JP2015141619A - 支持体および支持体の製造方法、積層体の製造方法、並びに、タッチパネルセンサ - Google Patents

支持体および支持体の製造方法、積層体の製造方法、並びに、タッチパネルセンサ Download PDF

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Abstract

【課題】シート抵抗が低い透明導電層を有する積層体を製造するための支持体を提供する。
【解決手段】タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を製造するために一方の側にITOからなる透明導電層が形成される支持体は、一方の側の最表層として有機材を含むITO結晶化促進層を備え、ITO結晶化促進層の、透明導電層が形成される側の表面における表面自由エネルギーが、60mJ/m以上である。
【選択図】図2

Description

本発明は、タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を製造するために用いられる支持体およびその製造方法に関する。また、本発明は、タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を製造する方法およびタッチパネルセンサに関する。
導電性を有しながら透光性を示す透明導電層、例えばインジウム錫酸化物(以下、ITO)からなる透明導電層は、液晶表示装置や有機EL表示装置における透明電極や、タッチパネルセンサにおける検出用の透明導電パターンなどとして利用されている。
透明電極や透明導電パターンの特性を高めるため、透明導電層のシート抵抗を低くすることが期待されている。透明導電層のシート抵抗を決定する要因の1つとして、透明導電層の原子ないし分子の状態が挙げられる。例えば、結晶状態の場合の方が、アモルファス状態の場合に比べて、ITOからなる透明導電層のシート抵抗が低くなることが知られている。このような特性を考慮して、特許文献1においては、基材上に形成されたITO層に対してアニール処理を施し、これによって、ITO層の結晶化を促進することが提案されている。
特開2003−16858号公報
ところで、従来、シート抵抗などのITO層の特性を向上させるために、ITO層を支持する支持体に対する工夫もなされてきた。すなわち、ITO層を支持するための支持体は、表示装置やタッチパネルセンサ全体として求められる特性や、取り扱いの容易さなどを考慮して適宜作製されるのであるが、さまざまな特性を検討した結果、支持体を構成する各層の材料として、酸素等を含むいわゆるアウトガスを発生させる材料が選択されることがある。この場合、アウトガスによってITO層の結晶化が阻害されることなどにより、ITO層の特性が損なわれてしまう。このため、ITO層が形成される支持体の最表層として他の層からのアウトガスを遮断するためのバリア層をシリカ等で形成し、アウトガスによってITO層の特性が損なわれてしまうことを抑制する、ということがなされてきた。
このようなバリア層を形成する方法としては、支持体に対してシリカ等を用いてスパッタリング等を施すことによって層形成を行うドライ法や、支持体にシリカ等の粒子が入った塗工液を塗工することによって層形成を行うウェット法が考えられる。ここで、ウェット法による場合にあっては、塗工液を構成するバインダや溶剤に含まれる有機物の存在によってバリア層中にアウトガスが通過可能な隙間が形成されてしまう。このため、バリア性の観点では、バリア層の形成は、ドライ法による場合の方が好ましい。
ところで、ITO層のシート抵抗を低くするためには、ITO層の厚みが大きいことが好ましい。しかしながら、ITO層の厚みを大きくしてしまうと、ITO層の透光性が劣化してしまったり、ITO層に色味が生じたりしてしまう。従って、一般にITO層の厚みは数十nm程度になっている。この場合、ITO層のシート抵抗には、ITO層のバルク特性だけでなく、支持体との界面近傍におけるITO層の特性が大きく寄与することになる。一方、上述のアウトガスの遮断によって改善される特性は、主にITO層のバルク特性であると考えられる。すなわち、ITO層のような薄膜導電層のシート抵抗を改善するためには、アウトガスの遮断だけでは不十分であり、支持体との界面近傍におけるITO層の特性を改善するための何らかの対策が必要であると考えられる。
本発明は、このような課題を効果的に解決し得る、タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を作製するために用いられる支持体およびその製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体の製造方法およびタッチパネルセンサを提供することを目的とする。
本発明は、タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を製造するために一方の側にITOからなる透明導電層が形成される支持体であって、当該支持体は、前記一方の側の最表層として有機材を含むITO結晶化促進層を備え、前記ITO結晶化促進層の、前記透明導電層が形成される側の表面における表面自由エネルギーが、60mJ/m以上である、支持体である。
