JP4929541B2 - Transparent conductive film and touch panel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子フィルム上に透明導電薄膜が形成された透明導電フィルムであって、透明導電薄膜の耐剥離、脱落性に優れ、電気特性及びその耐久性に優れた透明導電フィルムと、この透明導電フィルムを備えるタッチパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
指で押したり、専用ペンで描画すると、その部分が対面電極と接触、通電して信号が入力される抵抗膜式タッチパネルは、小型、軽量、薄型化に有利であることから、各種の家電や携帯端末の入力機器として広く用いられている。
【0003】
抵抗膜式タッチパネルは、図4に示す如く、ガラス板1の上に透明導電薄膜2を形成してなる下部電極3の上に、高分子フィルム4に透明導電薄膜5を形成してなる上部電極6を、透明導電薄膜2,5が対面するようにスペーサ(マイクロドットスペーサ)7を介して積層したものであり、上部電極6の表示面を指やペンで押すと、上部電極6と下部電極3とが接触して通電し信号が入力される。なお、上部電極6の表面には、高分子フィルム4の保護のためにハードコート層8が設けられている。即ち、このようなタッチパネルでは、上部電極6上のタッチ面を指やペンで擦るため、その際の耐擦傷性が極めて重要な特性となる。従来のタッチパネルでは、上部電極6の耐擦傷性を向上させるためにタッチ面側にハードコート層8が設けられている。
【0004】
なお、タッチパネル用途の透明導電フィルムの耐久性を向上させる目的で、特開平2−194943号公報には、ITO(スズインジウム酸化物)透明導電薄膜を成膜した後、熱処理を施してITOを結晶化させることが記載されているが、透明導電フィルムの基材が高分子フィルムであるため、この熱処理温度にも限界があり、例えば150℃で24時間というような、比較的低い温度で長い時間での熱処理が必要となり、生産性、コストの面で問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このようなタッチパネルでは、指やペンによる入力に伴って、上部電極6の透明導電薄膜5と下部電極3の透明導電薄膜2とが接触と非接触とを繰り返すこととなるが、透明導電薄膜5,2の形成材料であるATO等の透明導電性材料は、耐擦傷性が低いために、透明導電薄膜2,5のうち、特にタッチパネルの入力時に繰り返し変形を受ける上部電極6の透明導電薄膜5には亀裂が入り易く、また、同材質の透明導電薄膜2,5同士の接触、非接触で透明導電薄膜5が基材である高分子フィルム4から剥離して脱落し易いという問題があった。
【0006】
上部電極6の透明導電薄膜5が損傷したり、剥離したりすると、透明導電薄膜5面の電気抵抗値が変化し、また、その均一性が失われ、電気特性が損なわれることにより、正確な入力を行うことができなくなり、このことがタッチパネルの信頼性を損ない、損傷、欠陥、耐久性低下の原因となっていた。
【0007】
本発明は上記従来の問題点を解決し、高分子フィルム上に透明導電薄膜が形成された透明導電フィルムであって、透明導電薄膜の損傷、剥離の問題がなく、信頼性、耐久性の高いタッチパネルを提供し得る透明導電フィルムと、この透明導電フィルムを備えるタッチパネルを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の透明導電フィルムは、高分子フィルム上に透明導電薄膜が形成されてなる透明導電フィルムにおいて、該透明導電薄膜が酸化スズ系透明導電薄膜であり、該透明導電薄膜上に、該透明導電薄膜とは異種の材料からなる被覆層が形成されている透明導電フィルムであって、該被覆層がC、CN x 、BN x 、B x C及びSiC x よりなる群から選ばれる1種又は2種以上を主成分とすることを特徴とする。
【0009】
酸化スズ系透明導電薄膜の表面を、透明導電薄膜とは異種材料の被覆層で覆うことにより、タッチパネルの入力時の物理的ないし化学的な応力が直接透明導電薄膜に影響することがなくなり、透明導電薄膜の損傷、剥離が防止される。
【0010】
また、被覆層を形成することによる透明導電フィルムの強度向上で耐擦傷性を高めることもできる。
【0011】
なお、本発明において、被覆層は主に透明導電薄膜の耐久性の向上のために設けられるものであるが、被覆層の材料の屈折率や膜厚、積層構成等を適宜設計することにより、透明導電フィルムの全光線透過率の向上や色調の制御等を行うことも可能であり、透明導電フィルムの特性ないし機能性をより一層高めることができる。
本発明に係る被覆層は、1層に限らず2層以上に積層形成されていても良い。
【0012】
このような被覆層の膜厚は0.5〜100nmであることが好ましい。
【0013】
本発明に係る被覆層は、好ましくは、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、レーザーアブレーション等の物理蒸着法、又はCVD等の化学蒸着法で形成され、特に、SiCをターゲットとするスパッタリングにより形成されたSiCx、SiCxOy、SiCxNz、又はSiCxOyNzよりなる薄膜であることが好ましい。この場合、SiCターゲットとしては、密度2.9g/cm3以上のものが好ましく、とりわけ、炭化ケイ素粉末と非金属系焼結助剤との混合物を焼結させることにより得られたSiCターゲットを用いることが好ましい。
【0014】
本発明において、被覆層はまた、被覆層材料をそのまま、或いはアルコール、ケトン、トルエン、ヘキサン等の溶剤に溶解した液状物を透明導電薄膜上に塗布することにより形成されていても良い。
【0015】
本発明の透明導電フィルムは、被覆層側の表面抵抗値が300〜2000Ω/Sqであり、リニアリティ値が1.5%以下であることが好ましい。
【0016】
リニアリティ値は、透明導電フィルムの抵抗値の均一性を表す指標であり、リニアリティ値は次のようにして求めることができる。
【0017】
