JPWO2009054464A1 - 透明導電性積層体及び透明タッチパネル - Google Patents
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該透明導電層−1が、有機成分を含有しない結晶質の透明導電層であり、かつ該透明導電層−2が、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコシキシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂と、少なくとも1種類の平均1次粒子径100nm以下の導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有することを特徴とする、透明導電性積層体。
(2)微粒子Aの含有量が、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコシキシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上400重量部以下である、上記(1)項に記載の透明導電性積層体。
(3)透明導電層−1の膜厚が5nm以上50nm以下である、上記(1)項に記載の透明導電性積層体。
(4)透明導電層−2の膜厚が10nm以上1500nm以下である、上記(1)項に記載の透明導電性積層体。
(5)透明導電層−2中に、平均1次粒子径が該透明導電層−2の膜厚を基準として1.2倍以上、1.2μm以下の微粒子Bを含有する、上記(1)〜(4)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(6)微粒子Bが導電性金属酸化物または金属微粒子である、上記(5)項に記載の透明導電性積層体。
(7)硬化樹脂層と透明導電層−1との間に、更に、膜厚が0.5nm以上5.0nm未満の金属酸化物層を有する、上記(1)〜(6)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(8)硬化樹脂層の屈折率が1.20〜1.55、膜厚が0.05μm以上0.5μm以下である、上記(1)〜(7)項のいずれか記載の透明導電性積層体。
(9)硬化樹脂層が、その表面に凹凸を有し、硬化樹脂成分と平均1次粒子径0.1μm超の微粒子Cを1種類または2種類以上を含有し、少なくとも1種類の微粒子Cの平均1次粒子径が硬化樹脂層膜厚の1.2倍以上である、上記(1)〜(8)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(10)硬化樹脂層が、その表面に凹凸を有し、硬化樹脂成分と1種類または2種類以上の平均1次粒子径100nm以下の金属酸化物または金属フッ化物金属の微粒子Dとを含有する、上記(1)〜(8)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(11)硬化樹脂層が、硬化樹脂成分と微粒子C及び微粒子Dとを含有する、上記(9)または(10)項に記載の透明導電性積層体。
(12)硬化樹脂層が、その表面に二種の成分が相分離して形成された凹凸を有し、かつ凹凸を付与するための微粒子を含有せず、硬化樹脂層のJIS B0601−1994による算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上0.5μm未満であり、JIS B0601−1982による十点平均粗さ(Rz)が0.5μm以上2μm未満の範囲にある、上記(1)〜(8)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(13)硬化樹脂層を形成する成分が、第1成分は重合体であり、第2成分はモノマーである、上記(12)項に記載の透明導電性積層体。
(14)硬化樹脂層を形成する第1成分と第2成分とのSP値の差が0.5以上である、上記(12)または(13)項に記載の透明導電性積層体。
(15)硬化樹脂層を形成する第1成分は不飽和二重結合含有アクリル共重合体であり、第2成分は多官能性不飽和二重結合含有モノマーである、上記(12)〜(14)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(16)高分子フィルムと透明導電層−1との間に、少なくとも1層の低屈折率層と少なくとも1層の高屈折率層とからなる光学干渉層を有し、低屈折率層が透明導電層−1と接する、上記(1)〜(7)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(17)高分子フィルムと金属酸化物層との間に、少なくとも1層の低屈折率層と少なくとも1層の高屈折率層とからなる光学干渉層を有し、低屈折率層が金属酸化物層と接する、上記(1)〜(16)項のいずれか記載の透明導電性積層体。
(18)少なくとも片面に透明導電層が設けられた2枚の透明電極基板が、互いの透明導電層同士が向き合うように配置されて構成されたタッチパネルにおいて、少なくとも一方の透明電極基板として上記(1)〜(17)項のいずれかに記載の透明導電性積層体を用いたことを特徴とする、タッチパネル。
高分子フィルムを構成する有機高分子としては、耐熱性に優れた透明な有機高分子であれば特に限定されない。有機高分子としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリジアリルフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、アクリル樹脂、セルロースアセテート樹脂、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。もちろんこれらはホモポリマー、コポリマーとして使用しても良い。また、上記有機高分子を単独で使用しても良いし、ブレンドしても使用し得る。
本発明における透明導電層−1は、有機成分を含有しない結晶質の導電層であり、例えば、結晶質の金属層あるいは結晶質の金属化合物層を挙げることができる。
本発明における透明導電層−2は、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコシキシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂と、少なくとも1種類の平均1次粒子径100nm以下の導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する。
本発明において、透明導電層−2は、電離放射線硬化型樹脂(少なくとも電子線あるいは紫外線照射により硬化される樹脂)と微粒子Aとを含有する塗料から形成される。具体的には、光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤と微粒子Aとを含有し、さらに必要に応じて増感剤、非反応性樹脂、レベリング剤等の添加剤、溶剤を含有してもよい。
透明導電層−2に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、などを例示することができる。
透明導電層−2に用いるアルコキシシラン以外の金属アルコキシドは下記一般式で示される化合物である:
(R3O)nMR4 m−n
本発明において、透明導電層−2を構成する熱硬化・架橋樹脂成分としては、オルガノシラン系の熱硬化性樹脂、メラミン系熱硬化性樹脂、イソシアネート系熱硬化性樹脂、フェノール系熱硬化性樹脂、エポキシ系熱硬化性樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、シアン酸エステル樹脂、等公知の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂のうち、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のシラン化合物をモノマーとしたオルガノシラン系の熱硬化性樹脂、エーテル化メチロールメラミン等をモノマーとしたメラミン系熱硬化性樹脂が低温でなおかつ短時間で硬化できるため特に好ましい。
本発明における透明導電層−2には、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコシキシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂と、少なくとも1種類の平均1次粒子径100nm以下の導電性金属酸化物または金属の微粒子Aが成分として必要である。