あるいは、本発明による支持体において、例えば、当該支持体の前記一方の側の表面におけるエチレングリコール接触角が、10度以下である。
本発明による支持体において、例えば、原子間力顕微鏡を用いて測定した当該支持体の前記一方の側の表面の表面粗さが、2.1nm以下である。
本発明による支持体において、前記有機材は、例えば、ポリシロキサンを含んでいる。
本発明は、タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を製造するために一方の側にITOからなる透明導電層が形成される支持体の製造方法であって、基材を用意する工程と、前記基材の一方の側に、前記支持体の前記一方の側の最表層として有機材を含むITO結晶化促進層を形成する工程と、を備え、前記ITO結晶化促進層の、前記透明導電層が形成される側の表面における表面自由エネルギーは、60mJ/m以上である、支持体の製造方法であり、前記有機材は、例えば、ポリシロキサンを含んでいる。
本発明による支持体の製造方法において、好ましくは、前記ITO結晶化促進層は、前記基材の前記一方の側に、当該ITO結晶化促進層を形成するための塗工液を塗工することによって形成される。
本発明は、タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体の製造方法であって、一方の側の最表層として有機材を含むITO結晶化促進層を有しており、当該一方の側の表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上である支持体を用意する工程と、前記支持体の前記一方の側の表面にITOからなる透明導電層を形成する工程と、を備えた、積層体の製造方法である。
本発明による積層体の製造方法において、前記有機材は、例えば、ポリシロキサンを含んでいる。
本発明による積層体の製造方法において、例えば、前記支持体を用意する工程は、前記支持体の前記一方の側の表面に、当該表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上となるようにプラズマ処理を施す工程を有している。
本発明は、上記記載の積層体の製造方法によって得られた積層体を加工することによって得られる、タッチパネルセンサである。
本発明によれば、支持体は、一方の側の最表層として有機材を含むITO結晶化促進層を備え、ITO結晶化促進層の表面における表面自由エネルギーが、60mJ/m以上である。これによって、シート抵抗の低い透明導電層が形成され得る。
図1は、本発明の第1の実施の形態における積層体を示す断面図。 図2は、図1の積層体を作製するために用いられる支持体を示す断面図。 図3は、図1の積層体の変形例を示す断面図。 図4は、図3の積層体を作製するために用いられる支持体を示す断面図。 図5Aは、図2に示す支持体の製造方法を説明するための図。 図5Bは、図2に示す支持体の製造方法を説明するための図。 図5Cは、図2に示す支持体の製造方法を説明するための図。 図6は、図3に示す積層体を加工することにより得られるタッチパネルセンサを示す平面図。 図7は、図6のタッチパネルセンサの、線VII−VIIに沿った断面図。 図8は、本発明の第2の実施の形態における積層体を示す断面図。 図9は、本発明の第3の実施の形態における積層体を示す断面図。 図10は、本発明の第4の実施の形態における積層体を示す断面図。 図11は、各サンプルの表面自由エネルギーと、各サンプル上に形成された透明導電層のシート抵抗と、の関係を示す図。
第1の実施の形態
以下、図1乃至図7を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1に示すように、積層体10は、支持体11と、支持体11の一方の側の面11a上に設けられた第1透明導電層16aと、を含んでいる。まず、第1透明導電層16aについて説明し、その後、支持体11について説明する。
(透明導電層)
第1透明導電層16aを構成する材料としては、導電性を有しながら透光性を示す材料が用いられ、本実施の形態では、インジウム錫酸化物(ITO)などの金属酸化物が用いられる。ここでITOとは、89〜99重量%のインジウムと、1〜11重量%の錫と、0.5重量%以下のその他の添加元素または不可避の不純物と、を含む金属酸化物を意味している。第1透明導電層16aの厚みは、例えば18〜50nmの範囲内となっている。
(支持体)
支持体11は、図1および図2に示すように、基材12と、基材12の一方の側の面12a上に順に設けられた第1ハードコート層13a、第1インデックスマッチング層14a、第1ITO結晶化促進層15aと、を含んでいる。以下、基材12、第1ハードコート層13a、第1インデックスマッチング層14a、および第1ITO結晶化促進層15aについてそれぞれ説明する。
(基材)
基材12としては、十分な透光性を有するフィルムやガラスが用いられる。基材12に用いられるフィルムを構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー(COP)、環状オレフィン・コポリマー(COC)、ポリカーボネート(PC)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などが挙げられる。基材12の厚みは、例えば25〜200μmの範囲内となっている。
