JP2016124106A - 透明導電性フィルム、透明導電性フィルム積層体及びタッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
光学調整層塗工後にフィルムにアニール工程を通すことで、MD方向とTD方向の基材熱収縮差調整および基材の収縮力を小さくすることで、カール量がより発生しやすくなるように透明導電性フィルムを設計できる。
図1は、本発明の透明導電性フィルムの一実施形態を模式的に示す断面図であり、図2は、本発明の透明導電性フィルムの他の実施形態を模式的に示す断面図であり、図3は、本発明の透明導電性フィルム積層体の一実施形態を模式的に示す断面図である。図1〜2に示す透明導電性フィルム10は、透明樹脂フィルム1の一方の面側に第1の硬化樹脂層2と、透明導電膜3とがこの順に形成され、前記透明樹脂フィルム1の他方の面側に第2の硬化樹脂層4が形成されている。図2に示すように、前記第1の硬化樹脂層2と前記透明導電膜3との間に更に1層の光学調整層5を備えることができるが、2層以上の光学調整層5を備えることもできる。第1の硬化樹脂層2と第2の硬化樹脂層4とは、アンチブロッキング層やハードコート層として機能するものを含む。また、図3に示すように、透明導電性フィルム積層体は、透明導電性フィルム10の透明導電膜3とは反対の面側に粘着剤層7を介してガラス基板6を積層する。
透明導電性フィルムは、透明樹脂フィルムの一方の面側に第1の硬化樹脂層と、透明導電膜とがこの順に形成され、前記透明樹脂フィルムの他方の面側に第2の硬化樹脂層が形成されている。第1の硬化樹脂層と透明導電膜との間に、1層以上の光学調整層をさらに含むことができる。透明導電性フィルムにおいて、130℃で90分間加熱した際のMD方向及びTD方向の熱収縮率は、0.2%未満であることが好ましく、0.2%以下であることがより好ましく、0.15%以下であることが更に好ましく、0.1%以下であることが特に好ましい。下限値は特に制限されないが、0.01%以上であることが好ましい。これにより、加工性、透明性等に優れた透明導電性フィルムとなり、乾燥等の加熱工程後におけるカールの発生量や向きが制御できるため、透明導電性フィルム積層体の加工搬送が容易となる。
透明樹脂フィルムは、非晶性樹脂により形成されており、高透明性及び低吸水性の特性を有する。非晶性樹脂の採用により透明導電性フィルムの光学特性の制御が可能となる。非晶性樹脂としては、特に限定されるものではないが、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましく、ポリカーボネート、シクロオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートスチレン共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリルスチレン共重合体、ハイインパクトポリスチレン(HIPS)、アクリロニトルブタジエンスチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンエーテル等が挙げられる。高透明性、低吸水性、耐熱性等の観点から、シクロオレフィン系樹脂やポリカーボネート系樹脂などが好ましい。
硬化樹脂層は、透明樹脂フィルムの一方の面側に形成された第1の硬化樹脂層と、他方の面側に形成された第2の硬化樹脂層とを含む。非晶性樹脂で形成された透明樹脂フィルムは、透明導電膜の形成や透明導電膜のパターン化または電子機器への搭載などの各工程で傷が入りやすいので、上記のように、透明樹脂フィルムの両面に第1の硬化樹脂層と第2の硬化樹脂層とを形成する。
透明導電膜は、透明樹脂フィルム上に設けることができるが、透明樹脂フィルムの一方の面側に設けられた第1の硬化樹脂層上に設けられることが好ましい。透明導電膜の構成材料は、無機物を含む限り特に限定されず、インジウム、スズ、亜鉛、ガリウム、アンチモン、チタン、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、タングステンからなる群より選択される少なくとも1種の金属の金属酸化物が好適に用いられる。当該金属酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属原子を含んでいてもよい。例えば酸化スズを含有する酸化インジウム(ITO)、アンチモンを含有する酸化スズ(ATO)などが好ましく用いられる。
第1の硬化樹脂層と透明導電膜との間に、1層以上の光学調整層をさらに含むことができる。光学調整層は、透明導電性フィルムの透過率の上昇や、透明導電膜がパターン化される場合には、パターンが残るパターン部とパターンが残らない開口部の間で透過率差や反射率差を低減でき、視認性に優れた透明導電性フィルムを得るために用いられる。
