JP4543292B2

JP4543292B2 - 透明導電性フィルム、透明導電性シートおよびタッチパネル

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Publication number: JP4543292B2
Application number: JP2000033820A
Authority: JP
Inventors: 寿幸大谷; 博之長濱; 誠一郎横山
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: JP2001229736A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透明プラスチックフィルム基材上に硬化物層及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルに関するものであり、特にペン入力用タッチパネルに用いた際にペン摺動耐久性に優れる透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透明プラスチックフィルム基材上に、透明でかつ抵抗が小さい薄膜を積層した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなどのようなフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極など、電気、電子分野の用途に広く使用されている。
【０００３】
近年、携帯情報端末やタッチパネル付きノートパソコンの普及により、従来以上に耐ペン摺動性に優れたタッチパネルが要求されるようになってきた。
【０００４】
タッチパネルにペン入力する際、固定電極側の透明導電性薄膜と可動電極（フィルム電極）側の透明導電性薄膜同士が接触するが、この際にペン荷重で透明導電性薄膜にクラック、剥離などの破壊が生じない、優れた耐ペン摺動性を有する透明導電性フィルムが必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の透明導電性フィルムは次のような課題を有していた。
【０００６】
厚さが１２０μｍ以下の透明プラスチックフィルム基材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号公報）が提案されている。しかしながら、後述の摺動耐久試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験後には、透明導電性薄膜に剥離が生じ、ペン入力に対する耐久性は不十分であった。そのため、この剥離部の白化により、タッチパネル付きディスプレイ用に使用した際に表示品位が低下するという問題があった。
【０００７】
また、透明プラスチックフィルム基材上に、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、さらに結晶質の透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムが、例えば特開昭６０−１３１７１１号公報、特開昭６１−７９６４７号公報、特開昭６１−１８３８０９号公報、特開平２−１９４９４３号公報、特開平２−２７６６３０号公報、特開平８−６４０３４号公報などに提案されている。
【０００８】
しかしながら、これらの透明導電性フィルムは、結晶性の透明導電性薄膜であるため非常に脆く、後述の摺動耐久試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験後には、透明導電性薄膜にクラックが発生する。また、透明導電性薄膜をスパッタリングした後に１５０℃程度の熱処理を必要とするため、加工コストが高くなるという欠点がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記の従来の問題点に鑑み、タッチパネルに用いた際のペン入力耐久性に優れ、特に後述の摺動耐久試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の摺動試験でも透明導電性薄膜が破壊されない、透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであって、上記の課題を解決することができた透明導電性フィルム、透明導電性シートおよびタッチパネルとは、以下の通りである。
【００１１】
即ち、本発明の第１の発明は、透明プラスチックフィルム基材上に、紫外線硬化型樹脂及び前記紫外線硬化型樹脂に非相溶なポリエステル樹脂を含有する硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムであって、前記ポリエステル樹脂の配合割合が紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり０．１〜２０重量部であり、この透明導電性薄膜面の動摩擦係数が０．１〜１０であることを特徴とする透明導電性フィルムである。
【００１３】
第２の発明は、前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５，０００〜５０，０００であることを特徴とする第１の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１４】
第３の発明は、前記透明導電性薄膜がインジウム−スズ複合酸化物からなることを特徴とする第１または２の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１５】
第４の発明は、前記透明導電性薄膜がスズ−アンチモン複合酸化物からなることを特徴とする第１または２の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１６】
第５の発明は、前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、ハードコート層を積層することを特徴とする第１乃至４の発明のいずれかに記載の透明導電性フィルムである。
