透明導電性フィルム

【課題】2枚のフィルムが感圧接着剤(粘着剤)層で貼り合わされてなる積層体上に、透明電極パターンが形成された透明導電性フィルムが知られている。従来の透明導電性フィルムは、透明電極パターンのエッチング工程で加熱される際に、透明電極パターンのある部分と無い部分とで収縮率が異なるため、うねりが生じやすい。うねりの少ないフィルムを提供する。
【解決手段】透明導電性フィルム10は、透明な第1フィルム11と、透明電極パターン12と、透明接着剤層13と、透明な第2フィルム14を備える。第1フィルム11と第2フィルム14は透明接着剤層13を介して積層される。第1フィルム11の厚さは15μm〜55μmである。第2フィルム14の厚さは、第1フィルム11の厚さの1.5倍〜6倍である。透明接着剤層13は、厚さ0.01μm以上、10μm未満の硬化接着剤層である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電容量方式タッチパネルなどに用いられる透明導電性フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
2枚のフィルムが貼り合わされてなる積層体上に、透明電極パターンが形成された透明導電性フィルムが知られている(特許文献1:特開2009−76432)。2枚のフィルムは、厚さ20μm程度の厚い感圧接着剤(粘着剤)層を介して貼り合わされている。このような透明導電性フィルムは、抵抗膜方式タッチパネルに用いられた場合、感圧接着剤層がクッション性を有するため、ペン入力耐久性や面圧耐久性が向上する。透明電極パターンは、通常、エッチングにより形成されるが、従来の透明導電性フィルムにおいては、エッチング工程で加熱される際に、透明電極パターンのある部分と無い部分とでフィルムの収縮率が異なるため、透明導電性フィルムにうねり(waviness)が生じやすいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−76432号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、従来よりも、うねり(waviness)の少ない透明導電性フィルムを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
(1)本発明の透明導電性フィルムは、透明な第1フィルムと、透明電極パターンと、透明接着剤層と、透明な第2フィルムを備える。透明電極パターンは第1フィルムの一方の面に形成される。透明接着剤層は第1フィルムの他方の面(透明電極パターンの無い面)に積層される。第2フィルムは、透明接着剤層の、第1フィルムとは反対側の面に積層される。透明接着剤層は硬化接着剤層である。第2フィルムの厚さは第1フィルムの厚さの1.5倍〜6倍である。
(2)本発明の透明導電性フィルムにおいて、第1フィルムの厚さは15μm〜55μmである。
(3)本発明の透明導電性フィルムにおいて、透明接着剤層の厚さは0.01μm以上、10μm未満である。
(4)本発明の透明導電性フィルムの硬化接着剤層を形成する硬化接着剤は、紫外線硬化型接着剤または電子線硬化型接着剤である。
(5)本発明の透明導電性フィルムの第1フィルムの1MHzにおける誘電率、および第2フィルムの1MHzにおける誘電率は、それぞれ2.0〜3.5である。
(6)本発明の透明導電性フィルムの第1フィルムを形成する材料、および第2フィルムを形成する材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、またはポリカーボネートのいずれかである。
(7)本発明の透明導電性フィルムの透明電極パターンを形成する材料は、インジウムスズ酸化物(ITO: Indium Tin Oxide)、インジウム亜鉛酸化物、あるいは酸化インジウム―酸化亜鉛複合酸化物のいずれかである。
【発明の効果】
【0006】
本発明により、従来よりも、うねり(waviness)の少ない透明導電性フィルムを得ることができた。さらに本発明の透明導電性フィルムを用いた静電容量方式タッチパネルは、従来の透明導電性フィルムを用いた静電容量方式タッチパネルに比べて、タッチ感度が優れる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の透明導電性フィルムの平面図および断面模式図
【発明を実施するための形態】
【0008】
[透明導電性フィルム]
本発明の透明導電性フィルム10は、図1に示すように、透明な第1フィルム11と、透明電極パターン12と、透明接着剤層13と、透明な第2フィルム14を備える。第1フィルム11の厚さt1は15μm〜55μmである。透明電極パターン12は第1フィルム11の一方の面(図1では上面)に形成される。透明接着剤層13は第1フィルム11の他方の面(図1では下面)に積層される。第2フィルム14は、透明接着剤層13の、第1フィルム11とは反対側の面(図1では下面)に積層される。第2フィルム14の厚さt3は、第1フィルム11の厚さt1の1.5倍〜6倍である。透明接着剤層13は硬化接着剤層であり、その厚さt2は0.01μm以上、10μm未満である。
【0009】
