JP2005035261A - 帯電防止シート及びタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】 耐久性および帯電防止性を良好に維持することができる帯電防止シート及びこれを備えたタッチパネルを提供する。
【解決手段】 透明樹脂からなる基板２の表面側にスズ酸化物からなる帯電防止層６が形成された帯電防止シートであって、帯電防止層６の表面側に、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる被覆層３が形成されており、表面抵抗値が１０⁵〜１０¹⁰Ω／□である帯電防止シート及びこれを備えたタッチパネル。
【選択図】 図１

Description

本発明は、帯電防止シート及びこれを備えたタッチパネルに関する。

従来のタッチパネルとして、片側表面に抵抗膜が形成された２つの透明シートを、各抵抗膜が対向するようにスペーサを介して積層した抵抗膜式のものが広く知られている。抵抗膜式のタッチパネルは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ 、ＣＲＴなどの各種ディスプレイデバイスの表示画面に配置され、所定箇所を指やペンなどで押圧することにより入力することができる。

このようなタッチパネルの表面に電荷が蓄積されて帯電すると、表示面に塵などが付着しやすくなって視認性が低下するおそれがある。また、人体が帯電すると、入力の際に電荷に基づくノイズがタッチパネルの作動に影響を及ぼすおそれがある。このため、タッチパネルに帯電防止フィルムを用いることが従来から提案されている（例えば、特許文献１）。

帯電防止フィルムの具体例としては、特許文献２に記載されているように、プラスチックフィルムの片面または両面に、錫酸化物などからなる高抵抗のドライプレーティング層を含む構成が知られている。
特開平１０−１８０９２４号公報（第１頁） 特開平６−３０５０７０号公報（第２頁）

上記特許文献２においては、プラスチックフィルムにドライプレーティング層を形成する方法として、真空蒸着やスパッタリングなどが例示されているが、プラスチックフィルムの耐熱性を考慮すると成膜時の加熱温度を十分高温にすることができないので、プラスチックフィルムとドライプレーティング層との間で十分な密着性が得られないという問題があった。この結果、入力操作時における指やペン等との接触や摺動によりドライプレーティング層が剥離し易く、耐久性が十分でないという問題があった。

また、ドライプレーティング層が錫酸化物からなる場合に、成膜時においては高い値であった帯電防止シートの表面抵抗値が時間の経過と共に低下し（例えば、表面抵抗値が４桁の変化を示す場合もあった）、これによって帯電防止性能が悪化するという問題があった。

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、耐久性および帯電防止性を良好に維持することができる帯電防止シート及びこれを備えたタッチパネルの提供を目的とする。

本発明の前記目的は、透明樹脂からなる基板の表面側にスズ酸化物からなる帯電防止層が形成された帯電防止シートであって、前記帯電防止層の表面側に、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる被覆層が形成されており、表面抵抗値が１０⁵〜１０¹⁰Ω／□である帯電防止シートにより達成される。

この帯電防止シートは、前記基板と帯電防止層との間に、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる中間層が形成されていることが好ましい。

また、本発明の前記目的は、片面に透明電極が形成された２つの透明シートを前記各透明電極が対向するように所定の間隔をあけて配置し、少なくとも一方の前記透明シートの外面側に、上記帯電防止シートを積層したタッチパネルにより達成される。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、耐久性および帯電防止性を良好に維持することができる帯電防止シート及びこれを備えたタッチパネルを提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る帯電防止シートの概略構成を示す断面図である。図１に示すように、帯電防止シート１は、基板２の表面側に中間層４を介して帯電防止層６を備え、帯電防止層６の表面側に被覆層３を備えて構成されている。

