高分子フィルム11上に形成した。
まず、一主面に突起を有する、PETからなる高分子フィルム11を形成した。突起の個数は、0.1mm2辺りに15個であった。次に、ウェット法によりアクリル系樹脂からなる、5μmの厚さを有するハードコート層12を高分子フィルム11上に形成した。
次に、DCマグネトロンスパッタリング法により、20nmの膜厚を有する、ITOからなる第1の透明導電膜13をハードコート層12上に形成した。以下に、スパッタリングプロセスにおける成膜条件を示す。
ターゲット:ITOターゲット
ガス種:酸素を1.3%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:2.5×10-1Pa
投入印加電力密度:1.3W/cm2
温度:常温
ターゲット:ITOターゲット
ガス種:酸素を1.3%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:2.5×10-1Pa
投入印加電力密度:1.3W/cm2
温度:常温
次に、ACマグネトロンスパッタリング法により、100nmの膜厚を有する、SiO2からなる低屈折率膜14を第1の透明導電膜13上に形成した。以下に、スパッタリングプロセスにおける成膜条件を示す。
ターゲット:Siターゲット
ガス種:酸素を10%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:4W/cm2
温度:常温
ターゲット:Siターゲット
ガス種:酸素を10%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:3.2×10-1Pa
投入印加電力密度:4W/cm2
温度:常温
次に、DCマグネトロンスパッタリング法により、7nmの膜厚を有する、ITOからなる第2の透明導電膜15を低屈折率膜14上に形成した。以下に、スパッタリングプロセスにおける成膜条件を示す。
ターゲット:ITOターゲット
ガス種:酸素を1.3%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:2.5×10-1Pa
投入印加電力密度:1.3W/cm2
温度:常温
ターゲット:ITOターゲット
ガス種:酸素を1.3%含むArガス
真空槽内におけるガスの圧力:2.5×10-1Pa
投入印加電力密度:1.3W/cm2
温度:常温
実施例2
第2の透明導電膜15の膜厚を10nmにする以外のことは、上述の実施例1と同様にして実施例2を作製した。
第2の透明導電膜15の膜厚を10nmにする以外のことは、上述の実施例1と同様にして実施例2を作製した。
従来例
まず、PETからなる高分子フィルム42を作製した。次に、アクリル系樹脂からなる、5μmの厚さを有するハードコート層43を高分子フィルム42上に形成した。次に、30nmの膜厚を有する、Si3N4からなる高屈折率誘電体膜44をハードコート層43上に形成した。次に、55nmの膜厚を有する、SiO2からなる低屈折率誘電体膜44を高屈折率誘電体膜44上に形成した。次に、20nmの膜厚を有する、ITOからなる透明導電膜46を低屈折率誘電体膜45上に形成した。
まず、PETからなる高分子フィルム42を作製した。次に、アクリル系樹脂からなる、5μmの厚さを有するハードコート層43を高分子フィルム42上に形成した。次に、30nmの膜厚を有する、Si3N4からなる高屈折率誘電体膜44をハードコート層43上に形成した。次に、55nmの膜厚を有する、SiO2からなる低屈折率誘電体膜44を高屈折率誘電体膜44上に形成した。次に、20nmの膜厚を有する、ITOからなる透明導電膜46を低屈折率誘電体膜45上に形成した。
比較例
まず、PETからなるフィルム51を作製した。次に、20nmの膜厚を有する、ITOからなる透明導電膜52を形成した。
まず、PETからなるフィルム51を作製した。次に、20nmの膜厚を有する、ITOからなる透明導電膜52を形成した。
次に、実施例1、実施例2、従来例および比較例の分光透過率を可視分光光度計(日本分光(株)製)を用いて測定した。また、実施例1および実施例2の表面抵抗値を4探針法表面抵抗値測定器(NAPSON(株)製)を用いて測定した。
図7は、実施例1、実施例2、従来例および比較例における透過率の測定結果を示すグラフである。なお、このグラフにおいて、横軸は入射光の波長を示し、縦軸は入射光の透過率を示す。表1は、実施例1、実施例2の表面抵抗値の測定結果を示す。