本発明の透明導電性フィルム10では、第1フィルム11と第2フィルム14が透明接着剤層13を介して積層されている。透明接着剤層13は、厚さ0.01μm以上、10μm未満の薄い硬化接着剤層からなる。すなわち、本発明の透明導電性フィルム10は、薄い第1フィルム11を、硬くて薄い透明接着剤層13を介して、厚い第2フィルム14で裏打ちしている。厚い第2フィルム14は耐収縮性が高くうねりが発生しにくい。これにより、本発明の透明導電性フィルム10はうねりの発生を抑えることができる。
【0010】
本発明の透明導電性フィルム10に用いられる透明接着剤層13は、厚さ0.01μm以上、10μm未満の薄い硬化接着剤層からなるため、従来の透明導電性フィルムの厚さ20μm程度の感圧接着剤層のようなクッション性を有しない。しかし、抵抗膜方式タッチパネルとは異なり、静電容量方式タッチパネルでは、入力の際に透明導電性フィルムを変形させる必要がない。従って、透明接着剤層13はクッション効果を必要としない。そのため、本発明の透明導電性フィルム10は、静電容量方式タッチパネルに適している。
【0011】
従来の透明導電性フィルムでは、誘電率が高い、厚さ20μm程度の感圧接着剤層を用いていた。本発明の透明導電性フィルム10では、誘電率が高い感圧接着剤層の代わりに、誘電率が低い、厚さ0.01μm以上、10μm未満の硬化接着剤層からなる透明接着剤層13を用いる。これにより、透明導電性フィルム10全体の中で、第1フィルム11と第2フィルム14の占める体積の割合が高くなる。第1フィルム11と第2フィルム14は誘電率が低いため、本発明の透明導電性フィルム10は従来の透明導電性フィルムよりも誘電率が低くなる。そのため、本発明の透明導電性フィルム10を静電容量方式タッチパネルに用いた場合、従来の透明導電性フィルムを用いた場合よりタッチ感度が高くなる。
【0012】
本発明の透明導電性フィルム10の厚さtは、第1フィルム11の厚さt1と、透明接着剤層13の厚さt2と、第2フィルム14の厚さt3の和である(t=t1+t2+t3)。本発明の透明導電性フィルム10の厚さtは、好ましくは60μm〜250μmであり、より好ましくは90μm〜200μmである。
【0013】
[第1フィルム]
本発明の透明導電性フィルム10の第1フィルム11は、透明電極パターン12を支持する。第1フィルム11の厚さは、好ましくは15μm〜55μmであり、より好ましくは20μm〜40μmである。第1フィルム11の厚さが15μm未満であると、強度が不足して取扱いが困難になるおそれがある。第1フィルム11の厚さが55μmを超えると、スパッタリング等の際に加熱されたとき、揮発成分が多量に発生して、透明電極パターン12の表面抵抗値が高くなり、不良率が高くなるおそれがある。本発明に用いられる第1フィルム11は薄いため、揮発成分量が少ない。そのため、表面抵抗値が小さくかつ不良率の低い透明電極パターン12を安定して得ることができる。
【0014】
第1フィルム11を形成する材料には、透明性と耐熱性に優れた材料が好ましく用いられる。第1フィルム11を形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、またはポリカーボネートが挙げられる。第1フィルム11は、その表面(片面または両面)に図示しない易接着層、反射率を調整するための図示しない屈折率調整層(index matching layer)を備えてもよい。あるいは、耐擦傷性を付与するため図示しないハードコート層などを備えてもよい。易接着層は、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、あるいはアルミネート系カップリング剤からなる。屈折率調整層は、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、あるいはフッ化マグネシウムからなる。ハードコート層は、例えば、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹脂、アクリル系樹脂、あるいはシリコーン系樹脂からなる。
【0015】
[透明電極パターン]
本発明の透明導電性フィルム10を静電容量方式タッチパネルに用いた場合、透明電極パターン12は、タッチ位置を検出するためのセンサとして用いられる。透明電極パターン12は、通常、第1フィルム11の周辺部に形成された引き回し配線(図示しない)に電気的に接続され、引き回し配線はコントローラIC(図示しない)に接続される。透明電極パターン12のパターン形状は、図1のようなストライプ状や図示しない菱形状など任意である。
【0016】
透明電極パターン12の高さ(厚さ)は、好ましくは10nm〜100nmであり、さらに好ましくは10nm〜50nmである。透明電極パターン12は、代表的には、透明導電体により形成される。透明導電体とは、可視光領域(380nm〜780nm)で透過率が高く(80%以上)、かつ単位面積当たりの表面抵抗値(単位:Ω/□:ohms per square)が、500Ω/□以下である材料をいう。透明導電体は、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO: Indium Tin Oxide)、インジウム亜鉛酸化物、あるいは酸化インジウム―酸化亜鉛複合酸化物から形成される。透明電極パターン12は、第1フィルム11に、例えば、スパッタ法または真空蒸着法により透明導電体層を形成した後、透明導電体層の表面に所望のパターンのフォトレジストを形成し、塩酸に浸漬して透明導電体層の不要な部分を除去して得ることができる。
