JP4665263B2 - 透明導電性フィルムおよびこれを用いたタッチパネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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し、特にタッチパネルとして用いた時のペン入力耐久性に優れ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る。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックフィルム上に透明で電気抵抗の低い化合物薄膜を形成した透明導電性フィルムは、その優れた導電性を利用して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の如き表示素子の電極や太陽電池の如き光電変換素子の窓電極、あるいは電磁波シールドの電磁波遮蔽膜やタッチパネルなどの入力装置の電極として広く実用化されている。
【０００３】
ところで、この種の透明導電性フィルムに用いられる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を組合わせたものが知られている。
【０００４】
また、近年における携帯情報端末の普及により、入力や操作性の簡便さが強く求められるにつれて、表示画面上の任意の点を押圧することによって簡単に入力できるペン入力方式のものが広く採用されている。ペン入力方式としては、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が、これらの中でもタッチパネル方式は、位置検出がアナログ的で分解能が高く、また周辺装置をコンパクトにできるといった特長を有していることから、ワープロ、パソコン、電子手帳の如き携帯用や個人用の情報端末に多く使われている。
【０００５】
上記タッチパネル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からなり、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をスペーサを介して対向配置して用いられる。
【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、コストなどの総合的性能を考慮して、二軸廷伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが最も汎用されている。
【０００７】
そして上記の様なタッチパネルを配設した液晶表示機器においては、ペン入力による位置検出精度が経時的に劣化しない様な耐久性が要求されており、耐久特性として特に重要となるのは、位置検出回路とタッチパネルを接続する接続部材の耐久性と、ペン入力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を生じない、という透明導電性薄膜自体の耐久性である。
【０００８】
上記位置検出回路とタッチパネルの接続には、通常銀ペーストが用いられており、銀ペーストと透明導電性薄膜を強固に接着するには、透明導電性薄膜上に銀ペーストを塗布し、１５０℃以上の高温で焼成すればよい。ところが、基材フィルムとして一般的に使用されているポリエステルフィルムは、１５０℃以上の温度で熱処理するとオリゴマーの析出によってフィルムが白濁してしまう。そこでオリゴマー析出防止策として、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って生成する層を設け、その上に透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムが提案されている（特開昭６０−１３１７１１号公報）。
【０００９】
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ものでは、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力で強く接触するため、薄膜にクラックや剥離が生じて電気抵抗が増大したり断線を生じるといった問題を生じる。
【００１０】
そこで、ペン入力による導電性劣化の問題を軽減するための耐久特性向上策として、例えば特開平２−６６８０９号公報には、１２０μｍ以下の厚さの透明プラスチックフィルム上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤により他の透明基体と貼り合わせた透明導電性フィルムが提案されている。
【００１１】
また特許第２５２５４７５号には、加熱処理を施すこと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も提案されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記ペン入力による導電性劣化の防止策として提案されている、透明プラスチック上に透明導電性薄膜を形成して、粘着剤により他の透明基体と貼り合わせる方法では、ペン入力に対する耐久性が十分とはいえず、しかも、粘着剤を用いて貼り合わせるため、貼合せ時にゴミなどの異物が混入し易く、光学欠陥の多い透明導電性フィルムとなってしまう。
【００１３】
また、透明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した層を設け、その上に透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムでは、耐久性を確保することの必要上、透明導電性薄膜の製膜後に、有機ケイ素化合物の加水分解により生成した層を架橋させるため１５０℃×１０時間もの熱処理が必要となる。その結果、透明導電性薄膜が結晶質となってタッチパネル作製時における透明導電性薄膜のエッチング特性が極めて悪くなり、タッチパネルの製造コストが高くなる。
【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を用いる方法でも、透明導電性フィルムが結晶質の透明導電性薄膜となるため、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なり、タッチパネルの製造コストが高くなる。
