WO2012026519A1 - 導電性透明基材、タッチパネル、抵抗膜方式タッチパネル、静電容量方式タッチパネル - Google Patents

導電性透明基材、タッチパネル、抵抗膜方式タッチパネル、静電容量方式タッチパネル Download PDF

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WO2012026519A1
WO2012026519A1 PCT/JP2011/069156 JP2011069156W WO2012026519A1 WO 2012026519 A1 WO2012026519 A1 WO 2012026519A1 JP 2011069156 W JP2011069156 W JP 2011069156W WO 2012026519 A1 WO2012026519 A1 WO 2012026519A1
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WO
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transparent substrate
refractive index
conductive transparent
touch panel
resin
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PCT/JP2011/069156
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岸本　広次
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パナソニック株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
    • C08G59/38—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups together with di-epoxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/48—Coating with two or more coatings having different compositions
    • C03C25/54—Combinations of one or more coatings containing organic materials only with one or more coatings containing inorganic materials only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/08—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides

Definitions

  • the present invention relates to a conductive transparent substrate used for a touch panel or the like, and a touch panel such as a resistive touch panel and a capacitive touch panel formed using the conductive transparent substrate.
  • conductive transparent substrates used for touch panels and the like generally form an amorphous indium tin oxide (ITO) film on the surface of a plastic film such as polyethylene terephthalate (PET) film or a plastic plate such as polycarbonate. Or by forming a crystalline ITO film on the surface of glass (see, for example, Patent Document 1).
  • ITO indium tin oxide
  • a plastic ITO film (including a plastic plate; the same shall apply hereinafter) lacks heat resistance and dimensional stability, so that a crystalline ITO film cannot be formed. For this reason, the resistivity of the ITO film is increased, but if the thickness of the ITO film is increased to reduce the resistance, the transmittance is lowered.
  • a crystalline ITO film can be formed at a low temperature even with a plastic film having low heat resistance by using a special method called ion plating by plasma assist.
  • this method has many drawbacks such as high cost and difficulty in being applied to general-purpose materials, as well as difficulty in increasing the area.
  • the conductive transparent base material in which an ITO film is formed on a normal plastic film is used for a large-area touch panel
  • the ITO film tends to crack because of its high coefficient of thermal expansion.
  • the film thickness of the ITO film must be increased, but on the other hand, transparency is sacrificed.
  • the present invention has been made in view of the above points, and can be reduced in thickness, weight, impact resistance, transparency, cost, and area, and is suitably used for touch panels and the like. It is an object to provide a conductive transparent substrate that can be used, and a touch panel (resistance film type touch panel and capacitive touch panel) that can be formed using the conductive transparent base material.
  • the conductive transparent substrate according to the present invention is a glass fiber substrate impregnated with a transparent resin composition and cured to form a transparent substrate, and the glass transition temperature (Tg) after curing of the transparent resin composition is An indium tin oxide film having a resistivity of 2.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm or less is formed on at least one surface of the transparent substrate at 200 ° C. or higher, and the transmittance of light having a wavelength of 550 nm is 80% or higher. It is a feature.
  • the resistivity of the indium tin oxide film is 1.5 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm or less and the transmittance of light having the wavelength of 550 nm is 90% or more.
  • the rate of change in sheet resistance after performing a high temperature test heated at 150 ° C. for 90 minutes is 20% or less.
  • the sheet resistance change rate after performing a constant temperature and humidity test under conditions of 85 ° C., humidity 85% RH and 240 hours is 20% or less.
  • the indium tin oxide film is preferably formed by a sputtering method.
  • the transparent substrate preferably has a coefficient of thermal expansion of 18 ppm or less.
  • a trifunctional or higher functional epoxy resin represented by the following formula (I) is blended in the transparent resin composition as a high refractive index resin having a refractive index larger than that of the glass fiber.
  • a trifunctional epoxy resin represented by the following formula (II) is blended in the transparent resin composition as a high refractive index resin having a refractive index larger than that of the glass fiber.
  • a cyanate ester resin is blended in the transparent resin composition as a high refractive index resin having a higher refractive index than that of the glass fiber.
  • the touch panel according to the present invention is formed using the conductive transparent base material as a display.
  • the resistive film type touch panel according to the present invention is formed by using the conductive transparent substrate as a display of 30V type or more.
  • the capacitive touch panel according to the present invention is formed by using the conductive transparent substrate as a display of 15V type or more.
  • the transparent substrate is formed by impregnating a transparent resin composition into a glass fiber substrate and curing, thereby making it thinner and lighter than glass. ⁇ High impact resistance can be achieved. Further, since the glass transition temperature (Tg) after curing of the transparent resin composition is 200 ° C. or higher, indium tin oxide having high crystallinity can be obtained without using a special method (for example, ion plating method). A film can be formed, and the cost can be reduced as compared with a plastic film.
  • Tg glass transition temperature
  • the indium tin oxide film having a resistivity of 2.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm or less is formed, it is not necessary to increase the film thickness of the indium tin oxide film in order to obtain low resistance, and the wavelength is 550 nm. High transparency can be realized by the light transmittance of 80% or more.
  • the transparent substrate is lighter than glass, so that a large area can be realized, and the thermal expansion coefficient is smaller and the dimensional stability is higher than that of a plastic film. It becomes difficult to break, and a large area can be realized. Therefore, the conductive transparent substrate according to the present invention can be suitably used for a touch panel or the like.
  • the conductive transparent substrate according to the present invention is formed by providing an indium tin oxide (ITO) film on at least one surface of the transparent substrate.
  • ITO indium tin oxide
  • the transparent base material is formed by impregnating a glass fiber base material with a transparent resin composition and curing.
  • the glass fiber substrate for example, glass cloth or the like can be used.
  • the transparent base material is made of a glass fiber base material, so that the elasticity can be increased, and the transparent resin composition is used to reduce the weight. It is something that can be done.
  • the transparent substrate is a transparent composite material in which a transparent resin composition is held on a glass fiber substrate. Specifically, a high refractive index resin having a refractive index larger than that of glass fibers and glass fibers.
  • a glass fiber base material is impregnated into a transparent resin composition prepared by mixing with a low refractive index resin having a low refractive index so that the refractive index approximates the refractive index of the glass fiber. be able to.
  • the high refractive index resin blended in the transparent resin composition it is preferable to use a polyfunctional epoxy resin having at least three functions represented by the above formula (I).
  • the glass transition temperature (Tg) is high and the heat resistance of the cured product is enhanced while maintaining high transparency. Further, discoloration due to heat can be suppressed.
  • Examples of the divalent organic group represented by R 2 in the formula (I) include a substituted or unsubstituted arylene group such as a phenylene group, or a structure in which a substituted or unsubstituted arylene group is bonded to a carbon atom or a carbon chain. Groups and the like.
  • Examples of the carbon atom or carbon chain include alkylene groups such as a methylmethylene group and a dimethylmethylene group, and a carbonyl group.
  • a group in which a phenylene group is bonded to the glycidyloxy group on the right side of the formula (I) to form a glycidyloxyphenyl group is preferably used. Further, from the viewpoint of suppressing discoloration of the conductive transparent substrate due to heat, those in which the carbon atom or carbon chain interposed between the arylene groups does not contain a methylene group (—CH 2 —) are preferably used.
  • Examples of the divalent organic group for R 2 include the following structures (any of the square brackets).
  • R 1 and R 3 to R 10 in formula (I) are not particularly limited, and examples thereof include hydrocarbon groups such as lower alkyl groups, other organic groups, and hydrogen atoms.
  • Examples of the molecular chain containing an epoxy group of R 1 and R 3 to R 10 include the following structures (inside square brackets).
  • polyfunctional epoxy resin having three or more functions represented by the formula (I) for example, polyfunctional epoxy resins represented by the above formula (II) and the following formulas (III) and (IV) can be used.
  • n a positive integer.
  • the high refractive index resin it is preferable to use a trifunctional epoxy resin represented by the above formula (II).