透明導電フィルムの対向する2辺に銀ペースト等で電極を設け、両電極間に直流電圧を印加する。このときの両電極間の距離をL、印加電圧をVとする。次に、透明導電フィルム上の任意の点について、マイナス電極からの距離lとその点におけるマイナス電極との電位差vを測定する。
【0018】
リニアリティ値は下記式で算出され、小さいほど抵抗値の均一性が良好であり、0%であれば抵抗値は完全に均一である。一般に、抵抗膜式のアナログタッチパネルでは、このリニアリティ値が1.5%以下であることが好ましい。
リニアリティ(%)=|l/L−v/V|×100
【0019】
なお、本発明に係る酸化スズ系透明導電膜としては、例えば酸化スズ又はATO(スズアンチモン酸化物)が挙げられる。
【0020】
本発明のタッチパネルは、このような本発明の透明導電フィルムを備えるものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0022】
図1,2は本発明の透明導電フィルムを上部電極として用いたタッチパネルの実施の形態を示す断面図であり、図3は本発明の透明導電フィルムを上部電極及び下部電極として用いたタッチパネルの実施の形態を示す断面図である。図1〜3において、図4に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【0023】
本発明の透明導電フィルムは、高分子フィルム4,4A上に形成した透明導電薄膜5,5Aの上に、被覆層(保護層)9,9Aを形成したものである。
【0024】
本発明の透明導電フィルムにおいて、基材となる高分子フィルムの樹脂材料としては、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、アクリル、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン、トリアセテート(TAC)、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、金属イオン架橋エチレン−メタクリル酸共重合体、ポリウレタン、セロファン等が挙げられるが、特に強度面でPET、PC、PMMA、TAC、とりわけPET、TACが好ましい。
【0025】
このような高分子フィルムの厚さは、透明導電フィルムの用途等によっても異なるが、タッチパネルの上部電極としての用途には、通常の場合13μm〜0.5mm程度とされる。この高分子フィルムの厚さが13μm未満では、上部電極としての十分な耐久性を得ることができず、0.5mmを超えると得られるタッチパネルの厚肉化を招き、また、上部電極としての柔軟性も損なわれ、好ましくない。
【0026】
なお、透明導電フィルムをタッチパネルの下部電極として用いる場合、高分子フィルムの厚さは、上記範囲よりも厚く、0.5〜2mm程度とすることもできるが、後述の如く、プラスチック板等の基板に貼り合わせることにより、上部電極として用いる場合と同等の厚さを採用することもできる。
【0027】
高分子フィルム4,4A上に形成する透明導電薄膜5,5Aは、酸化スズ系透明導電薄膜(ドーピングを含む)であり、例えばSnO2、ATO(スズアンチモン酸化物(SnO2:Sb))等が挙げられる。この透明導電薄膜5の膜厚が薄過ぎると十分な導電性を得ることができず、過度に厚くても導電性には差異はなく、成膜コストが高くつく上に透明導電フィルムの厚みが厚くなって好ましくない。このため、透明導電薄膜5の膜厚は1〜500nm、特に5〜200nmであることが好ましい。
【0028】
本発明において、透明導電薄膜5,5A上に形成する被覆層9,9Aとしては、透明導電薄膜5,5Aの導電性を損なうことのない材料であり、かつ、透明導電フィルムに必要とされる透明性を維持できるものが挙げられる。
【0029】
被覆層材料としては、C(カーボン)、CNx(x≦1.4)、BNx(x≦1.1)、BxC(x=1×106〜2)、SiC等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を主成分とするものが用いられる。
【0030】
被覆層9,9Aの膜厚は、用いた材料、透明導電フィルムに要求される光透過率、必要とされる耐久性等に応じて適宜決定されるが、被覆層9の膜厚が過度に薄いと被覆層を形成したことによる透明導電薄膜の保護効果を十分に得ることができず、逆に過度に厚いと透明性が低下したり、特に絶縁性の材料を用いた場合には、透明導電薄膜の導電性が低下したりする上に、透明導電フィルム自体の厚さも厚くなり、好ましくない。従って、被覆層9,9Aの膜厚は0.5〜100nm、特に0.5〜50nmとするのが好ましい。
【0031】
なお、透明導電フィルムの光透過率については、通常、発光の弱いPDPや液晶に用いられる透明導電フィルムにあっては、光透過率80%以上であることが望まれるため、このような光透過率を維持できる範囲で被覆層の膜厚が決定される。ただし、発光の強いブラウン管等の用途では、輝度調整が必要となる場合もあり、このような場合には、透明導電フィルムの光透過率は80%以下であっても良い。
【0032】
また、導電性については、透明導電フィルムをタッチパネルとして用いる場合、被覆層9,9Aを形成した後の被覆層9,9A側の表面抵抗値が300〜2000Ω/Sq、特に400〜1000Ω/Sqであることが望まれる。
【0033】
なお、本発明においては、被覆層9,9Aを形成することにより透明導電薄膜の耐久性を高め、長期使用後もリニアリティ値が1.5%以下を維持するような高い耐久性を得ることが望まれる。
【0034】
従って、本発明においては、上記表面抵抗値、リニアリティ値及び光透過率を得ることができるように、被覆層の材料膜厚、層構成を適宜設計する。
【0035】
このような被覆層は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、レーザーアブレーション等の物理蒸着法、又はCVD等の化学蒸着法、特に好ましくはスパッタリング法で成膜するのが、得られる被覆層の緻密性、透明導電薄膜に対する接着性に優れ、成膜時のコンタミが少なく、また高速での成膜が可能で、しかも透明導電薄膜の成膜後同一の装置内で連続的に被覆層の成膜を行うことができ、成膜効率にも優れる点で望ましい。
【0036】