金属微粒子を構成する金属は、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。金属そのものであってもよいし、金属カルコゲナイド、金属ハロゲン化合物などであってもよい。前記金属としては、Ti、Fe、Co、Ni、Zr、Mo、Ru、Rh、Ag、Cd、Sn、Ir、Pt、Au、Pb、Bi、これらの合金等が挙げられる。
透明タッチパネルにおいて対向して配置された透明導電層の両層の表面が実質的に平坦である場合、対向して配置された両透明導電層表面同士が接触した際に、両透明導電層表面同士がくっつく現象により、透明導電層が劣化し透明タッチパネルが誤動作する問題がある。この両透明導電層表面同士のくっつき現象を防止するために、透明導電層−2中に微粒子Bを含有させることができる。
本発明の透明導電性積層体は、高分子フィルムと透明導電層−1の間に膜厚が0.5nm以上5.0nm未満の金属酸化物層を更に有していてもよい。
本発明の透明導電性積層体は、高分子フィルムと透明導電層−1との間に、或は高分子フィルムと前記金属酸化物層との間に、硬化樹脂層を設ける必要がある。
硬化樹脂層に含有させる微粒子Cの平均一次粒子径は0.1μmより大きく、微粒子Cとしては具体的には、例えば、シリカ微粒子等の無機微粒子、架橋アクリル微粒子、架橋ポリスチレン等の有機微粒子を挙げることができる。
微粒子Dの平均1次粒子径は100nm以下が好ましく、更に好ましくは75nm以下、更に好ましくは50nm以下である。微粒子Dの1次粒子径を100nm以下に制御すれば、塗工層が白化することがない。
本発明の透明導電性積層体は、高分子フィルムまたは硬化樹脂層と透明導電層−1または金属酸化物層の間に少なくとも1層の低屈折率層と少なくとも1層の高屈折率層からなり、低屈折率層が金属酸化物層または透明導電層−1と接する光学干渉層を有することができる。
高屈折率層は、例えば金属アルコキシドを加水分解ならびに縮合重合して形成された層、または金属アルコキシドを加水分解ならびに縮合重合してなる成分または/及び熱硬化性樹脂成分または/及び電離放射線硬化性樹脂成分のうちの少なくとも1種類と少なくとも平均1次粒子径100nm以下の金属酸化物または金属フッ化物からなる微粒子Dとからなる層である。
本発明の光学干渉層を構成する低屈折率層は、透明導電層−2に関して電離放射線硬化型樹脂、熱硬化・架橋樹脂等として挙げた樹脂を用いて形成することが出来る。透明導電層−1または金属酸化物層との密着性を強化することや屈折率を調整することを目的として平均一次粒子径100nm以下である金属酸化物または金属フッ化物からなる微粒子Dを単独または2種類以上適当量添加して用いることが出来る。この時用いる微粒子Dとしては屈折率が低い微粒子、例えばSiO2やMgF2などの微粒子が適当である。低屈折率層の厚さは、好ましくは15〜250nm、より好ましくは30〜150nmである。
本発明の透明導電性積層体を可動電極基板として用いた場合は、タッチパネルに使うときに外力が加わる面、すなわち透明導電層とは反対側の高分子フィルム面には、ハードコート層を設けることが好ましい。ハードコート層を形成するための材料としては、例えばメチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のオルガノシラン系熱硬化性樹脂、エーテル化メチロールメラミン等のメラミン系熱硬化性樹脂、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の多官能アクリレート系紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。
透明導電層同士が向き合うように配置されて構成されたタッチパネルにおいて、少なくとも透明電極基板として本発明の透明導電性積層体を用いることにより筆記耐久性の向上した、特に端部領域での筆記耐久性(端押し耐久性)の向上した透明タッチパネルを得ることができる。
可動電極基板上又は固定電極基板上の平行電極間に直流電圧5Vを印加する。平行電極と垂直の方向に5mm間隔で電圧を測定する。測定開始位置Aの電圧をEA、測定終了位置Bの電圧をEB、Aからの距離Xにおける電圧実測値EX、理論値をET、リニアリティーをLとすると、下記式により求められる。
L(%)=(|ET−EX|)/(EB−EA) × 100
作製した透明タッチパネルの可動電極基板の周囲の絶縁層から2.0mm及び1.5mmの位置を絶縁層と平行して先端が0.8Rのポリアセタール製のペンを用いて450g荷重で直線10万回往復の筆記耐久性試験を行い、リニアリティー変化量を測定する。端押し耐久性試験前後のリニアリティー変化量が1.5%以上となるものをNGとした。
作製した透明タッチパネルの中央部を先端が0.8Rのポリアセタール製のペンを用いて450g荷重で直線10万回往復の筆記耐久性試験を行い、リニアリティー変化量を測定する。筆記耐久性(中央部)試験前後のリニアリティー変化量が1.5%以上となるものをNGとした。
全光線透過率は、日本電色工業社製A300を用いて測定した。
透明導電性積層体の透明導電層面の表面抵抗値R1を室温にて測定する。次いで透明導電性積層体を、60℃90%相対湿度(Relative Humidity(RH))の環境下に240hr放置した後、室内に取り出し、室温にて透明導電層面の表面抵抗値R2を測定する。得られたR2、R1の値から表面抵抗値変化率(R2/R1)を計算する。表面抵抗値変化率が0.8から1.2の範囲であれば、高温高湿信頼性が良好である。
透明導電性積層体の透明導電層面の表面抵抗値R1を室温にて測定する。次いで透明導電性積層体を、80℃Dry(絶乾)の環境下に240hr放置した後、室内に取り出し、室温にて透明導電層面の表面抵抗値R2を測定する。得られたR2、R1の値から表面抵抗値変化率(R2/R1)を計算する。表面抵抗値変化率が0.8から1.2の範囲であれば、高温信頼性が良好である。
微粒子の平均一次粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を使用して測定した。
“Properties of Polymers”(Elsevier, Amsterdam(1976))に記載のVan Klevinの方法に従って算出した。
Sloan社製の触針段差計DEKTAK3を用いて測定した。測定はJIS B0601−1994年版に準拠して行なった。
小坂研究所株式会社製のSurfcorder SE−3400 を用いて測定した。測定はJIS B0601−1982年版に準拠して行なった。
以下の実施例I−1〜I−6、および比較例I−1〜I−20では、透明導電層−2が、電離放射線硬化型樹脂と導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する本発明の態様について検討する。
(ハードコート層の形成)
厚さ188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「OFW」)の片面に、紫外線硬化型多官能アクリレート樹脂塗料を用いて膜厚が4μmのハードコート層を形成した。
4官能アクリレート「アロニックス」M400(東亞合成株式会社製)100重量部、「イルガキュア」184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)5重量部、酸化ケイ素微粒子(宇部日東化成株式会社製「ハイプレシカ」3.0μm品(グレードN3N))0.7重量部を、イソプロビルアルコールと1−メトキシ−2−プロパノールの1:1混合溶媒に溶解し、その後、平均一次粒子径30nmのMgF2超微粒子(シーアイ化成株式会社製(20重量%エチルアルコール・n−ブチルアルコール混合溶媒分散液))を、硬化樹脂成分100重量部に対して固形分として5重量部となるように混合して、塗工液I−Aを作製した。
酸化インジウムと酸化スズとが重量比95:5の組成で充填密度98%の酸化インジウム−酸化スズターゲットを用いたスパッタリング法によって、硬化樹脂層上に透明導電層−1としてのITO層を形成した。形成された透明導電層−1の膜厚は約20nmであり、製膜後の表面抵抗値は約350Ω/□(Ω/sq)であった。
電離放射線硬化型樹脂としてのペンタエリスリトールトリアクリレート100重量部、光重合開始剤「イルガキュア」184(チバスペシャリティーケミカル社製)7重量部、および平均一次粒子径20nmの結晶質ITOナノ粒子(シーアイ化成株式会社製)をトルエンに分散させた15%分散液(CI化成株式会社製)50重量部(固形分換算)を、イソプロピルアルコールとイソブチルアルコールの重量比が1:1である混合溶媒に固形分が5%重量%となるように溶解して塗工液I−Bを作製した。
