JP4284566B2 - 透明導電性フィルム、タッチパネルおよび液晶表示素子 - Google Patents
透明導電性フィルム、タッチパネルおよび液晶表示素子 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子の上側偏光板と液晶パネルの間に配置する使い方をするプラスチックフィルムを用いた透明導電性フィルム、およびこれを用いたタッチパネルに関するものであり、殊に、タッチパネルに用いた際のペン入力耐久性に優れたものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックフィルム上に透明かつ低抵抗な化合物薄膜を形成した透明導電性フィルムは、従来、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイなどの表示素子の電極、太陽電池などの光電変換素子の窓電極、電磁波シールドの電磁波遮蔽膜、あるいはタッチパネルなどの入力装置の電極として広く使用されている。
【０００３】
従来公知の透明導電層としては、金、銀、白金、パラジウムなどの貴金属薄膜と、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウム−スズ、酸化亜鉛などの酸化物半導体薄膜とが知られている。
【０００４】
近年、携帯情報端末の普及により、入力や操作性の簡便さが要求され、表示画面上の任意の点を押圧することにより入力できるペン入力タイプが広く用いられるようになってきている。ペン入力の方式としては、静電容量方式や光センサー方式、タッチパネル方式が知られている。特に、タッチパネル方式は、位置検出がアナログ的であり、高分解能であることや、周辺装置がコンパクトにできることなどの特徴があり、ワープロ、パソコン、電子手帳等、携帯用や個人用の情報端末に多く使われてきている。
【０００５】
上記のタッチパネルの用途に用いられる透明導電性フィルムは、基本的には導電層（殊にＩＴＯ層）／高分子フィルムの層構成を有し、タッチパネルとして使用するときは、２枚の透明導電性フィルムの導電層側がスペーサを介いて対向配置して用いられている。
【０００６】
通常のタッチパネルは、液晶表示素子の最上面に重ね合わせて用いられる。そのようなことから、透明性、機械的性質、表面平滑性、耐溶剤性、耐スクラッチ性、非透湿性、コストなどの総合性能を考慮して二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが一般的に用いられている。
【０００７】
前記のようにタッチパネルを配設した液晶表示機器においては、光の反射を少なくすることによる視認性の向上、表示装置全体の軽量化、また、ペン入力により位置検出精度が劣化しないなどの耐久性の向上等が要求されている。
【０００８】
この様な要求に対し、前記の液晶表示素子の最上面に重ね合わせて用いられるタッチパネルにおいて、光の反射を少なくすることによる視認性の向上を目的として、タッチパネルの上面に更に反射防止フィルムを設置する方法や、透明導電性フィルムの導電層の反対面に、反射防止層をドライコート法やウェットコート法により設ける方法が提案されている。
【０００９】
また、同様に視認性を向上させるために、例えば、特開平８−１５５９８８号、特開平８−１６１１１６号等で提案されているような、光等方性を有する透明導電性フィルムを用い、タッチパネルを液晶表示素子の偏光板の下に設置する方法が提案されている。
【００１０】
次に、耐久特性として特に求められている特性としては、位置検出回路とタッチパネルの接続に対する接続部材の耐久性と、ペンによる押圧で透明導電性フィルムの透明導電性薄膜にクラックや剥離が生じないという透明導電性薄膜に対する耐久性である。ここで、通常、位置検出回路とタッチパネルの接続には銀ペーストが用いられている。
【００１１】
銀ペーストと透明導電性薄膜とを強固に接着するには、透明導電性薄膜上に銀ペースト塗布後の焼成を１５０℃以上の高温で行えばよい。しかし、通常のポリエステルフィルムを１５０℃で熱処理すると、オリゴマーの析出によりフィルムが白濁してしまう。そこでオリゴマー析出防止層として透明なプラスチックフィルム上に有機ケイ素化合物の加水分解により生成された層を設け、さらに透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルム（特開昭６０−１３１７１１号）が提案されている。
【００１２】
また、ペン入力用タッチパネルに透明導電性フィルムを用いた場合、スペーサーを介して対向させた一対の導電性薄膜同士が、ペン入力による押圧で強く接触するため、薄膜にクラックや剥離が生じてしまい、電気抵抗が増大したり、断線を生じたりする。
【００１３】
この様な、ペン入力により導電性が劣化しないなどの耐久特性の向上としては、例えば、１２０μｍ以下の厚さの透明プラスチック上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤層で他の透明基体と貼りあわせた透明導電性フィルム（特開平２−６６８０９号）が提案されている。
【００１４】
また、加熱処理によりインジウム酸化物の結晶粒径を０．３μｍ以下とした透明導電性フィルム（特許第２５２５４７５号）が提案されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の様に、タッチパネルを液晶表示素子の最上面に重ね合わせて用いる方法では、タッチパネルの上面に更に反射防止フィルムを設置する方法や、透明導電性フィルムの導電層の反対面に、反射防止層をドライコート法やウェットコート法により設ける方法が提案されているが、光の反射を少なくすることによる視認性の向上には、限界がある。
【００１６】
また、前述の視認性を向上させるために、光等方性を有する透明導電性フィルムを用い、タッチパネルを液晶表示素子の偏光板の下に設置する方法が提案されている。しかし、この方法では視認性は向上するものの、ペン入力による耐久性については不十分である。
【００１７】
また、前述のペン入力により導電性の劣化に対する耐久性を向上させるために、透明プラスチック上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤層で他の透明基体と貼りあわせた透明導電性フィルムを用いる方法が提案されている。しかし、この方法ではペン入力に対する耐久性は十分ではなく、また、粘着剤を用いて貼り合わせるため、貼り合わせ時にゴミなどの異物が混入し、光学欠点の多い透明導電性フィルムとなり好ましくない。
【００１８】
また、透明なプラスチックフィルム上に有機ケイ素化合物の加水分解により生成された層を設け、さらに透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムを用いる方法では、この透明導電性フィルムは、耐久性を得るために透明導電性薄膜を製膜した後に、有機ケイ素化合物の加水分解により生成された層を架橋するために１５０℃、１０時間もの熱処理が必要である。このため、結晶質の透明導電性薄膜となり、タッチパネル作製時の透明導電性薄膜のエッチング特性が極めて悪く、タッチパネルの製造コストが高いものになる。
【００１９】
また、加熱処理によりインジウム酸化物の結晶粒径を０．３μｍ以下とした透明導電性フィルムを用いる方法でも、透明導電性フィルムは結晶質の透明導電性薄膜となる。このため、この場合もタッチパネル作製時の透明導電性薄膜のエッチング特性が極めて悪く、タッチパネルの製造コストが高いものになる。
【００２０】
従って、本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、タッチパネル用の透明導電性フィルムにおいて、視認性を低下させることがなく、しかも、接続部材および透明導電性薄膜に対するペン入力耐久性を兼ね備えたタッチパネル用透明導電性フィルムを提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のリターデーション値を有する光等方性フィルム上に特定の表面張力を有し、かつ非晶質である透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムを、液晶パネルと上側偏光板の間に配設することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明に至った。
【００２２】
すなわち、本発明の課題は、以下の手段で達成される。
１． リターデーション値が１５ｎｍ以下の光等方性フィルムの片面に非晶質である透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムであって、前記透明導電性薄膜の表面張力が３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、液晶表示素子の上側偏光板と液晶パネルの間に配置する使い方をすることを特徴とする透明導電性フィルム。
２． 前記光等方性フィルムと透明導電性薄膜との付着力が１０ｇ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする前記１記載の透明導電性フィルム。
【００２３】
３． 前記１記載の透明導電性薄膜がインジウム−スズ複合酸化物薄膜であり、かつ前記透明導電性薄膜中の酸化スズの含有率が１０〜６０ｗｔ％であることを特徴とする前記１または２記載の透明導電性フィルム.