  • Tg glass transition temperature
  • the heat resistance of the cured product is maintained while maintaining high transparency as compared with the case of using a trifunctional or higher polyfunctional epoxy resin represented by other formula (I). Further, discoloration due to heat can be suppressed.
  • the high refractive index resin blended in the transparent resin composition it is preferable to use a cyanate ester resin.
  • cyanate ester resins examples include 2,2-bis (4-cyanatephenyl) propane, bis (3,5-dimethyl-4-cyanatephenyl) methane, 2,2-bis (4-cyanatephenyl) ethane, and the like. Or an aromatic cyanate ester compound can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • a high glass transition temperature (Tg) can be imparted to the cured product.
  • a cyanate ester resin generates a triazine ring or an oxazoline ring by causing a curing reaction together with an epoxy resin, increases a crosslink density of the epoxy resin, and forms a rigid structure so that a cured product has a high glass transition temperature (Tg). ).
  • the cyanate ester resin is solid at room temperature, the glass fiber base material is impregnated into a glass fiber base material and dried as described below. It becomes easy to dry by touch, and the handleability of the prepreg is improved.
  • the blending amount of the cyanate ester resin in the transparent resin composition is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 25 to 35% by mass with respect to the total amount of the high refractive index resin and the low refractive index resin. If the blending amount is less than 10% by mass, the glass transition temperature (Tg) may not be sufficiently improved. If the blending amount is more than 40% by mass, the solubility is insufficient, and the cyanate ester resin is impregnated. Or may precipitate from the varnish during storage.
  • the refractive index of the trifunctional or higher polyfunctional epoxy resin represented by formula (I), the cyanate ester resin, or a mixture thereof as the high refractive index resin is preferably 1.58 to 1.63.
  • the high refractive index resin preferably has a refractive index of around 1.6.
  • the refractive index of the glass fiber is n, n + 0.03 to n + 0.06 A range is preferred.
  • the refractive index of the resin means the refractive index in the cured resin state (cured resin), and is a value tested according to ASTM D542.
  • an epoxy resin can be used as the low refractive index resin blended in the transparent resin composition.
  • the refractive index of the low refractive index resin is preferably 1.47 to 1.53.
  • the low-refractive index resin preferably has a refractive index of around 1.5. If the refractive index of the glass fiber is n, n-0.04 to n- The thing of the range of 0.08 is preferable.
  • an epoxy resin containing 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane, a hydrogenated bisphenol type epoxy resin, or the like can be used.
  • the hydrogenated bisphenol type epoxy resin for example, bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol S type and the like can be used.
  • a hydrogenated bisphenol type epoxy resin that is solid at room temperature is used.
  • a hydrogenated bisphenol-type epoxy resin that is liquid at room temperature can be used, but when preparing a prepreg to be a material for a transparent substrate by impregnating the glass fiber substrate with a transparent resin composition and drying it, In many cases, the prepreg can be dried only to a sticky state by touch, and the handling of the prepreg may deteriorate.
  • a transparent resin composition can be prepared by mixing a high refractive index resin and a low refractive index resin as described above so that the refractive index approximates the refractive index of the glass fiber.
  • the mixing ratio of the high refractive index resin and the low refractive index resin can be arbitrarily adjusted so as to approximate the refractive index of the glass fiber.
  • the refractive index of the transparent resin composition is preferably as close as possible to the refractive index of the glass fiber.
  • the refractive index of the glass fiber is n, it is preferably n ⁇ 0.02 to n + 0.02.
  • adjustment is made so as to approximate in the range of n-0.01 to n + 0.01.
  • the glass transition temperature (Tg) after curing of the transparent resin composition is 200 ° C. or higher, preferably 230 ° C. or higher.
  • Tg glass transition temperature
  • the heat resistance of a transparent base material can be improved with the high glass transition temperature (Tg) of curable resin.
  • the ITO film is crystallized at a high temperature (for example, 200 to 300 ° C.) according to a general method with low cost (for example, a sputtering method).
  • a sputtering method for example, an ITO film with high crystallinity can be easily formed, and cost reduction can be realized.
  • the glass transition temperature (Tg) after curing of the transparent resin composition is less than 200 ° C.
  • a special method for example, ion plating method
  • ion plating method is used as in the case of a conventional plastic film having low heat resistance. If this is not done, an ITO film with high crystallinity cannot be formed on the surface of the transparent substrate, resulting in an increase in cost.
  • the upper limit of the glass transition temperature (Tg) is not particularly limited, but practically about 350 ° C. is the upper limit.
  • the glass transition temperature (Tg) is a value measured according to JIS C6481 TMA method.
  • a curing initiator (curing agent) can be blended in the transparent resin composition.
  • an organic metal salt or the like can be used as the curing initiator.
  • the organic metal salts include salts of organic acids such as octanoic acid, stearic acid, acetylacetonate, naphthenic acid, and salicylic acid with metals such as Zn, Cu, and Fe. These may be used alone or in combination of two or more.
  • zinc octoate is preferably used as the curing initiator.
  • the glass transition temperature (Tg) of the cured resin can be further increased as compared with the case of using other organic metal salts.
  • the amount of metal chelate and metal salt such as zinc octoate in the transparent resin composition is preferably in the range of 0.01 to 0.1 PHR.
  • a cationic curing initiator it is also preferable to use a cationic curing initiator as the curing initiator.
  • the cationic curing initiator include aromatic sulfonium salts, aromatic iodonium salts, ammonium salts, aluminum chelates, and boron trifluoride amine complexes.
  • the transparency of the cured resin can be enhanced by using a cationic curing initiator as the curing initiator.
  • the blending amount of the cationic curing initiator in the transparent resin composition is preferably in the range of 0.2 to 3.0 PHR.
  • a curing catalyst such as a tertiary amine such as triethylamine or triethanolamine, 2-ethyl-4-imidazole, 4-methylimidazole or 2-ethyl-4-methylimidazole can also be used as a curing initiator.
  • the blending amount of these curing catalysts in the transparent resin composition is preferably in the range of 0.5 to 5.0 PHR.
  • the transparent resin composition can be prepared by blending a high refractive index resin, a low refractive index resin, and a curing initiator as necessary.
  • This transparent resin composition can be prepared as a varnish by diluting with a solvent as necessary.
  • the solvent include benzene, toluene, xylene, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone, acetone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 2-butanol, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • Diacetone alcohol N, N′-dimethylacetamide and the like.
  • the glass fiber constituting the base material fibers of E glass, NE glass, and T glass are preferably used from the viewpoint of enhancing the impact resistance of the conductive transparent base material and being inexpensive and stable in supply quality. It is done.
  • the E glass fiber is also called an alkali-free glass fiber, and is a glass fiber that is widely used as a glass fiber for resin reinforcement.
  • NE glass is NewE glass.
  • the glass fiber is surface-treated with a silane coupling agent that is usually used as a glass fiber treating agent for the purpose of improving impact resistance.
  • the refractive index of the glass fiber is preferably 1.55 to 1.57, more preferably 1.555 to 1.565.
  • the refractive index of the high refractive index resin after curing is preferably 1.58 to 1.63
  • the refractive index of the low refractive index resin after curing is preferably 1.47 to 1.53. If the refractive index of glass fiber, high refractive index resin, and low refractive index resin is said range, the conductive transparent base material excellent in visibility can be obtained.
  • the refractive index of the glass fiber is 1.50 to 1.53, the refractive index of the high refractive index resin after curing is 1.54 to 1.63, and the refractive index of the low refractive index resin after curing is 1.47 to glass. It is also preferable that the refractive index of the fiber. Also in this case, a conductive transparent substrate having excellent visibility can be obtained. Furthermore, in this case, since the refractive indexes of the glass fiber and the transparent resin composition can be adjusted with a wide wavelength, a more transparent conductive transparent substrate can be obtained.
  • the glass fiber substrate a glass fiber woven fabric or non-woven fabric can be used.
  • a glass fiber base material is impregnated with a varnish of a transparent resin composition, heated and dried to prepare a prepreg as a material for the transparent base material.
  • the drying conditions are not particularly limited, but a drying temperature of 100 to 160 ° C. and a drying time of 1 to 10 minutes are preferable.
