JP6512804B2 - 透明導電性フィルム積層体及びその用途 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の透明導電性フィルム積層体の一実施形態を模式的に示す断面図であり、図2は、本発明の他の実施形態に係る透明導電性フィルム積層体の模式的断面図である。透明導電性フィルム積層体は、保護フィルム1の一方の面側に粘着剤層2を有するキャリアフィルム10と、粘着剤層2を介して剥離可能に積層した透明導電性フィルム20とを含む。前記透明導電性フィルム20は、透明導電膜6と、第1の硬化樹脂層5と、透明樹脂フィルム4と、第2の硬化樹脂層3とをこの順に有する。また、図2に示すように、前記第1の硬化樹脂層5と前記透明導電膜6との間に更に1層の光学調整層7を備えることができるが、2層以上の光学調整層7を備えることもできる。第1の硬化樹脂層5と第2の硬化樹脂層3とは、アンチブロッキング層やハードコート層として機能するものを含む。なお、キャリアフィルム10は、透明導電性フィルム20の第2の硬化樹脂層3が形成されている面側に積層されている。
透明導電性フィルムは、透明導電膜と、第1の硬化樹脂層と、透明樹脂フィルムと、第2の硬化樹脂層とをこの順に有する。透明導電性フィルムは、第1の硬化樹脂層と透明導電膜との間に、1層以上の光学調整層をさらに含むことも可能である。透明導電性フィルムの厚みは、20〜150μmの範囲内であることが好ましく、25〜100μmの範囲内であることがより好ましく、30〜80μmの範囲内であることが更に好ましい。透明導電性フィルムの厚みが上記範囲の下限未満であると、機械的強度が不足し、フィルム基材をロール状にして硬化樹脂層や透明導電膜を連続的に形成する操作が困難になる場合がある。一方、厚みが上記範囲の上限を超えると、透明導電膜の耐擦傷性やタッチパネル用としての打点特性の向上が図れない場合がある。
透明樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂又はポリカーボネート系樹脂により形成されており、高透明性及び低吸水性の特性を有する。シクロオレフィン系樹脂又はポリカーボネート系樹脂の採用により透明導電性フィルム積層体に用いられる透明導電性フィルムの光学特性の制御が可能となる。
透明樹脂フィルムを形成するシクロオレフィン系樹脂又はポリカーボネート系樹脂のガラス転移温度は、130℃以上であることが好ましく、140℃以上であることがより好ましい。これにより、熱処理工程後のカール発生を抑制し、寸法安定性を向上させ、その後の工程歩留りを確保可能である。
硬化樹脂層は、透明樹脂フィルムの一方面側に設けられた第1の硬化樹脂層と、他方の面側に設けられた第2の硬化樹脂層とを含む。シクロオレフィン系樹脂又はポリカーボネート系樹脂で形成された透明樹脂フィルムは、透明導電膜の形成や透明導電膜のパターン化または電子機器への搭載などの各工程で傷が入りやすいので、上記のように、透明樹脂フィルムの両面に第1の硬化樹脂層と第2の硬化樹脂層とを形成する。
透明導電膜は、透明樹脂フィルムの一方の面側に設けられた第1の硬化樹脂層上に設けられることが好ましい。透明導電膜の構成材料は、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。
前記透明導電膜は、金属ナノワイヤを含むことができる。金属ナノワイヤとは、材質が金属であり、形状が針状または糸状であり、径がナノメートルサイズの導電性物質をいう。金属ナノワイヤは直線状であってもよく、曲線状であってもよい。金属ナノワイヤで構成された透明導電層を用いれば、金属ナノワイヤが網の目状となることにより、少量の金属ナノワイヤであっても良好な電気伝導経路を形成することができ、電気抵抗の小さい透明導電性フィルムを得ることができる。さらに、金属ナノワイヤが網の目状となることにより、網の目の隙間に開口部を形成して、光透過率の高い透明導電性フィルムを得ることができる。
第1の硬化樹脂層と透明導電膜との間に、1層以上の光学調整層をさらに含むことができる。光学調整層は、透明導電性フィルムの透過率の上昇や、透明導電膜がパターン化される場合には、パターンが残るパターン部とパターンが残らない開口部の間で透過率差や反射率差を低減でき、視認性に優れた透明導電性フィルムを得るために用いられる。