図7から、実施例1,2では、400nm〜480nmの波長帯域において光透過率が単調に増加し、480nm以上では波長帯域において光透過率が約91%に安定することが分かる。これに対して、従来例では、400nm〜480nmの波長帯域においては実施例1,2と同様に光透過率が単調に増加するが、480nm以上の波長帯域では、光透過率が安定せずに、波長が長くなるにつれて徐々に減少することが分かる。また、比較例では、400nm〜700nmの波長帯域において光透過率が約89%に至るまで単調に増加することが分かる。また、比較例では、この波長帯域において、実施例1,2に比して低い透過率しか得られないことが分かる。すなわち、図7から、実施例1,2では、広い波長帯域において安定した高透過率を実現できることが分かる。
また、表1より、第2の透明導電膜15の膜厚を4nm〜10nmの範囲にすることにより、第2の透明導電膜15の表面抵抗値を400Ω/□〜1000Ω/□の範囲に制御できることが分かる。
実施例3
まず、高分子フィルム11の最大表面粗さを300nm、第1の透明導電膜13の膜厚を10nm、低屈折率膜14の膜厚を70nm、第2の透明導電膜15の膜厚を20nmとする以外は、上述の実施例1と同様にして実施例3を作製した。
まず、高分子フィルム11の最大表面粗さを300nm、第1の透明導電膜13の膜厚を10nm、低屈折率膜14の膜厚を70nm、第2の透明導電膜15の膜厚を20nmとする以外は、上述の実施例1と同様にして実施例3を作製した。
実施例4〜11
高分子フィルム11の最大表面粗さを0.02μm、0.05μm、0.1μm、0.5μm、0.8μm、1.0μm、1.5μmとする以外は、上述した実施例3と同様にして実施例4〜11を作製した。
高分子フィルム11の最大表面粗さを0.02μm、0.05μm、0.1μm、0.5μm、0.8μm、1.0μm、1.5μmとする以外は、上述した実施例3と同様にして実施例4〜11を作製した。
実施例12
SiO2からなる低屈折率膜14の膜厚を100nmとする以外のことは、上述した実施例3と略同様にして実施例12を作製した。
SiO2からなる低屈折率膜14の膜厚を100nmとする以外のことは、上述した実施例3と略同様にして実施例12を作製した。
実施例13〜19
高分子フィルム11の最大表面粗さを0.02μm、0.05μm、0.1μm、0.5μm、0.8μm、1.0μm、1.5μmとする以外は、上述した実施例12と同様にして実施例13〜19を作製した。
高分子フィルム11の最大表面粗さを0.02μm、0.05μm、0.1μm、0.5μm、0.8μm、1.0μm、1.5μmとする以外は、上述した実施例12と同様にして実施例13〜19を作製した。
次に、実施例3〜19の表面抵抗値を4探針法表面抵抗値測定器(NAPSON(株)製)を用いて測定した。図8は、実施例3〜19の高分子フィルムの最大表面粗さと表面抵抗値との関係を示すグラフである。ITOの比抵抗は1.0×10-3Ω・cmであるため、低屈折率膜14の膜厚が10nmである場合、導電性フィルム1の表面抵抗値は約1000Ω/□となる。したがって、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15とが導通している場合、第1の透明導電性基材1の表面抵抗値は1000Ω/□未満となる。
図8から、SiO2からなる低屈折率膜14の膜厚が70nmのときには、高分子フィルム11の最大表面粗さRmaxが0.05μm≦Rmax≦1.0μmの範囲にある場合、導電性フィルム1の表面抵抗値が1000Ω/□未満となることが分かる。すなわち、SiO2からなる低屈折率膜14の膜厚が70nmのときには、最大表面粗さRmaxが0.05μm≦Rmax≦1.0μmの範囲にある場合、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15とが接触していることが分かる。
また、図8から、SiO2からなる低屈折率膜14の膜厚が100nmのときには、高分子フィルム11の最大表面粗さRmaxが、0.05μm≦Rmax≦1.0μmの範囲にある場合、導電性フィルム1の表面抵抗値が1000Ω/□未満となることが分かる。すなわち、SiO2からなる低屈折率膜14の膜厚が100nmの場合、最大表面粗さRmaxが0.05μm≦Rmax≦1.0μmの範囲にあるときには、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15とが分かる。
