JP5008217B2

JP5008217B2 - タッチパネル

Info

Publication number: JP5008217B2
Application number: JP2000395427A
Authority: JP
Inventors: 芳典岩淵; 三博西田; 雅人吉川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP2002196871A

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、透明導電薄膜の密着性が良く耐擦傷性に優れ、タッチパネルの上部電極として有用な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２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。
【０００４】
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、その際の耐擦傷性と、上部電極６が指やペンで擦られたときに下部電極３と接触し、その後復元する繰り返し変形に対する耐久性が極めて重要な特性となる。
【０００５】
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が設けられているが、繰り返し変形に対する耐久性に対しての対策は講じられていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ハードコート層８が設けられていても耐擦傷性が十分であるとは言えず、また、従来のタッチパネルでは、上部電極６の高分子フィルム４と透明導電薄膜５との密着性が不十分であるために、変形を繰り返すことにより、高分子フィルム４と透明導電薄膜５との間で剥離が生じるようになる。透明導電薄膜５が剥離した上部電極６では、正確な入力を行うことができないため、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、透明導電薄膜の密着性が良く、耐擦傷性に優れ、タッチパネルの上部電極として有用な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】
本発明のタッチパネルは、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を上部電極として備えるタッチパネルにおいて、該透明導電薄膜は、高分子フィルム上に下地層を介して形成されている透明導電フィルムであって、該下地層がＳｉＣ_ｘＮ_ｙよりなる群から選ばれる１種又は２種以上の珪素化合物の微粒子を含む紫外線硬化型樹脂を該高分子フィルムに塗布することにより形成されたものであり、該高分子フィルムの下地層形成面と反対側の面がタッチ面となることを特徴とする。
【０００９】
高分子フィルムと透明導電薄膜との間に下地層を介在させることにより、高分子フィルムに対する透明導電薄膜の密着性を高め、繰り返し変形による透明導電薄膜の剥離を防止することができる。即ち、高分子フィルムに下地層を形成することにより、成膜時に高分子フィルムからガスが発生することを防止して、高分子フィルムに対して透明導電薄膜を密着性良く形成することができるようになる。また、下地層が高分子フィルムと透明導電薄膜との中間層として両者の密着性を高める。
【００１０】
更に、下地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】
しかも、この下地層を構成するＳｉＣ_ｘＮ_ｙ（ｘ＝１×１０^−６〜１０、ｙ＝１×１０^−６〜５）よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の珪素化合物は、有機材料よりなる高分子フィルムと無機材料よりなる透明導電薄膜との中間的特性を有するものであるため、密着性の向上に有効である。また、このような微粒子を紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂に分散させたものを高分子フィルムに塗布することにより下地層を形成するため、下地層を安価にかつ効率的に形成することができる。
【００１２】
珪素化合物の微粒子は平均粒径が１ｎｍ〜５μｍであり、下地層中にこの微粒子がＵＶ硬化型樹脂に対して１〜９０重量％含有されていることが好ましい。
【００１３】
このような下地層の膜厚は１ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は本発明の透明導電フィルムを上部電極として用いた本発明のタッチパネルの実施の形態を示す断面図である。図１において、図２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。
【００１６】
本発明の透明導電フィルムは、高分子フィルム４に下地層９を介して透明導電薄膜５を形成したものであり、特にタッチパネルの上部電極６Ａとして有用なものである。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
このような高分子フィルム４の上に形成する下地層９は、ＳｉＣ_ｘＮ_ｙよりなる群から選ばれる１種又は２種以上の珪素化合物の微粒子を含むＵＶ硬化型樹脂を高分子フィルムに塗布することにより形成されたものである。
【００２０】
このような珪素化合物微粒子の粒径が過度に大きいと、下地層の成膜性が悪くなり、逆に過度に小さいものは作製が困難であることから、珪素化合物微粒子の平均粒径は１ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。
【００２１】
また、下地層中の珪素化合物微粒子の含有量が多過ぎると下地層の成膜性が悪く、少な過ぎると十分な密着性の改善効果が得られないことから、珪素化合物微粒子は、下地層を構成するＵＶ硬化型樹脂に対して１〜９０重量％、特に１０〜５０重量％であることが好ましい。
【００２２】
なお、ＵＶ硬化型樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂などが好ましい。
【００２３】
