JP2017204235A - 透明導電フィルム、透明導電フィルムを含むタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】透明電極層形成後の黄色化を十分に抑制できる透明導電フィルムおよびこれを含むタッチパネルを提供する。【解決手段】透明導電フィルム９ａ及び９ｂは、透明基材２０の一方面側に、低屈折率層２１及び透明電極層２２をこの順で積層したものである。低屈折率層２１の屈折率は、１．４２〜１．５０であり、低屈折率の膜厚は、１５０〜１９０ｎｍである。透明導電フィルム９ａ及び９ｂのＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間におけるａ＊の値が−０．７５〜＋０．７５であり、ｂ＊の値が−０．１〜＋０．６であり、更に、４００〜８００ｎｍの波長領域の光の反射率スペクトルが、５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取る。【選択図】図２

Description

本発明は、透明基材上に屈折率調整層及び透明電極層が積層された透明導電フィルム及びこれを含むタッチパネルに関する。

電子機器の表示装置として、液晶表示パネルの偏光板の表面に、透明導電フィルムを貼り合わせて構成したタッチパネルが広く利用されている。透明導電フィルムは、透明基材を主体として構成したフィルムに、透明導電材料からなる透明電極層を積層したものである。透明電極層の形成材料としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）が広く用いられている。

近年、透明導電フィルムの低抵抗化に対する要求があり、この要求を達成するには、透明電極層の厚みを増やす必要がある。しかしながら、ＩＴＯは、５５０ｎｍ以下の波長の光透過率が低く、透明電極層として積層すると黄色を呈するため、ＩＴＯからなる透明電極層を厚膜化すると透明導電フィルムは更に黄色を帯びてしまう。

特開２００３−８０６２４号公報 特開２０１０−１５８６１号公報 特許第５０７８５３４号公報 特許第４３６４９３８号公報

従来、透明導電フィルム上の透明電極層が存在する部分と透明電極層が存在しない部分との光学特性の差によって、透明電極のパターンが視認されてしまう現象を抑制するため、透明基材と透明電極層との間に所定の屈折率を有する光学調整層を設ける手法が開発されてきた（例えば、特許文献１〜４参照）。

しかしながら、従来の光学調整層では、ＩＴＯからなる透明電極層を従来よりも厚くした透明導電フィルムの黄色化を十分に抑制することは困難である。

それ故に、本発明は、透明電極層形成後の黄色化を十分に抑制できる透明導電フィルム及びこれを含むタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明は、透明基材の一方面に、低屈折率層及び透明電極層がこの順で積層された透明導電フィルムに関するものであり、低屈折率層の屈折率が１．４２〜１．５０、低屈折率の膜厚が１５０〜１９０ｎｍであり、透明導電フィルムのＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間におけるａ^＊の値が−０．７５〜＋０．７５、ｂ^＊の値−０．１〜＋０．６であり、４００〜８００ｎｍの波長領域の光の反射率スペクトルが、５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取ることを特徴とするものである。

また、本発明は、透明基材の一方面に、高屈折率ハードコート層、低屈折率層及び透明電極層がこの順で積層された透明導電フィルムに関するものであり、高屈折ハードコート層の屈折率が１．６３〜１．６７であり、低屈折率層の屈折率が１．４２〜１．５０、低屈折率の膜厚が１５０〜１９０ｎｍであり、透明導電フィルムのＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間におけるａ^＊の値が−０．７５〜＋０．７５、ｂ^＊の値が−０．１〜＋０．６であり、４００〜８００ｎｍの波長領域の光の反射率スペクトルが、５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取ることを特徴とするものである。

本発明によれば、透明電極層形成後の黄色化を十分に抑制できる透明導電フィルム及びこれを含むタッチパネルを提供できる。

タッチパネルを備える画像表示装置の構成例を示す断面図 図１に示す透明導電フィルムの層構成の一例を示す断面図 図１に示す透明導電フィルムの層構成の他の一例を示す断面図 図１に示す透明導電フィルムの層構成の他の一例を示す断面図 実施例３、比較例２及び比較例３に係る透明導電フィルムの反射スペクトル