  • the transparent resin composition can be cured to obtain a transparent base material by stacking one or a plurality of the prepregs and performing heat and pressure molding.
  • the conditions for the heat and pressure molding are not particularly limited, but a temperature of 150 to 200 ° C., a pressure of 1 to 4 MPa, and a time of 10 to 120 minutes are preferable.
  • a resin matrix formed by polymerizing a high refractive index resin and a low refractive index resin has a high glass transition temperature (Tg) of 200 ° C. or higher and excellent heat resistance. It is what.
  • the high refractive index resin and the low refractive index resin as exemplified above are excellent in transparency, and a transparent base material ensuring high transparency can be obtained.
  • the glass fiber substrate content is preferably in the range of 25 to 65% by mass. If it is this range, while being able to acquire high impact resistance with the reinforcement effect by glass fiber, sufficient transparency can be acquired.
  • corrugation will become large and transparency will also fall.
  • the thermal expansion coefficient of a transparent base material may become large.
  • a plurality of thin glass fiber substrates can be used in order to obtain high transparency.
  • a glass fiber substrate having a thickness of 50 ⁇ m or less can be used, and two or more of them can be used in an overlapping manner.
  • the thickness of the glass fiber substrate is not particularly limited, but about 10 ⁇ m is a practical lower limit.
  • the number of glass fiber substrates is not particularly limited, but about 20 is the practical upper limit.
  • a transparent base material can be obtained by repeated heating and pressure molding, but a transparent resin composition is impregnated and dried in a state in which a plurality of glass fiber base materials are stacked, and a prepreg is produced. You may make it obtain a transparent base material by heat-press molding.
  • the conductive transparent substrate has a resistivity of 2.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm or less, preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm or less (lower limit is 1.0 ⁇ ) on at least one surface (or both surfaces) of the transparent substrate.
  • 10 ⁇ 4 ⁇ cm can be produced by forming an ITO film.
  • the resistivity of the ITO film exceeds 2.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm, the film thickness must be increased in order to obtain low resistance, but on the other hand, transparency is lowered.
  • the low resistivity ITO film can be formed by, for example, a sputtering method such as a direct current (DC) or alternating current (RF) magnetron sputtering method, a CVD method, an ion plating method, or the like.
  • a sputtering method such as a direct current (DC) or alternating current (RF) magnetron sputtering method, a CVD method, an ion plating method, or the like.
  • a sputtering method because cost reduction and quality stabilization can be realized. That is, a high voltage is applied between the transparent substrate and the target ITO sintered body while introducing an inert gas under vacuum, the ionized inert gas collides with the target, and the target particles are blown off.
  • a functional thin film such as a transparent resin layer (described later) may be formed in advance on the surface of the transparent substrate on which the ITO film is formed.
  • the conditions are not particularly limited, but when using the DC sputtering method, the conditions are as follows, for example.
  • Sputtering gas Argon / oxygen sputtering pressure: 0.133 to 1.333 Pa (1 ⁇ 10 ⁇ 3 to 10 ⁇ 10 ⁇ 3 Torr)
  • Argon flow rate 1.69 ⁇ 10- 2 ⁇ 1.69 ⁇ 10- 1 Pa ⁇ m 3 / s (10 ⁇ 100SCCM) (0 °C, atmospheric pressure 1013 hPa)
  • Sputtering current 0.01-15A
  • Sputtering speed 10 to 300 ⁇ / min
  • Transparent substrate temperature 100 to 300 ° C.
  • a conductive transparent substrate having a transmittance of light having a wavelength of 550 nm of 80% or more, preferably 90% or more. If the transmittance is less than 80%, the visibility is poor and it cannot be used as a display such as a touch panel.
  • the thickness of the transparent substrate is preferably 20 to 1000 ⁇ m, and more preferably 50 to 500 ⁇ m.
  • the thickness of the ITO film is preferably 10 to 100 nm, and more preferably 15 to 40 nm.
  • a transparent resin layer may be formed as a functional thin film on the surface (the surface of the ITO film) or between the transparent substrate and the ITO film. With this transparent resin layer, the transparency, surface smoothness and scratch resistance of the transparent substrate can be further enhanced.
  • the transparent resin layer can be formed by using a coating material prepared by blending a photopolymerizable polyfunctional compound and a solvent such as methyl ethyl ketone.
  • a coating material a photopolymerizable polyfunctional compound having 5 or more photopolymerizable groups in one molecule is used with respect to the total solid content such as a monofunctional photopolymerizable compound and other additives. It is preferable to use one having a content of 50 to 90% by mass and having a viscosity of 5000 mPa ⁇ s (25 ° C.) or less (the lower limit is substantially 10 mPa ⁇ s (25 ° C.)).
  • the upper limit of the number of photopolymerizable groups is substantially about 10 because the viscosity of the molecule may increase.
  • the photopolymerizable polyfunctional compound for example, dipentaerythritol hexaacrylate having six photopolymerizable groups, pentaerythritol triacrylate having three photopolymerizable groups, and the like can be used. If the content of the photopolymerizable polyfunctional compound is less than 50% by mass, the effect of enhancing the scratch resistance may not be sufficiently obtained. Conversely, the content of the photopolymerizable polyfunctional compound is 90% by mass. If it exceeds 1, it may be too hard and the flexibility and flexibility may deteriorate.
  • a transparent resin layer can be formed by irradiating an ultraviolet-ray, after apply
  • the conductive transparent base material according to the present invention is formed by reducing the thickness of the transparent base material compared to glass by forming the glass fiber base material by impregnating the transparent resin composition with curing. Lightweight and high impact resistance can be realized. And since a transparent base material is light compared with glass, the enlargement of an electroconductive transparent base material can be implement
  • the transparent substrate is reinforced with a glass fiber substrate such as glass cloth, the toughness does not decrease even when impregnated with a transparent resin composition having a high crosslinking density, that is, a high heat resistance, Heat resistance is higher than plastic film. Therefore, an ITO film having high crystallinity can be formed at a high temperature by using a general method such as a sputtering method.
  • the transparent substrate has a smaller coefficient of thermal expansion and higher dimensional stability than the plastic film due to the glass fiber substrate.
  • the coefficient of thermal expansion of the transparent substrate is preferably 18 ppm or less (lower limit is 5 ppm).
  • the thermal expansion coefficient of the transparent substrate is small and the dimensional stability is high, even if an ITO film with high crystallinity is formed on the surface, it depends on the difference in thermal expansion coefficient between the transparent substrate and the ITO film. Cracks are hardly generated in the ITO film, and the ITO film is difficult to break. Therefore, it is possible to easily realize a large area of the conductive transparent substrate.
  • the thermal expansion coefficient of the ITO film is several ppm. However, if the coefficient of thermal expansion of the transparent substrate exceeds 18 ppm, there is a risk of cracks in the ITO film, which may break the ITO film.
  • the resistivity of the ITO film can be lowered to 2.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm or less. it can. Therefore, it is not necessary to increase the thickness of the ITO film in order to obtain low resistance such as reducing sheet resistance, and high transparency is realized by increasing the transmittance of light with a wavelength of 550 nm to 80% or more. It is something that can be done.
  • the ITO film is hardly cracked.
  • the high temperature test is a test in which, for example, the conductive transparent substrate is heated at 150 ° C. for 90 minutes, and the constant temperature and humidity test is, for example, 85 ° C. and 85% humidity in the conductive transparent substrate. This is a test of standing for 240 hours in an RH atmosphere.
  • the rate of change in the sheet resistance of the conductive transparent substrate after the high temperature test or the constant temperature and humidity test can be reduced to 20% or less.
  • the change rate of the sheet resistance can be calculated as (difference in sheet resistance before and after the test) ⁇ 100 / (sheet resistance before the test).
  • the conductive transparent substrate according to the present invention can realize thinning, lightening, high impact resistance, high transparency, low cost, and large area. It can be installed and used in the image display unit.
  • the image display device include a touch panel, a liquid crystal display, a plasma display, and an organic EL display.