４． 前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜を形成していない面に反射防止処理層を積層することを特徴とする前記１乃至３のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【００２４】
５． 透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、少なくとも片方のパネル板が前記１乃至４のいずれかに記載の透明導電性フィルムであることを特徴とするタッチパネル。
６． 上側偏光板と液晶パネルとの間に前記５記載のタッチパネルを配設してなることを特徴とする液晶表示素子。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２６】
本発明における透明導電性フィルムは、構成する基材フィルムが光等方性フィルムであることを特徴とする透明導電性フィルムであり、また、基材フィルムの片面に透明導電性薄膜が形成されていることを特徴とする透明導電性フィルムであり、更には、前記透明導電性フィルムを用いることを特徴とするタッチパネルであり、次の方法によって製造することができる。但し、この方法に限定されるものではない。
【００２７】
本発明における光等方性フィルムとしては、有機高分子を溶融押出し又は溶液押出しをして、必要に応じ、冷却、熱固定を施したフィルムであり、有機高分子としては、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなどが用いられる。
【００２８】
また、光等方性フィルムは、リターデーション値が１５ｎｍ以下である必要がある。好ましくは１０ｎｍ以下のフィルムである。１５ｎｍを越える場合には、着色や可視光領域において干渉縞が表れて、表示品位が低下し好ましくない。また可視光線透過率は、７５％以上のものが用いられる。ここで、リターデーション値とは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性（△Ｎ＝｜Ｎｘ−Ｎｙ｜）とフィルム厚みｄ（ｎｍ）との積（△Ｎ×ｄ）である。光等方性フィルムは、単層のみならず、複層であってもよい。
【００２９】
本発明における光等方性フィルムの厚みは、１０μｍを越え、３００μｍの範囲にあることが好ましく、特に好ましくは５０〜２００μｍの範囲である。フィルムの厚みが１０μｍ以下では機械的強度が不足し、特にタッチパネルに用いた際のペン入力に対する変形が大きくなり過ぎ、耐久性が不十分となり好ましくない。一方、３００μｍを越えると、タッチパネルに用いた際のペン入力時の荷重を大きくする必要があり、好ましくない。
【００３０】
本発明における透明導電性薄膜としては、透明性、及び導電性をあわせもつ材料であれば特に制限はないが、代表的なものとしては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物等の薄膜がある。これらの化合物薄膜は、適当な作成条件とすることで、透明性と導電性をあわせもつ透明導電性薄膜となることが知られている。
【００３１】
透明導電性薄膜の膜厚としては、４０〜８０００Åの範囲が好ましく、特に好ましくは５０〜５０００Åである。透明導電性薄膜の膜厚が４０Åよりも薄い場合、連続した薄膜になりにくく良好な導電性を示さない。また、８０００Åよりも厚い場合、透明性の低下をきたす。
【００３２】
透明導電性薄膜の作成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法、ゾル−ゲル法などが知られており、上記材料の種類および必要膜厚に応じて適宜の方法を用いることが出来る。
【００３３】
例えばスパッタリング法の場合、化合物を用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、水蒸気等を導入したり、オゾン添加、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。
【００３４】
非晶質の透明導電性膜を製膜するためには、基板である光等方性フィルムの製膜時の温度を１００℃以下にする必要がある。また、蒸着法、ＣＶＤ法などの他の作成方法においても同様である。
【００３５】
銀ペーストと透明導電性薄膜との接着性を強固なものとするためには、透明導電性薄膜の表面張力を３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍにすることが必要である。透明導電性薄膜の表面張力を３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍにすることで、１２０℃程度の低い焼成温度でも銀ペーストと透明導電性薄膜とを強固に接着することが可能となる。透明導電性薄膜の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍよりも小さい場合は、１２０℃の焼成温度では銀ペーストとの接着性が十分ではない。また、透明導電性薄膜の表面張力が６０ｄｙｎｅ／ｃｍよりも大きい場合は、透明導電性薄膜上に水分などの吸着水が増え、やはり銀ペーストとの接着性が十分ではない。
【００３６】
透明導電性薄膜の表面張力を３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍにするには、透明導電性薄膜を酸性もしくはアルカリ性溶液で処理し表面を活性にする方法、紫外線、電子線を表面に照射し活性にする方法、コロナ処理やプラズマ処理を施し活性にする方法が用いられる。
【００３７】
酸性水溶液による洗浄に用いられる酸は、塩酸、硫酸、フッ酸、硝酸などの単独酸もしくは混酸が好ましい。また、アルカリ性水溶液による洗浄に用いられるアルカリは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウムなどを単独もしくは混合したものを用いるのが好ましい。また、これらの酸性もしくはアルカリ性の成分を含んでいる洗浄液を用いてもよい。
【００３８】
また、低圧もしくは高圧水銀ランプを用いて、紫外線を照射し空気中の酸素を活性酸素とし、この活性酸素が透明導電性薄膜表面と反応することで、表面張力の高い透明導電性薄膜を得ることができる。このときの紫外線照射量としては５〜２０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲が好ましい。５ｍＪ／ｃｍ2よりも少ない照射量では表面を活性にできず、２０００ｍＪ／ｃｍ2よりも多い照射量では処理に時間がかかりすぎ、工業的に好ましくない。
【００３９】
また、電子線照射に用いる電子線源としては、電子発生方式として、熱陰極型、電界放出型、冷陰極型などを用い、高電圧発生方式としてはコッククロフト・ウォルトン型、変圧器整流型、バンテクラフ型などを用いるのが好ましい。また、電子線のエネルギーとしては、５０ＫｅＶ〜３０ＭｅＶの範囲が好ましい。５０ＫｅＶよりも低いエネルギーでは透明導電性薄膜の表面活性化の効果が十分ではなく、３０ＭｅＶよりも高エネルギーの電子線源は非常に高価なものとなり、工業的に好結果を得にくい。また、照射線量としては、０．１〜５００Ｍｒａｄの範囲が好ましい。０．１Ｍｒａｄより少ない照射線量では、透明導電性薄膜の表面活性化の効果が十分ではなく、５００Ｍｒａｄよりも多い照射線量は処理に時間がかかり、工業的に好結果を得にくい。
【００４０】
また、表面張力の高い材料を透明導電性薄膜に用いてもよい。例えば、透明導電性薄膜として好適に用いられるインジウム−スズ複合酸化物薄膜のうち、酸化スズの含有率を多くすることで、表面張力を高くすることが可能である。
【００４１】
インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズの含有率は、１０〜６０重量％でありことが好ましく、特に好ましくは１５〜５０重量％である。酸化スズ含有率が１０重量％未満の場合、前述の活性化処理を併用しなければ、表面張力を３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲内とすることができず、６０重量％を越える含有率の場合は、導電性が不十分な薄膜となってしまう。
【００４２】
本発明における透明導電性フィルムにおいて、ペン入力耐久性を向上させるには、光等方性フィルムと透明導電性薄膜との付着力を１０ｇ／１５ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００４３】
光等方性フィルムと透明導電性薄膜との接着性をさらに向上させるために、透明導電性薄膜を製膜する前に、光等方性フィルムに表面処理をすることが有効である。具体的な手法としては、サンドブラストやエンボス加工により表面積を増加させる物理的表面粗面化処理法、また、カルボニル基やカルボキシル基、水酸基を光等方性フィルム表面に増加させるために、グローまたはコロナ放電を照射する放電処理法、さらに、水酸基、カルボニル基などの極性基を増加させるために、酸またはアルカリで光等方性フィルム表面を処理する化学薬品処理法などが挙げられる。これらのうち、光等方性フィルムと透明導電性薄膜との接着性への寄与、経時安定性、処理コストの点から、酸性またはアルカリ性水溶液による光等方性フィルムの表面処理法が適している。
【００４４】
酸性水溶液としては、重クロム酸ナトリウムと硫酸の混合水溶液であるクロム酸混液や塩酸水溶液などが用いられ、アルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などが用いられる。
【００４５】
透明導電性薄膜と光等方性フィルムとの付着力を強固にするために、プライマー層を透明導電性薄膜と光等方性フィルムとの中間に設けてもよい。プライマー層に用いる高分子樹脂は、透明導電性薄膜と光等方性フィルムの双方に卓越した接着性を提供するものであり、具体的には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、シリコンアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリシロキサン樹脂などが好ましく用いられる。
【００４６】
プライマー層の厚さは、特に限定されないが、０．００５〜１０μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは０．０１〜５μｍの範囲である。０．００５μｍより薄い場合は、連続した膜になりにくいため透明導電性薄膜の付着力が不足する。また、１０μｍよりも厚い場合は、プライマー層の凝集破壊が起りやすくなるため、やはり透明導電性薄膜の付着力が不足する。
【００４７】
光等方性フィルムにプライマー層を積層する方法としては、特に限定されないが、コーティング法が好ましく用いられる。例えばコーティング法としては、エアドクタコート法、ナイフコート法、ロッドコート法、正回転ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ビードコート法、スリットオリフェスコート法、キャストコート法などが挙げられる。また、架橋構造を付与する場合には、コーティング後に加熱もしくは紫外線、電子線照射によりエネルギーを印加する。
