JP4721359B2 - 透明導電性積層体及びそれを備えたタッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、可視光線領域に於いて透明性を有し、かつフィルム基材上に導電性薄膜を備えた透明導電性積層体及びそれを備えたタッチパネルに関する。本発明の透明導電性積層体は、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などのディスプレイ方式やタッチパネルなどに於ける透明電極のほか、透明物品の帯電防止や電磁波遮断などのために用いられる。

タッチパネルには、位置検出の方法により光学方式、超音波方式、静電容量方式、抵抗膜方式などがある。このうち、抵抗膜方式はその構造が単純であるため、コストパフォーマンスに優れており、近年、急速に普及している。抵抗膜方式タッチパネルは、例えば銀行の現金自動受払機（ＡＴＭ）や交通機関の切符販売機等の表示板に用いられている。

この抵抗膜方式のタッチパネルは、一対の透明導電性フィルムがスペーサーを介して対向配置されており、上側の透明導電性フィルムに電流を流し、下側の透明導電性フィルムに於ける電圧を計測するような構造となっている。上側の透明導電性フィルムを指やペン等による押圧操作を介して下側の透明導電性フィルムに接触させると、その接触部分が通電することにより、その接触部分の位置が検知される。

従来、このような透明導電性フィルムとして、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フィルムが使用されている。しかし、このような透明導電性フィルムは、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したり、断線を生じるという問題があった。また、上記の透明導電性フィルムは、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オ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、これらの文献では、高温高湿信頼性を十分に満足させることはできない。

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、ＳｎＯ_２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ＳｎＯ_２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ー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、特許文献３に記載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には、その機械的強度が十分でなく、ペン入力耐久性を満足することができない。

ところで、近年、スマートフォンやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、ゲームなどに搭載されるタッチパネルの市場が伸びてきており、タッチパネルの狭額縁化が進んでいる。これにより、タッチパネルを指で押圧する機会が多くなり、ペン入力耐久性に加えて、さらに面圧耐久性についても満足することが必要とされている。しかし、上記特許文献では、ペン入力耐久性を満足できないのであるから、面圧耐久性は到底満足することはできなかった。
特開２００３−２６３９２５号公報 特開２００３−１５１３５８号公報 特開平１０−４９３０６号公報

本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、透明なフィルム基材の一方の面に、透明導電性薄膜を有し、透明なフィルム基材の他方の面には、透明な粘着剤層を介して透明基体が貼り合わされている透明導電性積層体であって、タッチパネル用としての高温高湿信頼性を満足し、かつペン入力耐久性に加えて、さらに面圧耐久性を有する透明導電性積層体及びそれを備えたタッチパネルを提供することを目的とする。

本願発明者等は、前記従来の問題点を解決すべく、透明導電性積層体及びそれを備えたタッチパネルについて鋭意検討した。その結果、下記の構成を採用することにより前記目的を達成できることを見出して、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、透明なフィルム基材の一方の面に、透明導電性薄膜を有し、
透明なフィルム基材の他方の面には、透明な粘着剤層を介して透明基体が貼り合わされている透明導電性積層体であって、
透明導電性薄膜は、ＳｎＯ_２／（ＳｎＯ_２＋Ｉｎ_２Ｏ_３）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、ＳｎＯ_２／（ＳｎＯ_２＋Ｉｎ_２Ｏ_３）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、透明なフィルム基材の側から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ｔ_１と第２の透明導電性薄膜の厚さｔ_２とが、以下の（１）〜（３）；
（１）ｔ_１＝１０〜３０ｎｍ
（２）ｔ_２＝ ５〜２０ｎｍ
（３）ｔ_１＋ｔ_２＝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り、
透明基体は、少なくとも２枚の透明な基体フィルムを透明な粘着剤層を介して積層した積層透明基体であることを特徴とする透明導電性積層体、に関する。

前記透明導電性積層体において、前記透明導電性薄膜は、フィルム基材の側から透明な誘電体薄膜を介して設けられていることが好ましい。

前記透明導電性積層体において、前記透明基体の外表面に樹脂層が設けることができる。

また本発明は、前記透明導電性積層体を備えたことを特徴とするタッチパネル、に関する。

上記特許文献３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には、その機械的強度を高めて、ペン入力耐久性に加えて、面圧耐久性を維持させるためには、結晶膜とすることが考えられる。しかし、上記特許文献３の実施例には、第２の透明導電性薄膜のＳｎＯ_２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ＳｎＯ_２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、特許文献３の実施例には、ＳｎＯ_２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。