【００１７】
第６の発明は、前記ハードコート層が防眩効果を有することを特徴とする第５の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１８】
第７の発明は、前記ハードコート層に低反射処理を施したことを特徴とする第５または６の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１９】
第８の発明は、第１乃至７の発明のいずれかに記載の透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に透明樹脂シートを粘着剤を介して貼り合わせることを特徴とする透明導電性シートである。
【００２０】
第９の発明は、前記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、少なくとも一方のパネル板が請求項１乃至８の発明のいずれかに記載の透明導電性フィルムもしくは透明導電性シートからなることを特徴とするタッチパネルである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材とは、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、長手方向及び／又は幅方向に延伸、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルファン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどがあげられる。
【００２２】
これらの有機高分子のなかで、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマー、ポリカーボネート、ポリアリレートなどが、最も好ましく用いられる。また、これらの有機高分子は他の有機重合体の単量体を少量共重合したり、他の有機高分子をブレンドしてもよい。
【００２３】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材の厚みは、１０μｍを越え、３００μｍ以下の範囲であることが好ましく、７０〜２６０μｍの範囲が特に好ましい。プラスチックフィルムの厚みが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る。一方、厚みが３００μｍを越えると、タッチパネルに用いた際に、フィルムを変形させるためのペン荷重が大きくなり、好ましくない。
【００２４】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記フィルムをコロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施してもよい。
【００２５】
また、本発明で用いる硬化型樹脂は、加熱、紫外線照射、電子線照射などのエネルギー印加により硬化する樹脂であれば特に制限はないが、生産性の観点から紫外線硬化型樹脂が好ましい。このような紫外線硬化型樹脂としては、例えば、多価アルコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルなどから合成されるような多官能性のウレタンアクリレート樹脂などを挙げることができる。必要に応じてこれらの多官能性の樹脂に単官能性の単量体、例えば、ビニルピロリドン、メチルメタクリレート、スチレンなどを加えて共重合させることができる。
【００２６】
紫外線硬化型樹脂は、通常、光重合開始剤を添加して使用される。光重合開始剤としては、紫外線を吸収してラジカルを発生する公知の化合物を特に制限なく使用することができ、このような光重合開始剤としては、例えば、各種ベンゾイン類、フェニルケトン類、ベンゾフェノン類などを挙げることができる。光重合開始剤の添加量は、紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり通常１〜５重量部である。
【００２７】
また、本発明で使用する硬化物層は、主たる構成成分である硬化型樹脂のほかに、硬化型樹脂に非相溶な樹脂を併用することが好ましい。マトリックスの硬化型樹脂に非相溶な樹脂を少量併用することで、硬化型樹脂中で相分離が起こり非相溶樹脂を粒子状に分散させることができる。この非相溶樹脂の分散粒子により、硬化物表面に凹凸を形成させることができる。
【００２８】
硬化型樹脂が前記の紫外線硬化型樹脂の場合、非相溶樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂などが例示される。
【００２９】
前記ポリエステル樹脂は、重量平均分子量で５,０００〜５０,０００と高分子量であることが好ましく、特に好ましくは８,０００〜３０,０００である。ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５,０００未満であると、ポリエステル樹脂が硬化物層中で適切な大きさの粒子となって分散することが困難となる傾向があり好ましくない。一方、ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５０,０００を超えると、塗布液を調整する際、溶剤に対する溶解性が低下するので好ましくない。
【００３０】
前記の高分子量のポリエステル樹脂は、二価アルコールと二価カルボン酸を重合することにより得られる非結晶性の飽和ポリエステル樹脂であり、上記の紫外線硬化型樹脂と共通の溶媒に溶解することができるものである。
【００３１】
前記の二価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１,３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡなどを挙げることができる。
【００３２】
また、前記の二価カルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などを挙げることができる。
【００３３】