【００４８】
プライマー層を積層する前に、本発明の目的を損なわない範囲で、光等方性フィルム表面にコロナ放電処理、グロー放電処理などの表面処理を施してもよい。
【００４９】
また、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜を設けた面とは反対側の面に、タッチパネルに用いた際に可視光線の透過率をさらに向上させるために、反射防止処理層（ＡＲ）を設けてもよい。この反射防止処理層（ＡＲ）には、基材フィルムの屈折率とは異なる屈折率を有する材料を単層もしくは2層以上の積層するのが好ましい。単層構造の場合、基材フィルムよりも小さな屈折率を有する材料を用いるのがよい。また、２層以上の多層構造とする場合は、基材フィルムと隣接する層は、基材フィルムよりも大きな屈折率を有する材料を用い、この上の層にはこれよりも小さな屈折率を有する材料を選ぶのがよい。このような反射防止処理層（ＡＲ）を構成する材料としては、有機材料でも無機材料でも上記の屈折率の関係を満足すれば特に限定されないが、例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＡｌＦ4、ＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＺｒＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｏ3などの誘電体が好ましく用いられる。
【００５０】
この反射防止処理層（ＡＲ）を積層する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などのドライコーティングプロセスでも、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティングプロセスでもよい。
【００５１】
さらに、この反射防止処理層（ＡＲ）の積層に先立って、前処理として、コロナ放電処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、プライマー処理、易接着処理などの公知の処理を施してもよい。
【００５２】
また、本発明の目的を損なわない範囲で、透明導電性フィルムの傷付きを防止する目的で、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜を設けた面の反対側の面に、ハードコート処理層を設けてもよい。
【００５３】
図３に、本発明のタッチパネルの１例を示す。透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、一方のパネル板に本発明の透明導電性フィルムを用いたものである。このタッチパネルは、透明導電性フィルム側より、ペンにより文字入力したときに、ペンからの押圧により、対向した透明導電性薄膜同士が接触し、電気的にＯＮになり、ペンのタッチパネル上での位置を検出できる。このペン位置を連続的かつ正確に検出することで、ペンの軌跡から文字を入力できる。この際、ペン接触側のパネル板に本発明の透明導電性フィルムを使用すると、ペン入力耐久性に優れるため、長期にわたって安定なタッチパネルとなる。
【００５４】
なお、図３において、もう一方のパネル板は、ガラス板の透明基板の上に透明導電性薄膜を積層したものであるが、本発明の透明導電性フィルムを使用してもよい。また、液晶ガラス基板の配向膜設置面の反対側の面上に透明導電性薄膜を積層したものでもよい。
【００５５】
【実施例】
次に実施例をあげて本説明をさらに説明する。以下「部」とあるのは重量部である。
【００５６】
実施例１
図１は本発明の透明導電性フィルムの一例を模式的に示した断面図であり、また、図２はその透明導電性フィルムを用いて作製した液晶表示素子の一例を模式的に示した断面図である。
【００５７】
光等方性フィルムとして、１００μｍの環状ポリオレフィンフィルム（商品名：ＡＲＴＯＮ、ＪＳＲ（株）社製）を準備した。以下、ＡＲＴＯＮフィルムと略す。このＡＲＴＯＮフィルムのリターデーション値は８ｎｍ、全光線透過率は９２％であった。
【００５８】
このＡＲＴＯＮフィルムを表面の汚れを除去するために、洗浄剤（商品名：スキャット２０−Ｘ、第一工業製薬（株）社製）の１０体積％の水溶液中にフィルムを２分間浸漬した。さらに、表面に残存している洗浄剤を洗浄するために、純水の流水中に２分間浸漬した。フィルムを十分に乾燥した後、インジウム−スズ複合酸化物をターゲットに用いて、高周波マグネトロンスパッタリング法で、３００Åの厚みの、酸化スズ含有率８重量％のインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として、前記ＡＲＴＯＮフィルム上に製膜した。この時、真空度は１×１０-3Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒを６０ｓｃｃｍ、Ｏ2を２ｓｃｃｍ流した。また製膜中、ＡＲＴＯＮフィルムの温度は２０℃とした。
【００５９】
このようにして製膜した透明導電性薄膜をＵＶオゾン洗浄機（アイグラフィック株式会社製：ＯＣ−２５０３１５Ｇ）を用い、ＵＶランプ２５Ｗ、３灯、照射時間１５秒で処理した。
【００６０】
得られた透明導電性フィルムを一方のパネル板に用い、他方のパネル板としてガラス基板上に前記と同等の方法で厚み４００Åの透明導電性薄膜を形成したものを用いた。この２枚のパネル板を透明導電性薄膜が対向するように、直径３０μｍのエポキシビーズを介して、配置しタッチパネルを作製した。
【００６１】
次に得られたタッチパネルを、図４の様に液晶表示素子の液晶パネルと上側偏光板の間に組み込んで液晶表示素子を作製した。
【００６２】
実施例２
実施例１と同様のＡＲＴＯＮフィルムを用い、このＡＲＴＯＮフィルム上に、インジウム−スズ複合酸化物をターゲットに用いて、高周波マグネトロンスパッタリング法で、厚み３００Åのインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として製膜した。この時、酸化スズ含有率が１５、２５、３５、４５、６０重量％であるインジウム−スズ複合酸化物ターゲットを用いた。各々のターゲットを用いた際のインジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズ含有率は、１４、２４、３３、４２、５６重量％であった。また、真空度は1×１０-3Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒを６０ｓｃｃｍ、Ｏ2を２ｓｃｃｍ流した。また製膜中、ＡＲＴＯＮフィルムの温度は２０℃とした。この透明導電性フィルムを用い、実施例1と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。
【００６３】
実施例３
実施例１と同様のＡＲＴＯＮフィルムを、洗浄後、４０℃の０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液中に２分間浸漬し、さらに表面に残存している水酸化ナトリウムを洗浄するために純水の流水中に２分間浸漬した。
【００６４】
この処理したＡＲＴＯＮフィルム上に、インジウム−スズ複合酸化物をターゲットに用いて、高周波マグネトロンスパッタリング法で、厚み３００Åの酸化スズ含有率が２０重量％のインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として製膜した。このターゲットを用いた際のインジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズ含有率は、１８重量％であった。また真空度は1×１０-3Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒを４０ｓｃｃｍ、Ｏ2を１ｓｃｃｍ流した。また製膜中、ＡＲＴＯＮフィルムの温度は２０℃とした。この透明導電性フィルムを用い、実施例１と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。
【００６５】
実施例４
実施例１と同様にして得られたＡＲＴＯＮフィルムを、洗浄後、重クロム酸ナトリウム１部、硫酸１０部、水３０部からなるクロム酸混液中を４０℃に保ち、２分間浸漬し、さらに表面の残存物を洗浄するために純水の流水中に２分間浸漬した以外は、実施例３と同様にして実施した。
【００６６】
実施例５
実施例１と同様のＡＲＴＯＮフィルムを用い、このＡＲＴＯＮフィルムの面上にプライマー層として、ポリエステル樹脂（東洋紡績（株）製：バイロン２８０）３部をメチルエチルケトン５０部、トルエン５０部、架橋剤（日本ポリウレタン工業（株）製：コロネートＬ）1部で溶解した塗液を、グラビア法でコートした。予備乾燥１２０℃、１分間処理した後、さらに硬化のために１３０℃、５分加熱処理した。硬化後のプライマー層の厚さは０．０８μｍであった。
【００６７】
このプライマー面上に、実施例３と同様の条件でインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として製膜した。このインジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズ含有率は、１８重量％であった。この透明導電性フィルムを用い、実施例１と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。
【００６８】
実施例６
実施例５と同様にして作成した透明導電性フィルムを用い、この透明導電性フィルムをＵＶオゾン洗浄機（アイグラフィック株式会社製：ＯＣ−２５０３１５Ｇ）を用い、ＵＶランプ２５Ｗ、３灯、照射時間１５秒で処理し、実施例１と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。
【００６９】
実施例７
実施例１と同様にして作製したＡＲＴＯＮフィルムとインジウム−スズ複合酸化物薄膜からなる積層体の、インジウム−スズ複合酸化物薄膜を形成した面と反対側の面上に、反射防止処理層（ＡＲ）として、厚さ７３０Åで屈折率１．８９のＹ2Ｏ3薄膜、さらに厚さ１２００Åで屈折率２．３のＴｉＯ2薄膜、さらに厚さ９４０Åで屈折率１．４６のＳｉＯ2薄膜を、それぞれ高周波スパッタリング法で製膜した。このそれぞれの誘電体薄膜を製膜する時、いずれも真空度1×１０-3Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒを５５ｓｃｃｍ、Ｏ2を５ｓｃｃｍ流した。また、基板は製膜中、加熱もしくは冷却せず、室温のままとした。また、この透明導電性フィルムを用い、実施例１と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。但し、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットには、酸化スズ含有率が２０重量％のものを使用した。
