JP6262682B2 - タッチパネル用の導電性フィルム、タッチパネルおよび表示装置 - Google Patents
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Description
このようなタッチパネルには、タッチパネル用電極部材として、ガラスやポリエステルフィルムからなる透明絶縁基板の表面上に、ITO(インジウム錫酸化物)薄膜からなる透明導電層を形成したものが広く使用されている。しかしながら、ITO薄膜からなる透明導電層は、インジウムというレアメタル(希土類元素)が使用されるため、高価であることや、タッチパネルの大面積化を図るには高抵抗(表面抵抗率が高い)であること等の理由から、低コスト化および大画面化への要求に対応し難い。
そこで、昨今、ITO薄膜などの透明導電層に代えて、金属細線をメッシュ状に配置したパターンからなる金属メッシュを透明絶縁基板上に形成したタッチパネル用電極部材が提案されている。このような金属メッシュを用いれば、ITO薄膜に比べて低コストかつ低抵抗にタッチパネルを形成することができる。
このような問題に対して、特許文献1では、ストライプ状銅配線の視認側に、黒色の酸化銅皮膜(黒化層)を配置している。黒化層を配置することにより、メッシュパターンの不可視性が向上して、画像コントラストが向上するので、画像の視認性を改善できる。
また、特許文献2では、金属細線の形状を逆テーパ状にしている。そのため、黒化層で被覆されておらず、金属が露出している配線側面を隠すことができるため、外光反射によって金属細線が目立ってしまうことを抑制できる。
さらに、金属細線を含む導電性フィルムを、他の基材(例えばOCA(Optical Clear Adhesive)フィルム)と貼り合せた場合、他の基材が金属細線の段差部分に追従できず、金属細線の周辺に空気が入るという問題が生じることがある。
また、本発明は、このような導電性フィルムを有するタッチパネルおよび表示装置を提供することも目的とする。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
透明絶縁基板と、
上記透明絶縁基板上に形成された金属細線からなる検出電極と、
上記透明絶縁基板上に形成され、上記金属細線の表面の少なくとも一部を覆う保護層と、
を備え、
上記金属細線は、上記透明絶縁基板とは反対側に向けられた先端面と、上記先端面の縁部から上記透明絶縁基板まで延びる側面と、を有すると共に、上記先端面の線幅より小さい線幅を有する幅狭部分を含み、
上記保護層は、上記金属細線の50%以上の高さで上記金属細線の上記側面を覆い、かつ、1nm〜5μmの厚みで上記金属細線の上記先端面を覆う、タッチパネル用の導電性フィルム。
[2]
上記保護層の水との接触角が70°以上である、上記[1]に記載のタッチパネル用の導電性フィルム。
[3]
上記金属細線が、金、銀、銅、アルミニウム、チタン、パラジウムおよびクロムからなる群より選択される少なくとも1種の金属を含む、上記[1]または[2]に記載のタッチパネル用の導電性フィルム。
[4]
上記保護層が、上記金属細線の70%以上の高さで上記金属細線の上記側面を覆う、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載のタッチパネル用の導電性フィルム。
[5]
上記保護層が微粒子を含む、上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載のタッチパネル用の導電性フィルム。
[6]
上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載のタッチパネル用の導電性フィルムを有する、タッチパネル。
[7]
上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載のタッチパネル用の導電性フィルムを有する、表示装置。
また、本発明は、このような導電性フィルムを有するタッチパネルおよび表示装置を提供することができる。
本発明の導電性フィルムを有するタッチパネルの一例について、図面を参照しながら説明する。
図1は、タッチパネル1の断面を示す部分断面図である。図1に示されるように、タッチパネル1は、平板形状を有する透明な絶縁性の支持体2を有し、視認側とは反対側の支持体2の表面上に導電性フィルム3が透明な接着剤4により接合されている。導電性フィルム3は、可撓性の透明絶縁基板31の両面上にそれぞれ導電部材32が形成されると共に、導電部材32を覆うように透明絶縁基板31の両面上に透明な保護層33が形成されたものである。
図1の例では、透明絶縁基板31の両面上に導電部材32および保護層33が形成されているが、これに限定されず、透明絶縁基板31の少なくとも一方の面に導電部材32および保護層33が形成されていればよい。
同様に、透明絶縁基板31の裏面31B上には、透過領域S1内に、それぞれ第2の方向D2に沿って延び且つ第1の方向D1に並列配置された複数の第2電極36が形成され、周辺領域S2に、複数の第2電極36に接続された複数の第2周辺配線37が互いに近接して配列されている。