本発明では、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、ＳｎＯ_２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ＳｎＯ_２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ているが、第１および第２の透明導電性薄膜の各ＳｎＯ_２含有量を特許文献３に比べて少なめの範囲に限定している。しかも、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ている。このように、第１および第２の透明導電性薄膜の各ＳｎＯ_２含有量と各厚さを制御することにより、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、透明導電性薄膜に結晶膜構造を付与している。かかる透明導電性薄膜に結晶膜構造によって、本発明では、透明性およびペン入力耐久性に加えて、面圧耐久性を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薄膜を得ている。

さらに本発明では、透明なフィルム基材における、透明導電性薄膜を設けていない側の面には、少なくとも２枚の透明な基体フィルムを透明な粘着剤層を介して積層した積層透明基体を設けた透明導電性積層体の構造としている。かかる構造より、例えば透明導電性積層体をタッチパネルに適用した場合における、ペン入力耐久性、さらにはこれに加えて、面圧耐久性を向上することができる。

前記透明導電性積層体において、ペン入力耐久性、さらには面圧耐久性は、透明導電性薄膜をフィルム基材の側から透明な誘電体薄膜を介して設けることで、より向上することができる。すなわち、前記誘電体薄膜は、透明導電性薄膜のアンダーコート層として特に効果を発揮し、面内耐久性を向上させる。

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ＳｎＯ_２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って、第１および第２の透明導電性薄膜を結晶膜構造とし、さらに透明なフィルム基材における、透明導電性薄膜を設けていない側の面には、積層透明基体を設けることで、透明性およびペン入力耐久性、さらには面圧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積層体を提供することができる。また、この透明導電性積層体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。

本発明の実施の形態について、図を参照しながら以下に説明する。但し、説明に不要な部分は省略し、また説明を容易にする為に拡大又は縮小等して図示した部分がある。

図１、図２は、本実施の形態に係る透明導電性積層体の一例を示す断面模式図である。図１の透明導電性積層体Ａは、透明なフィルム基材１の一方の面に、透明導電性薄膜２を有し、他方の面に透明な粘着剤層４１を介して積層透明基体３が貼り合わされた構造である。かかる構造において、透明導電性薄膜２は、フィルム基材１の側から、第１の透明導電性薄膜２１および第２の透明導電性薄膜２２がこの順に形成されている。また積層透明基体３は、透明な基体フィルム３１と透明な基体フィルム３２を透明な粘着剤層４２を介して積層体ものである。図１では、透明な基体フィルムを２層積層した場合を例示しているが、透明な基体フィルムの積層は２層以上であればよく、３層、４層、さらには５層以上とすることができる。この様な構造とすることにより、面内耐久性をより向上させることができる。また、図１は、積層透明基体３の外表面にハードコート層（樹脂層）６が設けられている場合である。また、図２では、図１において、透明導電性薄膜２が、フィルム基材１の側から透明な誘電体薄膜５を介して設けられている場合である。

前記フィルム基材１としては、特に制限されないが、透明性を有する各種のプラスチックフィルムが用いられる。例えば、その材料として、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、（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、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等が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、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。

また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ１０／３７００７）に記載の高分子フィルム、例えば、（Ａ）側鎖に置換及び／又は非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換及び／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が挙げられる。具体的には、イソブチレン及びＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物の高分子フィルムを用いることができる。

前記フィルム基材１の厚みは、２〜２００μｍの範囲内であることが好ましく、２〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。フィルム基材１の厚みが２μｍ未満であると、フィルム基材１の機械的強度が不足し、このフィルム基材１をロール状にして導電性薄膜２、誘電体薄膜５及び粘着剤層４１を連続的に形成する操作が困難になる場合がある。一方、厚みが２００μｍを超えると、粘着剤層４１のクッション効果に起因して、導電性薄膜２の耐擦傷性やタッチパネル用としての打点特性の向上が図れなくなる場合がある。

