JP5190854B2 - 透明導電フィルム及び透明導電積層体並びにタッチパネル - Google Patents
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Description
本発明は、タッチパネルに用いられる低抵抗型透明電極として使用可能な透明導電フィルムに関し、特に静電容量方式のタッチパネルとして使用するのに適した透明導電フィルムに関する。また、前記透明導電フィルム2枚からなる透明導電積層体、及び、前記透明導電フィルム又は透明導電積層体を備えたタッチパネルに関する。
近年、タッチパネル市場の拡大に伴い、タッチパネルの低抵抗型透明電極として使用可能な透明導電フィルムの開発が進んでいる。例えば、特許文献1には、透明基体(1)上に、透明導電性金属酸化物からなる抵抗膜層(2)、二酸化ケイ素よりなる薄膜層(3)及び透明導電性金属酸化物からなる抵抗膜層(4)とが、(1)、(2)、(3)、(4)の順で積層されてなることを特徴とする抵抗膜型透明タッチパネル用電極部材(透明導電フィルム)が記載されている。
また、上記透明導電性金属酸化物としては、酸化インジウム薄膜、酸化インジウムに酸化スズをドープした薄膜(ITO薄膜)等が使用できる旨、抵抗膜層(2)と抵抗膜層(4)には、同種の透明導電性金属酸化物を使用するのが好ましい旨も記載されている。
また、上記透明導電性金属酸化物としては、酸化インジウム薄膜、酸化インジウムに酸化スズをドープした薄膜(ITO薄膜)等が使用できる旨、抵抗膜層(2)と抵抗膜層(4)には、同種の透明導電性金属酸化物を使用するのが好ましい旨も記載されている。
また、静電容量方式のタッチパネルに適した透明導電フィルムとして、特許文献2には、
透明フィルム基材の片面又は両面に、当該透明フィルム基材側から、第1透明誘電体層、第2透明誘電体層及び透明導電層がこの順に形成された透明導電性フィルムであって、
前記透明導電層は、パターン化されており、
前記第1透明誘電体層の屈折率をn1、前記第2透明誘電体層の屈折率をn2、前記透明導電層の屈折率をn3とした場合に、n2＜n3＜n1の関係を満足し、
前記第1透明誘電体層の厚みが2nm以上10nm未満であり、
前記第2透明誘電体層の厚みが20〜55nmであり、
前記透明導電層の厚みが15〜30nmである透明導電性フィルム
が開示されている。
さらに、前記第1透明誘電体層は、酸化インジウム及び酸化セリウムを少なくとも含む複合酸化物からなることが好ましいこと、前記第2透明誘電体層は、SiO2により形成されていることが好ましいこと、透明導電層の構成材料としては酸化錫を含有する酸化インジウム(ITO)などが好ましく用いられることが開示されている。
透明フィルム基材の片面又は両面に、当該透明フィルム基材側から、第1透明誘電体層、第2透明誘電体層及び透明導電層がこの順に形成された透明導電性フィルムであって、
前記透明導電層は、パターン化されており、
前記第1透明誘電体層の屈折率をn1、前記第2透明誘電体層の屈折率をn2、前記透明導電層の屈折率をn3とした場合に、n2＜n3＜n1の関係を満足し、
前記第1透明誘電体層の厚みが2nm以上10nm未満であり、
前記第2透明誘電体層の厚みが20〜55nmであり、
前記透明導電層の厚みが15〜30nmである透明導電性フィルム
が開示されている。
さらに、前記第1透明誘電体層は、酸化インジウム及び酸化セリウムを少なくとも含む複合酸化物からなることが好ましいこと、前記第2透明誘電体層は、SiO2により形成されていることが好ましいこと、透明導電層の構成材料としては酸化錫を含有する酸化インジウム(ITO)などが好ましく用いられることが開示されている。
上記特許文献1の抵抗膜型透明タッチパネル用電極部材(透明導電フィルム)を使用すれば、特に透明性とペン耐久性が改良され、より高品質で高性能のタッチパネルを提供することができると記載されている。
上記特許文献1の透明導電フィルムは、表面抵抗率が200〜250Ω／□である抵抗膜方式のタッチパネルとして使用する場合は、抵抗膜層(透明導電層)の厚さが比較的薄いため、さらには、2枚の透明導電フィルムの間にスペーサーが存在するため、主に透明導電層に起因する黄色味はあまり問題とならない。しかしながら、静電容量方式のタッチパネルの如く、2枚の透明導電フィルムを重ねた透明導電積層体を利用する場合には、黄色味が強くなり、実用に耐えないという問題がある。
特に最近のように、静電容量方式のタッチパネルの大面積化がますます進むと、タッチパネルに指を触れて操作する際の応答性が悪くなってしまう。そこで、応答性の悪化を防止する目的で、タッチパネルの全光線透過率を85％以上に維持したまま、透明導電層を厚くすることによって、表面抵抗率を200Ω／□以下、好ましくは150Ω／□程度に下げることが試みられているが、透明導電層が厚くなることにより、黄色味がより強くなるという問題が生じている。
上記特許文献1の透明導電フィルムは、表面抵抗率が200〜250Ω／□である抵抗膜方式のタッチパネルとして使用する場合は、抵抗膜層(透明導電層)の厚さが比較的薄いため、さらには、2枚の透明導電フィルムの間にスペーサーが存在するため、主に透明導電層に起因する黄色味はあまり問題とならない。しかしながら、静電容量方式のタッチパネルの如く、2枚の透明導電フィルムを重ねた透明導電積層体を利用する場合には、黄色味が強くなり、実用に耐えないという問題がある。
特に最近のように、静電容量方式のタッチパネルの大面積化がますます進むと、タッチパネルに指を触れて操作する際の応答性が悪くなってしまう。そこで、応答性の悪化を防止する目的で、タッチパネルの全光線透過率を85％以上に維持したまま、透明導電層を厚くすることによって、表面抵抗率を200Ω／□以下、好ましくは150Ω／□程度に下げることが試みられているが、透明導電層が厚くなることにより、黄色味がより強くなるという問題が生じている。
特許文献1記載の透明導電フィルムに代表される従来の透明導電フィルムは、図5Aに示すように、通常、透明フィルム基材(1')の上に複数の透明層が積層されており、最表層が透明導電層(4')である。また、静電容量方式のタッチパネルで使用する透明導電フィルムは、図5Bに示すように、少なくとも透明導電層(4')を部分的に除去することにより、パターン状の電極部(4'P)を形成することが必要である。ここで、パターン状の電極部とは、透明導電フィルムの最表層の透明導電層が格子状や市松模様状等の所望の模様状に形成されている部分をいう。尚、電極部以外の部分は、少なくとも、透明導電層等、導電性物質を含む層が形成されていない部分(非電極部)である。
本発明に係る透明導電フィルム及び透明導電積層体を図示した図1及び図2を使用して、より具体的に説明すると、静電容量方式のタッチパネルは、図1Cに示すように、X方向に電気的に接続されたパターン状の電極部(4Px)を有する透明導電フィルム(左側)と、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部(4Py)を有する透明導電フィルム(右側)とを、透明粘着剤で貼り合わせて透明導電積層体として使用する。なお、図1Cにおいて、X方向に電気的に接続されたパターン状の電極部(4Px)と、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部(4Py)とは、異なる色彩で表されているが、これは、図2に示すように、2枚の透明導電フィルムを積層して透明導電積層体を構成した際に、電極部同士の位置関係を把握しやすくするための、便宜上の色分けであって、素材自体は同一である。
図2中、Aは透明導電積層体の平面図であり、Bは、A中の線B−Bにおける断面図であり、Cは、A中の円Cで囲まれた部分の拡大図である。図2に示されるように、静電容量方式のタッチパネルに使用する透明導電積層体では、X方向に電気的に接続されたパターン状の電極部を有する透明導電フィルムと、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部を有する透明導電フィルムとを重ねる際、基本的に、それぞれの透明導電フィルムに形成された電極部同士(すなわち、4Pxと4Py)が重ならないように積層される。しかし、実際には、透明導電積層体の構造上、上層の透明導電フィルムと下層の透明導電フィルムに形成された電極部同士(4Pxと4Py)が上下に重なる部分(O)がわずかに生じてしまう。このため、透明導電積層体の面を正面から目視した際に、その重なる部分(O)の黄色味が目立つため問題となるのである(図2C参照)。
以下、本明細書において、電極部同士が重なる部分とは、上記の如く、透明導電積層体あるいはこれを使用した静電容量方式のタッチパネルにおいて、上層の透明導電フィルムと下層の透明導電フィルムに形成された電極部同士(4Pxと4Py)が上下に重なる部分を意味し、本明細書において、黄色味とは、当該電極部同士が重なる部分の黄色味を意味する。
図2中、Aは透明導電積層体の平面図であり、Bは、A中の線B−Bにおける断面図であり、Cは、A中の円Cで囲まれた部分の拡大図である。図2に示されるように、静電容量方式のタッチパネルに使用する透明導電積層体では、X方向に電気的に接続されたパターン状の電極部を有する透明導電フィルムと、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部を有する透明導電フィルムとを重ねる際、基本的に、それぞれの透明導電フィルムに形成された電極部同士(すなわち、4Pxと4Py)が重ならないように積層される。しかし、実際には、透明導電積層体の構造上、上層の透明導電フィルムと下層の透明導電フィルムに形成された電極部同士(4Pxと4Py)が上下に重なる部分(O)がわずかに生じてしまう。このため、透明導電積層体の面を正面から目視した際に、その重なる部分(O)の黄色味が目立つため問題となるのである(図2C参照)。
以下、本明細書において、電極部同士が重なる部分とは、上記の如く、透明導電積層体あるいはこれを使用した静電容量方式のタッチパネルにおいて、上層の透明導電フィルムと下層の透明導電フィルムに形成された電極部同士(4Pxと4Py)が上下に重なる部分を意味し、本明細書において、黄色味とは、当該電極部同士が重なる部分の黄色味を意味する。
タッチパネルは、表示画面上を覆うものであるため、表示画面を鮮明に視認できるように、無色透明性が高いことが要求される。
タッチパネル(特に大面積化された静電容量方式のタッチパネル)が、黄色味の点で実用に耐えるには、タッチパネル中の、電極部同士が重なる部分のb*が＋2.5以下であることが望ましく、＋2.0以下であることがより望ましいとされている(b*は、CIE L*a*b*色空間において、黄色と青の間の位置を示す値であり、負の値は青寄り、正の値は黄色寄りを示す)。