【００１５】
本発明は上記の様な従来技術に指摘される問題点を改善しようとするものであり、透明なプラスチックフィルム上に透明導電性薄膜を形成した透明導電性フィルムにおいて、特にタッチパネルとして用いたときのペン入力耐久性に優れ、且つ低コストで製造することのできる透明導電性フィルムを提供し、更には該透明導電性フィルムを用いた高性能で低コストのタッチパネルを提供することにある。
【００１６】
【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、一軸延伸ポリエステルフィルム上に、特定の表面張力を有する非晶質の透明導電性薄膜を形成すれば上記目的が達成されることを知り、本発明に想到した。
【００１７】
即ち本発明の銀ペースト密着性に優れる透明導電性フィルムは、以下の構成よりなる。
１． 一軸延伸ポリエステルフィルムの少なくとも片面に非晶質透明導電性薄膜が形成された透明導電性フィルムであって、該非晶質透明導電性薄膜が酸化スズ含有率１０〜６０質量％の非晶質インジウム−スズ複合酸化物薄膜であり、該非晶質透明導電性薄膜の表面張力が３５〜６０ｍＮ／ｍであり、且つ、該一軸延伸ポリエステルフィルムに対する該非晶質透明導電性薄膜の付着力が１０ｇ／１５ｍｍ以上であるところに特徴を有している。
【００１８】
上記本発明において、透明導電性フィルムを構成する上記一軸延伸ポリエステルフィルムを構成する高分子としては、ポリエチレンテレフタレートまたはこれを主体とするポリエステルが好ましい。また、該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、ハードコート処理層、防眩処理層または反射防止処理層を形成したものも、本発明の好ましい実施態様に含まれる。
【００１９】
また本発明に係るタッチパネルは、表面に透明導電性薄膜が形成された一対のパネル材を、該透明導電性薄膜が対向する様にスペーサーを介して重ね合わせてなるタッチパネルであって、少なくとも１方のパネル材として、前述した透明導電性フィルムを配置してなるところに要旨を有している。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２１】
本発明の透明導電性フィルムおよびタッチパネルを構成する基材フィルムは一軸延伸ポリエステルフィルムであり、該フィルムの少なくとも片面に積層される透明導電性薄膜は非晶質で、且つその表面張力が３５〜６０ｍＮ／ｍの範囲にあるもので、該透明導電性フィルムの製法は特に制限されないが、例えば次の様な方法によって製造される。
【００２２】
まず本発明で使用する一軸延伸ポリエステルフィルムは、ポリエステルを溶融押出し又は溶液押出しし、必要により長手方向または幅方向に延伸してから冷却、熱固定したフィルムであり、ポリエステルとしては、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等のポリエステルが挙げられる。また、これらのポリエステルは、他の有機重合体を少量共重合させたり、ブレンドしたものであってもよい。
【００２３】
本発明に係る上記一軸延伸ポリエステルフィルムの好ましい厚みは、１０μｍ超、３００μｍ以下、より好ましくは７０μｍ以上、２５０μｍ以下であり、１０μｍ以下ではベースフィルムとしての機械的強度が不足気味となり、特にタッチパネルとして用いたときのペン入力に対する変形が過大となり、満足な耐久性が得られ難くなる。一方３００μｍを超えると、タッチパネルに用いたときのペン入力時の荷重を過度に大きくしなければならず、操作性や感度不良となる。
【００２４】
この発明で上記ポリエステルフィルムに積層される透明導電性薄膜としては、透明性と導電性を併せ持つ材料であれば特に制限なく使用できるが、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−亜鉛複合酸化物などの薄膜が例示される。これらの化合物薄膜は、適当な造膜条件を採用することで透明性と導電性を兼ね備えた透明導電性薄膜になることが知られている。
【００２５】
透明導電性薄膜の好ましい膜厚は、４０Å以上、より好ましくは５０Å以上で、８０００Å以下、より好ましくは５０００Å以下であり、該膜厚が４０Å未満の場合は、連続した薄膜になり難くて安定した導電性が得られにくくなり、逆に８０００Åを超えて過度に厚くなると透明性が低下する。
【００２６】
透明導電性薄膜の形成法としては、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−ゲル法の如き公知の方法を、上記材料の種類や必要膜厚に応じて適宜選択して採用すればよい。
【００２７】
上記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などを採用できる。この時、反応性ガスとして酸素、窒素、水蒸気などを導入したり、オゾン添加やイオンアシスト等を併用することも有効である。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。
【００２８】
非晶質の透明導電性薄膜を得るには、透明導電性薄膜を製膜する際に、基板である一軸延伸ポリエステルフィルムの温度を１００℃以下に抑えることが必要であり、蒸着法やＣＶＤの如き他の方法を採用する場合も同様である。
【００２９】
本発明に係る透明導電性フィルムをタッチパネル用として使用するに際し、上記透明導電性薄膜を位置検出回路に銀ペーストを用いて強固に接着するには、透明導電性薄膜の表面張力を３５〜６０ｍＮ／ｍにすることが重要であり、この範囲の表面張力を確保することによって、例えば１２０℃以上の焼成温度を採用した場合でも、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。
【００３０】
ちなみに、透明導電性薄膜の表面張力が３５ｍＮ／ｍ未満では、１２０℃を超える焼成温度では銀ペーストとの接着性が不十分となり、逆に該表面張力が６０ｍＮ／ｍを超えると、透明導電性薄膜上の水分などの吸着水量が増大し、やはり銀ペーストとの接着性が低下してくる。