このような下地層９は、珪素化合物微粒子を所定割合で含むＵＶ硬化型樹脂の塗工液を常法に従って高分子フィルムに塗布した後ＵＶ照射を行って、これを硬化させることにより容易に形成することができる。
【００２４】
下地層９の膜厚は、過度に薄いと下地層９を形成したことによる高分子フィルムと透明導電薄膜との密着性の向上効果及び耐擦傷性の向上効果が十分に得られないが、この下地層９の膜厚が過度に厚くても、密着性、耐擦傷性の向上効果に顕著な差異はなく、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、下地層９の膜厚は１ｎｍ〜１０μｍ、特に１０ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。
【００２５】
下地層９上に形成する透明導電薄膜５としては、ＩＴＯ（スズインジウム酸化物）、ＡＴＯ（スズアンチモン酸化物）、ＺｎＯ、ＡｌをドープしたＺｎＯ、ＳｎＯ_２等の酸化物系透明導電薄膜が好ましい。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５〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００２６】
この透明導電薄膜は、常法に従って、スパッタリング法等により成膜することができる。
【００２７】
なお、本発明の透明導電フィルムは、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１〜１０μｍ程度である。
【００２８】
また、本発明の透明導電フィルムにおいては、高分子フィルム４に下地層９を成膜するに先立ち、その表面に常法に従ってプラズマ処理を施しても良く、プラズマ処理を施すことにより、高分子フィルムの表面に官能基を付与して高分子フィルム４と下地層９との接着性を高めると共に、表面のエッチングによるアンカー効果で高分子フィルム４に対する下地層９の接着強度を高め、より一層剥離防止効果を高めることができる。
【００２９】
本発明のタッチパネルは、図１に示す如く、このような透明導電フィルムを上部電極として備えるものであり、高分子フィルム４と透明導電薄膜５との密着性が高く、また、耐擦傷性が良好であるため、耐久性、信頼性に優れる。
【００３０】
【実施例】
以下に実施例、参考例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３１】
参考例１
基材として厚み１８８μｍのＰＥＴフィルムを用い、このＰＥＴフィルム上に、コロイダルシリカとアクリル基変性シラン化合物との縮合により得られたアクリル変性シリカ粒子（平均粒径２０ｎｍ）を３０重量％含むＵＶ硬化型アクリル樹脂液を、バーコーターにて硬化後の厚みが約０．１μｍとなるように成膜し、ＵＶ照射して硬化させた。その後、マグネトロンＤＣスパッタ装置のターゲットとしてＩＴＯをセットし、真空チャンパーに上記下地層を形成したＰＥＴフィルムをセットし、ターボ分子ポンプで１×１０^−４Ｐａまで排気した後、Ａｒガス２００ｃｃ／ｍｉｎ、酸素ガス３ｃｃ／ｍｉｎの混合ガスを導入して０．５Ｐａとなるように調整した後、ＩＴＯターゲットに電圧を印加して厚みが約３０ｎｍのＩＴＯ薄膜を成膜した。
【００３２】
得られたフィルムについて、下記方法で摺動筆記による耐久試験を行い、結果を表１に示した。
＜耐久試験＞
２５０ｇの荷重を乗せた入力用ペン（ポリアセタール樹脂ペン：先端０．８Ｒ）で、ＩＴＯ膜の成膜面とは反対側のＰＥＴフィルム面について、１０万回の摺動試験を行った後、フィルムの電気特性を測定し、試験前に対する電気抵抗値の変化率が３０％未満の場合をＯＫレベルとし、３０％以上変化した場合をＮＧとした。
【００３３】
実施例１
ＳｉＣ_ｘＮ_ｙ粒子（ｘ＝０．０５，ｙ＝１．３，平均粒径５０ｎｍ）を３０重量％含むＵＶ硬化型アクリル樹脂を用いて厚みが約３．５μｍの下地層を形成したこと以外は参考例１と同様にして透明導電フィルムを作製し、同様に耐久試験を行って、結果を表１に示した。
【００３４】
比較例１
下地層を成膜しなかったこと以外は参考例１と同様にして透明導電フィルムを作製し、同様に耐久試験を行って、結果を表１に示した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１より、本発明によれば、高分子フィルムと透明導電薄膜との密着性が良く、耐擦傷性、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。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、高分子フィルムと透明導電薄膜との密着性に優れ、耐擦傷性、繰り返し変形に対する耐久性に優れた透明導電フィルムを用いて高耐久性で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】本発明のタッチパネルの実施の形態を示す断面図である。
【図２】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下部電極
４高分子フィルム
５透明導電薄膜
６，６Ａ上部電極
７スペーサ
８ハードコート層
９下地層

Claims

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を上部電極として備えるタッチパネルにおいて、
該透明導電薄膜は、高分子フィルム上に下地層を介して形成されており、
該下地層がＳｉＣ_ｘＮ_ｙよりなる群から選ばれる１種又は２種以上の珪素化合物の微粒子を含む紫外線硬化型樹脂を該高分子フィルムに塗布することにより形成されたものであり、
該高分子フィルムの下地層形成面と反対側の面がタッチ面となることを特徴とする透明導電フィルム。
請求項１において、該珪素化合物の微粒子の平均粒径が１ｎｍ〜５μｍであり、該下地層中に該微粒子が紫外線硬化型樹脂に対して１〜９０重量％含有されていることを特徴とするタッチパネル。
請求項１又は２において、該下地層の膜厚が１ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とするタッチパネル。
請求項１ないし３のいずれか１項において、該高分子フィルムの下地層形成面と反対側の面にハードコート層が形成されていることを特徴とするタッチパネル。