JP5515567B2

JP5515567B2 - 透明導電性フィルム

Info

Publication number: JP5515567B2
Application number: JP2009225453A
Authority: JP
Inventors: 孝幸植垣; 励白井
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: JP2011076802A

Description

本発明は、タッチパネル等の表示入出力装置に使用される透明導電性フィルムに関する。

近年、ディスプレイ画面を指で触れたり、ペンで押圧するだけで入力できる透明タッチパネルが普及している。このタッチパネルの電極として使用される透明導電性基材は基本的にガラスもしくは高分子フィルムに導電膜を積層した構成を有している。
特に近年では可撓性、加工性に優れ、軽量である等の点からポリエチレンテレフタレートをはじめとする高分子フィルムを使用した透明導電性フィルムが使用されている。

タッチパネルには、静電容量結合式や光学式等の多様な方式のものが存在する。その中で、透明導電フィルムが使用されるのは、上下の電極が接触することでタッチ位置を特定する抵抗膜式や、静電容量の変化を感知する静電容量結合方式のものである。タッチパネルは、携帯用端末装置及び携帯ゲーム機等のディスプレイ前面に使用されており、そのため、ディスプレイの表示を損なわない透過・反射特性が必要である。

特開２００３−１７３２３８号公報

タッチパネルに関しては可視光領域での高い透過率が要求される為、透明導電層と基材の間に適当な金属酸化物を挿入する技術が知られている。しかし、静電容量結合方式のタッチパネルに使用される透明導電性フィルムにおいては、導電層をパターニングする必要があるため、導電面と絶縁面との間の光学特性が異なることによる視認性の差が生じるという問題がある。

本発明の目的は可視光領域において高透過率を有し、透明導電層をパターニングしても、導電面と絶縁面で視認性の差を抑制することが出来る透明導電性フィルムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る透明導電性フィルムは、透明基材と、前記透明基材の少なくとも一方の面に形成された第１の透明導電層と、第２の透明導電層と、絶縁性を有する絶縁色差調整層を有し、前記第２の透明導電層と前記絶縁色差調整層は、前記透明基材上にそれらの順に形成され、前記第１の透明導電層は、前記絶縁色差調整層の前記第２の透明導電層と逆側の上面にパターニングすることにより形成され、前記第１の透明導電層の前記絶縁色差調整層と逆側の上面をなす導電面と、前記絶縁色差調整層の上面をなす絶縁面とを具備し、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における、前記導電面と前記絶縁面との反射色差ΔＥ＊ａｂＲが０〜１０の範囲内、透過色差ΔＥ＊ａｂＴが０〜５の範囲内であることを特徴とする。

また、請求項２に係る透明導電性フィルムは、請求項１記載の透明導電性フィルムにおいて、前記導電面の全光線透過率が９０％以上であることを特徴とする。

また、請求項３に係る透明導電性フィルムは、請求項１または２記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第２の透明導電層の膜厚が１０nm以上２５nm以下であることを特徴とする。

また、請求項４に係る透明導電性フィルムは、請求項１から３の何れか１項記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第１の透明導電層の膜厚が１０nm以上５０nm以下であることを特徴とする。

また、請求項５に係る透明導電性フィルムは、請求項１から４の何れか１項記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第１の透明導電層の膜厚が前記第２の透明導電層の膜厚と等しいか、それより大きいことを特徴とする。

また、請求項６に係る透明導電性フィルムは、請求項１から５の何れか１項記載の透明導電性フィルムにおいて、前記導電面と前記絶縁面の上に粘着層を備えることを特徴とする。

本発明によれば、高透過率を有し、透明導電層をパターニングしたときの導電面と絶縁色差調整層の絶縁面との視認性の差を抑制することができる。特に、第２の透明導電層を設けることにより、高い透過率と視認性の差を抑制することができ、さらに、貼り合せる液晶パネルの駆動信号起因のノイズを防ぐこともできる。

本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムの基本的な層構成を表す概略断面図である。本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムにパターニング処理を行った層構成を表す概略断面図である。本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムに粘着層を配した構成を表す概略断面図である。本発明の実施例と比較例の評価結果を説明する為の表である。

（実施の形態）
以下、本発明の透明導電性フィルムを実施するための最良の形態を、図面に沿って説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムの基本的な層構成を表す概略断面図である。図２は本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムにパターニング処理を行った層構成を表す概略断面図である。図３は本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムに粘着層を配した構成を表す概略断面図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１は、透明基材２、第２の透明導電層３、絶縁色差調整層４及び第１の透明導電層５を順次積層している。なお、第２の透明導電層３、絶縁色差調整層４及び第１の透明導電層５は、透明基材２の両面に形成されてもよい。

