JP3688136B2

JP3688136B2 - 透明導電性フィルム

Info

Publication number: JP3688136B2
Application number: JP28730698A
Authority: JP
Inventors: 裕二鈴木
Original assignee: Oike and Co Ltd
Current assignee: Oike and Co Ltd
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: JP2000094592A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、透明導電性フィルムに関し、特にタッチパネル等に適用され、耐久性、ディスプレイ上で視認性に優れ、特にステイッキングやニュートンリングの発生防止などに効果のある透明導電性フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、透明導電性フィルムを使用した透明タッチパネルが多用されている。透明タッチパネルは、指やペンによって所定位置を押圧することで、コンピューターなどに所定の情報等を入力するものである。指やペンで入力を繰り返すと、次第に透明導電膜の抵抗値が変化し正確に情報等が入力できない、また、指やペンによって所定位置を押圧する際、透明導電性フィルムの透明導電層と、対向する透明導電層とで、接触、非接触が繰り返し行われることにより、歪み等が発生し、これによりニュートンリングが発生したりし問題であった。
このため、フィラーを含有する有機樹脂のコーティング層を形成し、その上に透明導電層を形成することも提案されている。
しかし、フィラーを含有する有機樹脂のコーティング層を介して透明導電膜を形成すると、ニュートンリングを防止する効果はあるが、コーテイング層と透明導電膜との密着性が不十分であったり、有機樹脂のコーティング層の膜硬度が弱い等の理由で、入力耐久性に劣り満足できるものではなかった。
また、フィラーを含有するコーティング層を設けた場合、特にカラーディスプレイに上で使用すると、カラーフィルタ−のピッチ等にも依存するが、そのフィラーにより点状に干渉が発生し視認性に劣るという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明は、入力耐久性に優れ、ディスプレイ上で干渉の発生を防止し、ステイッキングやニュートンリングの発生を防止した透明導電性フィルムを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、透明基材フィルム（Ａ．）の少なくとも一面に、直接もしくは他の層を介して、少なくとも樹脂と平均粒径１〜５００ｎｍの微粒子を含む樹脂層（Ｂ．）を形成し、該樹脂層（Ｂ．）上に直接または他の層を介して透明導電層（Ｃ．）を設けたことを特徴とする透明導電性フィルムであり、樹脂層（Ｂ．）がハードコート層である前記の透明導電性フィルムであり、樹脂層（Ｂ．）が平均粒径０．６〜２０μｍの粒子をも含有する前記の透明導電性フィルムである。また、粒子が樹脂分に対して０．０５〜３０重量％、微粒子が樹脂分に対して０．００１〜９０重量％含有された樹脂層（Ｂ．）である前記の透明導電性フィルムであり、さらにまた、基材フイルム（Ａ．）の透明導電層（Ｃ．）が設けられた側の反対側の面に、ハードコート層（Ｄ．）を形成した前記の透明導電性フィルムである。
【０００５】
【発明の実施態様】
本発明に用いる基材フイルム（Ａ．）としては、特には制限はないが、加工適性や用途的に考えれば、高い透明性を有するフィルムを使用することが好ましく、例えば三酢酸セルロース、アセテート等のセルロース系樹脂や、ポリエ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系樹脂や、ポリメチルメタクレート等のアクリル系樹脂や、ポリカーボネート樹脂類等の、人造樹脂フィルムを使用することが好ましい。
