JP2763472B2

JP2763472B2 - 透明導電性積層体とタツチパネル

Info

Publication number: JP2763472B2
Application number: JP2732393A
Authority: JP
Inventors: 昭造河添; 秀仁岡野
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1993-01-23
Filing date: 1993-01-23
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JPH06222352A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フイルム基材を有す
る透明導電性積層体と、これを用いたタツチパネルに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、可視光線領域で透明であり、か
つ導電性を有する薄膜は、液晶デイスプレイ、エレクト
ロルミネツセンスデイスプレイなどの新しいデイスプレ
イ方式やタツチパネルなどにおける透明電極のほか、透
明物品の帯電防止や電磁波遮断などのために用いられて
いる。

【０００３】従来、このような透明導電性薄膜として、
ガラス上に酸化インジウム薄膜を形成した、いわゆる導
電性ガラスがよく知られているが、基材がガラスである
ために、可撓性，加工性に劣り、用途によつては好まし
くない場合がある。

【０００４】このため、近年では、可撓性，加工性に加
えて、耐衝撃性にすぐれ、軽量であるなどの利点から、
ポリエチレンテレフタレ―トフイルムをはじめとする各
種のプラスチツクフイルムを基材とした透明導電性薄膜
が賞用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
フイルム基材を用いた従来の透明導電性薄膜は、薄膜表
面の光線反射率が大きいために、透明性に劣るという問
題があるほか、導電性薄膜の耐擦傷性に劣り、使用中に
傷がついて電気抵抗が増大したり、断線を生じるといつ
た問題があつた。

【０００６】また、とくにタツチパネル用の導電性薄膜
では、スペ―サを介して対向させた一対の薄膜同志がそ
の一方のパネル板側からの押圧打点で強く接触するもの
であるため、これに抗しうる良好な耐久特性つまり打点
特性を有していることが望まれるが、上記従来の透明導
電性薄膜ではかかる特性に劣り、そのぶんタツチパネル
としての寿命が短くなるという問題があつた。

【０００７】この発明は、上記従来の問題点に鑑み、ポ
リエチレンテレフタレ―トフイルムなどのフイルム基材
を用いた透明導電性薄膜において、その透明性および導
電性薄膜の耐擦傷性を改良するとともに、タツチパネル
用としての打点特性の改良をはかることを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明者らは、上記の
目的を達成するために、鋭意検討した結果、フイルム基
材として特定膜厚のものを用いて、その一方の面に光の
屈折率が上記基材の光の屈折率よりも小さくなる透明な
誘電体薄膜と、さらにその上に透明な導電性薄膜とを順
次形成する一方、他方の面に透明な粘着剤層を介して別
の透明基体を貼り合わせることにより、透明性および導
電性薄膜の耐擦傷性を改良できるとともに、タツチパネ
ル用としての打点特性の改良をもはかれることを見い出
し、この発明を完成するに至つた。

【０００９】すなわち、この発明の第１は、厚さが２〜
１２０μｍの透明なフイルム基材の一方の面に厚さが１
００〜３，０００Åの透明な誘電体薄膜とさらにこの上
に透明な導電性薄膜を形成し、他方の面に透明な粘着剤
層を介して透明基体を貼り合わせてなる透明導電性積層
体であつて、かつ上記フイルム基材の光の屈折率を
ｎ_１、上記誘電体薄膜の光の屈折率をｎ_２、上記導電性
薄膜の光の屈折率をｎ_３としたとき、ｎ_２＜ｎ_１＜ｎ_３
の関係を満たすことを特徴とする透明導電性積層体に係
るものである。

【００１０】また、この発明の第２は、導電性薄膜を有
する一対のパネル板を、導電性薄膜同志が対向するよう
に、スペ―サを介して対向配置してなるタツチパネルに
おいて、少なくとも一方のパネル板が上記第１の発明に
係る透明導電性積層体からなることを特徴とするタツチ
パネルに係るものである。