この要求を達成するため、透明導電フィルムを構成する各層に使用する材料には、基本的に無色透明の物質が使用されるが、やはり特定波長の光が吸収されてしまうため、黄色っぽくなるという問題がある。
タッチパネル(特に大面積化された静電容量方式のタッチパネル)が、黄色味の点で実用に耐えるには、タッチパネル中の、電極部同士が重なる部分のb*が＋2.5以下であることが望ましく、＋2.0以下であることがより望ましいとされている(b*は、CIE L*a*b*色空間において、黄色と青の間の位置を示す値であり、負の値は青寄り、正の値は黄色寄りを示す)。
この要求を達成するため、透明導電フィルムを構成する各層に使用する材料には、基本的に無色透明の物質が使用されるが、やはり特定波長の光が吸収されてしまうため、黄色っぽくなるという問題がある。
特許文献2の発明は、静電容量方式のタッチパネルに適した透明導電フィルムを提供するものであり、透明導電層がパターン化された透明導電フィルムにおいて、パターン部(電極部)とパターン開口部(非電極部)との相違が抑制され、見栄えの良好な透明導電フィルムを得ることができるため、特に静電容量方式のタッチパネルの如く、パターン化された透明導電層(パターン状の電極部)をディスプレイ表示部の全面に形成するタッチパネルに適切であると記載されている。
しかしながら、特許文献2の透明導電フィルムによっても、2枚のフィルムを積層した際に、黄色味が強くなるという問題は、解消されていない。
しかしながら、特許文献2の透明導電フィルムによっても、2枚のフィルムを積層した際に、黄色味が強くなるという問題は、解消されていない。
また、特許文献1及び特許文献2に開示された透明導電フィルムは、どちらもフィルム基材上に、3つの層が形成されてなるものであるが、実施例に開示された構成によると、一層目(上記三層のうち、フィルム基材に最も近い層)と三層目(最表層)のどちらにもITOが含まれるため、三層目のITO層だけをエッチングにより除去して、パターン状の電極部を形成しても、ITOを含む一層目を介して通電してしまうという問題がある。そのため、望まない通電を防ぐためには、一層目〜三層目の全てを除去する必要があり、特殊なエッチング技術が必要でコストがかかるという問題があった。
したがって、本発明は、1枚で使用する場合だけでなく、2枚重ねて使用する場合、特に静電容量方式のタッチパネルの如く、ガラスの上に透明導電フィルムを2枚積層した際にも、＋2.5以下のb*値を維持することができる透明導電フィルムであって、且つ、パターン状の電極部を容易に形成することができる透明導電フィルムを提供することを課題とする。
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、透明フィルム基材の片面に、セリウム酸化物層、透明低屈折率層、透明導電層を順次形成することによって得られた透明導電フィルムが、所望の導電性を発揮し、且つ、2枚積層した場合や、さらにガラス上に2枚積層した場合にも、低いb*値が維持されることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明に係る透明導電フィルムは、透明フィルム基材の片面に、セリウム酸化物層、屈折率1.4以上1.7未満である透明低屈折率層、透明導電層が順次形成されていることを特徴とする。
前記透明低屈折率層は、ケイ素酸化物からなる薄膜層であることが好ましく、さらに、当該ケイ素酸化物薄膜層は、化学気相蒸着法(CVD法)により形成されたものであることが好ましい。
また、前記透明導電層は、ITOからなる薄膜層であることが好ましい。
また、前記透明導電層は、ITOからなる薄膜層であることが好ましい。
また、前記透明フィルム基材と前記セリウム酸化物層の間に、ポリエステル系アンカーコート層が存在することが好ましい。
また、前記セリウム酸化物層の厚さは5〜200nmであることが好ましく、前記透明低屈折率層の厚さは5〜200nmであることが好ましく、前記透明導電層の厚さは10〜500nmであることが好ましい。
前記透明導電フィルムは、引出配線及び／又はパターン状の電極部が形成されたものであってもよい。引出配線及びパターン状の電極部が形成されている透明導電フィルムは、2枚重ねて、透明粘着剤層で貼り合わせて、透明導電積層体として使用するのに適している。
前記透明導電フィルムはタッチパネルに使用するのに好適であり、特に前記透明導電積層体は、静電容量方式のタッチパネルに使用するのに好適である。
本発明の透明導電フィルムは、タッチパネル用の透明導電フィルムとして適切な電気特性を有するとともに、2枚重ねた際にも黄色味を帯びにくい。そのため、本発明の透明導電フィルムは、特に、複数枚の透明導電フィルムを積層して使用する静電容量方式のタッチパネルに用いるのに最適である。
本発明の透明導電フィルム(5)は、図1Aに示すように、透明フィルム基材(1)上に、少なくとも、セリウム酸化物層(2)、透明低屈折率層(3)、透明導電層(4)が順次積層された構成を有する。透明フィルム基材(1)及び3つの層(2〜4)は、一枚の透明導電フィルムとして、全光線透過率80%以上(好ましくは85%以上)となる程度の透明性を有していればよい。
なお、本発明の透明導電フィルムにおいて、屈折率とは、波長550nmの光に対する屈折率を意味し、分光反射スペクトル測定により測定することができる。また、各層の厚さは物理的な厚さを意味し、蛍光X線分析装置により測定することができる。
なお、本発明の透明導電フィルムにおいて、屈折率とは、波長550nmの光に対する屈折率を意味し、分光反射スペクトル測定により測定することができる。また、各層の厚さは物理的な厚さを意味し、蛍光X線分析装置により測定することができる。
本発明の透明導電フィルムに使用する透明フィルム基材(1)は、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素フィルム等の透明プラスチックフィルムが使用できるが、中でも耐熱性等の点からポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
また、図4に示すように、前記透明プラスチックフィルム(9)の片面又は両面に、樹脂からなる透明ハードコート層(10)を形成してもよい(図４は、透明プラスチックフィルムの両面にハードコート層が形成されている例を示す)。このように、片面又は両面にハードコート層を形成したものも、本発明に係る透明フィルム基材(1)に含まれる。
ハードコード層を透明プラスチックフィルム表面に形成することにより、透明プラスチックフィルムにもともとあったキズを埋めることができるとともに、ハードコート層が形成された透明フィルム基材表面のスベリ性や表面強度が向上するため、後加工の際に透明フィルム基材にキズが発生することを防止できる。特に、ハードコート層を、透明導電層側の透明プラスチックフィルム表面に形成した場合は、上記の点に加え、さらに本発明の透明導電フィルムの導電性をも安定させることができる。
ハードコート層に使用する樹脂は、該ハードコート層が鉛筆硬度2H以上になるものが好ましく、メラミン系樹脂、紫外線硬化型アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の透明樹脂が使用でき、厚さは、1〜7μmが好ましい。
また、ハードコート層を形成した際、干渉縞が生じることがあるが、この場合は、前記透明プラスチックフィルムとハードコート層の間に、樹脂と高屈折率微粒子等からなる干渉防止層(厚さ10〜50nm程度、好ましくは20〜30nm程度)を設けることが好ましい。前記樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等を使用することができ、前記高屈折率微粒子としては、例えば酸化チタン、酸化ジルコニウム等からなる微粒子を使用することができる。
このように、透明プラスチックフィルムとハードコート層の間に干渉防止層を有するものも、本発明にかかる透明フィルム基材に含まれる。
ハードコード層を透明プラスチックフィルム表面に形成することにより、透明プラスチックフィルムにもともとあったキズを埋めることができるとともに、ハードコート層が形成された透明フィルム基材表面のスベリ性や表面強度が向上するため、後加工の際に透明フィルム基材にキズが発生することを防止できる。特に、ハードコート層を、透明導電層側の透明プラスチックフィルム表面に形成した場合は、上記の点に加え、さらに本発明の透明導電フィルムの導電性をも安定させることができる。
ハードコート層に使用する樹脂は、該ハードコート層が鉛筆硬度2H以上になるものが好ましく、メラミン系樹脂、紫外線硬化型アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の透明樹脂が使用でき、厚さは、1〜7μmが好ましい。
また、ハードコート層を形成した際、干渉縞が生じることがあるが、この場合は、前記透明プラスチックフィルムとハードコート層の間に、樹脂と高屈折率微粒子等からなる干渉防止層(厚さ10〜50nm程度、好ましくは20〜30nm程度)を設けることが好ましい。前記樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等を使用することができ、前記高屈折率微粒子としては、例えば酸化チタン、酸化ジルコニウム等からなる微粒子を使用することができる。
このように、透明プラスチックフィルムとハードコート層の間に干渉防止層を有するものも、本発明にかかる透明フィルム基材に含まれる。
透明フィルム基材(1)の厚さは、10〜300μmが好ましく、50〜260μmがより好ましく、50μm〜200μmが特に好ましい。
厚さが、10μmより薄いと、特にタッチパネルに使用した場合に、指やペン等で入力する際にプラスチックフィルムの強度が十分ではないため、透明導電フィルムの変形が大きくなりすぎて透明導電層(4)にクラックが生じ、その結果表面抵抗率が不安定となるので好ましくない。また、透明導電フィルムがカールしてしまい、その結果、透明導電フィルムをタッチパネルに組み込むなどの後作業で、作業性が悪くなるので好ましくない。
他方、厚さが、300μmより厚いと、抵抗膜方式タッチパネルに使用した場合に、指やペン等で入力する際、透明導電フィルムに荷重をかけて相対する透明導電フィルムに接触させるために必要以上に荷重をかけなければならない問題が生じる。また透明導電フィルムのコストも上がるため好ましくない。
厚さが、10μmより薄いと、特にタッチパネルに使用した場合に、指やペン等で入力する際にプラスチックフィルムの強度が十分ではないため、透明導電フィルムの変形が大きくなりすぎて透明導電層(4)にクラックが生じ、その結果表面抵抗率が不安定となるので好ましくない。また、透明導電フィルムがカールしてしまい、その結果、透明導電フィルムをタッチパネルに組み込むなどの後作業で、作業性が悪くなるので好ましくない。