作製した可動電極基板に150℃90分間の熱処理を行い、透明導電層−1(ITO層)を結晶化させた。ITO層が結晶化した後の表面抵抗値は約210Ω/□(Ω/sq)であった。可動電極基板として用いられる透明導電性積層体の環境信頼性特性を、表I−1に示す。なお、TEMにより観察されたITO層の結晶粒径はいずれも50nm〜200nmの範囲であった。
厚さ1.1mmのガラス板の両面にSiO2ディップコートを行った後、スパッタリング法により、同様な方法で厚さ18nmのITO層を形成した。次にITO層上に高さ7μm、直径70μm、およびピッチ1.5mmのドットスペーサーを形成することにより、固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板とを用いて図1の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−1に示す。
(金属酸化物層の形成)
Siターゲットを用いるスパッタリング法によって、金属酸化物層としての膜厚約2.0nmのSiOx層を、硬化樹脂層上に形成したことを除いて実施例I−1と同様にして、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。この透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−1に示す。なお、TEMにより観察されたSiOx層の結晶粒径はいずれも50nm〜200nmの範囲であった。
(ハードコート層の形成)
実施例I−1と同様にして、厚さ188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「OFW」)の片面に膜厚が4μmのハードコート層を形成した。
4官能アクリレート「アロニックス」M400(東亞合成株式会社製)100重量部、「イルガキュア」184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)5重量部を、イソプロビルアルコールと1−メトキシ−2−プロパノールの1:1混合溶媒に溶解して、塗工液I−Cを作製した。
Siターゲットを用いるスパッタリング法によって、金属酸化物層としての膜厚約2.0nmのSiOx層を硬化樹脂層上に形成した。
金属酸化物層としてのSiOx層上に、酸化インジウムと酸化スズが重量比97:3の組成で充填密度98%の酸化インジウム−酸化スズターゲットを用いるスパッタリング法によって、ITO層を形成した。形成されたITO層の膜厚は約20nmであり、製膜後の表面抵抗値は約550Ω/□(Ω/sq)であった。
実施例I−1で用いた塗工液I−B中に更に、平均1次粒子径が0.2μmの酸化ケイ素微粒子を電離放射硬化型樹脂成分100重量部に対して1.0重量部を混合させて、塗工液I−Dを作製した。
作製した可動電極基板に150℃60分間の熱処理行い、透明導電層−1(ITO層)を結晶化させた。ITO層が結晶化した後の表面抵抗値は約370Ω/□(Ω/sq)であった。可動電極基板として用いられる透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−1に示す。なお、TEMにより観察されたITO層の結晶粒径は50nm〜200nmの範囲であった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板とを用いて図2の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−1に示す。
硬化樹脂層として、表面を粗面化するための微粒子を含有せずに、且つ二種の成分が相分離して表面の凹凸を形成している硬化樹脂層を用いた以外は実施例I−1〜I−3と同様にして、可動電極基板及び透明タッチパネルを作成した。作成した透明タッチパネルの筆記耐久性と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−2に示す。
(可動電極基板)
透明導電層−2を積層しない以外は実施例I−1と同様にして、可動電極基板として用いられる可動電極基板を作製した。この透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−2に示す。なお、TEMにより観察された結晶粒径は50nm〜200nmの範囲であった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板とを用いて図3の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−2に示す。
(ハードコート層の形成)
実施例I−1と同様にして、厚さ188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「OFW」)の片面に膜厚が4μmのハードコート層を形成した。
ハードコート層を形成した反対面に、実施例I−1で使用した塗工液I−Aを使用して凹凸を有する硬化樹脂層を形成した。
形成した硬化樹脂層上に、透明導電層としてポリチオフェン系導電性ポリマーを用いて、透明導電層形成後の表面抵抗値が約500Ω/□(Ω/sq)となるようにして、透明導電層を形成し、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。形成した透明導電膜の膜厚は約150nmであった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。作製した固定電極基板と可動電極基板用いて図4の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−2に示す。
(可動電極基板)
透明導電層−2としてポリチオフェン系導電性ポリマーを積層した以外は実施例I−1と同様に可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。透明導電層−1と透明導電層−2を積層後の表面抵抗値は、約310Ω/□(Ω/sq)であった。作製した透明導電性積層体に150℃90分間の熱処理を行い、透明導電層−1(ITO層)を結晶化させた。ITO層が結晶化した後の表面抵抗値は約240Ω/□(Ω/sq)であった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板用いて図1の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−3に示す。
(可動電極基板)
比較例I−4〜I−6ではそれぞれ透明導電層−1として非晶質透明導電膜IZO(インジウム・亜鉛酸化物)を使用した以外は実施例I−1〜I−3と同様にして、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。IZO層を形成後の表面抵抗値は、約230Ω/□(Ω/sq)であり、膜厚は約20nmであった。透明導電層−2を積層後の表面抵抗値は約170Ω/□(Ω/sq)であった。作製した透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−4に示す。なお、TEMによる観察で結晶は確認されなかった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板を用いて図1〜2の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−4に示す。
(可動電極基板)
比較例I−7〜I−9ではそれぞれ硬化樹脂層を積層しない以外は実施例I−1〜I−3と同様にして、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。作製したいずれの透明導電性積層体でも、ITO膜を結晶化させるための熱処理後に、PET基材からのオリゴマー成分析出によりITO膜が白化したため、透明導電性積層体として使用が出来なかった。したがって、比較例I−7〜I−9についてはそれ以上の評価を行わなかった。
(可動電極基板)
透明導電層−2の膜厚を2.0μmに変更した以外は実施例I−1と同様にして、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。作製した透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−4に示す。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板用いて図1の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−5に示す。