なお、第1金属細線38および第2金属細線39は、メッシュパターンを有するものに限定されるものではなく、例えば、それぞれ屈曲を繰り返しながら互いに並行する複数の第1金属細線38により第1電極34を形成すると共に、それぞれ屈曲を繰り返しながら互いに並行する複数の第2金属細線39により第2電極36を形成し、視認側から見たときに、複数の第1金属細線38と複数の第2金属細線39とが互いに重なって多角形からなる多数のメッシュを形成するように構成することもできる。
本発明のタッチパネル用の導電性フィルムの一実施形態について、図4を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態における導電性フィルム3の第1金属細線38を示す部分断面図である。
透明絶縁基板は、金属細線の形成に用いられる基材であり、図4の例では、透明絶縁基板31に相当する。
透明絶縁基板31には、フィルムが用いられ、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、オレフィン系フィルム(例えば、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム)等を用いることができる。
透明絶縁基板31の厚みは、これに限定されるものではないが、例えば5〜300μmであることが好ましく、20〜150μmであることがより好ましい。
本発明の導電性フィルムは、上述したように、金属細線(例えば、図3の第1金属細線38)を有する。この金属細線は、透明絶縁基板とは反対側に向けられた先端面と、上記先端面の縁部から上記透明絶縁基板まで延びる側面と、を有すると共に、上記先端面の線幅より小さい線幅を有する幅狭部分を含む。
このように、金属細線が幅狭部分を有することで、使用者の視認側である金属細線の先端面側からタッチパネルを見た場合に、金属細線の側面の少なくとも一部分が隠れて目立ちにくくなる。これにより、金属細線の視認性が優れたものとなる。
特に、先端面の線幅が最も大きいと、視認側から導電性フィルムを垂直に見た場合に金属細線の側面が先端面により全て隠れることになるため、金属細線の視認性がより優れたものとなる。
図4に示すように、第1金属細線38は、線幅が先端面38Aから基端面38Bに向けて透明絶縁基板31に近づくほど小さくなり、先端面38Aの線幅W1Aが最大であり、基端面38Bの線幅W1Bが最小である、いわゆる逆テーパ状の断面形状を有している。
ここで、第1金属細線38の線幅とは、第1金属細線38の最大の線幅を指す。
ここで、第1金属細線38の高さ(厚さ)とは、第1金属細線38の先端面38Aから透明絶縁基板31までの距離を指す。
第1金属細線38の視認側の先端面38Aには、黒化層(図示せず)が形成されていることが好ましい。黒化層を形成することで、視認側に位置する第1金属細線38の先端面38Aにおける鏡面反射が低減されるので、コントラストが向上する。
黒化層は、第1金属細線38の形成材料として銅を用いる場合に、酸化銅から形成することができる。
ここで、第1金属細線38は、上述した幅狭部分を有しているので、黒化層40を形成しても、第1金属細線38の存在が目立つことはなく、優れた視認性を確保しながらコントラストの向上を図ることが可能となる。
保護層は、上記金属細線の50%以上の高さで上記金属細線の上記側面を覆い、かつ、1nm〜5μmの厚みで上記金属細線の上記先端面を覆うものである。
ここで、本発明の導電性フィルムは、タッチパネルに適用する際に、接着部材(例えばOCA(Optical Clear Adhesive)フィルムなど。図1の接着剤4参照)を介して、他の基材(例えば、図1の支持体2)と貼り合わされる場合がある。この場合、接着部材が金属細線の表面に良好に追従しなければ、金属細線の周辺に空気が入ってしまい、不具合(抵抗の上昇、マイグレーション、視認性の悪化など)の原因となる。特に、金属細線が逆テーパ状や後述するくびれ状などの幅狭部を有する場合には、この問題が顕著となる。
そこで、発明者らは、鋭意検討の結果、金属細線の側面の50%以上の高さを保護層で覆うことで、金属細線の側面と透明絶縁基板との接合箇所に空気が入ることを抑制でき、接着部材の段差追従性が優れたものになることを見出した。
さらに、金属細線の側面の50%以上の高さを保護層で覆い、かつ、金属細線の先端面を高さ1nm〜5μmの厚みの保護層で覆うことで、金属細線の密着性および耐擦性が優れたものになることを見出した。
このように、図4の例ではTc1>Tm1という高さ関係になっているが、本発明においては、Tc1がTm1の50%以上であればよく(Tc1≧Tm1×0.5)、例えばTc1とTm1とが図5に示すような関係であってもよい。
図5は、金属細線38の表面を覆う保護層33の他の態様を示すものである。図5の例では、金属細線38の側面38Cを覆う保護層の高さTc1は、側面38Cの高さTm1の50%以上100%未満である(Tm1>Tc1≧Tm1×0.5)。
このように、本発明においては、Tc1がTm1の50%以上であれば(Tc1≧Tm1×0.5)、上述した効果が発揮されるものであるが、その効果がより優れたものになるという観点から、70%以上であることが好ましく(Tc1≧Tm1×0.7)、75〜150%であることがより好ましく(Tm1×1.5≧Tc1≧Tm1×0.75)、80〜120%であることがさらに好ましい(Tm1×1.2≧Tc1≧Tm1×0.8)。一方、Tc1がTm1の50%未満であると、段差追従性が低下してしまう。
