JP4426027B2

JP4426027B2 - 透明導電性薄膜易接着フィルム

Info

Publication number: JP4426027B2
Application number: JP26349099A
Authority: JP
Inventors: 剛久木村; 益生小山
Original assignee: Kimoto Co Ltd
Current assignee: Kimoto Co Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2019-09-17
Also published as: JP2001084839A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透明タッチパネル等に好適な透明導電性フィルムに用いられる基材フィルムであって、基材フィルムに対するインジウム−スズ酸化物等の透明導電性薄膜の密着性等の耐久性が改良され、且つカラー液晶表示装置のタッチパネルにも対応可能な透明導電性フィルムとすることができる易接着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像表示素子として液晶表示装置が注目され、その用途の一つとして、携帯用の電子手帳、情報端末などへの応用が期待されている。これらの携帯用の電子手帳、情報端末などの入力装置としては、液晶表示素子の上に透明なタッチパネルを載せたもの、特に価格などの点から抵抗膜方式のタッチパネルが一般に用いられている。
【０００３】
この抵抗膜方式のタッチパネルとしては、透明導電性フィルムと透明導電性薄膜付ガラスが適当なギャップで隔てられた構造のものが一般に用いられており、従来、この透明導電性フィルムとしては、透明高分子フィルム上にインジウム−スズ酸化物（以下、「ＩＴＯ」という。）等の透明導電性薄膜を形成したものが一般に用いられている。
【０００４】
そして、このような透明導電性フィルムに使用される透明高分子フィルムとしては、タッチパネルのタッチ（押圧）時に生じるニュートンリングを防止するために、その表面にエンボス加工を用いて中心線平均粗さ及び最大高さをある特定の範囲とした微細な凹凸を無数に賦形したもの等が用いられている（特開平８−７７８７１号公報）。
【０００５】
しかし、これら透明高分子フィルムを基材とする透明導電性フィルムでは、透明高分子フィルムと透明導電性薄膜との密着性が十分ではないために、前記タッチパネルに適用した場合に、透明導電性薄膜が剥離したり、摩耗したりする等の耐久性に乏しいという欠点があり、透明導電性薄膜を設けたときの耐久性が高くて、ニュートンリング防止性を備えた透明導電性薄膜を設けるのに好適なフィルムは得られていなかった。
【０００６】
また一方で、タッチパネルに使用される液晶表示装置のカラー化が進むと共に、カラーの高精細化が進んだ結果、従来のニュートンリング防止のための表面凹凸処理が施された透明導電性フィルムをタッチパネルに使用すると、高精細化されたカラー画面の特に白色部分がぎらついて見えるという問題が発生するようになってきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題とするところは、透明導電性薄膜を設けたときの耐久性に優れ、且つ、透明導電性フィルムとして従来の液晶表示装置のタッチパネルに適用した際にニュートンリングの発生を防止することができると共に、カラーの液晶表示装置のタッチパネルに適用した際においてもカラー画面がぎらついて見えるということがなく、モノクロ以外のカラー液晶表示装置のタッチパネルにも対応可能な透明導電性フィルムとすることができる透明導電性薄膜易接着フィルムを提供するところにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の透明導電性薄膜易接着フィルムは、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂バインダー、熱可塑性アセタール樹脂バインダー、及び少なくとも平均粒径１〜１５μｍと平均粒径５〜５０ｎｍの２種のシリカを含む組成物から形成されてなる易接着膜を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の透明導電性薄膜易接着フィルムは、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂バインダー、熱可塑性樹脂バインダー、及び少なくとも平均粒径１〜１５μｍと平均粒径５〜５０ｎｍの２種のシリカを含む組成物から形成されてなる易接着膜を有することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の透明導電性薄膜易接着フィルム１について、更に詳細に説明する。
【００１１】
本発明の透明導電性薄膜易接着フィルム１は、透明高分子フィルム２上に易接着膜３を形成したものであり、当該易接着膜３は、少なくとも電離放射線硬化型樹脂バインダー、熱可塑性樹脂バインダー、及び２以上の異なる平均粒径のマット化剤から構成されてなるものである。
【００１２】
透明高分子フィルム２としては、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、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、アセチルセルロース、塩化ビニル等の光透過性を阻害しないものが使用でき、延伸加工、特に二軸延伸加工されたものは、機械的強度、寸法安定性が向上されるので好ましい。厚みは適用される材料に対して適宜選択することができるが、一般に２０〜５００μｍであり、好ましく５０〜２００μｍである。
【００１３】
透明高分子フィルム２上に形成される本発明にかかる易接着膜３は、耐摩耗性に優れ、且つＩＴＯ等の透明導電性薄膜５との密着性に優れることにより、透明導電性薄膜５の耐久性を向上させると共に、透明導電性薄膜５を製膜して得られた透明導電性フィルム６の用途であるタッチパネル等に適用した場合に問題となるニュートンリングの発生を防止する役割を担うものである。
【００１４】
また、本発明にかかる易接着膜３は、透明導電性薄膜５を製膜して得られた透明導電性フィルム６をカラーの液晶表示装置のタッチパネルに適用した場合においても、カラー画面のぎらつきの発生を防止でき、モノクロの液晶表示装置のタッチパネルのみならずカラー液晶表示装置のタッチパネルにも好適に対応できる透明導電性フィルム６を得ることができるものである。
【００１５】
このような易接着膜３は、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂をバインダー主成分として、２以上の異なる平均粒径のマット化剤を混合してなる組成物を塗工製膜し、電離放射線（紫外線若しくは電子線）を照射して架橋硬化させる等することにより得ることができる。
【００１６】