  • the touch panel can be formed using the conductive transparent substrate according to the present invention as a display.
  • the conductive transparent substrate according to the present invention can easily realize a large area.
  • the conductive transparent substrate can be formed as a display of 30V type or higher (upper limit is 200V type), and the capacitive touch panel has a conductive transparent substrate of 15V type or higher (upper limit is 100V type). It can be used as a display.
  • it is difficult to form a touch panel having a large display area using glass or a plastic film. That is, since the plastic film generally has a large coefficient of thermal expansion, the positional accuracy is lowered, and cracks are generated in the ITO film. Further, in order to obtain a low resistance film necessary for increasing the area, the film thickness of the ITO film must be increased, but on the other hand, transparency is sacrificed. On the other hand, since glass is generally heavy and easily broken, it is difficult to realize thinning, lightening, and high impact resistance.
  • Example 1 The following were used as a compounding component of a transparent resin composition.
  • Cyanate ester resin 2,2-bis (4-cyanatephenyl) propane, refractive index 1.59, 30 parts by weight Low refractive index resin EHPE3150, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., a solid epoxy resin containing 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane, refractive index 1.51, 40 parts by mass Curing initiator-Zinc octoate, 0.02 parts by mass
  • the above high refractive index resin and low refractive index resin are blended, further a curing initiator is blended, and 50 parts by mass of toluene and 50 parts by mass of methyl ethyl ketone as solvents are added thereto.
  • a varnish of a transparent resin composition was prepared by stirring and dissolving at a temperature of 70 ° C.
  • a glass cloth having a thickness of 25 ⁇ m (manufactured by Asahi Kasei Electronics Co., Ltd., product number “1037”, E glass, refractive index 1.56) is impregnated with the varnish of the transparent resin composition described above, and at 150 ° C. for 5 minutes By heating, the solvent was removed and the resin was semi-cured to prepare a prepreg.
  • Example 1 Example except that PET film (Toyobo Co., Ltd., A-4100, thickness 100 ⁇ m) was used as the transparent substrate, the transparent substrate temperature was set to 120 ° C., and the thickness of the ITO film was set to 35 nm. In the same manner as in Example 1, a conductive transparent substrate was produced.
  • PET film Toyobo Co., Ltd., A-4100, thickness 100 ⁇ m
  • Comparative Example 2 A conductive transparent substrate was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness of the ITO film was 30 nm.
  • Example 3 A conductive transparent substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that a slide glass (manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., thickness 1.2 mm) was used as the transparent substrate.
  • a slide glass manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., thickness 1.2 mm
  • Comparative Example 4 A conductive transparent substrate was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the thickness of the ITO film was 18 nm.
  • Glass transition temperature (Tg) of cured resin The glass transition temperature (Tg) of the cured resin obtained by curing the transparent resin composition was measured according to the JIS C6481 TMA method.
  • Table 1 shows the results of these measurements and evaluations.
  • the conductive transparent base materials of Comparative Examples 3 and 4 have low impact resistance and it is difficult to realize a large area.

Abstract

　薄型化・軽量化・高耐衝撃性・高透明性・低コスト化・大面積化を実現することができ、タッチパネル等に好適に用いることができる導電性透明基材を提供する。　ガラス繊維の基材に透明樹脂組成物を含浸し硬化して透明基材が形成されている。前記透明樹脂組成物の硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃以上である。前記透明基材の少なくとも片面に抵抗率２．０×１０－４Ωｃｍ以下の酸化インジウム・スズ膜が形成されている。波長５５０ｎｍの光の透過率が８０％以上である。

Description

導電性透明基材、タッチパネル、抵抗膜方式タッチパネル、静電容量方式タッチパネル
　本発明は、タッチパネル等に用いられる導電性透明基材、並びにこの導電性透明基材を用いて形成される抵抗膜方式タッチパネル及び静電容量方式タッチパネル等のタッチパネルに関するものである。
　近年、ノートパソコンや携帯電話などへのタッチパネルの採用が増加し、タッチパネルにも薄型化・軽量化・高耐衝撃性のニーズが顕在化している。
　従来、タッチパネル等に用いられる導電性透明基材は、一般的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のプラスチックフィルムやポリカーボネート等のプラスチック板の表面にアモルファスの酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を形成して製造したり、あるいはガラスの表面に結晶性のＩＴＯ膜を形成して製造したりしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０－１２７９７５号公報
