JP6773258B1 - 導電層付き基材およびタッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
−4.3≦b*(T)≦2.0 (1)
0.8≦b*(S−1)≦5.0 (2)
1.5≦b*(T)−b*(OC−1)≦5.5 (3)
(2)基材(S−1)上に、第二の導電層(A−2)、第二の絶縁層(OC−2)、第一の導電層(A−1)および第一の絶縁層(OC−1)、を少なくともこの順で有する導電層付き基材であって、国際照明委員会1976に規定されるL*a*b*表色系による、前記基材(S−1)のb*をb*(S−1)、前記第一の絶縁層(OC−1)のb*値をb*(OC−1)、前記第二の絶縁層(OC−2)のb*値をb*(OC−2)としたときに、下記式(4)および(5)を満たす、導電層付き基材。
0.8≦b*(S−1)−b*(OC−1)≦8.0 (4)
0.5≦b*(OC−2)−b*(OC−1)≦7.0 (5)
(3)基材(S−1)の膜厚に対する、前記第一の絶縁層(OC−1)の膜厚の比((OC−1)/(S−1))が0.05〜0.5である、(1)または(2)に記載の導電層付き基材。
基材(S−1)としては、柔軟性を有する樹脂フィルムなどが好ましい。下記一般式(1)で表される構造および下記一般式(2)で表される構造を含むポリマーを含有することがより好ましい。下記一般式(1)で表される構造および下記一般式(2)で表される構造を含むポリマーは、それ以外のポリマーと比較して、非晶性が高く、透明性に優れる。また、一般式(1)で表される構造および一般式(2)で表される構造の紫外光吸収能が高いことから、基材(S−1)が外光を吸収し、他の構成の部位に紫外光が到達して光劣化することを抑制する効果がある。さらに、上述の構造を含むポリマーは耐熱性が高いため、後工程における加熱による黄変を低減し、色目をより向上させることができる。さらに、基材(S−1)が、かかるポリマーを含むことにより、後工程の導電層(A−2)の加工において、残渣を抑制することができるため、微細パターンを形成することができ、また、導電層付き基材のマイグレーション耐性をより向上させることができる。
第一の導電層(A−1)(以下、「導電層(A−1)」と記載する場合がある)および第二の導電層(以下、「導電層(A−2)」と記載する場合がある)は、線幅0.1〜9μmの網目からなる網目構造を有することが好ましい。線幅0.1〜9μmの網目構造を有することにより、導電性および非視認性を両立させることができる。導電性の観点から、網目構造の線幅は、0.5μm以上がより好ましく、1μm以上がさらに好ましい。一方、非視認性の観点から、網目構造の線幅は、7μm以下がより好ましく、6μm以下がさらに好ましい。
本発明の導電層付き基材は、導電層(A−1)と導電層(A−2)との間に、第二の絶縁層(OC−2)(以下、「絶縁層(OC−2)」と記載する場合がある)を有する。第二の絶縁層(OC−2)により、導電層(A−1)と導電層(A−2)の間の絶縁性を付与する。さらに、導電層(A−1)の上面、すなわち導電層(A−1)のうち絶縁層(OC−2)と接している面と反対側の面に、第一の絶縁層(OC−1)(以下、「絶縁層(OC−1)」と記載する場合がある)を有する。絶縁層(OC−1)により、大気中の水分が、導電層(A−1)に到達することを抑制し、導電層(A−1)のマイグレーション耐性を向上させることができる。
−4.3≦b*(T)≦2.0 (1)
0.8≦b*(S−1)≦5.0 (2)
1.5≦b*(T)−b*(OC−1)≦5.5 (3)
また、本発明の導電層付き基材は、第二の態様において、国際照明委員会1976に規定されるL*a*b*表色系による、第一の絶縁層(OC−1)のb*値をb*(OC−1)、第二の絶縁層(OC−2)のb*値をb*(OC−2)としたときに、下記式(4)および(5)を満たす。
0.8≦b*(S−1)−b*(OC−1)≦8.0 (4)
0.5≦b*(OC−2)−b*(OC−1)≦7.0 (5)
