JP4528651B2 - 透明導電性フィルムおよびタッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、透明なフィルム基材を有する透明導電性フィルムおよびそれを用いたタッチパネルに関するものである。

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、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ等の新しいディスプレイ方式やタッチパネル等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等のために用いられている。

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、用途によっては使用できない場合がある。

このため、近年では、可撓性、加工性に加えて、耐衝撃性に優れ、軽量である等の利点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムをはじめとする各種のプラスチックフィルムを基材とした透明導電性薄膜が使用されている。

しかし、このような透明導電性薄膜は、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や耐屈曲性に劣り、使用中に傷がついて電気抵抗が増大する、断線を生じるという問題があった。

また、上記の透明導電性薄膜は、耐環境性能にも劣り、特に高温高湿雰囲気下で表面抵抗が変化しやすく、高温高湿信頼性に劣る問題があった。近年、屋外で用いられるスマートフォンやカーナビゲーション等に搭載されるタッチパネルの市場が伸びてきており、タッチパネルの高温高湿信頼性の向上が強く望まれている。

このような問題に対し、フィルム基材上に設ける透明導電性薄膜を２層構造とすることにより、透明性や耐久性等を改善する試みがなされている。

例えば、フィルム基材上に結晶粒径の小さい第１の透明導電性薄膜とこの上に結晶粒径の大きい第２の透明導電性薄膜を形成して、透明性を改善したり、耐圧性、耐久性、カール特性等を改善することが提案されている（特許文献１参照）。また、フィルム基材上に酸素含有量と窒素含有量の異なる第１および第２の透明導電性薄膜を設けることにより、ペン入力耐久性を向上することが提案されている（特許文献２参照）。しかし、これらの提案には、高温高湿信頼性についての言及は一切なされていない。

また、フィルム基材上に、２層構造の透明導電性薄膜として、ＳｎＯ₂ 含有量の小さい（３〜８重量％）インジウム・スズ複合酸化物薄膜と、この上にＳｎＯ₂ 含有量の大きい（１０〜３０重量％）インジウム・スズ複合酸化物薄膜を設けて、透明性を改善したり、タッチパネル加工時のアニール工程および銀電極やスペーサ印刷時の乾燥工程において、表面抵抗の上昇を抑えることが提案されている（特許文献３参照）。

しかし、この透明導電性薄膜をタッチパネル用の透明電極とする場合、その機械的強度を高めてペン入力耐久性を維持させるため、結晶膜とする必要があるが、上記提案には、この結晶膜とする必要性についてなんら言及していない。

ちなみに、上記提案の実施例には、第２の透明導電性薄膜のＳｎＯ₂ 含有量を３０重量％とした例が数多く示されているが、この場合、フィルム基材に許容される１５０℃以下の低温の熱処理では、うまく結晶化させることができない。また、第１の透明導電性薄膜のＳｎＯ₂ 含有量を８重量％とした例も数多く示されているが、この場合、上記低温の熱処理では処理時間を相当長くしないと結晶化させることができない。

一方、上記提案の実施例には、ＳｎＯ₂ 含有量の大きい第２の透明導電性薄膜の厚さを３０Å（つまり３ｎｍ）とした例が数多く示されているが、この場合、タッチパネル用として望まれる高温高湿信頼性はほとんど期待できない。

このように、上記の提案（特許文献３）には、どの実施例をみても、タッチパネル用としての高温高湿信頼性を満足し、かつ結晶膜構造として優れたペン入力耐久性を発揮する透明導電薄膜は開示されていない。
特開２００３−２６３９２５号公報 特開２００３−１５１３５８号公報 特開平１０−４９３０６号公報

本発明は、このような事情に照らし、透明なフィルム基材上に透明導電性薄膜を有する透明導電性フィルムにおいて、透明性およびペン入力耐久性に優れ、かつ高温高湿信頼性を満足する透明導電性フィルムを提供すること、またこの透明導電性フィルムを使用した高信頼性のタッチパネルを提供することを課題としている。