図１は、タッチパネルを備える画像表示装置の構成例を示す断面図である。

画像表示装置１は、画像表示パネル２と、画像表示パネル２に接着層８を介して貼り合わされたタッチパネル３と、タッチパネル３の表面に接着層１１を介して貼り合わされたカバーガラス１２とを備える。尚、図１における上側が画像表示装置１の前面側（視認される側）に対応し、図１における下側が画像表示装置１の背面側に対応する。

画像表示パネル２は、画像表示装置１の背面側から順に、バックライト４と、偏光板５と、液晶パネル６と、偏光板７とを備える。タッチパネル３は、透明電極を有する透明導電フィルム９ａ及び９ｂを接着層１０を介して積層することによって構成されている。画像表示パネル２の偏光板７と、タッチパネル３の透明導電フィルム９ａとは、偏光板７の周縁部にのみ設けられた接着層８を介して、エアギャップ方式により貼り合わされている。上述した接着層８、１０及び１１は、例えば、透明光学粘着フィルム（ＯＣＡ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅフィルム）により構成される。

図２〜４は、図１に示す透明導電フィルムの層構成の一例を示す断面図である。

図２に示す透明導電フィルム９ａ及び９ｂは、透明基材２０と、低屈折率層２１と、透明電極層２２とをこの順に積層したものである。

また、図３に示すように、透明基材２０と低屈折率層２１との間に更に高屈折率ハードコート層２３を設けても良い。

また、図４に示すように、図２に示す透明導電フィルム９ａ及び９ｂの層構成に加えて、透明基材２０の両面のうち、低屈折率層２１が設けられた面とは反対側の面にアンチブロッキング層２４を設けても良い。

尚、図示は省略しているが、図３に示した透明導電フィルム９ａ及び９ｂにおいて、透明基材２０の両面のうち、低屈折率層２１が設けられた面とは反対側の面にアンチブロッキング層２４を設けても良い。

本発明に係る透明導電フィルム９ａ及び９ｂは、光学調整層として低屈折率層２１を設けることにより、以下の条件（１）及び（２）を同時に満足する。条件（１）及び（２）を同時に満足することにより、透明電極層２２に由来する黄色味が抑制されると共に、紫色を帯びることも抑制されている。
（１）ＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間における透過光のａ^＊の値が−０．７５〜＋０．７５であり、透過光のｂ^＊の値が−０．１〜＋０．６である
（２）４００〜８００ｎｍの波長領域の光の反射率のスペクトルが、５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取る

以下、透明導電フィルム９ａ及び９ｂを構成する各層の詳細について説明する。

（透明基材）
透明基材２０は、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの基体となるフィルムであり、可視光線の透過性に優れた材料により形成される。透明基材２０の形成材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等の透明樹脂や無機ガラスを利用できる。この中でも、ポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを好適に利用できる。透明基材２０の厚みは、特に限定されないが、１０〜２００μｍとすることが好ましい。

（低屈折率層）
低屈折率層２１は、透明電極層２２がある部分とない部分との色差を小さくするために設けられる光学調整層である。低屈折率層２１を設けることによって、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの透過光のａ^＊の値を−０．７５〜＋０．７５とし、透過光のｂ^＊の値を−０．１〜＋０．６にとすることができるので、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの黄色化を抑制することが可能となる。低屈折率層２１の屈折率は、１．４２〜１．５０とする。低屈折率層２１の屈折率が１．４２より小さい場合、透明導電フィルムの透過光のａ^＊の値が増加し、透過光のｂ^＊の値が−０．１より小さくなるため、透明導電フィルム９ａ及び９ｂが紫色を帯びる。一方、低屈折率層２１の屈折率が１．５０より大きい場合、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの透過光のｂ^＊の値が＋０．６より大きくなり、黄色化を抑制できなくなる。

また、低屈折率層２１の膜厚は、１５０〜１９０ｎｍとする。低屈折率層２１の膜厚がこの範囲外の場合、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの反射率のスペクトルの極大値が５００〜６２０ｎｍの範囲外となり、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの透過光のｂ^＊の値が＋０．６より大きくなる。この結果、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの黄色化を抑制できなくなる。