前記フィルム基材１には、表面に予めスパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化などのエッチング処理や下塗り処理を施して、この上に設けられる導電性薄膜２または誘電体薄膜５の前記フィルム基材１に対する密着性を向上させるようにしてもよい。また、導電性薄膜２または誘電体薄膜５を設ける前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄などにより除塵、清浄化してもよい。

図２に示す誘電体薄膜５は、無機物、有機物または無機物と有機物との混合物により形成することができる。無機材料としては、例えば、無機物として、ＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂、Ａ１₂Ｏ₃などが好ましく用いられる。また有機物としてはアクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマーなどの有機物があげられる。特に、有機物としては、メラミン樹脂とアルキド樹脂と有機シラン縮合物の混合物からなる熱硬化型樹脂を使用するのが望ましい。

誘電体薄膜５は、上記の材料を用いて、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテフィング法等のドライプロセスとして、またはウェット法（塗工法）などにより形成できる。誘電体薄膜５は１層でもよく、２層以上の複数層とすることもできる。誘電体薄膜５の厚さ（複数層の場合は各層の厚さ）は、通常、１〜３００ｎｍ程度であるのがよい。

フィルム基材１には、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２１、２２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、ＳｎＯ_２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、ＳｎＯ_２／（ＳｎＯ_２＋Ｉｎ_２Ｏ_３）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する。また、第２の透明導電性薄膜では、ＳｎＯ_２／（ＳｎＯ_２+＋Ｉｎ_２Ｏ_３）が６重量％を超え、２０重量％以下であり、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ＳｎＯ_２含有量を上記特定範囲に設定したときには、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加えて、面圧耐久性に優れ、高温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ＳｎＯ_２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ｔ_１と第２の透明導電性薄膜の厚さｔ_２とが、つぎの（１）〜（３）；
（１）ｔ_１＝１０〜３０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍ、
（２）ｔ_２＝５〜２０ｎｍ、好ましくは５〜１５ｎｍ、
（３）ｔ_１＋ｔ_２＝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加えて、面圧耐久性に優れ、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ｔ_１が１０ｎｍ未満となったり、第２の透明導電性薄膜の厚さｔ_２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ｔ_１が３０ｎｍを超えたり、第２の透明導電性薄膜の厚さｔ_２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ｔ_１と第２の透明導電性薄膜の厚さｔ_２との合計の厚さが２０ｎｍ未満となると、高温度信頼性が十分に得られなかつ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ＳｎＯ_２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ができる。

前記導電性薄膜２（第１および第２の透明導電性薄膜２１、２２）が形成されたフィルム基材１の他方の面には、透明な粘着剤層４１を介して積層透明基体３が貼り合わされる。積層透明基体３は、少なくとも２枚の透明な基体フィルムを透明な粘着剤層により貼り合わせた複合構造であり、これによりペン入力耐久性、さらには面圧耐久性を向上することができる。

積層透明基体３の厚さは、通常、９０〜３００μｍであるのが好ましく、より好ましくは１００〜２５０μｍに制御される。また、積層透明基体３を形成する各基体フィルムの厚さは１０〜２００μｍ、更には２０〜１５０μｍであり、これら基体フィルムに透明な粘着剤層を含めた積層透明基体３としての総厚さが前記範囲に入るように制御される。基体フィルムとしては、前記したフィルム基材１と同様のものが挙げられる。

フィルム基材１と積層透明基体３の貼り合わせは、積層透明基体３側に前記の粘着剤層４１を設けておき、これに前記フィルム基材１を貼り合わせるようにしてもよいし、逆にフィルム基材１側に前記の粘着剤層４１を設けておき、これに積層透明基体３を貼り合わせるようにしてもよい。後者の方法では、粘着剤層４１の形成を、フィルム基材１をロール状にして連続的に行なうことができるので、生産性の面で一層有利である。また、フィルム基材１に、順次に基体フィルム３１、３２を粘着剤層４１、４２により貼り合せることにより積層透明基体３を積層することもできる。なお、基体フィルムの積層に用いる透明な粘着剤層（図１、図２の粘着剤層４２）は、下記の透明な粘着剤層４１と同様のものを用いることができる。