電離放射線硬化型樹脂バインダーとしては、電離放射線（紫外線若しくは電子線）の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより３次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。この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、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート等が使用できる。
【００１７】
この電離放射線硬化型樹脂バインダーは、易接着膜３に、耐摩耗性を付与すると共に、後述するように、マット化剤と組み合わせたときに生じる光透過性を備えたニュートンリング防止性を付与するための役割を担うことができる。
【００１８】
また、電離放射線硬化型樹脂バインダーとしては、易接着膜３を構成する全バインダー成分中の７０〜９７重量％であることが好適である。９７重量％以下とすることにより、易接着膜３と透明導電性薄膜５との密着性を阻害しなくなり、７０重量％以上とすることにより、易接着膜３の耐摩耗性が十分なものとなると共に、マット化剤を混合したときに優れた光透過性を備えたニュートンリング防止性が発揮される。
【００１９】
熱可塑性樹脂バインダーとしては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタアクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
【００２０】
この熱可塑性樹脂バインダーは、易接着膜３に、透明導電性薄膜５との密着性を向上するという役割を担うものであり、特にアセタール樹脂バインダーが好適である。
【００２１】
また、熱可塑性樹脂バインダーとしては、易接着膜３を構成する全バインダー成分中の３〜３０重量％であることが好適である。３重量％以上とすることにより、易接着膜３と透明導電性薄膜５との密着性が十分なものとなり、３０重量％以下とすることにより、易接着膜３の耐摩耗性を阻害しなくなる。
【００２２】
また、これらバインダー成分として、透明導電性薄膜５との密着性、耐摩耗性、光透過性等を阻害しない範囲で、他の熱硬化性樹脂等を混合することも可能である。
【００２３】
本発明のマット化剤は、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム、クレイ、アルミニウムステアレート、カルシウムステアレート、亜鉛ステアレート、スチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等の公知の無機及び有機樹脂微粒子の１種又は２種以上のうち、平均粒径の異なるものを２以上混合使用する。
【００２４】
この際、２以上の異なる平均粒径のマット化剤の好適な態様としては、少なくとも一方の平均粒径が１〜１５μｍの比較的大きな粒子のマット化剤であり、他方の平均粒径が５〜５０ｎｍの比較的小さな粒子のマット化剤を組み合わせることが好ましい。これらの混合割合としては、上述全樹脂バインダー１００重量部に対して、平均粒径が１〜１５μｍの比較的大きな粒子のマット化剤は１〜８重量部、好適には２〜６重量部であることが望ましく、平均粒径が５〜５０ｎｍの比較的小さな粒子のマット化剤は１〜８重量部、好適には２〜６重量部であることが望ましい。
【００２５】
このような２以上の異なる平均粒径のマット化剤は、前述した電離放射線硬化型樹脂バインダーと組み合わされることにより、粒状物を含有した電離放射線硬化型樹脂塗膜の表面に特有に生じる波状の凹凸を利用することで、粒状物であるマット化剤の混合量を少なくして高い透明性を維持しつつ、十分なニュートンリング防止性が発揮されるようになる。また、これに透明導電性薄膜５を製膜した透明導電性フィルム６をカラー液晶表示装置のタッチパネルに適用した場合においても、カラー画面のぎらつきの発生を防止でき、モノクロの液晶表示装置のタッチパネルのみならずカラー液晶表示装置のタッチパネルにも好適に対応できる透明導電性フィルム６を得ることができるようになる。
【００２６】
このような構成は、カラーの液晶表示装置のタッチパネルに使用される透明導電性フィルム６の透明導電性薄膜５を形成する面の表面凹凸形状とその際に発生するカラー画面のぎらつきの関係を鋭意研究し、表面凹凸形状が規則的で滑らかなものの表面凹凸のレンズ作用によって、カラー表示の元になっているＲＧＢの発光点が拡大して強調されることでカラー画面がぎらついて見えていることを突き止めた結果、採用するに至ったものである。
【００２７】
また、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂をバインダー主成分として２以上の異なる平均粒径のマット化剤を混合してなる組成物には、易接着膜３と透明導電性薄膜５との密着性や耐摩耗性、及び透明性を備えるニュートンリング防止性等の性能を阻害しない範囲で、光重合性モノマー、光重合性開始剤、紫外線増感剤、レベリング剤、溶剤等を適宜添加することもできる。
【００２８】
このような易接着膜３の膜厚としては、上述する性能を満たす範囲内であれば限定されるものではないが、２〜１５μｍ、好ましくは３〜８μｍの範囲内で適宜調整可能である。
【００２９】
易接着膜３を架橋硬化させるために照射する紫外線としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用いた５０〜３００ｋｃａｌ／ｍｏｌのエネルギーを有する１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域のものを使用する。
【００３０】
同様に電子線としては、走査型或いはカーテン型の電子線加速器を用い、加速電圧１０００ｋｅＶ以下、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する１００ｎｍ以下の波長領域のものを使用する。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。尚、「部」「％」は特記しない限り、重量基準である。
【００３２】
［実施例１］
厚み１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム２（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）の一方の表面に、表１の組成の易接着膜塗布液ａを塗布、乾燥し、高圧水銀灯で紫外線を１〜２秒照射することにより約５μｍの易接着膜３を形成して、実施例１の透明導電性薄膜易接着フィルム１を作製した。
【００３３】
［比較例１〜４］
実施例１において、易接着膜塗布液ａを易接着膜塗布液ｂ〜ｅに変更して、易接着膜を形成した以外は実施例１と同様にして、比較例１〜４の透明導電性薄膜易接着フィルムを作製した。
【００３４】
尚、表１中におけるバインダーＡは電離放射線硬化型樹脂（ダイヤビームＵＲ６５３０：三菱レイヨン社）、バインダーＢは熱可塑性アセタール樹脂（エスレックＢＬ−Ｓ：積水化学工業社）、マット化剤Ｃは多孔質シリカ（サイリシア４４６〈平均粒径４．５μｍ〉：富士シリシア化学社）、マット化剤Ｄは微粉末シリカ（アエロジル５０〈平均粒径３０ｎｍ〉：日本アエロジル社）、添加剤Ｅは光重合開始剤（イルガキュア６５１：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社）を用いた。
【００３５】
【表１】