本発明者らは、上記の課題を解決するため、鋭意検討した結果、特許文献３のように、透明なフィルム基材上に２層構造の透明導電性薄膜として、ＳｎＯ₂ 含有量の小さいインジウム・スズ複合酸化物薄膜からなる第１の透明導電性薄膜と、この上にＳｎＯ₂ 含有量の大きいインジウム・スズ複合酸化物薄膜からなる第２の透明導電性薄膜を設けるにあたり、第１および第２の透明導電性薄膜の各ＳｎＯ₂ 含有量を特許文献３に比べて少なめの範囲に限定すると共に、第１および第２の透明導電性薄膜の各厚さと両薄膜の合計の厚さを特定範囲に設定したときに、これらの薄膜をフィルム基材に許容される１５０℃以下の低温で熱処理して十分に結晶化させることができ、この結晶膜構造によって透明性およびペン入力耐久性を十分に満足させることができ、しかも高温高湿信頼性にも優れた透明導電性フィルムが得られること、またこれを透明電極として用いることにより高信頼性のタッチパネルが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、透明なフィルム基材の上に、ＳｎＯ₂ ／（ＳｎＯ₂ ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）が２〜６重量％であるインジウム・スズ複合酸化物からなる第１の透明導電性薄膜と、ＳｎＯ₂ ／（ＳｎＯ₂ ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）が６重量％を超え、２０重量％以下であるインジウム・スズ複合酸化物からなる第２の透明導電性薄膜とが、この順に形成されてなり、上記第１の透明導電性薄膜の厚さｔ₁ と第２の透明導電性薄膜の厚さｔ₂ とが、つぎの（１）〜（３）；

（１）ｔ₁ ＝１０〜３０ｎｍ
（２）ｔ₂ ＝ ５〜２０ｎｍ
（３）ｔ₁ ＋ｔ₂ ＝２０〜３５ｎｍ

の関係を有すると共に、上記第１の透明導電性薄膜と第２の透明導電性薄膜とがいずれも結晶膜であることを特徴とする透明導電性フィルムに係るものである。

また、本発明は、透明なフィルム基材の厚さが２〜１２０μｍであり、このフィルム基材の第１および第２の透明導電性薄膜の形成面とは反対側の面に、透明な接着剤層を介して、透明基体が貼り合わされている上記構成の透明導電性フィルム、透明基体における透明な接着剤層とは反対側の面にハードコート層が形成されている上記構成の透明導電性フィルム、透明なフィルム基材と第１の透明導電性薄膜との間にアンダーコート層が１〜３層形成されている上記構成の透明導電性フィルムを提供できるものである。

さらに、本発明は、上記各構成の透明導電性フィルムの製造方法において、第１および第２の透明導電性薄膜の形成後、１５０℃で２時間以内の熱処理工程に供して上記両薄膜を結晶化することを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法を提供できるものである。また、本発明は、上記各構成の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を提供できるものである。

このように、本発明においては、インジウム・スズ複合酸化物からなる第１および第２の透明導電性薄膜の各ＳｎＯ₂ 含有量を限定しかつ両薄膜の各厚さと合計の厚さを特定範囲に限定したことにより、低温短時間の熱処理による結晶化が可能となり、結晶膜構造とすることで透明性およびペン入力耐久性を十分に満足させることができ、かつ高温高湿信頼性にも優れた透明導電性フィルムを提供することができる。また、この透明導電性フィルムを透明電極として用いることにより、スマートフォン、カーナビゲーションで求められる高い信頼性を持ったタッチパネルを提供することができる。

本発明におけるフィルム基材としては、透明性を有する限り、特に限定なく適宜のものを使用できる。例えば、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂等が挙げられる。

これらの中で、特に好ましいのは、透明性、可撓性、強度等の観点より、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂である。

このようなフィルム基材の厚さは、特に限定されないが、通常は２〜１２０μｍであるのがよく、特に好ましくは１０〜１００μｍである。

このフィルム基材は、表面にあらかじめスパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化等のエッチング処理を施したり、下塗り処理として、適宜のアンダーコート層を１〜３層形成して、この上に設けられるインジウム・スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜のフィルム基材に対する密着性を向上させてもよい。