【0017】
[透明接着剤層]
本発明の透明導電性フィルム10の透明接着剤層13は、第1フィルム11の、透明電極パターン12を有しない側の面に積層される。すなわち、透明接着剤層13は、第1フィルム11と第2フィルム14の間に配置される。透明接着剤層13は、厚さ0.01μm以上、10μm未満の硬化接着剤層である。硬化接着剤層は、透明導電性フィルム10に悪影響がない温度で硬化できる点を考慮すると、好ましくは紫外線硬化型接着剤層または電子線硬化型接着剤層である。これらの硬化型接着剤は、代表的には、ベース樹脂、反応性希釈剤、および光重合開始剤を含む。ベース樹脂は、ポリマー主鎖の両末端にアクリル基またはエポキシ基を付加した樹脂である。反応性希釈剤は、接着剤の粘度を低下させるとともにベース樹脂と架橋反応をする。光重合開始剤は架橋反応を促進させる。透明接着剤層13に感圧接着剤(粘着剤)層を用いることは望ましくない。一般に感圧接着剤層は厚くて柔軟であるため、第1フィルム11と第2フィルム14を完全に固定することが難しい。そのため第1フィルム11と第2フィルム14との間にずれが発生しやすく、第1フィルム11のうねり発生を第2フィルム14の裏打ちにより防止することが困難である。
【0018】
硬化接着剤層からなる透明接着剤層13の厚さは0.01μm以上、10μm未満であり、好ましくは0.01μm〜8μmである。透明接着剤層13の厚さが0.01μm未満であると、接着力が不足するおそれがある。透明接着剤層13の厚さが10μmを超えると、硬化時間が極端に長くなるおそれがある。あるいは、透明接着剤層13の変形が無視できなくなり透明導電性フィルム10のうねりが大きくなるおそれがある。
【0019】
[第2フィルム]
本発明の透明導電性フィルム10の第2フィルム14は、透明接着剤層13の、第1フィルム11の反対側に積層される。第2フィルム14の厚さt3は、第1フィルム11の厚さt1の1.5倍〜6倍であり、好ましくは2倍〜6倍、より好ましくは3倍〜5倍である。第2フィルム14の厚さt3が第1フィルム11の厚さt1の1.5倍より薄いと、透明導電性フィルム10の耐収縮性が不足し、うねりの発生を抑えることが難しくなるおそれがある。第2フィルム14の厚さt3が第1フィルム11の厚さt1の6倍を超えると、透明導電性フィルム10の厚さtが厚くなりすぎて、透明度が低下するおそれがある。あるいは、厚さが過大となり、タッチパネル等への実装が困難になるおそれがある。第1フィルム11の厚さt1と上記の倍率を考慮すると、第2フィルム14の厚さt3は、好ましくは30μm〜200μmであり、より好ましくは45μm〜150μmである。本発明の透明導電性フィルム10は、第2フィルム14の厚さt3をこのような範囲とすることにより、耐収縮性を向上させて、うねりを少なくすることができる。さらに、本発明の透明導電性フィルム10を静電容量方式タッチパネルの上部電極として用い、図示しない下部電極を透明導電性フィルム10の下面に積層した場合、電極の間隔をタッチ感度が良好となるように適切に拡げることができる。
【0020】
第2フィルム14を形成する材料には、透明性と耐熱性に優れた材料が好ましく用いられる。第2フィルム14を形成する材料として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、またはポリカーボネートが挙げられる。第2フィルム14は、その表面(片面あるいは両面)に、図示しない易接着層、あるいは、耐擦傷性を付与するための図示しないハードコート層などを備えてもよい。易接着層、ハードコート層は、第1フィルム11の易接着層、ハードコート層と同様である。
【0021】
[製造方法]
本発明の透明導電性フィルム10の製造方法の一例を説明する。まず、厚さ15μm〜55μmの第1フィルム11の片面に、透明導電体層をスパッタリング法により成膜する。次に、第1フィルム11の、透明導電体層とは反対側の面に、紫外線硬化型接着剤を0.01μm以上、10μm未満の厚さで塗布し、第2フィルム14を貼り合わせる。第2フィルム14の厚さは、第1フィルム11の厚さの1.5倍〜6倍である。次に、第2フィルム14の側から紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を硬化させる。次に、透明導電体層の表面に所望のパターンのフォトレジストを形成する。次に、透明導電体層を塩酸に浸漬して不要な透明導電体層を除去し、所望の透明電極パターン12を得る。
【0022】
本発明の透明導電性フィルム10の製造方法によれば、透明導電体層を成膜する際は、下地が薄い第1フィルム11のみであるため、下地からの揮発成分量が少ない。このため、透明導電体層の表面抵抗値が小さくなり、かつ不良率も低くなる。また、透明電極パターン12を形成する際は、厚い第2フィルム14が積層されているため、耐収縮性が向上しており、透明導電性フィルム10のうねりの発生が抑えられる。
【実施例】
【0023】
[実施例1]