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
また、上述した一実施形態では、この発明をタッチパネル10の第1の透明導電性基材1に適用した例について示したが、タッチパネル10以外の導電性基材に対しても適用可能であることは言うまでもない。
また、上述した一実施形態では、突出部32の先端により第1の透明導電膜13と第2透明導電膜15とが接触する例に示したが、図9に示すように、突出部32の先端部ではなく、突出部32の先端付近から枝分かれした部分により第1の透明導電膜13と第2透明導電膜15とが接触するようにしてもよい。
また、上述した一実施形態では、第1の基材11の一主面に突起31を形成する例について示したが、ハードコート層12または第1の透明導電膜13に突起を形成するようにしてもよい。
1・・・第1の導電性基材、2・・・第2の導電性基材、3・・・スペーサ、4・・・表示装置、10・・・タッチパネル、11・・・第1の基材、12・・・ハードコート層、13・・・第1の透明導電膜、14・・・低屈折率膜、15・・・第2の透明導電膜、21・・・第2の基材、22・・・透明導電膜
Claims (14)
- 透明性を有する基材と、
上記基材の一主面上に順次積層された第1の透明導電膜、低屈折率膜および第2の透明導電膜と、
上記第1の透明導電膜と上記第2の透明導電膜とを電気的に導通する導通手段とを備え、
上記低屈折率膜の屈折率が、上記第1の透明導電膜の屈折率より低いことを特徴とする透明導電性基材。 - 上記導通手段が、上記基材の一主面に成形された突起であることを特徴とする請求項1記載の透明導電性基材。
- 上記基材の一主面における最大表面粗さRmaxが、0.05μm≦Rmax≦1.0μmの関係を満たすことを特徴とする請求項2記載の透明導電性基材。
- 上記突起が、0.1mm2辺りに10個以上形成されていることを特徴とする特徴とする請求項3記載の透明導電性基材。
- 上記低屈折率膜の膜厚が68nm以上120nm以下であることを特徴とする請求項1記載の透明導電性基材。
- 第1の透明導電膜の膜厚が10nm以上33nm以下であり、第2の透明導電膜の膜厚が4nm以上10nm以下であることを特徴とする請求項1記載の透明導電性基材。
- 上記基材が、少なくとも一方の面にハードコート処理が施されている2枚の透明プラスチックフィルムを透明な粘着剤層を介して接着積層してなることを特徴とする請求項1〜6記載の透明導電性基材。
- 第1の透明導電性基材と第2の透明導電性基材とがスペーサを介して対向された構成を有するタッチパネルにおいて、
第1の透明導電性基材が、
透明性を有する第1の基材と、
第2の透明導電性基材と対向する側の面に順次積層された第1の透明導電膜、低屈折率膜および第2の透明導電膜と、
上記第1の透明導電膜と上記第2の透明導電膜とを電気的に導通する導通手段とを備え、
第2の透明導電性基材が、
透明性を有する第2の基材と、
第1の透明導電性基材と対向する側の面に形成された透明導電膜と
を備え、
上記低屈折率膜の屈折率が、上記第1の透明導電膜の屈折率より低いことを特徴とするタッチパネル。 - 上記導通手段が、上記基材の一主面上に形成された突起であることを特徴とする請求項8記載のタッチパネル。
- 上記第1の基材の一主面における最大表面粗さRmaxが、0.05μm≦Rmax≦1.0μmの関係を満たすことを特徴とする請求項9記載のタッチパネル。
- 上記突起が、0.1mm2辺りに10個以上形成されていることを特徴とする特徴とする請求項10記載のタッチパネル。
- 上記低屈折率膜の膜厚が68nm以上120nm以下であることを特徴とする請求項8記載のタッチパネル。
- 第1の透明導電膜の膜厚が10nm以上33nm以下であり、第2の透明導電膜の膜厚が4nm以上10nm以下であることを特徴とする請求項8記載のタッチパネル。
- 上記基材が、少なくとも一方の面にハードコート処理が施されている2枚の透明プラスチックフィルムを透明な粘着剤層を介して接着積層してなることを特徴とする請求項8〜13記載のタッチパネル。
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- 2003-07-10 JP JP2003272924A patent/JP2005028821A/ja active Pending
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