JP7357434B2 - 透明導電性フィルム積層体および透明導電性フィルムの製造方法 - Google Patents

透明導電性フィルム積層体および透明導電性フィルムの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、透明導電性フィルム積層体および透明導電性フィルムの製造方法に関する。
従来から、タッチパネルを備える画像表示装置は、インジウム・スズ複合酸化物(ITO)からなる透明配線層が透明基材上に配置されたタッチパネル用フィルムを備えることが知られている。タッチパネル用フィルムは、その表面抵抗値を低減させるために、ITO層を加熱などにより結晶化することが知られている。また、このタッチパネル用フィルムは、搬送時や結晶化において傷の発生を防止するため、搬送前にその一方面に表面保護フィルムを粘着剤を介して貼着し、続いて、結晶化および光学検査後に、表面保護フィルムを剥離することも知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003-205567号公報
しかるに、近年、タッチパネル用フィルムの製造工程上、表面保護フィルムにシクロオレフィン系樹脂を含有させる場合がある。
しかし、そのような表面保護フィルムは、ポリエステル系樹脂基材に比べて脆く、破断し易い。このため、タッチパネル用フィルムから表面保護フィルムを剥離する工程において、表面保護フィルムが破損する不具合を生じる。とりわけ、透明配線層にかかる応力を低減すべく、タッチパネル用フィルムを固定し、その状態で、表面保護フィルムが撓むように剥離すると、表面保護フィルムにおいて撓む部分は、応力集中し、表面保護フィルムが破損する不具合が顕在する。その結果、タッチパネル用フィルムの効率的な生産が困難となる。
一方、上記した表面保護フィルムの破損を回避するため、粘着剤の粘着力を弱めて剥離を容易にすると、結晶化(加熱)工程において、粘着剤層に気泡などが生じる。そのため、その後の光学検査工程などにおいて、透明導電性フィルム積層体を精度よく検査することができないという不具合がある。
他方、粘着剤の粘着力を強めると、剥離にかかる応力を高める必要があり、剥離装置に過度の負担が生じる。そのため、タッチパネル用フィルムを効率よく製造することができないという不具合がある。
本発明の目的は、信頼性に優れる透明導電性フィルムを、優れた精度で、効率よく製造することができる透明導電性フィルム積層体および透明導電性フィルムの製造方法を提供することにある。
本発明(1)は、保護樹脂フィルム、粘着剤層および透明導電性フィルムをこの順に備え、前記保護樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂を含有し、下記式(1)および(2)を満足する、透明導電性フィルム積層体を含む。
Y < 0.0003X2.7 (1)
0.2 ≦ Y < 6.0 (2)
(式中、Xは、前記保護樹脂フィルムの厚み(μm)を示す。Yは、引張速度10m/min、剥離角度180°の条件における前記粘着剤層の剥離力(N/50mm)を示す。)
(1)本発明の透明導電性フィルム積層体によれば、保護樹脂フィルムの厚みX(μm)と、粘着剤層の剥離力Y(N/50mm)とが、Y < 0.0003X2.7の関係を満たす。このため、粘着剤層と透明導電性フィルムとの剥離に必要な応力を十分に低減することができ、保護樹脂フィルムにかかる負担を低減することができる。その結果、固定された透明導電性フィルムを保護樹脂フィルムから、保護樹脂フィルムが撓むように剥離しても、保護樹脂フィルムの破損を抑制することができる。そのため、透明導電性フィルムにかかる応力を低減しながら、透明導電性フィルム積層体において破損した状態で保護樹脂フィルムが残存することを抑制することができる。
また、本発明の透明導電性フィルム積層体では、粘着剤層の剥離力Yが、0.2(N/50mm)以上である。このため、保護樹脂フィルムと透明導電性フィルムとが粘着剤層を介して十分に密着し、加熱工程において、粘着剤層に気泡の発生を抑制することができる。よって、その後の光学検査工程などにおいて、透明導電性フィルム積層体を精度よく検査することができる。
また、本発明の透明導電性フィルム積層体では、粘着剤層の剥離力Yが、6.0(N/50mm)未満である。このため、剥離にかかる応力を低減することができ、剥離装置に対して負担なくスムーズに剥離することができる。
これらから、本発明の透明導電性フィルム積層体は、精度よく検査できながら、保護部材が剥離された透明導電性フィルムを、優れた信頼性で、効率よく製造することができる。
本発明(2)は、前記保護樹脂フィルムの厚みXが、100μm以下である、(1)に記載の透明導電性フィルム積層体を含む。
(2)この透明導電性フィルム積層体によれば、粘着剤層と透明導電性フィルムとの剥離に必要な応力を十分に低減することができ、保護部材にかかる負担を低減することができる。そのため、透明導電性フィルムを、より一層効率よく製造することができる。
本発明(3)は、前記透明導電性フィルムは、透明樹脂基材を備え、前記透明樹脂基材は、シクロオレフィン系樹脂を含有する、(1)または(2)に記載の透明導電性フィルム積層体を含む。
(3)この透明導電性フィルム積層体によれば、透明樹脂基材の物性および保護樹脂フィルムの物性を合致させることができる。そのため、透明導電性フィルム積層体の変形を抑制したり、透明導電性フィルム積層体の検査を精度よく実施することができる。
本発明(4)は、前記透明導電性フィルムは、前記透明樹脂基材および透明導電層をこの順に備え、前記粘着剤層は、前記透明導電性フィルムにおける前記透明樹脂基材側に、感圧接着している、(3)に記載の透明導電性フィルム積層体を含む。
(4)この透明導電性フィルム積層体では、粘着剤層は、透明導電性フィルムにおける透明導電層側ではなく、透明導電性フィルムにおける透明樹脂基材側に、感圧接着するので、透明導電層の信頼性を確保することができる。
本発明(5)は、前記透明導電性フィルムは、第2硬化樹脂層、前記透明樹脂基材、第1硬化樹脂層、光学調整層および前記透明導電層をこの順に備える、(3)または(4)に記載の透明導電性フィルム積層体を含む。
(5)この透明導電性フィルム積層体は、第2硬化樹脂層、第1硬化樹脂層および光学調整層を備えるので、透明導電性フィルムに、アンチブロッキング性、擦傷保護性および配線パターンの視認抑制性などを付与することができる。
本発明(6)は、前記透明導電層が、インジウム-スズ複合酸化物を含有する、(1)~(5)のいずれか一項に記載の透明導電性フィルム積層体を含む。
(6)この透明導電性フィルム積層体によれば、透明導電層が、インジウム-スズ複合酸化物を含有するので、透明導電層は、優れた透明性および優れた導電性を両立することができる。
本発明(7)は、非晶質の透明導電層を備える透明導電性フィルムと、保護樹脂フィルムおよび粘着剤層をこの順に備える保護部材とをそれぞれ用意する用意工程、前記透明導電性フィルムおよび前記保護部材を貼着して、前記透明導電性フィルムおよび前記保護部材を備える透明導電性フィルム積層体を得る貼着工程、前記透明導電性フィルム積層体を加熱して、前記非晶質の透明導電層を結晶化する加熱工程、ならびに、前記加熱工程後の透明導電性フィルムを平面を有する固定部材に固定した状態で、前記保護部材を、前記透明導電性フィルムから、前記保護樹脂フィルムが撓むように、剥離する剥離工程を備え、前記保護樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂を含有し、前記加熱工程後において、下記式(1)および(2)を満足する、透明導電性フィルムの製造方法を含む。
Y < 0.0003X2.7 (1)
0.2 ≦ Y < 6.0 (2)
(式中、Xは、前記保護樹脂フィルムの厚み(μm)を示す。Yは、引張速度10m/min、剥離角度180°の条件における前記粘着剤層の剥離力(N/50mm)を示す。)
(7)透明導電性フィルムの製造方法の剥離工程において、加熱工程後の透明導電性フィルムにかかる応力を低減すべく、平面を有する固定部材に固定し、その状態で、保護部材を透明導電性フィルムから、保護樹脂フィルムが撓むように剥離すると、保護樹脂フィルムにおいて撓む部分は、応力集中し、そのため、保護樹脂フィルムが、破損し易い。
しかし、この透明導電性フィルムの製造方法によれば、保護樹脂フィルムの厚みX(μm)と、粘着剤層の剥離力Y(N/50mm)とが、Y < 0.0003X2.7の関係を満たす。そのため、固定部材に固定された透明導電性フィルムを保護部材から、保護樹脂フィルムが撓むように剥離しても、保護樹脂フィルムが破損することを抑制することができる。そのため、透明導電性フィルムに力を低減することができながら、透明導電性フィルム積層体において破損した状態で保護樹脂フィルムが残存することを抑制することができる。その結果、透明導電性フィルムを、優れた信頼性で効率よく製造することができる。
