WO2005106897A1

WO2005106897A1 - 透明導電性積層体およびタッチパネル

Info

Publication number: WO2005106897A1
Application number: PCT/JP2005/007708
Authority: WO
Inventors: Tomotake Nashiki; Hidetoshi Yoshitake; Hideo Sugawara
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2006-10-30
Also published as: US20120052278A1; CN1947204A; TWI474928B; US8481150B2; US20080020202A1; CN102063953A; CN1947204B; TW201242774A; US8097330B2; TW200604007A; TWI385075B; CN102063953B

Abstract

　本発明の透明導電性積層体は、厚さが２～１２０μｍの透明なフィルム基材の一方の面に、透明な第１の誘電体薄膜、透明な第２の誘電体薄膜および透明な導電性薄膜をこの順に積層し、上記フィルム基材の他方の面に、透明な粘着剤層を介して透明基体を貼り合わせてなり、第２の誘電体薄膜は、無機物であるか、または有機物と無機物との混合物であり、上記導電性薄膜は、この薄膜を形成する材料の結晶中、最大粒径が３００ｎｍ以下の結晶含有量が５０面積％を超える。かかる透明導電性積層体は、タッチパネル用としての屈曲ペン入力耐久性を高度に満足する。

Description

明細書

透明導電性積層体およびタツチパネル

技術分野

[0001] 本発明は、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどのフィルム基材を有する透明導電性積層体およびそれを用いたタツチパネルに関するものである。

背景技術

[0002] 可視光線領域で透明でかつ導電性を有する薄膜は、液晶ディスプレイ、エレクト口ルミネッセンスディスプレイなどの新しいディスプレイ方式ゃタツチパネルなどの透明電極のほか、透明物品の帯電防止や電磁波遮断などのために用いられている。

[0003] 従来、このような透明導電性薄膜としては、ガラス上に酸化インジウム薄膜を形成したいわゆる導電性ガラスがよく知られている力基材がガラスであるために可撓性、加工性に劣り、用途によっては使用できない場合がある。

[0004] このため、近年では、可撓性、加工性にカ卩えて、耐衝撃性に優れ、軽量であるなどの利点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムをはじめとする各種のプラスチックフイルムを基材とした透明導電性薄膜が使用されている。

[0005] しかし、このようなフィルム基材を用いた透明導電性薄膜は、薄膜表面の光線反射率が大きいため、透明性に劣る問題があり、また導電性薄膜の耐擦傷性ゃ耐屈曲性に劣り、使用中に傷がついて電気抵抗が増大したり断線を生じたりする問題があった

[0006] また、特にタツチパネル用の導電性薄膜においては、スぺーサを介して対向させた一対の薄膜同士がその一方のパネル板側からの押圧打点で強く接触するものであるため、これに抗しうる良好な耐久性、つまり打点特性特にペン入力耐久性を有していることが望まれる。しかし、上記したような従来の透明導電性薄膜はこの耐久性に劣り、その分、タツチパネルとしての寿命が短くなる問題があった。

[0007] そこで、フィルム基材を用いた透明導電性薄膜の上記問題を改良する試みがなされている。本件出願人も、厚さが 2〜120 mの透明なフィルム基材の一方の面に、透明な第 1の誘電体薄膜、透明な第 2の誘電体薄膜、および透明な導電性薄膜をこの順に積層し、上記フィルム基材の他方の面に、透明な粘着剤層を介して透明基体を貼り合わせてなる透明導電性積層体を提案している (特許文献 1, 2参照)。

特許文献 1 :特開 2002— 316378号公報 (第 2〜4頁）

特許文献 2：特開 2002— 326301号公報 (第 2〜5頁）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 上記の透明導電性積層体は、一方の面に導電性薄膜を有するフィルム基材の他方の面に透明基体を貼り合わせる一方、導電性薄膜とフィルム基材との間に第 1および第 2の誘電体薄膜を設け、これらの薄膜とフィルム基材および導電性薄膜の各光の屈折率が適切な関係を有するように選択して、透明性を向上させ、導電性薄膜の耐擦傷性、耐屈曲性、タツチパネル用としての打点特性、特にペン入力耐久性を向上させたものである。

[0009] しカゝるに、本件出願人の引き続く研究により、上記の透明導電性積層体でも、耐屈曲性の点でなお不十分な場合があることが分力つた。すなわち、タツチパネル市場では、近年ゲームやスマートフォンといった新規用途が拡大してきており、その際、タツチパネル設計では、狭額縁化が進んできており、額縁近傍においてより屈曲された状態で用いられるため、これに抗しうる高い屈曲ペン入力耐久性が望まれている。また、より過酷な条件で用いられるようになり、従来の入力荷重よりも重い荷重で入力されても耐えうる、高荷重ペン入力耐久性が望まれている。しかし、上記の透明導電性積層体では、この特性を十分に満足できな、場合があることが分力た。

[0010] 本発明は、上記の事情に照らし、既提案の透明導電性積層体をさらに改良し、耐屈曲性のさらなる改善によりタツチパネル用としての打点特性、特に耐屈曲ペン入力耐久性を高度に満足し、同時に高荷重ペン入力耐久性を高度に満足する透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] 本発明者らは、上記の目的に対する鋭意検討の過程で、既提案の透明導電性積層体において、フィルム基材上に第 1および第 2の誘電体薄膜を介して設ける導電性薄膜の結晶粒径に注目した。この結晶粒径は、導電性薄膜自体の材料構成 (例えば、酸化スズを含有する酸化インジウム薄膜ではその酸化スズ含有量の増減など）により、またこの薄膜の下地となる第 2の誘電体薄膜の材料構成により、さらにはこれら各薄膜の形成方法などにより、変化する。

[0012] そこで、導電性薄膜の結晶粒径の異なる多数個の透明導電性積層体を作製し、その性能について、詳細な実験検討を繰り返した。その結果、上記の結晶粒径および粒径分布と導電性薄膜の耐屈曲性との間に密接な関係があり、特定の粒径を有する結晶の含有量を特定範囲に規制したときに、上記耐屈曲姓の改善を図れて、タツチパネル用としての打点特性、特にペン入力耐久性はもちろん、屈曲ペン入力耐久性を大きく向上できることを知り、本発明を完成した。