【００７０】
実施例８
ＡＲＴＯＮフィルムの代わりに、環状ポリオレフィン樹脂（商品名：ＺＥＯＮＥＸ、日本ゼオン（株）社製）を流延製膜により得た。厚さが１００μｍ、リターデーション値が１０ｎｍ、全光線透過率が９２％のＺＥＯＮＥＸフィルムを用いた以外は、実施例２と同様にして実施した。但し、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットには、酸化スズ含有率が２０重量％のものを使用した。
【００７１】
比較例1
ＵＶオゾン処理を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを作製した。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にして実施した。
【００７２】
比較例２
酸化スズ含有率が７０、８０、９０重量％であるターゲットを用いた以外は、実施例２と同様にして透明導電性フィルムを作製した。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００７３】
比較例３
ＵＶオゾン処理を行わなかった以外は、実施例５と同様にして、透明導電性フィルムを作製した。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。但し、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットには、酸化スズ含有率が９重量％のものを使用した。
【００７４】
比較例４
ＡＲＴＯＮフィルムの代わりに、ポリエチレンテレフタレートを水で冷却した回転ドラム上にフィルム形成ダイを通して押出し、未延伸フィルムを作製した。この未延伸フィルムを長手方向に３．２倍延伸した後、幅方向に３．５倍延伸し、２３０℃で熱固定した厚み１２０μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして実施した。
【００７５】
比較例５
タッチパネルを、液晶表示素子の最上面（上側偏光板の上）に組み込んで液晶表示素子を作製した以外は、実施例２と同様に実施した。但し、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットには、酸化スズ含有率が２０重量％のものを使用した。
【００７６】
比較例６
ＡＲＴＯＮフィルムの一方の面に有機ケイ素化合物のブタノール、イソプロパノール混合アルコール系溶液（濃度１重量％）を塗工した後、１００℃で1分間乾燥した。この後、有機ケイ素化合物上に実施例１と同様にして、インジウム−スズ複合酸化物薄膜からなる透明導電性薄膜を基板温度１２０℃で製膜した。この積層体をさらに１５０℃で１０時間、加熱処理を行った。また、この透明導電性フィルムを用い、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製した。
【００７７】
以上の実施例１〜８および比較例１〜６の透明導電性フィルムについて、透明導電性薄膜中の組成分析、透明導電性薄膜のエッチング時間、透明導電性薄膜の電子線回折像、透明導電性フィルムの光線透過率、透明導電性薄膜の表面張力、透明導電性薄膜の表面抵抗率、透明導電性薄膜の付着力、銀ペーストと透明導電性薄膜との密着性を下記の方法で測定した。また、透明導電性フィルムを用いて作製したタッチパネルについて、ペン入力耐久性試験を、さらにタッチパネルを組み込んだ液晶表示素子について視認性の評価を実施した。
【００７８】
＜リターデーション値＞
リターデーション値は、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性（△Ｎ＝｜Ｎｘ−Ｎｙ｜）とフィルム厚みｄ（ｎｍ）との積（△Ｎ×ｄ）で定義される数値である。
屈折率の異方性（ΔＮ）は、下記の方法により求めた。
二枚の偏光板を用いて、フィルムの配向軸方向を求め、配向軸がほぼ直行するように、４ｃｍ×２ｃｍの長方形に切り出し、測定用サンプルとした。該サンプルについて、ほぼ直行する二軸の屈折率をアッベ屈折率計（（株）アタゴ製 ＡＴＡＧＯ ４Ｔ）によって求め、屈折率差の絶対値を屈折率の異方性（ΔＮ）とした。
フィルムの厚みｄ（ｎｍ）は、電気マイクロメータ（ファインリューフ社製 ミリトロン １２４５Ｄ）を用いて測定し、単位をｎｍに換算した。
【００７９】
＜透明導電性薄膜の結晶構造＞
透明導電性薄膜の単独膜を得るために、プラスチックフィルムおよび硬化性高分子硬化層を溶解し、透明導電性フィルムを構成する基材フィルムの溶解する溶剤中に２日間浸漬する。溶液中の透明導電性薄膜をマイクログリッドに乗せ、溶液を乾燥させるために1日間風乾した。この試料の電子線回折像を透過型電子顕微鏡（日本電子（株）製：JEM-2010）にて測定した。電子線の条件は、加速電圧２００ｋＶ、波長０．００２５ｎｍで行った。この回折像から透明導電性薄膜が結晶質であるか、非晶質であるかを測定した。
【００８０】
＜光線透過率＞
日本電色工業（株）製 NDH-1001DPを用い、「ＪＩＳ Ｋ ７１０５」に準拠した積分球式光線透過率法にて測定した。
【００８１】
＜表面張力＞
表面張力が既知である水、およびヨウ化メチレンの透明導電性薄膜に対する接触角：θw、θyを接触角計（協和界面科学株式会社製：CA-X型）を用い、２５℃、５０％ＲＨの条件下で測定した。これらの測定値を用い、以下のようにして、透明導電性薄膜の表面張力γsを算出した。
透明導電性薄膜の表面張力γsは、分散性成分γsdと極性成分γspとの和である。すなわち、
γs＝γsd＋γsp （式１）
また、Youngの式より、
γs＝γsw＋γw×cosθw （式２）
γs＝γsy＋γy×cosθy （式３）
ここで、γswは透明導電性薄膜と水との間に働く張力、γswは透明導電性薄膜とヨウ化メチレンとの間に働く張力、γwは水の表面張力、γyはヨウ化メチレンの表面張力である。
また、Fowkesの式より、
γsw＝γs＋γw−２×（γsd×γwd）1/2−２×（γsp×γwp）1/2 （式４）
γsy＝γs＋γy−２×（γsd×γyd）1/2−２×（γsp×γyp）1/2 （式５）
である。ここで、γwdは水の表面張力の分散性成分、γwpは水の表面張力の極性成分、γydはヨウ化メチレンの表面張力の分散性成分、γypはヨウ化メチレンの表面張力の極性成分である。
式１から式５の連立方程式を解くことにより、透明導電性薄膜の表面張力γs＝γsd＋γspを算出できる。この時、水の表面張力（γw）は７２．８ｄｙｎｅ／ｃｍ、ヨウ化メチレンの表面張力（γy）は５０．５ｄｙｎｅ／ｃｍ、水の表面張力の分散性成分（γwd）は２１．８ｄｙｎｅ／ｃｍ、水の表面張力の極性成分（γwp）は５１．０ｄｙｎｅ／ｃｍ、ヨウ化メチレンの表面張力の分散性成分（γyd）は４９．５ｄｙｎｅ／ｃｍ、ヨウ化メチレンの表面張力の極性成分（γyp）は１．３ｄｙｎｅ／ｃｍを用いた。
【００８２】
＜付着力測定＞
厚さ４０μｍのアイオノマーフィルムとポリエステル系接着剤を用いて、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにラミネートした付着力測定用積層体を作製した。この付着力測定用積層体のアイオノマー面と透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面を対向させ、１３０℃でヒートシールした。この積層体を付着力測定用積層体と透明導電性フィルムとを１８０度剥離法で剥離し、この剥離力を付着力とした。この時の剥離速度は１０００ｍｍ／分とした。
【００８３】
＜透明導電性薄膜中の酸化スズの含有率＞
インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズの含有率（重量％）は、薄膜中のインジウムとスズの組成を原子吸光分析で求め、インジウムとスズが薄膜中で完全酸化物であると仮定して、Ｉｎ2Ｏ3及びＳｎＯ2の比重（Ｉｎ2Ｏ3は７．１８、ＳｎＯ2は６．９５）を用いて算出した値である。
【００８４】
＜表面抵抗率＞
三菱化学(株）製 Lotest AMCP-T400を用い、「ＪＩＳ Ｋ ７１９４」に準拠した４端子法にて測定した。単位はΩ／□である。
【００８５】
＜エッチング時間＞
１０ｃｍ×１ｃｍのサイズに切り出した透明導電性フィルムの両端にテスターを接続し、抵抗を測定しながら、４０℃の２０％硫酸水溶液中に浸漬し、抵抗が１０ＭΩ以上となる時間をエッチング時間（秒）とした。
【００８６】
＜銀ペーストの密着性＞
ステンレス製のスクリーンメッシュ（２００ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）を用い、銀ペースト（東洋紡績株式会社製：DW-250H-5）を透明導電性薄膜上に塗布し、１２０℃で３０分間焼成した。焼成後の銀ペーストの厚さは２０μｍである。銀ペーストと透明導電性薄膜の密着性を「ＪＩＳ Ｄ０２０２」に準拠しクロスカット密着法を用い、５枚の試験片について測定しその平均値を算出した。
【００８７】
＜ペン入力耐久性＞
まず、ペン入力試験前のリニアリティ測定を以下のようにして実施した。本発明の透明導電性フィルムを１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出し、透明導電性薄膜形成面の両端辺に幅５ｍｍの電極を銀ペーストを塗布して作成した。この電極間に定電圧電源により５Ｖを印加し、サンプルの中心部５０ｍｍ×５０ｍｍの範囲を縦横に１ｍｍ間隔で（x1, y1)〜（x50, y50)の２５００点について、電圧Vi,j（i,j=1〜50）を測定した。各電圧測定点での理論電圧Ui,j=V1,1+(V50,50-V1,1)/50×(j-1)からのズレをΔi,j=(Vi,j-Ui,j)/Ui,jで定義し、このΔi,jの絶対値の最大値をリニアリティと定義した。
【００８８】
ペン入力試験前のリニアリティを測定した透明導電性フィルムを用い、実施例および比較例に記載されているようにしてタッチパネルを作製した。透明導電性フィルムで構成されたパネル板側から、ポリアセタール樹脂からなるペン先半径０．８ｍｍのタッチペンを用いて、リニアリティ測定を行った部位に、プロッタ（ローランド(株）製：DXY-1150）により、２ｃｍ角サイズのカタカナの「ア〜ン」までの文字を２００，０００字の筆記を行い、ペン入力試験を行った。この時、ペン荷重は２５０ｇｆ、文字筆記速度は２，０００字／時間とした。
【００８９】
ペン入力試験後の透明導電性フィルムのリニアリティを前述と同様の手法で測定し、リニアリティが３％を越えた筆記字数をペン入力耐久性とした。
【００９０】
実施例１〜８、および比較例１〜６についての測定結果を表１、２に示す。
【００９１】
【表１】
【００９２】
【表２】
【００９３】
【発明の効果】
