JP2016052718A - 透明電極用フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルの製造工程の簡略化、低コスト化に有用な透明電極用フィルムを提供する。【解決手段】透明電極層が片面に形成されるフィルムにおいて、透明電極層が形成される側から、インデックスマッチング層３と、透明樹脂基材５と、光学用透明粘着層７と、セパレーター９とがこの順に積層し、透明樹脂基材５と光学用透明粘着層７とが隣接または易接着層を介して接している透明電極用フィルム１。【選択図】図１

Description

本発明は、透明電極層が片面に形成される透明電極用フィルムに関する。

タッチパネルは、一般に、液晶ディスプレイ等の表示装置の上にタッチパネルセンサを配置した構成を有する。タッチパネルセンサには、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等があり、静電容量方式にはさらに表面型と投影型がある。投影型静電容量方式は、指が触れた位置を精密に判別できる、多点検出が可能である等の点から、スマートフォン等のタブレット型の携帯端末に多く採用されている。

投影型静電容量方式のタッチパネルセンサは、ダイヤ状、細線状等のパターンで形成された透明電極層を複数、絶縁性の透明基材を介して重ね合わせた構造を有している。たとえば、透明基材の片面にスパッタ等によって透明導電膜を形成し、該透明導電膜をパターニングして透明電極層を形成した透明電極層付き透明基材を複数貼り合わせることでタッチパネルが形成されている。透明電極層の材質としては、透明性と導電性に優れることから、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）が用いられることが多い。

透明基材としては、従来、ガラス板が用いられ、近年は透明樹脂基材も用いられている。透明樹脂基材としては、ポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」ともいう。）フィルムが多く用いられている。透明樹脂基材は、ガラス板に比べて表面硬度が低い。そのため、透明樹脂基材の表面には通常、作業時に表面が傷付くことを防止する目的で、ハードコート（以下「ＨＣ」ともいう。）層が設けられている。ＨＣ層にアンチブロッキング機能を持たせてアンチブロッキングハードコート（以下「ＡＢＨＣ」ともいう。）層とする場合もある。

透明電極層付き透明基材の透明電極層側の表面には、透明電極層が存在する領域と透明電極層が存在しない領域とがある。透明基材が透明樹脂基材である場合、それらの領域の間での光学特性（光の反射率、透過率等）の違いから、透明電極層のパターン形状が見えてしまう、いわゆる骨見えの問題が生じやすい。
そこで、それらの領域の間での光学特性の差を小さくして骨見えを改善するために、透明樹脂基材と透明電極層との間にインデックスマッチング（以下「ＩＭ」ともいう。）層（光学調整層）を設けることが提案されている（たとえば特許文献１）。
また、透明樹脂基材の片面または両面にＩＭ層を設けたＩＭフィルムが市販されている。透明樹脂基材の片面にＩＭ層を設けたＩＭフィルムにおいて、透明樹脂基材の少なくともＩＭ層側とは反対側の表面には、ＨＣ層が設けられている。該ＨＣ層はＡＢＨＣ層である場合が多い。

近年、携帯端末等の軽量化や薄型化に伴い、ＩＭフィルムについても薄型化が求められる。ＩＭフィルムの薄型化のために透明樹脂基材の厚さを薄くする（たとえば７５μｍ以下）と、剛性が低くなり、透明電極層の形成時に変形しやすい。たとえばスパッタやその後の焼結の際の熱によって収縮しやすい。透明樹脂基材が変形すると、形成される透明電極層の形状の精度が低下する。
そこで、透明樹脂基材に低熱収縮処理を施し、さらに、剛性のある保護フィルムをＩＭフィルムに貼り合わせ、その状態でＩＭ層上に透明電極層を形成することが行われている。
透明電極層を形成した後、保護フィルムは剥離され、剥離面に、セパレーター付きの光学用透明粘着（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ；以下「ＯＣＡ」ともいう。）層が積層されて、透明電極層とＩＭフィルムとＯＣＡ層とセパレーターとが積層した積層体とされる。その後、この積層体のセパレーターが剥離され、露出したＯＣＡ層面が表示装置や他の透明電極層付き透明基材に貼り合わされて、タッチパネルが組み立てられる。