【００１１】

【発明の構成・作用】この発明において使用するフイル
ム基材としては、透明性を有する各種のプラスチツクフ
イルムであつて、その光の屈折率ｎ₁が通常１．４〜
１．７程度となるものが好ましく用いられる。具体的に
は、ポリエチレンテレフタレ―ト、ポリイミド、ポリエ
―テルサルフオン、ポリエ―テルエ―テルケトン、ポリ
カ―ボネ―ト、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアク
リル、セルロ―スプロピオネ―トなどが挙げられる。こ
のうち、ｎ₁＝１．６６のポリエチレンテレフタレ―ト
や、ｎ₁＝１．４〜１．５のポリエ―テルサルフオン、
ポリアクリルなどが、最も好ましく用いられる。

【００１２】これらフイルム基材の厚みは、２〜１２０
μｍの範囲にあることが必要で、とくに好適には６〜１
００μｍの範囲にあるのがよい。２μｍ未満では基材と
しての機械的強度が不足し、この基材をロ―ル状にして
誘電体薄膜や導電性薄膜さらには粘着剤層を連続的に形
成する操作が難しくなる。一方、１２０μｍを超える
と、後述する粘着剤層のクツシヨン効果に基づく導電性
薄膜の耐擦傷性やタツチパネル用としての打点特性の向
上を図れなくなる。

【００１３】このフイルム基材は、表面にあらかじめス
パツタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線
照射、化成、酸化などのエツチング処理や下塗り処理を
施して、この上に設けられる誘電体薄膜の上記基材に対
する密着性を向上させるようにしてもよい。また、誘電
体薄膜を設ける前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗
浄などにより除塵，清浄化してもよい。

【００１４】この発明においては、このようなフイルム
基材の一方の面に、光の屈折率ｎ₂が、上記基材の光の
屈折率ｎ₁（通常１．４〜１．７程度）よりも小さく、
下限が通常１．３程度までとなる、透明な誘電体薄膜を
形成する。この誘電体薄膜の形成により、主に透明性お
よび導電性薄膜の耐擦傷性が大幅に向上し、またタツチ
パネル用としての打点特性の向上にも好結果が得られ
る。

【００１５】このような誘電体薄膜の材料としては、た
とえば、ＮａＦ（１．３）、Ｎａ₃ＡｌＦ₆（１．３
５）、ＬｉＦ（１．３６）、ＭｇＦ₂（１．３８）、Ｃ
ａＦ₂（１．４）、ＢａＦ₂（１．３）、ＳｉＯ
₂（１．４６）、ＬａＦ₃（１．５５）、ＣｅＦ
₃（１．６３）、Ａｌ₂Ｏ₃（１．６３）、ＯＭ−４
（１．６６）などの無機物〔上記各材料の（）内の数
値は光の屈折率ｎ₂である〕や、光の屈折率ｎ₂が１．
４〜１．６程度のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、シロキ
サン系ポリマ―などの有機物があり、これらの中から、
光の屈折率ｎ₂が前記の関係を満たすものが選択使用さ
れる。実用上は、ＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃など
がとくに好適に用いられる。

【００１６】誘電体薄膜の厚さは、１００〜３，０００
Å、とくに好ましくは２００〜１，０００Åの範囲とす
るのがよい。１００Å未満では連続被膜となりにくく、
透明性や耐擦傷性の向上をあまり期待できない。また、
３，０００Åより厚くなると透明性の向上が期待できな
くなり、またクラツクを生じるおそれがあり、好ましく
ない。

【００１７】誘電体薄膜の形成方法としては、たとえば
真空蒸着法、スパツタリング法、イオンプレ―テイング
法、塗工法などがあり、上記の材料の種類および必要と
する膜厚に応じて適宜の方法を採用することができる。

【００１８】この発明においては、上記の如く透明な誘
電体薄膜を形成したのち、さらにこの薄膜上に透明な導
電性薄膜を形成する。導電性薄膜の形成方法としては、
誘電体薄膜の場合と同様の技術を採用できる。用いる薄
膜材料もとくに制限されるものではなく、たとえば、酸
化スズを含有する酸化インジウム、アンチモンを含有す
る酸化スズなどが好ましく用いられる。