また、本発明の透明導電性フィルムの製造方法では、粘着剤層の剥離力Yが、0.2(N/50mm)以上である。このため、保護樹脂フィルムと透明導電性フィルムとが粘着剤層を介して十分に密着し、加熱工程において、粘着剤層に気泡の発生を抑制することができる。よって、その後の光学検査工程などにおいて、透明導電性フィルム積層体を精度よく検査することができる。
また、本発明の透明導電性フィルムの製造方法では、粘着剤層の剥離力Yが、6.0(N/50mm)未満である。このため、剥離にかかる応力を低減することができ、剥離装置に対して負担なくスムーズに剥離することができる。
これらから、本発明の透明導電性フィルムの製造方法は、精度よく検査できながら、保護部材が剥離された透明導電性フィルムを、優れた信頼性で、効率よく製造することができる。
本発明(8)は、前記加熱工程後であって、前記剥離工程前に、透明導電性フィルム積層体を光学的に検査する光学検査工程をさらに備える、(7)に記載の透明導電性フィルムの製造方法を含む。
(8)加熱工程によって粘着剤層に気泡が発生すれば、光学検査工程において、透明導電性フィルム積層体を光学的に検査することが困難となる。
しかし、この透明導電性フィルムの製造方法によれば、上記したように、加熱工程における粘着剤層の気泡が発生が抑制されているので、光学検査工程において、透明導電性フィルム積層体を確実に光学的に検査することができる。そのため、透明導電性フィルムを優れた信頼性で製造することができる。
本発明(9)は、前記用意工程では、前記透明導電層およびシクロオレフィン系樹脂を含有する透明樹脂基材をこの順に備える前記透明導電性フィルムを用意し、前記貼着工程では、前記粘着剤層が、前記透明導電性フィルムの前記透明樹脂基材側に接触するように、前記透明導電性フィルムおよび前記保護部材を貼着する、(7)または(8)に記載の透明導電性フィルムの製造方法を含む。
(9)この透明導電性フィルムの製造方法によれば、用意工程では、シクロオレフィン系樹脂を含有する透明樹脂基材を備える透明導電性フィルムと、シクロオレフィン系樹脂を含有する保護樹脂フィルムとを用意する。そのため、加熱工程で、透明樹脂基材および保護樹脂フィルムを加熱しても、両方の物性が合致するため、加熱に起因する変形を抑制することができる。
本発明の透明導電性フィルム積層体は、精度よく検査できながら、保護部材が剥離された透明導電性フィルムを、優れた信頼性で、効率よく製造することができる。
本発明の透明導電性フィルムの製造方法は、精度よく検査できながら、保護部材が剥離された透明導電性フィルムを、優れた信頼性で、効率よく製造することができる。
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示す断面図である。 図2A~図2Eは、本発明の透明導電性フィルムの製造方法の一実施形態を示す工程断面図であって、図2Aが、用意工程、図2Bが、貼着工程、図2Cが、加熱工程、図2Dが、剥離工程、図2Eが、結晶化透明導電性フィルムを得る工程を示す。 図3は、図2Dに示す剥離工程において、剥離角度を示すための断面図を示す。 図4は、実施例および比較例において、保護樹脂フィルムの厚みXと剥離力Yとの関係を表したグラフである。
<一実施形態>
本発明の透明導電性フィルム積層体の一実施形態について、図を参照しながら以下に説明する。図1において、紙面上下方向は、上下方向(厚み方向、第1方向)であって、紙面上側が、上側(厚み方向一方側、第1方向一方側)、紙面下側が、下側(厚み方向他方側、第1方向他方側)である。また、紙面左右方向および奥行き方向は、上下方向に直交する面方向である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
1.透明導電性フィルム積層体
図1に示すように、透明導電性フィルム積層体1(以下、フィルム積層体1ともいう)は、所定の厚みを有するフィルム形状(シート形状を含む)をなし、面方向に延び、平坦な上面および平坦な下面を有する。フィルム積層体1は、例えば、画像表示装置に備えられるタッチパネル用基材などを作製するための一部品であり、つまり、画像表示装置ではない。すなわち、フィルム積層体1は、LCDモジュールなどの画像表示素子を含まず、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
具体的には、フィルム積層体1は、保護樹脂フィルム4と粘着剤層5と透明導電性フィルム3とを備える。好ましくは、フィルム積層体1は、保護樹脂フィルム4と粘着剤層5と透明導電性フィルム3とのみからなる。つまり、フィルム積層体1は、透明導電性フィルム3のみからなるものではなく、透明導電性フィルム3の他に、保護樹脂フィルム4および粘着剤層5を必須部材として備える。
また、保護樹脂フィルム4および粘着剤層5は、次に説明する保護部材2に備えられる。つまり、保護樹脂フィルム4および粘着剤層5は、保護部材2を構成する。
2.保護部材
保護部材2は、後述する透明導電性フィルム3を搬送、加熱および保存する際に、透明導電性フィルム3の傷の発生を抑制するために、透明導電性フィルム3の下面(厚み方向他方側の表面)に設けられるフィルムである。保護部材2は、透明導電性フィルム3を下側から支持する。
保護部材2は、保護樹脂フィルム4と、その上面(厚み方向一方側の表面)に配置される粘着剤層5とを備える。つまり、保護部材2は、保護樹脂フィルム4および粘着剤層5をこの順に備える。好ましくは、保護部材2は、保護樹脂フィルム4および粘着剤層5のみからなる。
(保護樹脂フィルム)
保護樹脂フィルム4は、保護部材2の機械強度を確保し、透明導電性フィルム3を搬送時、加熱時および/または保存時などに生じる傷から保護するための基材である。
保護樹脂フィルム4は、シクロオレフィン系樹脂を含有し、フィルム状(シート状を含む)に形成されている。具体的には、保護樹脂フィルム4は、シクロオレフィン系樹脂のみからなるシクロオレフィン系樹脂基材である。
シクロオレフィン系樹脂は、シクロオレフィンモノマーを重合して得られ、主鎖に脂環構造を有する高分子である。シクロオレフィン系樹脂としては、シクロオレフィンモノマーからなるシクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンモノマーと、エチレンなどのオレフィンなどとの共重合体からなるシクロオレフィンコポリマー(COC)などが挙げられる。
シクロオレフィンモノマーとしては、例えば、ノルボルネン、メチルノルボルネン、ジメチルノルボルネン、エチリデンノルボルネン、ブチルノルボルネン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエンなどの多環式オレフィン、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、シシクロオクタジエン、シクロオクタトリエンなどの単環式オレフィンなどが挙げられる。これらシクロオレフィンは、単独使用または2種以上併用することができる。
保護樹脂フィルム4の厚みXは、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。保護樹脂フィルム4の厚みXが上記した上限以下であれば、粘着剤層5と透明導電性フィルム3との剥離に必要な応力を十分に低減することができ、保護部材2にかかる負担を低減することができる。
保護樹脂フィルム4の厚みXは、例えば、5μm以上、好ましくは、15μm以上である。保護樹脂フィルム4の厚みXが上記した下限以上であれば、後述する剥離工程における保護樹脂フィルム4の破損を抑制することができる。
保護樹脂フィルム4の厚みXは、例えば、マイクロゲージ式厚み計を用いて測定することができる。
(粘着剤層)
粘着剤層5は、保護樹脂フィルム4を透明導電性フィルム3に貼着させるための層(感圧接着剤層)であって、かつ、貼着後においては、透明導電性フィルム3に対して剥離が容易な層(易剥離層)である。
粘着剤層5は、フィルム形状を有しており、例えば、保護樹脂フィルム4の上面全面に、保護樹脂フィルム4の上面に接触するように、配置されている。より具体的には、粘着剤層5は、保護樹脂フィルム4と透明導電性フィルム3(特に、透明樹脂基材6)との間に、保護樹脂フィルム4の上面および透明導電性フィルム3の下面に接触するように、配置されている。詳しくは、粘着剤層5は、第2硬化樹脂層7bの下面(後述。透明導電性フィルム3における透明樹脂基材6側面)に、感圧接着している。
粘着剤層5は、粘着剤組成物から形成される。
粘着剤組成物としては、例えば、アクリル系粘着剤組成物、ゴム系粘着剤組成物、シリコーン系粘着剤組成物、ポリエステル系粘着剤組成物、ポリウレタン系粘着剤組成物、ポリアミド系粘着剤組成物、エポキシ系粘着剤組成物、ビニルアルキルエーテル系粘着剤組成物、フッ素系粘着剤組成物などが挙げられる。これら粘着剤組成物は、単独使用または2種類以上を併用することができる。
粘着剤組成物として、粘着性、剥離性、加熱時の気泡抑制などの観点から、好ましくは、アクリル系粘着剤組成物が挙げられる。