【００３１】
透明導電性薄膜の表面張力を３５〜６０ｍＮ／ｍの範囲にするための手段は特に制限されないが、一般的な方法としては、（１）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て表面を活性化する方法、（２）紫外線や電子線を薄膜表面に照射して活性化する方法、（３）コロナ処理やプラズマ処理を施して活性化する方法、等が例示される。
【００３２】
上記表面活性化処理を実施する際に、酸性水溶液処理に用いられる酸としては、塩酸、硫酸、フツ酸、硝酸などが例示され、これらは単独酸として使用してもよく、あるいは混酸として使用することもできる。またアルカリ性水溶液処理に用いられるアルカリとしては、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が例示され、これらも単独で使用し得る他、混合アルカリとして使用できる。また、これらの酸やアルカリを含む洗浄液を使用してもよい。
【００３３】
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することにより空気中の酸素を活性酸素とし、これを透明導電性薄膜表面と反応させることによって、表面張力の高い透明導電性薄膜を得ることもできる。このときの紫外線照射量としては、５〜２０００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲が好ましく、５ｍＪ／ｃｍ^２未満の照射量では表面を十分に活性化できず、また２０００ｍＪ／ｃｍ^２を超えて過度に照射量を多くすることは、表面活性化処理に時間がかかり過ぎるので実用性を欠く。
【００３４】
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、冷陰極型などが、また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が好ましく採用される。電子線のエネルギーは５０ＫｅＶ〜３０ＭｅＶの範囲が好ましく、５０ＫｅＶ未満の低エネルギーでは透明導電性薄膜の表面活性化が十分でなく、また３０ＭｅＶを超える高エネルギーを得るには、非常に高価な設備が必要となるので工業的実用性を欠く。また電子線照射量は０．１〜５００Ｍｒａｄの範囲が好ましく、０．１Ｍｒａｄ未満の照射線量では、透明導電性薄膜の表面活性化が十分でなく、また５００Ｍｒａｄを超える照射線量を得るには処理に時間がかかり過ぎるので実用的でない。
【００３５】
上記の様に事後的に表面張力を高める方法を採用する方法の他、表面張力の高い材料を透明導電性薄膜構成素材として使用することも有効であり、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と、表面張力の高い透明導電性薄膜を得ることができる。この場合のインジウム−スズ複合酸化物薄膜中の好ましい酸化スズ含量は１０〜６０質量％、より好ましくは１５〜５０質量％の範囲である。酸化スズ含量が１０質量％未満では、前述した表面活性化処理を併用しなければ、表面張力を３５〜６０ｍＮ／ｍの範囲内とすることができず、また６０質量％を超えると薄膜の導電性が損なわれる。
【００３６】
本発明に係る上記透明導電性フィルムにおいて、ペン入力耐久性を十分に高めるには、一軸延伸ポリエステルフィルムに対する透明導電性薄膜の付着力を１０ｇ／１５ｍｍ以上とする。
【００３７】
一軸延伸ポリエステルフィルムと透明導電性薄膜との接着性を更に向上させるため、透明導電性薄膜を製膜するに先だって一軸延伸ポリエステルフィルムに表面処理を施しておくことも有効である。そのための具体的な手法としては、サンドブラスト処理やエンボス加工によって表面積を増加させる物理的表面粗面化処理法、フィルム表面にグロー放電やコロナ放電処理を施し、表層部のカルボニル基やカルボキシル基、水酸基などの活性基量を増大させる放電処理法、或いは、フィルム表面の水酸基やカルボニル基などの塩性基を増加させるため、酸やアルカリでポリエステルフィルムを処理する化学薬品処理法などが例示される。
【００３８】
これらの中でも、一軸延伸ポリエステル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、処理コスト等を総合的に考えて特に好ましいのは、酸性またはアルカリ性水溶液を用いる表面処理法である。
【００３９】
ここで用いられる酸性水溶液としては、重クロム酸アルカリ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好ましく使用され、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好ましく用いられる。
【００４０】
透明導電性薄膜と一軸延伸ポリエステルフィルムとの付着力を更に強固にするため、透明導電性薄膜と一軸延伸ポリエステルフィルムとの間にプライマー層を設けることも有効である。ここで用いられるプライマー層の構成材としては、透明導電性薄膜と一軸延伸ポリエステルフィルムの双方に優れた接着性を示すもので、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。
【００４１】
該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、より好ましくは０．０１〜５μｍの範囲である。０．００５μｍ未満の薄いプライマー層では、連続した膜になり難いため付着力向上効果が有効に発揮され難く、一方１０μｍを超える厚膜では、プライマー層の凝集破壊が起り易くなり、やはり満足のいく付着力向上効果が発揮されない。
【００４２】
プライマー層を一軸延伸ポリエステルフィルム上に形成する方法も特に限定されないが、好ましいのはコーティング法である。コーティング法としては、例えば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、プライマー層に架橋構造を付与する場合には、コーティング後に加熱したり或いは紫外線や電子線照射によりエネルギーを印加する方法等を採用すればよい。