スパッタリング法によりC又はCNx被覆層を形成する場合、ターゲットとしては高純度カーボン(グラファイト)を用い、雰囲気ガスや反応性ガスの種類及び流量を調整することにより、所望の組成の被覆層を形成することができる。
【0037】
SiCターゲットを用い、雰囲気ガスや反応性ガスの種類及び流量を調整することにより成膜したSiCx(x=1×10−6〜10)、SiCxOy(x=1×10−6〜10、y=1×10−6〜5)、SiCxNz(x=1×10−6〜10、z=1×10−6〜5)、SiCxOyNz(x=1×10−6〜10、y=1×10−6〜5、z=1×10−6〜5)は、被覆層として特に好適である。
【0038】
このSiCターゲットとしては、SiC粉末をコールタールピッチ、フェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、グルコース、蔗糖、セルロース、デンプン等の非金属系焼結助剤で焼結して得られる、密度2.9g/cm3以上のSiCターゲットが好ましい。即ち、成膜速度を向上するために、スパッタリング成膜時に高入力化すると、グロー放電がアーク放電となり、高分子フィルム上に形成された透明導電薄膜の傷付きの原因となるが、このような高密度かつ均一なSiCターゲットであれば、スパッタリング成膜時に高入力で安定放電を行うことができ、成膜速度を高めることができる。
【0039】
このようなSiCターゲットは、SiC粉末に上述の非金属系焼結助剤を3〜30重量%程度均一に混合し、混合物を1700〜2200℃程度で焼結させることにより製造することができる。このようなSiCターゲットの密度は通常2.9g/cm3以上であり、このような理論密度に近いSiCターゲットであれば、スパッタリング成膜時にガス発生の問題がなく、安定なスパッタリング成膜を行える。
【0040】
被覆層成膜時のスパッタリング条件には特に制限はなく、真空度0.05〜1Pa、投入電力密度2〜500kW/m2程度で実施することができ、このスパッタリング成膜時の反応性ガス流量及び成膜時間を調整することにより、所望の組成、所望の膜厚の被覆層を形成することができる。
【0041】
なお、透明導電薄膜は、常法に従って成膜することができるが、一般的には、被覆層と同様にスパッタリング法で成膜するのが好ましく、この場合には、ターゲットのみを変えて、同一のスパッタリング装置内で透明導電薄膜及び被覆層を順次連続的にスパッタリング成膜することができる。
【0042】
なお、被覆層はまた、被覆層材料をそのまま、或いはアルコール、ケトン、トルエン、ヘキサン等の溶剤に溶解した液状物を透明導電薄膜上に塗布することにより形成されていても良い。
【0043】
本発明の透明導電フィルムは、図1〜3に示す如く、高分子フィルム4の透明導電薄膜5を成膜する面とは反対側の面にハードコート層8を形成しても良い。このハードコート層8としては、アクリル層、エポキシ層、ウレタン層、シリコン層等が挙げられ、通常その厚さは1〜50μm程度である。
【0044】
また、透明導電薄膜は高分子フィルムに直接成膜しても良いが、図2,3に示す如く、高分子フィルム4,4Aと透明導電薄膜5,5Aとの間に下地層10,10Aを介在させても良く、このような下地層10,10Aを形成することにより、高分子フィルム4,4Aに対する透明導電薄膜5,5Aの密着性を高め、繰り返し変形による透明導電薄膜5,5Aの剥離を防止することができる。即ち、高分子フィルム4,4Aに下地層10,10Aを形成することにより、成膜時に高分子フィルム4,4Aからガスが発生することを防止して、高分子フィルム4,4Aに対して透明導電薄膜5,5Aを密着性良く形成することができるようになる。また、下地層10,10Aが高分子フィルム4,4Aと透明導電薄膜5,5Aとの中間層として両者の密着性を高める。更に、下地層10,10Aを形成することによる透明導電フィルムの強度向上で耐擦傷性を高めることもできる。
【0045】
この場合、下地層10,10Aの形成材料としては、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系などの樹脂層や、有機珪素化合物の加水分解物等が挙げられる。
【0046】
また、高分子フィルム4,4Aに下地層10,10Aや透明導電薄膜5,5Aを成膜するに先立ち、形成される薄膜の接着強度を高めるために、高分子フィルム4,4Aの表面に常法に従ってプラズマ処理、コロナ処理や溶剤洗浄等の処理を施しても良い。
【0047】
また、透明導電フィルムの光学特性の向上を目的として、透明導電薄膜5の下地層10を低屈折率膜と高屈折率膜の2層膜、或いはこれらの交互積層膜としたり、ハードコート層8の表面をアンチグレア加工したり、AR処理したりしても良い。
【0048】
図1に示すタッチパネルは、上部電極6Aとして、高分子フィルム4の一方の面に透明導電薄膜5と被覆層9とを積層し、他方の面にハードコート層8を形成した本発明の透明導電フィルムを用いたものであり、信号入力による上部電極6Aの透明導電薄膜5の損傷、剥離が防止され、電気特性の耐久性、信頼性に優れる。
【0049】
図2に示すタッチパネルは、上部電極6Bとして、高分子フィルム4の一方の面に下地層10、透明導電薄膜5及び被覆層9を積層し、他方の面にハードコート層8を形成した本発明の透明導電フィルムを用いたものであり、図1のタッチパネルに比べて、更に透明導電薄膜5の密着性が良好であり、より一層耐久性、信頼性に優れる。
【0050】
図3に示すタッチパネルは、図2において、更に下部電極としても本発明の透明導電フィルムを用いたものである。このタッチパネルの下部電極3Aは、高分子フィルム4A上に下地層10Aを介して透明導電薄膜5Aを形成し、この透明導電薄膜5Aの上に被覆層9Aを形成してなる本発明の透明導電フィルムの被覆層9A上に、マイクロドットスペーサ7を形成し、粘着剤11により、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック板12に貼り合わせたものであり、このタッチパネルであれば、上部電極6B及び下部電極3Aの透明導電薄膜5,5Aが共に被覆層9,9Aで保護されると共に下地層10,10Aで密着性が高められ、耐久性、信頼性が著しく高いものとなる。