　しかし、ガラスは割れやすいため、薄型化・軽量化・高耐衝撃性には限界がある。
　他方、プラスチックフィルム（プラスチック板を含む。以下同じ。）では耐熱性や寸法安定性が不足するため、結晶性のＩＴＯ膜を形成することができない。そのためＩＴＯ膜の抵抗率が大きくなるが、低抵抗とするためにＩＴＯ膜の膜厚を大きくすると、透過率が低下してしまう。
　また、プラズマアシストによるイオンプレーティング法という特殊な方法を使用することで、耐熱性の低いプラスチックフィルムであっても、低温下において結晶性のＩＴＯ膜を形成することができることが報告されている。しかし、この方法ではコストが高く汎用の材料には適用されにくいことに加え、大面積化が難しいなど難点が多い。
　また、通常のプラスチックフィルムにＩＴＯ膜が形成された導電性透明基材では、大面積のタッチパネルに用いる場合には、熱膨張率が大きいため、ＩＴＯ膜にクラックが生じやすい。さらに大面積化に必要な低抵抗膜とするためには、ＩＴＯ膜の膜厚を大きくしなければならないが、その反面、透明性が犠牲になる。他方、透明性・低抵抗性を得るために耐熱性や寸法安定性の高いガラスを用いると、導電性透明基材が全体として重くなり、また割れやすくなるため好ましくない。
　本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、薄型化・軽量化・高耐衝撃性・高透明性・低コスト化・大面積化を実現することができ、タッチパネル等に好適に用いることができる導電性透明基材、並びにこの導電性透明基材を用いて形成することができるタッチパネル（抵抗膜方式タッチパネル及び静電容量方式タッチパネル）を提供することを目的とするものである。
　本発明に係る導電性透明基材は、ガラス繊維の基材に透明樹脂組成物を含浸し硬化して透明基材が形成され、前記透明樹脂組成物の硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃以上であり、前記透明基材の少なくとも片面に抵抗率２．０×１０－４Ωｃｍ以下の酸化インジウム・スズ膜が形成され、波長５５０ｎｍの光の透過率が８０％以上であることを特徴とするものである。
　前記導電性透明基材において、前記酸化インジウム・スズ膜の抵抗率が１．５×１０－４Ωｃｍ以下であり、前記波長５５０ｎｍの光の透過率が９０％以上であることが好ましい。
　前記導電性透明基材において、１５０℃、９０分間の条件で加熱する高温試験を行った後のシート抵抗の変化率が２０％以下であることが好ましい。
　前記導電性透明基材において、８５℃、湿度８５％ＲＨ、２４０時間の条件で恒温恒湿試験を行った後のシート抵抗の変化率が２０％以下であることが好ましい。
　前記導電性透明基材において、前記酸化インジウム・スズ膜がスパッタリング法によって形成されていることが好ましい。
　前記導電性透明基材において、前記透明基材の熱膨張率が１８ｐｐｍ以下であることが好ましい。
　前記導電性透明基材において、透明樹脂組成物にガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂として下記式（I）で表される３官能以上のエポキシ樹脂が配合されていることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　前記導電性透明基材において、透明樹脂組成物にガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂として下記式（II）で表される３官能のエポキシ樹脂が配合されていることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　前記導電性透明基材において、透明樹脂組成物にガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂としてシアネートエステル樹脂が配合されていることが好ましい。
　本発明に係るタッチパネルは、前記導電性透明基材をディスプレイとして用いて形成されていることを特徴とするものである。
　本発明に係る抵抗膜方式タッチパネルは、前記導電性透明基材を３０Ｖ型以上のディスプレイとして用いて形成されていることを特徴とするものである。
　本発明に係る静電容量方式タッチパネルは、前記導電性透明基材を１５Ｖ型以上のディスプレイとして用いて形成されていることを特徴とするものである。
　本発明に係る導電性透明基材によれば、透明基材がガラス繊維の基材に透明樹脂組成物を含浸し硬化して形成されていることによって、ガラスに比べて、薄型化・軽量化・高耐衝撃性を実現することができるものである。また、透明樹脂組成物の硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃以上であることによって、特殊な方法（例えばイオンプレーティング法）を使用しなくても、結晶性の高い酸化インジウム・スズ膜を形成することができ、プラスチックフィルムに比べて、低コスト化を実現することができるものである。また、抵抗率２．０×１０－４Ωｃｍ以下の酸化インジウム・スズ膜が形成されることによって、低抵抗性を得るために酸化インジウム・スズ膜の膜厚を大きくする必要がなくなり、波長５５０ｎｍの光の透過率が８０％以上となることによって、高透明性を実現することができるものである。また、透明基材は、ガラスに比べて軽いことによって、大面積化を実現することができると共に、プラスチックフィルムに比べて熱膨張率が小さく寸法安定性が高いことによって、酸化インジウム・スズ膜が割れにくくなり、大面積化を実現することができるものである。従って、本発明に係る導電性透明基材は、タッチパネル等に好適に用いることができるものである。
　以下、本発明の実施の形態を説明する。
　本発明に係る導電性透明基材は、透明基材の少なくとも片面に酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を設けて形成されている。
　ここで、透明基材は、ガラス繊維の基材に透明樹脂組成物を含浸し硬化して形成される。ガラス繊維の基材としては例えばガラスクロス等を用いることができる。このように、透明基材にはガラス繊維の基材が用いられていることによって、弾性を高めることができるものであり、透明樹脂組成物が用いられていることによって、軽量化を実現することができるものである。また透明基材は、ガラス繊維の基材に透明樹脂組成物が保持されている透明複合材であるが、具体的には、ガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂と、ガラス繊維よりも屈折率の小さい低屈折率樹脂とを混合して、屈折率がガラス繊維の屈折率に近似するように調製された透明樹脂組成物を、ガラス繊維の基材に含浸し硬化して形成することができる。
　透明樹脂組成物に配合される高屈折率樹脂としては、上記式（I）で表される３官能以上の多官能エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
　上記式（I）で表される３官能以上の多官能エポキシ樹脂は、これを用いることで、高い透明性を維持しつつ、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く硬化物の耐熱性を高めることができ、さらに熱による変色も抑制することができる。
　式（I）におけるＲ２の２価の有機基としては、例えば、フェニレン基等の置換又は無置換のアリーレン基、置換又は無置換のアリーレン基と炭素原子又は炭素鎖とが結合した構造を持つ基等が挙げられる。炭素原子又は炭素鎖としては、例えば、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基等のアルキレン基、カルボニル基等が挙げられる。
　Ｒ２の２価の有機基としては、式（I）の右側のグリシジルオキシ基にフェニレン基が結合してグリシジルオキシフェニル基を構成する基が好ましく用いられる。また、熱による導電性透明基材の変色抑制の点から、アリーレン基同士の間に介在する炭素原子又は炭素鎖に、メチレン基（－ＣＨ２－）を含まないものが好ましく用いられる。
　Ｒ２の２価の有機基としては、例えば、下記の構造（四角括弧内のいずれか）が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　式（I）におけるＲ１、Ｒ３～Ｒ１０の置換基としては、特に限定されないが、例えば、低級アルキル基等の炭化水素基、その他の有機基、水素原子等が挙げられる。Ｒ１、Ｒ３～Ｒ１０のエポキシ基含有の分子鎖としては、例えば、下記の構造（四角括弧内）が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　（式中、ｍは正の整数を示す。）
　式（I）で表される３官能以上の多官能エポキシ樹脂としては、例えば、上記式（II）、下記式（III）、（IV）で表される多官能エポキシ樹脂を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　（式中、ｎは正の整数を示す。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　特に高屈折率樹脂としては、上記式（II）で表される３官能のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。これにより、他の式（I）で表される３官能以上の多官能エポキシ樹脂を用いる場合に比べて、高い透明性を維持しつつ、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く硬化物の耐熱性を高めることができ、さらに熱による変色も抑制することができる。
　透明樹脂組成物に配合される高屈折率樹脂としては、シアネートエステル樹脂を用いることが好ましい。
