JP2017074792A - 透明導電性フィルム及びタッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
ハードコート層、
屈折率が1.60以上1.70以下で、厚さが25nm以上35nm以下の高屈折率層、
屈折率が1.40以上1.50以下で、厚さが40mn以上50nm以下の低屈折率層、
透明導電層
をこの順で備える。
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら以下に説明する。なお、図面に示した形態は実寸比ではなく、また、説明の便宜上、部分的に拡大又は縮小して示している箇所がある。図1〜図2は、それぞれ、本発明の透明導電性フィルムの実施形態を模式的に表す断面図である。図1〜図2の透明導電性フィルム10において、透明フィルム基材1の片面に、ハードコート層2、高屈折率層3、低屈折率層4、及び透明導電層5が順次形成されている。図2は、透明導電層5がパターン化された透明導電性フィルム10を示しており、透明導電層5がパターンを形成するパターン形成部Pと、透明導電層5が除去されたパターン開口部Oを有する。
透明フィルム基材1としては、特に制限されないが、透明性を有する各種のプラスチックフィルムが用いられる。例えば、その材料として、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂である。
ハードコート層2は、透明フィルム基材1上に形成されている。ハードコート層2の形成材料としては、ハードコート層形成後の皮膜として十分な強度を持ち、透明性のあるものを特に制限なく使用できる。用いる樹脂としては熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、二液混合型樹脂などがあげられるが、これらのなかでも紫外線照射による硬化処理にて、簡単な加工操作にて効率よくハードコート層を形成することができる紫外線硬化型樹脂が好適である。
高屈折率層3は、反射特性の制御を目的として、ハードコート層2上に設けられるものである。高屈折率層3の材料としては、NaF(1.3)、Na3AlF6(1.35)、LiF(1.36)、MgF2(1.38)、CaF2(1.4)、BaF2(1.3)、BaF2(1.3)、SiO2(1.46)、LaF3(1.55)、CeF(1.63)、Al2O3(1.63)などの無機物(括弧内の数値は屈折率を示す)や、屈折率が1.4〜1.6程度のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマー、有機シラン縮合物などの有機物、あるいは上記無機物と上記有機物の混合物が挙げられる。
低屈折率層4は、反射特性の制御や、透明導電層5との密着性を目的として、高屈折率層3上に設けられるものである。低屈折率層4の材料としては高屈折率層3の形成材料として示した有機物や、無機物、あるいは有機物と無機物の混合物を好適に用いることができる。有機物としてはアクリル樹脂を含む紫外線硬化型樹脂が好ましく、無機物としては、SiO2、MgF2、Al2O3などが好ましく、中でも、SiO2が好ましい。低屈折率層4を無機物により形成することで、エッチングによりパターン化が可能である。
透明導電層5は、低屈折率層4上に設けられる。透明導電層5の形成材料は特に限定されず、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。
ΔE={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}0.5
透明導電性フィルム10は、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式などのタッチパネルに好適に適用できる。特に、透明導電層がパターン化された場合であっても、パターン形成部とパターン開口部の視認性の差、特に反射率の差が小さく抑えられることから、投影型静電容量方式のタッチパネルや、多点入力が可能な抵抗膜方式のタッチパネルのように、所定形状にパターン化された透明導電層を備えるタッチパネルに好適に用いられる。
ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層の各層形成用塗布液を準備し、これらの硬化物についての屈折率をJIS K7105に準拠して測定し、各層の屈折率とした。具体的には、未処理のポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PETフィルムという。)上にバーコーターを用いて形成用塗布液(後述)を塗布し、80℃で60分間乾燥させた。次いで、高圧水銀灯を用いて0.6J/cm2の紫外線を照射し、塗膜を硬化させた。この操作を2回繰り返して2層の硬化膜が積層された硬化物を形成した後、PETフィルム上から硬化物を剥がした。得られた硬化物について、アッベ屈折率計を用い、測定光(ナトリウムD線)を入射させて25.0±1.0℃で4回測定し、測定値の平均を各層の屈折率nD25とした。
ハードコート層、高屈折率層、低屈折率層及びITO膜の厚さは、大塚電子(株)製の瞬間マルチ測光システム「MCPD2000」(商品名)を用い、干渉スペクトルの波形を基礎に算出した。
後述の手順により透明導電層(ITO膜)をパターン化及び結晶化した透明導電性フィルムについて、透明導電性フィルム(サンプル)のITO形成面を視認側とし、裏面側(PETフィルム側)に黒色のアクリル板を貼り合わせて遮光層を形成し、サンプルの裏面からの反射や裏面側からの光の入射が殆どない状態とした上で、目視にて評価を行った。パターンがほとんど視認されなかった場合を「○」、パターンが視認された場合を「×」として評価した。
後述の手順により透明導電層(ITO膜)をパターン化及び結晶化した透明導電性フィルムについて、日立ハイテク社製の分光光度計「U−4100」(商品名)の積分球測定モードを用いて、ITO膜への入射角を2度として、波長380〜780nmの領域におけるパターン形成部とパターン開口部の反射率を波長5nm間隔で測定した。次いで、パターン形成部とパターン開口部の平均反射率を算出し、これらの平均反射率の値からパターン形成部とパターン開口部との間の反射率差ΔR(Y値)を算出した。なお、前記測定は、透明導電性フィルム(サンプル)の裏面側(PETフィルム側)に黒色のアクリル板を貼り合わせて遮光層を形成し、サンプルの裏面からの反射や裏面側からの光の入射がほとんどない状態で測定を行った。