図２に示すように本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１は、第１の透明導電層５をパターニングすることにより形成されている第１の透明導電層５の上面の導電面６と絶縁色差調整層４の上面の絶縁面７とを具備している。

図３に示すように本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１は、第１の透明導電層５をパターニングすることにより形成されている第１の透明導電層５の上面の導電面６と絶縁色差調整層４の上面の絶縁面７の上に粘着層８を具備している。

透明基材２は透明なプラスチックフィルムからなっている。透明なプラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ乳酸などの生分解性プラスチックフィルムがある。その他ホモポリマーとして、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリアクリレート、ポリサルフォン等、およびこれら樹脂のモノマーと共重合可能なモノマーとのコポリマー等から成るプラスチックフィルムなどがある。

これらの透明なプラスチックフィルムは、延伸、未延伸のどちらでもよいが、機械的強度や寸法安定性などが優れたものが好ましい。特に、耐熱性や寸法安定性などの面から、二軸方向に延伸したポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。タッチパネル用途を考慮した場合、１０〜２５０μｍ程度が好ましい。

透明基材２は、一方又は両方の面にハードコート層などのプライマー層が積層されているものが好ましい。ハードコート層は、透明性と適度な硬度と機械的強度があれば、特に限定されるものではない。ハードコート層としては、電離放射線や紫外線の照射による硬化樹脂や熱硬化性の樹脂が使用でき、特に紫外線照射硬化型のアクリルや有機珪素系の樹脂や、熱硬化型のポリシロキサン樹脂が好適である。これらの樹脂は、透明基材と屈折率が同等もしくは近似していることがより好ましい。ハードコート層の膜厚は、３μｍ以上あれば十分な強度となるが、透明性、塗工精度、取り扱いから３〜７μｍの範囲が好ましい。
透明基材２は、易接着処理、プラズマ処理及びコロナ処理などの表面処理が施されていてもよい。

第２の透明導電層３の材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛等の酸化物あるいはその混合酸化物等をあげることができる。特に酸化インジウムと酸化錫の混合酸化物（ＩＴＯ）が好適に用いられる。膜厚は透過率を考慮して、１０nm以上２５nm以下であることが望ましい。第２の透明導電層３の膜厚が１０nm未満になると膜の均一性が得にくくなり、２５nmを超えると膜の光の吸収により透過率の低下が起こる。

絶縁色差調整層４の材料としては、低屈折率材料が好ましく、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化チタン、弗化マグネシウム、弗化バリウム、弗化カルシウム、弗化ハフニウム、弗化ランタン、弗化ナトリウム、弗化アルミニウム、弗化炭素、弗化鉛、弗化ストロンチウム、弗化イッテルビウム、弗化ネオジウム、弗化リチウム、弗化サマリウム等の化合物、または、これら化合物の混合物等が挙げられる。これら化合物の化学組成は、化学量論的な組成と一致しなくてもよい。

第１の透明導電層５の材料としては、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等の酸化物あるいはその混合酸化物等をあげることができる。特に酸化インジウムと酸化錫の混合酸化物（ＩＴＯ）が好適に用いられる。
酸化インジウムを使用する場合、比抵抗や可視光線透過率を考慮すると、錫の含有率は２〜５０質量％が好ましい。その厚みは、表面抵抗および光線透過率に影響するので、要求される表面抵抗と光線透過率によって厚みを適宜決定すれば良い。通常は、１０〜５０ｎｍ程度が好ましい。
第１の透明導電層５の膜厚は、表面抵抗と光線透過率とのバランスを考えて第２の透明導電層３の膜厚以上の大きさであることが好ましい。

粘着層８の材料としては、粘着剤と可塑剤との混合物からなる所定の厚み（例えば１０〜１５０μｍ）の層であり、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等を用いることが出来る。

本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１において、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における、導電面６と絶縁面７との反射色差ΔＥ＊ａｂＲは０〜１０であることが望ましい。反射色差ΔＥ＊ａｂＲがこの範囲を外れると、パターニングの面が見え易くなる。また、本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１において、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における、導電面６と絶縁面７との透過色差ΔＥ＊ａｂＴが０〜５の範囲であることが好ましい。この範囲を外れると、パターニングの面が見え易くなる。
なお、反射色差ΔＥ＊ａｂＲ、透過色差ΔＥ＊ａｂＴは、以下の式（１）により求められる。
また、導電面６の全光線透過率は、９０％以上であることが好ましい。
導電面６の全光線透過率が９０％に満たないと、対向するＩＴＯガラス等と貼り合わせたときに、実用レベルの透過率が得られないため好ましくないからである。