(ハードコート層)
第1ハードコート層13aは、擦り傷を防止するという目的や、層間の界面に低分子重合体(オリゴマー)が析出して白く濁ってみえることを防ぐという目的のために設けられる層である。第1ハードコート層13aとしては、例えばアクリル樹脂などが用いられる。なお図1および図2に示すように、第1ハードコート層13aと同一の材料から構成された第2ハードコート層13bが、基材12の他方の面12b上にさらに設けられていてもよい。ハードコート層13a,13bの厚みは、例えば0.1〜10μmの範囲内となっている。
(インデックスマッチング層)
第1インデックスマッチング層14aは、積層体10における光の透過率や反射率を調整するという目的のために、基材12と第1透明導電層16aとの間に設けられる層である。本実施の形態では、第1インデックスマッチング層14aは、基材12を構成する材料よりも高い屈折率を有する材料から構成される第1高屈折率層を含んでいる。また、本実施の形態の第1インデックスマッチング層14aは、第1高屈折率層と第1ITO結晶化促進層15aとの間に、基材12を構成する材料よりも低い屈折率を有する材料から構成される第1低屈折率層を含んでいる。
第1低屈折率層を構成する材料としては、例えば酸化珪素やフッ化マグネシウムが用いられる。第1高屈折率層を構成する材料としては、例えば酸化ニオブやジルコニウムが用いられる。第1高屈折率層および第1低屈折率層の厚みは、所望の透過率や反射率が達成されるよう、用いられる材料に応じて適宜設定される。
なお本実施の形態においては、上述の第1インデックスマッチング層14aが積層体10に含まれている例について説明するが、しかしながら、第1インデックスマッチング層14aは必ずしも設けられていなくてもよい。同様に、ハードコート層13a,13bも、必要に応じて任意に設けられる層である。従って、基材12の一方の側の面12aや第1ハードコート層13aの一方の側の面に直接的に接するよう第1ITO結晶化促進層15aが設けられることもある。
(ITO結晶化促進層)
第1ITO結晶化促進層15aは、支持体11の一方の側の面11a上に設けられるITOからなる第1透明導電層16aの結晶化を促進する、という目的のために設けられる層である。
ここで、本件発明者らは、試行錯誤を重ねた結果、後述する実施例によって支持されるように、ITO層が形成される支持体の表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上であれば、支持体の最表層がウェット法により形成されていても、タッチパネルセンサとしての実用上十分な程度にシート抵抗の低いITO層を形成し得ることを見出した。具体的には、支持体の表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上であれば、140Ω/□以下、より好ましくは130Ω/□以下のシート抵抗を有するITO層を形成し得ることを見出した。これは、後述するように、支持体の表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上、より好ましくは62mJ/m以上であれば、当該表面におけるITOの結晶化が促進されるためであると考えられる。
このような知見に基づいて、本実施の形態では、支持体11の最表層として、有機材を含む第1ITO結晶化促進層15aが形成される。ここで、「有機材」とは、有機物を含む材料、という程度の意味である。第1ITO結晶化促進層15aに含まれる有機材としては、当該有機材が含まれることによって高い表面自由エネルギーを有する第1ITO結晶化促進層15aを実現可能な材料であれば特に限定されないが、例えば、ポリシロキサンを含む有機材が挙げられる。本実施の形態では、このような有機材が含まれた材料を用いて支持体11の最表層が形成されることによって、支持体11の表面11aにおける表面自由エネルギーが、60mJ/m以上とされている。ここで、第1ITO結晶化促進層15aが上述のような有機材を含む材料で形成される場合に高い表面自由エネルギーを有する第1ITO結晶化促進層15aを実現可能な理由については特に限定されないが、例えば、次のような理由が考えられる。すなわち、第1ITO結晶化促進層15aが上述の有機材を含んでいることにより第1ITO結晶化促進層15aの表面にOH基が存在することとなるため、OH基の存在が当該表面における表面自由エネルギーを高めることに寄与する、というものである。
なお、本実施の形態においては、ITO結晶化促進層15aが設けられていることによって、支持体11の表面11aにおける表面自由エネルギーは60mJ/m以上とされているが、これに限られない。例えば、本件発明者らが得た知見によれば、第1ITO結晶化促進層15aの表面における表面自由エネルギーは、第1ITO結晶化促進層15aの表面にプラズマ処理を施すことによっても高めることが可能である。これは、プラズマ処理によって支持体11を構成する材料に含まれるOH基が第1ITO結晶化促進層15aの表面に露出されるためである、と考えられる。したがって、上述のような有機材を含む材料で第1ITO結晶化促進層15aを形成した後、当該第1ITO結晶化促進層15aの表面にプラズマ処理を施すことによって、第1ITO結晶化促進層15aの表面における表面自由エネルギーを60mJ/m以上に上昇させてもよい。