比較例I−11〜I−13の透明タッチパネルは、硬化樹脂層として実施例I−4〜I−6で用いたのと同じ硬化樹脂層、すなわち表面を粗面化するための微粒子を含有せずに、且つ二種の成分が相分離して表面の凹凸を形成している硬化樹脂層を用いた以外は、比較例I−1〜I−3の透明タッチパネルと同一である。比較例I−11〜I−13の透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−6に示す。
比較例I−14〜I−20の透明タッチパネルは、硬化樹脂層として実施例I−4〜I−6で用いたのと同じ硬化樹脂層、すなわち表面を粗面化するための微粒子を含有せずに、且つ二種の成分が相分離して表面の凹凸を形成している硬化樹脂層を用いた以外は、比較例I−4〜I−10の透明タッチパネルと同一である。
上記結果から明らかなように、可動電極基板として用いられる本発明の透明導電性積層体は、端押し耐久性、透明性、環境信頼性がいずれも良好であった。一方、比較例I−1の透明導電性積層体は、端押し耐久性が不良であり、比較例I−2の透明導電性積層体は、上下導通が確保出来ず、透明タッチパネルとして動作せず、また比較例I−3の透明導電性積層体は、透明性が不良であった。
以下の実施例II−1〜II−3、および比較例II−1〜II−10では、透明導電層−2が、熱可塑性樹脂と導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する本発明の態様について検討する。
実施例II−1およびII−2では、可動電極基板として使用する導電性積層体のための透明導電層−2の形成において、塗工液I−Bの代わりに、下記のように作製した塗工液II−Bを用いたことを除いてそれぞれ実施例I−1およびI−2と同様にして、透明タッチパネルを作製した。
比較例II−1〜II−3の透明タッチパネルは、比較例I−1〜I−3の透明タッチパネルと同一である。比較例II−1〜II−3の透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。参考のために、試験前後のリニアリティーを表II−2に示す。
比較例II−4〜II−10では、それぞれ比較例I−4〜I−10で実施例I−1〜I−3の透明タッチパネルに変更を行ったのと同様にして、実施例II−1〜II−3の透明タッチパネルに変更を行って、透明タッチパネルを作製した。
上記結果から明らかなように、可動電極基板として用いられる本発明の透明導電性積層体は、端押し耐久性、透明性、環境信頼性がいずれも良好であった。一方、比較例II−1の透明導電性積層体は、端押し耐久性が不良であり、比較例II−2の透明導電性積層体は、上下導通が確保出来ず、透明タッチパネルとして動作せず、また比較例II−3の透明導電性積層体は、透明性が不良であった。
以下の実施例III−1〜III−3、および比較例III−1〜III−10では、透明導電層−2が、熱可塑性樹脂と導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する本発明の態様について検討する。
実施例III−1およびIII−2では、可動電極基板として使用する導電性積層体のための透明導電層−2の形成において、塗工液I−Bの代わりに、下記のように作製した塗工液III−Bを用いたこと、およびこの塗工液I−Bの焼成時間を2分間から5分間に変更したことを除いてそれぞれ実施例I−1およびI−2と同様にして、透明タッチパネルを作製した。
比較例III−1〜III−3の透明タッチパネルは、比較例I−1〜I−3の透明タッチパネルと同一である。比較例III−1〜III−3の透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。参考のために、試験前後のリニアリティーを表III−2に示す。
比較例III−4〜III−8では、それぞれ比較例I−4、I−5、I−7およびI−8で実施例I−1およびI−2の透明タッチパネルに変更を行ったのと同様にして、実施例III−1およびIII−2の透明タッチパネルに変更を行って、透明タッチパネルを作製した。
上記結果から明らかなように、可動電極基板として用いられる本発明の透明導電性積層体は、端押し耐久性、透明性、環境信頼性がいずれも良好であった。一方、比較例III−1の透明導電性積層体は、端押し耐久性が不良であり、比較例III−2の透明導電性積層体は、上下導通が確保出来ず、透明タッチパネルとして動作せず、また比較例III−3の透明導電性積層体は、透明性が不良であった。
以下の実施例IV−1〜IV−3、および比較例IV−1〜IV−10では、透明導電層−2が、熱硬化・架橋型樹脂と導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する本発明の態様について検討する。
実施例IV−1およびIV−2では、可動電極基板として使用する導電性積層体のための透明導電層−2の形成において、塗工液I−Bの代わりに、下記のように作製した塗工液IV−Bを用いたこと、およびこの塗工液IV−Bの焼成条件を130℃2分間から150℃10分間に変更したことを除いてそれぞれ実施例I−1およびI−2と同様にして、透明タッチパネルを作製した。
比較例IV−1〜IV−3の透明タッチパネルは、比較例I−1〜I−3の透明タッチパネルと同一である。比較例IV−1〜IV−3の透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。参考のために、試験前後のリニアリティーを表IV−2に示す。
比較例IV−4〜IV−10では、それぞれ比較例I−4〜I−10で実施例I−1〜I−3の透明タッチパネルに変更を行ったのと同様にして、実施例IV−1〜IV−3の透明タッチパネルに変更を行って、透明タッチパネルを作製した。
上記結果から明らかなように、可動電極基板として用いられる本発明の透明導電性積層体は、端押し耐久性、透明性、環境信頼性がいずれも良好であった。一方、比較例IV−1の透明導電性積層体は、端押し耐久性が不良であり、比較例IV−2の透明導電性積層体は、上下導通が確保出来ず、透明タッチパネルとして動作せず、また比較例IV−3の透明導電性積層体は、透明性が不良であった。
該透明導電層−1が、有機成分を含有しない結晶質の透明導電層であり、かつ該透明導電層−2が、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコキシシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂と、少なくとも1種類の平均1次粒子径100nm以下の導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有することを特徴とする、透明導電性積層体。
(2)微粒子Aの含有量が、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコキシシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上400重量部以下である、上記(1)項に記載の透明導電性積層体。
(3)透明導電層−1の膜厚が5nm以上50nm以下である、上記(1)項に記載の透明導電性積層体。
(4)透明導電層−2の膜厚が10nm以上1500nm以下である、上記(1)項に記載の透明導電性積層体。
(5)透明導電層−2中に、平均1次粒子径が該透明導電層−2の膜厚を基準として1.2倍以上、1.2μm以下の微粒子Bを含有する、上記(1)〜(4)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(6)微粒子Bが導電性金属酸化物または金属微粒子である、上記(5)項に記載の透明導電性積層体。
(7)硬化樹脂層と透明導電層−1との間に、更に、膜厚が0.5nm以上5.0nm未満の金属酸化物層を有する、上記(1)〜(6)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(8)硬化樹脂層の屈折率が1.20〜1.55、膜厚が0.05μm以上0.5μm以下である、上記(1)〜(7)項のいずれか記載の透明導電性積層体。