【００４３】
上記プライマー層をコーティングするに先立ち、本発明の目的を損なわない限度で、一軸延伸ポリエステルフィルム表面にコロナ放電処理やグロー放電処理などの表面処理を施しても構わない。
【００４４】
図１は、本発明に係る透明導電性フィルムＦの基本的な層構造を示す断面説明図であり、一軸延伸ポリエステルフィルムＡ片面に透明導電性薄膜を形成したものであるが、タッチパネルとして組立てた時のペン入力などによる傷付きを防止するため、例えば図２に示す如く透明導電性フィルムＦの透明導電性薄膜Ｂが形成されていない面にハードコート処理層（ＨＣ）を設けておくことも、好ましい態様として推奨される。このハードコート処理層としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル糸樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリイミド系樹脂などの硬化性樹脂を、単独もしくは併用した架橋性樹脂硬化物層が好ましい。
【００４５】
該ハードコート処理層の厚さは１〜５０μｍ、より好ましくは２〜３０μｍの範囲が好ましく、１μｍ未満ではハードコート処理層としての機能が十分に発現されず、また５０μｍを超える厚肉になると、樹脂コーティングの形成速度が著しく遅くなるので生産性の面で好ましくない。
【００４６】
ハードコート処理層の形成法としては、透明導電性フィルムにおける透明導電性薄膜が形成されていない側の面に、上述した様な樹脂をグラビア方式、リバース方式、ダイ方式などでコーティングした後、熱、紫外線、電子線等のエネルギーを印加して硬質皮膜化する方法を採用すればよい。
【００４７】
更に、タッチパネルの視認性向上のため、図３に示す如く、透明導電性フィルムＦにおける透明導電性薄膜Ｂが形成されていない側の面に、防眩処理層（ＡＧ）Ａ設けることも極めて有効である。防眩処理層の形成は、硬化性樹脂をコーティングして乾燥した後、その表面にエンボスロールなどで凹凸を形成してから、熱や紫外線、電子線等のエネルギーを印加して硬化させる方法等によって実現でき、このとき用いられる硬化性樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン糸樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリイミド系樹脂などが、単独でもしくは混合して使用できる。
【００４８】
また、タッチパネルとして用いた時の可視光線透過率を更に向上させるため、図４に示す如く、透明導電性フィルムＦにおける透明導電性薄膜Ｂが形成されていない側の面に反射防止処理層（ＡＲ）を設けることも有効である。該反射防止処理層には、基材フィルムの屈折率とは異なる屈折率を有する素材を単層もしくは２層以上に積層形成する方法が好ましく採用される。単層構造の場合は、基材フィルムよりも小さな屈折率を有する素材を使用するのがよく、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さな屈折率を有する素材とし、その上に積層される層には、これよりも小さな屈折率を有する素材を選択することが好ましい。
【００４９】
この様な反射防止処理層を構成する素材としては、有機材料、無機材料の如何を問わず上記屈折率の関係を満足するものであればよいが、好ましい例としては、ＣａＦ_２，ＭｇＦ_２，ＮａＡｌＦ_４，ＳｉＯ_２，ＴｈＦ_４，ＺｒＯ_２，Ｎｄ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２，ＴｉＯ_２，ＣｅＯ_２，ＺｎＳ，Ｉｎ_２Ｏ_３などの誘電体が挙げられる。
【００５０】
上記反射防止処理層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、イオンプレーテイング法などのドライコーティング法でも、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法でも構わない。
【００５１】
更に上記反射防止処理層の積層に先立って、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前処理を施してもよい。
【００５２】
次に、上記透明導電性フィルムを用いたタッチパネルについて説明する。図５は、本発明に係るタッチパネルを例示する断面説明図であり、透明導電性薄膜を有する一対のパネル材を、透明導電性薄膜Ｂが対向する様にスペーサーＳを介して対向配置してなるタッチパネルにおいて、１方のパネル材として、前述した本発明の透明導電性フィルムＦ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Ｆ側からペンにより文字入力したときに、対向した透明導電性薄膜Ｂ同士がペンからの押圧により接触して電気的にＯＮになり、ペンのタッチパネル上での位置を検出できる。このペンタッチ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材が前記本発明の透明導電性フィルムで構成されており、ペン入力耐久性に優れたものであるから、長期にわたって安定なタッチパネルとなる。
【００５３】
なお図５において、もう一方のパネル材としては、ガラス板Ｇよりなる透明基板上に透明導電性薄膜Ｂを積層したものであるが、本発明の前記透明導電性フィルムＦを使用してもよい。また、液晶ガラス基板における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あっても勿論構わない。
【００５４】
【実施例】
以下、実施例をあげて発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。なお、下記実施例において「部」および「％」とあるのは、特記しない限り「質量部」および「質量％」を意味する。
【００５５】
参考例１
ポリエチレンテレフタレートを、フィルム形成ダイを通して、水冷した回転急冷ドラム上に押出し、未延伸フィルムを作製する。この未延伸フィルムを幅方向に９０℃で４．０倍延伸し、更に２２０℃で熱固定してから、２００℃で４％リラックス処理し、厚さ１８８μｍの一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