L*a*b*表色系におけるL*値、a*値、b*値は、広く知られているように、L*値が明度、a*値とb*値とが、色相と彩度を表している。具体的には、a*値が正の値であれば赤色の色相、負の値であれば緑色の色相を示す。また、b*値が正の値であれば黄色の色相、負の値であれば青色の色相を示す。また、a*値とb*値とも、絶対値が大きいほどその色の彩度が大きく鮮やかな色であることを示し、絶対値が小さいほど彩度が小さいことを示す。b*の測定値は、0の近傍がニュートラルであるため、観察したときの色調は、視覚上、無色と視認しやすくなり好ましい。
エチルアミン、n−プロピルアミン等の1級アミン類;
ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の2級アミン類;
トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の3級アミン類;
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類;
コリン等の4級アンモニウム塩;
トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール等のアルコールアミン類;
ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノナン、モルホリン等の環状アミン類
等の有機アルカリ類
などのアルカリ性物質を水に溶解したアルカリ水溶液が挙げられる。これらにエタノール、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の水溶性有機溶剤を適宜加えても構わない。
ODPA:3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(一般式(2)で表される構造を含む化合物)。
DDS:ビス(3−アミノフェニル)スルホン(一般式(1)で表される構造を含む化合物)
HFHA:2,2−ビス[3−(3−アミノベンズアミド)−4−ヒドロキシフェニル]ヘキサフルオロプロパン(構造式(3)で表される構造を含む化合物)
TFMB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(一般式(4)で表される構造を含む化合物)。
TAPOB:1,3,5−トリス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(一般式(9)で表される構造を含む化合物)。
GBL:γ−ブチロラクトン
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテル
DPM:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル。
アルカリ可溶性樹脂(A):メタクリル酸/メタクリル酸メチル/スチレン=54/23/23(モル%)からなる(メタ)アクリル系共重合体のカルボキシル基に対して、0.4当量のグリシジルメタクリレートを付加反応させたもの(重量平均分子量(Mw):29,000)。
PE−3A:ペンタエリスリトールトリアクリレート。
A−1:表面炭素被覆層の平均厚みが1nmで、平均1次粒子径が40nmの銀粒子(日清エンジニアリング(株)製)
A−2:平均1次粒子径が0.7μmの銀粒子(三井金属(株)製)。
color−1:フタロシアニン銅化合物“Pigment Blue 15:6”(大日精化工業株式会社製)
color−2:フタロシアニン銅化合物“Pigment Blue 15:1”(大日精化工業株式会社製)
color−3:スルホ珪酸アルミノナトリウム(Holiday社製)。
(ポリイミド溶液−1)
乾燥窒素気流下、ODPA100モル部をGBLに溶解させて濃度10質量%の溶液とした。これにジアミンとして、DDS50モル部、TFMB48モル部、トリアミンとして、TAPOB2モル部を加えて、20℃で1時間反応させ、次いで50℃で2時間反応させた。反応完了したポリイミド溶液−1の濃度は、20〜25質量%であった。
乾燥窒素気流下、ODPA100モル部をGBLに溶解させて濃度10質量%の溶液とした。これにジアミンとして、DDS45モル部、TFMB45モル部、HFHA8モル部、トリアミンとして、TAPOB2モル部を加えて、20℃で1時間反応させ、次いで50℃で2時間反応させた。反応完了したポリイミド溶液−2の濃度は、20〜25質量%であった。