アクリル系粘着剤組成物は、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分として含有し、官能基含有モノマーを共重合成分として含有するモノマー成分を共重合して得られるアクリル系重合体をポリマー成分として含有している。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アクリル酸アルキルエステルおよび/またはメタクリル酸アルキルエステルであり、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸へプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシルなどの、直鎖状または分岐状の、炭素数4~14のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独使用または2種以上併用することができる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、好ましくは、炭素数4~10のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられ、さらに好ましくは、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの配合割合は、モノマー成分の総量100質量部に対して、例えば、90質量部以上、好ましくは、95質量部以上であり、また、例えば、99.5質量部以下、好ましくは、99質量部以下、より好ましくは、96質量部未満である。
官能基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸モノメチル、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリット酸、(メタ)アクリル酸カルボキシエチルなどのカルボキシル基含有モノマー、例えば、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸4-ヒドロキシブチルなどのヒドロキシル基含有モノマーなどが挙げられる。官能基含有モノマーは、単独使用または2種以上併用することができる。
官能基含有モノマーとしては、粘着性、剥離性、加熱時の気泡抑制などの観点から、好ましくは、ヒドロキシル基含有モノマーが挙げられ、より好ましくは、アクリル酸2-ヒドロキシエチルが挙げられる。
官能基含有モノマーの配合割合は、モノマー成分の総量100質量部において、例えば、0.5質量部以上、好ましくは、1質量部以上、より好ましくは、4質量部超過であり、また、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。
アクリル系重合体の重量平均分子量は、粘着性、剥離性、加熱時の気泡抑制などの観点から、例えば、100,000以上、好ましくは、300,000以上、より好ましくは、650,000以上であり、また、例えば、2,000,000以下、好ましくは、1,500,000以下である。重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーにより、標準ポリスチレン換算値に基づいて測定される。
アクリル系粘着剤組成物は、例えば、溶液重合、塊状重合、光重合などの公知の方法により得ることができる。
粘着剤組成物は、架橋剤、さらには、粘着付与樹脂、加工助剤、顔料、難燃剤、充填材、軟化剤、老化防止剤などの公知の添加剤を適宜含有することもできる。
架橋剤としては、例えば、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、メラミン系樹脂、アジリジン誘導体、金属キレート化合物などが挙げられる。架橋剤は、単独使用または2種以上併用することができる。架橋剤として、好ましくは、イソシネート系架橋剤が挙げられる。
架橋剤の割合は、アクリルポリマー100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、1質量部以上、より好ましくは、2質量部超過であり、また、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。
粘着剤層5の厚みは、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、30μm以下、好ましくは、20μm以下である。
保護部材2の厚みは、例えば、25μm以上、好ましくは、40μm以上であり、また、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。
3.透明導電性フィルム
透明導電性フィルム3は、所定の厚みを有するフィルム形状を有し、面方向に延び、平坦な上面および平坦な下面を有する。透明導電性フィルム3は、例えば、画像表示装置に備えられるタッチパネル用基材などの一部品であり、つまり、画像表示装置ではない。すなわち、透明導電性フィルム3は、画像表示装置などを作製するための部品であり、LCDモジュールなどの画像表示素子を含まず、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
例えば、透明導電性フィルム3は、透明樹脂基材6と、透明導電層9とをこの順に備える。具体的には、透明導電性フィルム3は、透明樹脂基材6と、硬化樹脂層7と、光学調整層8と、透明導電層9とをこの順に備える。より具体的には、図1に示すように、透明導電性フィルム3は、透明樹脂基材6と、透明樹脂基材6の上面(一方面)に配置される第1硬化樹脂層7aと、第1硬化樹脂層7aの上面に配置される光学調整層8と、光学調整層8の上面に配置される透明導電層9と、透明樹脂基材6の下面(他方面)に配置される第2硬化樹脂層7bとを備える。すなわち、透明導電性フィルム3は、下から順に、第2硬化樹脂層7b、透明樹脂基材6、第1硬化樹脂層7a、光学調整層8および透明導電層9を備える。
好ましくは、透明導電性フィルム3は、透明樹脂基材6と硬化樹脂層7と光学調整層8と透明導電層9とのみからなる。より好ましくは、透明導電性フィルム3は、第1硬化樹脂層7aと透明樹脂基材6と第2硬化樹脂層7bと光学調整層8と透明導電層9とのみからなる。
(透明樹脂基材)
透明樹脂基材6は、透明導電性フィルム3の機械強度を確保するための透明な基材である。すなわち、透明樹脂基材6は、透明導電層9を、硬化樹脂層7および光学調整層8とともに、支持している。
透明樹脂基材6は、フィルム形状を有しており、例えば、保護部材2(特に、粘着剤層5)の上側に配置されている。また、透明樹脂基材6は、非晶質透明導電性フィルム3aにおける下側に位置する下側層である。
透明樹脂基材6は、例えば、可撓性を有する透明フィルムである。透明樹脂基材6の材料としては、特に限定されず、例えば、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)など)、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、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などが挙げられる。
透明樹脂基材6の材料として、好ましくは、シクロオレフィン系樹脂が挙げられる。つまり、透明樹脂基材6は、シクロオレフィン系樹脂を含有する。透明樹脂基材6がシクロオレフィン系樹脂を含有すれば、透明樹脂基材6の熱膨張係数および保護樹脂フィルム4の熱膨張係数を合致させることができ、そのため、後述する加熱工程(図2C参照)における透明樹脂基材6の変形(反りなど)を抑制することができる。さらに、透明樹脂基材6の位相差および保護樹脂フィルム4の位相差を合致させて、後述する光学検査工程を精度よく実施することができる。
透明樹脂基材6の全光線透過率(JIS K 7375-2008)は、例えば、80%以上、好ましくは、85%以上である。
透明樹脂基材6の面内の複屈折率は、例えば、0.01以下、好ましくは、0.001以下である。
透明樹脂基材6の厚みは、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下であり、また、例えば、5μm以上、好ましくは、15μm以上である。透明樹脂基材6の厚みは、例えば、マイクロゲージ式厚み計を用いて測定することができる。
(第1硬化樹脂層)
第1硬化樹脂層7aは、透明導電性フィルム3に擦り傷を生じ難くするための擦傷保護層(第1ハードコート層)である。
第1硬化樹脂層7aは、フィルム形状を有しており、例えば、透明樹脂基材6の上面全面に、透明樹脂基材6の上面に接触するように、配置されている。より具体的には、第1硬化樹脂層7aは、透明樹脂基材6と光学調整層8との間に、透明樹脂基材6の上面および光学調整層8の下面に接触するように、配置されている。
第1硬化樹脂層7aは、例えば、ハードコート組成物から形成されている。
第1硬化樹脂層7aのハードコート組成物は、樹脂を含有し、好ましくは、樹脂のみからなる。
樹脂としては、例えば、硬化性樹脂、熱可塑性樹脂(例えば、ポリオレフィン樹脂)などが挙げられ、好ましくは、硬化性樹脂が挙げられる。