【００５６】
この一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを、表面清浄化のため洗浄剤（商品名「スキャット２０−Ｘ」、第一工業製薬社製）の１０体積％水溶液中に２分間浸漬し、更に、表面に付着した洗浄剤を洗浄するため純水の流水中へ２分間浸漬処理した。該一軸延伸ポリエチレンテレフタレート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として使用し、高周波マグネトロンスパッタリング法によって３００Å厚、酸化スズ含有率８％のインジウム−スズ複合酸化物薄膜（透明導電性薄膜）を製膜した。このとき、真空度は１×１０^−３Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒ：６０ｓｃｃｍ，Ｏ_２：２ｓｃｃｍを流した。また製膜工程中、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの温度は２０℃に保った。
【００５７】
上記で得た透明導電性薄膜に、ＵＶオゾン洗浄機（アイグラフィック社製「ＯＣ−２５０３１５Ｇ」）を用いて、ＵＶランプ２５Ｗ、３灯、照射時間１５秒の処理を施した。
【００５８】
得られた透明導電性フィルムを一方のパネル材として用い、他方のパネル材としては、ガラス基板上に上記と同じ方法で４００Å厚の透明導電性薄膜を形成したものを使用し、これら２枚のパネル板を、直径３０μｍのエポキシビーズを介して透明導電性薄膜が対向する様に配置し、タッチパネルを作製した。
【００５９】
実施例１
上記参考例１と同様にして作成した一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、該一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、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により厚さ３００Åのインジウム−スズ複合酸化物薄膜（透明導電性薄膜）を形成した。
【００６０】
このとき、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットとしては、酸化スズ含有率が１５、２５、３５、４５、６０％のものを用い、各ターゲットを用いたときのインジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズ含有量は、夫々１４、２４、３３、４２、５６％であった。なお、真空度は何れの場合も１×１０^−３Ｔｏｒｒに調整し、ガスとしては、Ａｒ：６０ｓｃｃｍ，Ｏ_２：２ｓｅｃｍを流し、製膜中、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの温度は２０℃に保った。
【００６１】
得られた透明導電性フィルムを使用し、前記参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００６２】
実施例２
前記参考例１と同様にして得た一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを洗浄した後、４０℃、０．５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液中に２分間浸漬し、その後、表面の水酸化ナトリウムを除去するため純水の流水中に２分間浸漬した。
【００６３】
この一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、インジウム−スズ複合酸化物をターゲットとして用いて、高周波マグネトロンスパックリング法により、厚さ３００Å、酸化スズ含有率２０％のインジウム−スズ複合酸化物薄膜（透明導電性薄膜）を製膜した。このターゲットを用いたときの、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％であった。この時、真空度は１×１０^−３Ｔｏｒｒ、ガスとしてはＡｒ：４０ｓｃｃｍ、Ｏ_２：１ｓｃｃｍで流し、また製膜中、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルの温度は２０℃に保った。この透明導電性フィルムを用い、前記参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００６４】
実施例３
前記参考例１と同様にして得た一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを洗浄した後、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に４０℃で２分間浸漬し、更に表面の残存物を除去するため純水の流水中に２分間浸漬処理した以外は、前記実施例２と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００６５】
実施例４
前記参考例１と同様にして得た一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、該フィルムの面上に、プライマー層形成剤として、ポリエステル樹脂（東洋紡績社製「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社製「コロネートＬ」）１部に溶解した塗液をグラビア法でコートし、１２０℃×１分間の予備乾燥後、更に硬化のため１３０℃で５分間加熱処理した。硬化後のプライマー層の厚さは０．０８μｍであった。
【００６６】
このプライマー面上に、前記実施例２と同じ条件でインジウム−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％であった。この透明導電性フィルムを使用し、前記参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００６７】