クリーンボトルに、製造例1で作製したポリイミド溶液−1を100g、および界面活性剤(F−477:DIC(株)製)0.03gを添加し、1時間撹拌して透明組成物s−1を得た。ポリイミド溶液−1をポリイミド溶液−2に置き換え、同様の操作にて透明組成物s−2を得た。
上記導電性粒子A−1 80g、界面活性剤(“DISPERBYK(登録商標)”21116:(商品名、(株)DIC製))4.06g、PGMEA98.07gおよびDPM98.07gを混合し、ホモジナイザーを用いて、1200rpm、30分間の混合処理を施した。その後、さらに、高圧湿式メディアレス微粒化装置ナノマイザー(ナノマイザー(株))を用いて分散処理して、銀含有量28.6質量%の銀分散液1を得た。
クリーンボトルに、カルド系樹脂(V−259ME:新日鉄住金化学(株)製)50.0g、モノマー(PE−3A:共栄社化学(株)製)28.0g、エポキシ化合物(PG−100:大阪ガスケミカル(株)製)20.0g、および開始剤(OXE−01:BASF株式会社製)0.2gを添加し、1時間撹拌して絶縁性組成物oc−0を得た。続いて、表1に記載の着色剤をoc−0に添加し、それぞれoc−1〜oc−10を得た。カルド系樹脂に代えてアルカリ可溶性樹脂(A)を用い、oc−11を得た。続いて、着色剤をoc−0に0.15%添加し、oc−12を得た。なお、「添加量(質量%)」は絶縁性組成物中の全固形分100質量%に対する着色剤の添加量の質量%を示す。それぞれの膜厚1.5μmでの色目b*を表1に示す。
各実施例および各比較例について、基材(S−1)、第一の絶縁層(OC−1)、第二の絶縁層(OC−2)、および、導電層付き基材のそれぞれについて、分光光度計(CM−2600d;コニカミノルタ(株)製)を用いて、ブランクとしてガラス基板の測定を行ったうえで、JIS−Z8729:1994、JIS−Z8781−4:2013に基づきガラス基板側から各サンプルの全反射光の反射率を測定し、CIE(L*,a*,b*)色空間における色特性b*を中心および4隅の計5点ずつ測定し、その平均値を色目として評価した。導電層付き基材の色目については、以下の基準に従って評価した。2以上を合格とした。
5:−1.0≦b*(T)≦1.0
4:−2.0≦b*(T)<−1.0、あるいは、1.0<b*(T)≦1.5
3:−3.0≦b*(T)<−2.0、あるいは、1.5<b*(T)≦1.8
2:−4.3≦b*(T)<−3.0、あるいは、1.8<b*(T)≦2.0
1:b*(T)<−4.3、あるいは、2.0<b*(T)。
5:b*(MAX)−b*(MIN)≦1.0
4:1.0<b*(MAX)−b*(MIN)≦1.5
3:1.5<b*(MAX)−b*(MIN)≦2.0
2:2.0<b*(MAX)−b*(MIN)≦2.5
1:2.5<b*(MAX)−b*(MIN)。
基材(S−1)、および、各実施例、各比較例において作製した導電層付き基材について、基材(S−1)は波長400nmでの全光線透過率を、導電層付き基材は波長450nmでの全光線透過率を、紫外可視分光光度計(「MultiSpec−1500(商品名、(株)島津製作所製)」)を用いて測定した。導電層付き基材については、以下の評価基準に従って全光線透過率を評価した。2以上を合格とした。
5:90%以上
4:80%以上90%未満
3:70%以上80%未満
2:50%以上70%未満
1:50%未満。
各実施例、各比較例において作製した導電層付き基材を1cm幅に上面からカットし、カット端面よりガラス基板から剥離し、直径がそれぞれ2cm、1cm、0.5cm、および0.3cmの金属棒を用いて、180度折り曲げ試験を行った後、光学顕微鏡を用いてクラック発生の有無を観察した。試験回数は1回とした。以下の評価基準に従って曲げ耐性を評価した。2以上を合格とした。
5:直径0.3cmでクラック発生なし
4:直径0.5cmでクラック発生なし、直径0.3cmでクラック発生あり
3:直径1cmでクラック発生なし、直径0.5cmでクラック発生あり
2:直径2cmでクラック発生なし、直径1cmでクラック発生あり