[0013] すなわち、本発明は、厚さが 2〜120 μ mの透明なフィルム基材の一方の面に、透明な第 1の誘電体薄膜、透明な第 2の誘電体薄膜および透明な導電性薄膜をこの順に積層し、上記フィルム基材の他方の面に、透明な粘着剤層を介して透明基体を貼り合わせてなり、

第 2の誘電体薄膜は、無機物であるか、または有機物と無機物との混合物であり、上記導電性薄膜は、この薄膜を形成する材料の結晶中、最大粒径が 300nm以下の結晶含有量が 50面積％を超えることを特徴とする透明導電性積層体、に関する。

[0014] 前記透明導電性積層体にお!、て、透明な導電性薄膜は、この薄膜を形成する材料の結晶中、最大粒径が 200nm以下の結晶含有量が 50面積％を超えることが好ましい。

[0015] 前記透明導電性積層体において、透明な導電性薄膜の硬度が 1. 5GPa以上であり、弾性率が 6GPa以上であることが好ましい。

[0016] 前記透明導電性積層体にお！ヽて、導電性薄膜は、酸化スズを含有する酸化インジゥムにより形成することができ、酸化インジウムと酸化スズの合計に対する酸化スズの含有量は、 2〜50重量％であることが好ましい。さらには、酸化インジウムと酸化スズの合計に対する酸化スズの含有量は、 3〜 15重量％であることが好ましい。

[0017] 前記透明導電性積層体において、フィルム基材の光の屈折率を n、第 1の誘電体

1

薄膜の光の屈折率を n、第 2の誘電体薄膜の光の屈折率を n、導電性薄膜の光の

2 3

屈折率を nとしたとき、それらの屈折率が n <n≤n <n関係を満たし、

3 2 1 4

第 1の誘電体薄膜の厚さが 100〜250nm、

第 2の誘電体薄膜の厚さが 15〜： LOOnmであることが好ましい。

[0018] 前記透明導電性積層体において、第 1の誘電体薄膜は、有機物であるか、または有機物と無機物との混合物により形成することができる。

[0019] 前記透明導電性積層体において、第 2の誘電体薄膜は、真空蒸着法により形成された無機物であることが好まし、。

[0020] また、本発明は、導電性薄膜を有する一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するようにスぺーサを介して対向配置してなるタツチパネルにぉ、て、パネル板の少なくとも一方が、上記した各構成の透明導電性積層体力もなることを特徴とするタツチパネル、に関する。

発明の効果

[0021] このように、本発明の透明導電性積層体は、フィルム基材の一方の面に第 1および第 2の誘電体薄膜を介して設ける導電性薄膜に関し、第 2の誘電体薄膜を無機物、または有機物と無機物との混合物により形成するとともに、導電性薄膜を形成する材料の結晶中、特定の粒径を有する結晶の含有量が特定範囲となるようにしたことにより、導電性薄膜の耐擦傷性とともに耐屈曲性のさらなる改善により、耐久性がより一段と向上し、タツチパネル用としての打点特性、特にペン入力耐久性に加えて、屈曲べン入力耐久性を高度に満足する。また本発明の透明導電性積層体は各薄膜の厚さや屈折率が適切な関係を有するように選択することで、透明性などの諸特性を満足できる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明の透明導電性積層体の一例を示す断面図である。

[図 2]本発明の透明導電性積層体の他の例を示す断面図である。

[図 3]本発明の透明導電性積層体を用いたタツチパネルを示す断面図である。

[図 4]透明導電性薄膜側の硬度および弾性率の測定の概略を示す説明図である。

[図 5]リニアリティー測定の概略を示す説明図である。

[図 6]屈曲ペン入力耐久性の測定の概略を示す説明図である。符号の説明

[0023] 1 透明なフィルム基材

2 透明な第 1の誘電体薄膜

3 透明な第 2の誘電体薄膜

4 (4a) 透明な導電性薄膜

5 透明な粘着剤層

6 透明基体

7 ノヽードコート層

P1 パネル板

P2 パネル板

8 スぺーサ

4b 導電性薄膜

9 透明基体

10 入力ペン

20 試料台

21 圧子

発明を実施するための最良の形態

[0024] 本発明におけるフィルム基材は、その材質に特に限定はなぐ適宜なものを使用することができる。具体的には、ポリエステル系榭脂、アセテート系榭脂、ポリエーテルスルホン系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリイミド系榭脂、ポリオレフィン系榭脂、アクリル系榭脂、ポリ塩ィ匕ビ二ル系榭脂、ポリスチレン系榭脂、ポリビニルアルコール系榭脂、ポリアリレート系榭脂、ポリフエ二レンサルファイド系榭脂、ポリ塩ィ匕ビ -リデン系榭脂、（メタ)アクリル系榭脂などが挙げられる。これらの中でも、特に好ましいものは、ポリエステル系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、ポリオレフイン系榭脂などである。

[0025] これらのフィルム基材の厚さは、 2〜120 mの範囲にあることが必要であり、特に好ましくは 6〜： LOO μ mの範囲にあるのがよい。厚さが 2 μ m未満では、フィルム基材としての機械的強度が不足し、この基材をロール状にして誘電体薄膜や導電性薄膜などの薄膜さらには粘着剤層を連続的に形成する操作が難しくなる。また、厚さが 12 0 mを超えると、後述する粘着剤層のクッション効果に基づく導電性薄膜の耐擦傷性ゃタツチパネル用としての打点特性の向上を図れなくなる。

[0026] このようなフィルム基材は、その表面にあらかじめスパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化などのエッチング処理や、下塗り処理を施して、この上に設けられる第一の誘電体薄膜のフィルム基材に対する密着性を向上させるようにしてもよい。また、第一の誘電体薄膜を設ける前に、必要に応じて、溶剤洗浄ゃ超音波洗浄などにより除塵、清浄ィ匕を行うようにしてもよい。