金属配線は、金属層を透明導電膜上に形成した後、エッチングにより形成することも可能であるが、以下のように感光性金属ペーストを用いて形成するのが好ましい。即ち、金属配線は、透明導電膜がパターン化された後に、後述の感光性導電ペーストを前記透明樹脂フィルム上または前記透明導電膜上に塗布し、感光性金属ペースト層を形成し、フォトマスクを積層または近接させフォトマスクを介して感光性金属ペースト層に露光を行い、次いで現像を行い、パターン形成した後、乾燥工程を経て得られる。つまり、公知のフォトリソグラフィ法等により、金属配線のパターン形成が可能である。
透明導電性フィルム積層体は、前記透明導電性フィルムの透明導電膜とは他方の面側に粘着剤層を介してガラス基板を積層して形成する。透明導電性フィルム積層体は、透明導電性フィルム積層体を210mm×260mmにカットし、透明導電膜を上面にし130℃で90分間加熱した後の4隅部の平均カール値Aと中央部のカール値Bとの差(A−B)が、2.0mm以下であることが好ましく、2.0mm未満であることがより好ましく、1.8mm以下であることが更に好ましい。下限値は特に制限されないが、0.5mm以上であることが好ましい。このようにカール量を抑えると、透明導電性フィルム積層体を搬送する際に、エアーで吸引が可能であり、連続して加工搬送が可能となる。
ガラス基板は、透明導電性フィルムの透明導電膜とは他方の面側に粘着剤層を介して透明導電性フィルムを積層する。ガラス基板を形成する材料としては、特に限定されないが、透明性、表面平滑性、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましく、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラスなどが挙げられる。これらのガラスは、化学強化されていてもよく、表面にアルカリ溶出防止層が形成されていてもよい。また、他の層との接着力を上げるため、ガラス表面をシランカップリング剤で処理していてもよい。
粘着剤層としては、透明性を有するものであれば特に制限なく以下の粘着剤を使用できる。粘着剤としては、具体的には、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性、凝集性および接着性等の粘着特性を示し、耐候性や耐熱性等にも優れるという点からは、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
透明導電性フィルム積層体は、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式などのタッチパネルなどの電子機器の透明電極として好適に適用できる。また、本発明の透明導電性フィルム積層体は、ガラス基板上に積層しているため、そのままタッチパネルなどの電子機器の透明電極として好適に適用できる。
本発明の透明導電性フィルム積層体の製造方法は、透明樹脂フィルムに非晶質の透明導電膜が形成された透明導電性フィルムを準備する工程と、透明導電性フィルムの透明導電膜とは他方の面側に粘着剤層を介してガラス基板を積層する工程と、前記透明導電性フィルム積層体を加熱加工する工程と、を含む。透明導電性フィルム積層体を加熱加工する工程としては、例えば、透明導電膜を結晶化する工程や、感光性金属ペースト層により形成した金属配線を乾燥する工程等が挙げられる。透明導電性フィルム積層体としてから、このような加熱加工する工程を経ることが好ましい。これにより、透明導電性フィルムは透明導電膜を下にした場合予め大きく凹方向にカールするように設計されているため、透明導電性フィルム積層体においてカールの発生を抑制できる。
(球状粒子入り硬化性樹脂組成物の調製)
紫外線硬化性樹脂組成物(DIC社製 商品名「UNIDIC(登録商標)RS29−120」)を100重量部と、最頻粒子径が1.9μmであるアクリル系球状粒子(綜研化学社製 商品名「MX−180TA」)を0.3重量部とを含む、球状粒子入り硬化性樹脂組成物を準備した。
準備した球状粒子入り硬化性樹脂組成物を厚みが35μmでガラス転移温度が165℃のポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)の一方の面に塗布し、塗布層を形成した。次いで、塗布層が形成された側から塗布層に紫外線を照射して、厚みが1.0μmとなる様に第2の硬化樹脂層を形成した。ポリシクロオレフィンフィルムの他方の面に、上記とは球状粒子を添加しないこと以外は同様の方法で、厚みが1.0μmとなる様に第1の硬化樹脂層を形成した。
両面に硬化樹脂層が形成されたポリシクロオレフィンフィルムの第1の硬化樹脂層面側に光学調整層として屈折率1.62のジルコニア粒子含有紫外線硬化型組成物(JSR社製 商品名「オプスタ―Z7412」を塗布し、塗布層を形成した。次いで、塗布層が形成された側から塗布層に紫外線を照射して、厚みが100nmとなるように光学調整層を形成した。