硬化性樹脂としては、例えば、活性エネルギー線(具体的には、紫外線、電子線など)の照射により硬化する活性エネルギー線硬化性樹脂、例えば、加熱により硬化する熱硬化性樹脂などが挙げられ、好ましくは、活性エネルギー線硬化性樹脂が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性樹脂は、例えば、分子中に重合性炭素-炭素二重結合を有する官能基を有するポリマーが挙げられる。そのような官能基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基(メタクリロイル基および/またはアクリロイル基)などが挙げられる。
活性エネルギー線硬化性樹脂としては、具体的には、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどの(メタ)アクリル系紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂以外の硬化性樹脂としては、例えば、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、有機シラン縮合物などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。
また、このハードコート組成物は、第2硬化樹脂層7bにて後述する粒子を含有することもできる。
第1硬化樹脂層7aの厚みは、耐擦傷性、配線パターンの視認抑制の観点から、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.5μm以上であり、また、例えば、10μm以下、好ましくは、5μm以下である。硬化樹脂層7の厚みは、例えば、分光エリプソメーターにより測定することができる。
(光学調整層)
光学調整層8は、透明導電層9における配線パターンの視認を抑制しつつ、透明導電性フィルム3に優れた透明性を確保するために、透明導電性フィルム3の光学物性(例えば、屈折率)を調整する層である。
光学調整層8は、フィルム形状を有しており、例えば、第1硬化樹脂層7aの上面全面に、第1硬化樹脂層7aの上面に接触するように、配置されている。より具体的には、光学調整層8は、第1硬化樹脂層7aと透明導電層9との間に、第1硬化樹脂層7aの上面および透明導電層9の下面に接触するように、配置されている。
光学調整層8は、光学調整組成物から形成される層である。
光学調整組成物は、例えば、樹脂を含有する。光学調整組成物は、好ましくは、樹脂と粒子とを含有し、より好ましくは、樹脂と粒子とのみからなる。
樹脂としては特に限定されないが、ハードコート組成物で用いる樹脂と同一のものが挙げられる。樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。好ましくは、硬化性樹脂、より好ましくは、活性エネルギー線硬化性樹脂が挙げられる。
樹脂の含有割合は、光学調整組成物に対して、例えば、10質量%以上、好ましくは、25質量%以上であり、また、例えば、95質量%以下、好ましくは、60質量%以下である。
粒子としては、光学調整層8の求める屈折率に応じて好適な材料を選択することができ、無機粒子、有機粒子などが挙げられる。無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化などからなる金属酸化物粒子、例えば、炭酸カルシウムなどの炭酸塩粒子などが挙げられる。有機粒子としては、例えば、架橋アクリル樹脂粒子などが挙げられる。粒子は、単独使用または2種以上併用することができる。
粒子としては、好ましくは、無機粒子、より好ましくは、金属酸化物粒子、さらに好ましくは、酸化ジルコニウム粒子(ZnO)が挙げられる。
粒子の平均粒子径(メジアン径)は、例えば、10nm以上、好ましくは、20nm以上であり、また、例えば、100nm以下、好ましくは、50nm以下である。
粒子の含有割合は、光学調整組成物に対して、例えば、5質量%以上、好ましくは、40質量%以上であり、また、例えば、90質量%以下、好ましくは、75質量%以下である。
光学調整層8の屈折率は、例えば、1.50以上、好ましくは、1.60以上であり、また、例えば、1.80以下、好ましくは、1.75以下である。屈折率は、例えば、アッベ屈折率計により測定することができる。
光学調整層8の厚みは、例えば、50nm以上、好ましくは、100nm以上であり、また、例えば、800nm以下、好ましくは、300nm以下である。光学調整層8の厚みは、例えば、分光エリプソメーターにより測定することができる。
(透明導電層)
透明導電層9は、エッチングなどの後工程で、配線パターンに形成するための導電層である。
透明導電層9は、透明導電性フィルム3の最上層であって、フィルム形状を有しており、光学調整層8の上面全面に、光学調整層8の上面に接触するように、配置されている。なお、透明導電層9は、透明樹脂基材6に対して上側に位置している。
透明導電層9の材料としては、例えば、In、Sn、Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、Wからなる群より選択される少なくとも1種の金属を含む金属酸化物が挙げられる。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ドープしていてもよい。
透明導電層9の材料は、好ましくは、インジウム-スズ複合酸化物(ITO)などのインジウム含有酸化物、例えば、アンチモン-スズ複合酸化物(ATO)などのアンチモン含有酸化物などが挙げられ、より好ましくは、インジウム含有酸化物、さらに好ましくは、ITOが挙げられる。透明導電層9の材料がITOであれば、透明導電層9は、優れた透明性および優れた導電性を両立することができる。
透明導電層9の材料としてITOを用いる場合、酸化スズ(SnO)含有量は、酸化スズおよび酸化インジウム(In)の合計量に対して、例えば、0.5質量%以上、好ましくは、3質量%以上であり、また、例えば、15質量%以下、好ましくは、13質量%以下である。
「ITO」は、少なくともインジウム(In)とスズ(Sn)とを含む複合酸化物であればよく、これら以外の追加成分を含むこともできる。追加成分としては、例えば、In、Sn以外の金属元素が挙げられ、具体的には、Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、W、Fe、Pb、Ni、Nb、Cr、Gaなどが挙げられる。
透明導電層9の厚みは、例えば、10nm以上、好ましくは、20nm以上であり、また、例えば、100nm以下、好ましくは、35nm以下である。透明導電層9の厚みは、例えば、分光エリプソメーターにより測定することができる。
透明導電層9は、結晶質および非晶質のいずれであってもよい。透明導電層9は、好ましくは、結晶質からなり、より具体的には、結晶質ITO層である。これにより、透明導電層9の透明性を向上させ、また、透明導電層9の比抵抗値をより一層低減させることができる。
なお、非晶質の透明導電層9(非晶質透明導電層9a)を備える透明導電性フィルム3を、非晶質透明導電性フィルム3aと称する。また、非晶質透明導電層9aを結晶化することにより得られ、結晶性の透明導電層9(結晶化透明導電層9b)を備える透明導電性フィルム3を、結晶化透明導電性フィルム3bと称する。
透明導電層9が結晶質であることは、例えば、透明導電層9がITO層である場合は、20℃の塩酸(濃度5質量%)に15分間浸漬した後、水洗・乾燥し、15mm程度の間の端子間抵抗を測定することで判断できる。塩酸(20℃、濃度:5質量%)への浸漬・水洗・乾燥後に、15mm間の端子間抵抗が10kΩ以下である場合、ITO層が結晶質であるものとする。
(第2硬化樹脂層)
第2硬化樹脂層7bは、透明導電性フィルム3に擦り傷を生じ難くするための擦傷保護層(第2ハードコート層)である。また、第2硬化樹脂層7bは、複数のフィルム積層体1が厚み方向に積層した場合などに、互いに接触する複数の透明導電性フィルム3の表面に耐ブロッキング性を付与するためのアンチブロッキング層でもある。
第2硬化樹脂層7bは、透明樹脂基材6の下面全面に、透明樹脂基材6の下面に接触するように、配置されている。
第2硬化樹脂層7bは、第1硬化樹脂層7aと同様の層であり、例えば、第1硬化樹脂層7aで上記したものと同一のものが挙げられる。
好ましくは、第2硬化樹脂層7bのハードコート組成物は、樹脂および粒子を含有し、好ましくは、樹脂および粒子のみからなる。
樹脂としては、上記したハードコート組成物の樹脂と同様のものが挙げられる。
粒子としては、無機粒子、有機粒子などが挙げられる。無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫などからなる金属酸化物粒子、例えば、炭酸カルシウムなどの炭酸塩粒子などが挙げられる。有機粒子としては、例えば、架橋アクリル樹脂粒子などが挙げられる。粒子は、単独使用または2種以上併用することができる。
粒子としては、透明性の観点から、好ましくは、有機粒子、より好ましくは、架橋アクリル樹脂粒子が挙げられる。