低屈折率層２１は、電離放射線硬化型樹脂等のバインダーと、必要に応じて添加される無機微粒子とを含有する塗工液を透明基材２０に塗布し、塗膜を光重合により硬化させることによって形成することができる。この塗工液に使用するバインダーや添加剤は特に限定されず、硬化後に上記範囲内の屈折率となる材料を適宜使用できる。塗工液の塗工方法は特に限定されず、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等の公知のウェットコーティング法を採用することができる。塗工液の塗膜を硬化させる方法としては、例えば、紫外線照射や電子線照射を利用することができる。紫外線照射の場合、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、フュージョンランプ等を使用することができる。紫外線照射量は、通常１００〜８００ｍＪ／ｃｍ^２程度である。

（透明電極層）
透明電極層２２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等の屈折率が１．７〜２．２の透明導電材料を用いて形成される。透明電極層２２の膜厚は、低抵抗化のために膜厚を増加させる場合は、２０〜３０ｎｍとすることが好ましい。

透明電極層２２の形成方法は、特に限定されないが、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレート法、化学気相成長法（ＣＶＤ法）等により成膜できる。透明電極層２２をＩＴＯにより形成する場合、ＩＴＯを結晶化させるため、成膜後に１００〜２００℃程度でアニール処理を行う。その後、透明電極層２２は、所定形状にパターニングされ、マトリクス状に配列された複数の透明電極が形成される。

（高屈折率ハードコート層）
高屈折率ハードコート層２３は、電離放射線硬化型樹脂等のバインダーと、高屈折率微粒子とを含有する塗工液を透明基材２０に塗布し、塗膜を光重合により硬化させることによって形成することができる。この塗工液に使用するバインダーや添加剤は特に限定されず、硬化後に上記範囲内の屈折率となる材料を適宜使用できる。例えば、高屈折粒子としては、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化スズ、ＡＴＯ、酸化インジウム、ＩＴＯ、酸化亜鉛等の金属酸化物等を使用できる。これらの高屈折率材料の中でも、酸化ジルコニウムは、屈折率が相対的に高く、かつ、高屈折率ハードコート層２３の透明性を向上できるためより好ましい。高屈折微粒子の粒径は、１０〜１００ｎｍである。バインダーとの結合力を向上させるため、高屈折率微粒子として、表面が有機鎖により修飾されたものを使用することがより好ましい。塗工液の塗工方法及び硬化方法は、上述した低屈折率層の形成方法で示したものを利用できる。

図３の構成例のように、高屈折率ハードコート層２３を設ける場合、高屈折率ハードコート層２３の屈折率は、１．６３〜１．６７とする。高屈折率ハードコート層の屈折率が１．６３より小さい場合、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの透過光のｂ^＊の値が＋０．６より大きくなり、透明導電フィルム９ａ及び９ｂが黄色を帯びる。一方、高屈折率ハードコート層の屈折率が１．６７より大きくなると、透明導電フィルム９ａ及び９ｂの透過光のｂ^＊の値が−０．１より小さくなり、透明導電フィルム９ａ及び９ｂが紫色を帯びる。また、高屈折率ハードコート層の屈折率が１．６７より大きくなると、４００〜８００ｎｍの波長領域の光の反射スペクトルが波打つような波形となり、高屈折率ハードコート層２３と透明基材２０との干渉縞により、透明電極層２２が虹色に見えてしまう。また、高屈折率ハードコート層２３の膜厚は、１．０〜２．０μｍとすることが好ましい。

（アンチブロッキング層）
アンチブロッキング層２４は、透明導電フィルム９ａ及び９ｂのロール・ツー・ロールでの製造時及び／または製造後に、フィルム同士の貼り付きを防止するために設けられる層であり、表面に微細な凹凸を有する。この微細な凹凸は、アンチブロッキング層２４に含まれる微粒子によって形成される。アンチブロッキング層２４は、電離放射線硬化型樹脂等のバインダーと微粒子とを含有する塗工液を透明基材２０に塗布し、塗膜を光重合により硬化させることによって形成することができる。この塗工液に使用するバインダーや添加剤は特に限定されず、公知のものを使用できる。例えば、微粒子としては、シリカ、タルク等の無機微粒子や、アクリル樹脂やスチレン樹脂等の有機微粒子を使用できる。