金属配線は、金属層を透明導電膜上に形成した後、エッチングにより形成することも可能であるが、以下のように感光性金属ペーストを用いて形成するのが好ましい。即ち、金属配線は、透明導電膜がパターン化された後に、後述の感光性導電ペーストを前記透明樹脂フィルム上または前記透明導電膜上に塗布し、感光性金属ペースト層を形成し、フォトマスクを積層または近接させフォトマスクを介して感光性金属ペースト層に露光を行い、次いで現像を行い、パターン形成した後、乾燥工程を経て得られる。つまり、公知のフォトリソグラフィ法等により、金属配線のパターン形成が可能である。
キャリアフィルムは、保護フィルムの一方の面側に粘着剤層を有する。キャリアフィルムは、粘着剤層を介して剥離可能な透明導電性フィルムと、透明導電性フィルムの第2の硬化樹脂層が形成されている面側を貼りあわせて、透明導電性フィルム積層体を形成する。キャリアフィルムを透明導電性フィルム積層体から剥離する際は、粘着剤層は保護フィルムとともに剥離されてもよいし、保護フィルムのみが剥離されてもよい。
保護フィルムは、波長板や偏光板などの他のフィルムと積層される際に剥がされて廃棄されるが、ロールによる巻き取りなどの取り扱い性等を考慮して、保護フィルムを形成する材料としては、非晶性樹脂であることが好ましい。非晶性樹脂としては、特に限定されるものではないが、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましく、ポリカーボネート、シクロオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートスチレン共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリルスチレン共重合体、ハイインパクトポリスチレン(HIPS)、アクリロニトルブタジエンスチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンエーテル等が挙げられる。熱処理工程後のカール発生を抑制し、寸法安定性を向上させる観点から、前述した透明樹脂フィルムのようなシクロオレフィン系樹脂やポリカーボネート系樹脂などが好ましい。
粘着剤層としては、透明性を有するものであれば特に制限なく使用できる。具体的には、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性、凝集性および接着性等の粘着特性を示し、耐候性や耐熱性等にも優れるという点からは、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
透明導電性フィルム積層体は、保護フィルムの一方の面側に粘着剤層を有するキャリアフィルムと、前記粘着剤層を介して剥離可能に積層した透明導電性フィルムと、を含む。なお、キャリアフィルムは、透明導電性フィルムの第2の硬化樹脂層が形成されている面側に積層されている。透明導電性フィルム積層体は、180°折り曲げ試験を行った際に、前記透明導電性フィルム積層体の破断が発生しない。これにより、透明樹脂フィルムの傷付きを防止可能であり、透明導電性フィルム積層体搬送時の張力の印加でも透明導電性フィルム積層体に破断が発生せず、その後の工程歩留まりを確保可能となる。本発明において、「透明導電性フィルム積層体の破断」とは、透明導電性フィルム積層体の少なくとも一部で厚さ方向全体にわたって切断されている状態をいう。
透明導電性フィルム積層体からキャリアフィルム又は保護フィルムを剥離した透明導電性フィルムは、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式などのタッチパネルなどの電子機器の透明電極として好適に適用できる。
(球状粒子入り硬化性樹脂組成物の調製)
紫外線硬化性樹脂組成物(JSR社製 商品名「オプスタ−Z7540」)を100重量部と、最頻粒子径が1.9μmであるアクリル系球状粒子(綜研化学社製 商品名「MX−180TA」)を0.2重量部とを含む、球状粒子入り硬化性樹脂組成物を準備した。
準備した球状粒子入り硬化性樹脂組成物を厚みが35μmでガラス転移温度が165℃のポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)の一方の面にコロナ処理を実施した後塗布し、塗布層を形成した。次いで、塗布層が形成された側から塗布層に紫外線を照射して、厚みが2.0μmとなる様に第2の硬化樹脂層を形成した。ポリシクロオレフィンフィルムの他方の面に、上記とは球状粒子を添加しないこと以外は同様の方法で、厚みが2.0μmとなる様に第1の硬化樹脂層を形成した。