特開平８−２４０８００号公報

前記のように、透明電極層とＩＭフィルムとＯＣＡ層とセパレーターとが積層した積層体は、製造に必要な工程数や部材が多く、コストがかかる。

本発明は、タッチパネルの製造工程の簡略化、低コスト化に有用な透明電極用フィルムを提供することを目的とする。

本発明の透明電極用フィルムは、透明電極層が片面に形成されるフィルムにおいて、
前記透明電極層が形成される側から、ＩＭ層と、透明樹脂基材と、ＯＣＡ層と、セパレーターとがこの順に積層し、
前記透明樹脂基材と前記ＯＣＡ層とが隣接または易接着層を介して接していることを特徴とする。

本発明によれば、タッチパネルの製造工程の簡略化、低コスト化に有用な透明電極用フィルムを提供できる。

本発明の透明電極用フィルムの一実施形態を模式的に示す断面図である。

図１は、本発明の透明電極用フィルムの一実施形態を模式的に示す断面図である。
本実施形態の透明電極用フィルム１は、透明電極層が片面に形成されるものである。つまり、透明電極用フィルム１は、透明電極用フィルム１と透明電極層とが積層した積層体を製造する用途に用いられる。

透明電極用フィルム１においては、透明電極層が形成される側から、ＩＭ層３と、透明樹脂基材５と、ＯＣＡ層７と、セパレーター９とがこの順に積層している。
透明樹脂基材５とＯＣＡ層７とは隣接している。
ＩＭ層３は、透明電極層が形成される側の最表層に配置されている。すなわち、ＩＭ層３が、透明電極層が形成される面（以下、「透明電極層形成面」ともいう。）１ａを構成している。

（ＩＭ層）
透明電極用フィルム１の透明電極層形成面１ａ上にダイヤ状、細線状等のパターンで透明電極層を形成したときに、得られる積層体の透明電極層側の表面には、透明電極層の存在する領域と透明電極層の存在しない領域とがある。透明電極層の存在しない領域に透明樹脂基材５が露出していると、光学特性（光の反射率、透過率等）の差が大きいため、骨見えの問題が生じやすい。
ＩＭ層３は、透明電極層の存在する領域の光学特性と、透明電極層の存在しない領域の光学特性との差を小さくする機能を持つ層である。ＩＭ層３が存在することで、骨見えが抑制される。

ＩＭ層３の構成は特に限定されず、公知のＩＭ層の構成を採用できる。たとえば、低屈折率層から構成されるもの、高屈折率層から構成されるもの、低屈折率層と高屈折率層との組み合わせから構成されるもの等が挙げられる。前記の組み合わせにおいて、高屈折率層および低屈折率層はそれぞれ複数存在してもよい。
低屈折率層と高屈折率層とを組み合わせた構成としては、透明樹脂基材５側から、高屈折率層と低屈折率層とがこの順に積層した構成が好ましい。

低屈折率層とは、屈折率が、透明電極層形成面１ａ上に形成される透明電極層の屈折率よりも低い層である。たとえば透明電極層がＩＴＯである場合、低屈折率層の屈折率は、１．４０〜１．５５が好ましく、１．４５〜１．５０がより好ましい。
本発明において「屈折率」は、硬化後塗膜のアッベ屈折率計により測定される値である。
低屈折率層の材質としては、フッ素化合物やシリコーンなどの低屈折率材料を含有または配位したアクリレート樹脂、二酸化珪素微粒子、中空シリカ等が挙げられる。

低屈折率層の形成方法としては、湿式法、乾式法等があり、いずれの方法を用いてもよい。
湿式法としては、ロールコート法、スピンコート法、スプレーコート等が挙げられる。
乾式法としては、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。低コスト化に有利なことから、ロールコート法が特に好ましい。