(9)硬化樹脂層が、その表面に凹凸を有し、硬化樹脂成分と平均1次粒子径0.1μm超の微粒子Cを1種類または2種類以上を含有し、少なくとも1種類の微粒子Cの平均1次粒子径が硬化樹脂層膜厚の1.2倍以上である、上記(1)〜(8)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(10)硬化樹脂層が、その表面に凹凸を有し、硬化樹脂成分と1種類または2種類以上の平均1次粒子径100nm以下の金属酸化物または金属フッ化物金属の微粒子Dとを含有する、上記(1)〜(8)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(11)硬化樹脂層が、硬化樹脂成分と微粒子C及び微粒子Dとを含有する、上記(9)または(10)項に記載の透明導電性積層体。
(12)硬化樹脂層が、その表面に二種の成分が相分離して形成された凹凸を有し、かつ凹凸を付与するための微粒子を含有せず、硬化樹脂層のJIS B0601−1994による算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上0.5μm未満であり、JIS B0601−1982による十点平均粗さ(Rz)が0.5μm以上2μm未満の範囲にある、上記(1)〜(8)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(13)硬化樹脂層を形成する成分が、第1成分は重合体であり、第2成分はモノマーである、上記(12)項に記載の透明導電性積層体。
(14)硬化樹脂層を形成する第1成分と第2成分とのSP値の差が0.5以上である、上記(12)または(13)項に記載の透明導電性積層体。
(15)硬化樹脂層を形成する第1成分は不飽和二重結合含有アクリル共重合体であり、第2成分は多官能性不飽和二重結合含有モノマーである、上記(12)〜(14)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(16)高分子フィルムと透明導電層−1との間に、少なくとも1層の低屈折率層と少なくとも1層の高屈折率層とからなる光学干渉層を有し、低屈折率層が透明導電層−1と接する、上記(1)〜(7)項のいずれかに記載の透明導電性積層体。
(17)高分子フィルムと金属酸化物層との間に、少なくとも1層の低屈折率層と少なくとも1層の高屈折率層とからなる光学干渉層を有し、低屈折率層が金属酸化物層と接する、上記(1)〜(16)項のいずれか記載の透明導電性積層体。
(18)少なくとも片面に透明導電層が設けられた2枚の透明電極基板が、互いの透明導電層同士が向き合うように配置されて構成されたタッチパネルにおいて、少なくとも一方の透明電極基板として上記(1)〜(17)項のいずれかに記載の透明導電性積層体を用いたことを特徴とする、タッチパネル。
高分子フィルムを構成する有機高分子としては、耐熱性に優れた透明な有機高分子であれば特に限定されない。有機高分子としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリジアリルフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、アクリル樹脂、セルロースアセテート樹脂、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。もちろんこれらはホモポリマー、コポリマーとして使用しても良い。また、上記有機高分子を単独で使用しても良いし、ブレンドしても使用し得る。
本発明における透明導電層−1は、有機成分を含有しない結晶質の導電層であり、例えば、結晶質の金属層あるいは結晶質の金属化合物層を挙げることができる。
本発明における透明導電層−2は、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコキシシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂と、少なくとも1種類の平均1次粒子径100nm以下の導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する。
本発明において、透明導電層−2は、電離放射線硬化型樹脂(少なくとも電子線あるいは紫外線照射により硬化される樹脂)と微粒子Aとを含有する塗料から形成される。具体的には、光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤と微粒子Aとを含有し、さらに必要に応じて増感剤、非反応性樹脂、レベリング剤等の添加剤、溶剤を含有してもよい。
透明導電層−2に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、などを例示することができる。
透明導電層−2に用いるアルコキシシラン以外の金属アルコキシドは下記一般式で示される化合物である:
(R3O)nMR4 m−n
本発明において、透明導電層−2を構成する熱硬化・架橋樹脂成分としては、オルガノシラン系の熱硬化性樹脂、メラミン系熱硬化性樹脂、イソシアネート系熱硬化性樹脂、フェノール系熱硬化性樹脂、エポキシ系熱硬化性樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、シアン酸エステル樹脂、等公知の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂のうち、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のシラン化合物をモノマーとしたオルガノシラン系の熱硬化性樹脂、エーテル化メチロールメラミン等をモノマーとしたメラミン系熱硬化性樹脂が低温でなおかつ短時間で硬化できるため特に好ましい。
本発明における透明導電層−2には、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコキシシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂と、少なくとも1種類の平均1次粒子径100nm以下の導電性金属酸化物または金属の微粒子Aが成分として必要である。
金属微粒子を構成する金属は、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。金属そのものであってもよいし、金属カルコゲナイド、金属ハロゲン化合物などであってもよい。前記金属としては、Ti、Fe、Co、Ni、Zr、Mo、Ru、Rh、Ag、Cd、Sn、Ir、Pt、Au、Pb、Bi、これらの合金等が挙げられる。
透明タッチパネルにおいて対向して配置された透明導電層の両層の表面が実質的に平坦である場合、対向して配置された両透明導電層表面同士が接触した際に、両透明導電層表面同士がくっつく現象により、透明導電層が劣化し透明タッチパネルが誤動作する問題がある。この両透明導電層表面同士のくっつき現象を防止するために、透明導電層−2中に微粒子Bを含有させることができる。
本発明の透明導電性積層体は、高分子フィルムと透明導電層−1の間に膜厚が0.5nm以上5.0nm未満の金属酸化物層を更に有していてもよい。
本発明の透明導電性積層体は、高分子フィルムと透明導電層−1との間に、或は高分子フィルムと前記金属酸化物層との間に、硬化樹脂層を設ける必要がある。
硬化樹脂層に含有させる微粒子Cの平均一次粒子径は0.1μmより大きく、微粒子Cとしては具体的には、例えば、シリカ微粒子等の無機微粒子、架橋アクリル微粒子、架橋ポリスチレン等の有機微粒子を挙げることができる。
微粒子Dの平均1次粒子径は100nm以下が好ましく、更に好ましくは75nm以下、更に好ましくは50nm以下である。微粒子Dの1次粒子径を100nm以下に制御すれば、塗工層が白化することがない。
本発明の透明導電性積層体は、高分子フィルムまたは硬化樹脂層と透明導電層−1または金属酸化物層の間に少なくとも1層の低屈折率層と少なくとも1層の高屈折率層からなり、低屈折率層が金属酸化物層または透明導電層−1と接する光学干渉層を有することができる。
高屈折率層は、例えば金属アルコキシドを加水分解ならびに縮合重合して形成された層、または金属アルコキシドを加水分解ならびに縮合重合してなる成分または/及び熱硬化性樹脂成分または/及び電離放射線硬化性樹脂成分のうちの少なくとも1種類と少なくとも平均1次粒子径100nm以下の金属酸化物または金属フッ化物からなる微粒子Dとからなる層である。
本発明の光学干渉層を構成する低屈折率層は、透明導電層−2に関して電離放射線硬化型樹脂、熱硬化・架橋樹脂等として挙げた樹脂を用いて形成することが出来る。透明導電層−1または金属酸化物層との密着性を強化することや屈折率を調整することを目的として平均一次粒子径100nm以下である金属酸化物または金属フッ化物からなる微粒子Dを単独または2種類以上適当量添加して用いることが出来る。この時用いる微粒子Dとしては屈折率が低い微粒子、例えばSiO2やMgF2などの微粒子が適当である。低屈折率層の厚さは、好ましくは15〜250nm、より好ましくは30〜150nmである。