実施例５
上記実施例４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（アイグラフィック社製「ＯＣ−２５０３１５Ｇ」）を用い、ＵＶランプ２５Ｗ、３灯、照射時間１５秒で処理し、参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００６８】
実施例６
前記実施例１と同様にして作製した一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム／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にハードコート処理層を設けた。ハードコート剤としては、エポキシ変性アクリル樹脂１００部にベンゾフェノン４部を加えた紫外線硬化型樹脂組成物を用い、リバースコート法により製膜してから、８０℃×５分の予備乾燥後、５００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線照射により硬化させた。硬化後の厚さは５μｍである。また、この透明導電性フィルムを使用し、参考例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としては、酸化スズ含有率２０％のものを使用した。
【００６９】
実施例７
前記実施例１と同様にして作製した一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム／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に、防眩処理層を形成した。コート剤としては、エポキシアクリル樹脂１００部にベンゾフェノン２部を加えた紫外線硬化型樹脂組成物を使用し、リバースコート法で成膜した後、８０℃×５分の予備乾燥後、エンボスロールで表面に凹凸を形成し、５００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線照射により硬化させた。硬化後の厚さは５μｍである。また、この透明導電性フィルムを使用し、前記参考例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としては、酸化スズ含有率２０％のものを使用した。
【００７０】
実施例８
前記実施例１と同様にして作製した一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム／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は反対側の面に、厚さ７３０Åで屈折率１．８９のＹ_２Ｏ_３層、その上に厚さ１２００Åで屈折率２．３のＴｉＯ_２層、更にその上に厚さ９４０Åで屈折率１．４６のＳｉＯ_２を、夫々高周波スパッタリング法によって製膜し、反射防止処理層とした。各静電体薄膜を製膜するに際し、いずれも真空度は１×１０^−３Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒ：５５ｓｃｃｍ、Ｏ_２：５ｓｃｃｍを流した。また、基板は製膜行程中、加熱もしくは冷却をすることなく室温のままとした。
【００７１】
得られた透明導電性フィルムを使用し、前記参考例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としては酸化スズ含有率２０％のものを使用した。
【００７２】
実施例９
一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、ポリエチレン−２，６−ナフタレートを使用し、水冷した回転急冷ドラム上にフィルム形成ダイを通して押出し末延伸フィルムを作製した。この未延伸フィルムを幅方向に１１０℃で４．０倍延伸し、その後２３０℃で熱固定してから２１０℃で４％リラックス処理し、４７μｍの一軸延伸ポリエチレン−２，６−ナフタレートフィルムを得た。
【００７３】
この一軸延伸ポリエチレン−２，６−ナフタレートフィルムを用いた以外は前記実施例１と同様にして透明導電性薄膜を製膜し、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使用し、前記参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。このとき、インジウム−スズ複合酸化物ターゲットとしては酸化スズ含有率２０％のものを使用した。
【００７４】
参考例２
ノルボルネン系樹脂（商品名「ＺＥＯＮＥＸ」、日本ゼオン社製）を水冷した回転急冷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、幅方向に３．５倍延伸して厚さ１００μｍの一軸延伸ＺＥＯＮＥＸフィルムを得た。
【００７５】
得られた一軸延伸ＺＥＯＮＥＸフィルムを、表面の汚れを除去するため洗浄剤（商品名「スキャット２０−Ｘ」、第一工業製薬社製）の１０体積％水溶液に２分間浸漬した。この一軸延伸ＺＥＯＮＥＸフィルム上に、インジウム−スズ複合酸化物をターゲットとして用いて、高周波マグネトロンスパッタリング法により厚さ３００Å、酸化スズ含有率２０％のインジウム−スズ複合酸化物薄膜（透明導電性薄膜）を製膜した。この時、真空度は１×１０^−３Ｔｏｒｒとし、ガスとしてＡｒ：６０ｓｃｃｍ、Ｏ_２：２ｓｃｃｍを流し、製膜中、一軸延伸ＺＥＯＮＥＸフィルムの温度は２０℃に保った。また、この透明導電性フィルムを使用し、参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００７６】
比較例１
ＵＶオゾン処理を行わなかった以外は前記参考例１と同様にして、透明導電性フィルムを作製し、更にこの透明導電性フィルムを用いて、前記参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００７７】
比較例２