ここで、支持体11の表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上であるか否かは、支持体11の表面における水接触角、ジヨードメタン接触角、エチレングリコール接触角の少なくとも一つを用いて調べることが可能である。例えば、支持体11の表面における水接触角が40度以下、より好ましくは36度以下である場合、または、ジヨードメタン接触角が50度以下、より好ましくは41度以下である場合、または、エチレングリコール接触角が10度以下、より好ましくは7度以下である場合、支持体11の表面における表面自由エネルギーは60mJ/m以上であると見なすことが可能である。もっとも、支持体11の表面における表面自由エネルギーをより精度良く測定するために、支持体11の表面における水接触角、ジヨードメタン接触角、およびエチレングリコール接触角のうち、2種以上の接触角が採用されてもよい。
また、支持体11の表面の平滑性は、当該表面付近における、透明導電層中のITOの構成元素やそのかたまりの配置に影響を与えるものと考えられ、ひいては当該表面付近におけるITOの結晶化に影響を与えるものと考えられる。換言すれば、支持体11の表面の平滑性が高いほど、当該表面付近においてITOの構成元素が密に配置され易くなり、当該表面付近におけるITOの結晶化がなされ易い状態になり得るものと考えられる。このような観点から、支持体11の第1透明導電層16aが形成される側の表面は十分に平滑であることが好ましい。このため、本実施の形態では、第1ITO結晶化促進層15aは、その表面の表面粗さを原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した場合に、当該表面粗さが2.1nm以下となるように、十分平滑に形成される。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用および効果について説明する。ここでは、はじめに、上述の支持体11を製造する方法および支持体11を用いて積層体10を製造する方法について説明する。次に、積層体10を加工することにより得られるタッチパネルセンサの製造方法について説明する。
支持体の製造方法
はじめに、図5Aに示すように、基材12を用意する。次に、図5Bに示すように、アクリル樹脂を含む塗工液を、コーターを用いて基材12の両側に塗工する。これによって、基材12の両側にハードコート層13a,13bが形成される。次に、有機樹脂および有機樹脂内に分散された高屈折率材料の粒子、例えばジルコニウムの粒子を含む塗工液を、コーターを用いて第1ハードコート層13a上に塗工する。これによって、第1ハードコート層13a上に第1高屈折率層が形成される。その後、有機樹脂および有機樹脂内に分散された低屈折率材料の粒子、例えば酸化珪素の粒子を含む塗布液を、コーターを用いて第1高屈折率層上に塗工する。これによって、第1高屈折率層上に第1低屈折率層が形成される。このようにして、第1ハードコート層13a上に第1インデックスマッチング層14aが形成される。その後、ポリシロキサンを有する有機材を含む塗工液を、コーターを用いて第1インデックスマッチング層14a上に塗工する。これによって、第1インデックスマッチング層14a上に第1ITO結晶化促進層15aが形成される。このようにして、図2に示す支持体11を得ることができる。
積層体の製造方法
次に、スパッタリング法などの真空成膜法を用いて、第1ITO結晶化促進層15a上に第1透明導電層16aを形成する。その後、第1透明導電層16a中のITOの結晶化をさらに進行させるため、第1透明導電層16aに対してアニール処理を施してもよい。このようにして、図1に示す積層体10を得ることができる。なお、支持体11の表面に第1透明導電層16aを形成する前に、第1ITO結晶化促進層15aの表面にプラズマ処理を施すことによって、当該表面における表面自由エネルギーを所望の程度以上に高め、その後、当該表面に第1透明導電層16aを形成してもよい。
タッチパネルセンサの製造方法
次に、積層体10の用途の一例として、積層体10を加工することにより得られるタッチパネルセンサについて説明する。タッチパネルセンサ60は、液晶表示パネルや有機EL表示パネルなどの表示パネルの観察者側に設けられ、人体などの被検出体の接触位置を検出するための透明導電パターンなどを含むセンサである。タッチパネルセンサ60としては、被検出体からの圧力に基づいてタッチ箇所を検出する抵抗膜方式のタッチパネルセンサや、人体などの被検出体からの静電気に基づいてタッチ箇所を検出する静電容量方式のタッチパネルセンサなど様々なタイプのものが知られているが、ここでは、積層体10をパターニングすることによって静電容量方式のタッチパネルセンサ60を形成する例について、図6および図7を参照して説明する。図6は、タッチパネルセンサ60を示す平面図であり、図7は、図6に示すタッチパネルセンサ60の線VII−VIIに沿った断面図である。なお図6および図7においては、図4に示す基材12の一方の側および他方の側に配置されたインデックスマッチング層14a,14b、および、ITO結晶化促進層15a,15bを含む支持体11を用いて作製された積層体10であって、図3に示すように支持体11の一方の側および他方の側に配置された透明導電層16a,16bを含む積層体10を用いることにより、タッチパネルセンサ60が作製されている。