本発明の透明導電性積層体を可動電極基板として用いた場合は、タッチパネルに使うときに外力が加わる面、すなわち透明導電層とは反対側の高分子フィルム面には、ハードコート層を設けることが好ましい。ハードコート層を形成するための材料としては、例えばメチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のオルガノシラン系熱硬化性樹脂、エーテル化メチロールメラミン等のメラミン系熱硬化性樹脂、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の多官能アクリレート系紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。
透明導電層同士が向き合うように配置されて構成されたタッチパネルにおいて、少なくとも透明電極基板として本発明の透明導電性積層体を用いることにより筆記耐久性の向上した、特に端部領域での筆記耐久性(端押し耐久性)の向上した透明タッチパネルを得ることができる。
可動電極基板上又は固定電極基板上の平行電極間に直流電圧5Vを印加する。平行電極と垂直の方向に5mm間隔で電圧を測定する。測定開始位置Aの電圧をEA、測定終了位置Bの電圧をEB、Aからの距離Xにおける電圧実測値EX、理論値をET、リニアリティーをLとすると、下記式により求められる。
L(%)=(|ET−EX|)/(EB−EA) × 100
作製した透明タッチパネルの可動電極基板の周囲の絶縁層から2.0mm及び1.5mmの位置を絶縁層と平行して先端が0.8Rのポリアセタール製のペンを用いて450g荷重で直線10万回往復の筆記耐久性試験を行い、リニアリティー変化量を測定する。端押し耐久性試験前後のリニアリティー変化量が1.5%以上となるものをNGとした。
作製した透明タッチパネルの中央部を先端が0.8Rのポリアセタール製のペンを用いて450g荷重で直線10万回往復の筆記耐久性試験を行い、リニアリティー変化量を測定する。筆記耐久性(中央部)試験前後のリニアリティー変化量が1.5%以上となるものをNGとした。
全光線透過率は、日本電色工業社製A300を用いて測定した。
透明導電性積層体の透明導電層面の表面抵抗値R1を室温にて測定する。次いで透明導電性積層体を、60℃90%相対湿度(Relative Humidity(RH))の環境下に240hr放置した後、室内に取り出し、室温にて透明導電層面の表面抵抗値R2を測定する。得られたR2、R1の値から表面抵抗値変化率(R2/R1)を計算する。表面抵抗値変化率が0.8から1.2の範囲であれば、高温高湿信頼性が良好である。
透明導電性積層体の透明導電層面の表面抵抗値R1を室温にて測定する。次いで透明導電性積層体を、80℃Dry(絶乾)の環境下に240hr放置した後、室内に取り出し、室温にて透明導電層面の表面抵抗値R2を測定する。得られたR2、R1の値から表面抵抗値変化率(R2/R1)を計算する。表面抵抗値変化率が0.8から1.2の範囲であれば、高温信頼性が良好である。
微粒子の平均一次粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を使用して測定した。
“Properties of Polymers”(Elsevier, Amsterdam(1976))に記載のVan Klevinの方法に従って算出した。
Sloan社製の触針段差計DEKTAK3を用いて測定した。測定はJIS B0601−1994年版に準拠して行なった。
小坂研究所株式会社製のSurfcorder SE−3400 を用いて測定した。測定はJIS B0601−1982年版に準拠して行なった。
以下の実施例I−1〜I−6、および比較例I−1〜I−20では、透明導電層−2が、電離放射線硬化型樹脂と導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する本発明の態様について検討する。
(ハードコート層の形成)
厚さ188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「OFW」)の片面に、紫外線硬化型多官能アクリレート樹脂塗料を用いて膜厚が4μmのハードコート層を形成した。
4官能アクリレート「アロニックス」M400(東亞合成株式会社製)100重量部、「イルガキュア」184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)5重量部、酸化ケイ素微粒子(宇部日東化成株式会社製「ハイプレシカ」3.0μm品(グレードN3N))0.7重量部を、イソプロピルアルコールと1−メトキシ−2−プロパノールの1:1混合溶媒に溶解し、その後、平均一次粒子径30nmのMgF2超微粒子(シーアイ化成株式会社製(20重量%エチルアルコール・n−ブチルアルコール混合溶媒分散液))を、硬化樹脂成分100重量部に対して固形分として5重量部となるように混合して、塗工液I−Aを作製した。
酸化インジウムと酸化スズとが重量比95:5の組成で充填密度98%の酸化インジウム−酸化スズターゲットを用いたスパッタリング法によって、硬化樹脂層上に透明導電層−1としてのITO層を形成した。形成された透明導電層−1の膜厚は約20nmであり、製膜後の表面抵抗値は約350Ω/□(Ω/sq)であった。
電離放射線硬化型樹脂としてのペンタエリスリトールトリアクリレート100重量部、光重合開始剤「イルガキュア」184(チバスペシャリティーケミカルズ社製)7重量部、および平均一次粒子径20nmの結晶質ITOナノ粒子(シーアイ化成株式会社製)をトルエンに分散させた15%分散液(CI化成株式会社製)50重量部(固形分換算)を、イソプロピルアルコールとイソブチルアルコールの重量比が1:1である混合溶媒に固形分が5%重量%となるように溶解して塗工液I−Bを作製した。
作製した可動電極基板に150℃90分間の熱処理を行い、透明導電層−1(ITO層)を結晶化させた。ITO層が結晶化した後の表面抵抗値は約210Ω/□(Ω/sq)であった。可動電極基板として用いられる透明導電性積層体の環境信頼性特性を、表I−1に示す。なお、TEMにより観察されたITO層の結晶粒径はいずれも50nm〜200nmの範囲であった。
厚さ1.1mmのガラス板の両面にSiO2ディップコートを行った後、スパッタリング法により、同様な方法で厚さ18nmのITO層を形成した。次にITO層上に高さ7μm、直径70μm、およびピッチ1.5mmのドットスペーサーを形成することにより、固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板とを用いて図1の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−1に示す。
(金属酸化物層の形成)
Siターゲットを用いるスパッタリング法によって、金属酸化物層としての膜厚約2.0nmのSiOx層を、硬化樹脂層上に形成したことを除いて実施例I−1と同様にして、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。この透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−1に示す。なお、TEMにより観察されたSiOx層の結晶粒径はいずれも50nm〜200nmの範囲であった。
(ハードコート層の形成)
実施例I−1と同様にして、厚さ188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「OFW」)の片面に膜厚が4μmのハードコート層を形成した。
4官能アクリレート「アロニックス」M400(東亞合成株式会社製)100重量部、「イルガキュア」184(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)5重量部を、イソプロピルアルコールと1−メトキシ−2−プロパノールの1:1混合溶媒に溶解して、塗工液I−Cを作製した。
Siターゲットを用いるスパッタリング法によって、金属酸化物層としての膜厚約2.0nmのSiOx層を硬化樹脂層上に形成した。
金属酸化物層としてのSiOx層上に、酸化インジウムと酸化スズが重量比97:3の組成で充填密度98%の酸化インジウム−酸化スズターゲットを用いるスパッタリング法によって、ITO層を形成した。形成されたITO層の膜厚は約20nmであり、製膜後の表面抵抗値は約550Ω/□(Ω/sq)であった。
