JP6279280B2 - 透明導電性フィルムおよびその用途 - Google Patents
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Description
透明高分子基材と、
前記透明高分子基材の第1主面側に設けられた透明導電層と、
前記透明高分子基材と前記透明導電層との間および前記透明高分子基材の第1主面と反対側の第2主面の少なくとも一方に設けられた硬化樹脂層と
を備え、
前記硬化樹脂層が形成された側の最表面層の表面には平坦部と隆起部とが形成されており、
前記隆起部の高さは前記平坦部から10nmより大きく、
前記平坦部に平行な面が前記平坦部から10nm離れた位置において前記隆起部と交差してなす断面形状の最大径は、前記ブラックマトリックスの開口部の隣接しない二辺間の距離の最小値よりも小さい透明導電性フィルムである。
透明高分子基材1としては、特に制限されないが、透明性を有する各種のプラスチックフィルムが用いられる。例えば、その材料として、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂などのポリシクロオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂である。
硬化樹脂層2は、上述のように、表面にベース平坦部21とベース隆起部22とを有する。ベース隆起部22は、硬化樹脂層2に含まれる粒子5に起因して形成されている。ベース隆起部22の高さは、ベース平坦部22を基準として10nmより大きく、好ましくは100nm以上3μm以下であり、より好ましくは200nm以上2μm以下であり、さらに好ましくは300nm以上1.5μm以下である。ベース隆起部22の高さを上記範囲に設定することで、最表面層(図1の第1主面1a側では透明導電層3、第2主面1b側では硬化樹脂層2b)に所定の隆起部を付与することができ、その結果、透明導電性フィルム10の耐ブロッキング性を満足すると同時に、ギラツキを十分に低減し、かつヘイズの上昇を十分に抑えることができる。
硬化樹脂層2を形成する樹脂組成物としては粒子の分散が可能で、硬化樹脂層形成後の皮膜として十分な強度を持ち、透明性のあるものを特に制限なく使用できる。用いる樹脂としては熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、二液混合型樹脂などがあげられるが、これらのなかでも紫外線照射による硬化処理にて、簡単な加工操作にて効率よく皮膜を形成することができる紫外線硬化型樹脂が好適である。
硬化樹脂層2に含有される粒子としては、各種金属酸化物、ガラス、プラスチックなどの透明性を有するものを特に制限なく使用することができる。例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム等の無機系粒子、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル系樹脂、アクリル−スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、ポリカーボネート等の各種ポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系粒子やシリコーン系粒子などがあげられる。前記粒子は、1種または2種以上を適宜に選択して用いることができるが、有機系粒子が好ましい。有機系粒子としては、屈折率の観点から、アクリル系樹脂が好ましい。
硬化樹脂層を形成するのに用いられるコーティング組成物は、上記の樹脂、粒子、および溶媒を含む。また、コーティング組成物は、必要に応じて、種々の添加剤を添加することができる。このような添加剤として、帯電防止剤、可塑剤、界面活性剤、酸化防止剤、及び紫外線吸収剤などの常用の添加剤が挙げられる。
硬化樹脂層は、基材上に、上記のコーティング組成物を塗布することにより形成される。透明高分子基材1上へのコーティング組成物の塗布は、図1のような本実施形態の場合には基材の両面に行う。なお、コーティング組成物は、透明高分子基材1上に直接行ってもよく、透明高分子基材1上に形成されたアンダーコート層等の上に行うこともできる。
透明導電層3の構成材料は特に限定されず、インジウム、スズ、亜鉛、ガリウム、アンチモン、チタン、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、タングステンからなる群より選択される少なくとも1種の金属の金属酸化物が好適に用いられる。当該金属酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属原子を含んでいてもよい。例えば酸化スズを含有する酸化インジウム(ITO)、アンチモンを含有する酸化スズ(ATO)などが好ましく用いられる。
本実施形態の透明導電性フィルム10においては、硬化樹脂層層2aと透明導電層3との間に、透明導電層の密着性や反射特性の制御等を目的として屈折率調整層4が設けられている。屈折率調整層は1層でもよく、2層あるいはそれ以上設けてもよい。屈折率調整層は、無機物、有機物、あるいは無機物と有機物との混合物により形成される。屈折率調整層を形成する材料としては、NaF、Na3AlF6、LiF、MgF2、CaF2、SiO2、LaF3、CeF3、Al2O3、TiO2、Ta2O5、ZrO2、ZnO、ZnS、SiOx(xは1.5以上2未満)などの無機物や、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマーなどの有機物が挙げられる。特に、有機物として、メラミン樹脂とアルキド樹脂と有機シラン縮合物の混合物からなる熱硬化型樹脂を使用することが好ましい。屈折率調整層は、上記の材料を用いて、グラビアコート法やバーコート法などの塗工法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などにより形成できる。