他方、厚さが、300μmより厚いと、抵抗膜方式タッチパネルに使用した場合に、指やペン等で入力する際、透明導電フィルムに荷重をかけて相対する透明導電フィルムに接触させるために必要以上に荷重をかけなければならない問題が生じる。また透明導電フィルムのコストも上がるため好ましくない。
本発明の透明導電フィルムに形成されるセリウム酸化物層(2)は、3つの層(2〜4)のうち、最も透明フィルム基材(1)に近い層である。セリウム酸化物層(2)は透明高屈折率層であり、その屈折率は1.7以上2.5未満程度(より好ましくは2.0〜2.2)であって、隣接する透明低屈折率層(3)よりも屈折率が高い。このように、光の屈折率が異なる2つの層(2及び3)を積層することにより、透明性が向上すると考えられる。特に、セリウム酸化物層(2)と透明低屈折率層(3)の屈折率の差が0.2以上あることが好ましい。さらに、当該セリウム酸化物層を用いることにより、セリウム酸化物層以外の透明高屈折率層を用いた場合と比較して、透明導電フィルムを2枚重ねた際の、黄色味の増強が抑制される。
セリウム酸化物層(2)の厚さは、5nm〜200nmが好ましい。厚さが5nm未満では、透明高屈折率層としての特性が十分に発揮されず、透明低屈折率層(3)との屈折率の差が小さくなり、透明高屈折率層としての役割(透明低屈折率層との併用により透明性を高める)が十分に果たせなくなるため、好ましくない。他方、200nmを超えると、膜応力によりクラックが入りやすいので、好ましくない。
より好ましいセリウム酸化物層(2)の厚さは、10nm〜50nmである。
より好ましいセリウム酸化物層(2)の厚さは、10nm〜50nmである。
なお、セリウム酸化物(酸化セリウム)は、理論上の組成式ではCeO2と表され、本発明においてもCeとOの元素比は1：2が好ましい。しかし、必ずしもCeとOの元素比が厳密に1：2である必要はなく、CeとOの元素比が多少大きくなったり小さくなったりしているもの(具体的には組成式CeOxにおいて、xが1.6〜2.1の範囲内にあるもの)も、本発明の透明導電フィルムにて使用されるセリウム酸化物に含まれる。なお、本明細書では、上記CeOx(1.6≦x≦2.1)を代表して、CeO2と表記する。
本発明の透明導電フィルムに形成される透明低屈折率層(3)は、セリウム酸化物層(2)と、透明導電層(4)の間に形成され、本発明の透明導電フィルムの透明性を向上する役割を果たすものである。
上記役割を果たすためには、屈折率が1.4以上1.7未満(より好ましくは1.4〜1.5)であることが好ましく、また、厚さが5〜200nmであるのが好ましい。
厚さが5nm未満では、透明低屈折率層としての特性が十分に発揮されず、セリウム酸化物層(2)との屈折率の差が小さくなり、透明低屈折率層としての役割(透明高屈折率層との併用により透明度を高める)が十分に果たせなくなるため、好ましくない。
他方、200nmを超えると、膜応力によりクラックが入りやすいので、好ましくない。より好ましい透明低屈折率層の厚さは、10nm〜50nmである。
上記役割を果たすためには、屈折率が1.4以上1.7未満(より好ましくは1.4〜1.5)であることが好ましく、また、厚さが5〜200nmであるのが好ましい。
厚さが5nm未満では、透明低屈折率層としての特性が十分に発揮されず、セリウム酸化物層(2)との屈折率の差が小さくなり、透明低屈折率層としての役割(透明高屈折率層との併用により透明度を高める)が十分に果たせなくなるため、好ましくない。
他方、200nmを超えると、膜応力によりクラックが入りやすいので、好ましくない。より好ましい透明低屈折率層の厚さは、10nm〜50nmである。
透明低屈折率層(3)は、上記屈折率と厚さの範囲を満足する透明な層であれば特に制限はなく、ケイ素酸化物(SiO2)薄膜層などの無機酸化物薄膜層、フッ化マグネシウム(MgF2)薄膜層などの無機化合物薄膜層、フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂などの樹脂からなる樹脂薄膜層等が使用できる。
特に、耐熱性、耐湿熱性の点から、透明低屈折率層(3)をケイ素酸化物薄膜層としておくのが好ましい。
特に、耐熱性、耐湿熱性の点から、透明低屈折率層(3)をケイ素酸化物薄膜層としておくのが好ましい。
なお、ケイ素酸化物(酸化ケイ素)は、理論上の組成式ではSiO2と表されるが、必ずしもSiとOの元素比が厳密に1：2である必要はなく、上記屈折率を満足する範囲で、SiとOの元素比が多少大きくなったり小さくなったりしているもの(具体的には組成式SiOxにおいて、xが1.6〜2.1の範囲内にあるもの)も、本発明の透明導電フィルムにて使用されるケイ素酸化物に含まれる。なお、本明細書では、上記SiOx(1.6≦x≦2.1)を代表して、SiO2と表記する。
なお、透明低屈折率層(3)を、電気絶縁性を有する物質(前記の無機酸化物薄膜層、無機化合物薄膜層、樹脂薄膜層等)から構成された層とすれば、パターン状の電極部を形成する際にエッチングして除去しなければならない層が透明導電層のみとなるため、エッチングにかかる時間やコストを削減することができる。すなわち、本発明の透明導電フィルムでは、透明フィルム基材(1)に最も近い層は、電気絶縁性を有するセリウム酸化物層(2)であるため、透明低屈折率層(3)も電気絶縁性を有する物質で構成すれば、パターン状の電極部の形成が必要な層は、透明導電層(4)のみになる。ただし、本発明で使用される透明低屈折率層は、電気絶縁性を有するものに限定されるわけではなく、上記屈折率を満足する範囲内であれば、ポリチオフェン系、ポリアセリレン系、ポリアニリン系、ポリピロール系等の導電性ポリマーや、樹脂にITOや酸化スズなどの透明導電性微粒子を混入した導電性樹脂薄膜層であっても構わない。透明低屈折率層が導電性を有する場合は、パターン状の電極部を形成する際に、当該層もエッチングして除去する必要がある。
本発明の透明導電フィルムに形成される透明導電層(4)は、透明導電フィルムの最表層に形成される層であり、透明な導電性金属酸化物の薄膜からなり、本発明の透明導電フィルムに導電性を付与する役割を果たすものである。
透明導電層(4)に使用する透明な導電性金属酸化物薄膜としては、酸化インジウム薄膜、酸化スズ薄膜、酸化亜鉛薄膜、酸化カドミウム薄膜、酸化インジウムに酸化スズをドープした薄膜(ITO薄膜)等、従来透明導電フィルムの透明導電層として使用されている導電性金属酸化物薄膜が使用できる。
中でも、導電性に優れたITO薄膜が特に好ましい。
透明導電層(4)に使用する透明な導電性金属酸化物薄膜としては、酸化インジウム薄膜、酸化スズ薄膜、酸化亜鉛薄膜、酸化カドミウム薄膜、酸化インジウムに酸化スズをドープした薄膜(ITO薄膜)等、従来透明導電フィルムの透明導電層として使用されている導電性金属酸化物薄膜が使用できる。
中でも、導電性に優れたITO薄膜が特に好ましい。
透明導電層(4)は、本発明の透明導電フィルムが有する表面抵抗率の大部分を決定する役割を果たすものであり、その表面抵抗率は大よそ5〜1000Ω／□が好ましく、200Ω／□以下がより好ましい。
また、透明導電層(4)の厚さは、上記表面抵抗率を有する程度の厚さであればよく、使用する金属酸化物薄膜層の種類にもよるが大よそ10nm〜500nmが好ましい。
厚さが10nmより薄いと、表面抵抗率が安定しにくくなる傾向が見られ、所望の導電性を安定して得られないので好ましくない。
他方、厚さが500nmより厚いと、膜応力により、透明導電層(4)にクラックが生じて導電性が悪くなる場合があるので好ましくない。
より好ましい透明導電層(4)の厚さは、15nm〜100nmである。
また、透明導電層(4)の厚さは、上記表面抵抗率を有する程度の厚さであればよく、使用する金属酸化物薄膜層の種類にもよるが大よそ10nm〜500nmが好ましい。
厚さが10nmより薄いと、表面抵抗率が安定しにくくなる傾向が見られ、所望の導電性を安定して得られないので好ましくない。
他方、厚さが500nmより厚いと、膜応力により、透明導電層(4)にクラックが生じて導電性が悪くなる場合があるので好ましくない。
より好ましい透明導電層(4)の厚さは、15nm〜100nmである。
セリウム酸化物層(2)、透明低屈折率層(3)、透明導電層(4)の形成方法は、従来公知の形成方法が使用でき、真空蒸着法、スパッタリング蒸着法、電子ビーム蒸着法、CVD法等の蒸着法や、ゾル−ゲル法などのコーティング法等が使用できる。
特に、透明低屈折率層(3)がケイ素酸化物層である場合、CVD法で形成することにより、タッチパネルにおいて電極部同士が重なる部分のb*値をより低くすることができる。
これは、ケイ素酸化物層をCVD法で形成する際に、ケイ素酸化物層側のセリウム酸化物層(2)が酸化されることにより、セリウム酸化物層(2)の酸化度合が、透明フィルム基材側よりケイ素酸化物層側で高くなり、結果としてセリウム酸化物層(2)の全光線透過率が高くなるためと考えられる。
特に、透明低屈折率層(3)がケイ素酸化物層である場合、CVD法で形成することにより、タッチパネルにおいて電極部同士が重なる部分のb*値をより低くすることができる。
これは、ケイ素酸化物層をCVD法で形成する際に、ケイ素酸化物層側のセリウム酸化物層(2)が酸化されることにより、セリウム酸化物層(2)の酸化度合が、透明フィルム基材側よりケイ素酸化物層側で高くなり、結果としてセリウム酸化物層(2)の全光線透過率が高くなるためと考えられる。
また、本発明の透明導電フィルムを、静電容量方式のタッチパネルに用いるために、引出配線を形成しておいてもよい。引出配線は、図1Cに、記号8として示されている細線であって、金属からなり、通常、透明導電フィルムの外周部分にのみ設けられる。引出配線は、従来、透明導電層をパターニングした後、銀ペーストを印刷(スクリーン印刷等)することによって形成することが主流であったが、最近では、額縁(図1C左側の透明導電フィルムの両端に存在する引出配線(8)の束)の幅を狭めるため、銅もしくは銅合金の薄膜を透明導電層の上に形成した後、エッチングによって、より微細な引出配線を形成する方法が取られている。
例えば、エッチングにより銅からなる引出配線を形成する方法として、透明導電層の上に、スパッタリング蒸着法で銅層を全面に積層し、その上にレジスト材料を引出配線の形状に塗布し、レジスト材料が塗布されていない部分の銅層をエッチング処理で除去し、レジスト材料が塗布されている部分の銅層のみを残存させた後、レジスト材料を除去することにより、透明導電層上に銅からなる引出配線を形成する方法が挙げられる。引出配線には一般的に0.4Ω／□以下程度の表面抵抗値が求められる。銅の引出配線で、0.4Ω／□以下の表面抵抗値を達成するためには、銅の厚さを100nm以上とすることが好ましい。