先端面38Aを覆う保護層33の厚みTc2は、1nm〜5μmの範囲にあるが、密着性および耐擦性がより優れたものとなるという観点から、10nm〜1μmであることが好ましく、40nm〜1μmであることがより好ましい。一方、先端面38Aを覆う保護層33の厚みTc2が1nm未満であると密着性および耐擦性が低下し、Tc2が5μmを超えると、金属細線38の先端面38Aにテストピンを接触させて金属細線38の導通テストを行う際に、保護層33の存在によりテストピンの先端を金属細線38の先端面38Aにまで刺しにくくなるという問題が生じる。
保護層33は、後述する保護層形成用組成物を用いて形成することができ、保護層形成用組成物に含まれる成分を適宜選択することで、水との接触角を調節できる。
本発明において、水との接触角は、接線法により測定された値であり、例えば接触角計(商品名「FAMMS DM-701」、協和界面科学(株)製)に準じた装置を用いて測定される。
次に、本発明の導電性フィルムの第2実施形態について、図6を参照しながら説明する。
図6は、第2実施形態における導電性フィルム103の第1金属細線138を示す部分断面図である。なお、図6の部分断面図は、第1金属細線138の延びる方向に見た場合の断面を示す。
上述した第1実施形態の導電性フィルム3は、逆テーパ状の断面形状を有する第1金属細線38を有しているが、これに限定されず、例えば図6に示されるように、第1金属細線138がくびれ状の断面形状を有していてもよい。
この場合であっても、第1金属細線138は、第1実施形態の第1金属細線38と同様に、先端面138Aの線幅より小さい線幅を有する幅狭部分を含むことになるので、上述した効果を奏するものとなる。
次に、本発明の導電性フィルムの製造方法について詳細に説明する。
本発明の導電性フィルムの製造方法は、これに限定されるものではないが、上記透明絶縁基板上に上記金属細線を形成する金属細線形成工程と、この金属細線の表面の少なくとも一部を保護層で覆う保護層形成工程と、を有する。
以下、各工程について詳細に説明する。
金属細線形成工程は、上述した透明絶縁基板上に上記金属細線を形成する工程である。
具体的には、まず、透明絶縁基板上に公知の成膜方法(例えば、気相成膜法)によって金属薄膜を形成する。気相成膜法としては、例えば、化学的気相成膜法(CVD:chemical vapor deposition)、蒸着法(電子ビーム蒸着法など)、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。
次に、透明絶縁基板上に形成された金属薄膜をフォトリソグラフィー法などの方法によりパターニングする。パターニング方法としては、例えば、金属薄膜上にレジスト膜を設け、これをパターニングした後、パターニングしたレジスト膜をマスクとして、マスクから露出した金属薄膜の一部を除去するエッチング処理を行う。これにより、パターニングされた金属細線が形成される。
エッチング処理としては、幅狭部を有する金属細線を形成しやすいという点から、ウェットエッチングであることが好ましい。ウェットエッチングに使用されるエッチング液としては、幅狭部を有する金属細線を形成しやすいことから、塩化第2鉄水溶液、塩化第2銅水溶液などを用いることができる。ウェットエッチングを行う際のエッチング液の温度は、例えば、35〜45℃とすることができる。
逆テーパ形状の金属細線は、例えば、次のようにして形成することができる。透明絶縁基板の表面上に銅からなる金属層を形成した後、金属層上にレジスト層を形成し、露光マスクを介したパターン露光および現像を行うことにより、レジスト層をパターニングする。その後、レジスト層にハロゲンランプ等でアニール処理を施す等により、金属層とレジスト層の密着力を強化し、エッチング液を用いて金属層をウェットエッチングすると、レジスト層が強く密着しているために、金属層の間にエッチング液が浸透することが防止され、エッチング時間に伴って、金属層はレジスト層に面している部分よりも透明絶縁基板に近い部分のエッチングが進み、逆テーパ形状の金属細線が形成される。
黒化処理は、上述した金属薄膜の形成後であって、金属薄膜のパターニング前に行うことができ、例えば、上述した金属薄膜と同様に気相成膜法を用いて行うことができる。
黒化処理後には、金属薄膜のパターニングと同時に黒化膜のパターニングが行われて、黒化層が形成される。
保護層形成工程は、上記のようにして形成された金属細線の表面の少なくとも一部を覆う工程である。
具体的には、透明絶縁基板の金属細線が設けられた面に、保護層形成用組成物(後述)を塗布することで、金属細線の表面(側面および先端面)に保護層が形成される。
金属細線の側面および先端面に上述した割合や厚みとなるように保護層を形成するためには、保護層形成用組成物の塗布量や粘度などを適宜調節することで行うことができる。
保護層形成用組成物の塗布は、例えば、グラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ディップコート、スピンコーター、ナイフコーター、ダイコーター、ロールコーターなどを用いて行うことができる。