1:直径2cmでクラック発生あり。
各実施例、各比較例により作製した導電層付き基材について、以下の方法により耐湿熱性を評価した。測定には絶縁劣化特性評価システム“ETAC SIR13”(商品名、楠本化成(株)製)を用いた。導電層(A−1)および導電層(A−2)の端子部分にそれぞれ電極を取り付け、85℃85%RH条件に設定された高温高湿槽内に積層基板を入れた。槽内環境が安定してから5分間経過後、導電層(A−1)および導電層(A−2)の電極間に電圧を印加し、絶縁抵抗の経時変化を測定した。導電層(A−1)を正極、導電層(A−2)を負極として、10Vの電圧を印加し、500時間の抵抗値を5分間隔で測定した。測定した抵抗値が10の5乗以下に達したとき絶縁不良による短絡と判断して印圧を停止し、それまでの試験時間を短絡時間とした。以下の評価基準に従って耐湿熱性を評価した。2以上を合格とした。
5:短絡時間が1000時間以上
4:短絡時間が500時間以上1000時間未満
3:短絡時間が300時間以上500時間未満
2:短絡時間が100時間以上300時間未満
1:短絡時間が100時間未満。
各実施例および比較例により作製した積層基板について、以下の方法により耐光性を評価した。耐光性試験機(「Q−SUN Xenon Test Chamber Model Xe−1(商品名、Q−Lab Corporation製)」)を用い、45℃の環境下、340nmでの照射量が0.60W/m2の光を24時間連続照射したときの、b*の変化量(以下、Δb*とする)を以下の基準に従い評価した。
5:Δb*≦2.0
4:2.0<Δb*≦4.0
3:4.0<Δb*≦6.0
2:6.0<Δb*≦8.0
1:8.0<Δb*。
<基材(S−1)の形成>
前述の透明組成物(s−1)を、仮支持体である縦210mm×横297mmのガラス基板上にスピンコーター「1H−360S(商品名、ミカサ(株)製)」を用いて600rpmで10秒スピンコートした後、ホットプレート「SCW−636(商品名、大日本スクリーン製造(株)製)」を用いて100℃で2分間プリベークし、プリベーク膜を作製した。作製したプリベーク膜付き基板を、オーブン「IHPS−222(商品名、エスペック(株)製)」を用いて、空気中において240℃で50分間キュアし、基材(S−1)を形成した。触針式段差計を用いて測定した膜厚測定の結果は10μmであった。基材(S−1)の色目と全光線透過率を測定したところ、b*は1.0、400nmにおける全光線透過率は75%であった。
導電性組成物(a−1)を、基材(S−1)が形成されたガラス基板上にスピンコーター(「1H−360S(商品名、ミカサ(株)製)」)を用いて300rpmで10秒、500rpmで2秒の条件でスピンコートした後、ホットプレート(「SCW−636(商品名、大日本スクリーン製造(株)製)」)を用いて100℃で2分間プリベークし、プリベーク膜を作製した。パラレルライトマスクアライナー(「PLA−501F(商品名、キヤノン(株)製)」)を用いて超高圧水銀灯を光源とし、所望のマスクを介してプリベーク膜を露光した。この後、自動現像装置(「AD−2000(商品名、滝沢産業(株)製)」)を用いて、0.045質量%水酸化カリウム水溶液で60秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスし、プリベーク膜のパターン加工を行った。
表2に示す絶縁性組成物を、第二の導電層(A−2)を形成したガラス基板上にスピンコーターを用いて650rpmで5秒スピンコートした後、ホットプレートを用いて100℃で2分間プリベークし、プリベーク膜を作製した。パラレルライトマスクアライナーを用いて超高圧水銀灯を光源とし、所望のマスクを介してプリベーク膜を露光した。この後、自動現像装置を用いて、0.045質量%水酸化カリウム水溶液で60秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスし、パターン加工を行った。
導電性組成物(a−1)を用いて、上記<第二の導電層(A−2)の形成>と同様にして、上記絶縁層上に第一の導電層(A−1)を形成した。また、第二の導電層(A−2)と同様に線幅を測定した結果、線幅は4.1μmであった。膜厚測定の結果は0.5μmであった。