高屈折率層とは、屈折率が、前記低屈折率層よりも高い層である。たとえば低屈折率層の屈折率が１．５０の場合、高屈折率層の屈折率は、１．６２〜１．６６が好ましく、１．６４〜１．６５がより好ましい。
高屈折率層の材質としては、ジルコニア、チタニアなどの金属酸化物膜や、金属酸化物微粒子を分散させた樹脂等が挙げられる。

高屈折率層の形成方法としては、低屈折率層の場合と同様に、湿式法、乾式法等があり、いずれの方法を用いてもよい。低コスト化に有利なことから、ジルコニア粒子を分散させた樹脂をロールコート法でコーティングする方法が特に好ましい。

ＩＭ層３は、ハードコート性を有してもよい。
「ハードコート性を有する」とは、鉛筆硬度試験（ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４）でＨ以上の硬度を示すことを意味する。
ハードコート性を有するＩＭ層は、たとえば、ジルコニア微粒子を分散させたアクリレート樹脂を硬化させることにより形成できる。

（透明樹脂基材）
透明樹脂基材５を構成する透明樹脂としては、特に制限はなく、たとえばＰＥＴ、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、含ノルボルネン樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテルスルホン、セロファン、芳香族ポリアミド等が挙げられる。これらの中でも、ＰＥＴが好ましい。

透明樹脂基材５の全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５：２０１０年）は、９０％以上が好ましく、９１％以上がより好ましい。
透明樹脂基材５の屈折率は、１．５９〜１．６５が好ましく、１．６３〜１．６４がより好ましい。

透明樹脂基材５の厚さは、軽量化の観点からは薄い方が好ましい。また、透明樹脂基材５の厚さが厚い場合は、充分な剛性があるため、ＯＣＡ層７とセパレーター９が無い状態でも、透明電極層の形成時に変形しにくい。したがって、本発明の有用性の点では、透明樹脂基材５の厚さは、７５μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、２５μｍ以下がさらに好ましい。
透明樹脂基材５の厚さの下限は、特に限定されないが、生産性、取り扱い性等を考慮すると、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。

透明樹脂基材５の表面に、易接着処理、コロナ処理、プラズマ処理等の処理が施されていてもよい。

（ＯＣＡ層）
ＯＣＡ層７は、透明な粘着層である。
ＯＣＡ層７の全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）は、８５％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。

ＯＣＡ層７には、透明性のほかに、酸フリー、耐熱性等が要求される。
たとえば、複数の透明電極用フィルム１それぞれに透明電極層を形成した後、それらを貼り合わせる際に、ＯＣＡ層７と透明電極層とが接触する。ＯＣＡ層７が酸成分を含むと、該酸成分が透明電極層に移行し、ＩＴＯ等が腐食して性能が低下するおそれがあるため、ＯＣＡ層７には酸成分を含まないことが求められる。
また、スマートフォン等においては、作動時に装置内が高温高湿環境になる。そのため、８０℃程度の温度に曝されたときに変色、発泡等の外観異常が生じない耐熱性が求められる。
さらに、本発明においては、ＯＣＡ層７を積層した状態で、透明電極用フィルム１の透明電極層形成面１ａに透明電極層が形成されるため、ＯＣＡ層７には、透明電極層を形成する際の熱に対する耐熱性も必要である。たとえばＩＴＯをスパッタで成膜する場合、スパッタ時に１００〜１５０℃程度の熱がかかるほか、成膜後に、屈折率を高めるために焼結が行われることから、１５０℃程度の温度に１時間程度曝されたときに変色、発泡等の外観異常が生じない耐熱性が求められる。

ＯＣＡ層７は、前記の特性を満たすように設計された粘着剤組成物から形成される。
粘着剤組成物は、一般に、ベース樹脂を含み、必要に応じて任意成分を含む。ベース樹脂の種類、任意成分の種類や含有量によって、ＯＣＡ層７の特性を調整できる。
ベース樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
任意成分としては、公知の添加剤を用いることができ、たとえばエポキシ系添加剤やイソシアネート添加剤等が挙げられる。
市販のＯＣＡ層は、透明電極層を形成する際の熱に対する耐熱性は考慮されていないが、市販のＯＣＡ層として前記の特性を満たすものがあれば、これをＯＣＡ層７に用いてもよい。