[0027] 本発明においては、このように構成されるフィルム基材の一方の面に、透明な導電性薄膜を設ける前に、その下地として、透明な第 1の誘電体薄膜および透明な第 2の誘電体薄膜を、この順に積層する。第 2の誘電体薄膜は無機物、または有機物と無機物との混合物により形成する。このように下地薄膜を積層することにより、透明性および導電性薄膜の耐擦傷性ゃ耐屈曲性が向上するとともに、タツチパネル用としての打点特性の向上に好結果が得られる。

[0028] 第 1の誘電体薄膜および第 2の誘電体薄膜の材料には、 NaF (l. 3)、 Na A1F (1

3 6

. 35)、LiF (l. 36)、 MgF (1. 38)、 CaF (1. 4)、 BaF (1. 3)、 BaF (1. 3)、 SiO

2 2 2 2

(1. 46)、 LaF (1. 55)、 CeF (l. 63)、 Al O (1. 63)などの無機物〔( )内の数

2 3 2 3

値は光の屈折率を示す〕や、光の屈折率が 1. 4〜1. 6程度のアクリル榭脂、ウレタン榭脂、メラミン榭脂、アルキド榭脂、シロキサン系ポリマーなどの有機物や、上記無機物と上記有機物の混合物が挙げられる。

[0029] 上記材料の中でも、第 1の誘電体薄膜の材料は、有機物であるか、または有機物と無機物との混合物であるのが望ましい。特に、有機物として、メラミン榭脂とアルキド榭脂と有機シラン縮合物の混合物カゝらなる熱硬化型榭脂を使用するのが望ましい。

[0030] また、第 2の誘電体薄膜の材料は、無機物であるか、または有機物と無機物との混合物である。特に、無機物として、 SiO、 MgF、 Al Oなどが好ましく用いられる。

2 2 2 3

[0031] 第 1の誘電体薄膜および第 2の誘電体薄膜は、上記の材料を用いて、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、塗工法などにより形成できる。特に第 2 の誘電体薄膜の形成方法としては、真空蒸着法が好ましぐこの方法によって形成した第 2の誘電体薄膜上に透明導電性薄膜を形成すれば、透明導電性薄膜を構成する結晶の粒径の分布を容易に前記の好ましい範囲にすることができる。真空蒸着法における膜形成材料の加熱方式としては、熱ビーム加熱方式または抵抗加熱方式があげられる。

[0032] 第 1の誘電体薄膜は、厚さ力 OO〜250nm、好ましくは 130〜200nmであるの力 S よい。第 2の誘電体薄膜は、厚さが 15〜： LOOnm、好ましくは 20〜60nmであるのがよい。第 1および第 2の誘電体薄膜の各厚さを上記範囲とすることにより、透明性、耐擦傷性、耐屈曲性などの特性を両立させやすい。

[0033] 本発明においては、このようにフィルム基材の一方の面に、下地薄膜となる第 1および第 2の誘電体薄膜を積層したのち、この上に透明な導電性薄膜を設ける。導電性薄膜は、前記した第 1および第 2の誘電体薄膜の場合と同様の方法により、形成できる。用いる薄膜材料も特に制限されるものではなぐ例えば、酸化スズを含有する酸ィ匕インジウム、アンチモンを含有する酸化スズなどが好ましく用いられる。特に、酸ィ匕スズを含有する酸化インジウムが好まし、。

[0034] 導電性薄膜は、厚さが通常 lOnm以上、好適には 10〜300nmであるのがよい。厚さが lOnmより薄いと、表面電気抵抗が 10³ Ω Ζ口以下となる良好な導電性を有する連続被膜となりにくぐ厚すぎると、透明性の低下などをきたしゃすい。

[0035] 本発明においては、上記のように形成される導電性薄膜は、結晶により形成されており、この薄膜を形成する材料の結晶中、最大粒径が 300nm以下の結晶含有量が 50面積％を超えるように、制御されている。結晶の最大粒径および分布は、電界放出型透過型電子顕微鏡 (FE— TEM)により導電性薄膜を表面観察することにより決定される。結晶の最大粒径は、観察される多角形状または長円形状の各領域における、対角線または直径の最大のものである。また、前記最大粒径を有する結晶の含有量は、具体的には、前記電子顕微鏡画像において単位面積（1. 5 /z m X l . 5 μ m)当たり、各粒径の結晶が占める面積である。

[0036] 前記導電性薄膜は、この薄膜を形成する材料の結晶は、さら〖こは、最大粒径 200η m以下の結晶含有量が 50面積％を超えるようすることが好ましい。さらには、最大粒径 lOOnm以下の範囲の結晶含有量が 50面積％を超えるようにするのがよい。また前記結晶含有量は、 70面積％以上であることが好ましぐさらには、 80面積％以上であることが好ましい。このように導電性薄膜中の結晶を制御することにより、耐屈曲性のさらなる改善が図れ、屈曲時のクラック発生などを抑制でき、タツチパネル用としての屈曲ペン入力耐久性を大きく向上できることが見出された。なお、導電性薄膜の結晶粒径が小さくなりすぎると、導電性薄膜中に非結晶状態に類似した部分が存在し、信頼性やペン耐久性が低下するため、結晶粒径が極端に小さくなりすぎないようにするのが望ましい。かかる観点から、結晶の最大粒径は、 lOnm以上、さら〖こは、 3 Onm以上であるのが好まし!/、。

[0037] また、導電性薄膜を形成する材料は、結晶の最大粒径 300nmを超えるものがなヽ場合が好ましい。さら〖こは、導電性薄膜を形成する材料の結晶の最大粒径の分布を、 ί列えば、 lOOnm以下、 100超〜 200nm、 200超〜 300nmに分けた場合には、各分布幅に結晶が集中するのではなぐ少なくとも 2つの分布幅を有する場合が耐久性のバランスの点力も好ましい。少なくとも 2つの分布幅は、それぞれ、少なくとも 5面積 %の結晶含有量を有することが好ましい。特に、 lOOnm以下の分布幅と、 100超〜 200nmの分布幅に、少なくとも 5面積％の結晶含有量を有することが好ましい。最も好ましくは、 lOOnm以下の分布幅の結晶含有量が 50面積％を超え、さらには 70面積％以上、さらには 80面積％以上であり、残りの結晶が 100超〜 200nmの分布幅に存在する場合が好まヽ。また導電性薄膜を形成する材料の結晶の最大粒径の平均粒径 ίま、 50〜250nm、さら【こ ίま、 60〜150nm、さら【こ ίま 70〜： LOOnmであるのが好ましい。

