JP2010064303A - 透明導電膜付ガスバリアフィルムとこれを用いたタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】たとえ過酷な環境下においても、ＨＣ層と多層スパッタ膜間等の膜剥離の発生を防止して、長期にわたり安定したガスバリアを発揮することが可能な透明導電膜付ガスバリアフィルムと、これを用いたタッチパネルを提供する。
【解決手段】ベースフィルム４０の一方の主面にＨＣ層４１を配設し、さらにその上に第一のガスバリア層（第一屈折層（中屈折層）４２、第二屈折層（低屈折層）４３）を順次形成する。低屈折層４３上には透明導電膜１３を積層する。ベースフィルム４０の他方の主面に、第二のガスバリア層として４２と同様の構成を持つ第一屈折層４５を配設する。第一屈折層４４２、４５は、オキソ窒化ケイ素（Ｓｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ）からなる薄膜で構成する。但し、ｘは０．３５以上０．５５以下であり、ｙ／ｚは０．４以上２．０以下であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明導電膜付ガスバリアフィルムとこれを用いた抵抗膜式タッチパネルに関し、特に当該フィルムの構成要素の密着性を向上させる技術に関する。

パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ノートパソコン、ＯＡ機器、医療機器、或いはカーナビゲーションシステム等の電子機器、またはＦＡで駆動される各種製造装置において、ディスプレイに入力手段を兼ね備えるためのタッチパネルが広く用いられている。
代表的なタッチパネルの方式としては抵抗膜式が挙げられる。これは透明面状部材の片面にインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）等の透明電極が形成された透明導電膜付フィルムを、一定間隔をおいて対向配置させた構成を持つ。タッチパネルは良好な透明性を有するので、使用時に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ）等のディスプレイ表面に直接配設される。

上記抵抗膜式タッチパネルでは、ユーザの指またはスタイラスペン等で一方のフィルムの所定領域を押圧して変形させ、他方のフィルムと接触させて通電させることにより入力が図られる。従って、透明面状部材の主材であるベースフィルムには、透明性とともに十分な入力耐性（打鍵耐久性）が要求され、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノルボルネン等の環状オレフィン系樹脂等の透明フィルム材料が用いられる。さらに、その表面には紫外線硬化樹脂等の高硬度を有するハードコート（ＨＣ）層が配設され、さらなる強度向上が図られている。

ところで、タッチパネル用透明導電膜付フィルムには、例えば特許文献１記載の透明導電性フィルムに示されるように、透明面状部材のＨＣ層の表面に対し、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等の複数の無機層を積層した多層スパッタ膜を配設して構成される。この酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等の複数の無機層の最表面に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる透明電極が配設される。
特許第３３６６８６４号公報 特開平９−１２３３３３号公報 特開平８−２９４９８９号公報 特開平８−６２５９０号公報

しかしながら、従来の透明導電膜付フィルムは、多層構造の密着性が十分とは言い難い問題がある。
すなわち、一般に透明導電膜付フィルムはタッチパネルとしてディスプレイとともに大気中で使用されるが、使用環境によって様々な外部光線の照射を受ける可能性がある。屋外用途やナビゲーションシステム等の用途の場合、タッチパネルは屋内用途に比べて太陽光線・紫外線照射、高温・多湿環境等の影響を被りやすい。工場や公共施設で使用する場合には、水銀灯などの各種照明光源によって、継続的に光照射を受ける場合がある。

このような保管中またはタッチパネルへの使用開始直後において、透明導電膜付ガスバリアフィルムが大気環境下に曝されると、多層スパッタ膜とＨＣ層の界面に環境雰囲気中の酸素や水蒸気が侵入する。外部より高エネルギーの光が照射されると、多層スパッタ膜と接するＨＣ層の表面が必然的に酸化や加水分解等の化学反応を生じる。この化学反応の結果、ＨＣ層表面の樹脂分子が低分子化してしまい、最終的に多層スパッタ膜との密着性低下を引き起こすおそれがある。

この問題は、タッチパネルを良好に使用し続ける上で、是非とも解決すべき課題である。
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、たとえ過酷な環境下においても、ＨＣ層と多層スパッタ膜間等の膜剥離の発生を防止して、長期にわたり安定したガスバリアを発揮することが可能な透明導電膜付ガスバリアフィルムと、これを用いたタッチパネルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ベースフィルムの一方の主面に、紫外線硬化樹脂を含むハードコート層を配設してなる透明面状部材と、前記ハードコート層上に順次形成された第一のガスバリア層とインジウム酸化スズからなる透明導電膜とを有し、第一のガスバリア層は、透明面状部材側から順に、オキソ窒化ケイ素からなる第一屈折層と、酸化ケイ素からなる第二屈折層とを積層した複合層で構成され、ベースフィルムの他方の主面側に第二のガスバリア層が配設された構成とした。

ここで、第一屈折層、第二屈折層、透明導電膜の各々には、スパッタリングで形成された薄膜を利用することが好適である。
また、第二のガスバリア層は、組成式がＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚで表されるオキソ窒化ケイ素からなる無機層を備える構成としてもよい。但し、ｘは０．３５以上０．５５以下であり、ｙ／ｚは０．４以上２．０以下であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすものとする。