また、上記の透明導電性薄膜を設ける前に、必要に応じて、溶剤洗浄や超音波洗浄等により、基材表面を除塵、清浄化しておいてもよい。

本発明においては、このようなフィルム基材上に、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の薄膜形成法により、インジウム・スズ複合酸化物からなる第１および第２の透明導電性薄膜を形成する。

このような薄膜を形成するための材料としては、上記の薄膜形成法に応じて、適宜選択されるが、通常は、酸化インジウムと酸化スズとの焼結体材料が好ましく用いられる。また、反応性スパッタリング法等の薄膜形成法では、金属インジウムと金属スズとを用い、両金属を酸化させながら薄膜形成することもできる。

このような透明導電性薄膜の形成にあたり、上記薄膜形成材料である酸化インジウムと酸化スズとの割合（または金属インジウムと金属スズとの割合）を選択して、下層となる第１の透明導電性薄膜と上層となる第２の透明導電性薄膜との間で、ＳｎＯ₂ 含有量が異なるインジウム・スズ複合酸化物を形成する。

すなわち、本発明においては、第１の透明導電性薄膜では、ＳｎＯ₂ ／（ＳｎＯ₂ ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）が２〜６重量％、特に好ましくは３〜５重量％であるインジウム・スズ複合酸化物を形成し、また、第２の透明導電性薄膜では、ＳｎＯ₂ ／（ＳｎＯ₂ ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）が６重量％を超え、２０重量％以下である、特に好ましくは１０〜１５重量％であるインジウム・スズ複合酸化物を形成する。

第１および第２の透明導電性薄膜の各ＳｎＯ₂ 含有量を上記特定範囲に設定したときにのみ、低温短時間の熱処理による結晶化が可能で、透明性およびペン入力耐久性に優れ、高温高湿度信頼性にも優れた透明導電性薄膜を形成できる。

これに対し、上記のＳｎＯ₂ 含有量が第１の透明導電性薄膜で２重量未満となったり、第２の透明導電性薄膜で６重量以下となると、高温高湿度信頼性が十分に得られず、また第１の透明導電性薄膜で６重量％を超えたり、第２の透明導電性薄膜で２０重量％を超えると、結晶化のための熱処理工程に時間がかかったり、結晶化自体が難しくなる。

また、本発明においては、上記第１および第２の透明導電性薄膜の各厚さとその合計の厚さを特定範囲に設定することも重要である。

すなわち、第１の透明導電性薄膜の厚さｔ₁ と第２の透明導電性薄膜の厚さｔ₂ とが、つぎの（１）〜（３）；

（１）ｔ₁ ＝１０〜３０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍ
（２）ｔ₂ ＝ ５〜２０ｎｍ、好ましくは ５〜１５ｎｍ
（３）ｔ₁ ＋ｔ₂ ＝２０〜３５ｎｍ、好ましくは２５〜３０ｎｍ

の関係を有する必要があり、このような厚さ関係としたときにのみ、低温短時間の熱処理による結晶化が可能で透明性およびペン入力耐久性に優れ、高温高湿度信頼性にも優れた透明導電性薄膜を形成することができる。

これに対し、第１の透明導電性薄膜の厚さｔ₁ が１０ｎｍ未満となったり、第２の透明導電性薄膜の厚さｔ₂ が５ｎｍ未満となると、連続膜となりにくく、高温高湿度信頼性が十分に得られない。また、第１の透明導電性薄膜の厚さｔ₁ が３０ｎｍを超えたり、第２の透明導電性薄膜の厚さｔ₂ が２０ｎｍを超えると、表面抵抗値が低くなりすぎたり、透明性の低下をきたしたりする。さらに、第１の透明導電性薄膜の厚さｔ₁ と第２の透明導電性薄膜の厚さｔ₂ との合計の厚さが２０ｎｍ未満となると、高温高湿度信頼性が十分に得られなかったり表面抵抗値が高くなり、また３５ｎｍを超えると、結晶化させさにくかったり、透明性の低下をきたしたりする。