【００３６】
以上のようにして得られた実施例１の透明導電性薄膜易接着フィルム１及び比較例１〜４の透明導電性薄膜易接着フィルムの、易接着膜３が設けられている面の裏面に表１の組成のハードコート膜塗布液を塗布、乾燥し、高圧水銀灯で紫外線を１〜２秒照射することにより約５μｍのハードコート膜４を形成して、透明性を評価すると共に、スパッタリング法により易接着膜３上に厚み約２５ｎｍのＩＴＯ膜を透明導電性薄膜５として形成して透明導電性フィルム６を作製し、その易接着膜３と透明導電性薄膜５との密着性を評価した。それぞれ透明性と密着性の評価は次のように行い、その評価結果を表２に示す。
【００３７】
［透明性］
ＳＭカラーコンピューターＨＧＭ−２Ｋ（スガ試験機社）を用いてヘーズ値「％」を測定して透明性を評価した（ＪＩＳ−Ｋ７１０５）。
【００３８】
［密着性］
碁盤目テープ法（ＪＩＳ−Ｋ５４００）を用いて評価を行い、易接着膜３から透明導電性薄膜５が剥離されない場合には「○」とし、易接着膜３から透明導電性薄膜５が剥離される場合には「×」として評価した。
【００３９】
次に、１．１ｍｍのガラス基板上に厚み約３０ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタリング法により形成して下部電極基板７を作製し、該下部電極基板７上に高さ５μｍ、直径５０μｍのドットスペーサー８を１．０ｍｍ間隔で形成した。
【００４０】
更に、実施例１の透明導電性薄膜易接着フィルム１及び比較例１〜４の透明導電性薄膜易接着フィルムから作製した各々の透明導電性フィルム６と上記ドットスペーサー８を形成した下部電極基板７を使って、図１の構造のようなタッチパネルを作製して（尚、図１はタッチパネルの構造の一部であり、周囲の絶縁や外部への引き出し回路は省略してある。）、各々得られたタッチパネルのニュートンリング防止性と透明導電性薄膜５の耐久性の評価を行い、その評価結果を併せて表２に示す。
【００４１】
［ニュートンリング防止性］
透明導電性フィルム６を下部電極基板７に押し付けたときに、透明導電性フィルム６と下部電極基板７との間に、全くニュートンリングが発生しない場合には「○」とし、ニュートンリングが発生している場合には「△」とし、ニュートンリングが発生すると共に透明導電性フィルム６と下部電極基板７の離型性が悪い場合には「×」として評価した。
【００４２】
［耐久性］
打点先端部がショア硬度６０のゴム材を用いた打点耐久試験装置を使用して、荷重３００ｇ、打点サイクル１万回／時間で１０万回打点の後に、透明導電性薄膜５を観察して、透明導電性薄膜５に特に異常が見られない場合には「○」とし、透明導電性薄膜５が摩耗している場合には「×」として評価した。
【００４３】
次に、実施例１の透明導電性薄膜易接着フィルム１及び比較例１〜４の透明導電性薄膜易接着フィルムから作製した各々の透明導電性フィルム６を用いて上述のように作製したタッチパネルを、カラー液晶表示装置（Ｔ５５Ａ−９５１３：ＩＢＭ社）上に積層して、そのカラー画面のぎらつき発生状態（表２中では「画面ぎらつき状態」という。）を以下のような目視評価を行い、その評価結果を併せて表２に示す。
【００４４】
［カラー画面のぎらつき発生状態］
特にカラー画面のぎらつきが見えない場合には「○」とし、ＲＧＢの発光点が拡大して画面がぎらついて見える場合には「×」とした。
【００４５】
【表２】