本発明の透明導電性フィルムは、光等方性フィルム上の透明導電性薄膜の表面張力が３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍであるため、銀ペーストとの密着性に優れる。
さらに光等方性フィルムと透明導電性薄膜との付着力を１０ｇ／１５ｍｍ以上と非常に強固にすると、ペン入力用タッチパネルに用いた際に、ペンの押圧で対向の透明導電性薄同士が強く接触しても透明導電性薄膜に剥離、クラックが生じることがなく、ペン入力耐久性に極めて優れた透明導電性フィルムとなる。
さらには、非晶質である透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムであるため、導電性、透明性およびエッチング特性に極めて優れる透明導電性フィルムとなる。
【００９４】
また、本発明のタッチパネルは、タッチパネルとして液晶パネルと上偏光板の間に配設できるため、表面反射が低く抑えられ視認性が向上する。更には、液晶表示部と位置検出部の間隔が狭められることにより、位置検出精度の向上もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透明導電性フィルムの一例を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の透明導電性フィルムの一例を模式的に示した断面図である。
【図３】図１の透明導電性フィルムを用いて作製したタッチパネルの一例を模式的に示した断面図である。
【図４】図３のタッチパネルを組み込んだ液晶表示素子の一例を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１ 透明導電性フィルム
２ ガラス板
３ ビーズ
４ 偏光板
５ 液晶パネル
６ タッチパネル
１１ 光等方性フィルム
１２ 透明導電性薄膜
１３ 反射防止処理層（ＡＲ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子の上側偏光板と液晶パネルの間に配置する使い方をするプラスチックフィルムを用いた透明導電性フィルム、およびこれを用いたタッチパネルに関するものであり、殊に、タッチパネルに用いた際のペン入力耐久性に優れたものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックフィルム上に透明かつ低抵抗な化合物薄膜を形成した透明導電性フィルムは、従来、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイなどの表示素子の電極、太陽電池などの光電変換素子の窓電極、電磁波シールドの電磁波遮蔽膜、あるいはタッチパネルなどの入力装置の電極として広く使用されている。
【０００３】
従来公知の透明導電層としては、金、銀、白金、パラジウムなどの貴金属薄膜と、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウム−スズ、酸化亜鉛などの酸化物半導体薄膜とが知られている。
【０００４】
近年、携帯情報端末の普及により、入力や操作性の簡便さが要求され、表示画面上の任意の点を押圧することにより入力できるペン入力タイプが広く用いられるようになってきている。ペン入力の方式としては、静電容量方式や光センサー方式、タッチパネル方式が知られている。特に、タッチパネル方式は、位置検出がアナログ的であり、高分解能であることや、周辺装置がコンパクトにできることなどの特徴があり、ワープロ、パソコン、電子手帳等、携帯用や個人用の情報端末に多く使われてきている。
【０００５】
上記のタッチパネルの用途に用いられる透明導電性フィルムは、基本的には導電層（殊にＩＴＯ層）／高分子フィルムの層構成を有し、タッチパネルとして使用するときは、２枚の透明導電性フィルムの導電層側がスペーサを介いて対向配置して用いられている。
【０００６】
通常のタッチパネルは、液晶表示素子の最上面に重ね合わせて用いられる。そのようなことから、透明性、機械的性質、表面平滑性、耐溶剤性、耐スクラッチ性、非透湿性、コストなどの総合性能を考慮して二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが一般的に用いられている。
【０００７】
前記のようにタッチパネルを配設した液晶表示機器においては、光の反射を少なくすることによる視認性の向上、表示装置全体の軽量化、また、ペン入力により位置検出精度が劣化しないなどの耐久性の向上等が要求されている。
【０００８】
この様な要求に対し、前記の液晶表示素子の最上面に重ね合わせて用いられるタッチパネルにおいて、光の反射を少なくすることによる視認性の向上を目的として、タッチパネルの上面に更に反射防止フィルムを設置する方法や、透明導電性フィルムの導電層の反対面に、反射防止層をドライコート法やウェットコート法により設ける方法が提案されている。
【０００９】
また、同様に視認性を向上させるために、例えば、特開平８−１５５９８８号、特開平８−１６１１１６号等で提案されているような、光等方性を有する透明導電性フィルムを用い、タッチパネルを液晶表示素子の偏光板の下に設置する方法が提案されている。
【００１０】
次に、耐久特性として特に求められている特性としては、位置検出回路とタッチパネルの接続に対する接続部材の耐久性と、ペンによる押圧で透明導電性フィルムの透明導電性薄膜にクラックや剥離が生じないという透明導電性薄膜に対する耐久性である。ここで、通常、位置検出回路とタッチパネルの接続には銀ペーストが用いられている。
【００１１】
銀ペーストと透明導電性薄膜とを強固に接着するには、透明導電性薄膜上に銀ペースト塗布後の焼成を１５０℃以上の高温で行えばよい。しかし、通常のポリエステルフィルムを１５０℃で熱処理すると、オリゴマーの析出によりフィルムが白濁してしまう。そこでオリゴマー析出防止層として透明なプラスチックフィルム上に有機ケイ素化合物の加水分解により生成された層を設け、さらに透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルム（特開昭６０−１３１７１１号）が提案されている。
【００１２】
また、ペン入力用タッチパネルに透明導電性フィルムを用いた場合、スペーサーを介して対向させた一対の導電性薄膜同士が、ペン入力による押圧で強く接触するため、薄膜にクラックや剥離が生じてしまい、電気抵抗が増大したり、断線を生じたりする。
【００１３】
この様な、ペン入力により導電性が劣化しないなどの耐久特性の向上としては、例えば、１２０μｍ以下の厚さの透明プラスチック上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤層で他の透明基体と貼りあわせた透明導電性フィルム（特開平２−６６８０９号）が提案されている。
【００１４】
また、加熱処理によりインジウム酸化物の結晶粒径を０．３μｍ以下とした透明導電性フィルム（特許第２５２５４７５号）が提案されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の様に、タッチパネルを液晶表示素子の最上面に重ね合わせて用いる方法では、タッチパネルの上面に更に反射防止フィルムを設置する方法や、透明導電性フィルムの導電層の反対面に、反射防止層をドライコート法やウェットコート法により設ける方法が提案されているが、光の反射を少なくすることによる視認性の向上には、限界がある。
【００１６】
また、前述の視認性を向上させるために、光等方性を有する透明導電性フィルムを用い、タッチパネルを液晶表示素子の偏光板の下に設置する方法が提案されている。しかし、この方法では視認性は向上するものの、ペン入力による耐久性については不十分である。
【００１７】
また、前述のペン入力により導電性の劣化に対する耐久性を向上させるために、透明プラスチック上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤層で他の透明基体と貼りあわせた透明導電性フィルムを用いる方法が提案されている。しかし、この方法ではペン入力に対する耐久性は十分ではなく、また、粘着剤を用いて貼り合わせるため、貼り合わせ時にゴミなどの異物が混入し、光学欠点の多い透明導電性フィルムとなり好ましくない。
【００１８】
また、透明なプラスチックフィルム上に有機ケイ素化合物の加水分解により生成された層を設け、さらに透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムを用いる方法では、この透明導電性フィルムは、耐久性を得るために透明導電性薄膜を製膜した後に、有機ケイ素化合物の加水分解により生成された層を架橋するために１５０℃、１０時間もの熱処理が必要である。このため、結晶質の透明導電性薄膜となり、タッチパネル作製時の透明導電性薄膜のエッチング特性が極めて悪く、タッチパネルの製造コストが高いものになる。
【００１９】
また、加熱処理によりインジウム酸化物の結晶粒径を０．３μｍ以下とした透明導電性フィルムを用いる方法でも、透明導電性フィルムは結晶質の透明導電性薄膜となる。このため、この場合もタッチパネル作製時の透明導電性薄膜のエッチング特性が極めて悪く、タッチパネルの製造コストが高いものになる。
【００２０】
従って、本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、タッチパネル用の透明導電性フィルムにおいて、視認性を低下させることがなく、しかも、接続部材および透明導電性薄膜に対するペン入力耐久性を兼ね備えたタッチパネル用透明導電性フィルムを提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のリターデーション値を有する光等方性フィルム上に特定の表面張力を有し、かつ非晶質である透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムを、液晶パネルと上側偏光板の間に配設することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明に至った。
【００２２】
すなわち、本発明の課題は、以下の手段で達成される。
１． リターデーション値が１５ｎｍ以下の光等方性フィルムの片面に非晶質である透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムであって、前記透明導電性薄膜の表面張力が３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、液晶表示素子の上側偏光板と液晶パネルの間に配置する使い方をすることを特徴とする透明導電性フィルム。
２． 前記光等方性フィルムと透明導電性薄膜との付着力が１０ｇ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする前記１記載の透明導電性フィルム。
【００２３】
３． 前記１記載の透明導電性薄膜がインジウム−スズ複合酸化物薄膜であり、かつ前記透明導電性薄膜中の酸化スズの含有率が１０〜６０ｗｔ％であることを特徴とする前記１または２記載の透明導電性フィルム.