また、これらの方法にて塗布された保護膜形成用組成物は、必要に応じて、スキージやドクターによるワイピングを行うことができる。
本発明の導電性フィルムの製造方法は、上記以外のその他の工程を有していてもよい。
このような工程としては、保護層形成用組成物を塗布して得られる塗膜を硬化させる硬化工程や、保護層形成工程前に金属細線が設けられた透明絶縁基板に対して表面処理を行う表面処理工程などが挙げられる。
硬化工程は、保護層形成用組成物を塗布して得られる塗膜を硬化させる工程である。硬化工程としては、光照射処理や熱処理などが挙げられ、使用する保護層形成用組成物の種類に応じて適宜選択すればよい。
例えば、熱処理を行う場合の加熱温度は、60℃以上が好ましく、60〜170℃が好ましい。加熱時間は、30秒〜5分が好ましく、30秒〜3分がより好ましい。
表面処理工程は、保護層形成工程前に透明絶縁基板の金属細線が設けられた面側に、表面処理を行う工程である。
表面処理工程は、透明絶縁基板や金属細線に対して保護層を強固に接着させること、および、保護層の濡れ性を向上させる目的で行われ、例えば、薬品処理、機械的処理、コロナ放電処理、火焔処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理、混酸処理、オゾン酸処理等の表面活性処理が挙げられる。
上述した保護層は、保護層形成用組成物を用いて形成できる。以下、本発明の保護層の形成に使用される保護層形成用組成物に含まれ得る成分について説明する。
保護層形成用組成物は、樹脂を含有することが好ましい。樹脂は、硬化して皮膜を形成する成分である。
上記樹脂には、溶媒に溶解した状態で存在する溶液タイプや、樹脂が粒子状となって分散したエマルションタイプであるもの等、いずれの形態のものを用いてもよい。
また、後述する架橋剤を含有する場合には、樹脂は、架橋剤と反応する架橋性基を有することが好ましい。
アクリル樹脂は、アクリレート、メタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル系モノマーを用いて合成されるポリマーである。アクリル樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、AS−563A(ダイセルファインケム(株)製)、EM59S(ダイセルファインケム(株)製)等を好ましく用いることができる。
ポリウレタン樹脂は、ウレタン結合を分子内に有するポリマーのことであり、通常、ポリオールとイソシアネートとの反応により作製される。ポリウレタン樹脂としては、市販品を用いてもよく、例えば、スーパーフレックス830、460、870、420、420NS(第一工業製薬(株)製ポリウレタン)、ハイドランAP−40F、WLS−202、HW−140SF(大日本インキ化学工業(株)製ポリウレタン)、オレスターUD500、UD350(三井化学(株)製ポリウレタン)、タケラックW−615、W−6010、W−6020、W−6061、W−405、W−5030、W−5661、W−512A−6、W−635、WPB−6601が挙げられ、特に自己架橋型のWS−6021、WS−5000、WS−5100、WS−4000、WSA−5920、WF−764(三井武田ケミカル(株)製)が挙げられる。
ポリエステル樹脂は、ポリオールとポリカルボン酸とを重縮合させて得られるポリマーである。ポリエステル樹脂としては、市販品を用いてもよく、例えば、バイロナールMD−1245(東洋紡(株)製)等が挙げられる。
ポリオレフィン樹脂は、例えば、変性ポリオレフィン共重合体が好ましい。ポリオレフィン樹脂としては、市販品を用いてもよく、例えば、アローベースSE−1013N、SD−1010、TC−4010、TD−4010(ユニチカ(株)製)、ハイテックS3148、S3121、S8512(東邦化学(株)製)、ケミパールS−120、S−75N、V100、EV210H(三井化学(株)製)などを挙げることができる。
また、上記樹脂の含有量は、保護層の全質量に対して、50〜100質量%であることが好ましく、70〜99質量%であることがより好ましい。
本発明の保護層形成用組成物は、溶媒を含有することが好ましい。溶媒は、保護層の形成時に、蒸発、飛散する成分である。
溶媒としては、水、または、有機溶媒が挙げられ、両者を混合して使用してもよい。有機溶媒としては、例えば、メタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ホルムアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、酢酸エチル等のエステル類、エーテル類等などが挙げられる。
溶媒を含有する場合の含有量は、保護層形成用組成物の全質量に対して、50〜95質量%であることが好ましく、70〜90質量%であることがより好ましい。
本発明の保護層形成用組成物は、微粒子を含有することが好ましい。微粒子が含まれることにより、形成される保護層から微粒子の一部が突出するので、導電性フィルムを巻き取る際などに、導電性フィルム同士の貼りつき(ブロッキング)を抑制することができる。
微粒子の平均粒径は、保護層の厚みの0.5〜10倍であることが好ましく、耐ブロッキング性がより優れ、微粒子の粉落ちがより抑制される点で、0.7〜5倍がより好ましく、1〜3倍がさらに好ましい。