[0038] 導電性薄膜の結晶粒径および粒径分布を上記のように規制するには、導電性薄膜の材料構成やその薄膜形成方法を適宜選択すればよい。例えば、導電性薄膜が、酸化スズを含有する酸化インジウム (ITO)により形成されている場合には、 ITO中の酸化スズ含量を増やすことにより、粒径が小さい結晶の含有割合を増大させることができる。 ITO中の酸化スズ含有量 (酸化インジウムと酸化スズの合計に対する酸化スズの含有量）は、好ましくは 2〜50重量％、さらに好ましくは 3〜15重量％、特に 3〜 10重量％である。

[0039] また、導電性薄膜の結晶粒径および粒径分布は、この薄膜の下地となる第 1および第 2の誘電体薄膜の材料構成やその形成方法を選択することによつても、規制することが可能である。例えば、第 2の誘電体薄膜として SiO薄膜を形成する場合に、シリ

2

力コート法で形成するよりも、電子ビーム加熱による真空蒸着法で形成した方が、導電性薄膜中の粒径の小さい結晶の含有量をより多くすることができる。

[0040] 本発明において、フィルム基材の光の屈折率は通常 1. 4〜1. 7程度で、導電性薄膜の光の屈折率は通常約 2程度である。フィルム基材の光の屈折率を n、第 1の誘

1

電体薄膜の光の屈折率を _n、第 2の誘電体薄膜の光の屈折率を n、導電性薄膜の

2 3

光の屈折率を nとしたとき、それらの屈折率が n <n≤n <n関係を満たすのが望ま

4 3 2 1 4 しい。第 1の誘電体薄膜および第 2の誘電体薄膜は、上記のような光の屈折率の関係を満足するように、すなわち、第 1の誘電体薄膜の光の屈折率 nが第 2の誘電体

2

薄膜の光の屈折率 nより大きぐかつフィルム基材の光の屈折率 nに比べて同等以

3 1

下となるように、前記した材料の中から、適宜の材料が選択されるのが望ましい。

[0041] 本発明では、このように一方の面に第 1および第 2の誘電体薄膜を介して透明な導電性薄膜を設けたフィルム基材の他方の面に、透明な粘着剤層を介して透明基体を貼り合わせる。この貼り合わせは、透明基体の方に上記の粘着剤層を設けておき、これにフィルム基材を貼り合わせるようにしてもょ、し、逆にフィルム基材の方に上記の粘着剤層を設けておき、これに透明基体を貼り合わせてもよい。後者の方法では、粘着剤層の形成を、フィルム基材をロール状にして連続的に行うことができ、生産性の面でより有利である。

[0042] 粘着剤層は、透明性を有するものであればよぐ例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが用いられる。粘着剤層は、透明基体の接着後そのクッション効果により、フィルム基材の一方の面に設けられた導電性薄膜の耐擦傷性ゃタツチパネル用としての打点特性を向上させる機能を有する。この機能をより良く発揮させるため、粘着剤層の弾性係数を l〜100N/cm²の範囲、厚さを 1 μ m以上、通常 5〜： L00 mの範囲に設定するのが望ましい。

[0043] 粘着剤層の弾性係数が INZcm²未満となると、粘着剤層は非弾性となるため、加圧により容易に変形してフィルム基材ひいては導電性薄膜に凹凸を生じさせ、またカロ工切断面からの粘着剤のはみ出しなどが生じやすぐさらに導電性薄膜の耐擦傷性ゃタツチパネルとしての打点特性の向上効果が低減する。また、 lOON/cm²を超えると、粘着剤層が硬くなり、そのクッション効果を期待できなくなり、導電性薄膜の耐擦傷性ゃタツチパネルとしての打点特性を向上できない。

[0044] 粘着剤層の厚さが 1 μ m未満となると、そのクッション効果を期待できなくなるため、導電性薄膜の耐擦傷性ゃタツチパネルとしての打点特性の向上を望めな、。また、粘着剤層を厚くしすぎると、透明性を損なったり、粘着剤層の形成や透明基体の貼り合わせ作業性、さらにコストの面で好結果が得られにくい。

[0045] このような粘着剤層を介して貼り合わされる透明基体は、フィルム基材に対して良好な機械的強度を付与し、特にカールなどの発生防止に寄与するものであり、これを貼り合わせたのちでも可撓性であることが要求される場合は、通常 6〜300 m程度のプラスチックフィルムが用いられ、可撓性が特に要求されない場合は、通常 0. 05〜1 Omm程度のガラス板やフィルム状な、し板状のプラスチックが用いられる。プラスチックの材質としては、前記したフィルム基材と同様のものが挙げられる。

[0046] なお、必要により、上記した透明基体の外表面 (粘着剤層とは反対側の面）に、視認性の向上を目的とした防眩処理層や反射防止層を設けたり、外表面の保護を目的としたハードコート層を設けるようにしてもよい。後者のハードコート層としては、例えば、メラニン系榭脂、ウレタン系榭脂、アルキド系榭脂、アクリル系榭脂、シリコン系榭脂などの硬化型榭脂からなる硬化被膜が好ましく用いられる。

[0047] 本発明の透明導電性積層体は、上記のように、透明なフィルム基材の一方の面に透明な第 1および第 2の誘電体薄膜を介して特定の結晶粒径および粒径分布を有する透明な導電性薄膜が積層されているとともに、上記フィルム基材の他方の面に透明な粘着剤層を介して透明基体が貼り合わされた構成力なるものである。