粘着剤層４１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。具体的には、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性、凝集性及び接着性等の粘着特性を示し、耐候性や耐熱性等にも優れるという点からは、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。

粘着剤層４１の構成材料である粘着剤の種類によっては、適当な粘着用下塗り剤を用いることで投錨力を向上させることが可能なものがある。従って、そのような粘着剤を用いる場合には、粘着用下塗り剤を用いることが好ましい。

前記粘着用下塗り剤としては、粘着剤の投錨力を向上できる層であれば特に制限はない。具体的には、例えば、同一分子内にアミノ基、ビニル基、エポキシ基、メルカプト基、クロル基等の反応性官能基と加水分解性のアルコキシシリル基とを有するシラン系カップリング剤、同一分子内にチタンを含む加水分解性の親水性基と有機官能性基とを有するチタネート系カップリング剤、及び同一分子内にアルミニウムを含む加水分解性の親水性基と有機官能性基とを有するアルミネート系カップリング剤等のいわゆるカップリング剤、エポキシ系樹脂、イソシアネート系樹脂、ウレタン系樹脂、エステルウレタン系樹脂等の有機反応性基を有する樹脂を用いることができる。工業的に取扱い易いという観点からは、シラン系カップリング剤を含有する層が特に好ましい。

また、前記粘着剤層４１には、ベースポリマーに応じた架橋剤を含有させることができる。また、粘着剤層４１には必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。また透明微粒子を含有させて光拡散性が付与された粘着剤層４１とすることもできる。

尚、前記の透明微粒子には、例えば平均粒径が０．５〜２０μｍのシリカ、酸化カルシウム、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性の無機系微粒子や、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタンの如き適宜なポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系微粒子など適宜なものを１種又は２種以上用いることができる。

前記粘着剤層４１は、通常、ベースポリマー又はその組成物を溶剤に溶解又は分散させた固形分濃度が１０〜５０重量％程度の粘着剤溶液として用いられる。前記溶剤としては、トルエンや酢酸エチル等の有機溶剤や水等の粘着剤の種類に応じたものを適宜に選択して用いることができる。

この粘着剤層４１は、積層透明基体３の接着後に於いては、そのクッション効果により、フィルム基材１の一方の面に設けられた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、いわゆるペン入力耐久性および面圧耐久性を向上させる機能を有する。この機能をより良く発揮させる観点から、粘着剤層４１の弾性係数を１〜１００Ｎ／ｃｍ^２の範囲、厚さを１μｍ以上、通常５〜１００μｍの範囲に設定するのが望ましい。

前記の弾性係数が１Ｎ／ｃｍ^２未満であると、粘着剤層４１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１、ひいては導電性薄膜２に凹凸を生じさせる。また、加工切断面からの粘着剤のはみ出しなどが生じやすくなり、そのうえ導電性薄膜２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１００Ｎ／ｃｍ^２を超えると、粘着剤層４１が硬くなり、そのクッション効果が期待できなくなるため、導電性薄膜２の耐擦傷性やタッチパネル用としてのペン入力耐久性および面圧耐久性を向上させることが困難になる傾向がある。

また、粘着剤層４１の厚さが１μｍ未満となると、そのクッション効果が期待できないため、導電性薄膜２の耐擦傷性やタッチパネル用としてのペン入力耐久性および面圧耐久性を向上させることが困難になる傾向がある。その一方、厚くしすぎると、透明性を損なったり、粘着剤層４１の形成や積層透明基体３の貼り合わせ作業性、更にコストの面でも好結果を得にくい。

この様な粘着剤層４１を介して貼り合わされる積層透明基体３は、フィルム基材１に対して良好な機械的強度を付与し、ペン入力耐久性および面圧耐久性の他に、とくに、カールなどの発生防止に寄与するものである。

前記セパレーターを用いて粘着剤層４１を転写する場合、その様なセパレーターとしては、例えばポリエステルフィルムの少なくとも粘着剤層４１と接着する面に移行防止層及び／又は離型層が積層されたポリエステルフィルム等を用いるのが好ましい。

