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JP2010023282A - 透明導電性フィルム、透明導電性積層体及びタッチパネル、並びに透明導電性フィルムの製造方法 - Google Patents

透明導電性フィルム、透明導電性積層体及びタッチパネル、並びに透明導電性フィルムの製造方法 Download PDF

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JP2010023282A JP2008185156A JP2008185156A JP2010023282A JP 2010023282 A JP2010023282 A JP 2010023282A JP 2008185156 A JP2008185156 A JP 2008185156A JP 2008185156 A JP2008185156 A JP 2008185156A JP 2010023282 A JP2010023282 A JP 2010023282A
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Abstract

【課題】透明導電層がパターン化された透明導電性フィルムにおいて、パターン部とパターン開口部との相違が抑制され、見栄えの良好な透明導電性フィルムと、これを用いた透明導電性積層体及びタッチパネル、並びに透明導電性フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の透明導電性フィルム(10)は、透明導電層(4)がパターン化されており、第1透明誘電体層(2)の屈折率をn1、第2透明誘電体層(3)の屈折率をn2、透明導電層(4)の屈折率をn3とした場合に、n2<n3<n1の関係を満足し、第1透明誘電体層(2)の厚みが2nm以上10nm未満であり、第2透明誘電体層(3)の厚みが20〜55nmであり、透明導電層(4)の厚みが15〜30nmである。
【選択図】図1

Description

本発明は、透明導電性フィルムと、これを用いた透明導電性積層体及びタッチパネル、並びに透明導電性フィルムの製造方法に関する。
従来、透明導電性部材としては、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が、導電性ガラスは基材がガラスであるために可撓性、加工性に劣り、用途によっては好ましくない場合がある。そのため、近年では可撓性、加工性に加えて、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ィルムを基材とした透明導電性フィルムが使用されている。
入力位置を検出するための透明導電性フィルムとして、所定のパターン形状を有する透明導電層を備えた透明導電性フィルムが知られている。しかし、透明導電層をパターン化すると、パターン部と非パターン部(パターン開口部)との相違が明確化して、表示素子としての見栄えが悪くなるおそれがあった。特に、静電容量方式のタッチパネルにおいては、パターン化された透明導電層がディスプレイ表示部の全面に形成されているため、透明導電層をパターン化した場合にも表示素子として見栄えが良好なものが求められていた。
透明導電層をパターン化した場合の見栄えを改善するために、例えば、下記特許文献1には、透明フィルム基材と透明導電層との間に、屈折率が異なる2つの層からなるアンダーコート層を設けた透明導電性フィルムが提案されている。また、その実施例として、透明フィルム基材上に、高屈折率層として屈折率1.7のシリコン錫酸化物層(厚み10nm以上)、低屈折率層として屈折率1.43の酸化珪素層(厚み30nm)、及び透明導電層として屈折率1.95のITO膜(厚み15nm)をこの順に形成した透明導電性フィルムが記載されている。
特開2008−98169号公報
しかし、特許文献1に記載の透明導電性フィルムでは、パターン部とパターン開口部との相違が明確化する場合があるため、見栄えを改善するには未だ不充分であった。
本発明は、透明導電層がパターン化された透明導電性フィルムにおいて、パターン部とパターン開口部との相違が抑制され、見栄えの良好な透明導電性フィルムと、これを用いた透明導電性積層体及びタッチパネル、並びに透明導電性フィルムの製造方法を提供する。
前記目的を達成するため、本発明の透明導電性フィルムは、透明フィルム基材の片面又は両面に、当該透明フィルム基材側から、第1透明誘電体層、第2透明誘電体層及び透明導電層がこの順に形成された透明導電性フィルムであって、前記透明導電層は、パターン化されており、前記第1透明誘電体層の屈折率をn1、前記第2透明誘電体層の屈折率をn2、前記透明導電層の屈折率をn3とした場合に、n2<n3<n1の関係を満足し、前記第1透明誘電体層の厚みが2nm以上10nm未満であり、前記第2透明誘電体層の厚みが20〜55nmであり、前記透明導電層の厚みが15〜30nmであることを特徴とする。
本発明の透明導電性フィルムによれば、各層の屈折率の関係をn2<n3<n1とし、かつ各層の厚みを上記範囲内とすることにより、パターン部とパターン開口部の直下との間の反射率差を低減できる。これにより、パターン部とパターン開口部との相違が抑制されるため、見栄えの良好な透明導電性フィルムを提供できる。
前記透明導電性フィルムにおいて、前記n1が2.0〜2.3であり、前記n2が1.4〜1.5であり、前記n3が1.9〜2.1であることが好ましい。前記範囲内であれば、パターン部とパターン開口部の直下との間の反射率差を効果的に低減できるからである。
本発明では、前記透明導電層のパターン開口部の直下において、前記第1透明誘電体層の光学厚みと前記第2透明誘電体層の光学厚みの合計が、30〜100nmであることが好ましい。パターン部とパターン開口部の直下との間の反射率差を効果的に低減できる上、誘電体層の厚みの均一性と透明性を両立させることができるからである。なお、各層の「光学厚み」とは、それぞれの層の物理的な厚み(厚み計等で測定される厚み)に当該層の屈折率を乗じた値である。また、本発明における屈折率は、波長589.3nmの光に対する屈折率である。なお、本発明において、物理的な厚みは単に「厚み」とする。
前記透明フィルム基材は、厚みが2〜200μmであることが好ましい。機械的強度を確保した上で、フィルムの薄膜化が容易となるからである。