粒子の最頻粒子径は、アンチブロッキング性、耐擦傷性および透明性の観点から、例えば、0.8μm以上、好ましくは、1.0μm以上であり、また、例えば、20μm以下、好ましくは、10μm以下である。最頻粒子径は、粒子分布の極大値を示す粒径であり、例えば、フロー式粒子像分析装置(Sysmex社製、製品名「FPTA-3000S」)を用いて、所定条件(Sheath液:酢酸エチル、測定モード:HPF測定、測定方式:トータルカウント)にて、測定することによって求められる。測定試料としては、粒子を酢酸エチルで1.0質量%に希釈し、超音波洗浄機を用いて均一に分散させたものを用いる。
粒子の含有割合は、樹脂100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、0.1質量部以上であり、また、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。
第2硬化樹脂層7bの厚みは、耐擦傷性、配線パターンの視認抑制の観点から、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.5μm以上であり、また、例えば、10μm以下、好ましくは、5μm以下である。
4.結晶化透明導電性フィルムの製造方法
本発明の透明導電性フィルムの製造方法の一実施形態として、図2A~図2Eを用いて、結晶化透明導電性フィルム3bの製造方法を説明する。
結晶化透明導電性フィルム3bの製造方法は、例えば、非晶質透明導電性フィルム3aおよび保護部材2をそれぞれ用意する用意工程、非晶質透明導電性フィルム3aおよび保護部材2を貼着する貼着工程、非晶質透明導電性フィルム積層体1aを加熱する加熱工程、ならびに、保護部材2を剥離する剥離工程を備える。また、結晶化透明導電性フィルム3bの製造方法は、例えば、加熱工程後で、剥離工程前の結晶化透明導電性フィルム積層体1b(後述)を光学的に検査する光学検査工程を備えることもできる。
結晶化透明導電性フィルム3bの製造方法では、用意工程、貼着工程、加熱工程および剥離工程がこの順で実施される。好ましくは、用意工程、貼着工程、加熱工程、光学検査工程および剥離工程がこの順で実施される。
(用意工程)
用意工程では、図2Aに示すように、非晶質透明導電性フィルム3aおよび保護部材2をそれぞれ用意する。
具体的には、非晶質透明導電性フィルム3aを製造するとともに、別途、保護部材2を製造する。
非晶質透明導電性フィルム3aを製造するには、まず、透明樹脂基材6を用意し、続いて、透明樹脂基材6に、硬化樹脂層7(第1硬化樹脂層7aおよび第2硬化樹脂層7b)、光学調整層8および非晶質透明導電層9aを設ける。例えば、ハードコート組成物を溶媒で希釈した希釈液を調製し、希釈液を透明樹脂基材6の両面に塗布して、希釈液を乾燥して、硬化樹脂層7を設ける。また、光学調整組成物を溶媒で希釈した希釈液を調製し、光学調整組成物の希釈液を第1硬化樹脂層7aの上面に塗布して、希釈液を乾燥して、光学調整層8を設ける。さらに、透明導電層9を、例えば、スパッタリング法で、光学調整層8の上面に設ける。
また、この際、各層を、例えば、ロールトゥロール方式で、透明樹脂基材6に対して設けることができ、または、これらの層の一部または全部をバッチ方式(枚葉方式)で設けることもできる。これにより、第2硬化樹脂層7b、透明樹脂基材6、第1硬化樹脂層7aおよび光学調整層8および非晶質透明導電層9aをこの順に備える非晶質透明導電性フィルム3aが得られる。
別途、保護部材2を製造するには、まず、保護樹脂フィルム4を用意する。
次いで、保護樹脂フィルム4の上面に、粘着剤層5を設ける。粘着剤層5を設けるには、粘着剤組成物の希釈液を調製し、粘着剤組成物の希釈液を保護樹脂フィルム4の上面に塗布して、希釈液を乾燥する。
これにより、保護樹脂フィルム4および粘着剤層5をこの順に備える保護部材2が得られる。
(貼着工程)
貼着工程では、図2Bに示すように、保護部材2および非晶質透明導電性フィルム3aを貼着する。
例えば、粘着剤層5が第2硬化樹脂層7b(透明導電性フィルム3において非晶質透明導電層9aに対して透明樹脂基材6側に位置する第2硬化樹脂層7b)に接触するように、保護部材2を非晶質透明導電性フィルム3aに貼着する。保護樹脂フィルム4を、粘着剤層5を介して、第2硬化樹脂層7bに感圧接着する。具体的には、粘着剤層5の上面を、第2硬化樹脂層7bの下面に接触させる。
これにより、保護樹脂フィルム4、粘着剤層5、および、非晶質透明導電性フィルム3aをこの順に備える非晶質透明導電性フィルム積層体1aが得られる。
(加熱工程)
加熱工程では、図2Cに示すように、非晶質透明導電性フィルム積層体1aを加熱する。
具体的には、例えば、非晶質透明導電性フィルム積層体1aを、大気下で加熱する。
加熱処理は、例えば、赤外線ヒーター、オーブンなどを用いて実施することができる。
加熱温度は、例えば、100℃以上、好ましくは、120℃以上であり、また、例えば、200℃以下、好ましくは、160℃以下である。
加熱時間は、加熱温度に応じて適宜決定されるが、例えば、10分以上、好ましくは、30分以上であり、また、例えば、5時間以下、好ましくは、3時間以下である。
これにより、非晶質透明導電層9aが結晶化され、結晶化透明導電層9bとなる。すなわち、保護樹脂フィルム4、粘着剤層5、および、結晶化透明導電性フィルム3bをこの順に備える結晶化透明導電性フィルム積層体1bが得られる。
結晶化透明導電層9bの表面抵抗値は、例えば、200Ω/□以下、好ましくは、150Ω/□以下であり、また、例えば、10Ω/□以上である。
なお、必要に応じて、加熱工程の前または後に、公知のエッチング手法によって透明導電層9をストライプ状などの配線パターンに形成してもよい。
そして、加熱工程後において、結晶化透明導電性フィルム積層体1bは、下記式(1)および(2)を満足する。
Y < 0.0003X2.7 (1)
0.2 ≦ Y < 6.0 (2)
(式中、Xは、保護樹脂フィルム4の厚み(μm)を示す。Yは、引張速度10m/min、剥離角度180°の条件における粘着剤層5の剥離力(N/50mm)を示す。)
好ましくは、非晶質透明導電性フィルム積層体1aを100℃以上200℃以下で10分以上5時間以下の条件(より好ましくは、130℃で90分の条件)で加熱することにより得られた結晶化透明導電性フィルム積層体1bにおいて、上記式(1)および(2)を満足する。
結晶化透明導電性フィルム積層体1bが上記式(1)を満足しない場合、つまり、Y ≧ 0.0003X2.7であれば、後の剥離工程において、保護樹脂フィルム4が破損する。
また、結晶化透明導電性フィルム積層体1bが上記式(2)を満足しない場合、より具体的には、粘着剤層5の剥離力Yが、0.2(N/50mm)未満であれば、加熱工程において、粘着剤層5に気泡が発生する。また、結晶化透明導電性フィルム積層体1bが上記式(2)を満足しない場合、より具体的には、粘着剤層5の剥離力Yが、6.0(N/50mm)以上であれば、後の剥離工程において、剥離に必要な力が大きくなり、剥離装置に負担がかかり、スムーズな剥離が困難になる。
好ましくは、結晶化透明導電性フィルム積層体1bは、下記式(2’)を満足する。
0.2 ≦ Y ≦ 5.0 (2’)
(光学検査工程)
光学工程では、結晶化透明導電性フィルム積層体1bを光学的に検査する。
例えば、仮想線で示すように、発光部14および受光部15を備える検査装置13を用いて、光学検査工程を実施する。具体的には、まず、発光部14および受光部15を、厚み方向に対向するように、互いに間隔を隔てて対向配置する。次いで、結晶化透明導電性フィルム積層体1bを、発光部14および受光部15の間に配置する。続いて、光を、発光部14から結晶化透明導電性フィルム積層体1bに向けて照射し、結晶化透明導電性フィルム積層体1bを透過した光が、受光部15によって受光される。そして、受光部15に接続される検査部(図示せず)によって、受光部15によって受光した光が分析されて、光学検査工程が実施される。
(剥離工程)
剥離工程では、図2Dに示すように、保護部材2を結晶化透明導電性フィルム3bから剥離する。すなわち、結晶化透明導電性フィルム積層体1bから保護部材2を除去する。
この工程では、まず、結晶化透明導電性フィルム3bを固定部材10に固定する。
固定部材10としては、下端部に平面である下面11を有する略箱形状を有する吸着装置(吸着盤)などが挙げられる。固定部材10の下面11には、吸引口12が開口されている。吸引口12は、面方向に互いに間隔を隔てて複数整列配置されている。複数の吸引口12のそれぞれの開口サイズL1は、特に限定されず、後述する吸引装置(図示せず)の作動によって、結晶化透明導電性フィルム積層体1b(結晶化透明導電性フィルム3b)が吸引口12内に入り込まない程度の小さいサイズを有する。一方、複数の吸引口12間の間隔L2は、保護部材2の引っ張りによって、隣接する吸引口12間に対応する結晶化透明導電性フィルム3bが下面11から離間して下方に突出しない程度に、設定される。つまり、L1およびL2は、剥離工程において、結晶化透明導電性フィルム3bが平板状態が維持されるように、設定される。