尚、上述した低屈折率層２１、高屈折率ハードコート層２３及びアンチブロッキング層２４を形成するための塗工液には、必要に応じて、光重合開始剤、溶剤、防汚剤、表面調製剤、レベリング剤、屈折率調製剤、光増感剤等を加えても良い。

以上説明したように、本発明に係る透明導電フィルム９ａ及び９ｂでは、光学調整層として低屈折率層２１を設けることにより、パターニング後に透明電極層２２が存在する部分と、透明電極層２２が存在しない部分との色差を小さくし、透明電極層２２を従来よりも厚膜化した場合でも、透明電極層２２に由来する黄色味を十分に抑制することができ、かつ、透明導電フィルム９ａ及び９ｂが紫色を帯びることも抑制できる。また、透明基材２０と透明電極層２２との間に、低屈折率層２１（及び高屈折率ハードコート層２３）を介在させることにより、透明基材２０に対する透明電極層２２の密着強度を高めることができる。

以下、本発明に係る透明導電フィルムを具体的に実施した実施例を説明する。

（実施例１〜５、比較例１〜４）
実施例１〜５及び比較例１〜４に係る透明導電フィルムとして、図２に示した層構成のものを作製した。

まず、厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの一方面に、表１に示す低屈折率層形成用塗工液を塗布し、乾燥させた。その後、紫外線照射装置を用いて照射線量２５０ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線照射を行うことにより塗膜を硬化させて、低屈折率層を形成した。尚、低屈折率層形成用塗工液は、乾燥後の膜厚が表１に示す値になるように塗工した。

次に、得られた積層フィルムの低屈折率層上に、スパッタリング法によりＩＴＯを表１に記載の膜厚で成膜し、成膜後に１５０℃でアニール処理を行って、透明電極層を形成し、透明導電フィルムを得た。

（実施例６〜１４、比較例５、６）
実施例６〜１４、比較例５及び６に係る透明導電フィルムとして、図３に示した層構成のものを作製した。

まず、厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの一方面に、表１に示す高屈折率ハードコート層形成用塗工液を塗布し、乾燥させた。その後、紫外線照射装置を用いて照射線量２００ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線照射を行うことにより塗膜を硬化させて、高屈折率ハードコート層を形成した。尚、高屈折率ハードコート層形成用塗工液は、乾燥後の膜厚が１．５μｍになるように塗工した。

次に、得られた積層フィルムの高屈折率ハードコート層上に、表１に示す低屈折率層形成用塗工液を塗布し、乾燥させた。その後、紫外線照射装置を用いて照射線量２５０ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線照射を行うことにより塗膜を硬化させて、低屈折率層を形成した。尚、低屈折率層形成用塗工液は、乾燥後の膜厚が表１に示す値になるように塗工した。

次に、得られた積層フィルムの低屈折率層上に、スパッタリング法によりＩＴＯを表１に記載の膜厚で成膜し、成膜後に１５０℃でアニール処理を行って、透明電極層を形成し、透明導電フィルムを得た。

得られた透明導電フィルムの透過光のａ^＊及びｂ^＊、虹ムラの有無、４００〜８００ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルの極大値を以下のようにして評価した。

［透過光のａ^＊及びｂ^＊の値］
分光光度計（ＵＶ−４１００、株式会社日立製作所）を用いて、透明導電層側から入射角５°で光を照射し、透過光のａ^＊及びｂ^＊を測定した。

［虹ムラの有無］
得られた透明導電フィルムの裏面（透明電極層が積層されていない側の透明基材の面）に黒色の粘着層付きポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせ、透明電極層側に虹色の干渉縞（虹ムラ）が生じたか否かを目視で確認した。

［４００〜８００ｎｍの波長範囲の反射率］
分光光度計（ＵＶ−４１００、株式会社日立製作所）を用いて、４００〜８００ｎｍの波長範囲で１ｎｍずつ波長を変化させながら、透明導電層側から光を照射し、透明導電フィルムの光反射率を測定した。測定した光反射率のスペクトルから、５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取る波長を特定した。

表１に、実施例１〜１４及び比較例１〜６に係る透明導電フィルムの作製に用いた塗工液、各層の膜厚、低屈折率層及び高屈折率ハードコート層の屈折率、ａ^＊及びｂ^＊の値、虹ムラの有無（○：虹ムラなし、×：虹ムラあり）、反射スペクトルが５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値となる波長を示す。