【００１９】これら材料からなる導電性薄膜の光の屈折
率ｎ₃は、通常約２程度であつて、フイルム基材の光の
屈折率ｎ₁より大きい。したがつて、これらと誘電体薄
膜の光の屈折率ｎ₂との関係は、ｎ₂＜ｎ₁＜ｎ₃とな
る。

【００２０】この導電性薄膜の厚さは、５０Å以上とす
るのが好ましく、これより薄いと表面抵抗が１０³Ω／
□以下となる良好な導電性を有する連続被膜となりにく
い。また、あまり厚くしすぎると透明性の低下などをき
たすため、とくに好適な厚さとしては、１００〜３，０
００Å程度とするのがよい。

【００２１】このような透明な誘電体薄膜と透明な導電
性薄膜とが順次形成されたフイルム基材の他方の面に
は、透明な粘着剤層を介して透明基体が貼り合わされ
る。この貼り合わせは、透明基体の方に上記の粘着剤層
を設けておき、これに上記のフイルム基材を貼り合わせ
るようにしてもよいし、逆にフイルム基材の方に上記の
粘着剤層を設けておき、これに透明基体を貼り合わせる
ようにしてもよい。後者の方法では、粘着剤層の形成を
フイルム基材をロ―ル状にして連続的に行うことができ
るから、生産性の面でより有利である。

【００２２】粘着剤層としては、透明性を有するもので
あればとくに制限なく使用でき、たとえば、アクリル系
粘着剤、シリコ―ン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが用い
られる。この粘着剤層は、透明基体の接着後そのクツシ
ヨン効果により、フイルム基材の一方の面に設けられた
導電性薄膜の耐擦傷性やタツチパネル用としての打点特
性を向上させる機能を有する。この機能をより良く発揮
させる観点から、その弾性係数を１×１０⁵〜１×１０
⁷dyn ／cm²の範囲、厚さを１μｍ以上、通常５〜１０
０μｍの範囲に設定するのが望ましい。

【００２３】上記の弾性係数が１×１０⁵dyn ／cm²未
満となると、粘着剤層は非弾性となるため、加圧により
容易に変形してフイルム基材ひいては導電性薄膜に凹凸
を生じさせ、また加工切断面からの粘着剤のはみ出しな
どが生じやすくなり、そのうえ導電性薄膜の耐擦傷性や
タツチパネル用としての打点特性の向上効果が低減す
る。一方、弾性係数が１×１０⁷dyn ／cm²を超える
と、粘着剤層が硬くなり、そのクツシヨン効果を期待で
きなくなるため、導電性薄膜の耐擦傷性やタツチパネル
用としての打点特性を向上できない。

【００２４】また、粘着剤層の厚さが１μｍ未満となる
と、そのクツシヨン効果をやはり期待できないため、導
電性薄膜の耐擦傷性やタツチパネル用としての打点特性
の向上を望めない。厚くしすぎると、透明性を損なつた
り、粘着剤層の形成や透明基体の貼り合わせ作業性さら
にコストの面で好結果を得にくい。

【００２５】このような粘着剤層を介して貼り合わされ
る透明基体は、フイルム基材に対して良好な機械的強度
を付与し、とくにカ―ルなどの発生防止に寄与するもの
であり、これを貼り合わせたのちにおいても可撓性であ
ることが要求される場合は、通常６〜３００μｍ程度の
プラスチツクフイルムが、可撓性がとくに要求されない
場合は、通常０．０５〜１０mm程度のガラス板やフイル
ム状ないし板状のプラスチツクが、それぞれ用いられ
る。プラスチツクの材質としては、前記したフイルム基
材と同様のものが挙げられる。

【００２６】また、必要に応じて、上記透明基体の外表
面（粘着剤層とは反対側の面）に、視認性の向上を目的
とした防眩処理層や反射防止処理層を設けたり、外表面
の保護を目的としたハ―ドコ―ト処理層を設けるように
してもよい。後者のハ―ドコ―ト処理層としては、たと
えば、メラニン系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹
脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂などの硬化型樹脂
からなる硬化被膜が好ましく用いられる。