溶媒に対する溶解性が不十分とならない範囲で、トリメチロールプロパンやペンタエリスリトールのような三価以上のアルコール、及び、無水トリメリット酸や無水ピロメリット酸のような三価以上のカルボン酸を共重合することができる。
【００３４】
本発明において硬化物層の主たる構成成分である紫外線硬化型樹脂と高分子量のポリエステル樹脂との配合割合は、紫外線硬化型樹脂１００重量部当たりポリエステル樹脂０.１〜２０重量部であることが好ましく、さらに好ましくは０.２〜１０重量部、特に好ましくは０.５〜５重量部である。前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり０.１重量部未満であると、硬化物層表面に形成される突起数が少なくなり好ましくない。一方、前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり２０重量部を超えると、この硬化物層の強度が低下しやすくなる。さらに、ポリエステル樹脂は紫外線硬化型樹脂と屈折率に差異があるため、硬化物層のヘーズ値が上昇し透明性を悪化させる傾向があるので好ましくない。しかしながら、高分子量のポリエステル樹脂の分散粒子による透明性の悪化を積極的に利用し、ヘーズ値の高いフィルムを防眩フイルムとして使用することができる。
【００３５】
前記の紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂は、それぞれに共通の溶剤に溶解して塗布液を調製する。使用する溶剤には特に制限はなく、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのようなアルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのようなエステル系溶剤、ジブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのようなエーテル系溶剤、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのようなケトン系溶剤、トルエン、キシレン、ソルベントナフサなどのような芳香族炭化水素系溶剤などを単独に、あるいは混合して使用することができる。塗布液中の樹脂成分の濃度は、コーティング法に応じた粘度などを考慮して適切に選択することができるが、通常は、塗布液中に紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂の合計量が占める割合は２０〜８０重量％である。また、この塗布液には、必要に応じてその他の公知の添加剤、例えば、シリコーン系レベリング剤などを添加することができる。
【００３６】
本発明において、調製された塗布液は透明プラスチックフイルム基材上にコーティングされる。コーティング法には特に制限はなく、バーコート法、グラビアコート法、リバースコート法などの従来から知られている方法を使用することができる。コーティングされた塗布液は、次の乾燥工程で溶剤が蒸発除去される。
この工程で、塗布液中で均一に溶解していた高分子量のポリエステル樹脂は微粒子となって紫外線硬化型樹脂中に析出する。塗膜が乾燥した後、プラスチックフイルムには、さらに紫外線が照射され、紫外線硬化型樹脂が架橋・硬化して硬化物層を形成する。この硬化の工程で、高分子量のポリエステル樹脂の微粒子はハードコート層中に固定され、また、硬化物層の表面に突起を形成する。
【００３７】
また、硬化物層の厚みは０．１〜１５μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは０．５〜１０μｍの範囲であり、特に好ましくは１〜８μｍの範囲である。硬化物層の厚みが０．１μｍよりも薄い場合には、後述する突起が十分に形成されず、一方１５μｍよりも厚い場合には生産性の観点から好ましくない。
【００３８】
本発明で用い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、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、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、銀および銀合金、銅および銅合金、金等が単層もしくは２層以上の積層構造したものが挙げられる。これらのうち、環境安定性や回路加工性の観点からインジウム−スズ複合酸化物もしくはスズ−アンチモン複合酸化物が好適である。
【００３９】
透明導電性薄膜の膜厚は４〜８００ｎｍの範囲が好ましく、特に好ましくは５〜５００ｎｍである。透明導電性薄膜の膜厚が４ｎｍ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しにくくなる。また、８００ｎｍよりも厚い場合、透明性が低下しやすくなる。
【００４０】
本発明における透明導電性薄膜の成膜方法としては、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、スプレー法などが知られており、必要とする膜厚に応じて、前記の方法を適宜用いることが出来る。
【００４１】
例えば、スパッタリング法の場合、酸化物ターゲット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、プラズマ照射、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。
【００４２】
また、透明プラスチックフィルムに透明導電性薄膜を成膜する際の温度は、１５０℃以下とすることが好ましい。成膜時の温度を１５０℃を越える温度にするためには、プラスチックフィルムの送り速度を極端に遅くする必要があり、工業的に不適である。
【００４３】
また、スパッタリングを行う際の真空度は、０．０１３〜１３Ｐａの範囲で行うのが好ましい。真空度が０．０１３Ｐａよりも高真空では、安定な放電が出来ないため、スパッタリングが安定しない。また、１３Ｐａよりも低い真空度でも、やはり安定な放電が出来ないため、スパッタリングが安定しない。また、蒸着法、ＣＶＤ法などの他の方法においても同様である。