また、基材フイルム（Ａ．）上に、基材フイルム（Ａ．）と樹脂層（Ｂ．）またはハードコート層（Ｄ．）との密着力を向上させる樹脂層（Ｍ．）が形成されてあってもよい。
【０００６】
本発明に用いる樹脂層（Ｂ．）は、その樹脂が特に限定されるものではないが、好ましくは形成後の層としては、透明導電性フイルムとしての耐久性向上、微粒子との親和性等から、鉛筆硬度がＨ以上となるハードコート層であり、以下ハードコート層としての樹脂層（Ｂ．）を記述する。以下記述するハードコート層はそれゆえ、ハードコート層（Ｄ．）をも包含するものである。
該樹脂層（Ｂ．）すなわちハードコート層（Ｂ．とＤ．）を形成するハードコート塗料に用いられるハードコート樹脂としては、主として熱硬化型樹脂、若しくは電離放射線硬化型樹脂が考えられるが、中でも作業環境性、生産性の点で電離放射線硬化型樹脂を使用することが好ましい。
ハードコート層（Ｄ．）は前記の微粒子を含有してもよく、含有しなくてもよいものである。
前記の樹脂層（Ｂ．）、ハードコート層（Ｄ．）の厚みは、特に限定されないが、透明性と耐久性とのバランスから、０．３〜１０μｍの範囲である。
電離放射線硬化型樹脂は、少なくとも電子線あるいは紫外線照射により硬化される樹脂を含有する塗料から形成される。具体的には、光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤を含有し、さらに必要に応じて増感剤、非反応性樹脂、レベリング剤等の添加剤、溶剤を含有するものである。
光重合性プレポリマーは、その構造、分子量が、電離放射線型硬化型塗料の硬化に関係し、硬度、耐クラック性等の特性を定めるものである。光重合性プレポリマーは骨格中に導入されたアクリロイル基が電離放射線照射されることにより、ラジカル重合するタイプが一般的である。ラジカル重合により硬化するものは硬化速度が速く、樹脂設計の自由度も大きいため、特に好ましい。
光重合性プレポリマーとしては、アクリロイル基を有するアクリル系プレポリマーが、特に好ましく、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、３次元網目構造となるものである。アクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、メラミンアクリレート、ポリエステルアクリレート等が使用できる。
光重合性モノマーは、高粘度の光重合性プレポリマーを希釈し、粘度を低下させ、作業性を向上させるため、また、架橋剤として塗膜強度を付与するために使用される。
また、光重合性モノマーの混合量が多くなると塗膜は必要以上に硬くなるため、所望の硬度、あるいは所望の可とう性が得られるよう、混合割合は選択するとよい。
【０００７】
本発明にニュートンリング防止のため用いる粒子の粒径は、画像劣化を抑えるためには、小さい程良いが、表面の凹凸により充分なニュートンリング防止効果を得るためには平均粒径０．６μｍ以上２０μｍ以下であることが必要である。
【０００８】
本発明で用いる粒子としては、特に制限はないがシリカや、シリコーン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、スチレン樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子等が挙げられ、粒子の形状は、球状もしくは球状に近いものが好ましい。
ニュートンリング防止のために付与する粒子の添加量は、使用する粒子の比重により影響をうけるが、通常、樹脂固形分の０．０５〜３０重量％、好ましくは０．２〜５重量％の範囲である。
本発明において粒子を含有するハードコート層の厚みとしては、その粒子の平均粒径以下で、望ましくは平均粒径の８０％以下である。粒子の粒度分布にもよるが平均粒径の８０％よりハードコート層が厚いと、大部分の粒子がハードコート層に埋まってしまい十分なニュートンリング防止効果が得られない。さらに粒子の欠落を防止するため、粒子の平均粒径の５０％以上であることが望ましい。
【０００９】