４． 前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜を形成していない面に反射防止処理層を積層することを特徴とする前記１乃至３のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【００２４】
５． 透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、少なくとも片方のパネル板が前記１乃至４のいずれかに記載の透明導電性フィルムであることを特徴とするタッチパネル。
６． 上側偏光板と液晶パネルとの間に前記５記載のタッチパネルを配設してなることを特徴とする液晶表示素子。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２６】
本発明における透明導電性フィルムは、構成する基材フィルムが光等方性フィルムであることを特徴とする透明導電性フィルムであり、また、基材フィルムの片面に透明導電性薄膜が形成されていることを特徴とする透明導電性フィルムであり、更には、前記透明導電性フィルムを用いることを特徴とするタッチパネルであり、次の方法によって製造することができる。但し、この方法に限定されるものではない。
【００２７】
本発明における光等方性フィルムとしては、有機高分子を溶融押出し又は溶液押出しをして、必要に応じ、冷却、熱固定を施したフィルムであり、有機高分子としては、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなどが用いられる。
【００２８】
また、光等方性フィルムは、リターデーション値が１５ｎｍ以下である必要がある。好ましくは１０ｎｍ以下のフィルムである。１５ｎｍを越える場合には、着色や可視光領域において干渉縞が表れて、表示品位が低下し好ましくない。また可視光線透過率は、７５％以上のものが用いられる。ここで、リターデーション値とは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性（△Ｎ＝｜Ｎｘ−Ｎｙ｜）とフィルム厚みｄ（ｎｍ）との積（△Ｎ×ｄ）である。光等方性フィルムは、単層のみならず、複層であってもよい。
【００２９】
本発明における光等方性フィルムの厚みは、１０μｍを越え、３００μｍの範囲にあることが好ましく、特に好ましくは５０〜２００μｍの範囲である。フィルムの厚みが１０μｍ以下では機械的強度が不足し、特にタッチパネルに用いた際のペン入力に対する変形が大きくなり過ぎ、耐久性が不十分となり好ましくない。一方、３００μｍを越えると、タッチパネルに用いた際のペン入力時の荷重を大きくする必要があり、好ましくない。
【００３０】
本発明における透明導電性薄膜としては、透明性、及び導電性をあわせもつ材料であれば特に制限はないが、代表的なものとしては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物等の薄膜がある。これらの化合物薄膜は、適当な作成条件とすることで、透明性と導電性をあわせもつ透明導電性薄膜となることが知られている。
【００３１】
透明導電性薄膜の膜厚としては、４０〜８０００Åの範囲が好ましく、特に好ましくは５０〜５０００Åである。透明導電性薄膜の膜厚が４０Åよりも薄い場合、連続した薄膜になりにくく良好な導電性を示さない。また、８０００Åよりも厚い場合、透明性の低下をきたす。
【００３２】
透明導電性薄膜の作成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法、ゾル−ゲル法などが知られており、上記材料の種類および必要膜厚に応じて適宜の方法を用いることが出来る。
【００３３】
例えばスパッタリング法の場合、化合物を用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、水蒸気等を導入したり、オゾン添加、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。
【００３４】
非晶質の透明導電性膜を製膜するためには、基板である光等方性フィルムの製膜時の温度を１００℃以下にする必要がある。また、蒸着法、ＣＶＤ法などの他の作成方法においても同様である。
【００３５】
銀ペーストと透明導電性薄膜との接着性を強固なものとするためには、透明導電性薄膜の表面張力を３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍにすることが必要である。透明導電性薄膜の表面張力を３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍにすることで、１２０℃程度の低い焼成温度でも銀ペーストと透明導電性薄膜とを強固に接着することが可能となる。透明導電性薄膜の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍよりも小さい場合は、１２０℃の焼成温度では銀ペーストとの接着性が十分ではない。また、透明導電性薄膜の表面張力が６０ｄｙｎｅ／ｃｍよりも大きい場合は、透明導電性薄膜上に水分などの吸着水が増え、やはり銀ペーストとの接着性が十分ではない。
【００３６】
透明導電性薄膜の表面張力を３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍにするには、透明導電性薄膜を酸性もしくはアルカリ性溶液で処理し表面を活性にする方法、紫外線、電子線を表面に照射し活性にする方法、コロナ処理やプラズマ処理を施し活性にする方法が用いられる。
【００３７】
酸性水溶液による洗浄に用いられる酸は、塩酸、硫酸、フッ酸、硝酸などの単独酸もしくは混酸が好ましい。また、アルカリ性水溶液による洗浄に用いられるアルカリは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウムなどを単独もしくは混合したものを用いるのが好ましい。また、これらの酸性もしくはアルカリ性の成分を含んでいる洗浄液を用いてもよい。
【００３８】
また、低圧もしくは高圧水銀ランプを用いて、紫外線を照射し空気中の酸素を活性酸素とし、この活性酸素が透明導電性薄膜表面と反応することで、表面張力の高い透明導電性薄膜を得ることができる。このときの紫外線照射量としては５〜２０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲が好ましい。５ｍＪ／ｃｍ2よりも少ない照射量では表面を活性にできず、２０００ｍＪ／ｃｍ2よりも多い照射量では処理に時間がかかりすぎ、工業的に好ましくない。
【００３９】
また、電子線照射に用いる電子線源としては、電子発生方式として、熱陰極型、電界放出型、冷陰極型などを用い、高電圧発生方式としてはコッククロフト・ウォルトン型、変圧器整流型、バンテクラフ型などを用いるのが好ましい。また、電子線のエネルギーとしては、５０ＫｅＶ〜３０ＭｅＶの範囲が好ましい。５０ＫｅＶよりも低いエネルギーでは透明導電性薄膜の表面活性化の効果が十分ではなく、３０ＭｅＶよりも高エネルギーの電子線源は非常に高価なものとなり、工業的に好結果を得にくい。また、照射線量としては、０．１〜５００Ｍｒａｄの範囲が好ましい。０．１Ｍｒａｄより少ない照射線量では、透明導電性薄膜の表面活性化の効果が十分ではなく、５００Ｍｒａｄよりも多い照射線量は処理に時間がかかり、工業的に好結果を得にくい。
【００４０】
また、表面張力の高い材料を透明導電性薄膜に用いてもよい。例えば、透明導電性薄膜として好適に用いられるインジウム−スズ複合酸化物薄膜のうち、酸化スズの含有率を多くすることで、表面張力を高くすることが可能である。
【００４１】
インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズの含有率は、１０〜６０重量％でありことが好ましく、特に好ましくは１５〜５０重量％である。酸化スズ含有率が１０重量％未満の場合、前述の活性化処理を併用しなければ、表面張力を３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲内とすることができず、６０重量％を越える含有率の場合は、導電性が不十分な薄膜となってしまう。
【００４２】
本発明における透明導電性フィルムにおいて、ペン入力耐久性を向上させるには、光等方性フィルムと透明導電性薄膜との付着力を１０ｇ／１５ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００４３】
光等方性フィルムと透明導電性薄膜との接着性をさらに向上させるために、透明導電性薄膜を製膜する前に、光等方性フィルムに表面処理をすることが有効である。具体的な手法としては、サンドブラストやエンボス加工により表面積を増加させる物理的表面粗面化処理法、また、カルボニル基やカルボキシル基、水酸基を光等方性フィルム表面に増加させるために、グローまたはコロナ放電を照射する放電処理法、さらに、水酸基、カルボニル基などの極性基を増加させるために、酸またはアルカリで光等方性フィルム表面を処理する化学薬品処理法などが挙げられる。これらのうち、光等方性フィルムと透明導電性薄膜との接着性への寄与、経時安定性、処理コストの点から、酸性またはアルカリ性水溶液による光等方性フィルムの表面処理法が適している。
【００４４】
酸性水溶液としては、重クロム酸ナトリウムと硫酸の混合水溶液であるクロム酸混液や塩酸水溶液などが用いられ、アルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などが用いられる。
【００４５】
透明導電性薄膜と光等方性フィルムとの付着力を強固にするために、プライマー層を透明導電性薄膜と光等方性フィルムとの中間に設けてもよい。プライマー層に用いる高分子樹脂は、透明導電性薄膜と光等方性フィルムの双方に卓越した接着性を提供するものであり、具体的には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、シリコンアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリシロキサン樹脂などが好ましく用いられる。
【００４６】
プライマー層の厚さは、特に限定されないが、０．００５〜１０μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは０．０１〜５μｍの範囲である。０．００５μｍより薄い場合は、連続した膜になりにくいため透明導電性薄膜の付着力が不足する。また、１０μｍよりも厚い場合は、プライマー層の凝集破壊が起りやすくなるため、やはり透明導電性薄膜の付着力が不足する。
【００４７】
光等方性フィルムにプライマー層を積層する方法としては、特に限定されないが、コーティング法が好ましく用いられる。例えばコーティング法としては、エアドクタコート法、ナイフコート法、ロッドコート法、正回転ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ビードコート法、スリットオリフェスコート法、キャストコート法などが挙げられる。また、架橋構造を付与する場合には、コーティング後に加熱もしくは紫外線、電子線照射によりエネルギーを印加する。
【００４８】
プライマー層を積層する前に、本発明の目的を損なわない範囲で、光等方性フィルム表面にコロナ放電処理、グロー放電処理などの表面処理を施してもよい。
【００４９】
また、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜を設けた面とは反対側の面に、タッチパネルに用いた際に可視光線の透過率をさらに向上させるために、反射防止処理層（ＡＲ）を設けてもよい。この反射防止処理層（ＡＲ）には、基材フィルムの屈折率とは異なる屈折率を有する材料を単層もしくは2層以上の積層するのが好ましい。単層構造の場合、基材フィルムよりも小さな屈折率を有する材料を用いるのがよい。また、２層以上の多層構造とする場合は、基材フィルムと隣接する層は、基材フィルムよりも大きな屈折率を有する材料を用い、この上の層にはこれよりも小さな屈折率を有する材料を選ぶのがよい。このような反射防止処理層（ＡＲ）を構成する材料としては、有機材料でも無機材料でも上記の屈折率の関係を満足すれば特に限定されないが、例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＡｌＦ4、ＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＺｒＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｏ3などの誘電体が好ましく用いられる。