或いは、第二のガスバリア層は、組成式がＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚで表されるオキソ窒化ケイ素からなる無機層と、ＳｉＯ_２を含む層とを積層して構成することもできる。この場合も、ｘは０．３５以上０．５５以下であり、ｙ／ｚは０．４以上２．０以下であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすものとする。
また、第一屈折層を前記無機層と同一の構成とすることもできる。

また本発明は、一対の透明導電膜付基板が、互いの透明導電膜を対向させた状態で一定間隔をおいて配置されてなる抵抗膜式タッチパネルであって、前記透明導電膜付基板の少なくとも一方を、前述した本発明のいずれかの透明導電膜付ガスバリアフィルムで構成するものとした。

以上の構成を有する本発明の透明導電膜付ガスバリアフィルムは、透明導電部材をなすベースフィルムの一方の主面側に第一のガスバリア層、他方の主面側に第二のガスバリア層が形成されており、全体でフィルムの両面にガスバリア層を配した構成を有している。これにより当該フィルムでは、透明導電膜が形成された面と反対の面（ユーザ入力面）からのガス侵入が第二のガスバリア層によって抑制され、フィルム中の第一屈折層に対向するハードコート層へ、大気中の酸素や水蒸気等の不要ガスが侵入するのが防止される。その結果、当該ハードコート層が不要な酸化反応や加水分解反応を生じて劣化するのが防止されるので、変質により第一屈折層との密着性低下が抑制される。その結果、長期にわたり安定したガスバリア特性及びタッチパネルの入力特性を発揮することができる。このような本発明の透明導電膜付ガスバリアフィルムを用いることで、高い入力耐久性を有するタッチパネルの実現が期待できる。

なお、第二のガスバリア層は、本願発明者らが鋭意検討した結果、組成式がＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚで表されるオキソ窒化ケイ素（但し、ｘは０．３５以上０．５５以下であり、ｙ／ｚは０．４以上２．０以下であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすものとする。）からなる無機層を備えるように構成すれば、前記密着性低下の主な原因となる酸素のガスバリア特性について一層高い性能が得られることが分かっている。この効果は、さらに第一のガスバリア層中の第一の屈折層も、同様の組成を持つオキソ窒化ケイ素で作製することで一層向上させることができる。

また、本発明のフィルムは、両面にガスバリア層を形成したことにより、片面のみにガスバリア層を形成した従来構成に比べて極めて良好なガスバリア特性を発揮できる。

以下に、本発明の実施の形態及び実施例を説明するが、当然ながら本発明はこれらの形式に限定されるものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
＜実施の形態１＞
（透明導電膜付フィルムの構成）
図１は、本実施の形態１におけるタッチパネル用の透明導電膜付ガスバリアフィルム１の積層構造を示す断面図である。

透明導電膜付ガスバリアフィルム１（以下、単に「フィルム１」と称する。）は、透明面状部材４の一方の主面に、第一のガスバリア層（中屈折層４２と低屈折層４３）及び透明導電膜１３を含む多層スパッタ膜３を形成し、他方の主面に、第二のガスバリア層として入力面側ガスバリア層（中屈折層４５）を形成して構成される。
当該フィルム１は、タッチパネルにおいては実施の形態３で説明するように２枚を対向配置させて利用される。

透明面状部材４は、ベースフィルム４０の両面にＨＣ（ハードコート層）４１、４４を形成して構成されている。
ベースフィルム４０は、透明性及び可撓性、打鍵耐久性等のタッチパネル特性に優れる透明樹脂フィルムで構成される。その素材は限定しないが、前記特性を満たすものとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノルボルネンなどの環状ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）が例示できる。市販製品としては、東洋紡績株式会社製「コスモシャイン Ａ４３００」、ＪＳＲ社製「アートン」シリーズ、日本ゼオン社製「ゼオノア」シリーズ等が挙げられる。

ＨＣ層４１、４４は、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を主成分に含んで構成され、これに良好な透明性を付与する目的で粒径１ｎｍ以上２００ｎｍ以下のＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等からなる透明な無機微粒子を分散させ、最終厚みを１μｍ以上１０μｍ以下の範囲に調整してなる。
ＨＣ層４１、４４の表面には、中屈折層４２、４５との密着性の向上やアンチグレア（ＡＧ）特性の確保を主な目的として、微細な凹凸領域（不図示）を存在させてもよい。この凹凸領域は、上記粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下のＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の少なくとも何れかの比較的大きな無機微粒子を混合させて作製できる。また、エンボス賦型或いはエッチング処理を行う他、無機微粒子を吹き付けて表面処理等することも可能である。

或いはＨＣ層４１、４４の表面を平滑面にして、フィルム１の良好な透明性を維持することもできる。
ＨＣ層は、少なくともベースフィルム４０の一方の主面に形成されていればよいが、両面に設けることが機械的強度等を得る面で望ましい。ベースフィルム４０の下面側にもＨＣ層４４を設けることにより、ユーザの指或いは入力手段であるスタイラスペン等の操作性（筆記性）および表面の耐摩耗性が付与される。