なお、上記微粒子の平均粒径の測定方法としては、顕微鏡(例えば、走査型電子顕微鏡)を用いて撮影された画像から任意に選択した100個の微粒子の粒子径(円相当径)を測定し、それらを算術平均して求める。なお、円相当径とは、観察時の粒子の投影面積と同じ投影面積をもつ真円を想定したときの円の直径である。
無機系微粒子としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子、ジルコニア微粒子、酸化亜鉛微粒子等の金属酸化物微粒子や、金、銀などの金属微粒子や、カーボン微粒子が挙げられる。
有機系微粒子としては、例えば、アクリル系樹脂微粒子、アクリル−スチレン系共重合体微粒子、シリコーン系微粒子、メラミン系樹脂微粒子、ポリカーボネート系微粒子、ポリエチレン系微粒子、ポリスチレン系微粒子、ベンゾグアナミン系樹脂微粒子等が挙げられる。
なかでも、取り扱い性の点から、金属酸化物微粒子が好ましく、シリカ微粒子がより好ましい。
また、上述した保護層に微粒子が含まれる場合の含有量は、耐ブロッキング性および密着性がより優れる、または、微粒子の粉落ちがより抑制される点で、保護層の全質量に対して、0.5〜20質量%が好ましく、1.5〜15質量%がより好ましい。
本発明の保護層形成用組成物は、架橋剤を含有することが好ましい。これにより、保護層の密着性および耐擦性をより優れたものにすることができる。
架橋剤としては、例えば、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、メラミン系架橋剤(C3N6H6)が好ましく、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤がより好ましく、マイグレーションの抑制にも優れるという点で、カルボジイミド系架橋剤がさらに好ましい。
カルボジイミド系架橋剤は、−N=C=N−で示される官能基をもつ化合物である。ポリカルボジイミドは、通常、有機ジイソシアネートの縮合反応により合成されるが、この合成に用いられる有機ジイソシアネートの有機基は特に限定されず、芳香族系、脂肪族系のいずれか、または、それらの混合系も使用可能である。ただし、反応性の観点から脂肪族系が特に好ましい。
合成の原料としては、有機イソシアネート、有機ジイソシアネート、有機トリイソシアネート等が使用される。有機イソシアネートの例としては、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、および、それらの混合物が使用可能である。具体的には、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート等が用いられる。また、有機モノイソシアネートとしては、イソホロンイソシアネート、フェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等が使用される。
また、カルボジイミド系化合物は、例えば、カルボジライトV−02−L2(日清紡(株)製)等の市販品としても入手可能である。
また、オキサゾリン系架橋剤は、例えば、エポクロスK−2020E、エポクロスK−2010E、エポクロスK−2020E、エポクロスK−2030E、エポクロスWS−300、エポクロスWS−500、エポクロスWS−700等の市販品(日本触媒(株)製)としても入手可能である。
本発明の保護層形成用組成物は、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
紫外線吸収剤としては、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、トリアジン系の紫外線吸収剤を使用することができる。
また、上述した保護層に紫外線吸収剤が含まれる場合の含有量は、保護層の全質量に対して、0.5〜20質量%であることが好ましく、1.5〜15質量%であることがより好ましい。
本発明の保護層形成用組成物は、上記以外の成分(以下、「その他の成分」ともいう。)を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、界面活性剤、滑り剤(例えばワックス)、造膜助剤、マット剤、消泡剤、抑泡剤、染料、蛍光増白剤、防腐剤、耐水化剤、帯電防止剤などが挙げられる。
まず、透明絶縁基板として、厚み38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(商品名「コスモシャインA4300」、東洋紡(株)製)を準備し、透明絶縁基板の片面に蒸着法により厚み2.5μmの銅薄膜を形成した。次いで、銅薄膜上に、酸化銅からなる厚み0.1μmの黒化膜をスパッタにより形成した。
これにより、黒化膜をパターニングした黒化層が形成され、銅薄膜をパターニングした金属細線が形成された。このようにして、透明絶縁基板上に、金属細線および黒化層を含んでなる逆テーパ状の断面形状を有する金属細線(図4、図5参照)が形成されたフィルムを得た。
ここで、金属細線の断面形状、金属細線の高さ、金属細線の幅、側面における保護層の高さ、先端面における保護層の厚みは、SEM(走査型電子顕微鏡、商品名「S4300」、日立ハイテクノロジーズ(株)製)によって観察される画像に基づいて求めた。具体的には、金属細線が延びる方向において、透明絶縁基板と直交する方向で切断した導電性フィルムの切断面を観察した。