適宜上記の方法を用いることが出来る。
【００４４】
透明導電性薄膜と硬化物層の付着力を向上するために、硬化物層を表面処理することが有効である。具体的な手法としては、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基を増加す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、アミノ基、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処理する化学薬品処理法などが挙げられる。
【００４５】
本発明の透明導電性フィルムは、前記の層分離を利用して形成させた表面凹凸を有する硬化物層に透明導電層を積層しているため、硬化物層の表面凹凸が透明導電層にも付与される。具体的には、透明導電性薄膜の表面に、直径０.０５〜３μｍ、高さ０.０１〜２μｍの突起が３〜２００個／１００μｍ²の頻度で形成される。この突起形状により、本発明の透明導電性フィルムの透明導電性薄膜と、ガラス基板上の透明導電性薄膜もしくは透明導電性フィルムの透明導電性薄膜との動摩擦係数を０．１〜１０の範囲とすることができる。前記動摩擦係数は０．１〜７の範囲が好ましく、特に好ましくは０．１〜５の範囲である。
【００４６】
すなわち、本発明の透明導電性フィルムをタッチパネルに用いる場合、固定電極の透明導電性薄膜との滑り性に優れているため、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）を用いて５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験を行った後でも透明導電性薄膜の劣化が見られない。
【００４７】
動摩擦係数を０．１未満とするためには、突起密度を極端に多くする必要がある。そのためには硬化層中の非相溶樹脂の含有量を増やす必要があり、その結果ヘーズ値が増加し透明性が悪化するため好ましくない。また、動摩擦係数が１０を越えると滑り性が不十分となり、タッチパネルに用いた際の直線摺動試験後に透明導電性薄膜に劣化が見られるために好ましくない。
【００４８】
また、タッチパネルとした際の最外層（ペン入力面）の耐擦傷性をさらに向上させるために、透明プラスチックフィルムの透明導電性薄膜を形成させた表面とは反対面（タッチパネルとした際の最外層のペン入力面）に、ハードコート層を設けることが好ましい。前記ハードコート層の硬度は、鉛筆硬度で２Ｈ以上であることが好ましい。２Ｈよりも低い硬度では、透明導電性フィルムのハードコート層としては耐擦傷性の点で不十分である。
【００４９】
前記ハードコート層の厚みは０．５〜１０μｍであることが好ましい。厚みが０．５μｍ未満では、耐擦傷性が不十分となりやすく、１０μｍよりも厚い場合には生産性の観点から好ましくない。
【００５０】
前記ハードコート層に用いられる硬化型樹脂組成物の皮膜形成成分は、好ましくは、アクリレート系の官能基を有するもの、例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリート等のオリゴマーまたはプレポリマー、及び反応性希釈剤として、エチル（メタ）アクリート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を比較的多量に含有するものが使用できる。
【００５１】
特に、ポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートの混合物が好適である。その理由は、ポリエステルアクリレートは塗膜が非常に硬くてハードコート層として適している。しかしながら、ポリエステルアクリレート単独の塗膜では耐衝撃性が低く脆くなりやすいので、塗膜に耐衝撃性及び柔軟性を与えるために、ポリウレタンアクリレートを併用する。ポリエステルアクリレート１００重量部に対するポリウレタンアクリレートの配合割合は３０重量部以下とするのが好ましい。この配合割合が３０重量部を超えると、塗膜が柔らかくなりすぎて耐衝撃性が不十分となる傾向がある。
【００５２】
前記の硬化型樹脂組成物の硬化方法は、通常の硬化方法、即ち、加熱、電子線または紫外線の照射によって硬化する方法を用いることができる。例えば、電子線硬化の場合は、コックロフトワルトン型、ハンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用される。また、紫外線硬化の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハイライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００５３】
さらに、電離放射線硬化の場合には、前記の硬化型樹脂組成物中に光重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等を混合することが好ましい。本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合することが特に好ましい。
【００５４】
ハードコート層に防眩性を付与するためには、硬化型樹脂中にＣａＣＯ₃やＳｉＯ₂などの無機粒子を分散させたり、ハードコート層の表面に凹凸形状を形成させることが有効である。例えば、凹凸を形成するためには、硬化型樹脂組成物を含む塗液を塗工後、表面に凸形状を有する賦形フィルムをラミネートし、この賦形フィルム上から紫外線を照射し硬化型樹脂を硬化させた後に、賦形フィルムのみを剥離することにより得られる。
【００５５】
前記の賦型フィルムには、離型性を有するポリエチレンテレフタレート（以後、ＰＥＴと略す）等の基材フィルム上に所望の凸形状を設けたもの、或いは、ＰＥＴ等の基材フィルム上に繊細な凸層を形成したもの等を用いることができる。
その凸層の形成は、例えば、無機粒子とバインダー樹脂からなる樹脂組成物を用いて基材フィルム上に塗工することにより得ることができる。前記バインダー樹脂は、例えば、ポリイソシアネートで架橋されたアクリルポリオールを用い、無機粒子としては、ＣａＣＯ₃やＳｉＯ₂などを用いることができる。また、この他にＰＥＴ製造時にＳｉＯ₂等の無機粒子を練込んだマットタイプのＰＥＴも用いることができる。