例えば、エッチングにより銅からなる引出配線を形成する方法として、透明導電層の上に、スパッタリング蒸着法で銅層を全面に積層し、その上にレジスト材料を引出配線の形状に塗布し、レジスト材料が塗布されていない部分の銅層をエッチング処理で除去し、レジスト材料が塗布されている部分の銅層のみを残存させた後、レジスト材料を除去することにより、透明導電層上に銅からなる引出配線を形成する方法が挙げられる。引出配線には一般的に0.4Ω／□以下程度の表面抵抗値が求められる。銅の引出配線で、0.4Ω／□以下の表面抵抗値を達成するためには、銅の厚さを100nm以上とすることが好ましい。
また、本発明の透明導電フィルムを、静電容量方式のタッチパネルに用いるために、少なくとも透明導電層(4)を、X方向又はY方向に電気的に接続されたパターン状の電極部として形成しておいてもよい。
また、タッチパネルだけでなく、太陽電池や有機ＥＬ等の透明電極用に使用可能とするために、少なくとも、透明導電層(4)を回路状にした回路を形成しておいても構わない。
パターン状の電極部や回路を形成する方法として、薬品やレーザーを利用したエッチングや、水溶性樹脂層を利用する方法が挙げられる。
また、タッチパネルだけでなく、太陽電池や有機ＥＬ等の透明電極用に使用可能とするために、少なくとも、透明導電層(4)を回路状にした回路を形成しておいても構わない。
パターン状の電極部や回路を形成する方法として、薬品やレーザーを利用したエッチングや、水溶性樹脂層を利用する方法が挙げられる。
例えば、エッチングによりパターン状の電極部を形成する方法では、透明フィルム基材上に、セリウム酸化物層(2)、透明低屈折率層(3)、及び透明導電層(4)を順次全面に形成した後、透明導電層(4)上に、レジスト材料をパターン状の電極部の形状に塗布し、エッチング溶液(塩化第二鉄水溶液、よう素酸水溶液、塩酸、王水、シュウ酸水溶液などの溶液)で処理して、レジスト材料が塗布されていない部分(非電極部となる部分)については、透明導電層(4)のみを除去し(すなわち、セリウム酸化物層(2)と透明低屈折率層(3)は残存させる)、レジスト材料が塗布された部分(電極部となる部分)については、上記三層(2〜4)を残存させる。その後、レジスト材料を除去することによって、透明フィルム基材上に、セリウム酸化物層(2)及び透明低屈折率層(3)が全面に形成され、その上に、透明導電層(4)からなるパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムを製造することができる。
なお、本発明に係る透明導電フィルムは、透明フィルム基材の上に3つの層を有する点で、特許文献1及び特許文献2に記載された透明導電フィルムと共通するが、特許文献1及び特許文献2の実施例に記載された透明導電フィルムでは、フィルム基材に一番近い層(一層目)に、導電性物質であるITOが含まれているため、透明導電フィルムの最表層(三層目；導電層)のみをエッチングしただけでは、一層目を通じて通電してしまう(図5B参照)。そのため、一層目から三層目までを全て除去する必要があるが(図5C参照)、一層目まで除去するには、特殊なエッチング技術が必要でコストがかかるという問題がある。これに対して、本発明の透明導電フィルムでは、一層目が導電性を有さないセリウム酸化物からなるため、全層をエッチングにより除去する必要はなく、エッチングによるパターン状の電極部の形成を短時間・低コストで行うことができる。特に、二層目の透明低屈折率層(3)を、SiO2の如く電気絶縁性を有する物質で構成すれば、三層目の透明導電層(4)のみをエッチングして除去するだけでよいため、エッチングによるパターン状の電極部の形成をより短時間・低コストで行うことができる。
また、水溶性樹脂層を利用して、パターン状の電極部を形成する方法として、例えば、透明フィルム基材の片面に、電極部を形成する部分以外の部分(非電極部となる部分)に水溶性樹脂層を形成し、その上から、セリウム酸化物層(2)、透明低屈折率層(3)、及び透明導電層(4)を順次全面に形成した後、水に浸漬するなどして、水溶性樹脂層と該水溶性樹脂層上の上記三層(2〜4)を除去するとともに、水溶性樹脂層が形成されていない部分(電極部となる部分)の上記三層(2〜4)を残存させる方法が挙げられる。この方法によっても、透明フィルム基材の片面に、セリウム酸化物層(2)、透明低屈折率層(3)、及び透明導電層(4)からなるパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムを製造することができる。
なお、本発明の透明導電フィルムには、透明フィルム基材の片面に上記三層(2〜4)が全面に積層されているフィルムだけでなく、上述のように、パターン状の電極部が形成されているものや、引出配線が形成されているものも含まれる。
引出配線及びパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムは、2枚重ねて透明導電積層体として使用する場合に特に好適である。このような透明導電積層体は、上層の透明導電フィルムの非導電処理面(すなわち、透明フィルム基材(1)側の面)と、下層の透明導電フィルムの導電処理面(すなわち、透明導電層(4)側の面)とが対向するように積層し、透明粘着剤層で貼り合わせることによって製造することができる。
透明粘着剤層に使用する透明粘着剤としては、当該分野において透明導電フィルムを貼り合わせるために使用されている通常の透明粘着剤を使用することができる。例えば、アクリル系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤等の透明粘着剤である。透明粘着剤層は、2枚の透明導電フィルムの間に介在する均一な層となるように形成されることが好ましい。均一な層とするには、2枚のプラスチックシート間に均一な透明粘着剤層が形成されている市販の光学用の高透明性粘着剤(OCA)転写シートを使用して、透明導電フィルムに当該透明粘着剤層を転写することが好ましい。
透明粘着剤層に使用する透明粘着剤としては、当該分野において透明導電フィルムを貼り合わせるために使用されている通常の透明粘着剤を使用することができる。例えば、アクリル系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤等の透明粘着剤である。透明粘着剤層は、2枚の透明導電フィルムの間に介在する均一な層となるように形成されることが好ましい。均一な層とするには、2枚のプラスチックシート間に均一な透明粘着剤層が形成されている市販の光学用の高透明性粘着剤(OCA)転写シートを使用して、透明導電フィルムに当該透明粘着剤層を転写することが好ましい。
本発明のタッチパネルとしては、上記透明導電積層体を利用する静電容量方式のタッチパネルが特に好ましく、このような静電容量方式のタッチパネルは、例えば、ガラス基板と上記透明導電積層体とを上述した透明粘着剤層で貼り合わせ、上記引出配線と端子を接続し、フレキシブルプリント配線を介してタッチパネル制御ドライバ(半導体等)と接続することによって構成することができる。
本発明の透明導電フィルムは、2枚重ねて透明導電積層体とした場合だけでなく、実際の静電容量方式タッチパネルのように、ガラス基板上に透明導電積層体を配置した構成とした際にも、＋2.5以下のb*値(下限は特に限定されないが、一般に−3.0程度)を達成することができる。なお、b*値は、色差計によって測定することができる。
上述してきた通り、本発明の透明導電フィルムを、静電容量方式のタッチパネルに用いる場合、透明粘着剤層によって、別の透明導電フィルム、あるいはガラス基板と貼り合わせる必要があるが、このように他の部材と接着させた場合、透明導電フィルムを構成する透明フィルム基材／セリウム酸化物層／透明低屈折率層／透明導電層の間の密着性(付着性)が低いと、剥離が生じやすくなるという問題がある。
特に、引出配線が銅からなる場合、透明粘着剤との接着性が高いため、結果として、透明導電フィルムが他の部材に強く接着することになり、透明導電フィルム内で剥離(特に、透明フィルム基材とセリウム酸化物層の間の剥離)が生じやすくなる。
特に、引出配線が銅からなる場合、透明粘着剤との接着性が高いため、結果として、透明導電フィルムが他の部材に強く接着することになり、透明導電フィルム内で剥離(特に、透明フィルム基材とセリウム酸化物層の間の剥離)が生じやすくなる。
この問題を解決するためには、透明フィルム基材とセリウム酸化物層の間の密着性を高める必要があるが、本発明では、図4に示すように、透明フィルム基材(1)とセリウム酸化物層(2)の間にポリエステル系アンカーコート層(11)を設けることにより、全光線透過率やb*値を所望の範囲に維持しながら、透明フィルム基材とセリウム酸化物層の間の密着性を高めることができる。
ポリエステル系アンカーコート層を設ける場合、前記透明フィルム基材は、少なくともセリウム酸化物層が形成される側の面にハードコート層を有することがより好ましい。言い換えれば、ハードコート層の上にポリエステル系アンカーコート層を形成することがより好ましい。
ポリエステル系アンカーコート層を設ける場合、前記透明フィルム基材は、少なくともセリウム酸化物層が形成される側の面にハードコート層を有することがより好ましい。言い換えれば、ハードコート層の上にポリエステル系アンカーコート層を形成することがより好ましい。
ポリエステル系アンカーコート層は、例えば、水酸基含有ポリエステル系樹脂を、水酸基と反応する硬化剤により硬化させて形成することができる。前記水酸基含有ポリエステル系樹脂としては、ポリエステルポリオールが挙げられ、前記硬化剤としては、ポリイソシアネート及び／又はポリイソシアネートプレポリマーが挙げられる。
透明フィルム基材とセリウム酸化物層の密着性は水分により低下すると推測されるが、前記ポリエステルポリオールと、前記ポリイソシアネート及び／又はポリイソシアネートプレポリマーを硬化させて形成したポリエステル系アンカーコート層は、耐水密着性に優れているため、経時変化無く安定した密着性を達成することができる。また耐熱性に優れているため、ポリエステル系アンカーコート層形成後に行われる各成膜工程(セリウム酸化物層、透明低屈折率層、透明導電層の形成工程)で発生する熱の影響を受けにくい(熱に起因する白化やクラック等が生じにくい)。
また、好ましいポリイソシアネート及び／又はポリイソシアネートプレポリマーの例として、IPDI系、XDI系、HDI系のポリイソシアネート及び／又はポリイソシアネートプレポリマーが挙げられる。これらを用いることにより、黄変しにくいポリエステル系アンカーコート層を形成することができる。ここで、IPDI系とは、イソホロンジイソシアネートとその変性形態を意味し、XDI系とは、キシリレンジイソシアネートとその変性形態を意味し、HDI系とは、ヘキサメレチンジイソシアネートとその変性形態を意味する。変性形態の例として、トリメチロールプロパン(TMP)アダクト体、イソシアヌレート体、ビュレット体、アロファネート体等が挙げられる。