前記第1透明誘電体層は、酸化インジウム及び酸化セリウムを少なくとも含む複合酸化物からなることが好ましい。透明導電層の屈折率以上の高屈折率を容易に実現できるため、光学的な調整を容易に行うことができるからである。また、第1透明誘電体層をスパッタリング法等のドライプロセスで作製する際に、前記複合酸化物を原料として使用すると、付着速度が大きくなるため生産性の向上が可能となる。なお、前記複合酸化物には、酸化インジウム及び酸化セリウム以外の成分として、例えば酸化錫やAl、Sb、Ga、Ge、Zn等の他の成分が添加されていてもよい。特に、前記複合酸化物が酸化錫を含む場合は、前記複合酸化物の焼結による高密度化が容易となるため好ましい。
前記複合酸化物は、酸化インジウム100重量部に対して、酸化錫を0〜20重量部、酸化セリウムを10〜60重量部含むことが好ましい。透明導電層の屈折率以上の高屈折率を容易に実現できる上、光学厚みの調整も容易となるからである。この場合、酸化セリウムの割合については、酸化インジウム100重量部に対して40重量部を超えて60重量部以下の範囲とすると、第1透明誘電体層の屈折率を更に大きくすることができるため、透明導電層の屈折率以上の高屈折率を一層容易に実現できる。これにより、パターン部とパターン開口部の直下との間の反射率差を効果的に低減できる。なお、60重量部以下の範囲であれば、付着速度を低下させずに第1透明誘電体層を形成できる。
前記第2透明誘電体層は、無機物により形成されていることが好ましい。光劣化を防ぐことができるため、透明導電性フィルムの耐久性を向上させることができるからである。この場合、前記無機物がSiOであることが好ましい。SiOは安価で入手しやすい上、耐酸性が高いため、透明導電層を酸によりエッチングしてパターン化する場合は、第2透明誘電体層の劣化を防ぐことができる。
前記第1透明誘電体層は、真空蒸着法、スパッタリング法又はイオンプレーティング法により形成されていることが好ましい。上記列挙した製法は、いずれも厚み制御が容易な製法であるため、均一な厚みの第1透明誘電体層が得られるからである。第1透明誘電体層の厚みを2nm以上10nm未満の範囲に容易に制御するには、成膜雰囲気内の不純物ガスを可能な限り排除した状態で成膜することが好ましい。
前記透明導電性フィルムにおいて、前記第1透明誘電体層、前記第2透明誘電体層及び前記透明導電層が前記透明フィルム基材の片面に形成されている場合は、前記透明フィルム基材における前記第1透明誘電体層とは反対側の面に設けられた透明基体を更に含んでいてもよい。フィルムの機械的強度が向上し、特にカールなどの発生を防止できるからである。
また、前記透明導電性フィルムにおいて、前記第1透明誘電体層、前記第2透明誘電体層及び前記透明導電層が前記透明フィルム基材の両面に形成されている場合は、一方の前記透明導電層における前記第2透明誘電体層とは反対側の面に設けられた透明基体を更に含んでいてもよい。この場合も、フィルムの機械的強度が向上し、特にカールなどの発生を防止できる。
本発明の透明導電性フィルムは、種々の検出方式(例えば、静電容量方式、抵抗膜方式等)のタッチパネルに好適に用いられるが、特に、静電容量方式のタッチパネルに適用することが好ましい。静電容量方式のタッチパネルは、パターン化された透明導電層がディスプレイ表示部の全面に形成されているため、本発明の機能(パターン部とパターン開口部の直下との間の反射率差を低減する機能)がより有効に発揮されるからである。
本発明の透明導電性積層体は、2枚以上の透明導電性フィルムが透明粘着剤層を介して積層されている透明導電性積層体であって、前記透明導電性フィルムの少なくとも一つは、上述した本発明の透明導電性フィルムであり、前記透明導電性積層体の少なくとも一方の面に、前記透明導電性フィルムの前記透明導電層が配置されている透明導電性積層体である。この構成によれば、上述した本発明の透明導電性フィルムと同様の効果が得られる上、X軸及びY軸の位置検出を、それぞれの透明導電性フィルムで行うことができる。
本発明のタッチパネルは、上述した本発明の透明導電性フィルム、又は上述した本発明の透明導電性積層体を備えたタッチパネルである。本発明のタッチパネルによれば、上述した本発明の透明導電性フィルムや透明導電性積層体の効果と同様の効果が得られる。
本発明の透明導電性フィルムの製造方法は、上述した本発明の透明導電性フィルムを製造するための好適な製造方法であって、透明フィルム基材の片面又は両面に、当該透明フィルム基材側から、第1透明誘電体層、第2透明誘電体層及び透明導電層をこの順に形成する工程と、前記透明導電層を酸によりエッチングしてパターン化する工程とを有する。本方法によれば、上述した本発明の透明導電性フィルムを容易に製造できる。
本発明の透明導電性フィルムの製造方法は、前記透明導電層をパターン化した後に、パターン化された前記透明導電層を熱処理する工程を更に有していてもよい。透明導電層の構成成分が結晶化されるため、透明性及び導電性を向上させることができるからである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。図1に示すように、透明導電性フィルム10は、透明フィルム基材1と、この透明フィルム基材1の片面に順次形成された、第1透明誘電体層2、第2透明誘電体層3及び透明導電層4とを含む。また、透明導電層4はパターン化されており、これによりパターン部Pとパターン開口部Oとが形成されている。
そして、透明導電性フィルム10は、第1透明誘電体層2の屈折率をn1、第2透明誘電体層3の屈折率をn2、透明導電層4の屈折率をn3とした場合に、n2<n3<n1の関係を満足する。また、第1透明誘電体層2の厚みが2nm以上10nm未満(好ましくは2〜9nm、より好ましくは3〜8nm)であり、第2透明誘電体層3の厚みが20〜55nm(好ましくは20〜45nm)であり、透明導電層4の厚みが15〜30nm(好ましくは18〜28nm)である。これにより、パターン部Pとパターン開口部Oの直下との間の反射率差を低減できる。よって、パターン部Pとパターン開口部Oとの相違が抑制されるため、見栄えの良好な透明導電性フィルムを提供できる。また、透明導電性フィルム10は、透明導電層4のパターン開口部Oの直下において、第1透明誘電体層2の光学厚みと第2透明誘電体層3の光学厚みの合計が30〜100nmであることが好ましく、33〜100nmであることがより好ましい。パターン部Pとパターン開口部Oの直下との間の反射率差を効果的に低減できる上、誘電体層の厚みの均一性と透明性を両立させることができるからである。