【００５６】
この賦型フィルムを紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートした後紫外線を照射して塗膜を硬化する場合、賦型フィルムがＰＥＴを基材としたフィルムの場合、該フィルムに紫外線の短波長側が吸収され、紫外線硬化型樹脂の硬化が不足するという欠点がある。したがって、紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートする賦型フィルムの透過率が２０％以上のものを使用することが必要である。
【００５７】
また、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ハードコート層上に、低反射処理を施してもよい。この低反射処理は、ハードコート層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層以上に積層することが好ましい。単層構造の場合、ハードコート層よりも小さな屈折率を有する材料を用いるのが好ましい。また、２層以上の多層構造とする場合は、ハードコート層と隣接する層は、ハードコート層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。このような低反射処理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。例えば、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、ＮａＡｌＦ₄、ＳｉＯ₂、ＴｈＦ₄、ＺｒＯ₂、Ｎｄ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｅＯ₂、ＺｎＳ、Ｉｎ₂Ｏ₃、などの誘電体を用いるのが好ましい。
【００５８】
この低反射処理は、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。
【００５９】
さらに、この低反射処理層の積層に先立って、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、プライマ処理、易接着処理などの公知の表面処理をハードコート層に施してもよい。
【００６０】
本発明の透明導電性フィルムを用い、透明導電性薄膜を形成していない面と粘着剤を介して透明樹脂シートと積層することで、タッチパネルの固定電極に用いる透明導電性積層シートが得られる。すなわち、固定電極をガラスから樹脂製にすることで、軽量かつ割れにくいタッチパネルを作製することができる。
【００６１】
前記粘着剤は透明性を有するものであれば特に制限はないが、例えばアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが好適である。この粘着剤の厚さは特に制限はないが、通常１〜１００μｍの範囲に設定するのが望ましい。
粘着剤の厚みが１μｍ未満の厚さの場合、実用上問題のない接着性を得るのが難しく、１００μｍを越える厚さでは生産性の観点から好ましくない。
【００６２】
この粘着剤を介して貼合わせる透明樹脂シートは、ガラスと同等の機械的強度を付与するために使用するものであり、厚さは０．０５〜５ｍｍの範囲が好ましい。前記透明樹脂シートの厚みが０．０５ｍｍ未満では、機械的強度がガラスに比べ不足する。一方、厚さが５ｍｍを越える場合には、厚すぎてタッチパネルに用いるには不適当である。また、この透明樹脂シートの材質は、前記の透明プラスチックフィルムと同様のものを使用することができる。
【００６３】
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ることで、このタッチパネルにペンにより文字を入力した時に、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の状態になり、タッチパネル上でのペンの位置を検出することができる。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認識することができる。この際、ペン接触側の可動電極が本発明の透明導電性フィルムを用いると、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することができる。
【００６４】
なお、本発明の透明導電性フィルムおよび透明導電性シートを使用した、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルは、ガラスを用いていないため、非常に軽量であり、かつ、衝撃により割れたりすることがない。
【００６５】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、透明導電性フィルムの性能およびタッチパネルのペン入力耐久性試験は、下記の方法により測定した。
【００６６】
＜光線透過率及びヘイズ＞
ＪＩＳＫ７１０５に準拠し、日本電色工業（株）製ＮＤＨ−１００１ＤＰを用いて、光線透過率及びヘイズを測定した。
【００６７】
＜表面抵抗率＞
ＪＩＳＫ７１９４に準拠し、４端子法にて測定した。測定機は、三菱油化（株）製ＬｏｔｅｓｔＡＭＣＰ−Ｔ４００を用いた。
【００６８】
＜動摩擦係数＞
ＪＩＳＰ８１４７に準拠し、引張り速度２００ｍ／分、荷重４３．１２Ｎ（４．４ｋｇｆ）で、本発明の透明導電性フィルムの透明導電性薄膜同士、及びインジウム−錫複合酸化物（ＩＴＯ）薄膜を積層したガラス（日本曹達（株）製：４５０Ω／□品）のＩＴＯ面と本発明の透明導電性フィルムの透明導電性薄膜との動摩擦係数を測定した。
【００６９】
＜ペン入力耐久性試験＞