保護層の水に対する接触角は、接触角計(商品名「FAMMS DM-701」、協和界面科学(株)製)を用いて、接線法により測定した。なお、接触角の測定には、上記透明基板上に、乾燥後の厚みが2μmとなるように保護層形成用組成物を塗布した後、100℃で1分間乾燥することで得られた測定用サンプルを用いた。
保護層形成用組成物Aは、下記の各成分を以下の各割合になるように混合して調製した。
・アクリル系樹脂 35.8質量部
(AS−563A、ダイセルファインケム(株)製、固形分:28質量%)
・界面活性剤:アニオン性界面活性剤 12.5質量部
(ラピゾールA−90、日油(株)製、固形分:1%水溶液)
・界面活性剤:ノニオン性界面活性剤 7.8質量部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1%水溶液)
・蒸留水 43.9質量部
黒化膜および銅薄膜をエッチングする際に、その条件をエッチング液の液温を35〜45℃、エッチング時間をジャストエッチタイムとすることで、くびれ状の断面形状を有する金属細線(図6参照)を得た以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例2の導電性フィルムを製造した。
透明絶縁基板としてシクロオレフィンポリマー(COP)フィルム(商品名「ZF16」、日本ゼオン(株)製)を用いた以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例3の導電性フィルムを製造した。
金属細線の側面に対する保護層の高さや、金属細線の先端面に対する保護層の厚みが、第1表の通りになるように保護層形成用組成物を塗布した以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例4および5の導電性フィルムを製造した。
保護層形成用組成物Aに代えて保護層形成用組成物Bを用いた以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例6の導電性フィルムを製造した。
実施例6における保護層の形成には、下記の各成分を以下の各割合になるように混合して調製された保護層形成用組成物Bを用いた。
・ゼラチン 35.8質量部
(新田ゼラチン(株)製 20%水溶液)
・界面活性剤:アニオン性界面活性剤 12.5質量部
(ラピゾールA−90、日油(株)製、固形分:1%水溶液)
・界面活性剤:ノニオン性界面活性剤 7.8質量部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1%水溶液)
・蒸留水 43.9質量部
金属細線の先端面に対する保護層の厚みが第1表の通りになるように、保護層形成用組成物を塗布した以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例7の導電性フィルムを製造した。
金属細線の幅が第1表の示す通りになるように、透明絶縁基板上の銅薄膜および黒化膜をパターニングした以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例8および9の導電性フィルムを製造した。
保護層形成用組成物Aを用いて、実施例1の導電性フィルムの製造と同様の方法で、保護層の厚みが40〜70nmになるように、塗布・乾燥した後、再度プラズマ処理を実施し、保護層形成用組成物Aに代えて保護層形成用組成物C(コロイダルシリカ(微粒子)含有)を用いて、保護層の厚みが第1表の記載の通りになるように塗布した。これ以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例10の導電性フィルムを製造した。
実施例10における保護層の形成には、下記の各成分を以下の各割合になるように混合して調製された保護層形成用組成物Cを用いた。
・アクリル系樹脂 35.5質量部
(AS−563A、ダイセルファインケム(株)製、固形分:28質量%)
・界面活性剤:アニオン性界面活性剤 12.5質量部
(ラピゾールA−90、日油(株)製、固形分:1%水溶液)
・界面活性剤:ノニオン性界面活性剤 7.8質量部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1%水溶液)
・コロイダルシリカ 0.6質量部
(スノーテックスZL、日産化学(株)製、固形分:40質量%)
・蒸留水 43.6質量部
保護層形成用組成物Aに代えて保護層形成用組成物D(カルボジイミド系架橋剤を含有)を用いた以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例11の導電性フィルムを製造した。
実施例11における保護層の形成には、下記の各成分を以下の各割合になるように混合して調製された保護層形成用組成物Dを用いた。
・アクリル系樹脂 32.8質量部
(AS−563A、ダイセルファインケム(株)製、固形分:28質量%)
・界面活性剤:アニオン性界面活性剤 11.5質量部
(ラピゾールA−90、日油(株)製、固形分:1%水溶液)