透明フィルム基材1としては、特に制限されないが、透明性を有する各種のプラスチックフィルムが用いられる。例えば、その材料として、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂である。
また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載の高分子フィルムを使用することもできる。例えば、側鎖に置換及び/又は非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換及び/又は非置換フェニル並びにニトリル基を有する熱可塑性樹脂とを含有する樹脂組成物が例示できる。具体的には、イソブチレン及びN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物の高分子フィルムを用いることもできる。
透明フィルム基材1の厚みは、2〜200μmの範囲内であることが好ましく、2〜100μmの範囲内であることがより好ましい。この範囲内であれば、機械的強度を確保した上で、フィルムの薄膜化が容易となるからである。
透明フィルム基材1は、表面に予めスパッタリング、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1透明誘電体層2の透明フィルム基材1に対する密着性を向上させるようにしてもよい。また、第1透明誘電体層2を設ける前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄などにより除塵、清浄化してもよい。
第1及び第2透明誘電体層2,3は、無機物や有機物、又は無機物と有機物との混合物により形成することができる。例えば、無機物として、NaF(1.3)、Na3AlF6(1.35)、LiF(1.36)、MgF2(1.38)、CaF2(1.4)、BaF2(1.3)、SiO2(1.46)、LaF3(1.55)、CeF3(1.63)、Al23(1.63)などの無機物〔上記各材料の括弧内の数値は屈折率である。〕があげられる。これらのなかでも、SiO2、MgF2、A123などが好ましく用いられる。また、上記の他、酸化インジウム及び酸化セリウムを少なくとも含む複合酸化物を用いることもできる。また有機物としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマー、有機シラン縮合物などがあげられる。
なかでも、第1透明誘電体層2は、酸化インジウム及び酸化セリウムを少なくとも含む複合酸化物からなることが好ましい。透明導電層4の屈折率以上の高屈折率を実現できるため、光学的な調整を容易に行うことができるからである。また、第1透明誘電体層2をスパッタリング法等のドライプロセスで作製する際に、前記複合酸化物を原料として使用すると、付着速度が大きくなるため生産性の向上が可能となる。
上述した複合酸化物のうち、特に、酸化インジウム100重量部に対して、酸化錫を0〜20重量部、酸化セリウムを10〜60重量部含む複合酸化物が好ましい。透明導電層の屈折率以上の高屈折率を容易に実現できる上、光学厚みの調整も容易となるからである。この複合酸化物の形成材料としては、各酸化物成分の混合物の焼結体を使用することが好ましい。前記複合酸化物において、酸化錫の割合は、光学特性の点から、酸化インジウム100重量部に対して3〜15重量部であるのがより好ましい。また、酸化セリウムの割合については、酸化インジウム100重量部に対して40重量部を超えて60重量部以下(特に好ましくは40重量部を超えて50重量部以下)の範囲とすると、第1透明誘電体層2の屈折率を更に大きくすることができるため、透明導電層4の屈折率以上の高屈折率を一層容易に実現できる。これにより、パターン部Pとパターン開口部Oの直下との間の反射率差を効果的に低減できる。更に、所望の光学厚みを得るための物理的な厚みも薄くすることができるため、透明導電性フィルム10の薄膜化が容易となる。
第2透明誘電体層3は、無機物により形成されていることが好ましい。光劣化を防ぐことができるため、透明導電性フィルム10の耐久性を向上させることができるからである。この場合、上記無機物がSiOであることが好ましい。SiOは安価で入手しやすい上、耐酸性が高いため、透明導電層4を酸によりエッチングしてパターン化する場合は、第2透明誘電体層3の劣化を防ぐことができる。
第1及び第2透明誘電体層2,3は、透明フィルム基材1と透明導電層4の間に設けられるものであり、導電層としての機能を有しないものである。即ち、第1及び第2透明誘電体層2,3は、透明導電層4のパターン部P,P間で絶縁できるように誘電体層として設けられる。従って、第1及び第2透明誘電体層2,3は、表面抵抗が、例えば1×106Ω/□以上であり、好ましくは1×107Ω/□以上、さらに好ましくは1×108Ω/□以上である。なお、第1及び第2透明誘電体層2,3の表面抵抗の上限は特にない。一般的には、第1及び第2透明誘電体層2,3の表面抵抗の上限は測定限界である1×1013Ω/□程度であるが、1×1013Ω/□を超えるものであってもよい。
透明導電層4の構成材料としては特に限定されず、例えばインジウム、錫、亜鉛、ガリウム、アンチモン、チタン、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、銅、パラジウム及びタングステンからなる群より選択される少なくとも1種の金属(又は半金属)の酸化物が用いられる。当該酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属元素や、その酸化物が添加されていてもよい。例えば酸化錫を含有する酸化インジウムや、アンチモンを含有する酸化錫などが好ましく用いられる。
第1透明誘電体層2の屈折率(n1)は、好ましくは2.0〜2.3(より好ましくは2.1〜2.25)である。第2透明誘電体層3の屈折率(n2)は、好ましくは1.4〜1.5である。透明導電層4の屈折率(n3)は、好ましくは1.9〜2.1(より好ましくは1.95〜2.05)である。各層が前記範囲内であれば、透明性を確保できる上、パターン部Pとパターン開口部Oの直下との間の反射率差を効果的に低減できる。
なお、厚みの均一性、クラック発生防止及び透明性向上の観点から、第1透明誘電体層2、第2透明誘電体層3及び透明導電層4の厚みの合計は、40〜90nmが好ましく、40〜85nmがより好ましい。また、パターン部Pとパターン開口部Oの直下との間の反射率差をより効果的に低減するには、第1及び第2透明誘電体層2,3の光学厚みの合計と、透明導電層4の光学厚みとの差は、20〜70nmであることが好ましく、20〜50nmであることがより好ましい。