前記セパレーターの総厚は、３０μｍ以上であることが好ましく、７５〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。粘着剤層４１の形成後、ロール状態にて保管する場合に、ロール間に入り込んだ異物等により発生することが想定される粘着剤層４１の変形（打痕）を抑制する為である。

前記移行防止層としては、ポリエステルフィルム中の移行成分、特に、ポリエステルの低分子量オリゴマー成分の移行を防止する為の適宜な材料にて形成することができる。移行防止層の形成材料として、無機物若しくは有機物、又はそれらの複合材料を用いることができる。移行防止層の厚さは、０．０１〜２０μｍの範囲で適宜に設定することができる。移行防止層の形成方法としては特に限定されず、例えば、塗工法、スプレー法、スピンコート法、インラインコート法などが用いられる。また、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、スプレー熱分解法、化学メッキ法、電気メッキ法等も用いることができる。

前記離型層としては、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブテン等の適宜な剥離剤からなるものを形成することができる。離型層の厚さは、離型効果の点から適宜に設定することができる。一般には、柔軟性等の取り扱い性の点から、該厚さは２０μｍ以下であることが好ましく、０．０１〜１０μｍの範囲内であることがより好ましく、０．１〜５μｍの範囲内であることが特に好ましい。

前記塗工法、スプレー法、スピンコート法、インラインコート法に於いては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂等の電離放射線硬化型樹脂や前記樹脂に酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、マイカ等を混合したものを用いることができる。また、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、スプレー熱分解法、化学メッキ法又は電気メッキ法を用いる場合、金、銀、白金、パラジウム、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、鉄、コバルト又はスズやこれらの合金等からなる金属酸化物、ヨウ化鋼等からなる他の金属化合物を用いることができる。

また必要に応じて、前記積層透明基体３の外表面（粘着剤層４１とは反対側の面）に、視認性の向上を目的とした防眩処理層や反射防止層を設けたり、外表面の保護を目的としたハードコート層（樹脂層）６を設けるようにしてもよい。防眩処理層や反射防止層は、積層透明基体３上に設けたハードコート層６上に設けることもできる。ハードコート層６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、シリコーン系樹脂などの硬化型樹脂からなる硬化被膜が好ましく用いられる。

防眩処理層の構成材料としては特に限定されず、例えば電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。防眩処理層の厚みは０．１〜３０μｍが好ましい。０．１μｍより薄くなると硬度不足が懸念され、３０μｍより厚いと防眩処理層にクラックが発生したり、防眩処理層を塗工した積層透明基体３全体にカールが発生する場合がある。

反射防止層としては、前記ハードコート層６の上に反射防止層を設けることができる。光は物体に当たるとその界面での反射、内部での吸収、散乱といった現象を繰り返して物体の背面に透過していく。画像表示装置にタッチパネルを装着した際、画像の視認性を低下させる要因のひとつに空気と積層透明基体３又はハードコート層６界面での光の反射が挙げられる。その表面反射を低減させる方法として、厚み及び屈折率を厳密に制御した薄膜をハードコート層６表面に積層し、光の干渉効果を利用した入射光と反射光の逆転した位相を互いに相殺させることで反射防止機能を発現させる。

光の干渉効果に基づく反射防止層の設計に於いて、その干渉効果を向上させるには、反射防止層とハードコート層６の屈折率差を大きくすることである。一般的に、基材上に２〜５層の光学薄膜（前記厚み及び屈折率を厳密に制御した薄膜）を積層する多層反射防止層では、屈折率の異なる成分を所定の厚さだけ複数層形成することで、反射防止層の光学設計に自由度が増し、より反射防止効果を向上させ、分光反射特性も可視光領域でフラットにすることが可能になってくる。光学薄膜の各層の厚み精度が要求される為、一般的にはドライ方式である真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により各層の形成が行われている。

反射防止層としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等が用いられる。反射防止機能を一層大きく発現させる為には、酸化チタン層と酸化ケイ素層との積層体を用いることが好ましい。前記積層体は、ハードコート層６上に屈折率の高い酸化チタン層（屈折率：約１．８）が形成され、該酸化チタン層上に屈折率の低い酸化ケイ素層（屈折率：約１．４５）が形成された２層積層体、更に、この２層積層体上に、酸化チタン層及び酸化ケイ素層がこの順序で形成された４層積層体が好ましい。この様な２層積層体又は４層積層体の反射防止層を設けることにより、可視光線の波長領域（３８０〜７８０ｎｍ）の反射を均一に低減させることが可能である。