また、図５に、実施例３、比較例２及び比較例３に係る透明導電フィルムの反射スペクトルを示す。

表１に示すように、実施例１〜１４に係る透明導電フィルムのいずれについても、ａ^＊の値が−０．７５〜＋０．７５の範囲内であり、ｂ^＊の値が−０．１〜＋０．６の範囲内であり、反射率スペクトルが５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取っており、透明導電層を２０ｎｍを超える厚みで成膜した場合でも、透明導電層に由来する黄色化が抑制されることが確認された。また、実施例１〜１４に係る透明導電フィルムのいずれについても、虹ムラは確認されなかった。

比較例１に係る透明導電フィルムは、低屈折率層の屈折率が１．４２より小さいことによって、ａ^＊及びｂ^＊の値が色味を抑えるために必要な範囲から外れ、透明導電フィルムが紫色を帯びた。

比較例２及び３に係る透明導電フィルムは、低屈折率層の膜厚が１５０〜１９０ｎｍの範囲から外れたことにより、反射スペクトルが５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取らず、かつ、ｂ^＊の値が大きくなり、透明導電フィルムが黄色を帯びた。

比較例４に係る透明導電フィルムは、低屈折率層の屈折率が１．５０より大きいため、ｂ^＊の値が大きくなり、透明導電フィルムが黄色を帯びた。

比較例５及び６は、低屈折率層の屈折率及び膜厚は色味を抑えるために必要な範囲内であるが、高屈折率ハードコート層の屈折率が本発明の範囲から外れたものである。より詳細には、比較例５に係る透明導電フィルムは、高屈折率ハードコート層の屈折率が１．６３より小さいため、ｂ^＊の値が大きくなり、透明導電フィルムが黄色を帯びた。また、比較例６に係る透明導電フィルムは、高屈折率ハードコート層の屈折率が１．６７より大きいため、虹ムラ（虹色の干渉縞）が発生した。

以上より、本発明によれば、透明導電フィルム及びこれを含むタッチパネルにおいて、黄色化を十分に抑制できることが確認された。

本発明は、タッチパネルに使用される透明導電フィルムに利用できる。

１ 画像表示装置
２ 画像表示パネル
３ タッチパネル
４ バックライト
５ 偏光板
６ 液晶パネル
７ 偏光板
８ 接着層
９ａ、９ｂ 透明導電フィルム
１０ 接着層
１１ 接着層
１２ カバーガラス
２０ 透明基材
２１ 低屈折率層
２２ 透明電極層
２３ 高屈折率ハードコート層
２４ アンチブロッキング層

Claims (5)

1. 透明基材の一方面に、低屈折率層及び透明電極層がこの順で積層された透明導電フィルムであって、
   前記低屈折率層の屈折率が１．４２〜１．５０、前記低屈折率の膜厚が１５０〜１９０ｎｍであり、
   前記透明導電フィルムのＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間におけるａ^＊の値が−０．７５〜＋０．７５、ｂ^＊の値が−０．１〜＋０．６であり、
   ４００〜８００ｎｍの波長領域の光の反射率スペクトルが、５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取ることを特徴とする、透明導電フィルム。
2. 透明基材の一方面に、高屈折率ハードコート層、低屈折率層及び透明電極層がこの順で積層された透明導電フィルムであって、
   前記高屈折ハードコート層の屈折率が１．６３〜１．６７であり、
   前記低屈折率層の屈折率が１．４２〜１．５０、前記低屈折率の膜厚が１５０〜１９０ｎｍであり、
   前記透明導電フィルムのＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間におけるａ^＊の値が−０．７５〜＋０．７５、ｂ^＊の値が−０．１〜＋０．６であり、
   ４００〜８００ｎｍの波長領域の光の反射率スペクトルが、５００〜６２０ｎｍの範囲内で極大値を取ることを特徴とする、透明導電フィルム。
3. 前記低屈折率層と前記透明電極層との密着強度が、前記透明基材と前記透明電極層との密着強度よりも高いことを特徴とする、請求項１または２に記載の透明導電フィルム。
4. 前記透明基材の他方面にアンチブロッキング層を更に備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の透明導電フィルム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の透明導電フィルムを含む、タッチパネル。