本発明に透明導電膜の入力耐久性向上と、ニュートンリング防止のため樹脂層に粒子を添加含有せしめる場合に、カラーディスプレイ上で干渉を防止するために該樹脂層に微粒子を含有せしめるが、該微粒子としては、平均粒径１〜５００ｎｍのものが用いられるが、特に平均粒径５〜２００ｎｍの微粒子が好適に用いられる。平均粒径が５００ｎｍを越えると透過性を損なう等の傾向がある。
微粒子としては、ハンドリング性、透明導電膜との密着性を考えると、金属アルコキシドの加水分解物等から作製される、コロイド状に無機酸化物微粒子が分散した、金属酸化物ゾルが好ましい。
コロイド状に分散した微粒子は、分散剤等を使用して安定化させると更に好ましい。
無機酸化物微粒子としては、酸化珪素、酸化アンチモン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、アルミナ、チタニア、ジルコニア等が挙げられる。
なかでも、価格や色目を考えると酸化珪素を分散したコロイダルシリカが好ましい。透明導電層の導電効果を高めたい場合には、酸化錫、酸化アンチモン−酸化錫等が好適に用いることが出来る。
但し、無機酸化物微粒子を単にハードコート樹脂と混合分散する場合、ハードコート樹脂自体の架橋密度が低下し、硬度も低下する傾向がある。そこで、無機酸化物粒子の表面をアクリロキシ官能性シラン等で処理し電離放射線で架橋するようにアクリレート化変性したものをハードコート樹脂に混合するほうが更に好ましい。該表面アクリレート化した無機酸化物微粒子は、ハードコート樹脂にアクリル系のモノマー、プレポリマーを使用した場合、ハードコート樹脂との架橋に参加するため、多量に配合しても硬度の低下はなく、逆に硬度は向上する傾向にある。またハードコート樹脂への混合が容易であり、混合後の透明性においても優れている。アクリレート化の表面処理をした無機酸化物微粒子と、アクリレート化の表面処理をしていない微粒子を併用しても良い。
【００１０】
微粒子の添加量は０．００１〜９０重量％、好ましくは０．２〜４０重量％の範囲である。
尚、本発明で云うハードコート層とは鉛筆硬度がＨ以上のものである。
電離放射線塗料を用いた、ハードコート層の形成方法としては、通常の塗工方法、例えば、バー、ブレード、スピン、グラビア、スプレー等のコーティングで行うことができる。
本発明における透明導電層としては、金属アルコキシド等の加水分解物をコーティングすることによって形成される無機酸化物を主成分とするコーティング層や、若しくは、ＣＶＤ、ＥＢ蒸着、イオンプレーティグ、スパッタリング、等によって形成される屈折率（ｎＣ）が、１．８以上で２．４以下であり、その光学膜厚さ（ｎｄＣ）が１０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である層であり、ＩＴＯ、ＺｎＯ２系、ＣｄＯ系、ＳｎＯ２系等が挙げられる。
本発明において、基材フイルム（Ａ．）上に、基材フイルム（Ａ．）と樹脂層（Ｂ．）またはハードコート層（Ｄ．）との密着力を向上させるために樹脂層（Ｍ．）を使用してもよいが、該樹脂層（Ｍ．）を形成するための樹脂としては、公知の密着性向上性のための樹脂を、基材フイルム（Ａ．）と樹脂層（Ｂ．）またはハードコート層（Ｄ．）との各選定されたものからそれらの選定された構成樹脂との関係から適宜選定する。その具体例としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、等が挙げられる。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する
各例で得られた透明導電性フィルムの評価は下記する様にして行った。
各例で得られた透明導電性フィルムを上部電極に加工し、下部電極としてガラス基板に透明導電層としてＩＴＯ膜を形成したものを使用し、この下部電極の透明導電層にスペーサーを介して、上部電極の透明導電層を対向させ、タッチパネルのモデルを作成し、入力を繰り返し実行して、入力耐久性、干渉の有無、ニュートンリング発生の有無、を評価した。
【００１３】
＊実施例２