【００５０】
この反射防止処理層（ＡＲ）を積層する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などのドライコーティングプロセスでも、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティングプロセスでもよい。
【００５１】
さらに、この反射防止処理層（ＡＲ）の積層に先立って、前処理として、コロナ放電処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、プライマー処理、易接着処理などの公知の処理を施してもよい。
【００５２】
また、本発明の目的を損なわない範囲で、透明導電性フィルムの傷付きを防止する目的で、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜を設けた面の反対側の面に、ハードコート処理層を設けてもよい。
【００５３】
図３に、本発明のタッチパネルの１例を示す。透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、一方のパネル板に本発明の透明導電性フィルムを用いたものである。このタッチパネルは、透明導電性フィルム側より、ペンにより文字入力したときに、ペンからの押圧により、対向した透明導電性薄膜同士が接触し、電気的にＯＮになり、ペンのタッチパネル上での位置を検出できる。このペン位置を連続的かつ正確に検出することで、ペンの軌跡から文字を入力できる。この際、ペン接触側のパネル板に本発明の透明導電性フィルムを使用すると、ペン入力耐久性に優れるため、長期にわたって安定なタッチパネルとなる。
【００５４】
なお、図３において、もう一方のパネル板は、ガラス板の透明基板の上に透明導電性薄膜を積層したものであるが、本発明の透明導電性フィルムを使用してもよい。また、液晶ガラス基板の配向膜設置面の反対側の面上に透明導電性薄膜を積層したものでもよい。
【００５５】
【実施例】
次に実施例をあげて本説明をさらに説明する。以下「部」とあるのは重量部である。
【００５６】
実施例１
図１は本発明の透明導電性フィルムの一例を模式的に示した断面図であり、また、図２はその透明導電性フィルムを用いて作製した液晶表示素子の一例を模式的に示した断面図である。
【００５７】
光等方性フィルムとして、１００μｍの環状ポリオレフィンフィルム（商品名：ＡＲＴＯＮ、ＪＳＲ（株）社製）を準備した。以下、ＡＲＴＯＮフィルムと略す。このＡＲＴＯＮフィルムのリターデーション値は８ｎｍ、全光線透過率は９２％であった。
【００５８】
このＡＲＴＯＮフィルムを表面の汚れを除去するために、洗浄剤（商品名：スキャット２０−Ｘ、第一工業製薬（株）社製）の１０体積％の水溶液中にフィルムを２分間浸漬した。さらに、表面に残存している洗浄剤を洗浄するために、純水の流水中に２分間浸漬した。フィルムを十分に乾燥した後、インジウム−スズ複合酸化物をターゲットに用いて、高周波マグネトロンスパッタリング法で、３００Åの厚みの、酸化スズ含有率８重量％のインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として、前記ＡＲＴＯＮフィルム上に製膜した。この時、真空度は１×１０-3Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒを６０ｓｃｃｍ、Ｏ2を２ｓｃｃｍ流した。また製膜中、ＡＲＴＯＮフィルムの温度は２０℃とした。
【００５９】
このようにして製膜した透明導電性薄膜をＵＶオゾン洗浄機（アイグラフィック株式会社製：ＯＣ−２５０３１５Ｇ）を用い、ＵＶランプ２５Ｗ、３灯、照射時間１５秒で処理した。
【００６０】
得られた透明導電性フィルムを一方のパネル板に用い、他方のパネル板としてガラス基板上に前記と同等の方法で厚み４００Åの透明導電性薄膜を形成したものを用いた。この２枚のパネル板を透明導電性薄膜が対向するように、直径３０μｍのエポキシビーズを介して、配置しタッチパネルを作製した。
【００６１】
次に得られたタッチパネルを、図４の様に液晶表示素子の液晶パネルと上側偏光板の間に組み込んで液晶表示素子を作製した。
【００６２】
実施例２
実施例１と同様のＡＲＴＯＮフィルムを用い、このＡＲＴＯＮフィルム上に、インジウム−スズ複合酸化物をターゲットに用いて、高周波マグネトロンスパッタリング法で、厚み３００Åのインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として製膜した。この時、酸化スズ含有率が１５、２５、３５、４５、６０重量％であるインジウム−スズ複合酸化物ターゲットを用いた。各々のターゲットを用いた際のインジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズ含有率は、１４、２４、３３、４２、５６重量％であった。また、真空度は1×１０-3Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒを６０ｓｃｃｍ、Ｏ2を２ｓｃｃｍ流した。また製膜中、ＡＲＴＯＮフィルムの温度は２０℃とした。この透明導電性フィルムを用い、実施例1と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。
【００６３】
実施例３
実施例１と同様のＡＲＴＯＮフィルムを、洗浄後、４０℃の０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液中に２分間浸漬し、さらに表面に残存している水酸化ナトリウムを洗浄するために純水の流水中に２分間浸漬した。
【００６４】
この処理したＡＲＴＯＮフィルム上に、インジウム−スズ複合酸化物をターゲットに用いて、高周波マグネトロンスパッタリング法で、厚み３００Åの酸化スズ含有率が２０重量％のインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として製膜した。このターゲットを用いた際のインジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズ含有率は、１８重量％であった。また真空度は1×１０-3Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒを４０ｓｃｃｍ、Ｏ2を１ｓｃｃｍ流した。また製膜中、ＡＲＴＯＮフィルムの温度は２０℃とした。この透明導電性フィルムを用い、実施例１と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。
【００６５】
実施例４
実施例１と同様にして得られたＡＲＴＯＮフィルムを、洗浄後、重クロム酸ナトリウム１部、硫酸１０部、水３０部からなるクロム酸混液中を４０℃に保ち、２分間浸漬し、さらに表面の残存物を洗浄するために純水の流水中に２分間浸漬した以外は、実施例３と同様にして実施した。
【００６６】
実施例５
実施例１と同様のＡＲＴＯＮフィルムを用い、このＡＲＴＯＮフィルムの面上にプライマー層として、ポリエステル樹脂（東洋紡績（株）製：バイロン２８０）３部をメチルエチルケトン５０部、トルエン５０部、架橋剤（日本ポリウレタン工業（株）製：コロネートＬ）1部で溶解した塗液を、グラビア法でコートした。予備乾燥１２０℃、１分間処理した後、さらに硬化のために１３０℃、５分加熱処理した。硬化後のプライマー層の厚さは０．０８μｍであった。
【００６７】
このプライマー面上に、実施例３と同様の条件でインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として製膜した。このインジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズ含有率は、１８重量％であった。この透明導電性フィルムを用い、実施例１と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。
【００６８】
実施例６
実施例５と同様にして作成した透明導電性フィルムを用い、この透明導電性フィルムをＵＶオゾン洗浄機（アイグラフィック株式会社製：ＯＣ−２５０３１５Ｇ）を用い、ＵＶランプ２５Ｗ、３灯、照射時間１５秒で処理し、実施例１と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。
【００６９】
実施例７
実施例１と同様にして作製したＡＲＴＯＮフィルムとインジウム−スズ複合酸化物薄膜からなる積層体の、インジウム−スズ複合酸化物薄膜を形成した面と反対側の面上に、反射防止処理層（ＡＲ）として、厚さ７３０Åで屈折率１．８９のＹ2Ｏ3薄膜、さらに厚さ１２００Åで屈折率２．３のＴｉＯ2薄膜、さらに厚さ９４０Åで屈折率１．４６のＳｉＯ2薄膜を、それぞれ高周波スパッタリング法で製膜した。このそれぞれの誘電体薄膜を製膜する時、いずれも真空度1×１０-3Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒを５５ｓｃｃｍ、Ｏ2を５ｓｃｃｍ流した。また、基板は製膜中、加熱もしくは冷却せず、室温のままとした。また、この透明導電性フィルムを用い、実施例１と同様にしてタッチパネル、液晶表示素子を作製した。但し、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットには、酸化スズ含有率が２０重量％のものを使用した。
【００７０】
実施例８
ＡＲＴＯＮフィルムの代わりに、環状ポリオレフィン樹脂（商品名：ＺＥＯＮＥＸ、日本ゼオン（株）社製）を流延製膜により得た。厚さが１００μｍ、リターデーション値が１０ｎｍ、全光線透過率が９２％のＺＥＯＮＥＸフィルムを用いた以外は、実施例２と同様にして実施した。但し、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットには、酸化スズ含有率が２０重量％のものを使用した。
【００７１】
比較例1
ＵＶオゾン処理を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、透明導電性フィルムを作製した。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にして実施した。
【００７２】
比較例２
酸化スズ含有率が７０、８０、９０重量％であるターゲットを用いた以外は、実施例２と同様にして透明導電性フィルムを作製した。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００７３】
比較例３
ＵＶオゾン処理を行わなかった以外は、実施例５と同様にして、透明導電性フィルムを作製した。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。但し、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットには、酸化スズ含有率が９重量％のものを使用した。
【００７４】
比較例４
ＡＲＴＯＮフィルムの代わりに、ポリエチレンテレフタレートを水で冷却した回転ドラム上にフィルム形成ダイを通して押出し、未延伸フィルムを作製した。この未延伸フィルムを長手方向に３．２倍延伸した後、幅方向に３．５倍延伸し、２３０℃で熱固定した厚み１２０μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして実施した。
【００７５】
比較例５
タッチパネルを、液晶表示素子の最上面（上側偏光板の上）に組み込んで液晶表示素子を作製した以外は、実施例２と同様に実施した。但し、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットには、酸化スズ含有率が２０重量％のものを使用した。