透明導電性フィルム10の製造方法としては、例えば、透明フィルム基材1の片面に、透明フィルム基材1側から、第1透明誘電体層2、第2透明誘電体層3及び透明導電層4をこの順に形成する工程と、透明導電層4を酸によりエッチングしてパターン化する工程とを有する方法が例示できる。
第1透明誘電体層2、第2透明誘電体層3及び透明導電層4の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が挙げられ、材料の種類および必要とする厚みに応じて適宜の方法を採用することができるが、これらのなかでもスパッタリング法が一般的である。なお、第2透明誘電体層3の形成方法については、塗工法などを採用することもできる。
上記エッチングに際しては、パターンを形成するためのマスクにより透明導電層4を覆って、酸により透明導電層4をエッチングすればよい。上記酸としては、塩化水素、臭化水素、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、およびこれらの混合物、ならびにそれらの水溶液が挙げられる。
なお、透明導電層4をパターン化した後、必要に応じて、パターン化された透明導電層4を熱処理してもよい。透明導電層4の構成成分が結晶化されるため、透明性及び導電性を向上させることができるからである。この際の加熱温度は、例えば100〜180℃の範囲内であり、処理時間は、例えば15〜180分の範囲内である。
透明導電層4のパターンの態様については、特に限定されず、透明導電性フィルム10が適用される用途に応じて、ストライプ状等の各種のパターンを形成することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る透明導電性フィルムについて説明する。図2は、本発明の第2実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。図2に示すように、透明導電性フィルム20は、透明フィルム基材1と、この透明フィルム基材1の図中上方に順次形成された第1透明誘電体層2a、第2透明誘電体層3a及び透明導電層4aと、透明フィルム基材1の図中下方に順次形成された第1透明誘電体層2b、第2透明誘電体層3b及び透明導電層4bとを含む。また、透明導電層4a,4bはパターン化されており、これによりパターン部Pとパターン開口部Oとが形成されている。
そして、透明導電性フィルム20は、上述した透明導電性フィルム10と同様に、第1透明誘電体層2aの屈折率をn1a、第2透明誘電体層3aの屈折率をn2a、透明導電層4aの屈折率をn3aとした場合に、n2a<n3a<n1aの関係を満足する。そして、第1透明誘電体層2aの厚みが2nm以上10nm未満(好ましくは2〜9nm、より好ましくは3〜8nm)であり、第2透明誘電体層3aの厚みが20〜55nm(好ましくは20〜45nm)であり、透明導電層4aの厚みが15〜30nm(好ましくは18〜28nm)である。更に、第1透明誘電体層2bの屈折率をn1b、第2透明誘電体層3bの屈折率をn2b、透明導電層4bの屈折率をn3bとした場合に、n2b<n3b<n1bの関係を満足する。そして、第1透明誘電体層2bの厚みが2nm以上10nm未満(好ましくは2〜9nm、より好ましくは3〜8nm)であり、第2透明誘電体層3bの厚みが20〜55nm(好ましくは20〜45nm)であり、透明導電層4bの厚みが15〜30nm(好ましくは18〜28nm)である。これにより、上述した透明導電性フィルム10と同様の効果が得られる。
第1透明誘電体層2a,2b、第2透明誘電体層3a,3b及び透明導電層4a,4bとしては、それぞれ上述した透明導電性フィルム10の第1透明誘電体層2、第2透明誘電体層3及び透明導電層4と同様のものが使用できる。また、第1透明誘電体層2aと第1透明誘電体層2bは、構成材料や厚みが同じであっても異なっていてもよい。第2透明誘電体層3a,3bや、透明導電層4a,4bについても同様である。なお、透明導電性フィルム20の製造方法は、上述した透明導電性フィルム10の製造方法において、透明フィルム基材1の両面に各層を設けること以外は、上記と同様の方法が使用できる。
なお、図2のように透明フィルム基材1の両側に透明導電層4a,4bが設けられている場合は、それぞれの透明導電層4a,4bについてパターン開口部Oの直下が存在する。また、図2の透明導電性フィルム20は、透明導電層4a,4bのパターン部P同士とパターン開口部O同士が、いずれも一致しているが、これらは一致していなくてもよく、各種の態様にて両側で適宜にパターン化することができる。以下に説明する図においても同様である。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る透明導電性フィルムについて説明する。図3は、本発明の第3実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。図3に示すように、透明導電性フィルム30は、上述した透明導電性フィルム10の透明フィルム基材1の図中下面に透明粘着剤層5を介してセパレータSが設けられている。
透明粘着剤層5の構成材料としては、透明性を有するものであれば特に制限なく使用できる。例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性、凝集性及び接着性等の粘着特性を示し、耐候性や耐熱性等にも優れるという点からは、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
また、透明粘着剤層5は、通常、ベースポリマー又はその組成物を溶剤に溶解又は分散させた粘着剤溶液(固形分濃度が10〜50重量%程度)から形成される。前記溶剤としては、トルエン、酢酸エチル等の有機溶剤や水等の粘着剤の種類に応じたものを適宜に選択して用いることができる。
透明導電性フィルム30にはセパレータSが設けられているため、このセパレータSを剥がして、接着させる面に透明粘着剤層5を転写させることができる。その様なセパレータSとしては、例えば、透明粘着剤層5側に移行防止層及び/又は離型層が積層されたポリエステルフィルム等を用いるのが好ましい。
前記セパレータSの総厚みは、30μm以上であることが好ましく、60〜100μmの範囲内であることがより好ましい。透明粘着剤層5にセパレータSを設けた後、ロール状態にて保管する場合に、ロール間に入り込んだ異物等により発生することが想定される透明粘着剤層5の変形(打痕)を抑制する為である。