表2に示す絶縁性組成物を用いて、上記<第二の絶縁層(OC−2)の形成>と同様にして、上記第一の導電層(A−1)上に、第一の絶縁層(OC−1)を形成し、導電層付き基材を作製した。前述の方法により評価した結果を表2に示す。黄色味が僅かに強くb*(T)の評価は「3」であったが、問題なく使用できる範囲であった。色目のばらつき、曲げ耐性、マイグレーション耐性および耐光性は「5」で良好であった。
第一の絶縁層(OC−1)に用いる絶縁性組成物を表2に記載のとおり変更した他は、実施例1と同様の操作を行った。着色添加量が増加したため、色目はニュートラルに近づいた。
第一の絶縁層(OC−1)に用いる絶縁性組成物を表2に記載のとおり変更した他は、実施例1と同様の操作を行った。着色添加量がさらに増加したため、青みが強く色目評価は「2」となり、全光線透過率が低減して評価「3」となったが、問題なく使用できる範囲であった。
第一の絶縁層(OC−1)に用いる絶縁性組成物を表2に記載のとおり変更した他は、実施例1と同様の操作を行った。
第一の絶縁層(OC−1)に用いる絶縁性組成物を表3に記載のとおり変更した他は、実施例1と同様の操作を行った。着色剤の耐光性が低かったため、耐光性評価が「3」となったが、問題なく使用できる範囲であった。
基材(S−1)の塗布条件を変更し、膜厚を表3に記載のとおり変更した他は、実施例6と同様の操作を行った。b*のばらつきが大きくなり、評価が「4」となった。また、基材(S−1)の膜厚が厚くなった分全光線透過率が低下し、評価が「2」となったが、問題なく使用できる範囲であった。
基材(S−1)の塗布条件を変更し、膜厚を表3に記載のとおり変更した他は、実施例9と同様の操作を行った。b*のばらつきがさらに大きく、評価が「3」となったが、問題なく使用できる範囲であった。
第一の絶縁層(OC−1)の膜厚を表3に記載のとおり変更した他は、実施例4と同様の操作を行った。第一の絶縁層(OC−1)が剛直になりすぎて曲げ耐性が低下し、評価が「4」となったが、問題なく使用できる範囲であった。
第一の絶縁層(OC−1)の膜厚を表3に記載のとおり変更した他は、実施例11と同様の操作を行った。第一の絶縁層(OC−1)がさらに剛直になりすぎて曲げ耐性が低下し、評価が「3」となったが、問題なく使用できる範囲であった。
透明組成物(s−1)に変えて透明組成物(s−2)を用いた他は、実施例7と同様の操作を行った。基材(S−1)の色目と全光線透過率を測定したところ、b*は0.8、400nmにおける全光線透過率は77%であった。透明組成物(s−2)を用いて形成された基材(S−1)の透明性が良好でb*が低く、導電層付き基材の全光線透過率評価は「5」であった。
透明組成物(s−1)に変えてPET(耐熱性PETフィルム、東レ製“ルミラー”膜厚50μm)を用いた他は、実施例5と同様の操作を行った。PETの400nmでの全光線透過率は82%と高く、耐光性試験時の光を通してしまうため、絶縁層の着色が起こり、耐光性評価は「3」であった。また、透水性が高くマイグレーション耐性が「2」となったが、問題なく使用できる範囲であった。
第一の絶縁層(OC−1)及び第二の絶縁層(OC−2)に用いる絶縁性組成物を表2に記載のとおり変更した他は、実施例8と同様の操作を行った。アルカリ可溶性樹脂(A)の(メタ)アクリル系共重合体の吸光度が低く耐光性が良好であったため、耐光性評価は「5」と良好であった。
導電性組成物(a−1)に変えて導電性組成物(a−2)を用いた他は、実施例4と同様の操作を行った。形成した第二の導電層(A−2)の線幅は8.8μm、膜厚は1.2μmであり、第一の導電層(A−1)の線幅は8.4μm、膜厚は1.2μmであった。線幅が太かったため全光線透過率評価は「2」となり、膜厚が厚くなったため曲げ評価は「4」となったが、問題なく使用できる範囲であった。
第一の絶縁層(OC−1)に用いる絶縁性組成物を表4に記載のとおり変更した他は、実施例1と同様の操作を行った。第一の絶縁層(OC−1)のb*が0.5と大幅に変化したため、色目の評価が「1」となり、使用不可のレベルであった。