・界面活性剤:ノニオン性界面活性剤 7.2質量部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1%水溶液)
・カルボジイミド系架橋剤 8.2質量部
(カルボジライトV−02−L2、日清紡(株)製、固形分:20質量%)
・蒸留水 40.3質量部
保護層形成用組成物Aに代えて保護層形成用組成物E(オキサゾリン系架橋剤を含有)を用いた以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例12の導電性フィルムを製造した。
実施例12における保護層の形成には、下記の各成分を以下の各割合になるように混合して調製された保護層形成用組成物Eを用いた。
・アクリル系樹脂 30.2質量部
(AS−563A、ダイセルファインケム(株)製、固形分:28質量%)
・界面活性剤:アニオン性界面活性剤 10.6質量部
(ラピゾールA−90、日油(株)製、固形分:1%水溶液)
・界面活性剤:ノニオン性界面活性剤 6.7質量部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1%水溶液)
・オキサゾリン系架橋剤 15.2質量部
(エポクロスWS300、日本触媒(株)製、固形分:10質量%)
・蒸留水 37.3質量部
保護層形成用組成物Aに代えて保護層形成用組成物F(紫外線吸収剤を含有)を用いた以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、実施例13の導電性フィルムを製造した。
実施例13における保護層の形成には、下記の各成分を以下の各割合になるように混合して調製された保護層形成用組成物Fを用いた。
・アクリル系樹脂 35.4質量部
(AS−563A、ダイセルファインケム(株)製、固形分:28質量%)
・界面活性剤:アニオン性界面活性剤 12.4質量部
(ラピゾールA−90、日油(株)製、固形分:1%水溶液)
・界面活性剤:ノニオン性界面活性剤 7.8質量部
(ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1%水溶液)
・紫外線吸収剤 0.8質量部
(TINUVIN99-DW、BASFジャパン(株)製、固形分40質量%)
・蒸留水 43.6質量部
黒化膜および銅薄膜をエッチングする際に、エッチング液として、過酸化水素(1.4質量%)、エチレンジアミン(0.5質量%)、水酸化テトラメチルアンモニウム(4.0質量%)、D−ソルビトール(21質量%)、テトラエチレンペンタミン(0.7質量%)、水(残部)で調製されたエッチング組成物(pH=12.7)を用いた。処理温度35℃、ジャストエッチタイムでエッチングを行うことで、テーパ状の金属細線を得た。これ以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、比較例1の導電性フィルムを製造した。
保護層を形成しなかった以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、比較例2の導電性フィルムを製造した。
金属細線の側面に対する保護層の高さが第1表の通りになるように、保護層形成用組成物を塗布した以外は、実施例1の導電性フィルムの製造と同様にして、比較例3の導電性フィルムを製造した。
上記のようにして得られた実施例および比較例の各導電性フィルムについて、以下の評価試験を行った。
実施例および比較例の各導電性フィルムを黒色フィルム(商品名 ルミラーX30、東レ(株)製)上に設置した。次にLED(Light Emitting Diode)ライト(TCXE−2、トラスコ中山(株))を用いて光を投射し、金属細線の反射の有無を目視にて確認して、以下の基準により視認性の評価を行った。
A:金属細線による光の反射がまったく視認できない
B:金属細線による光の反射が視認できない
C:金属細線による光の反射が僅かに視認できる
D:金属細線による光の反射が容易に視認できる
実施例および比較例の各導電性フィルム上に、OCA(Optical Clear Adhesive)フィルムとしてMGSF10(商品名、共同技研化学(株)製)を貼り付けて、40℃、0.5MPaのオートクレーブで20分処理した後、金属細線の近傍におけるOCAフィルムの浮きをマイクロスコープ(キーエンス製)にて観察して、以下の基準により段差追従性の評価を行った。
A:浮き無し
B:僅かに空隙の発生が確認できる
C:半分以上で空隙の発生が確認できる
D:ほぼ全面で空隙の発生が確認できる
実施例および比較例の各導電性フィルムを、12cm×3cmのサイズに裁断した。これを23℃、相対湿度50%の条件で1時間保持した後、この導電性フィルムの保護層(保護層が形成されていない場合には、金属細線(黒化層上))の上に、セロテープ(登録商標)CT−24(ニチバン社製)を貼り、手で、剥離角度180度の剥離試験を行い、以下の基準により密着性の評価を行った。
A:保護層や金属細線の剥がれが全くない
B:保護層の剥がれが発生するが、金属細線の剥がれがない
C:金属細線の剥がれが部分的に発生
D:金属細線の剥がれがほぼ連続して発生