前記移行防止層としては、ポリエステルフィルム中の移行成分、特に、ポリエステルの低分子量オリゴマー成分の移行を防止する為の適宜な材料にて形成することができる。移行防止層の形成材料として、無機物若しくは有機物、又はそれらの複合材料を用いることができる。移行防止層の厚みは、0.01〜20μmの範囲で適宜に設定することができる。移行防止層の形成方法としては特に限定されず、例えば、塗工法、スプレー法、スピンコート法、インラインコート法などが用いられる。また、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、スプレー熱分解法、化学メッキ法、電気メッキ法等も用いることができる。
前記離型層としては、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の適宜な剥離剤からなるものにて形成することができる。離型層の厚みは、離型効果の点から適宜に設定することができる。一般には、柔軟性等の取り扱い性の点から、該厚みは20μm以下であることが好ましく、0.01〜10μmの範囲内であることがより好ましく、0.1〜5μmの範囲内であることが特に好ましい。離型層の形成方法としては特に制限されず、前記移行防止層の形成方法と同様の方法を採用することができる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る透明導電性フィルムについて説明する。図4は、本発明の第4実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。図4に示すように、透明導電性フィルム40は、上述した透明導電性フィルム20の透明導電層4bの図中下面に透明粘着剤層5を介してセパレータSが設けられている。これにより、上述した透明導電性フィルム20や透明導電性フィルム30と同様の効果が得られる。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態に係る透明導電性フィルムについて説明する。図5は、本発明の第5実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。図5に示すように、透明導電性フィルム50は、上述した透明導電性フィルム10の透明フィルム基材1の図中下面(即ち、透明フィルム基材1における第1透明誘電体層2とは反対側の面)に、透明粘着剤層6を介して透明基体7が設けられている。透明粘着剤層6の構成材料には、上述した透明粘着剤層5と同様のものが使用できる。
透明基体7の厚みは、10〜300μmであるのが好ましく、より好ましくは20〜250μmである。また、透明基体7を複数の基体フィルムにより形成する場合、各基体フィルムの厚みは10〜200μmであるのが好ましく、20〜150μmであるのがより好ましい。透明基体7や前記基体フィルムとしては、上述した透明フィルム基材1と同様のものが使用できる。
透明フィルム基材1と透明基体7との貼り合わせは、透明基体7側に透明粘着剤層6を設けておき、これに透明フィルム基材1を貼り合わせるようにしてもよいし、逆に透明フィルム基材1側に透明粘着剤層6を設けておき、これに透明基体7を貼り合わせるようにしてもよい。後者の方法では、ロール状の透明フィルム基材1に対して、透明粘着剤層6を連続的に形成できるため、生産性の面で一層有利である。また、透明フィルム基材1に、順次に複数の基体フィルムを透明粘着剤層(図示せず)により貼り合せることによっても、透明基体7を形成することができる。なお、基体フィルムの積層に用いる透明粘着剤層には、上述した透明粘着剤層5と同様のものを用いることができる。
透明粘着剤層6は、例えば、透明基体7の接着後に於いては、そのクッション効果により、透明フィルム基材1の一方の面に設けられた透明導電層4の耐擦傷性やタッチパネル用としての打点特性(所謂ペン入力耐久性や面圧耐久性)を向上させる機能を有する。この機能をより効果的に発揮させる観点から、透明粘着剤層6の弾性係数を1〜100N/cmの範囲、厚みを1μm以上(より好ましくは5〜100μm)の範囲に設定するのが好ましい。この範囲内であれば、上記効果が十分発揮され、透明基体7と透明フィルム基材1との密着力も十分となる。なお、本発明の透明導電性フィルムに適用する透明粘着剤層の弾性係数の好ましい範囲や、その厚みの好ましい範囲は、他の実施形態においても同様である。
この様な透明粘着剤層6を介して貼り合わされる透明基体7は、透明フィルム基材1に対して良好な機械的強度を付与し、ペン入力耐久性や面圧耐久性を向上させることができる上、カールなどの発生防止に寄与する。なお、本実施形態では、透明基体7が透明粘着剤層6を介して透明フィルム基材1に貼り合わされた例を示したが、例えば透明な液状樹脂を透明フィルム基材1に塗布して、これを乾燥させることによって透明基体7を形成してもよい。
また必要に応じて、透明基体7の外表面(透明粘着剤層6とは反対側の面)に、外表面の保護を目的としたハードコート層(図示せず)を設けるようにしてもよい。このハードコート層としては、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、シリコーン系樹脂などの硬化型樹脂からなる硬化被膜が好ましく用いられる。前記ハードコート層の厚みとしては、硬度の観点、及びクラックやカールの発生を防止する観点から、0.1〜30μmが好ましい。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態に係る透明導電性フィルムについて説明する。図6は、本発明の第6実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。図6に示すように、透明導電性フィルム60は、上述した透明導電性フィルム20の透明導電層4bの図中下面(即ち、透明導電層4bにおける第2透明誘電体層3bとは反対側の面)に、透明粘着剤層6を介して透明基体7が設けられている。これにより、上述した透明導電性フィルム20や透明導電性フィルム50と同様の効果が得られる。