【００４６】
表２の結果からも明らかなように、実施例１の透明導電性薄膜易接着フィルム１は、透明性、密着性、ニュートンリング防止性、耐久性、及びカラー画面のぎらつき発生状態の何れにおいても良好な結果が得られた。
【００４７】
一方、比較例１の透明導電性薄膜易接着フィルムは、易接着膜に熱可塑性樹脂バインダーが含まれていないために、透明導電性薄膜との密着性が低く、透明導電性薄膜の耐久性が得られなかった。
【００４８】
比較例２の透明導電性薄膜易接着フィルムは、易接着膜に電離放射線硬化型樹脂バインダーを用いておらず、粒状物を含有した電離放射線硬化型樹脂塗膜の表面に特有に生じる波状凹凸の作用を利用したニュートンリング防止効果が寄与しないために、ニュートンリング防止性が不足していた。また、易接着膜の耐摩耗性が低いために、透明導電性薄膜の耐久性が得られなかった。
【００４９】
比較例３の透明導電性薄膜易接着フィルムは、易接着膜にマット化剤として比較的大きな粒径のものが１種類しか含まれていないために、ＲＧＢの発光点による画面のぎらつきを抑えることができなかった。
【００５０】
比較例４の透明導電性薄膜易接着フィルムは、易接着膜にマット化剤として比較的小さな粒径のものが１種類しか含まれていないために、十分な表面凹凸を得ることができず、ニュートンリング防止性を得ることができなかった。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の透明導電性薄膜易接着フィルムによれば、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂バインダー、熱可塑性樹脂バインダー、及び２以上の異なる平均粒径のマット化剤から構成される易接着膜を形成することにより、透明導電性薄膜を設けたときの耐久性に優れ、且つ透明導電性フィルムとして従来の液晶表示装置のタッチパネルに適用した際にニュートンリングの発生を防止することができると共に、カラーの液晶表示装置のタッチパネルに適用した際においてもカラー画面がぎらついて見えるということがなく、モノクロ以外のカラー液晶表示装置のタッチパネルにも対応可能な透明導電性フィルムとすることができる透明導電性薄膜易接着フィルムを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透明導電性薄膜易接着フィルムを利用したタッチパネルの一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・透明導電性薄膜易接着フィルム
２・・・透明高分子フィルム
３・・・易接着膜
４・・・ハードコート膜
５・・・透明導電性薄膜
６・・・透明導電性フィルム
７・・・下部電極基板
８・・・ドットスペーサー

Claims

透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂バインダー、熱可塑性アセタール樹脂バインダー、及び少なくとも平均粒径１〜１５μｍと平均粒径５〜５０ｎｍの２種のシリカを含む組成物から形成されてなる易接着膜を有することを特徴とする透明導電性薄膜易接着フィルム。
透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂バインダー、熱可塑性樹脂バインダー、及び少なくとも平均粒径１〜１５μｍと平均粒径５〜５０ｎｍの２種のシリカを含む組成物から形成されてなる易接着膜を有することを特徴とする透明導電性薄膜易接着フィルム。