また、積層透明基体３又はハードコート層６上に単層の光学薄膜を積層することによっても、反射防止効果を発現させることが可能である。反射防止層を単層にする設計に於いても、反射防止機能を最大限引き出す為には、反射防止層とハードコート層６の屈折率差を大きくする必要がある。前記反射防止層の膜厚をｄ、屈折率をｎ、入射光の波長をλとすると、反射防止層の膜厚とその屈折率との間でｎｄ＝λ／４なる関係式が成立する。反射防止層の屈折率が基材の屈折率より小さい場合は、前記関係式が成立する条件では反射率が最小となる。例えば、反射防止層の屈折率が１．４５である場合は、可視光線中の５５０ｎｍの波長の入射光に対して、反射率を最小にする反射防止層の膜厚は９５ｎｍとなる。

反射防止機能を発現させる可視光線の波長領域は３８０〜７８０ｎｍであり、特に視感度が高い波長領域は４５０〜６５０ｎｍの範囲であり、その中心波長である５５０ｎｍの反射率を最小にする設計を行なうことが通常行われている。

単層で反射防止層を設計する場合，その厚み精度は、多層反射防止膜の厚み精度ほど厳密ではなく、設計厚みに対し±１０％の範囲、つまり設計波長が９５ｎｍの場合は、８６ｎｍ〜１０５ｎｍの範囲であれば問題なく使用できる。このことより、一般的に単層の反射防止膜の形成には、ウェット方式であるファンテンコート、ダイコート、スピンコート、スプレーコート、グラビアコート、ロールコート、バーコート等の塗工法が用いられている。

ハードコート層６の形成材料としては、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、シリコーン系樹脂など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、ハードコート層６の厚さとしては、０．１〜３０μｍが好ましい。厚さが０．１μｍ未満であると、硬度が不足する場合がある。また、厚さが３０μｍを超えると、ハードコート層６にクラックが発生したり、積層透明基体３全体にカールが発生する場合がある。

なお、図１、図２に示す透明導電性積層体Ａは、タッチパネル作製時に、又は必要に応じて、１００〜１５０℃の範囲内でアニール処理が施されることがある。この為、透明導電性積層体Ａとしては、１００℃以上、更には１５０℃以上の耐熱性を有することが好ましい。

次に、本実施の形態に係るタッチパネルについて説明する。図３は、本実施の形態に係るタッチパネルを概略的に示す断面模式図である。同図に示すように、タッチパネルは、前記の透明導電性積層体Ａと、下側基板Ａ´とがスペーサーｓを介して対向配置された構造である。

下側基板Ａ´は、他の透明基体１´上に他の導電性薄膜２´が積層された構成である。但し、本発明はこれに限定されず、例えば透明導電性積層体Ａを下側基板Ａ´として使用することも可能である。他の透明基体１´の構成材料としては、基本的には、ガラス板や、積層透明基体３と同様のものを用いることができる。また、その厚さ等についても積層透明基体３と同様にすることができる。他の導電性薄膜２´の構成材料としては、基本的には導電性薄膜２と同様のものを用いることができる。また、その厚さ等についても導電性薄膜２と同様とすることができる。

スペーサーｓとしては絶縁性のものであれば特に限定されず、従来公知の種々のものを採用することができる。スペーサーｓの製造方法、サイズ、配置位置、数量についても特に限定されない。また、スペーサーｓの形状としては、略球形のものや多角形状のもの等、従来公知の形状を採用することができる。

図３に示すタッチパネルは、透明導電性積層体Ａ側より、入力ペン等にてスペーサーｓの弾性力に抗して押圧打点したとき、導電性薄膜２、２´同士が接触して電気的にＯＮ状態となり、前記押圧を解除すると元のＯＦＦ状態に戻る、透明スイッチ基体として機能する。その際、タッチパネルは、その導電性薄膜２の耐擦傷性やペン入力耐久性、面圧耐久性などに優れ、長期にわたって前記機能を安定的に維持させることができる。