以上、本発明の一例である透明導電性フィルムについて説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、第2透明誘電体層がパターン化されていてもよい。また、本発明の透明導電性フィルムには、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ることもできる。特に抵抗膜方式のタッチパネルに用いる場合には、上述したハードコート層と同様に透明基体の外表面(透明粘着剤層とは反対側の面)に、防眩処理層や反射防止層を設けることができる。また、ハードコート層上に、防眩処理層や反射防止層を設けることもできる。一方、静電容量方式のタッチパネルに用いる場合には、防眩処理層や反射防止層は、透明導電層上に設けられることもある。
上記防眩処理層の構成材料としては特に限定されず、例えば電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。防眩処理層の厚みは、0.1〜30μmが好ましい。
上記反射防止層としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等が用いられる。反射防止機能を一層大きく発現させる為には、酸化チタン層と酸化ケイ素層との積層体を用いることが好ましい。前記積層体は、透明基体やハードコート層上に屈折率の高い酸化チタン層(屈折率:約2.35)が形成され、該酸化チタン層上に屈折率の低い酸化ケイ素層(屈折率:約1.46)が形成された2層積層体が好ましい。更に、この2層積層体上に、酸化チタン層及び酸化ケイ素層がこの順序で形成された4層積層体がより好ましい。この様な2層積層体又は4層積層体の反射防止層を設けることにより、可視光線の波長領域(380〜780nm)の反射を均一に低減させることが可能となる。
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態に係る透明導電性積層体について説明する。図7は、本発明の第7実施形態に係る透明導電性積層体の断面図である。図7に示すように、透明導電性積層体70は、上述した透明導電性フィルム10を2枚有しており、これら2枚の透明導電性フィルム10が透明粘着剤層8を介して積層されている。具体的には、一方の透明導電性フィルム10の透明フィルム基材1と、他方の透明導電性フィルム10の透明導電層4とが、透明粘着剤層8により貼り合わされることによって、2枚の透明導電性フィルム10が積層されている。透明粘着剤層8の構成材料には、上述した透明粘着剤層5と同様のものが使用できる。透明導電性積層体70は、2枚の透明導電性フィルム10を備えているため、X軸及びY軸の位置検出を、それぞれの透明導電性フィルム10で行うことができる。
(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態に係る透明導電性積層体について説明する。図8は、本発明の第8実施形態に係る透明導電性積層体の断面図である。図8に示すように、透明導電性積層体80は、2枚の透明導電性フィルム10の透明フィルム基材1同士が、透明粘着剤層8により貼り合わされている。その他は、上記透明導電性積層体70と同様である。
(第9実施形態)
次に、本発明の第9実施形態に係る透明導電性積層体について説明する。図9は、本発明の第9実施形態に係る透明導電性積層体の断面図である。図9に示すように、透明導電性積層体90は、透明導電性フィルム10a及び透明導電性フィルム20を有しており、これら2枚の透明導電性フィルム10a,20が透明粘着剤層8を介して積層されている。具体的には、透明導電性フィルム20の透明導電層4bと、透明導電性フィルム10aの透明導電層4とが、透明粘着剤層8により貼り合わされることによって、2枚の透明導電性フィルム10a,20が積層されている。透明導電性フィルム10aとしては、上述した透明導電性フィルム10において透明導電層4がパターン化されていないものを用いることができる。これにより、透明導電性フィルム10aの透明導電層4がシールド層として機能するため、ディスプレイから発せられる電磁波などに起因するノイズを低減できる。よって、透明導電性積層体90によれば、位置検出の精度を向上させることができる。
(第10実施形態)
次に、本発明の第10実施形態に係る透明導電性積層体について説明する。図10は、本発明の第10実施形態に係る透明導電性積層体の断面図である。図10に示すように、透明導電性積層体100は、透明導電性フィルム20の透明導電層4bと、透明導電性フィルム10aの透明フィルム基材1とが、透明粘着剤層8により貼り合わされている。その他は、上記透明導電性積層体90と同様である。
以上、本発明の一例である透明導電性積層体について説明したが、本発明の透明導電性積層体は、上記実施形態には限定されない。例えば、3枚以上の透明導電性フィルムが積層されていてもよいし、透明導電性フィルム20のような両面に透明導電層が設けられているものが2枚以上積層されていてもよい。
(第11実施形態)
次に、本発明の第11実施形態に係るタッチパネルについて説明する。図11は、本発明の第11実施形態に係る静電容量方式のタッチパネルの概略断面図である。図11に示すように、タッチパネル200は、上述した透明導電性フィルム10と、この透明導電性フィルム10の透明導電層4の周縁部に一定のピッチで設けられた電極端子210と、透明導電層4の上方かつ電極端子210の内側に設けられた透明保護層220とを含む。透明保護層220としては、上述した透明フィルム基材1と同様の材料が使用できる。
また、タッチパネル200では、電極端子210を介して透明導電層4と図示しない外部のタッチ位置検知回路とが接続されている。これにより、透明導電層4上における透明保護層220の任意の点(座標)に指を触れる(タッチする)と、透明導電層4が、タッチされた点で人体の静電容量を介して接地され、各電極端子210と接地ラインとの間の抵抗値が変化する。この変化が上記タッチ位置検知回路によって検知され、これによって図示しないディスプレイ画面上の座標が入力される。
以上、本発明の一例であるタッチパネルについて説明したが、本発明のタッチパネルは、上述した本発明の透明導電性フィルムや透明導電性積層体が使用される限り、上記実施形態には限定されない。例えば、抵抗膜方式等の検出方式のタッチパネルであってもよい。
以下、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定して解釈されるものではない。
(各層の屈折率)
各層の屈折率は、アタゴ社製のアッベ屈折率計を用い、各測定面に対して測定光を入射させるようにして、該屈折計に示される規定の測定方法により測定を行った。
(各層の厚み)
透明フィルム基材の厚みは、ミツトヨ製マイクロゲージ式厚み計にて測定を行った。その他の層の厚みについては、日立製作所製の透過型電子顕微鏡H−7650により断面観察して測定した。