　シアネートエステル樹脂としては、例えば、２，２－ビス（４－シアネートフェニル）プロパン、ビス（３，５－ジメチル－４－シアネートフェニル）メタン、２，２－ビス（４－シアネートフェニル）エタン、これらの誘導体、芳香族シアネートエステル化合物等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　シアネートエステル樹脂は、剛直な分子骨格を有しているので、硬化物に高いガラス転移温度（Ｔｇ）を付与することができる。例えば、シアネートエステル樹脂は、エポキシ樹脂と共に硬化反応をさせることでトリアジン環やオキサゾリン環を生成し、エポキシ樹脂の架橋密度を高め、剛直な構造を形成することで硬化物に高いガラス転移温度（Ｔｇ）を付与することができる。また、シアネートエステル樹脂は常温で固形であるため、後述のように透明樹脂組成物をガラス繊維の基材に含浸し乾燥することにより、透明基材の材料となるプリプレグを調製する際に、指触乾燥することが容易になり、プリプレグの取扱い性が良好になる。
　透明樹脂組成物におけるシアネートエステル樹脂の配合量は、高屈折率樹脂及び低屈折率樹脂の全量に対して、好ましくは１０～４０質量％、より好ましくは２５～３５質量％である。上記配合量が１０質量％よりも少な過ぎるとガラス転移温度（Ｔｇ）が十分に向上しない場合があり、上記配合量が４０質量％よりも多過ぎると溶解度が不足し、シアネートエステル樹脂が含浸工程や保存中にワニス中から析出する場合がある。
　高屈折率樹脂としての、式（I）で表される３官能以上の多官能エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、あるいはこれらの混合物の屈折率は、好ましくは１．５８～１．６３である。例えば、ガラス繊維の屈折率が１．５６２である場合、高屈折率樹脂は屈折率が１．６前後のものが好ましく、ガラス繊維の屈折率をｎとすると、ｎ＋０．０３～ｎ＋０．０６の範囲のものが好ましい。
　なお、本発明において、樹脂の屈折率は、いずれも硬化した樹脂の状態（硬化樹脂）での屈折率を意味するものであり、ＡＳＴＭ　Ｄ５４２に従って試験した値である。
　他方、透明樹脂組成物に配合される低屈折率樹脂としては、エポキシ樹脂を用いることができる。低屈折率樹脂の屈折率は、好ましくは１．４７～１．５３である。例えば、ガラス繊維の屈折率が１．５６２である場合、低屈折率樹脂は屈折率が１．５前後のものが好ましく、ガラス繊維の屈折率をｎとすると、ｎ－０．０４～ｎ－０．０８の範囲のものが好ましい。
　低屈折率樹脂として用いられるエポキシ樹脂としては、１，２－エポキシ－４－（２－オキシラニル）シクロヘキサンを含むエポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂等を用いることができる。
　１，２－エポキシ－４－（２－オキシラニル）シクロヘキサンを含むエポキシ樹脂は、常温で固形であるため、導電性透明基材の製造を容易にすることができる。
　水添ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型等のものを用いることができる。好ましくは、常温で固形の水添ビスフェノール型エポキシ樹脂が用いられる。常温で液状の水添ビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることもできるが、透明樹脂組成物をガラス繊維の基材に含浸し乾燥することにより、透明基材の材料となるプリプレグを調製する際に、指触で粘着性のある状態にまでしか乾燥することができないことが多く、プリプレグの取扱い性が悪くなる場合がある。
　本発明では、上述のような高屈折率樹脂と低屈折率樹脂とを混合して、屈折率がガラス繊維の屈折率に近似するように、透明樹脂組成物を調製することができる。高屈折率樹脂と低屈折率樹脂との混合比率は、ガラス繊維の屈折率に近似させるように、任意に調整することができる。ここで、透明樹脂組成物の屈折率はガラス繊維の屈折率にできるだけ近いことが好ましく、具体的にはガラス繊維の屈折率をｎとすると、好ましくはｎ－０．０２～ｎ＋０．０２、より好ましくはｎ－０．０１～ｎ＋０．０１の範囲で近似するように調整する。
　透明樹脂組成物の硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）は２００℃以上であり、好ましくは２３０℃以上である。このように、硬化樹脂の高いガラス転移温度（Ｔｇ）により、透明基材の耐熱性を高めることができるものである。通常、ＩＴＯ膜の結晶化は、コストの低い一般的な方法（例えばスパッタリング法）によれば高温（例えば２００～３００℃）で行われるが、上記のように耐熱性の高い透明基材であれば、結晶性の高いＩＴＯ膜を容易に形成することができ、低コスト化を実現することができるものである。しかし、透明樹脂組成物の硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃未満であると、耐熱性の低い従来のプラスチックフィルムの場合と同様に、特殊な方法（例えばイオンプレーティング法）を使用しなければ、透明基材の表面に結晶性の高いＩＴＯ膜を形成することができず、高コスト化を招くことになる。ガラス転移温度（Ｔｇ）の上限は特に限定されないが、実用的には３５０℃程度が上限である。なお、本発明においてガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＪＩＳ　Ｃ６４８１　ＴＭＡ法に従って測定した値である。
　本発明において、透明樹脂組成物には、硬化開始剤（硬化剤）を配合することができる。硬化開始剤としては、有機金属塩等を用いることができる。有機金属塩としては、例えば、オクタン酸、ステアリン酸、アセチルアセトネート、ナフテン酸、サリチル酸等の有機酸と、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属との塩等が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。中でも、硬化開始剤としてはオクタン酸亜鉛を用いることが好ましい。このように、硬化開始剤としてオクタン酸亜鉛を用いることにより、他の有機金属塩を用いる場合に比べて、硬化樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）をより高めることができる。透明樹脂組成物における金属キレート及びオクタン酸亜鉛等の金属塩の配合量は、好ましくは０．０１～０．１ＰＨＲの範囲である。
　また、硬化開始剤としては、カチオン系硬化開始剤を用いることも好ましい。カチオン系硬化開始剤としては、例えば、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、アンモニウム塩、アルミニウムキレート、三フッ化ホウ素アミン錯体等が挙げられる。このように、硬化開始剤としてカチオン系硬化開始剤を用いることにより、硬化樹脂の透明性を高めることができる。透明樹脂組成物におけるカチオン系硬化開始剤の配合量は、好ましくは０．２～３．０ＰＨＲの範囲である。
　さらに硬化開始剤として、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の３級アミン、２－エチル－４－イミダゾール、４－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール等の硬化触媒を用いることもできる。透明樹脂組成物におけるこれらの硬化触媒の配合量は、好ましくは０．５～５．０ＰＨＲの範囲である。
　透明樹脂組成物は、高屈折率樹脂、低屈折率樹脂、必要に応じて硬化開始剤等を配合することにより調製することができる。この透明樹脂組成物は、必要に応じて溶媒で希釈してワニスとして調製することができる。溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、２－ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジアセトンアルコール、Ｎ，Ｎ’－ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
　基材を構成するガラス繊維としては、導電性透明基材の耐衝撃性を高める点や、安価で供給品質が安定している点等から、Ｅガラス、ＮＥガラス、Ｔガラスの繊維が好ましく用いられる。Ｅガラス繊維は無アルカリガラス繊維とも称され、樹脂強化用ガラス繊維として汎用されるガラス繊維であり、ＮＥガラスはＮｅｗＥガラスのことである。
　また、ガラス繊維には、耐衝撃性を向上させる目的で、ガラス繊維処理剤として通常用いられているシランカップリング剤により表面処理しておくことが好ましい。ガラス繊維の屈折率は、好ましくは１．５５～１．５７、より好ましくは１．５５５～１．５６５である。この場合、硬化後の高屈折率樹脂の屈折率は１．５８～１．６３、硬化後の低屈折率樹脂の屈折率は１．４７～１．５３であることが好ましい。ガラス繊維、高屈折率樹脂及び低屈折率樹脂の屈折率が上記の範囲であれば、視認性に優れた導電性透明基材を得ることができる。さらにこの場合は低コストの原料を用いて形成できるので、低コストで信頼性の高い導電性透明基材を得ることができる。あるいはガラス繊維の屈折率が１．５０～１．５３、硬化後の高屈折率樹脂の屈折率が１．５４～１．６３、硬化後の低屈折率樹脂の屈折率が１．４７～ガラス繊維の屈折率であることも好ましい。この場合も、視認性に優れた導電性透明基材を得ることができる。さらにこの場合はガラス繊維と透明樹脂組成物の屈折率を広い波長で合わせることができるので、より透明な導電性透明基材を得ることができる。ガラス繊維の基材としては、ガラス繊維の織布あるいは不織布を用いることができる。
　そして、ガラス繊維の基材に透明樹脂組成物のワニスを含浸し、加熱して乾燥することにより、透明基材の材料となるプリプレグを調製することができる。乾燥条件は、特に限定されないが、乾燥温度１００～１６０℃、乾燥時間１～１０分間の範囲が好ましい。
　次にこのプリプレグを１枚、あるいは複数枚重ね、加熱加圧成形することにより、透明樹脂組成物を硬化させて透明基材を得ることができる。加熱加圧成形の条件は、特に限定されないが、温度１５０～２００℃、圧力１～４ＭＰａ、時間１０～１２０分間の範囲が好ましい。