なお、複数の吸引口12は、図示しない吸引装置に、図示しない吸引ラインを介して接続される。吸引ライン(図示せず)には、吸引口12、吸引装置および大気に連通する三方弁が設けられている。
そして、結晶化透明導電性フィルム3bを固定部材10に固定するには、まず、吸引装置(図示せず)を作動させ、続いて、三方弁によって、吸引装置(図示せず)および吸引口12を連通させる。続いて、結晶化透明導電性フィルム3bの上面を、固定部材10の下面11に、接触させる。具体的には、結晶化透明導電層9bの上面を、固定部材10の下面11に、結晶化透明導電層9bが複数の吸引口12を閉塞するように、密着させる。これによって、吸引口12内が真空(減圧)状態となる。すると、結晶化透明導電性フィルム3bが固定部材10に固定される。
この工程では、続いて、透明導電性フィルム3を固定部材10に固定した状態で、結晶化透明導電性フィルム3bから、保護部材2を剥離する。
具体的には、保護部材2における保護樹脂フィルム4の面方向一端を把持し、かかる面方向一端部を、例えば、面方向他方側または下方に向けて引っ張る。好ましくは、保護樹脂フィルム4の面方向一端を、面方向他方側(面方向他方側斜め下方を含む。図3参照)に向けて引っ張る。
図3が参照されるように、剥離角度θは、特に限定されず、例えば、0°以上、180°以下であり、好ましくは、鈍角であって、より好ましくは、150°以上、180°以下であり、とりわけ好ましくは、180°である。剥離角度θが、180°であれば、粘着剤層5に対する応力を最小限にすることができる。
なお、剥離角度θは、剥離進行部分Zを中心とし、保護樹脂フィルム4がすでに剥離された透明導電性フィルム3の下面と、剥離されまだ引っ張られている保護樹脂フィルム4の剥離面(透明導電性フィルム3の下面に感圧接着していた面)との成す角度θとして定義される。なお、保護樹脂フィルム4の剥離面は、引っ張られている保護樹脂フィルム4のうち、断面略直線形状を有する直線部分αにおける剥離面であって、断面略湾曲形状を有する湾曲部分βにおける剥離面ではない。なお、剥離角度θは、JIS X6305-1(2006年)などによっても定義される。
すると、粘着剤層5の上面と結晶化透明導電性フィルム3bの下面とが剥離進行部分Zにおいて離間する一方、粘着剤層5は、剥離進行部分Z以降(剥離進行部分Zの移動方向下流側部分)においても保護樹脂フィルム4に追従する。他方、結晶化透明導電性フィルム3bは、固定部材10に固定され、略平板形状が維持されている。詳しくは、結晶化透明導電性フィルム3bは、剥離工程中、常に、略平板形状が維持されるように、固定部材10に固定されている。
これによって、保護部材2を、固定部材10に固定された結晶化透明導電性フィルム3bから剥離する。
その後、三方弁によって、吸引口12および大気を吸引ライン(図示せず)を介して連通させて、吸引口12を大気圧に戻し、それによって、結晶化透明導電性フィルム3bの固定部材10に対する固定状態を解除する。つまり、結晶化透明導電性フィルム3bを固定部材10から離間させる。
これにより、図2Eに示すように、第2硬化樹脂層7b、透明樹脂基材6、第1硬化樹脂層7a、光学調整層8、および、結晶化透明導電層9bを順に備える結晶化透明導電性フィルム3bが得られる。
この結晶化透明導電性フィルム3bは、例えば、画像表示装置に備えられるタッチパネル用基材に用いられる。タッチパネルの形式としては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式などの各種方式が挙げられ、特に静電容量方式のタッチパネルに好ましく用いられる。具体的には、タッチパネル用フィルムとしての結晶化透明導電性フィルム3bと、偏光板とを備える静電容量方式のタッチパネルが挙げられる。
<一実施形態の作用効果>
(1)このフィルム積層体1によれば、保護樹脂フィルム4の厚みX(μm)と、粘着剤層5の剥離力Y(N/50mm)とが、Y < 0.000.X2.7の関係を満たす。このため、粘着剤層5と透明導電性フィルム3との剥離に必要な応力を十分に低減することができ、保護部材2にかかる負担を低減することができる。その結果、図2Dに示すように、固定部材10に固定された透明導電性フィルム3を保護樹脂フィルム4から、保護樹脂フィルム4が撓むように剥離しても、保護樹脂フィルム4の破損(破断を含む)を抑制することができる。そのため、透明導電性フィルム3にかかる応力を低減しながら、フィルム積層体1において破損した状態で保護樹脂フィルム4が残存することを抑制することができる。
また、このフィルム積層体1では、保護樹脂フィルム4の剥離力Yが、0.2(N/50mm)以上である。このため、保護樹脂フィルム4と透明導電性フィルム3とが透明導電性フィルム3を介して十分に密着し、図2Cに示す加熱工程において、粘着剤層5に気泡の発生を抑制することができる。よって、図2Cの仮想線で示すように、光学検査工程において、フィルム積層体1を精度よく検査することができる。
また、このフィルム積層体1では、粘着剤層5の剥離力Yが、6.0(N/50mm)未満である。このため、剥離にかかる応力を低減することができ、剥離装置に対して負担なくスムーズに剥離することができる。
これらから、このフィルム積層体1は、精度よく検査できながら、保護部材2が剥離された透明導電性フィルム3を、優れた信頼性で、効率よく製造することができる。
(2)このフィルム積層体1によれば、保護樹脂フィルム4の厚みXが、100μm以下であれば、粘着剤層5と透明導電性フィルム3との剥離に必要な応力を十分に低減することができ、保護部材2にかかる負担を低減することができる。そのため、透明導電性フィルム3を、より一層効率よく製造することができる。
(3)このフィルム積層体1によれば、透明樹脂基材6は、シクロオレフィン系樹脂を含有するので、透明樹脂基材6の物性および保護樹脂フィルム4の物性を合致させることができる。具体的には、透明樹脂基材6および保護樹脂フィルム4のそれぞれの線膨張係数、全光線透過率、複屈折率などを合致させることができる。
そのため、図2Cに示す加熱工程において、フィルム積層体1の変形(熱による変形)を抑制したり、図2Cの仮想線で示す光学検査工程において、フィルム積層体1の光学的な検査を精度よく実施することができる。
さらに、フィルム積層体1において、透明導電性フィルム3における複屈折を低減する観点から、透明樹脂基材6にシクロオレフィン系樹脂を含有させ、さらにまた、上記した光学検査工程を精度よく実施する観点、および、加熱工程において変更を防止する観点から、保護樹脂フィルム4にも、透明樹脂基材6と同一のシクロオレフィン系樹脂を含有させる要望がある。
しかし、そのような保護樹脂フィルム4は、機械強度が比較的低いため、剥離工程において、破損し易い。
しかし、このフィルム積層体1では、上記したように、保護樹脂フィルム4の厚みXと、粘着剤層5の剥離力Yが上記式(1)を満たすため、粘着剤層5と透明導電性フィルム3との剥離に必要な応力を十分に低減することができ、保護樹脂フィルム4にかかる負担を低減することができ、その結果、保護樹脂フィルム4の破損(破断を含む)を抑制することができる。
(4)このフィルム積層体1では、粘着剤層5は、透明導電性フィルム3における上側(透明導電層9側)ではなく、透明導電性フィルム3における下側(透明樹脂基材6側)に、感圧接着するので、透明導電層9の信頼性を確保することができる。
(5)このフィルム積層体1は、第2硬化樹脂層7b、第1硬化樹脂層7aおよび光学調整層8を備えるので、透明導電性フィルム3に、アンチブロッキング性、擦傷保護性および配線パターンの視認抑制性などを付与することができる。
(6)このフィルム積層体1によれば、透明導電層9が、インジウム-スズ複合酸化物を含有するので、透明導電層9は、優れた透明性および優れた導電性を両立することができる。
(7)また、図2Dに示すように、透明導電性フィルム3の製造方法の剥離工程において、加熱工程後の透明導電性フィルム3にかかる応力、つまり、結晶化透明導電性フィルム3bにかかる応力を低減すべく、透明導電性フィルム3を固定部材10に固定し、その状態で、保護部材2を結晶化透明導電性フィルム3bから、保護樹脂フィルム4が撓むように、剥離すると、保護樹脂フィルム4において撓む部分(屈曲部分、剥離進行部分)Zは、応力集中し、そのため、保護樹脂フィルム4が、破損し易い。
しかし、この透明導電性フィルム3(結晶化透明導電性フィルム3b)の製造方法によれば、保護樹脂フィルム4の厚みX(μm)と、粘着剤層5の剥離力Y(N/50mm)とが、Y < 0.0003X2.7の関係を満たす。そのため、固定部材10に固定された透明導電性フィルム3から保護樹脂フィルム4を、保護樹脂フィルム4が撓むように剥離しても、保護樹脂フィルム4が破損することを抑制することができる。そのため、透明導電性フィルム3にかかる応力を低減しながら、フィルム積層体1(結晶化透明導電性フィルム積層体1b)において破損した状態で保護樹脂フィルム4が残存することを抑制することができる。その結果、フィルム積層体1(結晶化透明導電性フィルム積層体1b)を、優れた信頼性で効率よく製造することができる。