(実施例1)
(第1透明誘電体層(第1層)の形成)
厚み125μm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)からなる透明フィルム基材(屈折率nf=1.66)の一方の面に、アルゴンガス95%と酸素ガス5%の混合ガスの雰囲気下、酸化インジウム100重量部、酸化錫3重量部及び酸化セリウム44重量部の混合物の焼結体から、下記条件の反応スパッタリング法により、酸化インジウム100重量部に対して、酸化錫3重量部及び酸化セリウム44重量部を有する複合酸化物(屈折率n1=2.20)の第1透明誘電体層(厚み:6nm)を形成した。なお、成膜雰囲気内に上記混合ガスを導入する前に、成膜雰囲気を到達真空度5.0×10−4Pa以下の状態にして不純物ガスを除去した。
<スパッタリング条件>
ターゲットサイズ:200mm×500mm
出力:3.0kW
電圧値:450V
放電時間:1分
真空度:0.5Pa
(第2透明誘電体層(第2層)の形成)
次いで、第1透明誘電体層上に、SiO2(屈折率n2=1.46)を電子ビーム加熱法により、1×10-2〜3×10-2Paの真空度で真空蒸着して、厚み35nmの第2透明誘電体層を形成した。
(透明導電層(第3層)の形成)
次いで、第2透明誘電体層上に、アルゴンガス98%と酸素ガス2%の混合ガス(0.4Pa)の雰囲気下、酸化インジウム97重量%、酸化錫3重量%の焼結体材料を用いて反応性スパッタリング法により、透明導電層として厚み22nmのITO膜(屈折率n3=2.00)を形成した。
(ITO膜のエッチングによるパターン化)
上記ITO膜上に、ストライプ状にパターン化されたフォトレジスト膜を形成した後、これを25℃、5重量%の塩酸(塩化水素水溶液)に1分間浸漬して、ITO膜のエッチングを行った。得られたITO膜のパターン幅は5mmであり、パターンピッチは1mmであった。
(透明導電層の加熱処理)
上記ITO膜のパターン化後、このITO膜を140℃(90分間)の条件で加熱処理し、ITO膜の構成成分を結晶化して透明導電性フィルムを得た。
(実施例2〜5)
実施例1において、第1層(第1透明誘電体層)、及び第2層(第2透明誘電体層)の厚みを表1に示す数値に調整したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
(実施例6)
実施例1において、酸化インジウム100重量部に対して、酸化錫3重量部及び酸化セリウム40重量部を有する複合酸化物(屈折率n1=2.10)の第1透明誘電体層を形成したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
(実施例7)
実施例1において、酸化インジウム100重量部に対して、酸化錫3重量部及び酸化セリウム50重量部を有する複合酸化物(屈折率n1=2.25)の第1透明誘電体層を形成したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
(比較例1)
第1層(第1透明誘電体層)を以下に示す方法で形成したことと、第2層(第2透明誘電体層)の厚みを表1に示す数値に調整したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
(比較例1の第1透明誘電体層の形成)
厚み125μmのPETフィルムの一方の面に、メラミン樹脂:アルキド樹脂:有機シラン縮合物(重量比2:2:1)の熱硬化型樹脂(屈折率n1=1.54)を塗工し、これを硬化させて、厚み150nmの第1透明誘電体層を形成した。
(比較例2)
第1透明誘電体層の代わりに、第1層として厚み30nmのITO膜を設けたことと、第2層(第2透明誘電体層)の厚みを表1に示す数値に調整したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
(比較例3)
第2層(第2透明誘電体層)の厚みを表1に示す数値に調整したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
(比較例4)
第1層(第1透明誘電体層)の厚みを表1に示す数値に調整したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
(比較例5)
第1層(第1透明誘電体層)を以下に示す方法で形成したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
(比較例5の第1透明誘電体層の形成)
メラミン樹脂、アルキド樹脂及び有機シラン縮合物からなる熱硬化型樹脂(重量比で、メラミン樹脂:アルキド樹脂:有機シラン縮合物=2:2:1)にTiO(屈折率=2.35)の微粒子を混合した樹脂組成物を調製した。この際、上記樹脂組成物の屈折率が1.70となるようにTiO微粒子の混合量を調整した。そして、厚み125μmのPETフィルムの一方の面に上記樹脂組成物を塗工し、これを硬化させて、厚み5nmの第1透明誘電体層(屈折率n1=1.70)を形成した。
(比較例6)
第1層(第1透明誘電体層)の厚みを表1に示す数値に調整したこと以外は、比較例5と同様の操作を行い、ITO膜をパターン化した透明導電性フィルムを得た。
上記実施例及び比較例の透明導電性フィルム(サンプル)について、下記評価を行った。結果を表1に示す。
(反射率差)
日立製作所製の分光光度計U4100の積分球測定モードを用いて、入射角を10度として反射スペクトルを測定し、波長450〜650nmの領域におけるパターン部とパターン開口部の直下の平均反射率を算出した。そして、これらの平均反射率の値からパターン部とパターン開口部の直下との間の反射率差を算出した。なお、前記測定は、透明導電性フィルム(サンプル)の裏面側(PETフィルム側)に黒色スプレーを用いて遮光層を形成し、サンプルの裏面からの反射や裏面側からの光の入射が殆どない状態で測定を行った。
(透過率)
島津製作所製の分光分析装置UV−240を用いて、波長550nmに於ける可視光線の透過率を測定した。
(見栄え評価)
黒い板の上に、サンプルを透明導電層側が上になるように置き、目視によりパターン部とパターン開口部の判別が困難な場合を○とし、パターン部とパターン開口部とを判別できる場合を×として評価した。
Figure 2010023282
表1から、本発明の透明導電性フィルムは、透明導電層がパターン化されていても、見栄えが良好であることが認められた。