【0051】
なお、本発明の透明導電フィルムは、タッチパネルの上部電極又は下部電極としての用途の他、透明スイッチングデバイス、その他の各種の光学系透明導電フィルム用途に有効に使用することができる。
【0052】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【0053】
実施例1
基材として厚み188μmのPETフィルムを用い、まず片面に湿式塗工によりJSR製アクリル系光硬化型ハードコート剤(Z7501:固形分濃度35重量%、溶剤MEK)を用いて厚み5μmのハードコート層を形成した。
【0054】
このフィルムを、マグネトロンRFスパッタリング装置に、透明導電薄膜のターゲットとしての純度99.99%の酸化スズ(SnO2)焼結体ターゲットと、純度99%のグラファイトターゲットと共にセットした。
【0055】
まず、装置内をターボ分子ポンプで1×10−4Paまで排気した後、Arガスを180sccm,O2ガスを20sccmの流量で混合ガスとして導入して0.3Paの雰囲気圧力となるように調整した。その後、SnO2ターゲットにRF電圧を印加して、PETフィルムのハードコート層形成面と反対側の面に表面抵抗値が約500Ω/Sqとなるように約160nm厚さのSnO2薄膜を成膜した。その後、チャンバー内をArガスに置換した後、雰囲気圧力0.5Paに調整し、グラファイトターゲットにDCパルス電圧を印加して、SnO2薄膜上に被覆層として約3nm厚さのカーボン薄膜を成膜した。
【0056】
なお、スパッタリング装置のDC投入電力は2kWとした。
【0057】
得られた透明導電フィルムについて、表面抵抗測定装置(三菱化学(株)製「ロレスタAP」)により被覆層側の表面抵抗値を測定すると共に、下記方法で摺動筆記試験を行い、結果を表1に示した。
【0058】
<摺動筆記試験>
透明導電フィルムの透明導電薄膜(被覆層)面側をマイクロドットスペーサ付のATOガラス基板と対向させてこれらを張り合わせ、透明導電フィルムのハードコート層形成面をポリアセタール樹脂製の入力ペン(先端部0.8R)を用い、250gfの荷重をかけて往復摺動筆記試験を行った。試験後、リニアリティ値の測定を行い、リニアリティ値が1.5%以下のものを良好、1.5%を超えるものを不良とした。また、外観を観察した。
【0059】
実施例2
実施例1において、グラファイトターゲットの代りにSiCターゲットを用い、被覆層として約3nm厚さのSiC薄膜を成膜したこと以外は同様にして透明導電フィルムを作製した。
【0060】
この透明導電フィルムについて、実施例1と同様にして表面抵抗値を測定すると共に摺動筆記試験を行い、結果を表1に示した。
【0061】
なお、用いたSiCターゲットは、SiC粉末に焼結助剤として20重量%のフェノール樹脂を均一に混合したものを2100℃で焼結して得られた密度2.92g/cm3のものである。
【0062】
実施例3
実施例2において、SnO2透明導電薄膜の成膜後、チャンバー内にArガス170sccm,O2ガス30sccmの混合ガスを導入し、0.5Paの雰囲気圧力となるように調整し、その後、SiCターゲットにDCパルス電圧を印加することにより、被覆層として約3nm厚さのSiCxOy(x=0.05,y=1.9)薄膜を成膜したこと以外は同様にして透明導電フィルムを作製した。
【0063】
この透明導電フィルムについて、実施例1と同様にして表面抵抗値を測定すると共に摺動筆記試験を行い、結果を表1に示した。
【0064】
比較例1
実施例1において、被覆層を成膜しなかったこと以外は同様にして透明導電フィルムを作製した。
【0065】
この透明導電フィルムについて、実施例1と同様にして表面抵抗値を測定すると共に摺動筆記試験を行い、結果を表1に示した。
【0066】
【表1】
【0067】
表1より、本発明によれば、電気特性の劣化の問題がなく、耐久性に優れた透明導電フィルムが提供されることがわかる。
【0068】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、透明導電フィルムの酸化スズ系透明導電薄膜の損傷、剥離が、透明導電薄膜上の被覆層により有効に防止され、このような透明導電フィルムを用いて透明導電薄膜の損傷、剥離による電気特性の劣化の問題がなく、耐久性、信頼性に優れたタッチパネルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の透明導電フィルムを備えるタッチパネルの実施の形態を示す断面図である。
【図2】 本発明の透明導電フィルムを備えるタッチパネルの別の実施の形態を示す断面図である。
【図3】 本発明の透明導電フィルムを備えるタッチパネルの他の実施の形態を示す断面図である。
【図4】 従来のタッチパネルを示す断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス板
2 透明導電薄膜
3,3A 下部電極
4,4A 高分子フィルム
5,5A 透明導電薄膜
6,6A,6B 上部電極
7 スペーサ
8 ハードコート層
9,9A 被覆層
10,10A 下地層
11 粘着剤
12 プラスチック板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a transparent conductive film in which a transparent conductive thin film is formed on a polymer film, the transparent conductive thin film has excellent resistance to peeling and detachment, and has excellent electrical properties and durability. It is related with a touch panel provided with a transparent conductive film.
[0002]
[Prior art]