　上記のようにして得られる透明基材において、高屈折率樹脂と低屈折率樹脂とが重合して形成される樹脂マトリクスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃以上と高く、耐熱性に優れているものである。
　また、上記に例示したような高屈折率樹脂と低屈折率樹脂は、透明性に優れるものであり、高い透明性を確保した透明基材を得ることができる。この透明基材において、ガラス繊維の基材の含有率は２５～６５質量％の範囲が好ましい。この範囲であれば、ガラス繊維による補強効果で高い耐衝撃性を得ることができると共に、十分な透明性を得ることができる。また、ガラス繊維が多過ぎると表面の凹凸が大きくなり、透明性も低下する。一方、ガラス繊維が少な過ぎると透明基材の熱膨張率が大きくなる場合がある。
　なお、ガラス繊維の基材は、透明性を高く得るために、厚さの薄いものを複数枚重ねて用いることができる。具体的には、ガラス繊維の基材として厚さ５０μｍ以下のものを用い、これを２枚以上重ねて用いることができる。ガラス繊維の基材の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ程度が実用上の下限である。また、ガラス繊維の基材の枚数も特に限定されないが、２０枚程度が実用上の上限である。このように複数枚のガラス繊維の基材を用いて透明基材を製造する場合、各々のガラス繊維の基材に透明樹脂組成物を含浸、乾燥してプリプレグを作製し、このプリプレグを複数枚重ねて加熱加圧成形することにより透明基材を得ることができるが、複数枚のガラス繊維の基材を重ねた状態で透明樹脂組成物を含浸、乾燥してプリプレグを作製し、このプリプレグを加熱加圧成形して透明基材を得るようにしてもよい。
　そして、導電性透明基材は、透明基材の少なくとも片面（又は両面）に抵抗率２．０×１０－４Ωｃｍ以下、好ましくは１．５×１０－４Ωｃｍ以下（下限は１．０×１０－４Ωｃｍ）のＩＴＯ膜を形成することによって製造することができる。ＩＴＯ膜の抵抗率が２．０×１０－４Ωｃｍを超える場合には、低抵抗性を得るために膜厚を大きくしなければならないが、その反面、透明性が低下する。
　上記のように抵抗率の低いＩＴＯ膜は、例えば、直流（ＤＣ）又は交流（ＲＦ）マグネトロンスパッタリング法等のスパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などにより形成することができる。中でも、低コスト化及び品質の安定化を実現することができるため、ＩＴＯ膜はスパッタリング法によって形成することが好ましい。すなわち、真空下において不活性ガスを導入しながら透明基材とターゲットであるＩＴＯ焼結体との間に高電圧を印加し、イオン化した不活性ガスをターゲットに衝突させ、はじき飛ばされたターゲットの粒子を透明基材の表面に付着させることによって、ＩＴＯ膜を形成することができる。なお、ＩＴＯ膜を形成する透明基材の表面には、あらかじめ透明樹脂層（後述）等の機能薄膜が形成されていてもよい。
　スパッタリング法を使用するにあたって、その条件は特に限定されるものではないが、ＤＣスパッタリング法を使用する場合にはその条件は例えば次の通りである。
スパッタ・ガス：アルゴン／酸素
スパッタ圧力　：０．１３３～１．３３３Ｐａ（１×１０－３～１０×１０－３Ｔｏｒｒ）
アルゴン流量　：１．６９×１０－２～１．６９×１０－１Ｐａ・ｍ３／ｓ（１０～１００ＳＣＣＭ）（０℃、大気圧１０１３ｈＰａ）
酸素流量　　　：１．６９×１０－４～５．０７×１０－４Ｐａ・ｍ３／ｓ（０．１～０．３ＳＣＣＭ）（０℃、大気圧１０１３ｈＰａ）
スパッタ電流　：０．０１～１５Ａ
スパッタ速度　：１０～３００オングストローム／分
スパッタ時間　：０．５～２時間
透明基材温度　：１００～３００℃
　上記のようにして、波長５５０ｎｍの光の透過率が８０％以上、好ましくは９０％以上である導電性透明基材を得ることができる。透過率が８０％未満であると、視認性が悪くタッチパネル等のディスプレイとして用いることができない。
　また、上記のようにして得られる導電性透明基材において、透明基材の厚さは２０～１０００μｍであることが好ましく、５０～５００μｍであることがより好ましい。また、ＩＴＯ膜の厚さは１０～１００ｎｍであることが好ましく、１５～４０ｎｍであることがより好ましい。
　上記のようにして得られる導電性透明基材において、その表面（ＩＴＯ膜の表面）又は透明基材とＩＴＯ膜との間には、機能薄膜として透明樹脂層が形成されていてもよい。この透明樹脂層によって、透明基材の透明性や表面平滑性や耐擦傷性をより高めることができるものである。
　ここで、上記の透明樹脂層は、光重合性多官能化合物及びメチルエチルケトン等の溶媒等を配合して調製されたコーティング材を用いて形成することができる。具体的には、コーティング材としては、１分子内に５個以上の光重合性基を有する光重合性多官能化合物を、単官能光重合性化合物やその他の添加剤など固形分全量に対して５０～９０質量％含有し、かつ、粘度が５０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）以下（下限は実質上１０ｍＰａ・ｓ（２５℃））であるものを用いることが好ましい。なお、光重合性基の個数の上限は、分子の粘度が上昇するおそれがあるため、実質上１０個程度である。光重合性多官能化合物としては、例えば、６個の光重合性基を有するジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、３個の光重合性基を有するペンタエリスリトールトリアクリレート等を用いることができる。光重合性多官能化合物の含有量が５０質量％未満であると、耐擦傷性を高める効果を十分に得ることができないおそれがあり、逆に光重合性多官能化合物の含有量が９０質量％を超えると、硬すぎて可撓性や屈曲性が悪化するおそれがある。また、コーティング材の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）を超えると、膜厚のコントロールが難しくなり、その結果、例えば膜厚が大きくなりすぎた場合には、可撓性や屈曲性が悪化するおそれがある。そして、透明樹脂層は、コーティング材を透明基材又はＩＴＯ膜の表面に塗布して乾燥させた後、紫外線を照射することによって形成することができる。
　上記のように本発明に係る導電性透明基材は、透明基材がガラス繊維の基材に透明樹脂組成物を含浸し硬化して形成されていることによって、ガラスに比べて、薄型化・軽量化・高耐衝撃性を実現することができるものである。そして、透明基材がガラスに比べて軽いことによって、導電性透明基材の大面積化を容易に実現することができるものである。
　また、透明基材は、ガラスクロス等のガラス繊維の基材で補強されているので、架橋密度の高い、すなわち耐熱性の高い透明樹脂組成物を含浸させても靭性が低下せず、通常のプラスチックフィルムよりも耐熱性が高くなる。よって、高温下において、スパッタリング法のような一般的な方法を使用して、結晶性の高いＩＴＯ膜を形成することができるものである。
　また、本発明に係る導電性透明基材において、その透明基材は、ガラス繊維の基材によって、プラスチックフィルムに比べて、熱膨張率が小さくなり寸法安定性が高くなっている。具体的には、透明基材の熱膨張率は１８ｐｐｍ以下（下限は５ｐｐｍ）であることが好ましい。このように、透明基材の熱膨張率が小さくて寸法安定性が高いと、その表面に結晶性の高いＩＴＯ膜が形成されていても、透明基材とＩＴＯ膜との熱膨張率差によるクラックがＩＴＯ膜に生じにくく、ＩＴＯ膜が割れにくくなるものである。よって、導電性透明基材の大面積化を容易に実現することができるものである。なお、ＩＴＯ膜の熱膨張率は数ｐｐｍである。しかし、透明基材の熱膨張率が１８ｐｐｍを超えると、ＩＴＯ膜にクラックが生じるおそれがあり、このクラックによってＩＴＯ膜が割れるおそれがある。
　また、本発明によれば、透明基材の表面に形成するＩＴＯ膜を容易に結晶化することができるので、このＩＴＯ膜の抵抗率を２．０×１０－４Ωｃｍ以下と低くすることができる。そのため、シート抵抗を低減するなど低抵抗性を得るためにＩＴＯ膜の膜厚を大きくする必要がなくなり、波長５５０ｎｍの光の透過率が８０％以上となることによって、高透明性を実現することができるものである。
　また、本発明によれば、透明基材の寸法安定性及び耐熱性が優れているので、導電性透明基材について高温試験や恒温恒湿試験を行っても、ＩＴＯ膜にはクラックが生じにくい。ここで、高温試験は、例えば、導電性透明基材を１５０℃、９０分間の条件で加熱するという試験であり、恒温恒湿試験は、例えば、導電性透明基材を８５℃、湿度８５％ＲＨの雰囲気下に２４０時間静置するという試験である。上記のように、ＩＴＯ膜は劣化しにくいので、高温試験や恒温恒湿試験を行った後の導電性透明基材のシート抵抗の変化率は２０％以下と小さくすることができる。なお、シート抵抗の変化率は、（試験前後のシート抵抗の差）×１００／（試験前のシート抵抗）として算出することができる。
　このように、本発明に係る導電性透明基材は、薄型化・軽量化・高耐衝撃性・高透明性・低コスト化・大面積化を実現することができるので、好適に画像表示装置の画像表示部に設置して用いることができる。ここで、画像表示装置としては、例えば、タッチパネル、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を挙げることができる。特に、タッチパネルは、本発明に係る導電性透明基材をディスプレイとして用いて形成することができる。また、タッチパネルには、抵抗膜方式のものや静電容量方式のものがあるが、本発明に係る導電性透明基材は大面積化を容易に実現することができるので、抵抗膜方式タッチパネルは、導電性透明基材を３０Ｖ型以上（上限は２００Ｖ型）のディスプレイとして用いて形成することができ、また静電容量方式タッチパネルは、導電性透明基材を１５Ｖ型以上（上限は１００Ｖ型）のディスプレイとして用いて形成することができる。このようにディスプレイの面積が大きいタッチパネルは、ガラスやプラスチックフィルムを用いて形成するのは難しい。すなわち、プラスチックフィルムは一般的に熱膨張率が大きいので、位置精度が低くなったり、ＩＴＯ膜にクラックが生じたりする。さらに大面積化に必要な低抵抗膜とするためには、ＩＴＯ膜の膜厚を大きくしなければならないが、その反面、透明性が犠牲になる。他方、ガラスは一般的に重くて割れやすいので、薄型化・軽量化・高耐衝撃性を実現するのが難しくなる。なお、○○Ｖ型とは有効画面の対角寸法が○○インチ（１インチ＝２．５４ｃｍ）であることを意味する。