多層スパッタ膜（ＭＳ膜）３は、透明面状部材４側から順に、中屈折層４２、低屈折層４３、透明導電膜１３を積層した複合層として構成される。これらはいずれも薄膜形成法（例えばスパッタリング法、電子ビーム法、イオンビーム法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法等）を用いて形成されている。各々の成膜に薄膜形成法を用いることで、ターゲット材料を順に交換して効率よく順次成膜できるほか、塗布方法に比べて薄膜を良好に成膜でき、高い透明性を確保できるメリットがある。これにより、多層スパッタ膜３の合計厚みは約１２０ｎｍ程度に設定されている。

中屈折層４２は積層体のガスバリア層として、優れたガスバリア特性を発揮する。その他、それぞれ所定の透明性及び屈折率を有し、外光反射の防止性等、フィルム１に光学特性を付与するために配設される。
中屈折層４２は、透明導電膜付ガスバリアフィルム１における第一の屈折層であって、オキシ窒化ケイ素（Ｓｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ）からなる無機層で構成されている。ここで、ｘは０．３５以上０．５５以下であり、ｙ／ｚは０．４以上２．０以下の関係を有するように調整されている。また、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすものとする。

また、中屈折層４２の屈折率は、後述の低屈折層４３の屈折率よりも高い１．６〜１．９に設定される。
低屈折層４３は、多層スパッタ膜３中の第二の屈折層であって、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を主成分として含む無機層であり、スパッタリング法により成膜してなる。層厚みは１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下、屈折率は１．４６（波長６３０ｎｍ）にそれぞれ設定されている。

なお、中屈折層４２、低屈折層４３は、繰り返し積層して配設させてもよい。積層数の増加に比例してガスバリア特性の向上が期待できる。但し、あまり積層数を増すとフィルム１に反りが発生したり多層スパッタ膜にクラックが発生するので留意する。
透明導電膜１３はＩＴＯの結晶性膜で構成されている。一例として、表面抵抗を２００〜１ｋΩ／ｓｑ．、厚みを２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下、屈折率を２程度にそれぞれ設定できる。図１には図示されていないが、当該透明導電膜１３は、実際には低屈折層４３の表面で、ストライプ状の所定の電極パターンをなすように形成されている。

なお、透明導電膜１３の定義における「結晶性」とは、ＩＴＯを用いた場合にＸ線回折において［２２２］面等からの回折ピークが明確に確認できるものを指す。
一方、フィルム１の下面側に配設された中屈折層４５は、入力面側ガスバリア層であって、前述の４２と同様にオキソ窒化ケイ素膜で構成された無機層である。この入力面側ガスバリア層を配設した点が本発明の主たる特徴である。

オキソ窒化ケイ素は組成式（Ｓｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ）で表すことができる。前記したように、但し、ｘは０．３５以上０．５５以下であり、ｙ／ｚは０．４以上２．０以下であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすものとする。このようにｘ、ｙ、ｚの値を調節することで、中屈折層の屈折率を１．４６〜２．０の範囲で調節できるようになっている。
なお、ｙ／ｚが０．４以下では屈折率をより高くすることができるが、褐色に着色することで透明性が低下してしまう。一方、ｙ／ｚが２．０以上では、透明性はより高くなるが屈折率が低くなるため、本発明の多層スパッタ膜の効果が十分に得られない。

以上の構成を有する実施の形態１のフィルム１によれば、透明面状部材４の両面にガスバリア層が形成されているため、使用時には当該フィルム１中への不要なガスの透過（特に酸素や水蒸気）が極めて少なく抑制される。このため、フィルム１自体においても構成要素の密着性が低下する問題を防止できる。
すなわち本発明では、フィルム１の入力面側からのガス侵入が、新たに設けられた中屈折層４５によってブロックされる。このため、多層スパッタ膜３と接するＨＣ層４１がフィルム内に侵入した酸素や水蒸気により酸化反応、加水分解反応を生じ、ＨＣ層中の樹脂分子が低分子化して密着性が低下するといった問題が抑制される。

特に、中屈折層４５を前記組成からなるオキソ窒化ケイ素で作製することにより、酸素や水蒸気に対して極めて良好なガスバリア特性が発揮され、ＨＣ層及び中屈折層との界面における前記密着性が低下するのが抑制される。また、中屈折層４２、４５を共にオキソ窒化ケイ素で作製することで、フィルム１において極めて高いガスバリア特性が発揮されるとともに、前記密着性の低下が有効に低減でき、フィルム１自体の安定性が飛躍的に向上されることが分かっている。

また、このような効果により、フィルム１を用いれば、大気中において水銀やキセノンに起因する波長の短い紫外線等、比較的高エネルギーの光照射を受けるような使用環境下でも、フィルム１の両面から内部へ酸素ガスや水蒸気ガスなどの不要なガスの侵入が極力防止されるので、比較的長期にわたって安定したガスバリア特性が発揮され、優れたタッチパネルが実現される。