Resistive touch panels that input signals when they are pressed with a finger or drawn with a dedicated pen are in contact with the facing electrodes and energized are advantageous for miniaturization, light weight, and thinning. Widely used as an input device for portable terminals.
[0003]
As shown in FIG. 4, the resistive touch panel is an upper electrode formed by forming a transparent conductive thin film 5 on a
[0004]
For the purpose of improving the durability of a transparent conductive film for use in touch panels, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-19494 discloses that after forming an ITO (tin indium oxide) transparent conductive thin film, heat treatment is performed to crystallize the ITO. However, since the substrate of the transparent conductive film is a polymer film, there is a limit to this heat treatment temperature, for example, at a relatively low temperature, such as 150 hours at 24 hours, for a long time. Heat treatment was required, and there were problems in terms of productivity and cost.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a touch panel, the transparent conductive thin film 5 of the upper electrode 6 and the transparent conductive
[0006]
If the transparent conductive thin film 5 of the upper electrode 6 is damaged or peeled off, the electric resistance value on the surface of the transparent conductive thin film 5 changes, the uniformity is lost, and the electrical characteristics are impaired. This makes it impossible to perform input, which impairs the reliability of the touch panel and causes damage, defects, and a decrease in durability.
[0007]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and is a transparent conductive film in which a transparent conductive thin film is formed on a polymer film. The transparent conductive thin film is free from damage and peeling problems, and has high reliability and durability. It aims at providing the transparent conductive film which can provide a touch panel, and a touch panel provided with this transparent conductive film.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The transparent conductive film of the present invention is a transparent conductive film in which a transparent conductive thin film is formed on a polymer film, wherein the transparent conductive thin film is a tin oxide-based transparent conductive thin film, and the transparent conductive film is formed on the transparent conductive thin film. The thin film is a transparent conductive film in which a coating layer made of a different material is formed , and the coating layer is one or two selected from the group consisting of C, CN x , BN x , B x C and SiC x It is characterized by having a seed or more as a main component .