　以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　（実施例１）
　透明樹脂組成物の配合成分として以下のものを用いた。
　１．高屈折率樹脂
　・テクモアＶＧ３１０１、（株）プリンテック製、上記式（II）で表される分子構造を有する３官能エポキシ樹脂、屈折率１．５９、３０質量部
　・ＢＡＤＣｙ、Ｌｏｎｚａ社製、固形のシアネートエステル樹脂、２，２－ビス（４－シアネートフェニル）プロパン、屈折率１．５９、３０質量部
　２．低屈折率樹脂
　・ＥＨＰＥ３１５０、ダイセル化学工業（株）製、固形の１，２－エポキシ－４－（２－オキシラニル）シクロヘキサンを含むエポキシ樹脂、屈折率１．５１、４０質量部
　３．硬化開始剤
　・オクタン酸亜鉛、０．０２質量部
　上記の高屈折率樹脂及び低屈折率樹脂を配合し、さらに硬化開始剤を配合し、これに溶媒であるトルエン５０質量部及びメチルエチルケトン５０質量部を添加して、温度７０℃で攪拌溶解することにより、透明樹脂組成物のワニスを調製した。
　次に、厚さ２５μｍのガラスクロス（旭化成エレクトロニクス（株）製、品番「１０３７」、Ｅガラス、屈折率１．５６）に、上記の透明樹脂組成物のワニスを含浸し、１５０℃で５分間加熱することにより、溶媒を除去すると共に樹脂を半硬化させてプリプレグを作製した。
　次に、プリプレグを２枚重ねて、プレス機にセットし、１７０℃、２ＭＰａ、１５分の条件で加熱加圧成形することにより、樹脂の含有率が６３質量％、厚さ７０μｍの透明基材を得た。
　そして、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によって上記の透明基材の表面に厚さ２０ｎｍのＩＴＯ膜を形成して導電性透明基材を製造した。スパッタリングの条件を以下に示す。
スパッタ・ガス：アルゴン／酸素
スパッタ圧力　：０．１３３Ｐａ（１×１０－３Ｔｏｒｒ）
アルゴン流量　：８．４５×１０－２Ｐａ・ｍ３／ｓ（５０ＳＣＣＭ）（０℃、大気圧１０１３ｈＰａ）
酸素流量　　　：３．３８×１０－４Ｐａ・ｍ３／ｓ（０．２ＳＣＣＭ）（０℃、大気圧１０１３ｈＰａ）
スパッタ電流　：０．０５Ａ
スパッタ速度　：８０オングストローム／分
スパッタ時間　：１時間
透明基材温度：２５０℃
　（実施例２）
　ＩＴＯ膜の厚さを１８ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして導電性透明基材を製造した。
　（比較例１）
　透明基材としてＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製、Ａ－４１００、厚さ１００μｍ）を用い、透明基材温度を１２０℃に設定し、ＩＴＯ膜の厚さを３５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして導電性透明基材を製造した。
　（比較例２）
　ＩＴＯ膜の厚さを３０ｎｍとした以外は、比較例１と同様にして導電性透明基材を製造した。
　（比較例３）
　透明基材としてスライドガラス（松浪硝子工業（株）製、厚さ１．２ｍｍ）を用いるようにした以外は、実施例１と同様にして導電性透明基材を製造した。
　（比較例４）
　ＩＴＯ膜の厚さを１８ｎｍとした以外は、比較例３と同様にして導電性透明基材を製造した。
　このようにして得られた実施例及び比較例の導電性透明基材について、次の測定及び評価を行った。
　［硬化樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）］
　透明樹脂組成物が硬化した硬化樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）をＪＩＳ　Ｃ６４８１　ＴＭＡ法に従って測定した。
　［透明基材の熱膨張率］
　ＪＩＳ　Ｋ７１９７に従って透明基材の熱膨張率を測定した。
　［ＩＴＯ膜の抵抗率］
　ＪＩＳ　Ｋ７１９４に従って導電性透明基材のＩＴＯ膜の抵抗率を測定した。
　［シート抵抗］
　ＪＩＳ　Ｋ７１９４に従って導電性透明基材のシート抵抗を測定した。
　［透過率］
　日立製作所（株）製の可視紫外分光光度計「Ｕ－４１００」を用いて導電性透明基材について波長５５０ｎｍの光の透過率を測定した。
　［耐衝撃試験］
　ＪＩＳ　Ｂ１５０１に記載の鋼球を用い、０．５ｋＪの落下による耐衝撃試験を行い、異常がないものを「○」、破壊したものを「×」として、耐衝撃性を評価した。
　これらの測定及び評価の結果を表１に示す。
　［高温試験］
　導電性透明基材を１５０℃、９０分間の条件で加熱して高温試験を行った。そして、高温試験後の導電性透明基材のシート抵抗をＪＩＳ　Ｋ７１９４に従って測定した。
　［恒温恒湿試験］
　導電性透明基材を８５℃、湿度８５％ＲＨの雰囲気下に２４０時間静置して恒温恒湿試験を行った。そして、恒温恒湿試験後の導電性透明基材のシート抵抗をＪＩＳ　Ｋ７１９４に従って測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　表１から明らかなように、実施例１、２の導電性透明基材によれば、薄型化・高耐衝撃性・高透明性を実現することができることが確認された。さらに薄型化・高耐衝撃性の実現により、軽量化・大面積化の実現も可能であると考えられる。
　これに対して、比較例１、２の導電性透明基材では、スパッタリング法では透明基材の温度を高くすることができないので、ＩＴＯ膜の抵抗率を低くすることができないことが確認された。また、シート抵抗についても、高温試験後ならびに恒温恒湿試験後の値が大幅に大きくなっており、その変化率が２０％を超えていた。よって、コストの高いイオンプレーティング法によらなければ、抵抗率の低いＩＴＯ膜を形成することができず、大面積化の実現も困難であると考えられる。
　また、比較例３、４の導電性透明基材では、耐衝撃性が低く、大面積化の実現は困難であると考えられる。

Claims (12)

  1. 　ガラス繊維の基材に透明樹脂組成物を含浸し硬化して透明基材が形成され、前記透明樹脂組成物の硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃以上であり、前記透明基材の少なくとも片面に抵抗率２．０×１０－４Ωｃｍ以下の酸化インジウム・スズ膜が形成され、波長５５０ｎｍの光の透過率が８０％以上であることを特徴とする導電性透明基材。
  2. 　前記酸化インジウム・スズ膜の抵抗率が１．５×１０－４Ωｃｍ以下であり、前記波長５５０ｎｍの光の透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の導電性透明基材。
  3. 　１５０℃、９０分間の条件で加熱する高温試験を行った後のシート抵抗の変化率が２０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性透明基材。
  4. 　８５℃、湿度８５％ＲＨ、２４０時間の条件で恒温恒湿試験を行った後のシート抵抗の変化率が２０％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導電性透明基材。
  5. 　前記酸化インジウム・スズ膜がスパッタリング法によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導電性透明基材。
  6. 　前記透明基材の熱膨張率が１８ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導電性透明基材。
  7. 　透明樹脂組成物にガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂として下記式（I）で表される３官能以上のエポキシ樹脂が配合されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導電性透明基材。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  8. 　透明樹脂組成物にガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂として下記式（II）で表される３官能のエポキシ樹脂が配合されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の導電性透明基材。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  9. 　透明樹脂組成物にガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂としてシアネートエステル樹脂が配合されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導電性透明基材。
  10. 　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の導電性透明基材をディスプレイとして用いて形成されていることを特徴とするタッチパネル。
  11. 　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の導電性透明基材を３０Ｖ型以上のディスプレイとして用いて形成されていることを特徴とする抵抗膜方式タッチパネル。
  12. 　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の導電性透明基材を１５Ｖ型以上のディスプレイとして用いて形成されていることを特徴とする静電容量方式タッチパネル。
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