JP2013094984A - 透明導電性フィルム - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

特開２００９−７６４３２号公報

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。

（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。

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。

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

[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。

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。

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。

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。

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。

[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。

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。

[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。

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。

[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。

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。

[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。

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。

[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。

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。

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。

［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。

［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。

［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。

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。

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

Claims (7)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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