本実施形態の透明導電性フィルム10は、長尺シートがロール状に巻回された透明導電性フィルム巻回体とすることができる。透明導電性フィルムの長尺シートの巻回体は、透明高分子基材として長尺シートのロール状巻回体を用い、前述の硬化樹脂層、透明導電層、および屈折率調整層等の付加的な層を、いずれもロール・トゥー・ロール法により形成することによって形成し得る。このような巻回体の形成にあたっては、透明導電性フィルムの表面に、弱粘着層を備える保護フィルム(セパレータ)を貼り合わせた上で、ロール状に巻回してもよいが、本実施形態の透明導電性フィルムは、滑り性や耐ブロッキング性が改善されているために、保護フィルムを用いずとも透明導電性フィルムの長尺シートの巻回体を形成し得る。すなわち、滑り性や耐ブロッキング性が改善されていることによって、ハンドリング時のフィルム表面へのキズの発生が抑止されるとともにフィルムの巻取性に優れるため、表面に保護フィルムを貼り合わせずとも、長尺シートをロール状に巻回した巻回体を得られ易い。このように、本実施形態の透明導電性フィルムは、保護フィルムを用いることなく長尺シートの巻回体を形成し得るために、その後のタッチパネルの形成等に用いる際の作業性に優れる。また、工程部材である保護フィルムを不要とすることによって、コスト削減や廃棄物低減にも寄与し得る。
透明導電性フィルム10は、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式などのタッチパネルに好適に適用できる。
本実施形態の透明導電性フィルムは、例えば、液晶表示素子や固体撮像素子といった各種表示素子の透明部材の帯電防止や電磁波遮断、液晶調光ガラス、透明ヒーター等として好適に利用できる。本実施形態の透明導電性フィルムの最表面の隆起部は、これらの表示素子に含まれるブラックマトリックスの開口部サイズと特定の関係を有しているので、より高精細な表示素子とすることができる。
本実施形態の画像表示装置は、画像表示素子および上述のタッチパネルを有する。画像表示素子は、一般的に画像表示セルの視認側にブラックマトリックスを有するカラーフィルタを備え、視認側と反対側に偏光板を備える。画像表示セルとしては、液晶セルや有機ELセル等を用いることができる。本実施形態に係るタッチパネルと各種表示素子とを組み合わせることにより、ギラツキが抑制され、より高精細な画像表示装置(例えば、液晶タッチパネル等)を作製することができる。
最頻粒子径3.0μmの複数の単分散粒子(積水樹脂社製、商品名「SSX105」)とバインダー樹脂(DIC社製、商品名「ユニディックELS−888)とを含み、溶媒を酢酸エチルとするコーティング組成物を準備した。次に、厚さ100μm(日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア」)からなる長尺基材の片面に、コーティング組成物をグラビアコーターを用いて乾燥後の厚さが1.0μmとなるように塗布し、80℃で1分間加熱することにより塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて、積算光量250mJ/cm2の紫外線を照射することで、硬化樹脂層を形成した。粒子の添加部数については樹脂100部に対して0.07部添加した。なお、硬化樹脂層のベース平坦部の厚さは、分光計測計(大塚電子製 商品名「MCPD2000」)を用いて、フィルムの幅方向に等間隔の5点について測定した厚さの平均値から求めた。
粒子として最頻粒子径2.5μmの単分散粒子(日本触媒社製、商品名「シーホスターKE−P250」)を用い、樹脂100部に対する添加部数を0.4部としたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
粒子として最頻粒子径1.8μmの単分散粒子(綜研社製、商品名「MX−180TA」)を用い、樹脂100部に対する添加部数を0.2部としたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
長尺基材の両面に硬化樹脂層を形成したこと以外は、実施例3と同様に透明導電性フィルムを作製した。
粒子として最頻粒子径2.0μmの単分散粒子(積水樹脂社製、商品名「XX134AA」)を用い、樹脂100部に対する添加部数を0.2部としたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
粒子として最頻粒子径1.5μmの単分散粒子(日本触媒社製、商品名「シーホスターKE−P150」)を用い、樹脂100部に対する添加部数を0.4部としたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
粒子として最頻粒子径1.3μmの単分散粒子(綜研社製、商品名「SX−130H」)を用い、樹脂100部に対する添加部数を0.4部としたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
粒子として最頻粒子径3.5μmの単分散粒子(積水樹脂社製、商品名「XX121AA」)を用い、樹脂100部に対する添加部数を0.1部とし、硬化後の硬化樹脂層の膜厚を2.0μmとしたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