第一の絶縁層(OC−1)に用いる絶縁性組成物を表4に記載のとおり変更した他は、実施例1と同様の操作を行った。第一の絶縁層(OC−1)のb*が0.4と大幅に変化したため、色目の評価が「1」となり、使用不可のレベルであった。
第一の絶縁層(OC−1)に用いる絶縁性組成物を表4に記載のとおり変更した他は、実施例1と同様の操作を行った。第一の絶縁層(OC−1)のb*が−7.2と大幅に変化したため、色目の評価が「1」となり、使用不可のレベルであった。また、着色剤添加量が多いため、b*のばらつきが大きくなり、全光線透過率は低減した。
第一の絶縁層(OC−1)に用いる絶縁性組成物と膜厚および第二の絶縁層(OC−2)に用いる絶縁性組成物を表4に記載のとおり変更した他は、実施例5と同様の操作を行った。第二の絶縁層中の着色剤がマイグレーション耐性を低下させ、評価「1」となり、使用不可のレベルであった。
基材(S−1)と絶縁層(OC−1)の膜厚を変更した他は、実施例10と同様の操作を行った。b*(T)−b*(OC−1)の値が大きくなり、それに伴い、導電層付き基材の全光線透過率が低減した。
2 第一の導電層(A−1)
3 第二の絶縁層(OC−2)
4 第二の導電層(A−2)
5 絶縁層(OC−0)
6 基材(S−1)
Claims (11)
- 基材(S−1)上に、第二の導電層(A−2)、第二の絶縁層(OC−2)、第一の導電層(A−1)および第一の絶縁層(OC−1)
を少なくともこの順で有する導電層付き基材であって、国際照明委員会1976に規定されるL*a*b*表色系による、前記基材(S−1)のb*値をb*(S−1)、前記第一の絶縁層(OC−1)のb*値をb*(OC−1)、導電層付き基材全体のb*値をb*(T)としたときに、下記式(1)〜(3)を全て満たす、導電層付き基材。
−4.3≦b*(T)≦2.0 (1)
0.8≦b*(S−1)≦5.0 (2)
1.5≦b*(T)−b*(OC−1)≦5.5 (3) - 基材(S−1)上に、第二の導電層(A−2)、第二の絶縁層(OC−2)、第一の導電層(A−1)および第一の絶縁層(OC−1)、
を少なくともこの順で有する導電層付き基材であって、国際照明委員会1976に規定されるL*a*b*表色系による、前記基材(S−1)のb*をb*(S−1)、前記第一の絶縁層(OC−1)のb*値をb*(OC−1)、前記第二の絶縁層(OC−2)のb*値をb*(OC−2)としたときに、下記式(4)および(5)を満たす、導電層付き基材。
0.8≦b*(S−1)−b*(OC−1)≦8.0 (4)
0.5≦b*(OC−2)−b*(OC−1)≦7.0 (5) - 基材(S−1)の膜厚に対する、前記第一の絶縁層(OC−1)の膜厚の比((OC−1)/(S−1))が0.05〜0.5である、請求項1または2に記載の導電層付き基材。
- 前記第一の絶縁層(OC−1)が着色剤を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の導電層付き基材。
- 前記着色剤が金属錯体を含有する、請求項4に記載の導電層付き基材。
- 前記金属錯体がフタロシアニン構造を含有する、請求項5に記載の導電層付き基材。
- 前記第一の絶縁層(OC−1)中の前記着色剤の含有量が0.01〜0.5質量%である、請求項4〜6のいずれかに記載の導電層付き基材。
- 前記基材(S−1)の波長400nmにおける全光線透過率が50〜85%である、請求項1〜7のいずれかに記載の導電層付き基材。
- 前記基材(S−1)が、ポリイミド、ポリイミドシロキサン、ポリエーテルスルホン、ポリベンゾオキサゾール、アラミドおよびエポキシからなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマーを含有する、請求項1〜8のいずれかに記載の導電層付き基材。
- 前記第一の導電層(A−1)および/または第二の導電層(A−2)が被覆層を有する導電性粒子を含有する、請求項1〜9のいずれかに記載の導電層付き基材。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の導電層付き基材を備えるタッチパネル。
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