酸化スズ含有率が７０％、８０％または９０％であるインジウム−スズ複合酸化物ターゲットを使用した以外は前記実施例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、参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００７８】
比較例３
ＵＶオゾン処理を行わなかった以外は実施例４と同様にして、透明導電性フィルムを作製し、この透明導電性フィルムを用いて、参考例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としては、酸化スズ含有率９％のものを使用した。
【００７９】
比較例４
前記参考例１と同様にして厚さ１８８μｍの一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを作製し、この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溶液（濃度１％）を塗工した後、１００℃で１分間乾燥した。その後、有機ケイ素化合物上に前記参考例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。この積層体を更に１５０℃で１０時間加熱処理し、得られた透明導電性フィルムを用いて参考例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【００８０】
参考例３
一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、ポリエチレンテレフタレートを水冷した回転急冷ドラム上にフィルム形成ダイを通して押出して未延伸フィルムを作製し、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℃で熱固定して得た厚さ５０μｍ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、前記参考例１と同様にして透明導電性フィルムを作製し、更にこれを用いてタッチパネルを作製した。
【００８１】
上記実施例１〜９および比較例１〜４、参考例１〜３の透明導電性フィルムについて、透明導電性薄膜の組成、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、基材フィルムに対する透明導電性薄膜の付着カ、銀ペーストと透明導電性薄膜との接着性を、下記の方法によって測定した。また、各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行った。
【００８２】
＜透明導電性薄膜中の組成分析＞
インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化スズの質量％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Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２の比重（Ｉｎ_２Ｏ_３は７．１８、ＳｎＯ_２は６．９５）を用いて算出した値である。
【００８３】
＜表面抵抗率＞
三菱化学社製の「Ｌｏｔｅｓｔ ＡＭＣＰ−Ｔ４００」を使用し、ＪＩＳ Ｋ７１９４に準拠した４端子法により側定した。
【００８４】
＜光線透通率＞
日本電色工業社製の「ＮＤＨ−１００１ＤＰ」を使用し、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠した積分球式光線透過率法により測定した。
【００８５】
＜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（協和界面科学社製「ＣＡ−Ｘ型」）を使用し、２５℃、５０％ＲＨの条件で測定した。これらの測定値を用い、以下の様にして透明導電性薄膜の表面張力γｓを算出した。
【００８６】
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。即ち、
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。
【００８７】
また、Ｆｏｗｋｅｓの式より
γ_ｓｗ＝γ_ｓ＋γ_ｗ−２×（γ_ｓｄ・γ_ｗｄ）^１／２−２×（γ_ｓｐ・γ_ｗｐ）^１／２ （式４）
γ_ｓｙ＝γ_ｓ＋γ_ｙ−２×（γ_ｓｄ・γ_ｙｄ）^１／２−２×（γ_ｓｐ・γ_ｙｐ）^１／２ （式５）
である。ここで、γ_ｗｄは水の表面張力の分散性成分、γ_ｗｐは水の表面張力の極性成分、γ_ｙｄはヨウ化メテレンの表面張力の分散性成分、γ_ｙｐはヨウ化メチレンの表面張力の極性成分である。
【００８８】
式１〜５の連立方程式を解くことにより、透明導電性薄膜の表層張力γ_ｓ＝γ_ｓｄ＋γ_ｓｐを算出できる。この時、水の表面張力（γ_ｗ）：７２．８ｍＮ／ｍ、よう化メチレンの表面張力（γ_ｙ）：５０．５ｍＮ／ｍ、水の表面張力の分散性成分（γ_ｗｄ）：２１．８ｍＮ／ｍ、水の表面張力の極性成分（γ_ｗｐ）：５１．０ｍＮ／ｍ、ヨウ化メチレンの表面張力の分散性成分（γ_ｙｄ）：４９．５ｍＮ／ｍ、ヨウ化メテレンの表面張力の極性成分（γ_ｙｐ）：１．３ｍＮ／ｍを用いた。
【００８９】
＜付着力測定＞
厚さ４０ｃｍのアイオノマーフィルムとポリエステル系接着剤を使用し、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。
【００９０】
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、そのときの剥離カを付着力とした。この時の剥離速度は１０００ｍｍ／分とした。
【００９１】
＜電子線回折＞
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、透明導電性薄膜の単独膜を得るため、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ツドに乗せ、溶液を乾燥させるため１日間風乾する。これを試料とし、電子線回折像を透過型電子顕微鏡（日本電子社製「ＪＢＭ−２０１０」）を用いて測定した。電子線条件は、加速電圧２００ｋＶ、波長０．００２５ｎｍとした。この回折像から、透明導電性薄膜が結晶質であるか、非晶質であるかを確認した。