【００７６】
比較例６
ＡＲＴＯＮフィルムの一方の面に有機ケイ素化合物のブタノール、イソプロパノール混合アルコール系溶液（濃度１重量％）を塗工した後、１００℃で1分間乾燥した。この後、有機ケイ素化合物上に実施例１と同様にして、インジウム−スズ複合酸化物薄膜からなる透明導電性薄膜を基板温度１２０℃で製膜した。この積層体をさらに１５０℃で１０時間、加熱処理を行った。また、この透明導電性フィルムを用い、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製した。
【００７７】
以上の実施例１〜８および比較例１〜６の透明導電性フィルムについて、透明導電性薄膜中の組成分析、透明導電性薄膜のエッチング時間、透明導電性薄膜の電子線回折像、透明導電性フィルムの光線透過率、透明導電性薄膜の表面張力、透明導電性薄膜の表面抵抗率、透明導電性薄膜の付着力、銀ペーストと透明導電性薄膜との密着性を下記の方法で測定した。また、透明導電性フィルムを用いて作製したタッチパネルについて、ペン入力耐久性試験を、さらにタッチパネルを組み込んだ液晶表示素子について視認性の評価を実施した。
【００７８】
＜リターデーション値＞
リターデーション値は、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性（△Ｎ＝｜Ｎｘ−Ｎｙ｜）とフィルム厚みｄ（ｎｍ）との積（△Ｎ×ｄ）で定義される数値である。
屈折率の異方性（ΔＮ）は、下記の方法により求めた。
二枚の偏光板を用いて、フィルムの配向軸方向を求め、配向軸がほぼ直行するように、４ｃｍ×２ｃｍの長方形に切り出し、測定用サンプルとした。該サンプルについて、ほぼ直行する二軸の屈折率をアッベ屈折率計（（株）アタゴ製 ＡＴＡＧＯ ４Ｔ）によって求め、屈折率差の絶対値を屈折率の異方性（ΔＮ）とした。
フィルムの厚みｄ（ｎｍ）は、電気マイクロメータ（ファインリューフ社製 ミリトロン １２４５Ｄ）を用いて測定し、単位をｎｍに換算した。
【００７９】
＜透明導電性薄膜の結晶構造＞
透明導電性薄膜の単独膜を得るために、プラスチックフィルムおよび硬化性高分子硬化層を溶解し、透明導電性フィルムを構成する基材フィルムの溶解する溶剤中に２日間浸漬する。溶液中の透明導電性薄膜をマイクログリッドに乗せ、溶液を乾燥させるために1日間風乾した。この試料の電子線回折像を透過型電子顕微鏡（日本電子（株）製：JEM-2010）にて測定した。電子線の条件は、加速電圧２００ｋＶ、波長０．００２５ｎｍで行った。この回折像から透明導電性薄膜が結晶質であるか、非晶質であるかを測定した。
【００８０】
＜光線透過率＞
日本電色工業（株）製 NDH-1001DPを用い、「ＪＩＳ Ｋ ７１０５」に準拠した積分球式光線透過率法にて測定した。
【００８１】
＜表面張力＞
表面張力が既知である水、およびヨウ化メチレンの透明導電性薄膜に対する接触角：θw、θyを接触角計（協和界面科学株式会社製：CA-X型）を用い、２５℃、５０％ＲＨの条件下で測定した。これらの測定値を用い、以下のようにして、透明導電性薄膜の表面張力γsを算出した。
透明導電性薄膜の表面張力γsは、分散性成分γsdと極性成分γspとの和である。すなわち、
γs＝γsd＋γsp （式１）
また、Youngの式より、
γs＝γsw＋γw×cosθw （式２）
γs＝γsy＋γy×cosθy （式３）
ここで、γswは透明導電性薄膜と水との間に働く張力、γswは透明導電性薄膜とヨウ化メチレンとの間に働く張力、γwは水の表面張力、γyはヨウ化メチレンの表面張力である。
また、Fowkesの式より、
γsw＝γs＋γw−２×（γsd×γwd）1/2−２×（γsp×γwp）1/2 （式４）
γsy＝γs＋γy−２×（γsd×γyd）1/2−２×（γsp×γyp）1/2 （式５）
である。ここで、γwdは水の表面張力の分散性成分、γwpは水の表面張力の極性成分、γydはヨウ化メチレンの表面張力の分散性成分、γypはヨウ化メチレンの表面張力の極性成分である。
式１から式５の連立方程式を解くことにより、透明導電性薄膜の表面張力γs＝γsd＋γspを算出できる。この時、水の表面張力（γw）は７２．８ｄｙｎｅ／ｃｍ、ヨウ化メチレンの表面張力（γy）は５０．５ｄｙｎｅ／ｃｍ、水の表面張力の分散性成分（γwd）は２１．８ｄｙｎｅ／ｃｍ、水の表面張力の極性成分（γwp）は５１．０ｄｙｎｅ／ｃｍ、ヨウ化メチレンの表面張力の分散性成分（γyd）は４９．５ｄｙｎｅ／ｃｍ、ヨウ化メチレンの表面張力の極性成分（γyp）は１．３ｄｙｎｅ／ｃｍを用いた。
【００８２】
＜付着力測定＞
厚さ４０μｍのアイオノマーフィルムとポリエステル系接着剤を用いて、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにラミネートした付着力測定用積層体を作製した。この付着力測定用積層体のアイオノマー面と透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面を対向させ、１３０℃でヒートシールした。この積層体を付着力測定用積層体と透明導電性フィルムとを１８０度剥離法で剥離し、この剥離力を付着力とした。この時の剥離速度は１０００ｍｍ／分とした。
【００８３】
＜透明導電性薄膜中の酸化スズの含有率＞
インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズの含有率（重量％）は、薄膜中のインジウムとスズの組成を原子吸光分析で求め、インジウムとスズが薄膜中で完全酸化物であると仮定して、Ｉｎ2Ｏ3及びＳｎＯ2の比重（Ｉｎ2Ｏ3は７．１８、ＳｎＯ2は６．９５）を用いて算出した値である。
【００８４】
＜表面抵抗率＞
三菱化学(株）製 Lotest AMCP-T400を用い、「ＪＩＳ Ｋ ７１９４」に準拠した４端子法にて測定した。単位はΩ／□である。
【００８５】
＜エッチング時間＞
１０ｃｍ×１ｃｍのサイズに切り出した透明導電性フィルムの両端にテスターを接続し、抵抗を測定しながら、４０℃の２０％硫酸水溶液中に浸漬し、抵抗が１０ＭΩ以上となる時間をエッチング時間（秒）とした。
【００８６】
＜銀ペーストの密着性＞
ステンレス製のスクリーンメッシュ（２００ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）を用い、銀ペースト（東洋紡績株式会社製：DW-250H-5）を透明導電性薄膜上に塗布し、１２０℃で３０分間焼成した。焼成後の銀ペーストの厚さは２０μｍである。銀ペーストと透明導電性薄膜の密着性を「ＪＩＳ Ｄ０２０２」に準拠しクロスカット密着法を用い、５枚の試験片について測定しその平均値を算出した。
【００８７】
＜ペン入力耐久性＞
まず、ペン入力試験前のリニアリティ測定を以下のようにして実施した。本発明の透明導電性フィルムを１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出し、透明導電性薄膜形成面の両端辺に幅５ｍｍの電極を銀ペーストを塗布して作成した。この電極間に定電圧電源により５Ｖを印加し、サンプルの中心部５０ｍｍ×５０ｍｍの範囲を縦横に１ｍｍ間隔で（x1, y1)〜（x50, y50)の２５００点について、電圧Vi,j（i,j=1〜50）を測定した。各電圧測定点での理論電圧Ui,j=V1,1+(V50,50-V1,1)/50×(j-1)からのズレをΔi,j=(Vi,j-Ui,j)/Ui,jで定義し、このΔi,jの絶対値の最大値をリニアリティと定義した。
【００８８】
ペン入力試験前のリニアリティを測定した透明導電性フィルムを用い、実施例および比較例に記載されているようにしてタッチパネルを作製した。透明導電性フィルムで構成されたパネル板側から、ポリアセタール樹脂からなるペン先半径０．８ｍｍのタッチペンを用いて、リニアリティ測定を行った部位に、プロッタ（ローランド(株）製：DXY-1150）により、２ｃｍ角サイズのカタカナの「ア〜ン」までの文字を２００，０００字の筆記を行い、ペン入力試験を行った。この時、ペン荷重は２５０ｇｆ、文字筆記速度は２，０００字／時間とした。
【００８９】
ペン入力試験後の透明導電性フィルムのリニアリティを前述と同様の手法で測定し、リニアリティが３％を越えた筆記字数をペン入力耐久性とした。
【００９０】
実施例１〜８、および比較例１〜６についての測定結果を表１、２に示す。
【００９１】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明の透明導電性フィルムは、光等方性フィルム上の透明導電性薄膜の表面張力が３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍであるため、銀ペーストとの密着性に優れる。
さらに光等方性フィルムと透明導電性薄膜との付着力を１０ｇ／１５ｍｍ以上と非常に強固にすると、ペン入力用タッチパネルに用いた際に、ペンの押圧で対向の透明導電性薄同士が強く接触しても透明導電性薄膜に剥離、クラックが生じることがなく、ペン入力耐久性に極めて優れた透明導電性フィルムとなる。
さらには、非晶質である透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムであるため、導電性、透明性およびエッチング特性に極めて優れる透明導電性フィルムとなる。
【００９４】
また、本発明のタッチパネルは、タッチパネルとして液晶パネルと上偏光板の間に配設できるため、表面反射が低く抑えられ視認性が向上する。更には、液晶表示部と位置検出部の間隔が狭められることにより、位置検出精度の向上もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透明導電性フィルムの一例を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の透明導電性フィルムの一例を模式的に示した断面図である。
【図３】図１の透明導電性フィルムを用いて作製したタッチパネルの一例を模式的に示した断面図である。
【図４】図３のタッチパネルを組み込んだ液晶表示素子の一例を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１ 透明導電性フィルム
２ ガラス板
３ ビーズ
４ 偏光板
５ 液晶パネル
６ タッチパネル
１１ 光等方性フィルム
１２ 透明導電性薄膜
１３ 反射防止処理層（ＡＲ）
Claims (6)
- リターデーション値が１５ｎｍ以下の光等方性フィルムの片面に非晶質である透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムであって、前記透明導電性薄膜の表面張力が３５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、液晶表示素子の上側偏光板と液晶パネルの間に配置する使い方をすることを特徴とする透明導電性フィルム。
- 前記光等方性フィルムと透明導電性薄膜との付着力が１０ｇ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明導電性薄膜がインジウム−スズ複合酸化物薄膜であり、かつ前記薄膜中の酸化スズの含有率が１０〜６０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１または２記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜を形成していない面に反射防止処理層を積層することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
- 透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、少なくとも片方のパネル板が請求項１乃至４のいずれかに記載の透明導電性フィルムであることを特徴とするタッチパネル。
- 上側偏光板と液晶パネルとの間に、請求項５記載のタッチパネルを配設してなることを特徴とする液晶表示素子。
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