基板２は、透明な樹脂フィルムであり、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレートやポリメチルアクリレートなどのアクリル系樹脂、環状オレフィンコポリマー（例えば三井化学株式会社のアペルＲ（登録商標））、シクロオレフィンポリマー（例えば日本ゼオン株式会社のゼオネックス（登録商標））、ＰＭＭＡに環状分子を共重合した特殊アクリル系樹脂（例えば日立化成工業株式会社のＯＺシリーズ）、ノルボルネン系樹脂（例えばＪＳＲ株式会社のアートン（登録商標））などのフィルムを例示することができる。また、これらのフィルム上に、紫外線硬化型アクリル系樹脂や熱硬化型シリコン系樹脂などによる、いわゆるハードコート層が形成されているフィルムを用いても構わない。

中間層４は、シリコン酸化物またはシリコン窒化物からなり、後述する帯電防止層６の基板２への密着性を高める。中間層４の厚みは、薄すぎると中間層を設けたことによる密着性の効果が得にくくなる一方、厚すぎると残留応力により割れなどが生じ易くなることから、１０〜１２０ｎｍであることが好ましく、１０〜４０ｎｍがより好ましい。この中間層４は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法などにより、基板２の表面側に成膜することができる。

帯電防止層６は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム酸化物（Ｉｎ₂Ｏ₅）、スズ酸化物（ＳｎＯ₂）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）などの帯電防止性を有する各種酸化物の透明導電体により形成することができるが、耐久性や耐候性を考慮すると、化学的安定性が良好であるスズ酸化物からなることが好ましい。帯電防止層６の厚みは、１０〜５０ｎｍであることが好ましい。帯電防止層６は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などにより、中間層４の表面側に成膜することができる。

被覆層３は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなり、真空蒸着法やスパッタリング法などにより形成することができる。このように、帯電防止層６を被覆層３と中間層４とで挟持することにより、ガスバリア層として機能するシリコン酸化物又はシリコン窒化物の層が、帯電防止層６の表面側および裏面側の双方に形成されるので、帯電防止層６からの酸素放出をより効果的に抑制することができ、帯電防止性の維持がより良好になる。

また、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる被覆層３で最表面を被覆することにより、表面の摩擦耐性を高めることができ、耐久性を良好にすることができる。

被覆層３の厚みは、厚すぎると、被覆層３が絶縁膜であることから帯電防止層６の帯電防止性が低下する一方、薄すぎると、被覆層３を設けたことによる上記効果（帯電防止性や耐久性の維持効果）が得にくくなるので、１０〜１００ｎｍであることが好ましく、１０〜５０ｎｍがより好ましい。

基板２の裏面側全体には、粘着層８が形成されている。この粘着層８は、シリコーンゴム系樹脂からなることが好ましく、これによって、ディスプレイやタッチパネルの表面に貼着する際に、空気層が介在しにくくなってコントラストの向上が図れると共に、貼着および剥離が容易である（リムーバブル性を有する）という利点がある。

以上のように構成された帯電防止シートの表面抵抗値は、高すぎると、除電に要する時間が長くなって帯電防止効果が得にくくなる一方、低すぎると、火花放電を生じて入力操作時の感触が悪化したりノイズが増大するおそれがあるため、１０⁵〜１０¹⁰Ω／□であることが好ましく、１０⁶〜１０⁸Ω／□がより好ましい。この表面抵抗値は、帯電防止層６における含有不純物の密度や酸素空孔の密度を制御することにより、上述した所望の値に設定することができる。表面抵抗値を好ましい値に設定するための一例を挙げると、ＳｎＯ₂パウダー焼結型ターゲットを不活性ガスによりスパッタリングする場合に、まず、不純物としてＩｎ₂Ｏ₃パウダーをＳｎＯ₂パウダーの全重量に対して１〜１０ｗｔ％混合して焼結する。そして、この焼結体をターゲットとして用い、アルゴンガスの導入と同時に酸素ガスや二酸化炭素ガスを導入して十分な酸素濃度下でスパッタリングを行うことにより、帯電防止層６を形成する。

このように、本実施形態の帯電防止シートによれば、帯電防止層６の表面側にシリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる被覆層３を形成すると共に、表面抵抗値を所定の範囲に制御することにより、良好な帯電防止性及び耐久性を得ることができる。