以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、各例中、部は特記がない限りいずれも重量基準である。

（実施例１）
＜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（透明な誘電体薄膜）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９５体積％と酸素ガス５体積％とからなる０．４Ｐａの雰囲気中で、酸化インジウム９５％−酸化スズ６％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２.０）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＞
ハードコート層の形成材料として、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、光重合開始剤としての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部を加えて、３０％の濃度に希釈してなるトルエン溶液を調製した。

このハードコート層の形成材料を、厚さが１２５μｍのＰＥＴフィルムからなる基体フィルムの一方の面に塗布し、１００℃で３分間乾燥した。その後、直ちにオゾンタイプ高圧水銀灯（エネルギー密度８０Ｗ／ｃｍ^２、１５ｃｍ集光型）２灯で紫外線照射を行ない、厚さ５μｍのハードコート層を形成した。

＜積層透明基体の作製＞
次いで、前記基体フィルムのハードコート層形成面とは反対側の面に、厚さ約２０μｍ、弾性係数１０Ｎ／ｃｍ^２の透明なアクリル系の粘着剤層を形成した。粘着剤層組成物としては、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部配合してなるものを用いた。上記粘着剤層側に、厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムからなる基体フィルムを貼り合せて、ＰＥＴフィルムを２枚有する積層透明基体とした。

＜透明導電性積層体の作製＞
上記積層透明基体のハードコート層形成面とは反対側の面に、上記同様条件にて粘着剤層を形成し、この粘着剤層面と、フィルム基材（導電性薄膜を形成していない側の面）とを貼り合わせ、これにより本実施例に係る透明導電性積層体を作製した。

実施例２
実施例１＜透明導電性薄膜の形成＞における、第１の透明導電性薄膜の形成において、酸化インジウム９７重量％、酸化スズ３％の焼結体材料を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、透明導電性積層板を作製した。

実施例３
実施例１＜透明導電性薄膜の形成＞において、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２００ｎｍとなるように形成し、次いで、当該熱硬化型樹脂層上に、厚さが３０ｎｍのＳｉＯ_２膜（光の屈折率１．４６）をシリカコート法により形成したものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、透明導電性積層板を作製した。ＳｉＯ_２膜の形成は、シリカゾル（コルコート社製の「コルコートＰ」）を固形分濃度が２％となるようにエタノールで希釈し、上記の熱硬化型樹脂層上に塗布後、１５０℃で２分間乾燥後、硬化させることにより形成したこと以外は、実施例１と同様にして、透明導電性積層板を作製した。

比較例１
実施例１において、積層透明基体の代わりに、透明基体として、厚さが１２５μｍのＰＥＴフィルムからなる基体フィルムにハードコート層を形成したもの（実施例１の積層透明基体において、厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムからなる基体フィルムを貼り合せていないもの）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、透明導電性積層体を作製した。

比較例２
実施例２において、積層透明基体の代わりに、透明基体として、厚さが１２５μｍのＰＥＴフィルムからなる基体フィルムにハードコート層を形成したもの（実施例１の積層透明基体において、厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムからなる基体フィルムを貼り合せていないもの）を用いたこと以外は実施例２と同様にして、透明導電性積層体を作製した。

（タッチパネルの作製）
実施例及び比較例で得られた各透明導電性積層体をパネル板とし、他方のパネル板（下側基板）として、ガラス板上に厚さ２０ｎｍのインジウム・スズ複合酸化物（酸化インジウム９５％と酸化スズ５％）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透明導電性ガラスを用い、この両パネル板を、透明導電性薄膜同士が対向するように、１０μｍのスペーサーを介して対向配置し、スイッチ構体としてのタッチパネルをそれぞれ作製した。尚、両パネル板の各透明導電性薄膜は、前記の対向配置に先立って、予め互いに直交するように銀電極を形成した。

（屈折率）
屈折率は、アタゴ社製のアッベ屈折率計を用い、各種測定面に対して測定光を入射させるようにして、該屈折計に示される規定の測定方法により測定を行った。

（各層の厚さ）
フィルム基材、基体フィルム、ハードコート層、粘着剤層等の１μｍ以上の厚みを有するものに関しては、ミツトヨ製マイクロゲージ式厚み計にて測定を行った。ハードコート層、粘着剤層等の直接厚みを計測することが困難な層の場合は、各層を設けた基材の総厚みを測定し、基材の厚みを差し引くことで各層の膜厚を算出した。

