JP6474580B2 - 透明導電性フィルム、透明導電性フィルム巻回体及びタッチパネル - Google Patents
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Description
前記可撓性樹脂フィルムの第1主面側に設けられた透明導電層と、
前記可撓性樹脂フィルムと前記透明導電層との間及び前記可撓性樹脂フィルムの第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
を備える透明導電性フィルムであって、
前記可撓性樹脂フィルムには延伸処理が施されており、
前記可撓性樹脂フィルムの面内方向での複屈折率Δnが0.07以上であり、
前記可撓性樹脂フィルムの遅相軸が、該可撓性樹脂フィルムの幅方向において±10°以内の軸精度を有しており、
前記硬化樹脂層の厚さは、0.5μm〜5μmであり、
前記硬化樹脂層は、樹脂組成物が硬化された層であり、
前記樹脂組成物は、
分子内に重合性官能基を3個以上有し、重量平均分子量が200以上1000以下である成分A、及び
分子内における単位分子量当たりの重合性官能基の数が前記成分Aより少なく、かつ重量平均分子量が1000より大きく100000以下である成分Bを含み、
前記成分Aの固形分及び前記成分Bの固形分の合計量に対し、前記成分Bの固形分の量が30重量%〜70重量%である。
前記硬化樹脂層と前記透明導電層との間に光学調整層をさらに備えていてもよい。
<透明導電性フィルム>
本発明の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1は、本発明の透明導電性フィルムの一実施形態を模式的に示す断面図である。透明導電性フィルム10は、可撓性樹脂フィルム1と、可撓性樹脂フィルム1の第1主面S1側に形成された透明導電層3と、可撓性樹脂フィルム1と透明導電層3との間に設けられた硬化樹脂層2とを備える。透明導電性フィルム10では、可撓性樹脂フィルム1の第1主面S1と反対側の第2主面S2側にも硬化樹脂層2´が形成されている。すなわち、可撓性樹脂フィルム1の両面に硬化樹脂層2、2´が形成されている。
可撓性樹脂フィルム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。
する可撓性樹脂フィルムが好適に用いられる。ポリエステルとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、3,3−ジエチルコハク酸、グルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカジカルボン酸等のジカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサジオール、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン等のジオールを、それぞれ1種を重縮合してなるホモポリマー、又はジカルボン酸1種以上とジオール2種以上を重縮合してなる共重合体、あるいはジカルボン酸2種以上と1種以上のジオールを重縮合してなる共重合体、及びこれらのホモポリマーや共重合体を2種以上ブレンドしてなるブレンド樹脂のいずれかのポリエステル系樹脂を挙げることができる。中でも、ポリエステルが結晶性を示す観点から、芳香族ポリエステルが好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)、あるいはポリエチレンナフタレート(PEN)が特に好ましく、ポリエチレンテレフタレートが最も好ましい。
硬化樹脂層2、2´は、分子内に重合性官能基を3個以上有し、重量平均分子量が200以上1000以下である成分Aと、分子内における単位分子量当たりの重合性官能基の数が成分Aより少なく、かつ重量平均分子量が1000より大きく100000以下である成分Bとを含む樹脂組成物が硬化された層である。硬化樹脂層2、2´では、重量平均分子量が200以上1000以下である成分Aに由来する構造がハードセグメントとして作用することで耐擦傷性に寄与し、同時に、重量平均分子量が1000より大きく100000以下である成分Bに由来する構造がソフトセグメントとして作用することで耐割れ性に寄与することができ、硬化樹脂層2、2´を形成した可撓性樹脂フィルム1における耐傷付き性と耐割れ性との両立を可能にする。なお、成分Bの分子内における重合性官能基の数は単位分子量当たりで成分Aより少なければよいが、2個以上が好ましい。
硬化樹脂層2、2´を形成する樹脂組成物としては、上記特定成分A及びBを含み、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光拡散層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、2´は粒子を含んでいてもよい。硬化樹脂層2、2´に粒子を配合することにより、硬化樹脂層2、2´の表面に隆起を形成することができ、この隆起に倣って透明導電層3の表面にも隆起が形成されることになり、透明導電性フィルム10に耐ブロッキング性を好適に付与することができる。両面に形成された硬化樹脂層のうちいずれか一方の層、例えば第2主面S2側の硬化樹脂層2´のみに粒子を添加して耐ブロッキング性を付与することもできる。
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、及び溶媒を含む。