本発明においては、このように特定のＳｎＯ₂ 含有量および特定の厚さからなる第１および第２の透明導電性薄膜を順次形成したのち、適宜の熱処理を施して、上記の両薄膜を結晶化させることにより、結晶膜とする。

熱処理の方法は、公知の方法に準じて、例えば、赤外線ヒーター、熱風循環式オーブン等の加熱方式を用いて行うことができる。その際、熱処理温度は、フィルム基材に許容される温度として、１５０℃以下の温度とされるが、本発明ではこのような低温で短時間の熱処理にて十分に結晶化させることが可能である。具体的には、１５０℃で２時間以内の熱処理を施すことにより、良好な結晶膜を形成することかできる。

このように作製される本発明の透明導電性フィルムは、透明なフィルム基材とこの上に前記適宜のアンダーコート層を介して形成されたインジウム・スズ複合酸化物の結晶膜からなる第１および第２の透明導電性薄膜とを有するものである。

このような透明導電性フィルムは、これをそのままタッチパネルの透明電極として利用してもよいが、フィルム基材が前記した２〜１２０μｍという薄層であると機械的強度に劣るため、透明導電性薄膜が形成されたフィルム基材の他方の面に、透明な接着剤層を介して透明基体を貼り合わせた構成とするのが望ましい。

このように透明基体を貼り合わせするには、透明基体の方に透明な接着剤層を設けておき、これに上記の第１および第２の透明導電性薄膜を有するフィルム基材を貼り合わせるようにしてもよいし、逆に上記フィルム基材の方に透明な接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、接着剤層の形成をフィルム基材をロー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。

接着剤層としては、透明性を有するものであれば、特に制限なく使用できる。例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が、特に好ましく用いられる。このような接着剤層は、透明基体の接着後、そのクッション効果により、フィルム基材の一方の面に設けられた第１および第２の透明導電性薄膜の耐擦傷性やタッチパネル用としての打点特性を向上させる機能を有している。

このような機能をより良く発揮させる観点から、接着剤層の弾性係数を１×１０⁵ 〜１×１０⁷ ｄｙｎ／cm² （１〜１００Ｎ／cm² ）の範囲、厚さを通常１μｍ以上、好ましくは５〜１００μｍの範囲に設定するのがよい。

接着剤層の弾性係数が１×１０⁵ ｄｙｎ／cm² （１Ｎ／cm² ）未満となると、接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ィルム基材ひいては透明導電性薄膜に凹凸を生じさせ、また加工切断面からの接着剤のはみ出しなどが生じやすくなり、その上透明導電性薄膜の耐擦傷性やタッ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１×１０⁷ ｄｙｎ／cm² （１００Ｎ／cm² ）を超えると、接着剤層が硬くなり、そのクッション効果を期待できなくなるため、透明導電性薄膜の耐擦傷性やタッチパネル用としての打点特性を向上できない。

さらに、接着剤層の厚さが１μｍ未満となると、そのクッション効果をやはり期待できないため、透明導電性薄膜の耐擦傷性やタッチパネル用としての打点特性の向上を望めない。逆に、厚くしすぎると、透明性が損なわれたり、接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。

このような接着剤層を介して貼り合わされる透明基体は、フィルム基材に対して良好な機械的強度を付与し、特にカー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でも可撓性であることが要求される場合は、通常６〜３００μｍ程度のプラスチックフィルムが用いられ、可擁性が特に要求されない場合は、通常０．０５〜１０mm程度のガラス板やフィルム状ないし板状のプラスチックが用いられる。プラスチックの材質としては、前記したフィルム基材と同様のものが挙げられる。

また、必要に応じて、透明基体の外表面（接着剤層とは反対側の面）に、外表面の保護を目的としたハードコート層を設けることができる。ハードコート層としては、例えば、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、シリコン系樹脂等の硬化型樹脂からなる硬化被膜が好ましく用いられる。また、視認性の向上を目的とした防眩層や反射防止層を設けるようにしてもよい。