両面に硬化樹脂層が形成されたポリシクロオレフィンフィルムの第1の硬化樹脂層面側に光学調整層として屈折率1.62のジルコニア粒子含有紫外線硬化型組成物(JSR社製 商品名「オプスタ―Z7412」を塗布し、塗布層を形成した。次いで、塗布層が形成された側から塗布層に紫外線を照射して、厚みが100nmとなるように光学調整層を形成した。
次に、光学調整層が形成されたポリシクロオレフィンフィルムを、巻き取り式スパッタ装置に投入し、光学調整層の表面に、厚みが27nmの非晶質のインジウム・スズ酸化物層(組成:SnO2 10wt%)を形成した。
通常の溶液重合により、ブチルアクリレート/アクリル酸=100/6(重量比)にて重量平均分子量60万のアクリル系ポリマーを得た。このアクリル系ポリマー100重量部に対し、エポキシ系架橋剤(三菱瓦斯化学製 商品名「テトラッドC(登録商標)」)6重量部を加えてアクリル系粘着剤を準備した。離型処理されたPETフィルムの離型処理面上に前記のようにして得たアクリル系粘着剤を塗布し、120℃で60秒加熱して、厚み20μmの粘着剤層を形成した。次いで、厚みが75μm、ガラス転移温度145℃、片側にエンボス加工がされた単層のポリカーボネート樹脂フィルム(恵和製 商品名「オプコンPC」)のエンボス加工がされていない側の面にPETフィルムを粘着剤層を介して貼りあわせた。その後、離型処理されたPETフィルムを剥がし、保護フィルムの一方の面に粘着剤層を有するキャリアフィルムを作製した。
透明導電性フィルムの透明導電膜が形成されていない面側に、キャリアフィルムの粘着剤層を積層し、透明導電性フィルム積層体を形成した。
[実施例2]
実施例1において、透明樹脂フィルムとして、厚みが50μmのポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、透明樹脂フィルムとして、厚みが75μmのポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、透明樹脂フィルムとして、厚みが50μmでガラス転移温度が136℃のポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、透明樹脂フィルムとして、厚みが75μmでガラス転移温度が141℃のポリカーボネート樹脂(帝人製 商品名「パンライト」)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、保護フィルムとして、厚みが50μmでガラス転移温度が165℃の片面がエンボス加工された単層のポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)(ZF16)」)を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム積層体を作製した。
実施例1において、エンボス加工された保護フィルムの代わりに次の保護フィルムを用いること以外は、実施例1と同様の方法で透明導電性フィルム積層体を作製した。即ち、エンボス加工していない保護フィルムとして、厚みが75μmでガラス転移温度が145℃のポリカーボネート樹脂フィルム(恵和製 商品名「オプコン」)を用いて、保護フィルムの粘着剤層を形成しない側の面にコロナ処理を実施した後、前述のようにして調製した球状粒子入り硬化性樹脂組成物を塗布し、塗布層を形成した。次いで、塗布層が形成された側から塗布層に紫外線を照射して、厚みが2.0μmとなる様に保護フィルム上にアンチブロッキング層を形成した保護フィルムを作製した。
実施例5において、エンボス加工された保護フィルムの代わりに次の保護フィルムを用いること、及び透明樹脂フィルムとして、ガラス転移温度が145℃のポリカーボネート樹脂(帝人製 商品名「パンライト」)を使用したこと以外は、実施例5と同様の方法で透明導電性フィルム積層体を作製した。即ち、エンボス加工していない保護フィルムとして、厚みが75μmでガラス転移温度が165℃のポリシクロオレフィンフィルム(日本ゼオン製 商品名「ZEONOR(登録商標)」)を用いて、保護フィルムの粘着剤層を形成しない側の面にコロナ処理を実施した後、前述のようにして調製した球状粒子入り硬化性樹脂組成物を塗布し、塗布層を形成した。次いで、塗布層が形成された側から塗布層に紫外線を照射して、厚みが2.0μmとなる様に保護フィルム上にアンチブロッキング層を形成した保護フィルムを作製した。