図6に示すように、タッチパネルセンサ60は、指などの外部導体の接近に起因する静電容量の変化を検出するための透明導電パターン62a,62bを備えている。透明導電パターン62a,62bは、基材12の一方の側に配置され、図6の横方向に延びる第1透明導電パターン62aと、基材12の他方の側に配置され、図6の縦方向に延びる第2透明導電パターン62bと、からなっている。なお図6において、下側に設けられた第2透明導電パターン62bが点線で表されている。図7に示すように、各透明導電パターン62a,62bは、積層体10の透明導電層16a,16bをパターニングすることにより得られるものである。透明導電層16a,16bをパターニングする方法としては、例えばフォトリソグラフィー法が用いられる。
また図6に示すように、タッチパネルセンサ60は、各透明導電パターン62a,62bに接続された取出パターン64a,64bと、各取出パターン64a,64bに接続され、各透明導電パターン62a,62bからの信号を外部へ取り出すための端子部65a,65bと、をさらに有していてもよい。これら取出パターン64a,64bおよび端子部65a,65bは、タッチパネルセンサ60のうち表示パネルからの映像光が通過しない領域、いわゆる額縁領域に配置されている。このため、取出パターン64a,64bおよび端子部65a,65bを構成する材料が透明性を有する必要はない。従って、取出パターン64a,64bおよび端子部65a,65bは一般に、透明導電パターン62a,62bを構成する透明導電性材料よりも高い電気伝導率を有する金属材料から構成される。
このような取出パターン64a,64bおよび端子部65a,65bを形成する方法が特に限られることはなく、フォトリソグラフィー法や印刷法が適宜用いられる。例えば、はじめに積層体10の透明導電層16上に金属材料層(図示せず)を形成し、次に、フォトリソグラフィー法を用いて金属材料層および透明導電層16a,16bを順次または同時にエッチングすることにより、取出パターン64a,64bおよび端子部65a,65bと透明導電パターン62a,62bとが形成されてもよい。この場合、図7に示すように、取出パターン64a,64bとインデックスマッチング層14a,14bとの間に透明導電パターン62a,62bが介在されていてもよい。これによって、透明導電パターン62a,62bからの信号を取り出す際の電気抵抗をより小さくすることができる。なお、表示パネルからの映像光が通過する領域にある透明導電パターン62a,62b上に残っている金属材料層を取り除くためのエッチングにおいては、エッチング液として、金属材料層のみを選択的に溶解させるエッチング液が用いられる。
本実施の形態によれば、タッチパネルセンサ60は、表面自由エネルギーが60mJ/m以上であるという表面11a,11bを有する支持体11上にITOからなる透明導電層16a,16bを形成することによって作製された積層体10を加工することにより作製されている。これにより、シート抵抗が十分に低い透明導電パターン62a,62bを有するタッチパネルセンサ60を得ることが可能である。
ところで、支持体11の最表層をウェット法で形成した場合、当該最表層の形成に用いられる塗工液に含まれる有機物の存在によって、当該最表層中にアウトガスが通過可能な隙間が形成されてしまう可能性が高い。このため、支持体11から生じるアウトガスを遮断するという観点から、従来、支持体の最表層の形成方法としては、有機物を用いずに最表層を形成可能なドライ法が採用されてきた。しかしながら、本実施の形態によれば、支持体11の最表層であるITO結晶化促進層15a,15bがウェット法により形成された場合であっても、シート抵抗の低い透明導電層16a,16bが形成され得る。これにより、支持体11の最表層を精密な雰囲気制御が必要なドライ法によって形成する必要がなく、支持体11の製造の際の工程負荷が軽減され得る。このことにより、タッチパネルセンサ60を、少ない工程負荷で得ることが可能である。
第2の実施の形態
次に、図8を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は、本発明の第2の実施の形態における積層体を示す断面図である。