[0009]
By covering the surface of the tin oxide transparent conductive thin film with a coating layer made of a material different from that of the transparent conductive thin film, physical or chemical stress at the time of touch panel input does not directly affect the transparent conductive thin film. Damage and peeling of the conductive thin film are prevented.
[0010]
In addition, the scratch resistance can be increased by improving the strength of the transparent conductive film by forming a coating layer.
[0011]
In the present invention, the coating layer is mainly provided for improving the durability of the transparent conductive thin film, but by appropriately designing the refractive index, film thickness, laminated structure, etc. of the material of the coating layer, It is also possible to improve the total light transmittance of the transparent conductive film, control the color tone, etc., and further improve the characteristics or functionality of the transparent conductive film.
The coating layer according to the present invention is not limited to one layer, and may be formed by laminating two or more layers .
[0012]
The film thickness of the coating layer, such as this is preferably 0.5 to 100 nm.
[0013]
The coating layer according to the present invention is preferably formed by physical vapor deposition such as vacuum vapor deposition, sputtering, ion plating, laser ablation, or chemical vapor deposition such as CVD, and in particular, formed by sputtering using SiC as a target. Further, a thin film made of SiC x , SiC x O y , SiC x N z , or SiC x O y N z is preferable. In this case, a SiC target having a density of 2.9 g / cm 3 or more is preferable, and in particular, a SiC target obtained by sintering a mixture of silicon carbide powder and a nonmetallic sintering aid is used. It is preferable.
[0014]
In the present invention, the coating layer may also be formed by coating the transparent conductive thin film with the coating layer material as it is or in a liquid such as alcohol, ketone, toluene, hexane or the like.
[0015]
The transparent conductive film of the present invention preferably has a surface resistance value on the coating layer side of 300 to 2000 Ω / Sq and a linearity value of 1.5% or less.
[0016]
The linearity value is an index representing the uniformity of the resistance value of the transparent conductive film, and the linearity value can be obtained as follows.
[0017]
An electrode is provided with silver paste or the like on two opposite sides of the transparent conductive film, and a DC voltage is applied between both electrodes. At this time, the distance between the two electrodes is L, and the applied voltage is V. Next, at an arbitrary point on the transparent conductive film, the distance 1 from the negative electrode and the potential difference v between the negative electrode at that point are measured.
[0018]
The linearity value is calculated by the following formula. The smaller the value, the better the uniformity of the resistance value. When the value is 0%, the resistance value is completely uniform. Generally, in a resistive film type analog touch panel, this linearity value is preferably 1.5% or less.
Linearity (%) = | l / Lv / V | × 100
[0019]
In addition, as a tin oxide type transparent conductive film which concerns on this invention, a tin oxide or ATO (tin antimony oxide) is mentioned, for example.
[0020]
The touch panel of the present invention includes the transparent conductive film of the present invention.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
1 and 2 are sectional views showing an embodiment of a touch panel using the transparent conductive film of the present invention as an upper electrode, and FIG. 3 is an implementation of the touch panel using the transparent conductive film of the present invention as an upper electrode and a lower electrode. It is sectional drawing which shows this form. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected to the member which show | plays the same function as the member shown in FIG.
[0023]
In the transparent conductive film of the present invention, coating layers (protective layers) 9 and 9A are formed on the transparent conductive thin films 5 and 5A formed on the
[0024]
In the transparent conductive film of the present invention, the resin material of the polymer film serving as the substrate is polyester, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polymethyl methacrylate (PMMA), acrylic, polycarbonate (PC), polystyrene, triacetate. (TAC), polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, metal ion crosslinked ethylene-methacrylic acid copolymer, polyurethane, cellophane, etc. PET, PC, PMMA, and TAC, particularly PET and TAC are preferable in terms of surface.
[0025]
The thickness of such a polymer film varies depending on the use of the transparent conductive film and the like, but is usually about 13 μm to 0.5 mm for use as the upper electrode of the touch panel. If the thickness of the polymer film is less than 13 μm, sufficient durability as the upper electrode cannot be obtained, and if it exceeds 0.5 mm, the resulting touch panel becomes thicker and more flexible as the upper electrode. The properties are also impaired, which is not preferable.
[0026]
When the transparent conductive film is used as the lower electrode of the touch panel, the thickness of the polymer film is thicker than the above range and can be about 0.5 to 2 mm. By sticking together, it is possible to adopt the same thickness as that used for the upper electrode.
[0027]
The transparent conductive thin films 5 and 5A formed on the
[0028]
In the present invention, the coating layers 9 and 9A formed on the transparent conductive thin films 5 and 5A are materials that do not impair the conductivity of the transparent conductive thin films 5 and 5A and are required for the transparent conductive film. The thing which can maintain transparency is mentioned.