ポリアセタール製のペン（先端の形状：０．８ｍｍＲ)に５．０Ｎの荷重をかけ、１０万回（往復５万回）の摺動試験をタッチパネルに行った。この時の摺動距離は４７ｍｍ、摺動速度は２４０ｍｍ／秒とした。この摺動耐久試験後に、まず、摺動部が白化しているかを目視によって観察した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで上記の摺動部にかかるように２０ｍｍφの記号○印を筆記し、タッチパネルがこれを正確に読みとれるかを評価した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで摺動部を押さえた際の、ＯＮ抵抗（可動電極（フィルム電極）と固定電極とが接触した時の抵抗値）を測定した。
【００７０】
＜重量平均分子量＞
ポリエステル樹脂０．０３ｇをテトラヒドロフラン１０ｍｌに溶かし、ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ装置低角度光散乱光度計ＬＳ−８０００（東ソー株式会社製、テトラヒドロフラン溶媒、リファレンス：ポリスチレン）で測定した。
【００７１】
実施例１〜３及び比較例１、２
光重合開始剤含有アクリル系樹脂（大日精化工業（株）製、セイカビームＥＸＦ−０１Ｊ）１００重量部に、共重合ポリエステル樹脂（東洋紡績（株）製、バイロン２００、重量平均分子量１８,０００）を第１表に示す添加量で配合し、溶剤としてトルエン／ＭＥＫ（８／２；重量比）の混合溶媒を、固形分濃度が５０重量％になるように加え、撹拌して均一に溶解し塗布液を調製した。片面に易接着層を有する二軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルム（東洋紡績（株）製、Ａ４１４０、厚み１８８μｍ）の易接着処理面に、塗膜の厚みが５μｍになるように、調製した塗布液をマイヤーバーを用いて塗布し、８０℃で１分間乾燥を行った後、紫外線照射装置（アイグラフィックス（株）製、ＵＢ０４２−５ＡＭ−Ｗ型）を用いて紫外線を照射（光量：３００ｍＪ／ｃｍ²）し、塗膜を硬化させた。
【００７２】
次に、この硬化物層上にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、ターゲットには酸化スズ３６重量％含有した酸化インジウムをターゲット（三井金属鉱業（株）製、密度７．１ｇ／ｃｍ³）に用いて、２Ｗ／ｃｍ²のＤＣ電力を印加した。また、Ａｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ₂ガスを１０ｓｃｃｍの流速で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、＋２０Ｖの５μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。また、−１０℃の冷却ロールでフィルムを冷却しながら、スパッタリングを行った。また、雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東（株）製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。以上のようにして、厚さ２７ｎｍ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堆積した。
【００７３】
また、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、他方のパネル板として、ＩＴＯガラス（日本曹達（株）製、４５０Ω／□品）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。
【００７４】
実施例４
実施例２の透明プラスチックフィルム基材／硬化物層上に、スズ−アンチモン複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、ターゲットには酸化アンチモン５重量％含有した酸化インジウムをターゲット（三井金属鉱業（株）製、密度５．７ｇ／ｃｍ³）に用いて、１．５Ｗ／ｃｍ²のＤＣ電力を印加した。
また、Ａｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ₂ガスを２０ｓｃｃｍの流速で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、＋２０Ｖの５μｓ幅のパルスを１００ｋＨｚ周期で印加した。また、−１０℃の冷却ロールでフィルムを冷却しながら、スパッタリングをおこなった。また、雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東（株）製、ＳＰＭ２００）にて常時観測して、インジウムースズ複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。以上のようにして、厚さ３０ｎｍのスズ−アンチモン複合酸化物からなる透明導電性薄膜を堆積した。
得られた透明導電性フイルムの性能試験結果を第１表に示す。また、実施例２と同様にして、タッチパネルを作製した。
【００７５】
実施例５
実施例２の透明プラスチックフィルム基材／硬化物層からなる積層体の、硬化物層面とは反対面にハードコート層樹脂としてポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートとの混合物からなる紫外線硬化型樹脂（大日精化工業（株）製、ＥＸＧ）を膜厚５μｍ（乾燥時）になるようにグラビアリバース法により塗布し、溶剤を乾燥させた。この後、１６０Ｗの紫外線照射装置の下を１０ｍ／分の速度で通過させ、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、ハードコート層を形成させた。
【００７６】
このハードコート層／透明プラスチックフィルム基材／硬化物層からなる積層体の硬化物層上に、実施例４と同様にしてスズ−アンチモン複合酸化物薄膜を成膜した。また、この透明導電性フィルムを用いて、実施例２と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００７７】
実施例６