実施例I−1で用いた塗工液I−B中に更に、平均1次粒子径が0.2μmの酸化ケイ素微粒子を電離放射線硬化型樹脂成分100重量部に対して1.0重量部を混合させて、塗工液I−Dを作製した。
作製した可動電極基板に150℃60分間の熱処理行い、透明導電層−1(ITO層)を結晶化させた。ITO層が結晶化した後の表面抵抗値は約370Ω/□(Ω/sq)であった。可動電極基板として用いられる透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−1に示す。なお、TEMにより観察されたITO層の結晶粒径は50nm〜200nmの範囲であった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板とを用いて図2の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−1に示す。
硬化樹脂層として、表面を粗面化するための微粒子を含有せずに、且つ二種の成分が相分離して表面の凹凸を形成している硬化樹脂層を用いた以外は実施例I−1〜I−3と同様にして、可動電極基板及び透明タッチパネルを作成した。作成した透明タッチパネルの筆記耐久性と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−2に示す。
(可動電極基板)
透明導電層−2を積層しない以外は実施例I−1と同様にして、可動電極基板として用いられる可動電極基板を作製した。この透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−3に示す。なお、TEMにより観察された結晶粒径は50nm〜200nmの範囲であった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板とを用いて図3の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−3に示す。
(ハードコート層の形成)
実施例I−1と同様にして、厚さ188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「OFW」)の片面に膜厚が4μmのハードコート層を形成した。
ハードコート層を形成した反対面に、実施例I−1で使用した塗工液I−Aを使用して凹凸を有する硬化樹脂層を形成した。
形成した硬化樹脂層上に、透明導電層としてポリチオフェン系導電性ポリマーを用いて、透明導電層形成後の表面抵抗値が約500Ω/□(Ω/sq)となるようにして、透明導電層を形成し、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。形成した透明導電膜の膜厚は約150nmであった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。作製した固定電極基板と可動電極基板用いて図4の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−3に示す。
(可動電極基板)
透明導電層−2としてポリチオフェン系導電性ポリマーを積層した以外は実施例I−1と同様に可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。透明導電層−1と透明導電層−2を積層後の表面抵抗値は、約310Ω/□(Ω/sq)であった。作製した透明導電性積層体に150℃90分間の熱処理を行い、透明導電層−1(ITO層)を結晶化させた。ITO層が結晶化した後の表面抵抗値は約240Ω/□(Ω/sq)であった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板用いて図1の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−3に示す。
(可動電極基板)
比較例I−4〜I−6ではそれぞれ透明導電層−1として非晶質透明導電膜IZO(インジウム・亜鉛酸化物)を使用した以外は実施例I−1〜I−3と同様にして、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。IZO層を形成後の表面抵抗値は、約230Ω/□(Ω/sq)であり、膜厚は約20nmであった。透明導電層−2を積層後の表面抵抗値は約170Ω/□(Ω/sq)であった。作製した透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−4に示す。なお、TEMによる観察で結晶は確認されなかった。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板を用いて図1〜2の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−4に示す。
(可動電極基板)
比較例I−7〜I−9ではそれぞれ硬化樹脂層を積層しない以外は実施例I−1〜I−3と同様にして、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。作製したいずれの透明導電性積層体でも、ITO膜を結晶化させるための熱処理後に、PET基材からのオリゴマー成分析出によりITO膜が白化したため、透明導電性積層体として使用が出来なかった。したがって、比較例I−7〜I−9についてはそれ以上の評価を行わなかった。
(可動電極基板)
透明導電層−2の膜厚を2.0μmに変更した以外は実施例I−1と同様にして、可動電極基板として用いられる透明導電性積層体を作製した。作製した透明導電性積層体の環境信頼性特性を表I−5に示す。
実施例I−1と同様にして固定電極基板を作製した。
作製した固定電極基板と可動電極基板用いて図1の透明タッチパネルを作製した。作製した透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−5に示す。
比較例I−11〜I−13の透明タッチパネルは、硬化樹脂層として実施例I−4〜I−6で用いたのと同じ硬化樹脂層、すなわち表面を粗面化するための微粒子を含有せずに、且つ二種の成分が相分離して表面の凹凸を形成している硬化樹脂層を用いた以外は、比較例I−1〜I−3の透明タッチパネルと同一である。比較例I−11〜I−13の透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。試験前後のリニアリティーを表I−6に示す。
比較例I−14〜I−20の透明タッチパネルは、硬化樹脂層として実施例I−4〜I−6で用いたのと同じ硬化樹脂層、すなわち表面を粗面化するための微粒子を含有せずに、且つ二種の成分が相分離して表面の凹凸を形成している硬化樹脂層を用いた以外は、比較例I−4〜I−10の透明タッチパネルと同一である。
上記結果から明らかなように、可動電極基板として用いられる本発明の透明導電性積層体は、端押し耐久性、透明性、環境信頼性がいずれも良好であった。一方、比較例I−1の透明導電性積層体は、端押し耐久性が不良であり、比較例I−2の透明導電性積層体は、上下導通が確保出来ず、透明タッチパネルとして動作せず、また比較例I−3の透明導電性積層体は、透明性が不良であった。
以下の実施例II−1〜II−3、および比較例II−1〜II−10では、透明導電層−2が、熱可塑性樹脂と導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する本発明の態様について検討する。
実施例II−1およびII−2では、可動電極基板として使用する導電性積層体のための透明導電層−2の形成において、塗工液I−Bの代わりに、下記のように作製した塗工液II−Bを用いたことを除いてそれぞれ実施例I−1およびI−2と同様にして、透明タッチパネルを作製した。
比較例II−1〜II−3の透明タッチパネルは、比較例I−1〜I−3の透明タッチパネルと同一である。比較例II−1〜II−3の透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。参考のために、試験前後のリニアリティーを表II−2に示す。
比較例II−4〜II−10では、それぞれ比較例I−4〜I−10で実施例I−1〜I−3の透明タッチパネルに変更を行ったのと同様にして、実施例II−1〜II−3の透明タッチパネルに変更を行って、透明タッチパネルを作製した。
上記結果から明らかなように、可動電極基板として用いられる本発明の透明導電性積層体は、端押し耐久性、透明性、環境信頼性がいずれも良好であった。一方、比較例II−1の透明導電性積層体は、端押し耐久性が不良であり、比較例II−2の透明導電性積層体は、上下導通が確保出来ず、透明タッチパネルとして動作せず、また比較例II−3の透明導電性積層体は、透明性が不良であった。