透明フィルム基材とセリウム酸化物層の密着性は水分により低下すると推測されるが、前記ポリエステルポリオールと、前記ポリイソシアネート及び／又はポリイソシアネートプレポリマーを硬化させて形成したポリエステル系アンカーコート層は、耐水密着性に優れているため、経時変化無く安定した密着性を達成することができる。また耐熱性に優れているため、ポリエステル系アンカーコート層形成後に行われる各成膜工程(セリウム酸化物層、透明低屈折率層、透明導電層の形成工程)で発生する熱の影響を受けにくい(熱に起因する白化やクラック等が生じにくい)。
また、好ましいポリイソシアネート及び／又はポリイソシアネートプレポリマーの例として、IPDI系、XDI系、HDI系のポリイソシアネート及び／又はポリイソシアネートプレポリマーが挙げられる。これらを用いることにより、黄変しにくいポリエステル系アンカーコート層を形成することができる。ここで、IPDI系とは、イソホロンジイソシアネートとその変性形態を意味し、XDI系とは、キシリレンジイソシアネートとその変性形態を意味し、HDI系とは、ヘキサメレチンジイソシアネートとその変性形態を意味する。変性形態の例として、トリメチロールプロパン(TMP)アダクト体、イソシアヌレート体、ビュレット体、アロファネート体等が挙げられる。
ポリエステル系アンカーコート層の厚さは、5〜100nmが好ましい。厚さが100nmを超えると、透明導電フィルム(又は透明導電積層体もしくはタッチパネル)のb*値を所望の範囲に維持できない恐れがある。他方、5nm未満では、透明フィルム基材とセリウム酸化物層の密着性を十分に高めることができない。
また、本発明の透明導電フィルムは、静電容量方式以外のタッチパネルに使用することもでき、例えば、抵抗膜方式のタッチパネルとする場合、ガラス表面に形成した透明導電層と、本発明の透明導電フィルムの透明導電層とを対向させたものの間に、あるいは本発明の透明導電フィルム2枚を、透明導電層面同士が対向するように配置したものの間に、ドットスペーサーを介在させ、端部に引出配線を形成することによって構成することができる。この時使用する透明導電フィルムはパターン状の電極部を形成したものでも、形成していないものでも構わない。
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。
［実施例1］透明導電フィルム(透明フィルム基材／CeO 2 層／SiO 2 層(CVD)／ITO層)の製造
厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(透明プラスチックフィルム)の両面に、リバースコート法により、アクリル系樹脂からなる厚さ2μmの透明ハードコート層を形成し、両面ハードコートフィルム(透明フィルム基材)を製造した。
次に、原料にCeを用いた真空蒸着法により、前記両面ハードコートフィルムの片面に、厚さ17nmのセリウム酸化物層であるCeO2薄膜層(透明高屈折率層 屈折率：2.1)を形成した。
次に、原料にヘキサメチルジシロキサン、反応ガスに酸素ガスを用いて、化学気相蒸着法(CVD法)にて厚さ40nmのSiO2薄膜層(透明低屈折率層 屈折率：1.5)を形成した。
次に、原料にITOを用いてスパッタリング蒸着法にて、厚さ30nmのITO薄膜層(透明導電層)を形成し、本発明の透明導電フィルムを製造した。
尚、上記各層は透明フィルム基材(両面ハードコートフィルム)の片面上に全面に形成した。
［実施例1］透明導電フィルム(透明フィルム基材／CeO 2 層／SiO 2 層(CVD)／ITO層)の製造
厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(透明プラスチックフィルム)の両面に、リバースコート法により、アクリル系樹脂からなる厚さ2μmの透明ハードコート層を形成し、両面ハードコートフィルム(透明フィルム基材)を製造した。
次に、原料にCeを用いた真空蒸着法により、前記両面ハードコートフィルムの片面に、厚さ17nmのセリウム酸化物層であるCeO2薄膜層(透明高屈折率層 屈折率：2.1)を形成した。
次に、原料にヘキサメチルジシロキサン、反応ガスに酸素ガスを用いて、化学気相蒸着法(CVD法)にて厚さ40nmのSiO2薄膜層(透明低屈折率層 屈折率：1.5)を形成した。
次に、原料にITOを用いてスパッタリング蒸着法にて、厚さ30nmのITO薄膜層(透明導電層)を形成し、本発明の透明導電フィルムを製造した。
尚、上記各層は透明フィルム基材(両面ハードコートフィルム)の片面上に全面に形成した。
［実施例2］透明導電フィルム(透明フィルム基材／CeO 2 層／SiO 2 層(スパッタ)／ITO層)の製造
実施例1のCVD法に代えて、原料にSi、プロセスガスにアルゴンガス、反応ガスに酸素ガスを用いてスパッタリング蒸着法により、厚さ40nmのSiO2薄膜層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、透明フィルム基材(両面ハードコートフィルム)の片面に、CeO2層(透明高屈折率層 屈折率：2.1)、SiO2薄膜層(透明低屈折率層 屈折率：1.5)、ITO層(透明導電層)が順次形成された、本発明の透明導電フィルムを製造した。
なお、プロセスガスとは、スパッタリング(原料を叩き出す)に使用するプラズマを作る為のガスであり、反応ガスとは、スパッタリングされた原料と反応させる為のガスである。
実施例1のCVD法に代えて、原料にSi、プロセスガスにアルゴンガス、反応ガスに酸素ガスを用いてスパッタリング蒸着法により、厚さ40nmのSiO2薄膜層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、透明フィルム基材(両面ハードコートフィルム)の片面に、CeO2層(透明高屈折率層 屈折率：2.1)、SiO2薄膜層(透明低屈折率層 屈折率：1.5)、ITO層(透明導電層)が順次形成された、本発明の透明導電フィルムを製造した。
なお、プロセスガスとは、スパッタリング(原料を叩き出す)に使用するプラズマを作る為のガスであり、反応ガスとは、スパッタリングされた原料と反応させる為のガスである。
［比較例1］透明導電フィルム(透明フィルム基材／ITO層／SiO 2 層(スパッタ)／ITO層)の製造
特許文献1に開示された透明導電フィルムと同様の構成を有する透明導電フィルム(一層目がITO層)を製造した。具体的には、実施例1と同様にして製造した両面ハードコートフィルムの片面に、原料にITOを用いてスパッタリング蒸着法により、厚さ17nmのITO薄膜層(透明高屈折率層 屈折率：2.1)を形成した。
次に、実施例2と同様の方法で、厚さ40nmのSiO2薄膜層(透明低屈折率層 屈折率：1.5)を形成し、次に、実施例1と同様の方法で、厚さ13nmのITO薄膜層(透明導電層)を形成し、比較例1の透明導電フィルムを製造した。
特許文献1に開示された透明導電フィルムと同様の構成を有する透明導電フィルム(一層目がITO層)を製造した。具体的には、実施例1と同様にして製造した両面ハードコートフィルムの片面に、原料にITOを用いてスパッタリング蒸着法により、厚さ17nmのITO薄膜層(透明高屈折率層 屈折率：2.1)を形成した。
次に、実施例2と同様の方法で、厚さ40nmのSiO2薄膜層(透明低屈折率層 屈折率：1.5)を形成し、次に、実施例1と同様の方法で、厚さ13nmのITO薄膜層(透明導電層)を形成し、比較例1の透明導電フィルムを製造した。
［比較例2］透明導電フィルム(透明フィルム基材／SiOx層／SiO 2 層(スパッタ)／ITO層)の製造
実施例2のCeO2層に代えて、原料にSi、プロセスガスにアルゴンガス、反応ガスに酸素ガスを用いてスパッタリング蒸着法により、厚さ25nmのSiOx薄膜層(透明高屈折率層 屈折率：1.75)を形成したこと以外は、実施例2と同様の方法で、比較例2の透明導電フィルムを得た。
実施例2のCeO2層に代えて、原料にSi、プロセスガスにアルゴンガス、反応ガスに酸素ガスを用いてスパッタリング蒸着法により、厚さ25nmのSiOx薄膜層(透明高屈折率層 屈折率：1.75)を形成したこと以外は、実施例2と同様の方法で、比較例2の透明導電フィルムを得た。
［比較例3］透明導電フィルム(透明フィルム基材／ZnS層／SiO 2 層(スパッタ)／ITO層)の製造
実施例2のCeO2層に代えて、原料にZnSを用いて真空蒸着法により、厚さ36nmのZnS薄膜層(透明高屈折率層 屈折率：2.1)を形成したこと以外は、実施例2と同様の方法で、比較例3の透明導電フィルムを得た。
実施例2のCeO2層に代えて、原料にZnSを用いて真空蒸着法により、厚さ36nmのZnS薄膜層(透明高屈折率層 屈折率：2.1)を形成したこと以外は、実施例2と同様の方法で、比較例3の透明導電フィルムを得た。
［物性の測定］
実施例1及び2、並びに比較例1〜3で得られた透明導電フィルムの、表面抵抗率、全光線透過率、b*値を測定した。表面抵抗率は、三菱化学社製のLoresta-GP MCP-T600を用いて測定し、全光線透過率は、日本電色工業社製のHaze Meter NDH 2000を用いて測定し、b*値は、日本電色工業社製のSpeCtro Color Meter SQ2000を用いて測定した。
さらに、透明導電フィルムに形成されている各層間の密着性が実用上問題ないか否かを調べるために、テープ密着性を以下の方法によって調べた。まず、セロハンテープを透明導電層(ITO層)上に密着させた後、セロハンテープを剥して確認し、透明導電フィルムから透明高屈折率層、透明低屈折率層、透明導電層の何れの層も剥離しない場合を○、透明導電フィルムから透明高屈折率層、透明低屈折率層、透明導電層の何れかの層が剥離した場合を×と評価した。
実施例1及び2、並びに比較例1〜3で得られた透明導電フィルムの、表面抵抗率、全光線透過率、b*値を測定した。表面抵抗率は、三菱化学社製のLoresta-GP MCP-T600を用いて測定し、全光線透過率は、日本電色工業社製のHaze Meter NDH 2000を用いて測定し、b*値は、日本電色工業社製のSpeCtro Color Meter SQ2000を用いて測定した。
さらに、透明導電フィルムに形成されている各層間の密着性が実用上問題ないか否かを調べるために、テープ密着性を以下の方法によって調べた。まず、セロハンテープを透明導電層(ITO層)上に密着させた後、セロハンテープを剥して確認し、透明導電フィルムから透明高屈折率層、透明低屈折率層、透明導電層の何れの層も剥離しない場合を○、透明導電フィルムから透明高屈折率層、透明低屈折率層、透明導電層の何れかの層が剥離した場合を×と評価した。