次に、光学調整層が形成されたポリシクロオレフィンフィルムを、巻き取り式スパッタ装置に投入し、光学調整層の表面に、厚みが27nmの非晶質のインジウム・スズ酸化物層(組成:SnO2 10wt%)を形成して、透明導電膜を形成した。このようにして透明導電性フィルムを作製した。
通常の溶液重合により、ブチルアクリレート/アクリル酸=100/6(重量比)にて重量平均分子量60万のアクリル系ポリマーを得た。このアクリル系ポリマー100重量部に対し、エポキシ系架橋剤(三菱瓦斯化学製 商品名「テトラッドC(登録商標)」)6重量部を加えてアクリル系粘着剤を準備した。厚みが0.4mmで、210mm×260mmにカットされた薄いソーダガラス上に、前記のようにして得たアクリル系粘着剤を塗布(乾燥後の厚み:20μm)した後、透明導電膜が上になるように透明導電性フィルムを貼り合せて透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、透明樹脂フィルムとして厚みが50μmのポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を使用したこと、第2の硬化樹脂層に含まれる球状粒子の最頻粒子径が0.8μmのものを使用したこと、及び第2の硬化樹脂層の厚みを0.5μmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、光学調整層を形成後にロールtoロール製法により150℃で3分間アニール処理を施した後に、透明導電膜を形成したこと以外は実施例1と同様にして透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体を形成した。
実施例1において、透明樹脂フィルムとして厚みが50μmのポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例3において、透明樹脂フィルムとして厚みが50μmのポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を使用したこと以外は、実施例3と同様の方法で透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、透明樹脂フィルムとして厚みが50μmのポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を使用したこと、及び第2の硬化樹脂層の厚みを3.0μmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、透明樹脂フィルムとして厚みが75μmのポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、透明樹脂フィルムとして厚みが50μmでガラス転移温度が70℃のポリエステル樹脂(PET)(三菱樹脂製 商品名「ダイヤホイル(登録商標)」)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体を作製した。
(1)厚みの測定
厚みは、1μm以上の厚みを有するものに関しては、マイクロゲージ式厚み計(ミツトヨ社製)にて測定を行った。また、1μm未満の厚みや光学調整層の厚み(100nm)は、瞬間マルチ測光システム(大塚電子社製 MCPD2000)で測定した。ITO膜等の厚みのようにナノサイズの厚みは、FB−2000A(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)にて断面観察用サンプルを作製し、断面TEM観察はHF−2000(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて膜厚を測定した。評価した結果を表1に示す。
実施例及び比較例で得られた透明導電性フィルムを50cm×50cmサイズにカットした。ITO面が下になる状態で130℃、90分間の加熱した後、室温(23℃)にて1時間放冷した。その後、ITO面が下になる状態で水平な面上にサンプルを置き、4隅部の水平面からの高さをそれぞれ測定し、その平均値(カール値A)を算出した。また、中央部の水平面からの高さ(カール値B)を測定した。カール値Aからカール値Bを引いた値(A−B)をカール量として算出した。評価した結果を表1に示す。
実施例及び比較例で得られた透明導電性フィルム積層体を210mm×260mm×0.4mmサイズにカットした。ITO面が上になる状態で130℃、90分間の加熱した後、室温(23℃)にて1時間放冷した。その後、ITO面が上になる状態で水平な面上にサンプルを置き、4隅部の水平面からの高さをそれぞれ測定し、その平均値(カール値A)を算出した。また、中央部の水平面からの高さ(カール値B)を測定した。カール値Aからカール値Bを引いた値(A−B)をカール量として算出した。評価した結果を表1に示す。