実施例２と同様にして、透明プラスチックフィルム基材／硬化物層からなる積層体を作製した。この積層体の硬化物層面とは反対面に、ハードコート層樹脂としてポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートとの混合物からなる紫外線硬化型樹脂（大日精化工業（株）製、ＥＸＧ）を膜厚５μｍ（乾燥時）になるようにグラビアリバース法により塗布し、溶剤を乾燥した。その後、表面に微細な凸形状が形成されたポリエチレンテレフタレートフィルムのマット賦形フィルム（東レ（株）製、Ｘ）をマット面が紫外線硬化型樹脂と接するようにラミネートした。このマット賦形フィルムの表面形状は、平均表面粗さ０．４０μｍ、山の平均間隔１６０μｍ、最大表面粗さ２５μｍである。このようにラミネートしたフィルムを１６０Ｗの紫外線照射装置の下を１０ｍ／分の速度で通過させ、紫外線硬化型樹脂を硬化させた。次いで、マット賦形フィルムを剥離して、表面に凹形状加工が施され防眩効果のあるハードコート層を形成させた。
【００７８】
この防眩性ハードコート層／透明プラスチックフィルム基材／硬化物層からなる積層体の硬化物層上に、実施例４と同様にしてスズ−アンチモン複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として成膜した。また、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、実施例２と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００７９】
実施例７
実施例６と同様にして防眩性ハードコート層／透明プラスチックフィルム基材／硬化物層／透明導電性薄膜層からなる積層体を作製した。次いで、この防眩性ハードコート層上に順次ＴｉＯ₂（屈折率：２．３０、膜厚１５ｎｍ）、ＳｉＯ₂（屈折率：１．４６、膜厚２９ｎｍ）、ＴｉＯ₂（屈折率：２．３０、膜厚１０９ｎｍ）、ＳｉＯ₂（屈折率：１．４６、膜厚８７ｎｍ）を積層することで反射防止処理層を形成した。ＴｉＯ₂薄膜を形成するには、チタンをターゲットに用いて、直流マグネトロンスパッタリング法で、真空度を０．２７Ｐａとし、ガスとしてＡｒガスを５００ｓｃｃｍ、Ｏ₂ガスを８０ｓｃｃｍの流速で流した。また、基板の背面には０℃の冷却ロールを設けて、透明プラスチックフィルムを冷却した。このときのターゲットには７．８Ｗ／ｃｍ²の電力を供給し、ダイナミックレートは２３ｎｍ・ｍ／分であった。
【００８０】
ＳｉＯ₂薄膜を形成するには、シリコンをターゲットに用いて、直流マグネトロンスパッタリング法で、真空度を０．２７Ｐａ、ガスとしてＡｒガスを５００ｓｃｃｍ、Ｏ₂ガスを８０ｓｃｃｍの流速で流した。また、基板の背面には０℃の冷却ロールを設けて、透明プラスチックフィルムを冷却した。このときのターゲットには７．８Ｗ／ｃｍ²の電力を供給し、ダイナミックレートは２３ｎｍ・ｍ／分であった。また、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、実施例２と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００８１】
実施例８
実施例４と同様にして作製した透明導電性フィルムをアクリル系粘着剤を介して、厚みが１．０ｍｍのポリカーボネート製のシートに貼り付けて、透明導電性積層シートを作製した。この透明導電性積層シートを固定電極として用い、実施例６の透明導電性フィルムを可動電極に用いて、実施例２と同様にしてタッチパネルを作製した
【００８２】
比較例３
ポリエステル樹脂の代わりに、シリカ微粒子を含有する硬化物層を製造した。
光重合開始剤含有アクリル系樹脂（大日精化工業（株）製、セイカビームＥＸＦ−０１Ｊ）１００重量部に、平均粒径が１．５μｍの球状単分散シリカ微粒子（日本触媒（株）製、シーホスターＫＥ−Ｐ１５０）を０.５重量部添加し、溶剤としてトルエンを８０重量部加え、撹拌してシリカ微粒子が均一に分散した塗料を調製した。片面に易接着層を有する二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績（株）製、Ａ４１４０、厚み１８８μｍ）の易接着処理面に、塗膜の厚みが５μｍになるように、調製した塗布液をマイヤーバーを用いて塗布し、８０℃で１分間乾燥を行ったのち、紫外線照射装置（アイグラフィックス（株）製、ＵＢ０４２−５ＡＭ−Ｗ型）を用いて紫外線（光量：３００ｍＪ／cm²）を照射し塗膜を硬化した。得られた透明プラスチックフィルム基材／硬化物層の、硬化物層上に実施例４と同様にしてスズ−アンチモン複合酸化物薄膜を成膜した。さらにこの透明導電性フィルムを用い、実施例２と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００８３】
比較例４
実施例１と同様の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績（株）製、Ａ４１４０、厚み１８８μｍ）の易接着処理面に、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％）を塗布した後、１００℃で１分間乾燥させた。この後、有機ケイ素化合物上に酸化スズ含有率５重量％のインジウム−スズ合金ターゲットを用い、基板温度１２０℃で成膜した。また、真空度は０．２７Ｐａとし、ガスとしてＡｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ₂ガスを４０ｓｃｃｍの流速で流し、ターゲットへは１．５Ｗ／ｃｍ²の電力を印加した。成膜後、さらに１５０℃で１０分間の加熱処理を行い、結晶性のインジウム−スズ複合酸化物薄膜を作製した。また、この透明導電性フィルムを用い、実施例２と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００８４】
以上の実施例及び比較例の測定結果を表１及び図１〜１２に示す。表１の結果より、実施例１〜８記載の本発明の透明導電性フィルムは、ヘーズ値が低く透明性が良好であり、かつ動摩擦係数も低く、滑り性も良好であった。さらに、この透明導電性フィルムを用いたタッチパネルは、表面の突起により滑り性に優れるため、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行った後でも白化もなく、ＯＮ抵抗にも異常がなかった。また、入力した記号○印も正確に認識していた。