また、基板２と帯電防止層６との間にシリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる中間層４を設けることにより、基板２と帯電防止層６との密着性を高めることができ、入力操作時などにおける帯電防止層６の剥離を防止して、良好な耐久性を得ることができる。

また、従来においては、帯電防止層６を形成する際に、十分な酸素濃度下でスパッタリングを行った場合であっても、成膜後の帯電防止層６から酸素が徐々に放出されることにより酸素空孔が増加する結果、表面抵抗値が経時的に低下して帯電防止性が悪化するという問題があった。これに対し、本実施形態においては、帯電防止層６を挟持する被覆層３及び中間層４がガスバリア層として機能する結果、帯電防止層６からの酸素放出を抑制することができ、帯電防止性を長期間良好に維持することができる。

次に、上記帯電防止シート１を備えたタッチパネルについて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るタッチパネルの概略構成を示す断面図である。図２に示すように、タッチパネル１０は、タッチ側の上側シート１２とディスプレイ側の下側シート１４とが対向配置されており、上側シート１２及び下側シート１４の各対向面に、それぞれ上側電極１６及び下側電極１８が形成されている。上側電極１６と下側電極１８との間は、介在されたスペーサ２０によって所定の間隔が保持されており、入力操作時に上側シート１２が押圧されることにより、上側電極１６と下側電極１８とが接触してスイッチング入力される。

上側シート１２及び下側シート１４の材質として、透明有機樹脂や透明無機ガラスを用いることができる。透明有機樹脂としては、機械的耐久性や低価格であることを考慮してポリエチレンテレフタレート系が好適であるが、特に限定されるものではなく、ノルボルネン系、ポリカーボネート系、ポリエーテルスルフォン系、ポリエチレンナフタレート系、ポリメチルメタアクリレート系など、上述した基板２と同様の樹脂材料を例示することができる。上側電極１６及び下側電極１８は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング加工することにより形成することができる。

このタッチパネル１０において、帯電防止シート１は、粘着層８が上側シート１２の上面に貼着されることにより、上側シート１２の上面全体を覆うように配置されている。この帯電防止シート１により、入力操作面の帯電防止性を良好に維持することができるので、タッチパネル１０の安定した操作性や良好な視認性を得ることができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様が上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、基板２と帯電防止層６との間に中間層４を設けて構成しているが、この中間層４は必ずしも必要ではなく、図３に示すように、基板２上に帯電防止層６を直接形成することも可能である。このような中間層４を設けない構成であっても、帯電防止層６の表面側に配置されたシリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる被覆層３の存在により、従来に比べて表面の摩擦耐性を高めることができる。尚、図３に示す構成において、図１と同様の構成部分に同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

また、帯電防止シート６の最表面に微細な凹凸を形成してもよく、これによって、タッチパネル入力操作時の接触面積が低下して摺動性を高めることができると共に、映り込みを効果的に防止することができる。具体的には、帯電防止シート１の最表面における中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が、０．０１〜０．３μmであることが好ましい。帯電防止シート１の最表面に微細な凹凸を形成する方法として、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂中に、粒径が数ミクロンのアクリル粒子や無機フィラーを混合分散し、基板２上にコーティングした後、中間層４、帯電防止層６および被覆層３を順次成膜する方法（コーティングマット法）を挙げることができる。

また、上記各実施形態において、帯電防止シート１の最表面に含フッ素有機化合物を含む保護層を形成することにより、滑性を付与して摺動耐性（耐久性）を高めることができると共に、撥水性・撥油性を付与して防汚性を高めることができる。

また、上記各実施形態において、中間層４と帯電防止層６との間にシリコンやチタンなどの金属層を介在させて、基板２への帯電防止層６の密着性をより高めるようにしてもよい。