[0048] この透明導電性積層体は、導電性薄膜側の物性として、導電性薄膜側の硬度が 1 GPa以上、特に 1. 5GPaであるのが好ましぐまた導電性薄膜側の弾性率が 5GPa 以上、特に 6GPa以上であるのが好ましい。このような物性を有していることにより、透明導電性積層体を撓ませても、導電性薄膜にクラックが入ったり、電気抵抗値が劣化するなどの支障をきたさず、耐屈曲性能の高い透明導電性積層体として、タツチパネルなどの光エレクトロニクス分野の基板に好適に使用できる。なお、前記導電性薄膜側の硬度の上限は、耐クラック性の点から、 5GPa以下、さらには 4GPa以下とするのが好ましぐ前記導電性薄膜側の弾性率も同様に耐クラック性の点から、 20GPa以下、さらには 16GPa以下とするのが好ましい。

[0049] なお、上記の導電性薄膜側の硬度および弾性率は、インデンテーション試験 (圧子押し込み試験）により、例えば、走査型プローブ顕微鏡 CiEOL. LTDZ日本電子: J SPM— 4200)などを用いて、測定できる。薄膜硬度測定では、一般に圧子の押し込み深さは膜厚深さの 10分の 1程度に収まるようにする必要がある。

[0050] インデンテーション試験では、被試験体 (つまり、透明導電性積層体の導電性薄膜側）に、荷重をかけて圧子を押し込み、インデンテーション曲線 (荷重押し込み深さ曲線)を得る。その際の最大荷重 Pmaxと、圧子と被試験体間の接触投影面積 Aの比により、被試験体の硬度 Hが、下記の式（1)より、求められる。また、インデンテ一シヨン曲線の除荷曲線の初期勾配 Sから、被試験体の複合弾性率 Erが、下記の式（ 2)より、求められる。さらに、圧子のヤング率 Ei、圧子のポアツソン比 vi、被試験体のポアツソン比 vsから、被試験体のヤング率 Esが、下記の式（3)〖こより、求められる。

[0051] ここで、下記の式（2)中、 βは定数である。また、圧子はダイヤモンドであり、そのャング率 Eiは 1, 140GPa、ポアツソン比は 0. 07である。

H = Pmax/A · · · (1)

8 = (2/^ π ) · ΕΓ · β - ^Α · · · (2)

Er= l/{ (l -vs2) /Es + (l -vi2) /Ei} · · · (3)

ここでは、被試験体である導電性薄膜のポアツソン比 vsは不明であるため、上記の複合弾性率 Erを、本発明にいう弾性率とする。測定の詳細については、例えば、 W. C. Oliver and G. M. Phar, J. Meter. Res. , Vol. 7, No. 6, June 1992や、 Handbook of MicroZNanotribologyなどに記載されているとおりであり、公知の方法により測定することができる。

[0052] 図 1は、本発明の透明導電性積層体の一例を示したものであり、透明なフィルム基材 1の一方の面に透明な第 1の誘電体薄膜 2、透明な第 2の誘電体薄膜 3、透明な導電性薄膜 4が、この順に積層されており、他方の面には透明な粘着剤層 5を介して透明基体 6が貼り合わされて、る。 [0053] また、図 2は、本発明の透明導電性積層体の他の例を示したものであり、透明基体 6の外表面にハードコート層 7を設けるようにしたものであり、その他の構成要素は図 1と全く同様であり、同一番号を付してその説明を省略する。

[0054] 図 3は、本発明の透明導電性積層体を用いたタツチパネルの例を示したものである。すなわち、導電性薄膜 4a、 4bを有する一対のパネル板 Pl、 P2を、互いに直交するように設けた導電性薄膜 4a、 4b同士が対向するように、スぺーサ 8を介して対向配置してなるタツチパネルにおいて、一方のパネル板 P1として、上記した図 2に示す透明導電性積層体を使用したものである。

[0055] このタツチパネルにおいては、パネル板 P1側より、入力ペンにて押圧打点したとき、導電性薄膜 4a、 4b同士が接触して、電気回路の ON状態となり、上記押圧を解除すると、元の OFF状態に戻る、透明スィッチ横体として機能する。その際、パネル板 P 1が上記の透明導電性積層体力ゝらなるため、導電性薄膜の耐擦傷性ゃ耐屈曲性などに優れ、長期にわたり上記機能を安定に維持させることができる。

[0056] なお、上記の図 3において、パネル板 P1は、図 1に示す透明導電性積層体であつてもよい。また、パネル板 P2は、プラスチックフィルムやガラス板など力もなる透明基体 9に導電性薄膜 4bを設けたものである力上記のパネル板 P1と同様の図 1または図 2に示す透明導電性積層体を使用してもよい。

実施例

[0057] 以下に、本発明の実施例を、比較例と対比して記載し、より具体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味するものとする。

[0058] 導電性薄膜の結晶粒径および粒径分布は、電界放出型透過型電子顕微鏡 (FE— TEM, Hitachi, HF- 2000)により、導電性薄膜の表面観察を行い、評価した。結晶の最大粒径は具体的には、次の方法で測定した。まずポリエステルフィルム上に、スパッタリングで ITO膜を形成する。これをシャーレに静置し、へキサフルォロイソプロパノールを静に注ぎ、ポリエステルフィルムを溶解除去する。そして白金製のメッシュで ITOの薄膜をすくい取り、透過型電子顕微鏡のサンプルステージに固定する。これを各例に応じて 5万倍〜 20万倍ほどの倍率で写真撮影し、 1. 5 m X l. 5 mの面積当たりに存在する結晶の最大粒径を観察して評価した。 [0059] 実施例 1

厚さが 25 μ mのポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、 PETフィルムという）からなる透明なフィルム基材 (光の屈折率 n = 1. 66)の一方の面に、メラミン榭脂：アル

1

キド榭脂：有機シラン縮合物 = 2 : 2 : 1 (重量比)の熱硬化型榭脂からなる硬化被膜 ( 光の屈折率 n = 1. 54)を厚さ 150nmに形成して、透明な第 1の誘電体薄腰とした。