透明導電性フィルムの長手方向(MD方向)および幅方向(TD方向)の熱収縮率を以下のように算出した。具体的には、透明導電性フィルムを、幅100mm、長さ100mmに切り取り(試験片)、4隅部にクロスでキズを付けクロスキズの中央部4点のMD方向とTD方向の加熱前の長さ(mm)をCNC三次元測定機(株式会社ミツトヨ社製 LEGEX774)により測定した。その後、オーブンに投入し、加熱処理(130℃、90分間)を行った。室温で1時間放冷後に再度、4隅部4点のMD方向とTD方向の加熱後の長さ(mm)をCNC三次元測定機により測定し、その測定値を下記式に代入することにより、MD方向とTD方向のそれぞれの熱収縮率を求めた。評価した結果を表1に示す。
熱収縮率(%)=[[加熱前の長さ(mm)−加熱後の長さ(mm)]/加熱前の長さ(mm)]×100
ガラス転移温度(Tg)は、JIS K7121の規定に準拠して求めた。
実施例1〜5の透明導電性フィルムでは、カール発生の向きは透明導電膜を下にした場合凹方向であり、カール発生量が7〜28mmと大きくカールが発生したため、透明導電性フィルム積層体では、カール発生の向きは透明導電膜を上にした場合凹方向であり、カール発生量が1.1〜2.0mmとカール発生を抑制できた。また、比較例1〜2の透明導電性フィルムでは、カール発生の向きは透明導電膜を下にした場合凹方向であり、カール発生量が2〜4mmと小さかったため、透明導電性フィルム積層体では、透明導電膜を上にした場合凹方向でありカール発生量が2.5〜4.3mmと大きくカールした。以上より、透明導電性フィルムのカール量と透明導電性フィルム積層体後の反りには相関がみられ、透明導電性フィルムで5mm以上カール量が発生していると、透明導電性フィルム積層体でのカール量を低減できることがわかった。なお、比較例3はカール値としては問題ない値であるが、基材にPETフィルムを用いており、高い位相差があるために偏光板のもとでの基材として使えない。
2 第1の硬化樹脂層
3 透明導電膜
4 第2の硬化樹脂層
5 光学調整層
6 ガラス基板
7 粘着剤層
10 透明導電性フィルム
Claims (10)
- 透明樹脂フィルムの一方の面側に第1の硬化樹脂層と、透明導電膜とがこの順に形成され、前記透明樹脂フィルムの他方の面側に第2の硬化樹脂層が形成された透明導電性フィルムであって、
前記透明樹脂フィルムは、非晶性樹脂からなり、
前記透明導電性フィルムを50cm×50cmにカットし、透明導電膜を下面にし130℃で90分間加熱した後の4隅部の平均カール値Aと中央部のカール値Bとの差(A−B)が、5mm以上である透明導電性フィルム。 - 前記第1の硬化樹脂層の厚みと前記第2の硬化樹脂層の厚みとは、いずれも2μm以下であり、前記第2の硬化樹脂層の厚みは前記第1の硬化樹脂層の厚みと同じかそれより薄い請求項1に記載の透明導電性フィルム。
- 前記第1の硬化樹脂層と前記透明導電膜との間に更に1層以上の光学調整層を備える請求項1又は2に記載の透明導電性フィルム。
- 前記第2の硬化樹脂層は、樹脂と粒子とを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明樹脂フィルムにおいて、非晶性樹脂がシクロオレフィン系樹脂であり、厚みが20〜75μmであり、ガラス転移温度が130℃以上であり、前記透明導電性フィルムにおいて、130℃で90分間の加熱した後の熱収縮率がMDおよびTD方向で0.2%未満である請求項1〜4のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 前記光学調整層は、バインダー樹脂と微粒子とを含み、屈折率が1.6〜1.8であり、厚みが40〜150nmである請求項1〜5のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明導電膜は、インジウム・スズ複合酸化物からなり、厚みが10〜35nmである請求項1〜6のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の透明導電性フィルムの透明導電膜とは反対の面側に粘着剤層を介してガラス基板を積層した透明導電性フィルム積層体。
- 請求項8に記載の透明導電性フィルム積層体を210mm×260mmにカットし、透明導電膜を上面にし130℃で90分間加熱した後の4隅部の平均カール値Aと中央部のカール値Bとの差(A−B)が、2.0mm以下である透明導電性フィルム積層体。
- 請求項8又は9に記載の透明導電性フィルム積層体を用いて得られるタッチパネル。
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