実施例および比較例の各導電性フィルムの表面に、パルプ製ワイパー(日本製紙クレシア株式会社製:キムワイプS−200)で包んだ荷重(200g/cm2)をのせ、距離9cmで5回往復して擦った。擦った部分の金属細線の様子を光学顕微鏡で確認して、以下の評価基準により耐擦性の評価を行った。
A:金属細線に異常は見られない
B:擦り部の一部で金属細線の移動がある
C:擦り部の一部で金属細線の移動及び欠けがある
D:擦り部の大部分で金属細線の移動及び欠けがある
実施例および比較例の各導電性フィルムを、23℃、相対湿度50%の条件で1時間保持した後、3cm×3cmのサイズに2枚裁断した。2枚のフィルムを一方のフィルムの保護層が他方のフィルムの保護層と接触するように重ね合わせ、30℃、相対湿度80%の条件で84kgの荷重を21時間かけた後、フィルム同士を剥がし、剥がす際の感触と、剥がした後のフィルム外観から、以下の基準によりブロッキング性の評価を行った。
A:接着感無し、接着痕無し
B:接着感有り、接着痕無し
IPC−TM650orSM840に準拠したパターンで、ライン幅が30μm、スペース幅が30μmで、ライン数が17本/18本であるくし型パターン電極を作製した。実施例および比較例の各導電性フィルムの表面上に、OCA(Optical Clear Adhesive)フィルム(商品名「8146−3」、3M(株)製)を貼り合せたサンプルを作製した。作製したくし型パターン電極を有するサンプルを85℃85%RHの湿熱雰囲気下に静置し、サンプルの両端に配線を接続し、片側から直流5Vの電流を連続的に印加した。240時間後、85℃85%RHの雰囲気下から取り出し、配線の様子を光学顕微鏡で観察した。
A:配線周辺に、若干の着色が見られる。
B:配線周辺に、強い着色、および/または、僅かなデンドライトの発生が見られる。
以上の評価試験の結果を第1表にあわせて示す。
実施例1と実施例6との対比により、水との接触角が70°以上である保護層を用いることで(実施例1)、ブロッキングおよびマイグレーションの発生を抑制できることが示された。
実施例1と実施例7との対比により、金属細線の先端面における保護層の厚みを厚くすることで、(0.05μm以上、実施例1)、耐擦性および密着性がより優れたものになることが示された。
実施例1、実施例8および実施例9の対比により、金属細線の幅が2〜6μmの範囲に場合に(実施例1)、本願発明の各効果がバランスよく発揮されることが示された。
実施例1と実施例10との対比により、微粒子を含有する保護層形成用組成物を用いて形成された保護層を有することで(実施例10)、ブロッキング性が向上することが示された。
実施例1と実施例11との対比、および実施例1と実施例12との対比により、カルボジイミド系架橋剤またはオキサゾリン系架橋剤を含有する保護層形成用組成物を用いて形成された保護層を有することで(実施例11、実施例12)、密着性および耐擦性が向上することが示された。
実施例11と実施例12との対比により、カルボジイミド系架橋剤を用いると(実施例13)、マイグレーション抑制効果を低下させることなく、密着性および耐擦性が優れたものとなることが示された。
保護層を有さない比較例2の導電性フィルムを用いると、段差追従性、密着性および耐擦性が低下することが示された。
金属細線の側面を覆う保護層の高さが金属細線の側面の高さに対して50%未満である比較例2の導電性フィルムを用いると、段差追従性が低下することが示された。
Claims (7)
- 透明絶縁基板と、
前記透明絶縁基板上に形成された金属細線からなる検出電極と、
前記透明絶縁基板上に形成され、前記金属細線の表面の少なくとも一部を覆う保護層と、
を備え、
前記金属細線は、前記透明絶縁基板とは反対側に向けられた先端面と、前記先端面の縁部から前記透明絶縁基板まで延びる側面と、を有すると共に、前記先端面の線幅より小さい線幅を有する幅狭部分を含み、
前記保護層は、前記金属細線の50%以上の高さで前記金属細線の前記側面を覆い、かつ、1nm〜5μmの厚みで前記金属細線の前記先端面を覆う、タッチパネル用の導電性フィルム。 - 前記保護層の水との接触角が70°以上である、請求項1に記載のタッチパネル用の導電性フィルム。
- 前記金属細線が、金、銀、銅、アルミニウム、チタン、パラジウムおよびクロムからなる群より選択される少なくとも1種の金属を含む、請求項1または2に記載のタッチパネル用の導電性フィルム。
- 前記保護層が、前記金属細線の70%以上の高さで前記金属細線の前記側面を覆う、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタッチパネル用の導電性フィルム。
- 前記保護層が微粒子を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のタッチパネル用の導電性フィルム。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のタッチパネル用の導電性フィルムを有する、タッチパネル。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のタッチパネル用の導電性フィルムを有する、表示装置。
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