2

[0060] つぎに、この第 1の誘電体薄膜上に、シリカコート法により、 SiO薄膜からなる第 2の

2

誘電体薄膜を形成した。すなわち、上記第 1の誘電体薄膜上に、シリカゾル (コルコ一トネ土製の「コルコート P」）を固形分濃度が 2%となるようにエタノールで希釈したものを塗布し、 150°Cで 2分乾燥後、硬化させて、厚さが 30nmの SiO薄膜 (光の屈折率

2

n = 1. 46)を形成して、透明な第 2の誘電体薄膜とした。

3

[0061] このようにフィルム基材上に下地薄膜を積層したのち、この上 (第 2の誘電体薄膜上 )に、さらにアルゴンガス 80%と酸素ガス 20%と力もなる 4 X 10— ³Paの雰囲気中で、酸化インジウムおよび酸化スズの混合物の焼結体 (酸化インジウム 97重量％,酸ィ匕スズ 3重量⁰ /₀)を用いたスパッタリング法により、厚さが 20nmの酸化インジウムと酸ィ匕スズとの複合酸ィ匕物 (光の屈折率 n = 2. 00)力なる透明な導電性薄膜 (ITO薄膜

4

)を形成し、 150°Cで 1. 5時間加熱した。この導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0062] つぎに、上記 PETフィルムの他方の面に、弾性係数が lONZcm²に調整された透明なアクリル系粘着剤層（アクリル酸ブチル:アクリル酸:酢酸ビニルの重量比 100 : 2 ： 5の単量体混合物の共重合体 100部に、イソシァネート系架橋剤を 1部配合してなるアクリル系粘着剤）を、約 20 μ mの厚さに形成し、さらにこの上に、厚さが 125 μ m の PETフィルム力なる透明基体を貼り合わせた。

[0063] ついで、上記の透明基体上に、アクリル 'ウレタン系榭脂（大日本インキ化学工業社製の商品名「ュ-ディック 17— 806」） 100部に、光重合開始剤としてヒドロキシシクロへキシルフエ-ルケトン（チバスペシャルティケミカルズ社製の商品名「ィルガキュア 1 84」）5部を加えて、 50重量％の濃度に希釈したトルエン溶液を塗布し、 100°Cで 3 分乾燥後、直ちにオゾンタイプ高圧水銀灯 (80WZcm, 15cm集光型） 2灯で紫外線照射を行い、厚さが 5 mのハードコート層を形成することにより、図 2に示す構造の透明導電性積層体を作製した。

[0064] この透明導電性積層体を一方のパネル板とし、他方のパネル板として、ガラス坂上に厚さが 30nmの ITO薄膜を上記同様の方法で形成したものを用い、この両パネル板を、 ITO薄膜同士が対向するように、厚さが 20 μ mのスぺーサを介して両パネル板のギャップが 150 mとなるように対向配置させ、スィッチ構体としてのタツチパネルを作製した。なお、両パネル板の各 ITO薄膜は、上記の対向配置に先立って、あらカじめ互いに直交するように形成した。

[0065] 実施例 2

第 1の誘電体薄膜 (硬化被膜)の厚さを 200nmに変更したこと以外は、実施例 1と同様にして、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0066] 実施例 3

第 2の誘電体薄膜 (SiO薄膜)の厚さを 60nmに変更したこと以外は、実施例 1と同

2

様にして、透朋導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0067] 実施例 4

第 2の誘電体薄膜 (SiO薄膜)の形成において、シリカコート法に代え、 SiOを電

2 2 子ビーム加熱法により、 1 X 10— ²〜3 X 10— ²Paの真空度で真空蒸着し、厚さが 30nm の SiO

2薄膜を形成したこと以外は、実施例 1と同様にして、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0068] 実施例 5

導電性薄膜 (ITO薄膜)の形成において、蒸着原料として、酸化インジウムおよび酸化スズの混合物の焼結体 (酸化インジウム 90重量％,酸化スズ 10重量％)を使用して、厚さが 20nmの ITO薄膜を形成したこと以外は、実施例 1と同様にして、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0069] 実施例 6 第 2の誘電体薄膜 (SiO薄膜)の形成において、シリカコート法に代え、 SiOを電

2 2 子ビーム加熱法により、 1 X 10— ²〜3 X 10— ²Paの真空度で真空蒸着し、厚さが 30nm の SiO薄膜を形成したこと、導電性薄膜 (ITO薄膜)の形成において、蒸着原料とし

2

て、酸化インジウムおよび酸化スズの混合物の焼結体 (酸化インジウム 90重量％,酸ィ匕スズ 10重量％)を使用して、厚さが 20nmの ITO薄膜を形成したこと以外は、実施例 1と同様にして、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0070] 実施例 7

2

て、酸化インジウムおよび酸化スズの混合物の焼結体 (酸化インジウム 95重量％,酸ィ匕スズ 5重量％)を使用して、厚さが 20nmの ITO薄膜を形成したこと以外は、実施例 1と同様にして、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0071] 比較例 1

第 1の誘電体薄膜 (硬化被膜)を形成しな力たこと以外は、実施例 1と同様にして、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0072] 比較例 2

第 2の誘電体薄膜 (SiO薄膜)を形成しな力つたこと以外は、実施例 1と同様にして

2

、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0073] 比較例 3

導電性薄膜 (ITO薄膜)の形成において、蒸着原料として、酸化インジウムおよび酸化スズの混合物の焼結体 (酸化インジウム 99重量％,酸化スズ 1重量％)を使用して、厚さが 20nmの ITO薄膜を形成したこと以外は、実施例 1と同様にして、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0074] 比較例 4

第 2の誘電体薄膜 (SiO薄膜)を形成しな力つたこと以外は、実施例 5と同様にして

2

、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、この導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0075] 比較例 5

2

て、酸化インジウムおよび酸化スズの混合物の焼結体 (酸化インジウム 99重量％,酸ィ匕スズ 1重量％)を使用して、厚さが 20nmの ITO薄膜を形成したこと以外は、実施例 1と同様にして、透明導電性積層体とこれを用いたタツチパネルを作製した。なお、導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0076] 上記の実施例 1〜7および比較例 1〜5の各透明導電性積層体について、各層（薄膜)の材料、屈折率、厚み等を表 1に示す。また導電性薄膜の結晶の粒径分布を表 2に示す。