また、この透明導電性フィルム3の製造方法では、粘着剤層5の剥離力Yが、0.2(N/50mm)以上である。このため、保護樹脂フィルム4と透明導電性フィルム3とが透明導電性フィルム3を介して十分に密着し、図2Cに示す加熱工程において、透明導電性フィルム3に気泡の発生を抑制することができる。よって、図2Cに示す光学検査工程において、フィルム積層体1(結晶化透明導電性フィルム積層体1b)を精度よく検査することができる。
また、このフィルム積層体1の製造方法では、粘着剤層5の剥離力Yが、6.0(N/50mm)未満である。このため、剥離にかかる応力を低減することができ、剥離装置に対して負担なくスムーズに剥離することができる。
これらから、フィルム積層体1(結晶化透明導電性フィルム積層体1b)の製造方法は、精度よく検査できながら、保護部材2が剥離された透明導電性フィルム3(結晶化透明導電性フィルム3b)を、優れた信頼性で、効率よく製造することができる。
(8)図2Cに示す加熱工程によって粘着剤層5に気泡が発生すれば、図2Cの仮想線で示す光学検査工程において、フィルム積層体1を光学的に検査することが困難となる。
しかし、この透明導電性フィルム3の製造方法によれば、上記したように、加熱工程における粘着剤層5の気泡が発生が抑制されているので、図2Cの仮想線で示す光学検査工程において、フィルム積層体1を確実に光学的に検査することができる。そのため、透明導電性フィルム3を優れた信頼性で製造することができる。
(9)この透明導電性フィルムの製造方法によれば、図1に示す用意工程では、シクロオレフィン系樹脂を含有する透明樹脂基材6を備える非晶質透明導電性フィルム3a(透明導電性フィルム3)と、シクロオレフィン系樹脂を含有する保護樹脂フィルム4とを用意する。そのため、図2Cに示す加熱工程で、非晶質透明導電性フィルム3aおよび透明樹脂基材6を加熱しても、両方の物性、具体的には、熱膨張係数が合致するため、加熱に起因する変形を抑制することができる。
<変形例>
変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上記した一実施形態では、透明導電層9は、金属酸化物からなる。
しかし、透明導電層9の材料は、上記に限定されない。透明導電層9の材料として、上記した金属であってもよい。その場合には、透明導電層9は、金属ナノワイヤまたは金属メッシュを備える。透明導電層9は、好ましくは、金属ナノワイヤまたは金属メッシュからなる。
金属ナノワイヤは、直径がナノメートルサイズ(好ましくは、500nm未満)の針状または糸状の金属である。
金属ナノワイヤを構成する金属としては、好ましくは、Au、Ag、Cu、Niなどの導電性金属が挙げられ、導電性の観点から、より好ましくは、Agが挙げられる。
金属メッシュは、金属細線が格子状のパターンに形成されてなる。金属メッシュを構成する金属としては、上記金属ナノワイヤを構成する金属と同様のものが挙げられる。
これら金属ナノワイヤまたは金属メッシュには、メッキ処理(例えば、金メッキ処理)がなされていてもよい。
また、上記した一実施形態では、図1に示すように、透明導電性フィルム3は、第2硬化樹脂層7b、第1硬化樹脂層7aおよび光学調整層8を備えている。しかし、これに限定されない。透明導電性フィルム3は、例えば、図示しないが、透明導電性フィルム3は、第2硬化樹脂層7b、第1硬化樹脂層7aおよび光学調整層8の一部または全部を備えていなくてもよい。また、透明導電性フィルム3は、第2硬化樹脂層7bおよび透明樹脂基材6の間などに、さらに、光学調整層8(第2光学調整層)をさらに設けてもよい。
好ましくは、透明導電性フィルム3は、第2硬化樹脂層7b、透明樹脂基材6、第1硬化樹脂層7a、光学調整層8および透明導電層9をこの順に備える。これにより、透明導電性フィルム3に、アンチブロッキング性、擦傷保護性および配線パターンの視認抑制性を付与することができる。
また、上記した一実施形態では、図2Cの仮想線に示すように、結晶化透明導電性フィルム積層体1bの製造方法は、光学検査工程を備える。しかし、例えば、結晶化透明導電性フィルム積層体1bの製造方法を備えず、用意工程、貼着工程、加熱工程および剥離工程のみを備えることもできる。
好ましくは、この結晶化透明導電性フィルム積層体1bの製造方法は、用意工程、貼着工程、加熱工程、光学検査工程および剥離工程をこの順に備える。図2Cに示す加熱において、粘着剤層5に気泡が発生すると、図2Cの仮想線で示す光学検査工程において、結晶化透明導電性フィルム積層体1bを精度よく検査できない。しかし、この結晶化透明導電性フィルム積層体1bの製造方法では、上記したように、加熱工程における粘着剤層5における気泡の発生が抑制されている。
また、上記した一実施形態では、固定部材10として、吸着装置(吸着盤)を例示したが、これに限定されず、例えば、感圧接着シート(テープ)であってもよい。好ましくは、吸着装置(吸着盤)が挙げられる。吸着装置(吸着盤)であれば、透明導電性フィルム3の固定およびその解除を容易に制御できつつ、透明導電層9の損傷を抑制できる。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。また、各例中、部、%はいずれも質量基準である。
<実施例1>
(透明導電性フィルム)
透明樹脂基材として、シクロオレフィン系樹脂基材(COPフィルム、厚み25μm、日本ゼオン社製、「ZEONOR」(登録商標)、面内の複屈折率0.0001)を用意した。
次いで、透明樹脂基材の上面に、バインダー樹脂からなるハードコート組成物の希釈液を塗布し、透明樹脂基材の下面に、バインダー樹脂と複数の粒子を含有するハードコート組成物の希釈液を塗布し、次いで、これらを乾燥した後、両面に紫外線を照射し、ハードコート組成物を硬化させた。これにより、透明樹脂基材の上面に、粒子を含有しない第1硬化樹脂層(厚み1μm)、透明樹脂基材の下面に、粒子を含有する第2硬化樹脂層(厚み1μm)を形成した。
なお、粒子として、架橋アクリル・スチレン系樹脂粒子(積水樹脂社製、「SSX105」、直径3μm)を用いた。バインダー樹脂として、ウレタン系多官能ポリアクリレート(DIC社製、「UNIDIC」)を用いた。
次いで、第1硬化樹脂層の上面に、ジルコニア粒子と紫外線硬化性樹脂とを含有する光学調整組成物の希釈液(「オプスターZ7412」、JSR社製、屈折率1.62)を塗布し、80℃で3分間乾燥した後、紫外線を照射した。これにより、第1硬化樹脂層の上面に、光学調整層(厚み0.1μm)を形成した。
次いで、スパッタリングで、光学調整層の上面に、非晶質透明導電層であるITO層(厚み25nm)を形成した。
これにより、第2硬化樹脂層、透明樹脂基材、第1硬化樹脂層、光学調整層および非晶質透明導電層を順に備える非晶質透明導電性フィルムを作製した。
(保護部材)
酢酸エチル中で、アクリル酸2-エチルヘキシル(96モル)、アクリル酸ヒドロキシエチル(4モル)を共重合して、重量平均分子量700,000(標準ポリスチレン換算)のアクリル系共重合体の溶液を得た。アクリル系共重合体100質量部(固形分)に対し、イソシアネート系架橋剤(「コロネートL」、日本ポリウレタン工業社製)3質量部を添加した後、酢酸エチルにて希釈して、固形分が20質量%である粘着剤組成物の希釈液を調製した。
保護樹脂フィルムとして、長手方向に長尺なシクロオレフィン系樹脂からなるフィルム(COPフィルム、厚み25μm、日本ゼオン社製、「ZEONOR」(登録商標)、面内の複屈折率0.0001)を用意した。この保護樹脂フィルムの上面に、粘着剤組成物の希釈液を塗布および乾燥させて、厚み10μmの粘着剤層を形成した。これにより、保護樹脂フィルムおよび粘着剤層を順に備える保護部材を作製した。
(透明導電性フィルム積層体)
第2硬化樹脂層と粘着剤層とが接触するように、透明導電性フィルムおよび保護部材を貼着して、透明導電性フィルム積層体を得た(図1および図2B参照)。
<実施例2~5>
保護樹脂フィルムおよび透明樹脂基材の材料および厚みを、表1に示す材料および厚みに変更した以外は、実施例1と同様に処理して、透明導電性フィルム積層体を得た。
なお、実施例5において、PETからなるフィルムとしては、東レフィルム加工社製のTT50-405Bを用いた。
<実施例6、比較例1~比較例7>
粘着剤組成物透明導電性フィルム積層体の厚みおよびそれを処理する条件を下記および表1の通りに変更した以外は、実施例4と同様にして、実施例の透明導電性フィルム積層体を得た。
実施例6:粘着剤層を備える保護部材の作製において、アクリル酸2-エチルヘキシルの配合量を96モルから90モルに変更し、アクリル酸ヒドロキシエチルの配合量を4モルから10モルに変更し、イソシアネート系架橋剤の配合量を3質量部から5質量部に変更した。
比較例1:粘着剤層を備える保護部材の作製において、アクリル酸2-エチルヘキシルの配合量を96モルから98モルに変更し、アクリル酸ヒドロキシエチルの配合量を4モルから2モルに変更し、イソシアネート系架橋剤の配合量を3質量部から1.5質量部に変更した。さらに、透明導電性フィルム積層体を得た後、これを、150℃で60分間、加熱した。