図１は、本発明の透明導電性フィルムの一例を示したものであり、透明なフィルム基材４の一方の面にアンダーコート層３を介してインジウム・スズ複合酸化物の結晶膜からなる第１の透明導電性薄膜１および第２の透明導電性薄膜２が積層されており、他方の面に透明な接着剤層５を介して透明基体６が貼り合わされており、この透明基体６の他方の面にはさらにハードコート層７が形成されている。

つぎに、本発明を、実施例に基づいて、より具体的に説明する。なお、以下において、部および％とあるのは、特に断らない限り、重量部および重量％を意味する。また、光の屈折率は、アッベ屈折率計により測定した値である。

＜透明導電性薄膜の形成＞
厚さが２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムという）からなるフィルム基材の一方の面に、アンダーコート層として、メラミン樹脂：アルキド樹脂：有機シラン縮合物の重量比２：２：１の熱硬化型樹脂（光の屈折率ｎ＝１．５４）を厚さが３０ｎｍとなるように形成した。

このアンダーコート層上に、アルゴンガス８０体積％と酸素ガス２０体積％とからなる４×１０^-3Ｔｏｒｒの雰囲気中で、酸化インジウム９５％−酸化スズ５％の焼結体材料を用いた反応性スパッタリング法により、厚さが２０ｎｍのインジウム・スズ複合酸化物からなる第１の透明導電性薄膜（光の屈折率２．００）を形成した。

また、この第１の透明導電性薄膜上に、さらに酸化インジウム９０％−酸化スズ１０％の焼結体材料を用いた反応性スパッタリング法により、厚さが５ｎｍのインジウム・スズ複合酸化物からなる第２の透明導電性薄膜を形成した。

このように第１および第２の透明導電性薄膜を形成したのち、熱風循環式オーブンにて１５０℃での熱処理を施して上記両薄膜を結晶化させ、フィルム基材の片面に結晶膜からなる第１および第２の透明導電性薄膜を有する構成とした。

＜ハードコート層の形成＞
厚さが１２５μｍのＰＥＴフィルムからなる透明基体の一方の面に、アクリル・ウレタン系樹脂〔大日本インキ化学（株）製の「ユニディック１７−８０６」〕１００部に光重合開始割としてヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン〔チバスペシャルティケミカルズ社製の「イルガキュア１８４」〕５部を加え、５０％の濃度に希釈したトルエン溶液を塗布し、１００℃で３分間乾燥後、直ちにオゾンタイプ高圧水銀灯（８０Ｗ／cm、１５cm集光型）で紫外線照射を行い、厚さが５μｍのハードコート層を形成した。

＜透明導電性フィルムの作製＞
上記の透明基体のハードコート層とは他方の面に、弾性係数が１×１０⁶ ｄｙｎ／cm² （１０Ｎ／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が１００：２：５のアクリル系共重合体１００部にイソシアネート系架橋剤を１部配合したもの）を約２０μｍの厚さに形成した。

この粘着剤層面に、前記の片面に第１および第２の透明導電性薄膜を有する構成としたフィルム基材の他面側を貼り合わせ、透明導電性フィルムを作製した。

＜タッチパネルの作製＞
上記の透明導電性フィルムを一方のパネル板とした。他方のパネル板には、ガラス板上に厚さが２０ｎｍのインジウム・スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を前記と同様の方法で形成したものを使用した。

この両パネル板を、透明導電性薄膜同志が対向するように、厚さが１０μｍのスペーサを介して対向配置させることにより、スイッチ構体としてのタッチパネルを作製した。なお、両パネル板の各透明導電性薄膜は、上記の対向配置に先立って、あらかじめ互いに直交するように銀電極を形成した。

第１の透明導電性薄膜の形成にあたり、酸化インジウム９４％−酸化スズ６％の焼結体材料を使用するようにした以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

第１の透明導電性薄膜の形成にあたり、酸化インジウム９７％−酸化スズ３％の焼結体材料を使用するようにした以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