[0077] [表 1]

フィル厶基材第一の誘電薄膜第二の誘電体薄膜導電 1 ΐ薄膜〕〔〔8007 透明基体

(厚み屈折率屈折率厚み屈折率厚み屈折率厚み： jt rn) 料材料

Cn1) 材 (n2) (nm) 材料形成法

(n3) (n4) (nm) 実施例 1 125 25 1.66 樹脂 1. 54 150 Si0₂ シリカコート 1.46 30 In/Sn (97/3) 2.00 20 実施例 2 125 25 1.66 樹脂 1.54 200 Si0₂ シリカコート 1.46 30 In/Sn (97/3) 2.00 20 実施例 3 125 25 1.66 樹脂 1.54 150 Si0₂ シリカコート 1.46 60 In/Sn (97/3) 2.00 20 実施例 4 125 25 1.66 樹脂 1.54 150 Si0₂ 真空蒸着 1.46 30 In/Sn (97/3) 2.00 20 実施例 5 125 25 1.66 樹脂 1, 54 150 Si0₂ シリカコート 1.46 30 In/Sn (90/10) 2.00 20 実施例 6 125 25 1 1.66 樹脂 1.54 150 Si0₂ 真空蒸着 1.46 30 In/Sn (90/10) 2.00 20 実施例 7 125 25 1.66 樹脂 1.54 150 Si0₂ 真空蒸着 1.46 30 In/Sn (95/5) 2.00 20 比較例 1 125 25 1.66 ― - ― Si0₂ シリカコート 1.46 30 In/Sn (97/3) 2.00 20 比較例 2 125 25 1.66 樹脂 1. 54 150 - - 一一 In/Sn (97/3) 2.00 20 比較例 3 125 25 1.66 樹脂 1. 54 150 Si0₂ シリカコート 1.46 30 In/Sn (99/1) 2.00 20 比較例 4 125 25 1.66 樹脂 1.54 150 - ― ― ― In/Sn (90/10) 2.00 20 比較例 5 125 25 1.66 樹脂 1.54 150 Si0₂ 真空蒸着 1.46 30 In/Sn (99/1) 2.00 20

[0079] また、各透明導電性積層体について、フィルム抵抗および光の透過率とともに、導電性薄膜側の硬度および弾性率を、下記の方法により、測定した。これらの結果は、表 3に示されるとおりであった。

[0080] なお、上記の硬度および弾性率の測定に際し、フィルム基材 (PETフィルム）の裏面に粘着剤層および透明基体を設けていない積層体、つまり、図 4に示すようなフィルム基材 1の一方の面に下地薄膜 (第丄の誘電体薄膜 ₂およびまたは第 ₂の誘電体薄膜 3)を介して導電性薄膜 (ITO薄膜) 4を形成した積層体を、被試験体として使用した。

[0081] <フィルム抵抗 >

四端子法を用いて、フィルムの表面電気抵抗（ Ω Z口）を測定した。

[0082] <光の透過率 >

島津製作所製の分光分析装置 UV— 240を用いて、光波長 550nmにおける可視光線透過率を測定した。

[0083] <導電性薄膜側の硬度および弾性率 >

インデンテーション試験により、本文詳記の方法で、導電性薄膜側の硬度および弾性率を測定した。すなわち、図 4に示したように、被試験体をその導電性薄膜 (ITO 薄膜) 4を上にして試料台 20に固定した。このように固定した状態で、導電性薄膜 4 側に圧子 21を垂直方向に荷重をかけて押し込み、インデンテーション曲線 (荷重押し込み深さ曲線)を得た。これより、前記式（1)、（2)に基づいて、導電性薄膜側の硬度および弾性率を算出した。

[0084] 測定は、走査型プローブ顕微鏡 (JEOL. LTDZ日本電子: JSPM— 4200)を用いた。また、圧子 21には、ダイヤモンド圧子（三角錐）（TI— 037 90° )を用いた。この圧子を用い、垂直方向に荷重 20 Nで、一回のインデント (圧子押し込み）を 3秒間で行い、 1サンプルにっき、 5回測定し、平均値を求めた。各回の測定は、圧痕の影響が生じな、ように、測定箇所の距離を十分にとった。

[0085] つぎに、上記の実施例 1〜7および比較例 1〜5の各タツチパネルについて、下記の方法により、打点特性、ペン入力耐久性および屈曲ペン入力耐久性を測定した。これらの結果は、表 3に示されるとおりであった。

[0086] <打点特性 >

透明導電性積層体で構成したパネル板側から、硬度 40度のウレタンゴムカゝらなる口ッド（鍵先 7R)を用いて、荷重 lOOgで 100万回のセンター打点を打つたのち、フィルム抵抗 (Rd)を測定し、初期のフィルム抵抗 (Ro)に対する変化率 (RdZRo)を求めて、打点特性を評価した。なお、上記フィルム抵抗の測定は、対向配置した導電性薄膜同士の打点時の接触抵抗にっ、て行、、その平均値で表したものである。 [0087] <高荷重ペン入力耐久性 >

(A)：透明導電性積層体で構成したパネル板側から、ポリアセタールカゝらなるペン（ペン先 RO. 8mm)を用いて、荷重 500gで 30万回の摺動を行った。摺動後、以下のようにリニアリティーを測定し、高荷重ペン入力耐久性を評価した。

[0088] [リニアリティーの測定方法]

透明導電積層体に 5Vの電圧を印加し、透明導電積層体における、電圧を印加する端子 A (測定開始位置)および端子 B (測定終了位置)の間の出力電圧を測定したリニアリティーは、測定開始位置 Aでの出力電圧を E、測定終了位置 Bでの出力電