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２について、実施の形態１との差異を中心に説明する。
図２は、実施の形態２の透明導電膜付ガスバリアフィルム１ａの構成を示す部分的な断面図である。当図に示すように、実施の形態１のフィルム１との違いは、入力面側ガスバリア層６が中屈折層４５と低屈折層４６の積層体で構成されている点にある。中屈折層４５は４２、低屈折層４６は４３とそれぞれ同様の構成であって、いずれも多層スパッタ膜と同様に、公知の薄膜形成法等で順次形成されている。

このような実施の形態２のフィルム１ａにおいても、フィルム１と同様に良好なガスバリア特性が発揮され、多層スパッタ膜３側とＨＣ層４１との間の密着性低下が防止される。すなわち、製造後のフィルム１ａを大気中に保管し、太陽光線や蛍光灯、水銀灯等の光照射を継続的に受けた場合であっても、入力面側からフィルム１ａに酸素や水蒸気等のガスの侵入が抑制され、ＨＣ層４１と中屈折層４２との界面付近において、ＨＣ層４１が劣化反応を生ずるのが抑制される。本実施の形態２では、入力面側ガスバリア層６を無機材料からなる積層体として構成することによって、フィルム１ａ中への酸素や水蒸気の侵入が抑制されている。このため、優れたガスバリア特性とともに密着性低下が防止される効果が高い。

特にフィルム１ａでは、入力面側ガスバリア層６において、中屈折層４５をオキソ窒化ケイ素（Ｓｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ）で構成するとともに、低屈折層４６をＳｉＯ_２層で構成することで、入力面側にも多層スパッタ膜３と同様のガスバリア特性が付与されている。このため、フィルム１ａでは両面に優れたガスバリア特性が発揮され、フィルム１ａ中へのガス侵入を極力低減できるようになっている。

また、入力面側ガスバリア層６において下層となる中屈折層４５の屈折率を、上層の低屈折層４６の屈折率よりも大きくすることにより、入力面側ガスバリア層６に反射防止層としての機能を付与することができる。これにより、入力面側から見たディスプレイの視認性が格段に向上するので、良好なタッチパネル性能を発揮することが可能となる。
なお、図２では、入力側ガスバリア層６を中屈折層４５と低屈折層４６の２層で構成する例を示したが、本発明はこの構成に限定されず、積層順序を逆にすることもできる。或いは、多段に中屈折層４５と低屈折層４６を積層して構成することも可能である。積層数に比例してガスバリア特性が向上するものと予想される。

＜実施の形態３＞
図３は、実施の形態３にかかる抵抗膜式タッチパネル２（以下、単に「タッチパネル２」と称する。）の構成と、これに組み合わされるＬＣＤとの構成例を示す組図である。また図４は、当該タッチパネル２の断面図である。
図３及び４に示されるように、タッチパネル２は、上から順に偏光板１１、上部透明基板５Ａ、抵抗膜１３、スペーサー１６、抵抗膜１４、配線基板３０、下部透明基板５Ｂを積層してなる。下部透明基板５Ｂの下面（中屈折層４５の表面）には、パネルの構成となるＬＣＤ本体２０と偏光板２１とが同順に積層されており、全体としてＬＣＤ一体型タッチパネルが構成されている。

なお、タッチパネル２と組み合わされるディスプレイは、当然ながらＬＣＤに限らず、ＣＲＴ、有機ＥＬ、ＰＤＰ等の他の種類のディスプレイであってもよい。
当該タッチパネル２は、いわゆる「４線式」と呼ばれる入力検出方法が採用されており、且つ各透明基板５Ａ、５Ｂの両方にフィルム材料を用いた「フィルムーフィルム」の構成であって、ここでは車載用カーナビゲーション用途を想定して、最表層に直線偏光板を設けたインナータッチパネルと呼ばれる形式を採用している。

偏光板１１、２１は、例えばそれぞれ厚み２００μｍの染料系直線偏光板からなる。このうち一方の偏光板１１は、インナータッチパネルの特徴として、上部透明基板５Ａの表面に積層されるようになっている。これによりタッチパネル内部へ入射される可視光に起因する反射光量が、当該偏光板を設けない場合に比べて約半分以下に抑制される。
下部透明基板５Ｂに直接積層される２０は、ＬＣＤ本体部である。これは公知のＴＦＴ型ＬＣＤ基板であって、上から下に同順に、不図示の透明層、カラーフィルター、液晶分子層、ＴＦＴ基板、透明層の各層が積層されたユニットである。なお、ＬＣＤ本体２０はＴＦＴ型以外でもよく、積層構造も上記に限られない。前記偏光板２１は、当該ＬＣＤ本体部２０の下に積層されている。