硬化樹脂層は、可撓性樹脂フィルム上に、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。なお、コーティング組成物は、可撓性樹脂フィルム1上に直接行ってもよく、可撓性樹脂フィルム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の構成材料は無機物を含む限り特に限定されず、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は、長尺状の透明導電性フィルム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。長尺状の透明導電性フィルムの巻回体は、長尺状の可撓性樹脂フィルムのロール状巻回体を用い、前述の硬化樹脂層、透明導電層、及び光学調整層(後述)等の付加的な層を、いずれもロール・トゥ・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、滑り性や耐ブロッキング性を考慮して、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
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画像表示装置に組み込むことができる。画像表示装置は、画像表示素子及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。
図2に示す透明導電性フィルム11では、第1実施形態の透明導電性フィルム10の層構成に加え、硬化樹脂層2と透明導電層3との間に光学調整層4がさらに設けられている。
光学調整層4は、透明導電層の密着性や反射特性の制御等を目的として設けられる。光学調整層は1層でもよく、2層あるいはそれ以上設けてもよい。光学調整層は、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。光学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。光学調整層は、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。
透明導電性フィルムの他の層構成は例えば以下のように例示される。図3に示す透明導電性フィルム12では、可撓性樹脂フィルム1の両面に、硬化樹脂層2、2´、光学調整層4、4´、透明導電層3、3´がそれぞれ順に形成されている。図4に示す透明導電性フィルム13では、可撓性フィルム1の第1主面(図中、上面)側に光学調整層4及び透明導電層3が形成され、第2主面(図中、下面)側には、硬化樹脂層2´、光学調整層4´及び透明導電層3´が順に形成されている。
金属層5、5´の構成材料は、導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、Ti,Si,Nb,In,Zn,Sn,Au,Ag,Cu,Al,Co,Cr,Ni,Pb,Pd,Pt,W,Zr,Ta,Hf等の金属が好適に用いられる。また、これらの金属の2種以上を含有するものや、これらの金属を主成分とする合金等も好適に用いることができる。金属層5、5´の面内の一部をエッチング等により除去してパターン配線を形成する場合は、金属層5、5´の材料としてAu,Ag,Cu等の導電性の高い金属が好適に用いられる。中でもCuは導電性が高く、かつ安価な材料であるため、配線を構成する材料として適している。そのため、金属層5、5´は実質的に銅からなることが特に好ましい。
(硬化樹脂層形成用の樹脂組成物の調製)
重合性官能基としてアクリロイル基を3個以上有するウレタン系のハードコート形成材料(ユニディック RS29−650、DIC社製、固形分:50%)を20部と、重合性官能基としてアクリロイル基を2個以上有するウレタン系のハードコート形成材料(ユニディック RS29−120、固形分:60%)を80部と、全樹脂成分に対して重合開始剤(イルガキュア184、BASF社製)を3部とを、固形分濃度が15%となる様に溶媒(酢酸エチル)で希釈し、樹脂組成物溶液を調製した。調製した樹脂組成物溶液をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて重量平均分子量を確認したところ、樹脂組成物溶液には、重量平均分子量が200以上1000以下の成分Aが53重量部、重量平均分子量が1000を超えて100000以下の成分Bが47重量部含まれていた。
無延伸のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに二軸延伸処理を施し、Δn=0.08、軸精度±5°以内の延伸フィルムを得た。
フィルムの幅方向(長手方向に対して垂直方向)に、一辺の長さが5cm角の試料を10点採取した。それぞれの試料について(株)尾崎製作所製ダイヤルゲージDG−205で測定した後、波長590nmにおけるPET基材の配向性Δnを、Axometrics社製の商品名「Axoscan」を用いて、X方向、Y方向、Z方向の屈折率(それぞれ、nx、ny、nz)の大きさ及び各試料の遅相軸の方向を測定した。軸精度は、10個の試料の軸の差で計算を実施した。
得られた延伸フィルムの両面に上記で調製した樹脂組成物を塗布し、80℃で3分間乾燥したのち、直ちにオゾンタイプ高圧水銀灯(80W/cm、15cm集光型、積算光量:300mJ/cm2)で紫外線照射を行い、厚さ1μmの硬化樹脂層を形成した。これにより可撓性樹脂フィルムの両面に硬化樹脂層を形成した。
平行平板型の巻取式マグネトロンスパッタ装置に酸化インジウムと酸化スズとを90:10の重量比で含有する焼結体ターゲットを装着した。その後、アルゴンガス80%と酸素ガス20%からなる5.3×10−1Paの雰囲気中、反応性スパッタリングにより成膜を行い、硬化樹脂層上に厚さ25nmの透明導電層を形成することにより透明導電性フィルムを作製した。得られた透明導電層の表面抵抗を四端子法により測定したところ、450Ω/□であった。