第１の透明導電性薄膜の厚さを１５ｎｍに変更し、かつ第２の透明導電性薄膜の厚さを２０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

第１の透明導電性薄膜の厚さを１０ｎｍに変更し、かつ第２の透明導電性薄膜の厚さを１５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

第２の透明導電性薄膜の形成にあたり、酸化インジウム８０％−酸化スズ２０％の焼結体材料を使用するようにした以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例１
第１の透明導電性薄膜の形成にあたり、酸化インジウム９９％−酸化スズ１％の焼結体材料を使用するようにした以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例２
第２の透明導電性薄膜の厚さを３ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例３
第１の透明導電性薄膜の厚さを３ｎｍに変更し、かつ第２の透明導電性薄膜の厚さを２５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例４
第１の透明導電性薄膜の厚さを２５ｎｍに変更し、かつ第２の透明導電性薄膜の厚さを３ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例５
第１の透明導電性薄膜の形成にあたり、酸化インジウム９２％−酸化スズ８％の焼結体材料を使用し、薄膜の厚さを１５ｎｍとし、かつかつ第２の透明導電性薄膜の厚さを１０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例６
第１の透明導電性薄膜を形成せず、第２の透明導電性薄膜の厚さを２５ｎｍに変更して単層構造の透明導電性薄膜とした以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例７
第２の透明導電性薄膜を形成せず、第１の透明導電性薄膜の厚さを２５ｎｍに変更して単層構造の透明導電性薄膜とした以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例８
第１の透明導電性薄膜の厚さを１０ｎｍに変更し、かつ第２の透明導電性薄膜の形成にあたり、酸化インジウム７０％−酸化スズ３０％の焼結体材料を使用し、薄膜の厚さを１５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

比較例９
第１の透明導電性薄膜の厚さを１０ｎｍに変更し、かつ第２の透明導電性薄膜の厚さを３ｎｍに変更した以外は、実施例３と同様にして、透明導電性フィルムの作製およびタッチパネルの作製を行った。

上記の実施例１〜６および比較例１〜９の各透明導電性フィルムの作製において、結晶化するための熱処理時間（１５０℃での処理時間）は、表１に示されるとおりであった。この結果からも明らかなように、比較例３，５，６では、熱処理時間が２時間を超える、長時間としなければ結晶化させることができず、比較例８，９では、結晶化させることすら難しかった。これに対して、本発明の実施例１〜６では、１５０℃で２時間以内の低温短時間の熱処理により良好な結晶膜とすることができた。

なお、表１には、参考のために、形成した第１および第２の透明導電性薄膜について、ＳｎＯ₂ 組成〔＝ＳｎＯ₂ ／（ＳｎＯ₂ ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）〕および厚さを併記した。