後述の手順により透明導電層(ITO膜)をパターン化及び結晶化した透明導電性フィルムについて、D65光源を用いて、パターン形成部及びパターン開口部のそれぞれの透過光のL*、a*及びb*を分光光度計(Dot−3:村上色彩技術研究所製)にて測定し、以下の式を用いてパターン形成部の反射光とパターン開口部の反射光の色差ΔEを算出した。また、この際に得られたb*値を透明導電性フィルムの色味の評価の指標として用いた。
ΔE={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}0.5
全光線透過率は、後述の手順で形成した透明導電層(ITO膜)をパターン化せずに結晶化した各測定サンプルについて、JISK−7105に準じて、ヘイズメーター(スガ試験機社製、品名「HGM−2DP」)を用いて測定した。
色相b*値は、後述の手順で形成した透明導電層(ITO膜)をパターン化せずに結晶化した各測定サンプルについて、D65光源を用い、透過光のb*を分光光度計(Dot−3:村上色彩技術研究所製)にて測定した。
(ハードコート層の形成)
厚さ50μmのPETフィルムからなる透明フィルム基材(屈折率1.65)の両面に、ハードコート層形成用塗布液として紫外線硬化型アクリル樹脂(大日本インキ化学工業社製、品名「GRANDIC PC−1070」、屈折率1.52)を乾燥後の厚さが2.0μmとなるように塗布し、80℃で3分間加熱することにより塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて、積算光量200mJ/cm2の紫外線を照射することで、ハードコート層(屈折率1.52)を形成した。
屈折率1.52の紫外線硬化型アクリル樹脂(大日本インキ化学工業社製、商品名「GRANDIC PC−1070」)に酸化ジルコニウムのナノ粒子(日産化学社製、品名「OZ−S30K−AC」、平均粒径10nm)を配合し、屈折率を1.65に調整した高屈折率層形成用塗布液を用意した。
屈折率1.52の紫外線硬化型アクリル樹脂(大日本インキ化学工業社製、商品名「GRANDIC PC−1070」)にナノシリカ粒子(日産化学社製、品名「PGM−ST」、平均粒径15nm)を配合し、屈折率を1.45に調整した低屈折率層形成用塗布液を調整した。
次に、形成した低屈折率層上に、アルゴンガス98%と酸素ガス2%とからなる0.4Paの雰囲気中で、酸化インジウム97重量%、酸化スズ3重量%の焼結体材料を用いた反応性スパッタリング法により、厚さ24nmのITO膜(屈折率2.00)を形成して、透明導電性フィルムを得た。
上記ITO膜上に、ストライプ状にパターン化されるようにセロハンテープを貼り合わせた後、これを50℃、10重量%の塩酸(塩化水素水溶液)に10分間浸漬して、ITO膜のエッチングを行った。得られたITO膜のパターン幅は6mmであり、パターンピッチは6mmであった。その後、セロハンテープを除去し、ITO膜のパターン化を行った。
ITO膜のエッチングを行った後、140℃で90分間の加熱処理を行って、ITO膜を結晶化した。
ハードコート層の厚さを1.5μmとし、高屈折率層形成用塗布液の屈折率を1.63に調整し、低屈折率層形成用塗布液の屈折率を1.47に調整し、低屈折率層の厚さを40nmとしたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
低屈折率層形成用塗布液の屈折率を1.43に調整したこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
高屈折率層形成用塗布液の屈折率を1.58に調整したこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
高屈折率層形成用塗布液の屈折率を1.75に調整したこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
高屈折率層の厚さを20nmとしたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
高屈折率層の厚さを40nmとしたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
低屈折率層形成用塗布液の屈折率を1.38に調整したこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
低屈折率層形成用塗布液の屈折率を1.52に調整したこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
低屈折率層の厚さを35nmとしたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
低屈折率層の厚さを55nmとしたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムの作製及び透明導電層のパターン化を行った。
2 ハードコート層
3 高屈折率層
4 低屈折率層
5 透明導電層
10 透明導電性フィルム
P パターン形成部
O パターン開口部
Claims (9)
- 透明フィルム基材の片面又は両面に、
ハードコート層、
屈折率が1.60以上1.70以下で、厚さが27nm以上35nm以下の高屈折率層、
屈折率が1.40以上1.50以下で、厚さが40mn以上50nm以下の低屈折率層、
透明導電層
をこの順で備える透明導電性フィルム。 - 前記透明導電層がパターン化されており、透明導電層がパターンを形成するパターン形成部と、透明導電層が除去されたパターン開口部とを有する請求項1に記載の透明導電性フィルム。
- 前記高屈折率層は有機物を含み、
前記低屈折率層は有機物、無機物又はこれらの混合物を含む請求項1又は2に記載の透明導電性フィルム。 - 前記ハードコート層の屈折率は1.48以上1.53以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明導電層の屈折率は1.95〜2.05であり、厚さは10nm以上30nm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- パターン形成部に白色光を照射した際の反射光と、パターン開口部に白色光を照射した際の反射光との反射率差ΔRの絶対値が0.5%以下である請求項2に記載の透明導電性フィルム。
- 色相b*値が1.5以下である請求項1に記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明導電層がスパッタリング法により形成されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の透明導電性フィルムを備えるタッチパネル。
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