上部および下部透明基板５Ａ、５Ｂは、それぞれ図１に示す透明基板５（中屈折層４５、透明面状部材４、中屈折層４２、低屈折層４３を順次積層し、合計厚みを約２００μｍとしたもので構成されている。上部および下部透明基板５Ａ、５Ｂの少なくとも対向表面には、フィルム製造時に所望の表面粗さを持つ担持体を熱圧着する等の方法を用いて微細な凹凸処理（ノングレア処理）が施されており、これによって近接して対向配置される透明基板５Ａ、５Ｂ同士におけるニュートンリングの発生を効果的に抑制し、視認性を向上させるようになっている。なお、当該ノングレア処理は必要に応じて適宜実施すればよい。

透明導電膜１３、１４は、それぞれ上部透明基板５Ａ、下部透明基板５Ｂの対向表面において、既知の抵抗値（面抵抗）を持つＩＴＯ、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫系、或いはこれ以外の各種金属材料等の抵抗膜から構成されている。これらのいずれか１種以上の材料を用いてＣＶＤ、真空蒸着、スパッタリング、イオンビーム等の方法で成膜することで、上記透明基板５Ａ、５Ｂの表面に一様に所定面積の透明導電膜１３、１４が形成される。

透明導電膜１３、１４のパターンは、例えば各透明基板５Ａ、５Ｂの主面において、矩形状に形成される。さらに、当該透明導電膜１３、１４のｙ軸或いはｘ軸に並行な一対の辺に沿って、それぞれ引き出し線１３１、１３２、１４１、１４２を配設することで、全体としてｘｙ直交座標をなすよう形成する。引き出し線１３１、１３２、１４１、１４２には、電極端子１３１ａ、１３２ａ、１４１ａ、１４２ａが設けられる。図中、１３３は、電極端子１３２ａと引き出し線１３２との接続線である。

透明導電膜１３、１４の周囲には、粘着材、粘着シート、プラスチックフィルム両面に粘着材層を有する両面テープ等のいずれかで構成された高さ約５０μｍのリブスペーサー１８が配設される。これにより、通常は当該透明導電膜１３、１４同士が互いに一定間隔を置くように対向配置されている。
また、透明導電膜１３、１４の表面には、ｘｙ方向に沿ってマトリクス状に半球状の突起スペーサー１６が一定間隔毎に配設され、透明導電膜１３、１４同士の不要な接触が抑制されている。突起スペーサー１６は透明な光硬化型アクリル樹脂で作製され、上部および下部透明基板５Ａ、５Ｂの対向距離に合わせ、例えば高さ１０μｍ、直径１０μｍ〜５０μｍのサイズに設定されている。図３では図示の都合上、実際より突起スペーサー１６のサイズを大きく表している。当該突起スペーサー１６は、半球状以外の形状、例えば円錐状、もしくは円柱状等としてもよい。

透明導電膜１３、１４の間には、電極端子１３１ａ、１３２ａ、１４１ａ、１４２ａの位置に併せてフレキシブルコネクター３０が介設される。当該フレキシブルコネクター３０は、ＰＥＴ或いはポリイミド等の樹脂材料で作製されたフレキシブル基板３０１と、当該基板表面においてＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の良好な導電性を持つ材料からなる配線３０２〜３０５が形成されてなる。配線３０２〜３０５には外部接続のための電極端子３０２ａ〜３０５ａが形成されている。

タッチパネル２の入力検出原理（４線式）は、駆動時において、ｙ軸に沿った引き出し線１３１、１３２間に０〜５Ｖ程度の直流電圧を印加しておく。ユーザによる入力がなされると、ｘ軸に沿った引き出し線１４１、１４２を電圧検出電極としてｙ軸方向の位置データを獲得する。
次に、ｘ軸に沿った引き出し線１４１、１４２間に電圧印加を行い、ｙ軸に沿った引き出し線１３１、１３２を電圧検出電極としてｘ軸方向の位置データを獲得する。以上でｘｙ両方の座標情報が得られる。タッチパネル２ではこの検出ステップを交互に繰り返すことにより、逐次的にユーザからの入力情報を獲得し、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が実現される。

ここにおいて、本実施の形態３のタッチパネル２の特徴は、抵抗膜１３を配設した上部透明基板５Ａと、抵抗膜１４を配設した下部透明基板５Ｂに、実施の形態１の透明導電膜付ガスバリアフィルム１を使用した点にある（図４中の１Ａ、１Ｂ）。当該フィルム１Ａ、１Ｂは実施の形態１で述べたように、入力面側ガスバリア層（中屈折層４５）を設けたことによって、多層スパッタ膜３中の中屈折層４２とこれに対向するＨＣ層４１との密着性が向上されている。特に中屈折層４２、４５に所定の組成比を有するオキソ窒化ケイ素（Ｓｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ）を用いることによって、外部からフィルム１への酸素、水蒸気の侵入が効果的に防止され、ＨＣ層４１、４４の劣化が防止されている。このため、タッチパネル２では構成要素が強固な密着性を維持するように積層されており、長期にわたって優れた入力耐久性を発揮できるようになっている。