【００８５】
これに対して、ポリエステル樹脂の添加量の少ない比較例１の透明導電性フィルムは、表面の滑り性に劣っていた。このため、タッチパネルに用いた際に、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行った後に摺動部が白化し、ＯＮ抵抗も上昇した。また、入力した記号○印も摺動部で正確に認識していなかった。一方、ポリエステル樹脂の添加量の多い比較例２の透明導電性フィルムは、表面突起数が多すぎヘーズ値が高く透明性に劣っていた。
【００８６】
硬化物層中に無機粒子を添加した比較例３の透明導電性フイルムは、ヘーズ値が高く、さらに突起が非常に大きく、滑り性も十分でなかった。このため、タッチパネルに用いた際に、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行った後に摺動部が白化し、ＯＮ抵抗も上昇した。また、入力した記号○印も摺動部で正確に認識していなかった。
【００８７】
結晶性のインジウム−スズ複合酸化物薄膜を用いた比較例４の透明導電性フィルムはタッチパネルに用いた際に、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行った後に摺動部の白化は見られなかったが、ＯＮ抵抗が上昇した。また、入力した記号○印も摺動部で正確に認識していなかった。これは、結晶性のインジウム−スズ複合酸化物薄膜が非常に硬くて脆いために、摺動試験により割れてしまったためである。
【００８８】
【表１】

【００８９】
【発明の効果】
本発明の透明導電性薄膜は、透明プラスチックフィルム基材上に、硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層し、透明導電性薄膜面の動摩擦係数が０．１〜１０と滑り性に優れているため、この透明導電層を用いたペン入力用タッチパネルは、ペンの押圧で対向の透明導電性薄同士が接触しても、剥離、クラック等を生じることがないなどペン入力耐久性に優れており、かつ位置検出精度や表示品位にも優れている。したがって、ペン入力タッチパネルとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図２】実施例２のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図３】実施例３のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図４】実施例４のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図５】実施例５のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図６】実施例６のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図７】実施例７のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図８】実施例８のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図９】比較例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図１０】比較例２のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図１１】比較例３のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図１２】比較例４のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【符号の説明】
１摺動試験部
２タッチパネル出力形状

Claims

透明プラスチックフィルム基材上に、紫外線硬化型樹脂及び前記紫外線硬化型樹脂に非相溶なポリエステル樹脂を含有する硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムであって、前記ポリエステル樹脂の配合割合が紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり０．１〜２０重量部であり、この透明導電性薄膜面の動摩擦係数が０．１〜１０であることを特徴とする透明導電性フィルム。
前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５，０００〜５０，０００であることを特徴とする請求項１に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−スズ複合酸化物からなることを特徴とする請求項１または２に記載の透明導電性フィルム。
前記透明導電性薄膜がスズ−アンチモン複合酸化物からなることを特徴とする請求項１または２に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面とは反対面に、ハードコート層を積層することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
前記ハードコート層が防眩効果を有することを特徴とする請求項５に記載の透明導電性フィルム。
前記ハードコート層に低反射処理を施したことを特徴とする請求項５または６に記載の透明導電性フィルム。
請求項１乃至７のいずれかに記載の透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に透明樹脂シートを粘着剤を介して貼り合わせることを特徴とする透明導電性シート。
前記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、少なくとも一方のパネル板が請求項１乃至８のいずれかに記載の透明導電性フィルムもしくは透明導電性シートからなることを特徴とするタッチパネル。