比較例2:粘着剤層を備える保護部材の作製において、アクリル酸2-エチルヘキシルの配合量を96モルから80モルに変更し、アクリル酸ヒドロキシエチルの配合量を4モルから20モルに変更し、イソシアネート系架橋剤の配合量を3質量部から6質量部に変更した。
比較例3:粘着剤層を備える保護部材の作製において、アクリル酸2-エチルヘキシルの配合量を96モルから90モルに変更し、アクリル酸ヒドロキシエチルの配合量を4モルから10モルに変更した。
比較例4:透明導電性フィルム積層体を得た後、これを、150℃で60分間、加熱した。
比較例5:粘着剤層を備える保護部材の作製において、イソシアネート系架橋剤の配合量を3質量部から2.5質量部に変更した。
比較例6:粘着剤層を備える保護部材の作製において、イソシアネート系架橋剤の配合量を3質量部から1.5質量部に変更した。
比較例7:粘着剤層を備える保護部材の作製において、アクリル酸2-エチルヘキシルの配合量を96モルから98モルに変更し、アクリル酸ヒドロキシエチルの配合量を4モルから2モルに変更し、イソシアネート系架橋剤の配合量を3質量部から1質量部に変更した。
<表面抵抗値の測定>
各実施例および各比較例の透明導電性フィルム積層体について、非晶質のITO層の表面抵抗を四端子法により測定したところ、340Ω/□であった。また、透明導電性フィルムを130℃で30分加熱し、ITO層を結晶化した。結晶化したITO層の表面抵抗を四端子法により測定したところ、100Ω/□であった。
<剥離力の測定>
各実施例および各比較例の透明導電性フィルム積層体を、130℃で90分の加熱処理を実施し、ITO層を結晶化させた。
その後、結晶化透明導電性フィルム積層体を幅50mm、長さ200mmに切断し、切断した結晶化透明導電性フィルム積層体を、剥離力測定装置(装置名TE-702、テスター産業社製)の試料台に、固定部材として感圧接着シートを介して、固定した。
続いて、結晶化透明導電性フィルム積層体における保護部材(保護樹脂フィルム)の一端を把持し、引張速度10m/minの条件で剥離角度180°における剥離力(N/50mm)(粘着剤層の剥離力Y)を測定した。
なお、比較例5~7では、破断部分が確認されており、この破断部分がある状態では、粘着剤層の剥離力Yを測定できないため、かかる破断部分を補強テープで補強した後、引き続き、粘着剤層の剥離力Yを測定した。
そして、剥離力Yを、測定した保護樹脂フィルムの厚みXとともに、表1および図4に示す。
図4において、保護樹脂フィルムの厚みX、および、粘着剤層の剥離力Yをプロットして、同一厚みXにおいて、破断しなかった剥離力Yの最大値と、破断した剥離力Yの最小値との中間値を求めて、それに近似する累乗近似に基づいて、近似曲線を描いた。
<気泡の有無>
各実施例および各比較例の透明導電性フィルム積層体を、130℃で90分の加熱処理を実施した際の側断面図を観察した。粘着剤層内に気泡が観察されなかった場合を○と評価し、粘着剤層内に多くの気泡が観察された場合を×と評価した。結果を表1に示す。
<剥離性の測定>
各実施例および各比較例の透明導電性フィルム積層体を上記<剥離力の測定>と同様にして結晶化して、結晶化透明導電性フィルム積層体を得た。
次いで、結晶化透明導電性フィルム積層体の透明導電フィルムの長手方向一端を、180°の剥離角度で、剥離力測定装置にて長時間引っ張り、剥離し続けた。
このとき、透明導電性フィルムがスムーズに剥離できず、剥離力測定装置の調整が必要になった場合を×、上記した調整を要せず、透明導電性フィルムがスムーズに剥離できた場合を○と評価した。
<考察>
図4から分かるように、保護樹脂フィルム4の厚みXが40μm以下(具体的には、42μm以下)であれば、保護樹脂フィルム4の厚みXおよび粘着剤層5の剥離力Yが式(1)(Y < 0.0003X2.7)を満足する実施例1~実施例6では、いずれも、保護樹脂フィルム4が破損しない。一方、厚みXおよび剥離力Yが式(1)を満足しない比較例5~7では、いずれも、保護樹脂フィルム4が破損した。
一方、保護樹脂フィルム4の厚みXが40μmを超える(具体的には、42μmを超える)場合には、剥離力Yが22(N/50mm)で破断する比較例7と、剥離力10(N/50mm)以上で破断しない比較例1と(いずれも保護樹脂フィルム4の厚みXが100μm)を対比して検討すべきであるが、比較例7および比較例1の剥離力Yのいずれもが、6.0(N/50mm)以上であるので、式(2)を満足せず、そのため、比較例7および比較例1はいずれも本発明の範囲外となり、つまり、剥離に必要な力が大きくなり、剥離装置に負担がかかり、スムーズな剥離が困難になる。なお、保護樹脂フィルム4の破断の有無に基づいて得られる線(境界線)は、図4から分かるように、Y = 0.1X + 4であり、そのため、保護樹脂フィルム4の破断しない条件は、下記式(3)を満足することであると推測される。
Y < 0.1X + 4(但し、X>42(μm)) (3)
Figure 0007357434000001
1 透明導電性フィルム積層体
2 保護部材
3 透明導電性フィルム
4 保護樹脂フィルム
5 粘着剤層
6 透明樹脂基材
7a 第1硬化樹脂層
7b 第2硬化樹脂層
8 光学調整層
9 透明導電層
10 固定部材
11 下面
X 保護樹脂フィルムの厚み(μm)
Y 粘着剤層の剥離力(N/50mm)

Claims (6)

  1. 保護樹脂フィルム、粘着剤層および透明導電性フィルムをこの順に備える透明導電性フィルム積層体であり、
    前記保護樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂を含有し、
    下記式(1)および(2)を満足し、
    前記保護樹脂フィルムの厚みXが、50μm以下であり、
    前記透明導電性フィルムは、下から順に、第2硬化樹脂層、透明樹脂基材および結晶化した透明導電層を備え、
    前記粘着剤層は、前記第2硬化樹脂層の下面に、感圧接着していることを特徴とする、透明導電性フィルム積層体。
    Y < 0.0003X 2.7 (1)
    0.2 ≦ Y ≦ 1.99 (2)
    (式中、Xは、前記保護樹脂フィルムの厚み(μm)を示す。Yは、引張速度10m/min、剥離角度180°の条件における前記粘着剤層の剥離力(N/50mm)を示す。)
  2. 前記透明導電層が、インジウム-スズ複合酸化物を含有することを特徴とする、請求項1に記載の透明導電性フィルム積層体。
  3. 前記透明導電性フィルムは、第1硬化樹脂層および光学調整層をさらに備え、
    前記透明導電性フィルムでは、前記第2硬化樹脂層、前記透明樹脂基材、前記第1硬化樹脂層、前記光学調整層および前記透明導電層が、下から順に配置されることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の透明導電性フィルム積層体。
  4. 非晶質の透明導電層を備える透明導電性フィルムと、保護樹脂フィルムおよび粘着剤層をこの順に備える保護部材とをそれぞれ用意する用意工程、
    前記透明導電性フィルムおよび前記保護部材を貼着して、前記透明導電性フィルムおよび前記保護部材を備える透明導電性フィルム積層体を得る貼着工程、
    前記透明導電性フィルム積層体を加熱して、前記非晶質の透明導電層を結晶化する加熱工程、ならびに、
    前記加熱工程後の透明導電性フィルムを平面を有する固定部材に固定した状態で、前記保護部材を、前記透明導電性フィルムから、前記保護樹脂フィルムが撓むように、剥離する剥離工程を備え、
    前記保護樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂を含有し、
    前記加熱工程後において、下記式(1)および(2)を満足し、
    前記保護樹脂フィルムの厚みXが、50μm以下であり、
    前記用意工程では、第2硬化樹脂層、シクロオレフィン系樹脂を含有する透明樹脂基材および前記透明導電層を下から順に備える前記透明導電性フィルムを用意し、
    前記貼着工程では、前記粘着剤層が、前記第2硬化樹脂層に接触するように、前記透明導電性フィルムおよび前記保護部材を貼着することを特徴とする、透明導電性フィルムの製造方法。
    Y < 0.0003X2.7 (1)
    0.2 ≦ Y < 1.99 (2)
    (式中、Xは、前記保護樹脂フィルムの厚み(μm)を示す。Yは、引張速度10m/min、剥離角度180°の条件における前記粘着剤層の剥離力(N/50mm)を示す。)
  5. 前記加熱工程後であって、前記剥離工程前に、透明導電性フィルム積層体を光学的に検査する光学検査工程をさらに備えることを特徴とする、請求項に記載の透明導電性フィルムの製造方法。
  6. 前記用意工程では、第1硬化樹脂層および光学調整層をさらに備える前記透明導電性フィルムを用意し、
    前記透明導電性フィルムでは、前記第2硬化樹脂層、前記透明樹脂基材、前記第1硬化樹脂層、前記光学調整層および前記透明導電層が、下から順に配置されることを特徴とする、請求項4または請求項5に記載の透明導電性フィルムの製造方法。
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