(1)厚みの測定
厚みは、1μm以上の厚みを有するものに関しては、マイクロゲージ式厚み計(ミツトヨ社製)にて測定を行った。また、1μm未満の厚みを有するものに関しては、瞬間マルチ測光システム(大塚電子社製 MCPD2000)を用い、干渉スペクトルの波形を基
礎に算出した。評価した結果を表1に示す。
上記で作製した透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体から幅50mm×長さ100mmのサンプルを切り出した。次に、図3に示すように、透明導電膜が内側になるようにサンプルS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、その際に透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体の破断が生じるか否かを確認した。透明導電性フィルム及び透明導電性フィルム積層体の破断が生じなかった場合を「OK」、破断が生じた場合を「NG」として評価した。評価した結果を表1に示す。
3次元表面粗さ計(株式会社小坂研究所製、surfcorder ET4000)を用いて、4mm幅を測定し算術平均表面粗Raを計測した。評価した結果を表1に示す。
ガラス転移温度(Tg)は、JIS K7121の規定に準拠して求めた。評価した結果を表1に示す。
小型バッチロールtoロールスパッタ装置(最少径100mm、張力150N)を用いて、ロールtoロール製法にて加熱ロールを120℃に設定し300m透明導電膜を処理した際に、透明導電性フィルム積層体を破断が生じることなく搬送できた場合は「○」を、破断が生じ搬送できなかった場合は「×」として評価した。評価した結果を表1に示す。
実施例1〜6の透明導電性フィルム積層体では、透明導電性フィルム積層体の180°折り曲げ試験で破断が生じず、実機で使用した際も透明導電性フィルム積層体の破断を生じることなくロールtoロール製法にて搬送できた。一方、比較例1〜2の透明導電性フィルム積層体では、透明導電性フィルム積層体の180°折り曲げ試験で破断が生じ、実機で搬送できなかった。実機試験での破断発生としては、加熱ロール通過後にフィルムシワが発生し、フィルムに局所的な屈曲が発生し、破断が発生すると推測される。
2 粘着剤層
3 第2の硬化樹脂層
4 透明樹脂フィルム
5 第1の硬化樹脂層
6 透明導電膜
7 光学調整層
10 キャリアフィルム
20 透明導電性フィルム
Claims (4)
- 保護フィルムの一方の面側に粘着剤層を有するキャリアフィルムと、前記粘着剤層を介して剥離可能に積層した透明導電性フィルムと、を含む透明導電性フィルム積層体であって、
前記透明導電性フィルムは、透明導電膜と、第1の硬化樹脂層と、透明樹脂フィルムと、第2の硬化樹脂層とをこの順に有し、
前記透明樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂又はポリカーボネート系樹脂からなり、
前記透明導電性フィルムの厚みは、20μm〜150μmであり、
前記キャリアフィルムは、前記透明導電性フィルムの前記第2の硬化樹脂層が形成されている面側に積層されており、
前記保護フィルムは、非晶性樹脂からなり、
前記保護フィルムの前記粘着剤層を有しない面側の表面にエンボス加工が施されており、
前記保護フィルムの前記粘着剤層を有しない面側の表面の算術平均表面粗さRaは、0.01μm以上であり、
前記透明導電性フィルム積層体に対して180°折り曲げ試験を行った際に、前記透明導電性フィルム積層体の破断が発生しない透明導電性フィルム積層体。 - 前記保護フィルムは、溶融押出しポリカーボネート系樹脂または溶融押出しシクロオレフィン系樹脂からなる請求項1に記載の透明導電性フィルム積層体。
- 前記保護フィルムの厚みは、20μm〜150μmである請求項1又は2に記載の透明導電性フィルム積層体。
- 前記第1の硬化樹脂層と前記透明導電膜との間に更に1層以上の光学調整層を備える請求項1〜3いずれか1項に記載の透明導電性フィルム積層体。
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