【００２７】図１は、この発明の透明導電性積層体の一
例を示したもので、透明なフイルム基材１の一方の面に
透明な誘電体薄膜２とさらにこの上に透明な導電性薄膜
３とが形成され、他方の面に透明な粘着剤層４を介して
透明基体５が貼り合わされている。また、図２は、この
発明の透明導電性積層体の他の例を示したもので、上記
透明基体５の外表面にハ―ドコ―ト処理層６を設けるよ
うにしたものであり、その他の構成は図１と全く同様で
ある。

【００２８】図３は、この発明の透明導電性積層体を用
いたタツチパネルの例を示したもので、導電性薄膜
Ｐ_1d，Ｐ_2dを有する一対のパネル板Ｐ１，Ｐ２を、互い
に直交する縞状に形成した導電性薄膜Ｐ_1d，Ｐ_2d同志が
対向するように、スペ―サＳを介して対向配置してなる
タツチパネルにおいて、一方のパネル板Ｐ１として、上
記の図２に示す透明導電性積層体を用いたものである。

【００２９】このタツチパネルは、パネル板Ｐ１側よ
り、手の指Ｍにてスペ―サＳの弾性力に抗して押圧打点
したとき、導電性薄膜Ｐ_1d，Ｐ_2d同志が接触して、電気
回路のＯＮ状態となり、上記押圧を解除すると、元のＯ
ＦＦ状態に戻る、透明スイツチ構体として機能する。そ
の際、パネル板Ｐ１が上記の透明導電性積層体からなる
ために、導電性薄膜の耐擦傷性や打点特性などにすぐ
れ、長期にわたつて上記機能を安定に維持させることが
できる。

【００３０】なお、図３において、パネル板Ｐ１は、図
１に示す透明導電性積層体であつてもよい。また、パネ
ル板Ｐ２は、プラスチツクフイルムやガラス板などから
なる透明基体５´に導電性薄膜Ｐ_2dを設けたものである
が、上記のパネル板Ｐ１と同様の図１または図２に示す
透明導電性積層体を用いてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、誘電
体薄膜のハ―ド効果および粘着剤層のクツシヨン効果に
基づいて、導電性薄膜の耐擦傷性およびタツチパネルと
しての打点特性が改良され、かつ誘電体薄膜および導電
性薄膜の組み合わせに基づく反射防止効果により透明性
が改良された透明導電性積層体を提供でき、またこれを
用いたタツチパネルを提供することができる。

【００３２】

【実施例】以下に、この発明の実施例を記載してより具
体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重
量部を意味する。

【００３３】実施例１厚さが２５μｍのポリエチレンテレフタレ―トフイルム
（以下、ＰＥＴフイルムという）からなるフイルム基材
（光の屈折率ｎ₁＝１．６６）の一方の面に、ＳｉＯ₂
を電子ビ―ム加熱法により、（１〜２）×１０^-4Ｔｏｒ
ｒの真空度で真空蒸着して、厚さ約４００ÅのＳｉＯ₂
（光の屈折率ｎ₂＝１．４６）からなる透明な誘電体薄
膜（以下、ＳｉＯ₂薄膜という）を形成した。

【００３４】つぎに、上記のＳｉＯ₂薄膜上に、アルゴ
ンガス８０％と酸素ガス２０％とからなる４×１０^-3Ｔ
ｏｒｒの雰囲気中で、インジウム−スズ合金を用いた反
応性スパツタリング法により、厚さ３００Åの酸化イン
ジウムと酸化スズとの複合酸化物（光の屈折率ｎ₃＝
２．００）からなる透明な導電性薄膜（以下、ＩＴＯ薄
膜という）を形成した。