表１

┌────┬──────┬────────────┬────────────┐
│ │ 熱処理 │ 第１の透明導電性薄膜 │ 第２の透明導電性薄膜 │
│ │ ├──────┬─────┼──────┬─────┤
│ │（１５０℃）│ＳｎＯ₂ 組成│ 厚 さ │ＳｎＯ₂ 組成│ 厚 さ │
├────┼──────┼──────┼─────┼──────┼─────┤
│ │ │ │ │ │ │
│実施例１│ １時間 │ ５％ │ ２０ｎｍ│ １０％ │ ５ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│実施例２│１．５時間 │ ６％ │ ２０ｎｍ│ １０％ │ ５ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│実施例３│ １時間 │ ３％ │ ２０ｎｍ│ １０％ │ ５ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│実施例４│ ２時間 │ ５％ │ １５ｎｍ│ １０％ │ ２０ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│実施例５│ ２時間 │ ５％ │ １０ｎｍ│ １０％ │ １５ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│実施例６│１．５時間 │ ５％ │ ２０ｎｍ│ ２０％ │ ５ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
├────┼──────┼──────┼─────┼──────┼─────┤
│ │ │ │ │ │ │
│比較例１│０．５時間 │ １％ │ ２０ｎｍ│ １０％ │ ５ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│比較例２│ １時間 │ ５％ │ ２０ｎｍ│ １０％ │ ３ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│比較例３│２．５時間 │ ５％ │ ３ｎｍ│ １０％ │ ２５ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│比較例４│ １時間 │ ５％ │ ２５ｎｍ│ １０％ │ ３ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│比較例５│ ３時間 │ ８％ │ １５ｎｍ│ １０％ │ １０ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
├────┼──────┼──────┴─────┴──────┴─────┤
│ │ │ │
│比較例６│ ３時間 │ ＳｎＯ₂ 組成１０％，厚さ２５ｎｍの単層 │
│ │ │ │
│比較例７│ １時間 │ ＳｎＯ₂ 組成 ５％，厚さ２５ｎｍの単層 │
│ │ │ │
├────┼──────┼──────┬─────┬──────┬─────┤
│ │ │ │ │ │ │
│比較例８│結晶化しない│ ５％ │ １０ｎｍ│ ３０％ │ １５ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
│比較例９│結晶化しない│ ３％ │ １０ｎｍ│ １０％ │ ３ｎｍ│
│ │ │ │ │ │ │
└────┴──────┴──────┴─────┴──────┴─────┘

つぎに、上記の実施例１〜６および比較例１〜９の各透明導電性フィルムについて、表面抵抗値、光の透過率および信頼性（高温高湿信頼性）を、下記の方法により、調べた。また、上記の実施例１〜６および比較例１〜９の各タッチパネルについて、ペン入力耐久性（端押しペン入力耐久性）として、ペン摺動後のリニアリティを、下記の方法により、測定した。これらの結果は、表２に示されるとおりであった。

＜表面抵抗値＞
二端子法を用いて、透明導電性フィルムの表面電気抵抗（Ω／□）を測定した。

＜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。

＜信頼性＞
高温高湿信頼性として、８５℃，８５％ＲＨの雰囲気下で５００時間、放置する試験を行った。試験前の表面抵抗値（Ｒ₀ ）に対する試験後の表面抵抗値（Ｒ）の変化率〔つまり、Ｒ／Ｒ₀ 〕を求めて、高温高湿信頼性を評価した。

＜ペン入力耐久性＞
透明導電性フィルムで構成したパネル板側からポリアセタールからなるペン（Ｒ＝０．８mm）を用いて、荷重２５０ｇで５万回の摺動を行った。その際、両パネル板のギャップを１５０μｍとした。摺動後、フィルムのリニアリティを測定して、ペン入力耐久性を評価した。リニアリティの測定は、以下のように行った。

《リニアリティの測定方法》
透明導電性フィルムにおいて、５Ｖの電圧を印加し、図２に示されるように、測定開始位置Ａの出力電圧をＥ_A 、測定終了位置Ｂの出力電圧をＥ_B 、測定点の出力電圧をＥ_X 、理論値をＥ_XXとすると、リニアリティは以下の計算から得られる。