アンダーコート層、透明導電性薄膜の厚みは、大塚電子（株）製の瞬間マルチ測光システムであるＭＣＰＤ２０００（商品名）を用い、干渉スペクトルよりの波形を基礎に算出した。

（表面電気抵抗）
二端子法を用いて、各タッチパネルに於けるＩＴＯ膜の表面電気抵抗（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に於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（Ｒｏ）に対する試験後の表面抵抗値（Ｒ）の変化率〔つまり、Ｒ／Ｒｏ〕を求めて、高温高湿信頼性を評価した。

（面圧耐久性）
図４に示すように、面圧耐久性試験用冶具（接地径φ２０ｍｍ）が荷重２ｋｇで押圧した状態（冶具がタッチパネルに接地時の摩擦係数が０．７〜１．３）で、各タッチパネルに対して冶具を摺動させ、所定条件で摺動させた後のリニアリティを測定し面圧耐久性を評価した。摺動動作は、透明導電性積層体側において、タッチパネルの周縁部から距離5ｍｍ以上離れた範囲内の領域で行った。また、摺動条件は、摺動回数を１００回、タッチパネルのギャップを１００μｍとした。

リニアリティの測定は、次の通りにした。即ち、透明導電性積層体に於いて、５Ｖの電圧を印加し、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方法により得られる。

即ち、各タッチパネルの摺動後、透明導電性積層体に於いて、５Ｖの電圧を印加し、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、リニアリティは下記数式を用いた計算から得られる。図５に、実施例１で得られたタッチパネルに於ける電圧値と測定位置との関係を示すグラフを示す。同図に示す実線は実測値を示し、破線は理論値を示す。得られたリニアリティの値から、面圧耐久性の評価をした。結果を下記表１に示す。

（結果）
下記表１より明らかな様に、実施例の透明導電性積層体は、タッチパネル用としての高温高湿信頼性を満足し、かつ面圧耐久性に優れることが分かる。

本発明の実施の一形態に係る透明導電性積層体を示す断面模式図である。 本発明の実施の一形態に係る透明導電性積層体を示す断面模式図である。 本発明の実施の一形態に係るタッチパネルを示す断面模式図である。 本発明の実施例に係わるタッチパネルの面圧耐久性試験を説明するための断面模式図である。 実施例１で得られたタッチパネルに於ける電圧値と測定位置との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ フィルム基材
２（２１，２２） 導電性薄膜
３ 積層透明基体
３１，３２ 基体フィルム
４１，４２ 粘着剤層
５ 誘電体薄膜
６ ハードコート層
Ａ 透明導電性積層体
ｓ スペーサー

Claims (4)

1. 透明なフィルム基材の一方の面に、透明導電性薄膜を有し、
   透明なフィルム基材の他方の面には、透明な粘着剤層を介して透明基体が貼り合わされている透明導電性積層体であって、
   透明導電性薄膜は、ＳｎＯ_２／（ＳｎＯ_２＋Ｉｎ_２Ｏ_３）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、ＳｎＯ_２／（ＳｎＯ_２＋Ｉｎ_２Ｏ_３）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、透明なフィルム基材の側から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ｔ_１と第２の透明導電性薄膜の厚さｔ_２とが、以下の（１）〜（３）；
   （１）ｔ_１＝１０〜３０ｎｍ
   （２）ｔ_２＝ ５〜２０ｎｍ
   （３）ｔ_１＋ｔ_２＝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り、
   透明基体は、少なくとも２枚の透明な基体フィルムを透明な粘着剤層を介して積層した積層透明基体であることを特徴とする透明導電性積層体。
2. 前記透明導電性薄膜は、フィルム基材の側から透明な誘電体薄膜を介して設けられていることを特徴とする請求項１記載の透明導電性積層体。
3. 前記透明基体の外表面に樹脂層が設けられてい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積層体。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の透明導電性積層体を備えたことを特徴とするタッチパネル。