図8に示すように、本実施の形態の積層体10および支持体11は、第1の実施の形態の積層体10および支持体11と比較して、第1ITO結晶化促進層15aを有しておらず、第1透明導電層16aが第1インデックスマッチング層14a上に設けられている点が異なっている。そして、第1インデックスマッチング層14aの表面における表面自由エネルギーが、60mJ/m以上となっている。その他の構成は、第1の実施の形態の積層体10および支持体11の構成と略同一である。図8に示す第2の実施の形態において、上述の第1の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、第1インデックスマッチング層14aは、第1インデックスマッチング層14aが上述の有機材を含んでいることにより、その表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。あるいは、第1インデックスマッチング層14aは、第1インデックスマッチング層14aの表面にプラズマ処理が施されることにより、その表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。あるいは、第1インデックスマッチング層14aは、上述の有機材を含んでおり、さらに、第1インデックスマッチング層14aの表面にプラズマ処理が施されることにより、その表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。
本実施の形態によっても、シート抵抗の低い第1透明導電層16aが形成され得る。
第3の実施の形態
次に、図9を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。図9は、本発明の第3の実施の形態における積層体を示す断面図である。
図9に示すように、本実施の形態の積層体10および支持体11は、第2の実施の形態の積層体10および支持体11と比較して、第1インデックスマッチング層14aを有しておらず、第1透明導電層16aが第1ハードコート層13a上に設けられている点が異なっている。そして、第1ハードコート層13aの表面における表面自由エネルギーが、60mJ/m以上となっている。その他の構成は、第2の実施の形態の積層体10および支持体11の構成と略同一である。図9に示す第3の実施の形態において、上述の第2の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、第1ハードコート層13aは、第1ハードコート層13aが上述の有機材を含んでいることにより、その表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。あるいは、第1ハードコート層13aは、第1ハードコート層13aの表面にプラズマ処理が施されることにより、その表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。あるいは、第1ハードコート層13aは、上述の有機材を含んでおり、さらに、第1ハードコート層13aの表面にプラズマ処理が施されることにより、その表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。
本実施の形態によっても、シート抵抗の低い第1透明導電層16aが形成され得る。
第4の実施の形態
次に、図10を参照して、本発明の第4の実施の形態について説明する。図10は、本発明の第4の実施の形態における積層体を示す断面図である。
図10に示すように、本実施の形態の積層体10および支持体11は、第3の実施の形態の積層体10および支持体11と比較して、第1ハードコート層13aを有しておらず、第1透明導電層16aが基材12の一方の面12a上に設けられている点が異なっている。そして、基材12の一方の面12aにおける表面自由エネルギーが、60mJ/m以上となっている。その他の構成は、第3の実施の形態の積層体10および支持体11の構成と略同一である。図10に示す第4の実施の形態において、上述の第3の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、基材12は、基材12が上述の有機材を含んでいることにより、その表面12aにおける表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。あるいは、基材12は、基材12の表面12aにプラズマ処理が施されることにより、その表面12aにおける表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。あるいは、基材12は、上述の有機材を含んでおり、さらに、基材12の表面12aにプラズマ処理が施されることにより、その表面12aにおける表面自由エネルギーが60mJ/m以上とされている。
本実施の形態によっても、シート抵抗の低い第1透明導電層16aが形成され得る。
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
様々な作成条件下において、支持体11のサンプル1〜6を作製し、その後、各支持体11の表面にITOからなる透明導電層16aを形成した。まず、サンプル1について説明する。
〔サンプル1〕
基材12と、基材12の一方の側に順に設けられた第1ハードコート層13aおよび第1インデックスマッチング層14aと、を備えた支持体11を作製した。支持体11の最表層15aは、第1インデックスマッチング層14a上に、以下のシリコーン材料を含む塗工液を塗工することにより形成された。塗工液の塗工は、ミカサ社製スピンコーターを用いて行われた。