また、上記各実施形態においては、基板２の裏面側にシリコーンゴム系の粘着層８を形成しているが、粘着層８として他の公知の材料を用いても良く、或いは、粘着層８を設けずに帯電防止シートを構成することも可能である。粘着層８を設けない構成の場合、基板２の表面側だけでなく、裏面側にも中間層４を介して帯電防止層６（必要に応じて更に被覆層３）を形成してもよい。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図１に示す帯電防止シートの構成において、被覆層３及び／又は中間層４の有無や厚みの相違によって、帯電防止シートの耐久性や帯電防止性がどのように変化するかを調べた。実施例１〜３のサンプル及び比較例１〜３のサンプルの各構成を表１に示す。

上記実施例及び比較例について、摺動耐性及び環境耐性を調べた。摺動耐性としては、エタノールを含浸させたウエスを用いて、４００ｇ／ｃｍ²の押圧力を作用させながら帯電防止シートを往復摺動させ、往復回数が５０回及び３００回における表面抵抗値の変化率を測定した。また、環境耐性としては、６０℃９０％ＲＨにて１２０時間放置後の表面抵抗値の変化率（Ｒ１）、及び、フェードメーターにて９６時間照射後の表面抵抗値の変化率（Ｒ２）を測定した。摺動耐性及び環境耐性の測定結果を、表２及び表３に示す。

表２から明らかなように、摺動耐性としては、実施例１〜３のサンプルが３００回の往復摺動後も表面抵抗値がほとんど変化しなかった。この結果は、繰り返し使用しても膜剥離を生じることがなく、耐久性が良好であることを示している。これに対し、比較例１〜３のサンプルは、５０回の往復摺動で膜剥離を生じ、表面抵抗値の変化が１０００倍以上となった。

また、摺動耐性が良好であった実施例１〜３については、表３から明らかなように、環境耐性の試験において表面抵抗値の変化率が小さく、最大で２桁であった。この結果は、過酷な環境下においても帯電防止性を良好に維持可能であることを示している。

本発明の一実施形態に係る帯電防止シートの概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチパネルの概略構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る帯電防止シートの概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 帯電防止シート
２ 基板
３ 被覆層
４ 中間層
６ 帯電防止層
８ 粘着層
１０ タッチパネル
１２ 上側シート
１４ 下側シート
１６ 上側電極
１８ 下側電極
２０ スペーサ

Claims (9)

1. 透明樹脂からなる基板の表面側にスズ酸化物からなる帯電防止層が形成された帯電防止シートであって、
   前記帯電防止層の表面側に、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる被覆層が形成されており、表面抵抗値が１０⁵〜１０¹⁰Ω／□である帯電防止シート。
2. 前記被覆層の厚みは、１０〜１００ｎｍである請求項１に記載の帯電防止シート。
3. 前記基板と帯電防止層との間に、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる中間層が形成されている請求項１又は２に記載の帯電防止シート。
4. 前記中間層の厚みは、１０〜１２０ｎｍである請求項３に記載の帯電防止シート。
5. 含フッ素有機化合物を含む保護層が最表面に形成されている請求項１から４のいずれかに記載の帯電防止シート。
6. 最表面の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が０．０１〜０．３μmである請求項１から５のいずれかに記載の帯電防止シート。
7. 前記基板の裏面側に、シリコーンゴム系粘着層が形成されている請求項１から６のいずれかに記載の帯電防止シート。
8. 片面に透明電極が形成された２つの透明シートを前記各透明電極が対向するように所定の間隔をあけて配置し、少なくとも一方の前記透明シートの外面側に帯電防止シートを積層したタッチパネルであって、
   前記帯電防止シートは、透明樹脂からなる基板の表面側にスズ酸化物からなる帯電防止層が形成され、前記帯電防止層の表面側に、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる被覆層が形成されており、表面抵抗値が１０⁵〜１０¹⁰Ω／□であるタッチパネル。
9. 前記基板と帯電防止層との間に、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる中間層が形成されている請求項８に記載のタッチパネル。

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