また、実施例1及び2、並びに比較例1〜3で得られた透明導電フィルムを実際に使用して透明導電積層体、及びタッチパネルを製造した場合に、電極部同士が重なる部分のb*値と全光線透過率の値を把握するため、電極部同士が全面に重なっている積層体(すなわち、パターン状の電極部を形成しない透明導電フィルムを2枚積層したもの)、及び当該積層体を有するパネルを製造し、b*値と全光線透過率を測定した。
まず、実施例1及び2、並びに比較例1〜3で得られた透明導電フィルムそれぞれについて、2枚の透明導電フィルムを、透明粘着剤層で貼り合わせることにより、積層体を製造した。前記透明粘着剤層は、2枚のプラスチックシート間に均一なアクリル系透明粘着剤層が形成された高透明性粘着剤転写テープ(住友スリーエム社製 品番：8146-4)を使用し、一方の透明導電フィルムに転写することによって形成した。なお、この積層体は、上層の透明導電フィルムの非導電処理面(透明フィルム基材側の面)と下層の透明導電フィルムの導電処理面(ITO層側の面)が面するように貼り合わせられている。
このようにして得られた、2枚の透明導電フィルムからなる積層体について、前記と同様に、全光線透過率、b*値を測定した。
まず、実施例1及び2、並びに比較例1〜3で得られた透明導電フィルムそれぞれについて、2枚の透明導電フィルムを、透明粘着剤層で貼り合わせることにより、積層体を製造した。前記透明粘着剤層は、2枚のプラスチックシート間に均一なアクリル系透明粘着剤層が形成された高透明性粘着剤転写テープ(住友スリーエム社製 品番：8146-4)を使用し、一方の透明導電フィルムに転写することによって形成した。なお、この積層体は、上層の透明導電フィルムの非導電処理面(透明フィルム基材側の面)と下層の透明導電フィルムの導電処理面(ITO層側の面)が面するように貼り合わせられている。
このようにして得られた、2枚の透明導電フィルムからなる積層体について、前記と同様に、全光線透過率、b*値を測定した。
また、厚さ2mmの無色透明の板状ガラス上に上記積層体を積層した構造を有するパネルを形成した。ガラスと上記積層体は、前記アクリル系透明粘着剤層を用いて貼り合わせた。このようにして得られた、上記積層体とガラスとからなるパネルについて、前記と同様に、全光線透過率、b*値を測定した。測定結果を表1に示す。
なお、前記積層体とパネルは、透明導電層からなるパターン状の電極部が形成されていないこと(透明導電層が全面に形成されていること)を除いて、図2Bに示す透明導電積層体及び図3に示すタッチパネルと同じ構成を有する。
なお、前記積層体とパネルは、透明導電層からなるパターン状の電極部が形成されていないこと(透明導電層が全面に形成されていること)を除いて、図2Bに示す透明導電積層体及び図3に示すタッチパネルと同じ構成を有する。
表1から分かるように、実施例1及び2、並びに比較例1〜3の透明導電フィルムはそれぞれ、b*値が＋2.5以下となった。
しかし、2枚重ねて積層体を構成した場合、比較例1及び比較例2の透明導電フィルムは、b*値が＋2.5を上回った。比較例3の透明導電フィルムは、＋2.5以下のb*値を達成できたが、テープ密着性が悪く、実用に耐えないものであった。
さらに、ガラス上に透明導電フィルムを2枚積層したパネルを構成した場合、比較例1〜3の透明導電フィルムを使用したパネルのb*値は＋2.5を大幅に超え、黄色味を強く帯びた。
しかし、2枚重ねて積層体を構成した場合、比較例1及び比較例2の透明導電フィルムは、b*値が＋2.5を上回った。比較例3の透明導電フィルムは、＋2.5以下のb*値を達成できたが、テープ密着性が悪く、実用に耐えないものであった。
さらに、ガラス上に透明導電フィルムを2枚積層したパネルを構成した場合、比較例1〜3の透明導電フィルムを使用したパネルのb*値は＋2.5を大幅に超え、黄色味を強く帯びた。
これに対し、実施例1及び実施例2の本発明の透明導電フィルムは、2枚重ねて積層体を構成した場合にも、ガラス上に透明導電フィルムを2枚積層してパネルを構成した場合にも、b*値＋2.5以下を維持することができ、所望される無色透明性を実現することができた。
また、透明導電フィルムは、タッチパネルの形態とした場合に、85%以上の全光線透過率を達成できるものが好ましいが、実施例1及び実施例2の透明導電フィルムを使用したパネルは、いずれもこの基準を満たした。これに対し、比較例3の透明導電フィルムを使用したパネルの全光線透過率は85%に達しなかった。
また、透明導電フィルムは、タッチパネルの形態とした場合に、85%以上の全光線透過率を達成できるものが好ましいが、実施例1及び実施例2の透明導電フィルムを使用したパネルは、いずれもこの基準を満たした。これに対し、比較例3の透明導電フィルムを使用したパネルの全光線透過率は85%に達しなかった。
また、2層目(透明低屈折率層)であるSiO2層を、CVD法で形成した実施例1と、スパッタリング蒸着法で形成した実施例2の透明導電フィルムを比べると、表1に示すとおり、透明導電フィルム又は積層体の場合は、実施例2のほうがb*値が小さかったが、パネルの場合は、実施例1のほうがb*値が小さくなるという、逆転の現象が観察された。また、全光線透過率は、透明導電フィルム、積層体、及びパネルのいずれの場合も、実施例2より実施例1の方が高い結果となった。これについて何度か追試を行い、CVD法で形成したSiO2層とスパッタリング蒸着法で形成したSiO2層を比較したが、上記実施例と同様、CVD法でSiO2層を形成したほうが、パネルを構成した際、全光線透過率が高く、b*値が低い結果となった。これらのことから、SiO2層(透明低屈折率層)をCVD法により形成した透明導電フィルムのほうが、静電容量方式のタッチパネルに適していることが分かった。
SiO2層の形成方法の違いが全光線透過率やb*値に影響を与える原因を検討すると、スパッタリング蒸着法よりもCVD法によりSiO2層を形成する方が、CeO2層のSiO2層側表面が酸化されて酸化度合が高くなり、その結果、CeO2酸化物層において、酸化度合の傾斜が生じる(CeO2層の酸化度合が、透明フィルム基材側よりSiO2層側で高くなる)結果となり、これが全光線透過率やb*値の向上に寄与すると考えられる。
SiO2層の形成方法の違いが全光線透過率やb*値に影響を与える原因を検討すると、スパッタリング蒸着法よりもCVD法によりSiO2層を形成する方が、CeO2層のSiO2層側表面が酸化されて酸化度合が高くなり、その結果、CeO2酸化物層において、酸化度合の傾斜が生じる(CeO2層の酸化度合が、透明フィルム基材側よりSiO2層側で高くなる)結果となり、これが全光線透過率やb*値の向上に寄与すると考えられる。
［エッチングによるパターン状の電極部の形成］
実施例1及び比較例1で製造した透明導電フィルムについて、X又はY方向に電気的に接続されたパターン状の電極部を、エッチング法により形成した。
実施例1及び比較例1で製造した透明導電フィルムについて、X又はY方向に電気的に接続されたパターン状の電極部を、エッチング法により形成した。
［実施例3］
まず、実施例1で製造した本発明の透明導電フィルム(透明フィルム基材／CeO2層／SiO2層(CVD)／ITO層)上に、レジスト材料(関西ペイント社製アレスSPR)をパターン状の電極部の形状に塗布し、エッチング液として2％塩酸水溶液を使用して、40℃で70秒間ウエットエッチング処理し、レジスト材料が塗布されていない部分についてはITO層のみを除去してCeO2層／SiO2層を残存させ、レジスト材料が塗布されている部分については、CeO2層／SiO2層／ITO層を残存させた。その後、2％水酸化ナトリウム水溶液でレジスト材料を除去することにより、透明フィルム基材上にCeO2層／SiO2層が全面に形成され、その上に、X方向に電気的に接続されたITO層からなるパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムを製造した。
尚、パターン状の電極部以外の部分は、CeO2層／SiO2層からなる非電極部である。
実施例1の透明導電フィルムは、CeO2層、SiO2層がともに絶縁性であるため、三層目(最表層)であるITO層のみをエッチングして除去するだけで、所望の特性を有するパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを得ることができた。
さらに、上記と同様にして、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムも製造した。
まず、実施例1で製造した本発明の透明導電フィルム(透明フィルム基材／CeO2層／SiO2層(CVD)／ITO層)上に、レジスト材料(関西ペイント社製アレスSPR)をパターン状の電極部の形状に塗布し、エッチング液として2％塩酸水溶液を使用して、40℃で70秒間ウエットエッチング処理し、レジスト材料が塗布されていない部分についてはITO層のみを除去してCeO2層／SiO2層を残存させ、レジスト材料が塗布されている部分については、CeO2層／SiO2層／ITO層を残存させた。その後、2％水酸化ナトリウム水溶液でレジスト材料を除去することにより、透明フィルム基材上にCeO2層／SiO2層が全面に形成され、その上に、X方向に電気的に接続されたITO層からなるパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムを製造した。
尚、パターン状の電極部以外の部分は、CeO2層／SiO2層からなる非電極部である。
実施例1の透明導電フィルムは、CeO2層、SiO2層がともに絶縁性であるため、三層目(最表層)であるITO層のみをエッチングして除去するだけで、所望の特性を有するパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを得ることができた。
さらに、上記と同様にして、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムも製造した。
［比較例4］
実施例1で製造した本発明の透明導電フィルムに代えて、比較例1で製造した透明導電フィルム(透明フィルム基材／ITO層／SiO2層／ITO層)を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、X方向に電気的に接続されたITO層／SiO2層／ITO層からなるパターン状の電極部が形成された比較例4の透明導電フィルムを製造した。
尚、パターン状の電極部以外の部分は、ITO層／SiO2層／ITO層が何れも残存しない非電極部である(図5C参照)。
さらに、上記と同様にして、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部を形成した比較例4の透明導電フィルムも製造した。