粒子として最頻粒子径5μmの単分散粒子(積水樹脂社製、商品名「XX83AA」)を用い、樹脂100部に対する添加部数を0.1部としたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
実施例および比較例で得られたそれぞれの透明導電性フィルムについて、下記の評価を行った。
作製した透明導電性フィルムを5cm角に切り取り、評価サンプルとした。別途、隣接しない二辺間の距離の最小値が表1に示す値を有する矩形の開口部(図2に示す形状)が形成されたブラックマトリックスを備える市販の液晶表示装置をそれぞれ用意し、水平台上に載置した。次に、評価サンプルの評価面(透明導電層側)を上向きにして表示装置の表示面上に載置した。その後、表示装置の表示面に緑色の背景を表示して、その際の評価サンプルの真上から目視判定によりギラツキの有無を評価した。ギラツキがない場合を「○」、ある場合を「×」として評価した。結果を表1に示す。
上記ギラツキ判定における液晶表示装置のブラックマトリックスの開口部の隣接しない二辺間の距離の最小値(すなわち、図2に示す開口部の短辺の長さ)を形状測定レーザーマイクロスコープ((株)キーエンス社製、商品名「VK−8500」、倍率:10倍)にて測定した。結果を表1に示す。
上記ギラツキ判定で作製した評価サンプルの最表面層である透明導電層側の表面形状を非接触式三次元表面粗さ計(Veeco社製、商品名「WYKO NT3300」)により、92μm×121μmの視野範囲、50倍の倍率で測定した。得られた表面形状データにおける隆起部を平坦部から10nmの高さに位置する平面で輪切りにし、その際に得られる断面形状の最大径を測定した。なお、実施例4に係る評価サンプルに対しては両面(透明導電層表面及び硬化樹脂層表面)について測定した。結果を表1に示す。
作製した透明導電性フィルムのヘイズを、JIS K7136(2000年)のヘイズ(濁度)に準じ、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所社製 型番「HM−150」)を用いて測定した。結果を表1に示す。
作製した透明導電性フィルムについて透明導電層の表面に、表面が平滑なフィルム((株)日本ゼオン製、商品名「ZEONOR フィルム ZF−16」)をそれぞれ指圧にて圧着させ、その際のフィルム同士の貼り付き具合を以下の基準で目視にて確認した(検体数N=10)。結果を表1に示す。
<評価基準>
○:貼りつきが起こらない。
△:一旦貼りつくが、時間が経過するとフィルムが離れる。
×:貼りついたフィルムが、元に戻らない。
1a 透明高分子基材の第1主面
1b 透明高分子基材の第1主面
2a、2b 硬化樹脂層
3 透明導電層
4 屈折率調整層
5 粒子
10 透明導電性フィルム
11 ブラックマトリックス
21 ベース平坦部
22 ベース隆起部
31 平坦部
32 隆起部
C1、C2 隆起部の断面形状
d1、d2 断面形状の最大径
L1、L2、L3 開口部の隣接しない二辺間の距離の最小値
O1、O2、O3 開口部
P 平坦部に平行な面
Claims (11)
- 多角形状の開口部を有するブラックマトリックスを備える精細度が150ppi以上の表示素子用の透明導電性フィルムであって、
透明高分子基材と、
前記透明高分子基材の第1主面側に設けられた透明導電層と、
前記透明高分子基材と前記透明導電層との間および前記透明高分子基材の第1主面と反対側の第2主面の少なくとも一方に設けられた硬化樹脂層と
を備え、
前記硬化樹脂層が形成された側の最表面層は、表面に平坦部と隆起部とを有しており、
前記隆起部の高さは前記平坦部から10nmより大きく、
前記平坦部に平行な面が前記平坦部から10nm離れた位置において前記隆起部と交差してなす断面形状の最大径は、前記ブラックマトリックスの開口部の隣接しない二辺間の距離の最小値よりも小さい透明導電性フィルム。 - 前記硬化樹脂層は、表面にベース平坦部とベース隆起部とを有し、
前記最表面層の平坦部は前記ベース平坦部に起因し、前記隆起部は前記ベース隆起部に起因している請求項1に記載の透明導電性フィルム。 - 前記硬化樹脂層は粒子を含み、
前記ベース隆起部は前記粒子に起因して形成されている請求項2に記載の透明導電性フィルム。 - 前記硬化樹脂層のベース平坦部の厚さは、前記粒子の最頻粒子径より小さい請求項3に記載の透明導電性フィルム。
- 前記硬化樹脂層は前記透明高分子基材と前記透明導電層との間に設けられており、
前記硬化樹脂層と前記透明導電層との間に屈折率調整層をさらに備える請求項1〜4のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。 - ヘイズが5%以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明高分子基材の第1主面側とは反対側の第2主面側に設けられた透明導電層をさらに備える請求項1〜6のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の透明導電性フィルムの長尺シートがロール状に巻回された透明導電性フィルム巻回体。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の透明導電性フィルムを備えるタッチパネル。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の透明導電性フィルムを備える精細度が150ppi以上の表示素子。
- 精細度が150ppi以上の表示素子と請求項9に記載のタッチパネルとが積層された画像表示装置。
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