ＯＣＡ層７の厚みは、１０〜２００μｍが好ましく、２５〜１００μｍがより好ましい。ＯＣＡ層７の厚みが前記範囲の下限値以上であれば、粘着力、耐久性能がより優れ、上限値以下であれば、透明性、平滑性等がより優れる。

（セパレーター）
セパレーター９としては、特に限定されず、ＯＣＡ層に積層されるセパレーターとして公知のものを使用できる。たとえば、樹脂フィルムの片面（ＯＣＡ層７側）または両面に離型層を設けたものが挙げられる。
樹脂フィルムを構成する樹脂としては、たとえばＰＥＴ、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。これらの中でも、ＰＥＴが好ましい。
離型層としては、たとえばシリコーン樹脂と液状媒体とを含むコーティング剤を塗布し、硬化させたものが挙げられる。

セパレーター９の厚みは、１０〜２００μｍが好ましく、２５〜１２５μｍがより好ましい。セパレーター９の厚みが前記範囲の下限値以上であれば、透明電極層形成時の透明電極用フィルム１の変形を充分に抑制され、上限値以下であれば、コスト等が抑制される。

（透明電極用フィルムの製造方法）
透明電極用フィルム１の製造方法としては、たとえば、下記製造方法が挙げられる。
（１）透明樹脂フィルム（透明樹脂基材）の表面に、粘着剤組成物を塗布し、乾燥してＯＣＡ層７を形成し、次いで、ＯＣＡ層７にセパレーター９を貼り合わせて、透明樹脂フィルムとＯＣＡ層７とセパレーター９とがこの順に積層した第一の積層体を得る工程と、
（２）前記第一の積層体の透明樹脂フィルム側の表面に、ＩＭ層３を形成して、透明電極用フィルム１を得る工程と、を含む製造方法。
工程（１）において、セパレーター９の方に粘着剤組成物を塗布し、形成されたＯＣＡ層７に透明樹脂フィルムを貼り合わせてもよい。

工程（１）において、粘着剤組成物の塗布方法は特に限定されず、湿式コーティング法、印刷法等の公知の方法を用いることができる。湿式コーティング法としては、たとえば、エアドクターコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、ダムコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等が挙げられる。印刷法としては、グラビア印刷等の凹版印刷法、スクリーン印刷等の孔版印刷法等の印刷等が挙げられる。

工程（２）において、ＩＭ層３の形成は、前述のような公知の方法により行うことができる。
ＩＭ層３を形成する際に、透明樹脂フィルムの低熱収縮化を実施してもよい。低熱収縮化は、たとえば、加熱延伸により行うことができる。

（用途）
透明電極用フィルム１は、前述の通り、透明電極用フィルム１と透明電極層とが積層した積層体を製造する用途に用いられる。
かかる積層体は、投影型静電容量方式のタッチパネルセンサ用として有用である。

透明電極層の材質は、特に限定されず、公知のものであってよい。たとえば、ＩＴＯ、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物、銀および銀合金、銅および銅合金、金等が挙げられる。
透明電極層は、単層でも多層構造でもよい。

前記積層体は、たとえば、透明電極用フィルム１の透明電極層形成面１ａに透明導電膜を成膜し、該透明導電膜をパターニングして透明電極層を形成することにより製造できる。
透明導電膜の成膜方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。たとえば、真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、イオンプレーティング法、スプレー法等が挙げられる。
スパッタリング法の場合、酸化物ターゲットを用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、等を導入したり、オゾン添加、プラズマ照射、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。
成膜後、透明導電膜の屈折率を高めるために、１３５〜１７０℃で１〜２時間程度の焼結処理を行うことが好ましい。
透明導電膜のパターニング方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。たとえば、透明導電膜上に、公知のフォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして透明導電膜をエッチングする方法が挙げられる。