このような各効果により、紫外線照射量が比較的多い野外での使用や、高温環境下になりやすい車載カーナビゲーションシステムへの使用においても、安定した品質を維持することができる。
なお、ＬＣＤ２０の表面には下部透明基板５Ｂが直接配設される。従って、ＬＣＤ２０の構成要素のガスバリア対策としては、５Ａ、５Ｂのうち下部透明基板５Ｂのみにフィルム１を適用すれば、それなりの効果が得られる。しかしながら、フィルム１は５Ａ、５Ｂ中のフィルム１Ａ、１Ｂのいずれにも適用できるので、これらを共にフィルム１を用いて作製することで、製造効率上良好となるメリットがある。

また、本発明のタッチパネルの構成は図３及び４の構成に限定されるものではなく、例えば下部透明基板５Ｂをガラス基板で構成するいわゆるＦ−Ｇタイプとしてもよい。
また、上記Ｆ−Ｇタイプの構成においては、ガラス基板の代わりに、ガラス板または樹脂板に上記面状部材のフィルム材料を適宜粘着材で貼着してなる積層体（Ｆ−Ｆ−Ｇタイプ、あるいはＦ−Ｆ−Ｐタイプとも称される）を配設するようにしてもよい。また、フィルムとガラス基板との積層枚数、積層順等についても適宜変更調整が可能である。

また両面に偏光板を配されたＬＣＤにおいても、上記構成のタッチパネルは適応可能である。
さらに本発明を適用するタッチパネルの入力方式はいずれの方式であってもよく、例えば静電容量式であってもよい。
＜フィルムの製造方法＞
ここでは、本発明の透明導電膜付ガスバリアフィルムの製造方法を例示する。

透明導電膜付ガスバリアフィルム１又は１ａを製造する場合は、以下の手順が挙げられる。
１．ベースフィルム４０として、厚さ１８８μｍ、幅３００ｍｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャイン Ａ４３００」を用意する。
２．ＨＣ層の作製
紫外線（ＵＶ）硬化樹脂材料と、粒径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の何れかで構成されている無機微粒子とを含む塗料を調整する。紫外線硬化樹脂は、カチオン重合型又はラジカル重合型のいずれでもよく、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系等が例示できる。無機微粒子はＨＣ層中での最終組成が４３ｗｔ％となるように添加し、これを有機溶媒で適宜希釈する。これを例えばロールコーティング法に基づき、ベースフィルム４０の一方主面に塗布し、乾燥させて余分な溶媒を除去する。その後、高圧水銀灯等を用いて紫外線照射することで、前記樹脂材料を重合させ、最終厚みが６μｍ（１μｍ以上１０μｍ以下程度）のＨＣ層４１を形成する。同様の層をベースフィルム４０の他方の主面にも形成し、ＨＣ層４４とする。以上でベースフィルム４０の両主面にＨＣ層４１、４４を持つ透明面状部材４が作製される。

なお、粒径が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のシリカ粒子等を用いれば、可視光散乱による白濁は生じず、透明性が失われることはない。さらに粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下のシリカ粒子を用いれば、ＨＣ層の表面に凹凸領域を付与でき、中屈折層４２との密着性の向上効果やＡＧ特性等を得ることができる。
３．中屈折層の作製
成膜装置内部に透明面状部材４を載置する。そして装置内部を減圧するとともに酸素、窒素等のガスを導入し、ターゲットにシリコンを用いたスパッタリングを実施する。これによりＨＣ層４１の上に、オキソ窒化ケイ素（Ｓｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ）の組成からなる無機層を形成し、中屈折層４２とする。

なお、ｘとｙの値は、マスフローコントローラーによって導入される酸素および窒素ガスの流量比により調節することができる。最終的な膜厚は、６０ｎｍ（４５ｎｍ以上７０ｎｍ以下の範囲）に設定する。
なお中屈折層４２は、上記した組成の他、例えばＳｉＯ_２−ＳｎＯ_２系の組成で構成することもできる。さらに膜構造も上記薄膜に限定せず、所定の材料を用い、ゾルゲル法に基づいて成膜しても良い。例えば、ＨＣ層４１の最表面上において、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒの少なくとも何れかの元素を含む化合物を１種又は２種以上含有する無機成分（例えば酸化チタンゾル）を含む有機・無機複合材料を含有し、且つ、所定の粒径を持つ粒子状無機フィラーを分散させて形成することもできる。前記粒子状無機フィラーには、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２の少なくとも何れかを利用できる。その平均粒径は特に限定されず、例えば１０ｎｍ〜７０ｎｍ程度が例示できる。層厚みは４０ｎｍ以上９０ｎｍ以下に設定できる。

例えばＺｒＯ_２単体の屈折率は２．２〜２．４程度であるが、有機材料と複合化することで１．６〜１．９の範囲に低下する。また膜厚を上記範囲とすることで、好ましい光透過特性を実現することができる
４．低屈折層の作製
成膜装置内部に、前記中屈折層４２を形成したフィルムを載置する。装置内部を十分に減圧した後に酸素ガスを導入し、ターゲットにＳｉ材料を用いてスパッタリングを実施する。これにより中屈折層４２の上に、厚さ３０ｎｍ（１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下の範囲）のＳｉＯ_２膜を形成し、第二の屈折層（低屈折層）４３を得る。