【００３５】ついで、上記ＰＥＴフイルムの他方の面
に、弾性係数が１×１０⁶dyn ／cm²に調整されたアク
リル系の透明な粘着剤層（アクリル酸ブチルとアクリル
酸と酢酸ビニルとの重量比１００：２：５のアクリル系
共重合体１００部にイソシアネ―ト系架橋剤を１部配合
してなるもの）を約２０μｍの厚さに形成し、この上に
厚さが１２５μｍのＰＥＴフイルムからなる透明基体を
貼り合わせて、図１に示す構造の透明導電性積層フイル
ムを作製した。

【００３６】この透明導電性積層フイルムを一方のパネ
ル板とし、他方のパネル板として、ガラス板上に厚さ３
００ÅのＩＴＯ薄膜を上記と同様の方法で形成したもの
を用い、この両パネル板を、ＩＴＯ薄膜同志が対向する
ように、厚さ１００μｍのスペ―サを介して対向配置し
て、スイツチ構体としてのタツチパネルを作製した。な
お、両パネル板の各ＩＴＯ薄膜は、上記の対向配置に先
立つて、あらかじめ、互いに直交する縞状に形成した。

【００３７】実施例２厚さが１２５μｍのＰＥＴフイルムの一方の面に、アク
リル・ウレタン系樹脂〔大日本インキ化学（株）製のユ
ニデイツク１７−８０６〕１００部に光重合開始剤とし
てのヒドロキシシクロヘキシルフエニルケトン〔チバガ
イギ―（株）製のイルガキユア１８４〕５部を加えて、
５０重量％濃度に希釈してなるトルエン溶液を塗布し、
１００℃で３分間乾燥したのち、ただちにオゾンタイプ
高圧水銀灯（８０Ｗ／cm、１５cm集光型）２灯で紫外線
照射を行い、厚さ５μｍのハ―ドコ―ト処理層を形成し
た。

【００３８】このハ―ドコ―ト処理層を形成したＰＥＴ
フイルムを、透明基体として用い、この透明基体のハ―
ドコ―ト処理層とは反対側の面より粘着剤層を介して貼
り合わせるようにした以外は、実施例１と同様にして、
図２に示す構造の透明導電性積層フイルムを作製した。
また、この積層フイルムを用いて、実施例１と同様にし
て、図３に示す構造のタツチパネルを作製した。

【００３９】実施例３，４ＳｉＯ₂薄膜の厚さを２００Å（実施例３）、１，６０
０Å（実施例４）に変更した以外は、実施例２と同様に
して、図２に示す構造の２種の透明導電性積層フイルム
を作製した。また、これらの積層フイルムを用いて、実
施例１と同様にして、図３に示す構造の２種のタツチパ
ネルを作製した。

【００４０】実施例５ＳｉＯ₂薄膜に代え、ＭｇＦ₂を電子ビ―ム加熱法で、
（１〜２）×１０^-4Ｔｏｒｒの真空度で真空蒸着して、
厚さ約４００ÅのＭｇＦ₂（光の屈折率ｎ₂＝１．３
８）からなる透明な誘電体薄膜を形成するようにした以
外は、実施例２と同様にして、図２に示す構造の透明導
電性積層フイルムを作製した。また、この積層フイルム
を用いて、実施例１と同様にして、図３に示す構造のタ
ツチパネルを作製した。

【００４１】比較例１ＳｉＯ₂薄膜および粘着剤層の形成と透明基体の貼り合
わせを行わなかつた以外は、実施例１と同様にして、透
明導電性積層フイルムを作製し、またこのフイルムを用
いて、実施例１と同様にして、タツチパネルを作製し
た。

【００４２】比較例２ＳｉＯ₂薄膜の形成を行わなかつた以外は、実施例１と
同様にして、透明導電性積層フイルムを作製し、またこ
のフイルムを用いて、実施例１と同様にして、タツチパ
ネルを作製した。

【００４３】比較例３粘着剤層の形成と透明基体の貼り合わせを行わなかつた
以外は、実施例１と同様にして、透明導電性積層フイル
ムを作製し、またこのフイルムを用いて、実施例１と同
様にして、タツチパネルを作製した。