厚さ１８８μｍのポリエステルフィルム上に６官能アクリレートモノマー５０部、２官能ウレタンアクリレート３１部、光開始剤３部、平均粒径５μｍのシリカ粒子３部、平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカ微粒子６部、表面をアクリル化処理した平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカ微粒子１０部、トルエン１００部からなる塗料をハードコート樹脂バインダー部分の硬化後の厚みが３．５μｍになるようにメイヤーバーにて塗布し、溶剤乾燥後、高圧水銀灯にて紫外線を３００ｍＪ／ｃｍ²照射し硬化させて樹脂層を形成した（該樹脂層の鉛筆硬度は２Ｈであった）。該樹脂層（ハードコート層）上に、透明導電層としてＩＴＯ膜を、インジウム：錫＝９０：１０のターゲットを使用し、真空室内を１０−３Ｐａとし、ＡｒとＯ２の混合ガスを導入しながら５×１０−１ＰａとしてＤＣスパッタリングで形成した。このＩＴＯ膜の屈折率は２．０５であり光学膜厚ｎｄは６０ｎｍであった。
【００１４】
＊比較例１
厚さ１８８μｍのポリエステルフィルム上にポリエステルポリオール樹脂９０部、イソシアネート硬化剤１０部、ＭＥＫ５０部、トルエン５０部からなる塗料をバインダー部分の硬化後の厚みが３．５μｍになるようにメイヤーバーにて塗布し、１２０度で６０秒乾燥し、硬化させ樹脂層（鉛筆硬度はＢであった）を形成した。該樹脂層上に、透明導電層としてＩＴＯ膜を、インジウム：錫＝９０：１０のターゲットを使用し、真空室内を１０−３Ｐａとし、ＡｒとＯ２の混合ガスを導入しながら５×１０−１ＰａとしてＤＣスパッタリングで形成した。このＩＴＯ膜の屈折率は２．０５であり光学膜厚ｎｄは６０ｎｍであった。
【００１５】
＊比較例２
厚さ１８８μｍのポリエステルフィルム上にポリエステルポリオール樹脂９０部、イソシアネート硬化剤１０部、ＭＥＫ５０部、トルエン５０部、平均粒径５μｍのシリカ粒子３部からなる塗料をバインダー部分の硬化後の厚みが３．５μｍになるようにメイヤーバーにて塗布し、１２０度で６０秒乾燥し、硬化させ樹脂層（鉛筆硬度はＢであった）を形成した。該樹脂層上に、透明導電層としてＩＴＯ膜を、インジウム：錫＝９０：１０のターゲットを使用し、真空室内を１０−３Ｐａとし、ＡｒとＯ２の混合ガスを導入しながら５×１０−１ＰａとしてＤＣスパッタリングで形成した。このＩＴＯ膜の屈折率は２．０５であり光学膜厚ｎｄは６０ｎｍであった。
【００１６】
実施例１、２及び比較例１、２で得られた透明導電性フィルムについて以下の評価をおこなった。
（１）入力耐久性表面抵抗値が５％変化するまでポリアセタールのペンを使用し入力テストを行った。
（２）干渉ＲＧＢ３６０μｍピッチのＴＦＴ液晶カラーディスプレイ上にタッチパネルモデルを乗せて目視にて干渉の程度を評価した。
Ａ：干渉無しＢ：干渉強い
（３）ニュートンリングペン入力を行い、目視にてニュートンリングの発生を評価した。
Ａ：ニュートンリング無しＢ：ニュートンリングあり

【００１７】
【発明の効果】
本願発明の透明導電性フイルムは、タッチパネル等に使用した時、入力耐久性に優れ、ディスプレイ上で干渉の発生を防止し、ステイッキングやニュートンリングの発生を防止し得る透明導電性フイルムである。

Claims

透明基材フィルム（Ａ．）の少なくとも一面に、直接もしくは樹脂層（Ｍ．）を介して、
少なくとも樹脂と、平均粒径０．６〜２０μｍの粒子と、平均粒径１〜５００ｎｍの微粒子と、を含み、該粒子が該樹脂分に対して０．０５〜３０重量％、該微粒子が該樹脂分に対して０．００１〜９０重量％含有されてなる樹脂層（Ｂ．）であるハードコート層を形成し、
前記樹脂層（Ｂ．）上に、直接もしくは樹脂層（Ｍ．）を介して、
透明導電層（Ｃ．）を形成してなること、
を特徴とする、タッチパネル用透明導電性フィルム。
請求項１に記載のタッチパネル用透明導電性フィルムにおいて、
前記透明基材フィルム（Ａ．）の何も積層されていない側の他面に、ハードコート層（Ｄ．）を形成してなること、
を特徴とする、タッチパネル用透明導電性フィルム。