【００９２】
＜エッチング時間＞
１０ｃｍ×ｌｃｍ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℃、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とした。
【００９３】
＜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）を使用し、銀ペースト（東洋紡績社製「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により５枚の試験片について測定し、その平均値を算出した。
【００９４】
＜ペン入力耐久性試験＞
まず、ペン入力試験前のリニアリティ測定を以下の様にして行った。即ち、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する。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１ｍｍ間隔で（ｘ１，ｙｌ）〜（ｘ５０，ｙ５０）の２５００点について電圧Ｖｉ，ｊ（ｉ，ｊ＝１〜５０）を測定した。
【００９５】
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△ｉ，ｊ＝（Ｖｉ，ｊ−Ｕｉ，ｊ）／Ｕｉ，ｊで定義し、この△ｉ，ｊの絶対値の最大値をリニアリティと定義した。
【００９６】
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した様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材側から、ポリアセタール樹脂製のペン先半径０．８ｍｍのタッチペンを使用し、リニアリティ測定を行った部位に、プロッタ（ローランド社製「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字筆記し、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。
【００９７】
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。
【００９８】
実施例１〜９、比較例１〜４および参考例１〜３についての測定結果を表１，２に一括して示す。
【００９９】
【表１】

【０１００】
【表２】

【０１０１】
【発明の効果】
本発明の透明導電性フィルムは、一軸延伸ポリエステルフィルム上に設けた透明導電性薄膜の表面張力が３５〜６０ｍＮ／ｍであるため、銀ペーストとの間で高い密着性を示す。また、この透明導電性フィルムは、非晶質の透明導電性薄膜を形成したものであるから、導電性、透明性およびエッチング特性に極めて優れたものである。更には、一軸延伸ポリエステルフィルムと透明導電性薄膜との付着力を１０ｇ／１５ｍｍ以上とすることにより、ペン入力用タッチパネルとして用いたときに、ペンによる押圧で対向する透明導電性薄膜同士が強く接触したときでも、透明導電性薄膜に剥離やクラックを生じることがなく、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。
【０１０２】
そして、この透明導電性フィルムを使用することにより、ペン入力耐久性、入力感度などに極めて優れたタッチパネルを低コストで提供し得ることになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る透明導電性フィルムの基本構造を示す断面説明図である。
【図２】 本発明に係る透明導電性フィルムを例示する断面説明図である。
【図３】 本発明に係る更に他の透明導電性フィルムを例示する断面説明図である。
【図４】 本発明に係る更に他の透明導電性フィルムを例示する断面説明図である。
【図５】 本発明に係るタッチパネルの基本構造を例示する断面説明図である。
【符号の説明】
Ｆ 透明導電性フィルム
Ａ 一軸延伸ポリエステルフィルム
Ｂ 透明導電性薄膜
Ｓ スペーサー
Ｇ ガラス板
ＨＣ ハードコート処理層
ＡＧ 防眩処理層
ＡＲ 反射防止処理層

Claims (6)

1. 一軸延伸ポリエステルフィルムの少なくとも片面に非晶質透明導電性薄膜が形成された透明導電性フィルムであって、
   該一軸延伸ポリエステルフィルムは、酸性またはアルカリ性水溶液を用いる表面処理が施され、および／または、当該一軸延伸ポリエステルフィルム上にプライマー層が形成されてなり、
   該非晶質透明導電性薄膜は、酸化スズ含有率１０〜６０質量％の非晶質インジウム−スズ複合酸化物薄膜であり、且つ、当該非晶質透明導電性薄膜の表面が紫外線照射されてなるものであり、
   該非晶質透明導電性薄膜の表面張力が３５〜６０ｍＮ／ｍであり、且つ、
   該一軸延伸ポリエステルフィルムに対する該非晶質透明導電性薄膜の付着力が１０ｇ／１５ｍｍ以上である銀ペースト密着性に優れることを特徴とする透明導電性フィルム。
2. 前記一軸延伸ポリエステルフィルムが、ポリエチレンテレフタレートまたはこれを主体とするポリエステルで構成されている請求項１に記載の透明導電性フィルム。
3. 前記透明導電性フィルムにおける透明導電性薄膜が形成されていない面に、ハードコート処理層が設けられている請求項１または２に記載の透明導電性フィルム。
4. 前記透明導電性フィルムにおける透明導電性薄膜が形成されていない面に、防眩処理層が設けられている請求項１または２に記載の透明導電性フィルム。
5. 前記透明導電性フィルムにおける透明導電性薄膜が形成されていない面に、反射防止処理層が設けられている請求項１または２に記載の透明導電性フィルム。
6. 表面に透明導電性薄膜が形成された一対のパネル材を、該透明導電性薄膜が対向する様にスペーサーを介して重ね合わせてなるタッチパネルにおいて、少なくとも１方のパネル材として、前記請求項１〜５のいずれかに記載された透明導電性フィルムを用いたものであることを特徴とするタッチパネル。

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