尚、比較例1で製造した透明導電フィルムをエッチングする際に、三層目(最表層)であるITO層のみをエッチングして除去したところ、一層目のITO層を通じて通電してしまうという問題が生じた(図5Bの一部拡大図中の矢印参照)。このため、所望の特性を有するパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを得るには、一層目から三層目まで全ての層をエッチングして除去することが必要であった。しかし、二層目のSiO2層はエッチングにより除去しにくいため、一層目まで除去するにはレーザーエッチング等の特殊なエッチング法を使用することが必要であり、三層目のみをエッチングにより除去する場合と比べて、より多くのコストと時間を要した。
実施例1で製造した本発明の透明導電フィルムに代えて、比較例1で製造した透明導電フィルム(透明フィルム基材／ITO層／SiO2層／ITO層)を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、X方向に電気的に接続されたITO層／SiO2層／ITO層からなるパターン状の電極部が形成された比較例4の透明導電フィルムを製造した。
尚、パターン状の電極部以外の部分は、ITO層／SiO2層／ITO層が何れも残存しない非電極部である(図5C参照)。
さらに、上記と同様にして、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部を形成した比較例4の透明導電フィルムも製造した。
尚、比較例1で製造した透明導電フィルムをエッチングする際に、三層目(最表層)であるITO層のみをエッチングして除去したところ、一層目のITO層を通じて通電してしまうという問題が生じた(図5Bの一部拡大図中の矢印参照)。このため、所望の特性を有するパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを得るには、一層目から三層目まで全ての層をエッチングして除去することが必要であった。しかし、二層目のSiO2層はエッチングにより除去しにくいため、一層目まで除去するにはレーザーエッチング等の特殊なエッチング法を使用することが必要であり、三層目のみをエッチングにより除去する場合と比べて、より多くのコストと時間を要した。
上記結果から、本発明の透明導電フィルムは、エッチングによるパターン状の電極部の形成を短時間且つ低コストで行うことができるというメリットを有することが実証された。
［透明導電積層体の製造］
［実施例4］
実施例3で製造した、X方向に電気的に接続されたパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムと、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムとを、前記高透明性粘着剤転写テープを使用して転写、形成した透明粘着剤層で貼り合わせることにより、本発明の透明導電積層体を製造した(図2参照)。各透明導電フィルムに形成された電極部同士ができるだけ重ならないように積層したが、透明導電積層体の構造上、電極部同士がわずかに重なる部分が生じた。なお、この透明導電積層体は、図2Bに示すように、上層の透明導電フィルムの非導電処理面(透明フィルム基材(1)側の面)と下層の透明導電フィルムの導電処理面(ITO層(4)側の面)が面するように貼り合わせられている。
［実施例4］
実施例3で製造した、X方向に電気的に接続されたパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムと、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムとを、前記高透明性粘着剤転写テープを使用して転写、形成した透明粘着剤層で貼り合わせることにより、本発明の透明導電積層体を製造した(図2参照)。各透明導電フィルムに形成された電極部同士ができるだけ重ならないように積層したが、透明導電積層体の構造上、電極部同士がわずかに重なる部分が生じた。なお、この透明導電積層体は、図2Bに示すように、上層の透明導電フィルムの非導電処理面(透明フィルム基材(1)側の面)と下層の透明導電フィルムの導電処理面(ITO層(4)側の面)が面するように貼り合わせられている。
［比較例5］
実施例3で製造したパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムに代えて、比較例4で製造したパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを使用したこと以外は、実施例4と同様にして、比較例5の透明導電積層体を製造した。
実施例3で製造したパターン状の電極部が形成された本発明の透明導電フィルムに代えて、比較例4で製造したパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを使用したこと以外は、実施例4と同様にして、比較例5の透明導電積層体を製造した。
実施例4で製造した本発明の透明導電積層体と、比較例5で製造した透明導電積層体を目視にて比較したところ、比較例5で製造した透明導電積層体は、電極部同士が重なる部分が黄色味を帯びていることが、はっきりと確認できた。
一方、実施例4で製造した本発明の透明導電積層体は、電極部同士が重なる部分の黄色味は目視でほとんど感じることがなく、その存在は全くわからなかった。
一方、実施例4で製造した本発明の透明導電積層体は、電極部同士が重なる部分の黄色味は目視でほとんど感じることがなく、その存在は全くわからなかった。
［静電容量方式のタッチパネルの製造］
［実施例5］
上記の厚さ2mmの無色透明の板状ガラスと、本発明の透明導電積層体の透明導電層面(導電処理面)とを、上記高透明性粘着剤転写テープを使用して転写、形成した透明粘着剤層で貼り合わせるとともに、引出配線と端子を接続し、フレキシブルプリント配線を介してタッチパネル制御ドライバを接続し、本発明の静電容量方式のタッチパネルを製造した。前記透明導電積層体は、各透明導電フィルムに、引出配線が形成されていることを除いて、実施例4で製造した透明導電積層体と同じ構成を有する。
前記引出配線は、Ag又はCuで形成した。
Agからなる引出配線を形成する場合、実施例3と同様の処理を行って、ITO層からなるパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを製造した後に、Agペーストを用いてスクリーン印刷法によって形成した。
Cuからなる引出配線を形成する場合は、ITO層上にスパッタリング蒸着法で厚さ120nmのCu層を全面に積層し、その上に、レジスト材料(関西ペイント社製アレスSPR)を引出配線の形状に塗布し、Cu用エッチング液として5％塩化銅水溶液を使用して、40℃で60秒間ウエットエッチング処理することにより、レジスト材料が塗布されていない部分のCu層のみを除去し、レジスト材料が塗布されている部分については、Cu層を残存させた。その後、2%水酸化ナトリウム水溶液でレジスト材料を除去することにより、ITO層の上に、Cuからなる引出配線を作製した。引出配線を形成後は、実施例3と同様の処理を行って、ITO層からなるパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを製造した。
［実施例5］
上記の厚さ2mmの無色透明の板状ガラスと、本発明の透明導電積層体の透明導電層面(導電処理面)とを、上記高透明性粘着剤転写テープを使用して転写、形成した透明粘着剤層で貼り合わせるとともに、引出配線と端子を接続し、フレキシブルプリント配線を介してタッチパネル制御ドライバを接続し、本発明の静電容量方式のタッチパネルを製造した。前記透明導電積層体は、各透明導電フィルムに、引出配線が形成されていることを除いて、実施例4で製造した透明導電積層体と同じ構成を有する。
前記引出配線は、Ag又はCuで形成した。
Agからなる引出配線を形成する場合、実施例3と同様の処理を行って、ITO層からなるパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを製造した後に、Agペーストを用いてスクリーン印刷法によって形成した。
Cuからなる引出配線を形成する場合は、ITO層上にスパッタリング蒸着法で厚さ120nmのCu層を全面に積層し、その上に、レジスト材料(関西ペイント社製アレスSPR)を引出配線の形状に塗布し、Cu用エッチング液として5％塩化銅水溶液を使用して、40℃で60秒間ウエットエッチング処理することにより、レジスト材料が塗布されていない部分のCu層のみを除去し、レジスト材料が塗布されている部分については、Cu層を残存させた。その後、2%水酸化ナトリウム水溶液でレジスト材料を除去することにより、ITO層の上に、Cuからなる引出配線を作製した。引出配線を形成後は、実施例3と同様の処理を行って、ITO層からなるパターン状の電極部が形成された透明導電フィルムを製造した。
［比較例6］
本発明の透明導電積層体に代えて、比較例の透明導電積層体(上述した引出配線が形成されていることを除いて、比較例5で製造した透明導電積層体と同じ構成を有する)を使用したこと以外は、実施例5と同様にして、比較例6の静電容量方式のタッチパネルを製造した。
本発明の透明導電積層体に代えて、比較例の透明導電積層体(上述した引出配線が形成されていることを除いて、比較例5で製造した透明導電積層体と同じ構成を有する)を使用したこと以外は、実施例5と同様にして、比較例6の静電容量方式のタッチパネルを製造した。
実施例5で製造した本発明の静電容量方式のタッチパネルと、比較例6で製造した静電容量方式のタッチパネルを目視にて比較したところ、比較例6で製造した静電容量方式のタッチパネルは、電極部同士が重なる部分が黄色味を帯びていることが、はっきりと確認できた。
一方、実施例5で製造した本発明の静電容量方式のタッチパネルは、電極部同士が重なる部分の黄色味は目視でほとんど感じることがなく、その存在は全くわからなかった。
一方、実施例5で製造した本発明の静電容量方式のタッチパネルは、電極部同士が重なる部分の黄色味は目視でほとんど感じることがなく、その存在は全くわからなかった。
［透明フィルム基材／CeO2層の密着性に関する検討］
静電容量方式のタッチパネルを製造した場合、引出配線がAgからなる場合は、透明導電フィルムに実用上問題となる層間剥離(透明フィルム基材／CeO2層／透明低屈折率層／透明導電層のいずれかの間で生じる剥離）は観察されなかったが、引出配線がCuからなる場合、透明フィルム基材とCeO2層の間で剥離が発生しやすくなる傾向が観察された。これは、Cuからなる引出配線のほうが、Agからなる引出配線よりも、透明粘着剤との接着性が高いため、透明導電フィルムの表面が他の部材(別の透明導電フィルムもしくはガラス)と強固に接着し、その結果、透明導電フィルム中で最も密着性(付着性)が低い透明フィルム基材とCeO2層の間で、剥離が生じやすくなるためと考えられる。