本発明の第1実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。 本発明の第2実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。 本発明の第3実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。 本発明の第4実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。 本発明の第5実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。 本発明の第6実施形態に係る透明導電性フィルムの断面図である。 本発明の第7実施形態に係る透明導電性積層体の断面図である。 本発明の第8実施形態に係る透明導電性積層体の断面図である。 本発明の第9実施形態に係る透明導電性積層体の断面図である。 本発明の第10実施形態に係る透明導電性積層体の断面図である。 本発明の第11実施形態に係る静電容量方式のタッチパネルの概略断面図である。
符号の説明
1 透明フィルム基材
2,2a,2b 第1透明誘電体層
3,3a,3b 第2透明誘電体層
4,4a,4b 透明導電層
5,6,8 透明粘着剤層
7 透明基体
10,10a,20,30,40,50,60 透明導電性フィルム
70,80,90,100 透明導電性積層体
200 タッチパネル
210 電極端子
220 透明保護層
O パターン開口部
P パターン部
S セパレータ

Claims (20)

  1. 透明フィルム基材の片面又は両面に、当該透明フィルム基材側から、第1透明誘電体層、第2透明誘電体層及び透明導電層がこの順に形成された透明導電性フィルムであって、
    前記透明導電層は、パターン化されており、
    前記第1透明誘電体層の屈折率をn1、前記第2透明誘電体層の屈折率をn2、前記透明導電層の屈折率をn3とした場合に、n2<n3<n1の関係を満足し、
    前記第1透明誘電体層の厚みが2nm以上10nm未満であり、
    前記第2透明誘電体層の厚みが20〜55nmであり、
    前記透明導電層の厚みが15〜30nmである透明導電性フィルム。
  2. 前記n1は、2.0〜2.3であり、
    前記n2は、1.4〜1.5であり、
    前記n3は、1.9〜2.1である請求項1に記載の透明導電性フィルム。
  3. 前記透明導電層のパターン開口部の直下において、前記第1透明誘電体層の光学厚みと前記第2透明誘電体層の光学厚みの合計が、30〜100nmである請求項1又は2に記載の透明導電性フィルム。
  4. 前記透明フィルム基材は、厚みが2〜200μmである請求項1〜3のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
  5. 前記第1透明誘電体層は、酸化インジウム及び酸化セリウムを少なくとも含む複合酸化物からなる請求項1〜4のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
  6. 前記複合酸化物は、酸化錫を更に含む請求項5に記載の透明導電性フィルム。
  7. 前記複合酸化物は、酸化インジウム100重量部に対して、酸化錫を0〜20重量部、酸化セリウムを10〜60重量部含む請求項5又は6に記載の透明導電性フィルム。
  8. 前記複合酸化物における酸化セリウムの含有割合は、酸化インジウム100重量部に対して40重量部を超えて60重量部以下の範囲である請求項7に記載の透明導電性フィルム。
  9. 前記第2透明誘電体層は、無機物により形成されている請求項1〜8のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
  10. 前記無機物は、SiOである請求項9に記載の透明導電性フィルム。
  11. 前記第1透明誘電体層は、真空蒸着法、スパッタリング法又はイオンプレーティング法により形成されている請求項1〜10のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
  12. 前記第1透明誘電体層、前記第2透明誘電体層及び前記透明導電層は、前記透明フィルム基材の片面に形成されており、
    前記透明フィルム基材における前記第1透明誘電体層とは反対側の面に設けられた透明基体を更に含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
  13. 前記第1透明誘電体層、前記第2透明誘電体層及び前記透明導電層は、前記透明フィルム基材の両面に形成されており、
    一方の前記透明導電層における前記第2透明誘電体層とは反対側の面に設けられた透明基体を更に含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
  14. タッチパネルに用いられるものである請求項1〜13のいずれか1項に記載の透明導電性フィルム。
  15. 前記タッチパネルは、静電容量方式のタッチパネルである請求項14に記載の透明導電性フィルム。
  16. 2枚以上の透明導電性フィルムが透明粘着剤層を介して積層されている透明導電性積層体であって、
    前記透明導電性フィルムの少なくとも一つは、請求項1〜15のいずれか1項に記載の透明導電性フィルムであり、
    前記透明導電性積層体の少なくとも一方の面に、前記透明導電性フィルムの前記透明導電層が配置されている透明導電性積層体。
  17. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の透明導電性フィルムを備えたタッチパネル。
  18. 請求項16に記載の透明導電性積層体を備えたタッチパネル。
  19. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の透明導電性フィルムの製造方法であって、
    透明フィルム基材の片面又は両面に、当該透明フィルム基材側から、第1透明誘電体層、第2透明誘電体層及び透明導電層をこの順に形成する工程と、
    前記透明導電層を酸によりエッチングしてパターン化する工程とを有する透明導電性フィルムの製造方法。
  20. 前記透明導電層をパターン化した後に、パターン化された前記透明導電層を熱処理する工程を更に有する請求項19に記載の透明導電性フィルムの製造方法。
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