酸化インジウム97重量%、酸化スズ3重量%のインジウムスズ酸化物の焼結体ターゲットを備えたスパッタ装置を用いて、ポリエチレンテレフタレートフィルム(第1フィルム)の片面にインジウムスズ酸化物(ITO: Indium Tin Oxide)層を形成した。ポリエチレンテレフタレートフィルムの厚さは25μmであり、インジウムスズ酸化物層の厚さは22nmであった。
【0024】
次にポリエチレンテレフタレートフィルムの、インジウムスズ酸化物層の反対側の面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、ポリエチレンテレフタレートフィルム(第2フィルム)を貼り合わせた。紫外線硬化型接着剤はNagase ChemteX Corporation製DA-141であり、厚さは5μmであった。ポリエチレンテレフタレートフィルム(第2フィルム)の厚さは100μmであった。次に、第2フィルム側から、高圧水銀ランプの紫外線(波長365nm)を照射して、紫外線硬化型接着剤を硬化させた。次に、透明導電体層の表面に所望のパターンのフォトレジストを形成した。次に、透明導電体層を塩酸に浸漬して不要な透明導電体層を除去した。次に、140℃で30分間乾燥させて、ストライプ状の透明電極パターンを得た。得られた透明導電性フィルムの、透明電極パターンのある部分と無い部分のうねり(高低差)は、表1に示すように0.1μmであった。
【0025】
[実施例2]
第2フィルムの厚さを75μmとした以外は、実施例1と同様の方法により透明導電性フィルムを作製した。得られた透明導電性フィルムの、透明電極パターンのある部分と無い部分のうねり(高低差)は、表1に示すように0.6μmであった。
【0026】
[比較例1]
第2フィルムの厚さを25μmとした以外は、実施例1と同様の方法により透明導電性フィルムを作製した。得られた透明導電性フィルムの、透明電極パターンのある部分と無い部分のうねり(高低差)は、表1に示すように1.5μmであった。
【0027】
【表1】

【0028】
[測定方法]
[膜厚]
膜厚は膜厚計(Peacock社製デジタルダイアルゲージDG-205)を用いて測定した。
[うねり]
うねり(高低差)は光学式プロファイロメーター(Veeco Instruments社製Optical Profilometer NT3300)を用いて測定した。
【産業上の利用可能性】
【0029】
本発明の透明導電性フィルムの用途に制限は無い。本発明の透明導電性フィルムは静電容量方式タッチパネル、特に投影型の静電容量方式タッチパネルに好適に用いられる。
【符号の説明】
【0030】
10 透明導電性フィルム
11 第1フィルム
12 透明電極パターン
13 透明接着剤層
14 第2フィルム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明な第1フィルムと、
前記第1フィルムの一方の面に形成された透明電極パターンと、
前記第1フィルムの他方の面に積層された透明接着剤層と、
前記透明接着剤層の、前記第1フィルムとは反対側の面に積層された透明な第2フィルムとを備え、
前記透明接着剤層は硬化接着剤層であり、
前記第2フィルムの厚さは前記第1フィルムの厚さの1.5倍〜6倍である透明導電性フィルム。
【請求項2】
前記第1フィルムの厚さは15μm〜55μmである請求項1に記載の透明導電性フィルム。
【請求項3】
前記透明接着剤層の厚さは0.01μm以上、10μm未満である請求項1〜2のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【請求項4】
前記硬化接着剤層を形成する硬化接着剤は、紫外線硬化型接着剤または電子線硬化型接着剤である請求項1〜3のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【請求項5】
前記第1フィルムの1MHzにおける誘電率および前記第2フィルムの1MHzにおける誘電率は、それぞれ2.0〜3.5である請求項1〜4のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【請求項6】
前記第1フィルムを形成する材料および前記第2フィルムを形成する材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、またはポリカーボネートのいずれかである請求項1〜5のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【請求項7】
前記透明電極パターンを形成する材料は、インジウムスズ酸化物(ITO: Indium Tin Oxide)、インジウム亜鉛酸化物、あるいは酸化インジウム―酸化亜鉛複合酸化物のいずれかである請求項1〜6のいずれかに記載の透明導電性フィルム。

【図1】
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【公開番号】特開2013−94984(P2013−94984A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−237081(P2011−237081)
【出願日】平成23年10月28日(2011.10.28)
【出願人】(000003964)日東電工株式会社 (5,557)
【Fターム(参考)】