静電容量方式のタッチパネルを製造した場合、引出配線がAgからなる場合は、透明導電フィルムに実用上問題となる層間剥離(透明フィルム基材／CeO2層／透明低屈折率層／透明導電層のいずれかの間で生じる剥離）は観察されなかったが、引出配線がCuからなる場合、透明フィルム基材とCeO2層の間で剥離が発生しやすくなる傾向が観察された。これは、Cuからなる引出配線のほうが、Agからなる引出配線よりも、透明粘着剤との接着性が高いため、透明導電フィルムの表面が他の部材(別の透明導電フィルムもしくはガラス)と強固に接着し、その結果、透明導電フィルム中で最も密着性(付着性)が低い透明フィルム基材とCeO2層の間で、剥離が生じやすくなるためと考えられる。
透明フィルム基材と、CeO2層の密着性を高めるため、まず、コロナ放電、イオンビーム照射、プラズマ処理により透明フィルム基材の表面を改質(水酸基を導入)することを検討したが、いずれの表面加工法を用いた場合も、表面加工を行わなかった場合と比べて、透明フィルム基材とCeO2層の密着性が低下する結果となった。
透明フィルム基材とCeO2層の密着性が、水酸基導入により却って悪化したこと、及び、透明導電フィルムを熱入れ処理(140℃・10分間)すると、密着性が向上する傾向が観察されたことから、透明フィルム基材とCeO2層の密着性は水分により低下すると考えられる。
透明フィルム基材とCeO2層の密着性が、水酸基導入により却って悪化したこと、及び、透明導電フィルムを熱入れ処理(140℃・10分間)すると、密着性が向上する傾向が観察されたことから、透明フィルム基材とCeO2層の密着性は水分により低下すると考えられる。
次に、透明フィルム基材の上にアンカーコート層を設け、透明フィルム基材とCeO2層の密着性を向上させることを検討した。結果を表２に示す。
実施例6-1および実施例6-2で使用した透明フィルム基材は、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に、リバースコート法により、アクリル系樹脂からなる厚さ2μmの透明ハードコート層を形成したものである。その後、実施例6-2の透明フィルム基材にのみ、グラビア法により、厚さ20nmのポリエステル系アンカーコート層を形成した(片面のみ)。
実施例6-3および実施例6-4で使用した透明フィルム基材は、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に、リバースコート法により、ウレタン系樹脂からなる厚さ2μｍの透明ハードコート層を形成したものである。その後、実施例6-4の透明フィルム基材にのみ、グラビア法により、厚さ20nmのポリエステル系アンカーコート層を形成した(片面のみ)。
実施例6-1および実施例6-2で使用した透明フィルム基材は、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に、リバースコート法により、アクリル系樹脂からなる厚さ2μmの透明ハードコート層を形成したものである。その後、実施例6-2の透明フィルム基材にのみ、グラビア法により、厚さ20nmのポリエステル系アンカーコート層を形成した(片面のみ)。
実施例6-3および実施例6-4で使用した透明フィルム基材は、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に、リバースコート法により、ウレタン系樹脂からなる厚さ2μｍの透明ハードコート層を形成したものである。その後、実施例6-4の透明フィルム基材にのみ、グラビア法により、厚さ20nmのポリエステル系アンカーコート層を形成した(片面のみ)。
なお、上記ポリエステル系アンカーコート層は、主剤として東洋インキ株式会社のVMアンカーP331S(溶剤中にポリエステルポリオールとニトロセルロースとを1:1の重量比で含む)を使用し、硬化剤として三井化学株式会社のタケネートD-140N(溶剤中にIPDI系ポリイソシアネートプレポリマー[IPDIとTMPのアダクト体]を含む)を使用して、主剤と硬化剤の固形分比が1：1.33の重量比となるように混合し、混合物を硬化させることによって形成した。
実施例6-1〜6-4の各透明フィルム基材について、実施例1と同じ方法で、CeO2薄膜層、SiO2薄膜層、ITO薄膜層を形成し、本発明の透明導電フィルムを形成した。
その後、各透明フィルムについて、目視にて外観評価を行ない、白化・クラックの発生により実用に耐えないものを×、それ以外を○とした。
さらに、段落［0054］と同じ方法で、各透明フィルムについて、表面抵抗率、テープ密着性、全光線透過率、b*値を測定した。
また、段落［0055］および段落[0056]と同じ方法で、2枚の透明導電フィルムからなる積層体、および、前記積層体とガラスからなるパネルを製造し、全光線透過率、ｂ*値を測定した。
その後、各透明フィルムについて、目視にて外観評価を行ない、白化・クラックの発生により実用に耐えないものを×、それ以外を○とした。
さらに、段落［0054］と同じ方法で、各透明フィルムについて、表面抵抗率、テープ密着性、全光線透過率、b*値を測定した。
また、段落［0055］および段落[0056]と同じ方法で、2枚の透明導電フィルムからなる積層体、および、前記積層体とガラスからなるパネルを製造し、全光線透過率、ｂ*値を測定した。
さらに、Cuからなる引出配線を形成した際の、透明導電フィルム内の層間剥離の程度を検討するために、各透明導電フィルムのITO層側の面に、スパッタリング蒸着法で厚さ120nmのCu層を全面に積層し、JIS K5600-5-6(ISO2409)に準じたクロスカット法により密着性(付着性)を評価した。なお、JIS K5600-5-6では、25マスで試験を行っているが、本試験では、密着性をより詳細に検討するため、100マスで試験を行い、Cu層、ITO層、SiO2層、CeO2層がいずれも剥離しなかった箇所が100個中90個以上を◎、60個以上を○、30個以上を△、30個未満を×と評価した。評価○以上が実用上問題ないレベルである。
結果を表２に示す。
表２に示すように、ポリエステル系アンカーコート層を設けた場合(実施例6-2および6-4)、アンカーコート層を設けない場合(実施例6-1および6-3)と比べて、クロスカット密着性は向上した。また、透明導電フィルム、積層体、パネルのいずれも、全光線透過率が85%以上となり、b*値が＋2.5以下となった。
これに対し、エポキシ系樹脂からなるアンカーコート層を設けた場合は、アンカーコート層を設けない場合に比べて、全光線透過率、b*値が悪化する傾向が見られただけでなく、テープ密着性、クロスカット密着性も悪化する傾向が見られた。
これに対し、エポキシ系樹脂からなるアンカーコート層を設けた場合は、アンカーコート層を設けない場合に比べて、全光線透過率、b*値が悪化する傾向が見られただけでなく、テープ密着性、クロスカット密着性も悪化する傾向が見られた。
本発明の透明導電フィルムは、2枚重ねて使用する場合にも、黄色味を帯びにくいため、静電容量方式のタッチパネルの如く、透明導電フィルムを2枚積層して使用する場合にも、表示画面を鮮明に視認することができ、非常に有用である。
また、エッチングによるパターン状の電極部の形成が容易であるため、パターン状の電極部を低コスト・短時間で形成することができる。
また、エッチングによるパターン状の電極部の形成が容易であるため、パターン状の電極部を低コスト・短時間で形成することができる。
1、1' 透明フィルム基材
2 セリウム酸化物層
2' 導電物質を含む透明高屈折率層
3、3' 透明低屈折率層
4、4' 透明導電層
4P、4'P 透明導電層からなるパターン状の電極部
4Px 透明導電層からなる、X方向に電気的に接続されたパターン状の電極部
4Py 透明導電層からなる、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部
5、5' 透明導電フィルム
6 透明粘着剤層
7 ガラス
8 引出配線
9 透明プラスチックフィルム
10 ハードコート層
11 ポリエステル系アンカーコート層
2 セリウム酸化物層
2' 導電物質を含む透明高屈折率層
3、3' 透明低屈折率層
4、4' 透明導電層
4P、4'P 透明導電層からなるパターン状の電極部
4Px 透明導電層からなる、X方向に電気的に接続されたパターン状の電極部
4Py 透明導電層からなる、Y方向に電気的に接続されたパターン状の電極部
5、5' 透明導電フィルム
6 透明粘着剤層
7 ガラス
8 引出配線
9 透明プラスチックフィルム
10 ハードコート層
11 ポリエステル系アンカーコート層
Claims (10)
- 透明フィルム基材の片面に、セリウム酸化物層、屈折率1.4以上1.7未満である透明低屈折率層、透明導電層が順次形成されていることを特徴とする透明導電フィルム。
- 前記透明低屈折率層が、ケイ素酸化物からなる薄膜層である、請求項1に記載の透明導電フィルム。
- 前記透明フィルム基材と前記セリウム酸化物層の間に、ポリエステル系アンカーコート層が存在する、請求項１又は２に記載の透明導電フィルム。
- 前記ケイ素酸化物からなる薄膜層が、化学気相蒸着法(CVD法)により形成されたものである、請求項２又は３に記載の透明導電フィルム。
- 前記透明導電層が、ITOからなる薄膜層である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明導電フィルム。
- 前記セリウム酸化物層の厚さが5〜200nmであり、前記透明低屈折率層の厚さが5〜200nmであり、前記透明導電層の厚さが10〜500nmである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の透明導電フィルム。
- 引出配線及び／又はパターン状の電極部が形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の透明導電フィルム。
- 引出配線及びパターン状の電極部が形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の透明導電フィルムを２枚積層し、透明粘着剤層で貼り合わせてなる透明導電積層体。
- 請求項１〜７のいずれか１項に記載の透明導電フィルムを備えたタッチパネル。
- 請求項８に記載の透明導電積層体を備えた静電容量方式のタッチパネル。
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