なお、低屈折層４３の成膜方法も中屈折層４２と同様に薄膜形成法に限定されず、これ以外の形成方法で形成してもよい。例えば、ＳｉＯ_２成分を分散させた溶液を用いたゾルゲル法で形成することもできる。当該ゾルゲル法は塗布方法の一つであり、比較的大面積へ成膜する場合に製造効率が良い。
５．透明導電膜の作製
成膜装置内部に、前記低屈折層４３を形成したフィルムを載置する。装置内部を減圧するとともに酸素ガスを導入し、ターゲットにインジウム及びスズを用いてスパッタリングを実施する。これにより、最終生成物として表面抵抗が２００Ω／ｓｑ．以上１ｋΩ／ｓｑ．以下、且つ、厚みが２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の透明導電膜１３（ＩＴＯ膜）を得る。なお、透明導電膜１３の結晶構造は、前記スパッタリング法による成膜の際に、例えばＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２セラミックターゲットのＳｎＯ_２組成を低くしたもの（ＳｎＯ_２組成が３〜１０ｗｔ％含有）を用い、１５０℃程度で基板を暖めると良好に形成できる。

透明導電膜材料としては、アンチモン添加酸化鉛、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫、スズ酸化膜の中から選択された１種以上が例示できる。
この透明導電膜１３についても低屈折層４３、中屈折層４２と同様に塗布方法で形成できる。この場合、ＰＳＳ／ＰＥＤＯＴなどのチオフェン系導電性高分子材料やバインダーにカーボンナノチューブなどの導電材料を分散させてなる塗料を用いることができる。

以上の手順で多層スパッタ膜３が形成される。
６．入力面側ガスバリア層の作製
多層スパッタ膜３を形成する透明面状部材４の主面と反対の主面に対し、入力面側ガスバリア層を形成する。
フィルム１（図１）に示すように、入力面側ガスバリア層を中屈折層４５のみで構成する場合には、中屈折層４２と同様の手順で層を形成する。

また、フィルム１ａ（図２）の入力面側ガスバリア層６に示すように、中屈折層４５と低屈折層４６の積層体として構成する場合には、中屈折層４２及び低屈折層４３と同様の手順で順次形成する。
また、これらの層を繰り返し形成して、ガスバリア特性をさらに向上させることもできる。この場合、各層の材料を交互に置き換え、スパッタリングを繰り返して形成することができる。

これらの中屈折層４５と低屈折層４６は、いずれもフィルム１ａ中への酸素や水蒸気の侵入を極力低減し、多層スパッタ膜３側のＨＣ層４１と中屈折層４２との密着性維持を主目的として設けるものである。従って、このような密着性低下を防止するためには、中屈折層４２、低屈折層４３よりも比較的厚みを増すように調整することが望ましいと考えられる。

以上の手順で、本発明の透明導電膜付ガスバリアフィルム１又は１ａが完成する。
＜性能確認実験＞
次に、本発明の性能を確認するための各種実験を行った結果について説明する。
（紫外線照射試験）
実施の形態１と同様の透明導電膜付ガスバリアフィルム（透明面状部材の一方の面に多層スパッタ膜３を配し、他方の面に中屈折層４５を形成したもの）を実施例サンプルとして作製した。比較用に、中屈折層４５を備えないサンプルを比較例として作製した。

上記作製した実施例及び比較例のサンプルを、紫外線フェードメーター（スガ試験機株式会社製「Ｕ４８」）に導入し、経過試験を実施した。紫外線光源はカーボンアークランプを使用し、この照射強度で約１００ｈｒの照射を行うことで、直射日光下の約半年間の紫外線量がサンプルに加えられる。なお、この照射強度で３０００ｈｒ以上照射すると、ＨＣ層の樹脂自体が劣化してしまう。装置内は通常の大気雰囲気とした。

試験結果では、比較例のサンプルでは１８００ｈｒ経過時点で部分的にセロハンテープ引き剥がしによる剥離が発生した。剥離は、ＨＣ層とこれに接する多層スパッタ膜との間で生じた。具体的には、特許文献１のようにＨＣ層の表面にＳｉ層が形成されている場合、Ｓｉ層とＨＣ層の界面で剥離が発生していた。その詳細をＸＰＳ（Ｘ線電子分光）で調べたところ、剥離はＨＣの表面から極くＨＣの内側に入り込んだ、ＨＣ／ＨＣ界面での剥離であることが判明した。一方、実施例のサンプルでは、２４００ｈｒ経過時点においても比較例のような剥離は確認されなかった。

この実験結果から、本発明によれば、多層スパッタ膜とＨＣ層との密着強度が安定的に維持され、密着性を効果的に維持できることが分かった。
（雰囲気試験）
次に、フィルムに対して雰囲気が与える影響について確認試験を行った。
上記した実施例及び比較例のサンプルを、所定の高湿度雰囲気で且つ不活性雰囲気（Ｎ_２雰囲気）に設定した恒温高湿槽内（２５〜３０℃×９０％ＲＨ以上、Ｎ_２１００％雰囲気）に載置した。