（作用効果）
透明電極用フィルム１は、上記構成を有するため、タッチパネルの製造工程の簡略化、低コスト化に有用である。
すなわち、従来、ＩＭフィルムを製造する際には、透明樹脂基材の片面または両面上にＨＣ層（ＡＢＨＣ層）を形成し、さらにＩＭ層を形成する工程が行われる。また、ＩＭフィルムから、透明電極層とＩＭフィルムとＯＣＡ層とセパレーターとが積層した積層体を製造する際には、ＩＭフィルムに保護フィルムを貼り合わせる工程、ＩＭフィルム上に透明導電膜を形成する工程、透明導電膜をパターニングする工程、保護フィルムを剥離し、セパレーター付きＯＣＡ層を貼り合わる工程などが行われる。
本発明においては、透明樹脂基材５にＯＣＡ層７およびセパレーター９が積層しており、これらによって、作業時等における透明樹脂基材５の傷付きを防止できる。そのため、従来のようにＨＣ層（ＡＢＨＣ層）を設ける必要がない。
また、ＯＣＡ層７およびセパレーター９が積層しているため、透明樹脂基材５の厚さが薄くても透明電極用フィルム１全体としては充分な剛性を有しており、透明電極用フィルム１の透明電極層形成面１ａ上に透明電極層を形成する際の透明樹脂基材５の変形を防止できる。そのため、従来のように保護フィルムを積層する必要がない。また、ＯＣＡ層７は、透明電極用フィルム１の透明電極層形成面１ａ上に透明電極層を形成した後に剥離されず、そのままタッチパネルに使用できる。
したがって、従来に比べて、工程数および使用する部材を削減できる。

以上、本発明の透明電極用フィルムについて、一実施形態を示して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。

本発明の透明電極用フィルムは、ＩＭ層、透明樹脂基材、ＯＣＡ層およびセパレーター以外の他の層をさらに有してもよい。
たとえば、前記実施形態では、ＩＭ層３と透明樹脂基材５とが隣接しているが、ＩＭ層３と透明樹脂基材５との間に他の層を有してもよい。他の層としては、易接着層、ＨＣ層（ＡＢＨＣ層であってもよい。）、偏光層、光拡散層、低反射層、防汚層、帯電防止層、紫外線・近赤外線（ＮＩＲ）吸収層、電磁波シールド層等が挙げられる。
前記実施形態では、透明樹脂基材５とＯＣＡ層７とが隣接しているが、透明樹脂基材５とＯＣＡ層７との間に易接着層を有してもよい。ただし、透明樹脂基材５とＯＣＡ層７との間には易接着層以外の他の層を含まない。

易接着層を構成する成分としては、特に限定されないが、たとえば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、接着性の点から、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂から選ばれる少なくとも１種が好ましい。ポリエステル樹脂とアクリル樹脂、ポリエステル樹脂とウレタン樹脂、アクリル樹脂とウレタン樹脂を組み合わせて用いてもよい。
透明樹脂基材がＰＥＴフィルムである場合、易接着層を構成する成分としては、ポリエステル樹脂が特に好ましい。ポリエステル樹脂の屈折率は、ＰＥＴフィルムの屈折率（１．６５程度）に近い値であり、ポリエステル樹脂を用いることで、易接着層とＰＥＴフィルムとの屈折率差を小さくすることができ、干渉ムラを抑制することができる。
易接着層の厚みは、干渉ムラの抑制効果を引き出すため、好ましくは２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。

１ 透明電極用フィルム
１ａ 透明電極層形成面
３ ＩＭ層（インデックスマッチング層）
５ 透明樹脂基材
７ ＯＣＡ層（光学用透明粘着層）
９ セパレーター

Claims (2)

1. 透明電極層が片面に形成されるフィルムにおいて、
   前記透明電極層が形成される側から、インデックスマッチング層と、透明樹脂基材と、光学用透明粘着層と、セパレーターとがこの順に積層し、
   前記透明樹脂基材と前記光学用透明粘着層とが隣接または易接着層を介して接していることを特徴とする透明電極用フィルム。
2. 前記透明樹脂基材の厚みが７５μｍ以下である、請求項１に記載の透明電極用フィルム。

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