第２の透明導電層３、絶縁色差調整層４及び第１の透明導電層５の製造方法については、特に限定はないが、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法又はＣＶＤ法等の真空成膜法が用いられる。透明導電膜５のパターニング方法としては、エッチング法や印刷法などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。

透明基材２として厚さ１２５μｍのニ軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用意し、両面にハードコート層が塗布されている。透明基材２の一方の面に第２の透明導電層３、絶縁色差調整層４、第１の透明導電層５の順にマグネトロンスパッタリング法により成膜を行い、全光線透過率が９０％、表面抵抗値が４００Ω／□となるように、第２の透明導電層３、絶縁色差調整層４、第１の透明導電層５の膜厚を調整した。この場合、絶縁色差調整層４には酸化珪素を用い、第１の透明導電層５にはＩＴＯを使用した。

実施例１と同様の構成で透明導電性フィルム１を作製し、塩酸系溶剤により第１の透明導電層５を部分的に溶解してパターン形成を行った。その後、第１の透明導電層５の上面の導電面６及び第１の透明導電層５を溶解することにより現れた絶縁色差調整層４の上面の絶縁面７上に厚み２５μｍ、アクリル系粘着剤の粘着層８を配した。
[比較例１]

第２の透明導電層３の代わりにＴｉＯ２層を積層したこと以外は実施例１と同様の材料を使用し、全光線透過率が９０％、表面抵抗値が４００Ω／□となるようにＴｉＯ２層、絶縁色差調整層、第１の透明導電層の膜厚を調整した透明導電性フィルムを作製した。
[比較例２]

比較例１と同様の層構成で、第１の透明導電層５を部分的に溶解してパターン形成した際に、導電面６と絶縁面７との反射色差ΔＥ＊ａｂＲが１０以下及び透過色差ΔＥ＊ａｂＴが５以下となるようにＴｉＯ２層と絶縁色差調整層の膜厚を調整し、透明導電性フィルムを作製した。

実施例１及び比較例１、２について、塩酸系溶剤により第１の透明導電層を部分的に溶解してパターンを形成した。これらの透明導電膜性フィルムの導電面と絶縁面のそれぞれについて、光学特性の測定及び目視による検査を行った。その結果、実施例１、２は、目視によるパターンが比較例１に対し、見え難いことが確認された。また、比較例２に対し、高い透過率を得られることが確認された。光学特性と併せて、その評価結果が表１に示されている。光学特性は、色相はＵ−４０００分光光度計（日立製作所製）でＤ６５光源２度視野にて測定を行い、ＪＩＳＺ８７０１に準じて色彩計算が行なった。全光線透過率はＮＤＨ−２０００（日本電色製）を用いて、ＪＩＳＫ７１０５に準じて測定を行った。

光学特性の評価にはＬ＊ａ＊ｂ＊表色系が用いられた。それぞれの数値は、以下に示す式（１）により求められる。

表１に示す評価結果から、本発明の実施例１、２の透明導電性フィルムは、比較例１、２より、高透過率が得られる、あるいは、導電面と絶縁面とで視認性の差を抑制することが出来ることが分かった。

１…透明導電性フィルム
２…透明基材
３…第２の透明導電層
４…絶縁色差調整層
５…第１の透明導電膜層
６…導電面
７…絶縁面
８…粘着層

Claims

透明基材と、
前記透明基材の少なくとも一方の面に形成された第１の透明導電層と、第２の透明導電層と、絶縁性を有する絶縁色差調整層を有し、
前記第２の透明導電層と前記絶縁色差調整層は、前記透明基材上にそれらの順に形成され、
前記第１の透明導電層は、前記絶縁色差調整層の前記第２の透明導電層と逆側の上面にパターニングすることにより形成され、
前記第１の透明導電層の前記絶縁色差調整層と逆側の上面をなす導電面と、前記絶縁色差調整層の上面をなす絶縁面とを具備し、
Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における、前記導電面と前記絶縁面との反射色差ΔＥ＊ａｂＲが０〜１０の範囲内、透過色差ΔＥ＊ａｂＴが０〜５の範囲内である、
ことを特徴とする透明導電性フィルム。
前記導電面の全光線透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
前記第２の透明導電層の膜厚が１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の透明導電性フィルム。
前記第１の透明導電層の膜厚が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の透明導電性フィルム。
前記第１の透明導電層の膜厚が前記第２の透明導電層の膜厚と等しいか、それより大きいことを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の透明導電性フィルム。
前記導電面と前記絶縁面の上に粘着層を備える請求項１から５の何れか１項記載の透明導電性フィルム。