[0029]
Examples of the coating layer material include C (carbon), CN x (x ≦ 1.4), BN x (x ≦ 1.1), B x C (x = 1 × 10 6 to 2), SiC, and the like. , Those having one or more of these as a main component are used .
[0030]
Thickness of the
[0031]
As for the light transmittance of the transparent conductive film, it is usually desired that the light transmittance is 80% or more in the case of a transparent conductive film used for PDP or liquid crystal with weak light emission. The film thickness of the coating layer is determined within a range where the rate can be maintained. However, in applications such as a cathode ray tube with strong light emission, brightness adjustment may be necessary. In such a case, the light transmittance of the transparent conductive film may be 80% or less.
[0032]
As for conductivity, when a transparent conductive film is used as a touch panel, the surface resistance value on the side of the
[0033]
In addition, in this invention, durability of a transparent conductive thin film is improved by forming the coating layers 9 and 9A, and high durability which maintains a linearity value of 1.5% or less even after long-term use can be obtained. desired.
[0034]
Therefore, in the present invention, the material film thickness and layer structure of the coating layer are appropriately designed so that the surface resistance value, linearity value, and light transmittance can be obtained.
[0035]
Such a coating layer is formed by a physical vapor deposition method such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, laser ablation or the like, or a chemical vapor deposition method such as CVD, particularly preferably a sputtering method. And excellent adhesion to the transparent conductive thin film, low contamination during film formation, high-speed film formation, and continuous deposition of coating layers in the same device after the transparent conductive thin film is formed It is desirable in that it can be performed and the film formation efficiency is excellent.
[0036]
When forming a C or CN x coating layer by sputtering, high purity carbon (graphite) is used as the target, and the type and flow rate of the atmospheric gas or reactive gas are adjusted to form a coating layer having a desired composition. can do.
[0037]
SiC x (x = 1 × 10 −6 to 10), SiC x O y (x = 1 × 10 −6 to) formed by adjusting the type and flow rate of the atmospheric gas or reactive gas using a SiC target 10, y = 1 × 10 −6 to 5), SiC x N z (x = 1 × 10 −6 to 10, z = 1 × 10 −6 to 5), SiC x O y N z (x = 1 ×) 10 −6 to 10, y = 1 × 10 −6 to 5, z = 1 × 10 −6 to 5) are particularly suitable as the coating layer.
[0038]
The SiC target is obtained by sintering SiC powder with a non-metallic sintering aid such as coal tar pitch, phenol resin, furan resin, epoxy resin, glucose, sucrose, cellulose, starch, and the like, with a density of 2.9 g. A SiC target of / cm 3 or more is preferable. That is, when the input is increased during sputtering film formation in order to improve the film formation speed, the glow discharge becomes arc discharge, which causes damage to the transparent conductive thin film formed on the polymer film. If it is a high-density and uniform SiC target, stable discharge can be performed with high input during sputtering film formation, and the film formation rate can be increased.
[0039]
Such a SiC target can be manufactured by uniformly mixing the non-metallic sintering aid described above with SiC powder in an amount of about 3 to 30% by weight and sintering the mixture at about 1700 to 2200 ° C. The density of such a SiC target is usually 2.9 g / cm 3 or more. If the SiC target is close to the theoretical density, there is no problem of gas generation during sputtering film formation, and stable sputtering film formation can be performed. .
[0040]
There is no particular limitation on the sputtering conditions at the time of forming the coating layer, and it can be carried out at a vacuum degree of 0.05 to 1 Pa and an input power density of about 2 to 500 kW / m 2. By adjusting the film formation time, a coating layer having a desired composition and a desired film thickness can be formed.
[0041]
The transparent conductive thin film can be formed according to a conventional method, but in general, it is preferable to form a film by a sputtering method in the same manner as the coating layer. In this case, only the target is changed and the same The transparent conductive thin film and the coating layer can be successively formed by sputtering in the sputtering apparatus.
[0042]
The coating layer may also be formed by applying the coating layer material as it is or by applying a liquid material dissolved in a solvent such as alcohol, ketone, toluene, hexane or the like onto the transparent conductive thin film.
[0043]
The transparent conductive film of this invention may form the hard-
[0044]
The transparent conductive thin film may be formed directly on the polymer film, but as shown in FIGS. 2 and 3, the underlying layers 10 and 10A are provided between the
[0045]
In this case, examples of the material for forming the base layers 10 and 10A include acrylic, urethane, and epoxy resin layers, hydrolysates of organic silicon compounds, and the like.