A

圧を E、各測定点 Xでの出力電圧を E、理論値を E とすると、以下の計算から、求

B X XX

めることができる。

E (理論値） = {Χ· (Ε— E

XX B A)Z(B— A) } +E

A

リニアリティー（o/₀) =〔(E -E ) / (E -E ) ] X IOO

XX X B A

[0089] なお、リニアリティー測定の概略は、図 5に示すとおりである。タツチパネルを用いる画像表示装置では、ペンで押さえられることにより上部パネルと下部パネルの接触部分の抵抗値から画面上に表示されるペンの位置が決定されて!、る。上部および下部パネル表面の出力電圧分布が理論線 (理想線)のようになって!/ヽるものとして抵抗値は決められる。すると、電圧値が、図 5の実測値のように理論線カゝらずれると、実際のペン位置と抵抗値によって決まる画面上のペン位置がうまく同調しなくなる。理論線力ものずれがリニアリティーであり、その値が大きいほど、実際のペン位置と画面上のペンの位置のずれが大きくなる。

[0090] (B)：また、透明導電性積層体で構成したパネル板側から、ポリアセタールからなるペン (ペン先 RO. 8mm)を用いて、各荷重で 10万回の摺動を行った。摺動後のリニァリティーが 1. 5%以下である最大荷重を求めた。この荷重が重いほど、ペン入力耐久性の特性が優れて、ることを意味する。

[0091] <屈曲ペン入力耐久性 >

(A)：透明導電性積層体で構成したパネル板側から、ポリアセタールカゝらなるペン（ペン先 RO. 8mm)を用いて、荷重 250gで 5万回の摺動を行った。その際、図 6に示すように両パネルの PIと P2のギャップを 300 μ mとし、パネル板 PI側から入力ペン 1 0を摺動させたときのペン摺動角度 Θが 4. 0° となるようにした。この摺動後、透明導電性積層体のリニアリティーを前記と同じように測定し、屈曲ペン入力耐久性を評価した。

[0092] (B)：透明導電性積層体で構成したパネル板側から、ポリアセタール力なるペン（ペン先 RO. 8mm)を用いて、荷重 250gで 10万回の摺動を行った。その際、図 6に示すように両パネルの P1と P2の間隔を調整して角度 Θを変化させ、各角度で、パネル板 P1側力も入力ペン 10を摺動させたときの摺動後のリニアリティーが 1. 5%以下となる角度 Θを求めた。この角度が大きいほど、屈曲ペン入力耐久性の特性が優れていることを意味する。

[0093] [表 3]

ィ () ()ΑΒA弾性率度硬のの

ニィィ) ( ()ー一GPGPaa

比 8054.

比 9005 ,.

[0094] 上記の表 3の結果から明らかなように、本発明の実施例 1 7の透明導電性積層体は、透明性が良好で導電性も満足するものであり、また導電性薄膜側の硬度は 1. 5 GPa以上、導電性薄膜側の弾性率は 6GPa以上で、優れた特性を備えており、これを用いたタツチパネルは、打点特性およびペン入力耐久性に優れ、さらに屈曲ペン入力耐久性にも優れてレ、ることが分かる。

[0095] これに対して、第 1の誘電体薄膜または第 2の誘電体薄膜を形成しなかった比較例 1、 2、 4では、透明導電性積層体の透明性に劣り、またタツチパネルとしての耐久性に劣っている。さらに、導電性薄膜の結晶中、粒径 300nmを超える結晶の含有量が 50面積％を超える比較例 3、 5では、屈曲ペン入力耐久性に劣っている。

産業上の利用可能性

本発明の透明導電性積層体は、液晶ディスプレイ、エレクト口ルミネッセンスデイスプレイゃタツチパネルに好適に用いられる。

Claims

請求の範囲

[1] 厚さが 2〜120 /z mの透明なフィルム基材の一方の面に、透明な第 1の誘電体薄膜、透明な第 2の誘電体薄膜および透明な導電性薄膜をこの順に積層し、上記フィルム基材の他方の面に、透明な粘着剤層を介して透明基体を貼り合わせてなり、第 2の誘電体薄膜は、無機物であるか、または有機物と無機物との混合物であり、上記導電性薄膜は、この薄膜を形成する材料の結晶中、最大粒径が 300nm以下の結晶含有量が 50面積％を超えることを特徴とする透明導電性積層体。

[2] 透明な導電性薄膜は、この薄膜を形成する材料の結晶中、最大粒径が 200nm以下の結晶含有量が 50面積％を超えることを特徴とする請求項 1記載の透明導電性積層体。

[3] 透明な導電性薄膜の硬度が 1. 5GPa以上であり、弾性率が 6GPa以上であることを特徴とする請求項 1記載の透明導電性積層体。

[4] 導電性薄膜は、酸化スズを含有する酸化インジウムにより形成されており、酸化インジゥムと酸化スズの合計に対する酸化スズの含有量は、 2〜50重量であることを特徴とする請求項 1記載の透明導電性積層体。

[5] 酸化インジウムと酸化スズの合計に対する酸化スズの含有量は、 3〜15重量％であることを特徴とする請求項 4記載の透明導電性積層体。

[6] フィルム基材の光の屈折率を n、第 1の誘電体薄膜の光の屈折率を n、第 2の誘電

1 2 体薄膜の光の屈折率を n、導電性薄膜の光の屈折率を nとしたとき、

3 4

それらの屈折率が n <n≤n <n関係を満たし、

3 2 1 4

第 1の誘電体薄膜の厚さが 100〜250nm、

第 2の誘電体薄膜の厚さが 15〜： LOOnmであることを特徴とする請求項 1記載の透明導電性積層体。

[7] 第 1の誘電体薄膜は、有機物であるか、または有機物と無機物との混合物であることを特徴とすることを特徴とする請求項 1記載の透明導電性積層体。

[8] 第 2の誘電体薄膜は、真空蒸着法により形成された無機物であることを特徴とする請求項 1記載の透明導電性積層体。

[9] 導電性薄膜を有する一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するようにスぺーサを介して対向配置してなるタツチパネルにおいて、パネル板の少なくとも一方が、請求項 1〜8のいずれかに記載の透明導電性積層体からなることを特徴とするタツチノネノレ