Ｅ_XX（理論値）＝Ｘ・（Ｅ_B −Ｅ_A ）／（Ｂ−Ａ）＋Ｅ_A
リニアリテイ（％）＝｛（Ｅ_XX−Ｅ_X ）／（Ｅ_B −Ｅ_A ）｝×１００

表２

┌────┬─────┬─────┬──────┬────────────┐
│ │表面抵抗値│光の透過率│ 信頼性 │ペン摺動後のリニアリティ│
│ │（Ω／□）│ （％） │〔Ｒ／Ｒ₀ 〕│ （％） │
├────┼─────┼─────┼──────┼────────────┤
│ │ │ │ │ │
│実施例１│ ３００ │ ９０ │ １．１ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│実施例２│ ３００ │ ８９．５│ １．１ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│実施例３│ ３５０ │ ９０ │ １．１ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│実施例４│ ２５０ │ ８８ │ １．０ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│実施例５│ ２５０ │ ８８ │ １．０ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│実施例６│ ２５０ │ ８９ │ １．１ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
├────┼─────┼─────┼──────┼────────────┤
│ │ │ │ │ │
│比較例１│ ４５０ │ ９０ │ １．７ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│比較例２│ ３００ │ ９０ │ １．６ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│比較例３│ ２００ │ ８７ │ １．０ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│比較例４│ ２５０ │ ８８ │ １．５ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│比較例５│ ２００ │ ８８ │ １．０ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
├────┼─────┼─────┼──────┼────────────┤
│ │ │ │ │ │
│比較例６│ ２００ │ ８７ │ １．０ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
│比較例７│ ２５０ │ ９０ │ １．５ │ １．０ │
│ │ │ │ │ │
├────┼─────┼─────┼──────┼────────────┤
│ │ │ │ │ │
│比較例８│ ３５０ │ ８７ │ １．２ │ ５０ │
│ │ │ │ │ │
│比較例９│ ４００ │ ９１ │ １．８ │ ５０ │
│ │ │ │ │ │
└────┴─────┴─────┴──────┴────────────┘

上記の表２より明らかなように、本発明の実施例１〜６の各透明導電性フィルムでは、表面抵抗値、透明性および高温高湿信頼性を満足し、これを使用した各タッチパネルは、優れたペン入力耐久性も有していることがわかる。

これに対し、比較例１，２，４，７では、透明導電性薄膜を低温短時間に結晶化させてペン入力耐久性も満足させ得ても、高温高湿信頼性に劣っており、結晶化ができなかった比較例８，９では、ペン入力耐久性にも著しく劣っている。

既述のとおり、比較例３，５，６では、低温短時間の熱処理による結晶化が難しいことより、比較例１〜９によっては、上記本発明のように低温短時間の熱処理で結晶化させて透明性およびペン入力耐久性を満足し、かつ高温高湿信頼性に優れた透明導電性フィルムとこれを用いたタッチパネルを得ることは難しかった。

本発明の透明導電性フィルムの一例を示す断面図である。 ペン入力耐久性試験でのリニアリティの測定方法を示す説明図である。

符号の説明

１ 第１の透明導電性薄膜
２ 第２の透明導電性薄膜
３ アンダーコート層
４ 透明なフィルム基材
５ 透明な接着剤層
６ 透明基体
７ ハードコート層

Claims (6)

1. 透明なフィルム基材の上に、ＳｎＯ₂ ／（ＳｎＯ₂ ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）が２〜６重量％であるインジウム・スズ複合酸化物からなる第１の透明導電性薄膜と、ＳｎＯ₂ ／（ＳｎＯ₂ ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）が６重量％を超え、２０重量％以下であるインジウム・スズ複合酸化物からなる第２の透明導電性薄膜とが、この順に形成されてなり、上記第１の透明導電性薄膜の厚さｔ₁ と第２の透明導電性薄膜の厚さｔ₂ とが、つぎの（１）〜（３）；
   
   （１）ｔ₁ ＝１０〜３０ｎｍ
   （２）ｔ₂ ＝ ５〜２０ｎｍ
   （３）ｔ₁ ＋ｔ₂ ＝２０〜３５ｎｍ
   
   の関係を有すると共に、上記第１の透明導電性薄膜と第２の透明導電性薄膜とがいずれも結晶膜であることを特徴とする透明導電性フィルム。
   
   
2. 透明なフィルム基材の厚さが２〜１２０μｍであり、このフィルム基材の第１および第２の透明導電性薄膜の形成面とは反対側の面に、透明な接着剤層を介して、透明基体が貼り合わされている請求項１に記載の透明導電性フィルム。
   
   
3. 透明基体における透明な接着剤層とは反対側の面にハードコート層が形成されている請求項２に記載の透明導電性フィルム。
   
   
4. 透明なフィルム基材と第１の透明導電性薄膜との間にアンダーコート層が１〜３層形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
   
   
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の透明導電性フィルムの製造方法において、第１および第２の透明導電性薄膜の形成後、１５０℃で２時間以内の熱処理工程に供して上記両薄膜を結晶化することを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法。
   
   
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の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。
   

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