硬化樹脂層形成用の樹脂組成物の配合を変更し、表1に示す成分A及び成分Bの量が得られるようにしたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
硬化樹脂層の厚さを6μm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。
PETフィルムに代えてメルトポリカーボネートフィルムを用いるとともに、硬化樹脂層形成用の樹脂組成物の配合を変更し、表1に示す成分A及び成分Bの量が得られるようにしたこと以外は、実施例1と同様に透明導電性フィルムを作製した。
調製した樹脂組成物溶液中の成分の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定を行った。GPCの測定条件は、下記のとおりであった。
測定機器:東ソー製の商品名HLC−8120
GPCカラム:東ソー製の商品名G4000HXL+商品名G2000HXL+商品名G1000HXL(各7.8mmφ×30cm、計90cm)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:0.8ml/分
入り口圧:6.6MPa
標準試料:ポリスチレン
硬化樹脂層を形成した可撓性樹脂フィルムから幅50mm×長さ100mmのサンプルPを切り出した。次に、図6に示すように、このサンプルPを2つ折りにし、端部同士を市販の粘着テープで貼り合わせ、これを基台Bに載置した。2つ折りにより得られる幅50mm×長さ50mmの面に、底面が直径50mmの円形のおもりW(500g)を静置し、その際にフィルムサンプルPの破断が生じるか否かを確認した。フィルムサンプルの破断が生じなかった場合を「○」、破断が生じた場合を「×」として評価した。
スチールウール(φ25mm)を、100gで荷重をかけながら、作製した硬化樹脂層表面にて10回摺動させた後、目視観察でキズ付き具合を評価した。
実施例1〜3では、硬化樹脂層を形成した可撓性樹脂フィルムの折り曲げ試験において割れは発生しなかった。また、耐擦傷性も引っ掻き傷が数本程度確認された程度であり良好であった。一方、比較例1では、耐擦傷性は良好であったものの、折り曲げ試験で割れが生じた。これはソフトセグメントとして作用し得る成分Bが含まれておらず、硬化樹脂層に適度な柔軟性が付与されていないかったことに起因すると考えられる。比較例2では、折り曲げ試験の結果は良好であったものの、耐擦傷性に劣る結果となった。これは、ハードセグメントとして作用し得る成分Aが含まれていなかったために、硬化樹脂層の硬度が不足したことに起因すると推察される。比較例3では、耐擦傷性は良好であったものの、折り曲げ試験にてフィルムの割れが発生した。これは硬化樹脂層の厚さが大きくなり過ぎたことにより柔軟性が不十分となったことが原因と考えられる。比較例4では可撓性を示さないフィルム基材を用いたことから、折り曲げ試験が劣る結果となった。
2、2´ 硬化樹脂層
3、3´ 透明導電層
4、4´ 光学調整層
5、5´ 金属層
10、11、12、13、14 透明導電性フィルム
S1 (可撓性樹脂フィルムの)第1主面
S2 (可撓性樹脂フィルムの)第2主面
Claims (6)
- 可撓性樹脂フィルムと、
前記可撓性樹脂フィルムの第1主面側に設けられた透明導電層と、
前記可撓性樹脂フィルムと前記透明導電層との間及び前記可撓性樹脂フィルムの第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
を備える透明導電性フィルムであって、
前記可撓性樹脂フィルムには延伸処理が施されており、
前記可撓性樹脂フィルムの面内方向での複屈折率Δnが0.07以上であり、
前記可撓性樹脂フィルムの遅相軸が、該可撓性樹脂フィルムの幅方向において±10°以内の軸精度を有しており、
前記硬化樹脂層の厚さは、0.5μm〜5μmであり、
前記硬化樹脂層は、樹脂組成物が硬化された層であり、
前記樹脂組成物は、
分子内に重合性官能基を3個以上有し、重量平均分子量が200以上1000以下である成分A、及び
分子内に重合性官能基を有し、分子内における単位分子量当たりの前記重合性官能基の数が前記成分Aより少なく、かつ重量平均分子量が1000より大きく100000以下である成分Bを含み、
前記成分Aの固形分及び前記成分Bの固形分の合計量に対し、前記成分Bの固形分の量が30重量%〜70重量%である透明導電性フィルム。 - 前記硬化樹脂層は粒子を含む請求項1に記載の透明導電性フィルム。
- 前記硬化樹脂層が前記可撓性樹脂フィルム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光学調整層をさらに備える請求項1又は2に記載の透明導電性フィルム。 - 前記可撓性樹脂フィルムの第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1〜3のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
- 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の長尺体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1〜4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。
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