・シリコーン系材料:信越化学(株)製 KS-3601 / CAT-PL-56
(評価1 支持体の表面自由エネルギー)
続いて、このようにして得られた支持体11の最表層15aの表面11aにおける水接触角、ジヨードメタン接触角、および、エチレングリコール接触角を測定した。そして、得られた接触角から、表面自由エネルギーを求めた。各接触角の測定条件、表面自由エネルギーの測定・解析条件、並びに、接触角及び表面自由エネルギーの測定結果を、以下に示す。
<測定条件>
測定装置:共和界面科学株式会社製接触角計
水、ジヨードメタン及びエチレングリコールの滴下量:1.0マイクロリットル
<表面自由エネルギーの測定・解析条件>
表面自由エネルギーの測定解析に使用されたソフトウェア:KYOWA interFAce Measurement and Analysis System(FAMAS)
表面自由エネルギー理論名:Owens-Wendt
<測定結果>
水接触角:105度
ジヨードメタン接触角:67.2度
エチレングリコール接触角:89.1度
表面自由エネルギー:25.3mJ/m
(評価2 支持体の平滑性)
次に、支持体11の最表層15aの表面の表面粗さを、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて測定した。表面粗さの測定条件および測定結果を、以下に示す。
<測定条件>
測定装置:エスアイアイテクノロジー株式会社製ナノキュート
<測定結果>
表面粗さ:2.1nm以下
すなわち、表面11aは、十分に平滑であった。
(評価3 透明導電層のシート抵抗)
その後、支持体11の表面11a上に透明導電層16aを形成し、透明導電層16aのシート抵抗の測定を行った。シート抵抗の測定条件及び測定結果を以下に示す。
<測定条件>
測定装置:三菱化学(株)製ロレスター
測定方法:4端子法
<測定結果>
シート抵抗:161Ω/□
〔サンプル2〕
支持体11の最表層15aを、以下のシラザン系材料を含む塗工液で形成したこと以外は、サンプル1の場合と同様にして、支持体11および積層体10を作製した。
・シラザン系材料:AZ ELECTRONIC MATERIALS製 NL-120A-20
以下に、評価1〜3の評価結果を示す。
(評価1 支持体の表面自由エネルギー)
<測定結果>
水接触角:104度
ジヨードメタン接触角:76.7度
エチレングリコール接触角:87.0度
表面自由エネルギー:19.3mJ/m
(評価2 支持体の平滑性)
<測定結果>
表面粗さ:2.1nm以下
すなわち、表面11aは、十分に平滑であった。
(評価3 透明導電層のシート抵抗)
<測定結果>
シート抵抗:169Ω/□
〔サンプル3〕
支持体11の最表層15aを、以下の有機−無機ハイブリット系材料を含む塗工液で形成したこと以外は、サンプル1の場合と同様にして、支持体11および積層体10を作製した。
・有機−無機ハイブリット系材料:JSR(株)製 グラスカHPC7506A
以下に、評価1〜3の評価結果を示す。
(評価1 支持体の表面自由エネルギー)
<測定結果>
水接触角:88度
ジヨードメタン接触角:68度
エチレングリコール接触角:88度
表面自由エネルギー:26.2mJ/m
(評価2 支持体の平滑性)
<測定結果>
表面粗さ:2.1nm以下
すなわち、表面11aは、十分に平滑であった。
(評価3 透明導電層のシート抵抗)
<測定結果>
シート抵抗:156Ω/□
〔サンプル4〕
支持体11の最表層15aを、以下のシロキサン系材料を含む塗工液で形成したこと以外は、サンプル1の場合と同様にして、支持体11および積層体10を作製した。
・シロキサン系材料:コルコート(株)製 コルコートN-103X
以下に、評価1〜3の評価結果を示す。
(評価1 支持体の表面自由エネルギー)
<測定結果>
水接触角:33.2度
ジヨードメタン接触角:40.5度
エチレングリコール接触角:4.2度
表面自由エネルギー:63.2mJ/m
(評価2 支持体の平滑性)
<測定結果>
表面粗さ:2.1nm以下
すなわち、表面11aは、十分に平滑であった。
(評価3 透明導電層のシート抵抗)
<測定結果>
シート抵抗:125Ω/□
〔サンプル5〕
支持体11の最表層15aを、以下のシロキサン系材料を含む塗工液で形成したこと以外は、サンプル1の場合と同様にして、支持体11および積層体10を作製した。
・シロキサン系材料:コルコート(株)製 コルコートPX
以下に、評価1〜3の評価結果を示す。
(評価1 支持体の表面自由エネルギー)
<測定結果>
水接触角:35.5度
ジヨードメタン接触角:39.3度
エチレングリコール接触角:6.3度
表面自由エネルギー:62.0mJ/m
(評価2 支持体の平滑性)
<測定結果>
表面粗さ:2.1nm以下
すなわち、表面11aは、十分に平滑であった。
(評価3 透明導電層のシート抵抗)
<測定結果>
シート抵抗:128Ω/□
〔サンプル6〕
支持体11の最表層15aを、以下のシロキサン系材料を含む塗工液で形成したこと以外は、サンプル1の場合と同様にして、支持体11および積層体10を作製した。
・シロキサン系材料:コルコート(株)製 コルコートSS-C1