以下の実施例III−1〜III−3、および比較例III−1〜III−10では、透明導電層−2が、熱可塑性樹脂と導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する本発明の態様について検討する。
実施例III−1およびIII−2では、可動電極基板として使用する導電性積層体のための透明導電層−2の形成において、塗工液I−Bの代わりに、下記のように作製した塗工液III−Bを用いたこと、およびこの塗工液I−Bの焼成時間を2分間から5分間に変更したことを除いてそれぞれ実施例I−1およびI−2と同様にして、透明タッチパネルを作製した。
比較例III−1〜III−3の透明タッチパネルは、比較例I−1〜I−3の透明タッチパネルと同一である。比較例III−1〜III−3の透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。参考のために、試験前後のリニアリティーを表III−2に示す。
比較例III−4〜III−8では、それぞれ比較例I−4、I−5、I−7およびI−8で実施例I−1およびI−2の透明タッチパネルに変更を行ったのと同様にして、実施例III−1およびIII−2の透明タッチパネルに変更を行って、透明タッチパネルを作製した。
上記結果から明らかなように、可動電極基板として用いられる本発明の透明導電性積層体は、端押し耐久性、透明性、環境信頼性がいずれも良好であった。一方、比較例III−1の透明導電性積層体は、端押し耐久性が不良であり、比較例III−2の透明導電性積層体は、上下導通が確保出来ず、透明タッチパネルとして動作せず、また比較例III−3の透明導電性積層体は、透明性が不良であった。
以下の実施例IV−1〜IV−3、および比較例IV−1〜IV−10では、透明導電層−2が、熱硬化・架橋型樹脂と導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有する本発明の態様について検討する。
実施例IV−1およびIV−2では、可動電極基板として使用する導電性積層体のための透明導電層−2の形成において、塗工液I−Bの代わりに、下記のように作製した塗工液IV−Bを用いたこと、およびこの塗工液IV−Bの焼成条件を130℃2分間から150℃10分間に変更したことを除いてそれぞれ実施例I−1およびI−2と同様にして、透明タッチパネルを作製した。
比較例IV−1〜IV−3の透明タッチパネルは、比較例I−1〜I−3の透明タッチパネルと同一である。比較例IV−1〜IV−3の透明タッチパネルの筆記耐久性試験と端押し耐久性試験を行った。参考のために、試験前後のリニアリティーを表IV−2に示す。
比較例IV−4〜IV−10では、それぞれ比較例I−4〜I−10で実施例I−1〜I−3の透明タッチパネルに変更を行ったのと同様にして、実施例IV−1〜IV−3の透明タッチパネルに変更を行って、透明タッチパネルを作製した。
上記結果から明らかなように、可動電極基板として用いられる本発明の透明導電性積層体は、端押し耐久性、透明性、環境信頼性がいずれも良好であった。一方、比較例IV−1の透明導電性積層体は、端押し耐久性が不良であり、比較例IV−2の透明導電性積層体は、上下導通が確保出来ず、透明タッチパネルとして動作せず、また比較例IV−3の透明導電性積層体は、透明性が不良であった。
Claims (18)
- 高分子フィルムの少なくとも一方の面上に、硬化樹脂層、透明導電層−1、および透明導電層−2が順次積層されてなる透明導電性積層体であって、
該透明導電層−1が、有機成分を含有しない結晶質の透明導電層であり、かつ該透明導電層−2が、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコシキシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂と、少なくとも1種類の平均1次粒子径100nm以下の導電性金属酸化物または金属の微粒子Aとを含有することを特徴とする、透明導電性積層体。 - 微粒子Aの含有量が、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、アルコシキシラン以外の金属アルコキシドの重合体、または熱硬化・架橋型樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上400重量部以下である、請求項1に記載の透明導電性積層体。
- 透明導電層−1の膜厚が5nm以上50nm以下である、請求項1に記載の透明導電性積層体。
- 透明導電層−2の膜厚が10nm以上1500nm以下である、請求項1に記載の透明導電性積層体。
- 透明導電層−2中に、平均1次粒子径が該透明導電層−2の膜厚を基準として1.2倍以上、1.2μm以下の微粒子Bを含有する、請求項1〜4のいずれかに記載の透明導電性積層体。
- 微粒子Bが導電性金属酸化物または金属微粒子である、請求項5に記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層と透明導電層−1との間に、更に、膜厚が0.5nm以上5.0nm未満の金属酸化物層を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層の屈折率が1.20〜1.55、膜厚が0.05μm以上0.5μm以下である、請求項1〜7のいずれか記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層が、その表面に凹凸を有し、硬化樹脂成分と平均1次粒子径0.1μm超の微粒子Cを1種類または2種類以上を含有し、少なくとも1種類の微粒子Cの平均1次粒子径が硬化樹脂層膜厚の1.2倍以上である、請求項1〜8のいずれかに記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層が、その表面に凹凸を有し、硬化樹脂成分と1種類または2種類以上の平均1次粒子径100nm以下の金属酸化物または金属フッ化物金属の微粒子Dとを含有する、請求項1〜8のいずれかに記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層が、硬化樹脂成分と微粒子C及び微粒子Dとを含有する、請求項9または10に記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層が、その表面に二種の成分が相分離して形成された凹凸を有し、かつ凹凸を付与するための微粒子を含有せず、硬化樹脂層のJIS B0601−1994による算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上0.5μm未満であり、JIS B0601−1982による十点平均粗さ(Rz)が0.5μm以上2μm未満の範囲にある、請求項1〜8のいずれかに記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層を形成する成分が、第1成分は重合体であり、第2成分はモノマーである、請求項12に記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層を形成する第1成分と第2成分とのSP値の差が0.5以上である、請求項12または13に記載の透明導電性積層体。
- 硬化樹脂層を形成する第1成分は不飽和二重結合含有アクリル共重合体であり、第2成分は多官能性不飽和二重結合含有モノマーである、請求項12〜14のいずれかに記載の透明導電性積層体。
- 高分子フィルムと透明導電層−1との間に、少なくとも1層の低屈折率層と少なくとも1層の高屈折率層とからなる光学干渉層を有し、低屈折率層が透明導電層−1と接する、請求項1〜7のいずれかに記載の透明導電性積層体。
- 高分子フィルムと金属酸化物層との間に、少なくとも1層の低屈折率層と少なくとも1層の高屈折率層とからなる光学干渉層を有し、低屈折率層が金属酸化物層と接する、請求項1〜16のいずれか記載の透明導電性積層体。
- 少なくとも片面に透明導電層が設けられた2枚の透明電極基板が、互いの透明導電層同士が向き合うように配置されて構成されたタッチパネルにおいて、少なくとも一方の透明電極基板として請求項1〜17のいずれかに記載の透明導電性積層体を用いたことを特徴とする、タッチパネル。
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