[0046]
In addition, prior to the formation of the underlayers 10 and 10A and the transparent conductive thin films 5 and 5A on the
[0047]
For the purpose of improving the optical characteristics of the transparent conductive film, the base layer 10 of the transparent conductive thin film 5 is a two-layer film of a low-refractive index film and a high-refractive index film, or an alternate laminated film thereof, or a
[0048]
The touch panel shown in FIG. 1 has a transparent conductive film of the present invention in which a transparent conductive thin film 5 and a
[0049]
The touch panel shown in FIG. 2 is the present invention in which the base layer 10, the transparent conductive thin film 5 and the
[0050]
The touch panel shown in FIG. 3 uses the transparent conductive film of the present invention as the lower electrode in FIG. The lower electrode 3A of this touch panel is formed by forming a transparent conductive thin film 5A on a polymer film 4A through an underlayer 10A, and forming a covering layer 9A on the transparent conductive thin film 5A. The
[0051]
In addition, the transparent conductive film of this invention can be effectively used for the use as a transparent switching device and other various optical system transparent conductive films besides the use as an upper electrode or a lower electrode of a touch panel.
[0052]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
[0053]
Example 1
Using a PET film with a thickness of 188 μm as a base material, a hard coat layer with a thickness of 5 μm using a JSR acrylic photo-curing hard coat agent (Z7501: solid concentration 35 wt%, solvent MEK) on one side by wet coating. Formed.
[0054]
This film was set in a magnetron RF sputtering apparatus together with a 99.99% pure tin oxide (SnO 2 ) sintered body target as a transparent conductive thin film target and a 99% pure graphite target.
[0055]
First, the inside of the apparatus is evacuated to 1 × 10 −4 Pa with a turbo molecular pump, and then Ar gas is introduced as a mixed gas at a flow rate of 180 sccm and O 2 gas at a flow rate of 20 sccm so that the atmospheric pressure is adjusted to 0.3 Pa. did. Thereafter, an RF voltage is applied to the SnO 2 target, and a SnO 2 thin film having a thickness of about 160 nm is formed on the surface of the PET film opposite to the hard coat layer forming surface so that the surface resistance value is about 500 Ω / Sq. did. Then, after replacing the inside of the chamber with Ar gas, the atmospheric pressure is adjusted to 0.5 Pa, a DC pulse voltage is applied to the graphite target, and a carbon thin film having a thickness of about 3 nm is formed as a coating layer on the SnO 2 thin film. did.
[0056]
The DC input power of the sputtering apparatus was 2 kW.
[0057]
For the obtained transparent conductive film, the surface resistance value on the coating layer side was measured with a surface resistance measuring device (“Loresta AP” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and a sliding writing test was performed by the following method, and the results were shown. It was shown in 1.
[0058]
<Sliding writing test>
The transparent conductive thin film (coating layer) side of the transparent conductive film is opposed to an ATO glass substrate with a microdot spacer, and these are bonded together, and the hard coat layer forming surface of the transparent conductive film is the input pen made of polyacetal resin (tip 0 .8R), a reciprocating sliding writing test was performed with a load of 250 gf. After the test, the linearity value was measured, and those with a linearity value of 1.5% or less were judged good and those with a linearity value over 1.5% were judged as bad. Also, the appearance was observed.
[0059]
Example 2
In Example 1, a transparent conductive film was produced in the same manner except that a SiC target was used instead of the graphite target and a SiC thin film having a thickness of about 3 nm was formed as a coating layer.
[0060]
With respect to this transparent conductive film, the surface resistance value was measured in the same manner as in Example 1, and a sliding writing test was conducted. The results are shown in Table 1.
[0061]
The SiC target used has a density of 2.92 g / cm 3 obtained by sintering at 20 ° C. a uniform mixture of SiC powder and 20 wt% phenol resin as a sintering aid. .
[0062]
Example 3
In Example 2, after forming the SnO 2 transparent conductive thin film, a mixed gas of 170 sccm of Ar gas and 30 sccm of O 2 gas was introduced into the chamber, and the atmosphere pressure was adjusted to 0.5 Pa, and then the SiC target A transparent conductive film was formed in the same manner except that a thin film of SiC x O y (x = 0.05, y = 1.9) having a thickness of about 3 nm was formed as a coating layer by applying a DC pulse voltage to Produced.
[0063]
With respect to this transparent conductive film, the surface resistance value was measured in the same manner as in Example 1, and a sliding writing test was conducted. The results are shown in Table 1.
[0064]
Comparative Example 1
A transparent conductive film was produced in the same manner as in Example 1 except that no coating layer was formed.
[0065]
With respect to this transparent conductive film, the surface resistance value was measured in the same manner as in Example 1, and a sliding writing test was conducted. The results are shown in Table 1.
[0066]
[Table 1]
[0067]
From Table 1, it can be seen that according to the present invention, there is no problem of deterioration of electrical characteristics, and a transparent conductive film excellent in durability is provided.
[0068]
【Effect of the invention】
As described above in detail, according to the present invention, damage and peeling of the tin oxide-based transparent conductive thin film of the transparent conductive film are effectively prevented by the coating layer on the transparent conductive thin film, and such a transparent conductive film is used. A touch panel having excellent durability and reliability without a problem of electrical property deterioration due to damage or peeling of the transparent conductive thin film is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a touch panel provided with a transparent conductive film of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of a touch panel including the transparent conductive film of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of a touch panel including the transparent conductive film of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional touch panel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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