以下に、評価1〜3の評価結果を示す。
(評価1 支持体の表面自由エネルギー)
<測定結果>
水接触角:27.5度
ジヨードメタン接触角:38.4度
エチレングリコール接触角:3.8度
表面自由エネルギー:66.0mJ/m
(評価2 支持体の平滑性)
<測定結果>
表面粗さ:2.1nm以下
すなわち、表面11aは、十分に平滑であった。
(評価3 透明導電層のシート抵抗)
<測定結果>
シート抵抗:129Ω/□
図11は、サンプル1〜6の透明導電層16aが形成される側の表面11aにおける表面自由エネルギーと、各サンプル11上に形成された透明導電層16aのシート抵抗と、の関係を示す図である。図11から分かるように、支持体11の表面11aにおける表面自由エネルギーが60mJ/m以上の場合、当該表面11aに形成される透明導電層16aのシート抵抗がタッチパネルセンサとしての実用上十分に低くなる、すなわち140Ω/□以下になることが分かる。より具体的には、支持体11の表面11aにおける表面自由エネルギーが62mJ/m以上の場合、当該表面11aに形成される透明導電層16aのシート抵抗が130Ω/□以下になることが分かる。
なお、支持体の表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上の場合に当該表面に形成される透明導電層のシート抵抗が140Ω/□以下になる理由としては特に限定されないが、例えば、次のようなものが考えられる。すなわち、当該表面における表面自由エネルギーは当該表面に存在するOH基の密度に依存し、表面自由エネルギーが高いほどOH基の密度も高くなる。そして、OH基の密度が十分高ければ、当該表面に結合するITOの密度が十分に高くなり、当該表面上においてITOの結晶化がなされ易くなる、というものである。
10 積層体
11 支持体
12 基材
13 ハードコート層
14 インデックスマッチング層
15 ITO結晶化促進層
16 透明導電層
60 タッチパネルセンサ
62 透明導電パターン
64 取出パターン
65 端子部

Claims (11)

  1. タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を製造するために一方の側にITOからなる透明導電層が形成される支持体であって、
    当該支持体は、
    前記一方の側の最表層として有機材を含むITO結晶化促進層
    を備え、
    前記ITO結晶化促進層の、前記透明導電層が形成される側の表面における表面自由エネルギーが、60mJ/m以上である、支持体。
  2. 当該支持体の前記一方の側の表面におけるエチレングリコール接触角が、10度以下である、請求項1に記載の支持体。
  3. 当該支持体の前記一方の側の表面は、原子間力顕微鏡を用いて測定した当該支持体の前記一方の側の表面の表面粗さが、2.1nm以下である、請求項1または2に記載の支持体。
  4. 前記有機材は、ポリシロキサンを含んでいる、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の支持体。
  5. タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を製造するために一方の側にITOからなる透明導電層が形成される支持体の製造方法であって、
    基材を用意する工程と、
    前記基材の一方の側に、前記支持体の前記一方の側の最表層として有機材を含むITO結晶化促進層を形成する工程と、
    を備え、
    前記ITO結晶化促進層の、前記透明導電層が形成される側の表面における表面自由エネルギーは、60mJ/m以上である、支持体の製造方法。
  6. 前記有機材は、ポリシロキサンを含んでいる、請求項5に記載の支持体の製造方法。
  7. 前記ITO結晶化促進層は、前記基材の前記一方の側に、当該ITO結晶化促進層を形成するための塗工液を塗工することによって形成される、請求項5または6に記載の支持体の製造方法。
  8. タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体の製造方法であって、
    一方の側の最表層として有機材を含むITO結晶化促進層を有しており、当該一方の側の表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上である支持体を用意する工程と、
    前記支持体の前記一方の側の表面にITOからなる透明導電層を形成する工程と、
    を備えた、積層体の製造方法。
  9. 前記有機材は、ポリシロキサンを含んでいる、請求項8に記載の積層体の製造方法。
  10. 前記支持体を用意する工程は、
    前記支持体の前記一方の側の表面に、当該表面における表面自由エネルギーが60mJ/m以上となるようにプラズマ処理を施す工程
    を有している、請求項8または9に記載の積層体を製造する方法。
  11. 請求項8に記載の積層体の製造方法によって得られた積層体を加工することによって得られる、タッチパネルセンサ。
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