【００４４】比較例４フイルム基材として、厚さが１２５μｍのＰＥＴフイル
ムを使用した以外は、実施例１と同様にして、透明導電
性積層フイルムを作製し、またこのフイルムを用いて、
実施例１と同様にして、タツチパネルを作製した。

【００４５】以上の実施例１〜５および比較例１〜４の
各透明導電性積層フイルムにつき、フイルム抵抗、光の
透過率および導電性薄膜の耐擦傷性を、下記の方法で測
定した。また、上記の実施例１〜５および比較例１〜４
の各タツチパネルについて、下記の方法で打点特性を測
定した。これらの結果を表１に示す。

【００４６】＜フイルム抵抗＞二端子法を用いて、フイ
ルムの表面電気抵抗（Ω／□）を測定した。

【００４７】＜光の透過率＞島津製作所製の分光分析装
置ＵＶ−２４０を用いて、光波長５５０nmにおける可視
光線透過率を測定した。

【００４８】＜導電性薄膜の耐擦傷性＞新東科学社製の
ヘイドン表面性測定機ＴＹＰＥ−ＨＥＩＤＯＮ１４を用
いて、擦傷子：ガ―ゼ（日本薬局方タイプＩ）、荷重：１
００ｇ／cm²、擦傷速度：３０cm／分、擦傷回数：
１００回（往復５０回）の条件で、導電性薄膜表面を擦
つたのちにフイルム抵抗（Ｒｓ）を測定し、初期のフイ
ルム抵抗（Ｒｏ）に対する変化率（Ｒｓ／Ｒｏ）を求め
て、耐擦傷性を評価した。

【００４９】＜打点特性＞透明導電性積層フイルムで構
成したパネル板側から、硬度４０度のウレタンゴムから
なるロツド（鍵先７Ｒ）を用いて荷重１００ｇで１００
万回のセンタ―打点を行つたのち、フイルム抵抗（Ｒ
ｄ）を測定し、初期のフイルム抵抗（Ｒｏ）に対する変
化率（Ｒｄ／Ｒｏ）を求めて、打点特性を評価した。な
お、上記フイルム抵抗の測定は、対向配置した導電性薄
膜同志の打点時の接触抵抗について行い、その平均値で
表したものである。

【００５０】

【表１】

【００５１】上記表１の結果から、この発明の透明導電
性積層フイルムは、導電性および透明性が良好で、かつ
導電性薄膜の耐擦傷性にすぐれており、しかも、この透
明導電性積層フイルムを用いることにより、打点特性に
すぐれたタツチパネルを作製できるものであることが明
らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の透明導電性積層体の一例を示す断面
図である。

【図２】この発明の透明導電性積層体の他の例を示す断
面図である。

【図３】この発明のタツチパネルの一例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１透明なフイルム基材２透明な誘電体薄膜３透明な導電性薄膜４透明な粘着剤層５透明基体Ｐ１，Ｐ２一対のパネル板Ｐ_1d，Ｐ_2d 導電性薄膜Ｓスペ―サ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1333 500 - 505 G02F 1/1343 H01B 5/14 B32B 7/02 103 - 104

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さが２〜１２０μｍの透明なフイルム
基材の一方の面に厚さが１００〜３，０００Åの透明な
誘電体薄膜とさらにこの上に透明な導電性薄膜を形成
し、他方の面に透明な粘着剤層を介して透明基体を貼り
合わせてなる透明導電性積層体であつて、かつ上記フイ
ルム基材の光の屈折率をｎ_１、上記誘電体薄膜の光の屈
折率をｎ_２、上記導電性薄膜の光の屈折率をｎ_３とした
とき、ｎ_２＜ｎ_１＜ｎ_３の関係を満たすことを特徴とす
る透明導電性積層体。
【請求項２】導電性薄膜を有する一対のパネル板を、
導電性薄膜同志が対向するように、スペ―サを介して対
向配置してなるタツチパネルにおいて、少なくとも一方
のパネル板が請求項１に記載の透明導電性積層体からな
ることを特徴とするタツチパネル。