一方、別の実施例及び比較例のサンプルを、通常の大気雰囲気（２５〜３０℃×６０％ＲＨ、Ｏ_２約２０％大気）に設定した恒温高湿槽内に載置した。
以上の状態で、十分な時間（１８００ｈｒ）にわたり継続して紫外線フェードメーターによる紫外線を照射したところ、高湿度且つ不活性雰囲気ではテープ剥離が発生しなかった。

一方、同様の継続時間では、大気雰囲気下に載置したサンプルはいずれも剥離が確認された。
この結果から、多層スパッタ膜とＨＣ層との剥離は、水蒸気よりも酸素による影響が大きいことが確認された。
なお、本願発明者らの行った別の実験では、窒素雰囲気に設定した紫外線照射試験を行ったところ、実施例・比較例のいずれのサンプルでも、比較的長期にわたり、密着性が維持されることが分かった。このことからも、フィルム中に酸素が侵入することが主な原因であり、このような酸素の侵入を防止すれば、フィルムの密着性を安定的に維持できることが分かる。

しかしながら、水蒸気がフィルム中に侵入し、ＨＣ層に到達すると、ＨＣ層中の有機成分が加水分解反応を起こして低分子化し、密着性が低下することも想定される。従って、このような水蒸気の侵入についても酸素と併せて抑制することは、一層安定なガスバリア特性を得る上で望ましいと考えられる。

本発明の透明導電膜付ガスバリアフィルムは、パーソナルコンピュータのディスプレイに適用するタッチパネルの他、例えば紫外線照射量が比較的多い野外使用や、高温条件下での使用が想定されるカーナビゲーションシステムのディスプレイ用タッチパネル（或いは液晶ディスプレイ一体型タッチパネル装置）など、幅広い用途で利用することが可能である。

もちろん本発明の透明導電膜付ガスバリアフィルムは、他のいかなるディスプレイに搭載されるタッチパネルの構成要素としても利用することでより一層の信頼性を高めることができる。

実施の形態１に係る透明導電膜付ガスバリアフィルムの構成を示す図である。 実施の形態２に係る透明導電膜付ガスバリアフィルムの構成を示す図である。 実施の形態３に係るタッチパネル付きＬＣＤの構成図である。 タッチパネルとＬＣＤとの別の構成例を示す断面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ 透明導電膜付ガスバリアフィルム
２ タッチパネル
３ 多層スパッタ膜
４ 透明面状部材
５、５Ａ、５Ｂ 透明基板
６ 入力面側ガスバリア層
１３、１４ 抵抗膜（透明電極膜或いは電極層）
４０ ベースフィルム
４１、４４ ハードコート（ＨＣ）層
４２、４５ 中屈折層（第一屈折層）
４３、４６ 低屈折層（第二屈折層）
１３１、１３２、１４１、１４２ 引き出し線
１３３ 接続線
１３１ａ、１３２ａ、１４１ａ、１４２ａ 電極端子
３０２、３０３、３０４、３０５ 引き出し線
３０２ａ〜３０５ａ 電極端子
３０１ フレキシブル基板

Claims (6)

1. ベースフィルムの一方の主面に、紫外線硬化樹脂を含むハードコート層を配設してなる透明面状部材と、前記ハードコート層上に順次形成された第一のガスバリア層とインジウム酸化スズからなる透明導電膜とを有し、
   第一のガスバリア層は、透明面状部材側から順に、オキソ窒化ケイ素からなる第一屈折層と、酸化ケイ素からなる第二屈折層とを積層した複合層で構成され、
   ベースフィルムの他方の主面側に第二のガスバリア層が配設されている
   ことを特徴とする透明導電膜付ガスバリアフィルム。
2. 第一屈折層、第二屈折層、透明導電膜の各々は、スパッタリングで形成された薄膜である
   ことを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜付ガスバリアフィルム。
3. 第二のガスバリア層は、組成式がＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚで表されるオキソ窒化ケイ素からなる無機層を備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の透明導電膜付ガスバリアフィルム。
   但し、ｘは０．３５以上０．５５以下であり、ｙ／ｚは０．４以上２．０以下であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすものとする。
4. 第二のガスバリア層は、組成式がＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚで表されるオキソ窒化ケイ素からなる無機層と、ＳｉＯ_２を含む層とを積層してなる
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の透明導電膜付ガスバリアフィルム。
   但し、ｘは０．３５以上０．５５以下であり、ｙ／ｚは０．４以上２．０以下であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすものとする。
5. 第一屈折層が前記無機層と同一の構成である
   ことを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の透明導電膜付ガスバリアフィルム。
6. 一対の透明導電膜付基板が、互いの透明導電膜を対向させた状態で一定間隔をおいて配置されてなるタッチパネルであって、
   前記透明導電膜付基板の少なくとも一方が、請求項１から５のいずれかに記載の透明導電膜付ガスバリアフィルムである
   ことを特徴とするタッチパネル。

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