JP6082841B2 - 透明導電性フィルム - Google Patents
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Description
図1において、紙面上下方向は、上下方向(厚み方向の一例、第1方向)であって、紙面上側が、上側(厚み方向一方側、第1方向一方側)、紙面下側が、下側(厚み方向他方側、第1方向他方側)である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
1. 透明導電性フィルム
透明導電性フィルム1は、所定の厚みを有するフィルム形状(シート形状を含む)をなし、厚み方向と直交する所定方向(面方向)に延び、平坦な上面および平坦な下面を有する。透明導電性フィルム1は、例えば、画像表示装置に備えられるタッチパネル用基材などの一部品であり、つまり、画像表示装置ではない。すなわち、透明導電性フィルム1は、画像表示装置などを作製するための部品であり、LCDモジュールなどの画像表示素子を含まず、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
2. 透明基材
透明基材2は、透明導電性フィルム1の最下層であって、透明導電性フィルム1の機械強度を確保する支持材である。透明基材2は、透明導電層6を、第2光学調整層3、第1光学調整層4および無機物層5とともに、支持している。
3. 第2光学調整層3
第2光学調整層3は、後述する第1光学調整層4および無機物層5とともに、図2が参照されるように、透明導電層6を後の工程で配線パターンに形成した後に、パターン部7と非パターン部8との相違が認識されないように(すなわち、配線パターンの視認を抑制するように)、透明導電性フィルム1の光学物性を調整する光学調整層である。また、第2光学調整層3は、透明導電層6の上面(すなわち、透明導電性フィルム1の表面)に擦り傷を生じにくくする(すなわち、優れた耐擦傷性を得る)ための、擦傷保護層でもある。
4. 第1光学調整層
第1光学調整層4は、第2光学調整層3および無機物層5とともに、透明導電層6における配線パターンの視認を抑制しつつ、透明導電性フィルム1に優れた透明性を確保するために、透明導電性フィルム1の光学物性を調整する光学調整層である。
5. 無機物層
無機物層5は、上記した第2光学調整層3および第1光学調整層4とともに、透明導電層6における配線パターンの視認を抑制するように、透明導電性フィルム1の光学物性を調整する光学調整層(第3光学調整層)である。
6. 透明導電層
透明導電層6は、図2が参照されるように、後の工程で配線パターンに形成して、パターン部7を形成するための導電層である。
7. 透明導電性フィルムの製造方法
次に、透明導電性フィルム1を製造する方法を説明する。
8. 作用効果
この透明導電性フィルム1は、特定の屈折率nCおよび厚みTCを有する第1光学調整層4と、特定の屈折率nDを有する無機物層5とを備えるので、透明導電層6に損傷が生じることを抑制しつつ、透明導電層6における配線パターン(パターン部7、図2参照)の視認を抑制でき、かつ、優れた耐擦傷性および優れた透明性を有する。
<変形例>
第1実施形態において、第2光学調整層3を透明基材2の上面に接触させているが、これに限定されない。例えば、図示しないが、第2光学調整層3を透明基材2の上面に接触させず、それらの間に他の層を介在させることもできる。
<第2実施形態>
第2実施形態において、第1実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<変形例>
第2実施形態において、第1光学調整層4を透明基材2の上面に接触させているが、これに限定されない。例えば、図示しないが、第1光学調整層4を透明基材2の上面に接触させず、それらの間に他の層を介在させることもできる。
(透明基材の用意)
透明基材として、厚み50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱樹脂社製、商品名「ダイアホイル」)を用意した。
紫外線硬化型アクリル樹脂と、酸化ジルコニウム(ZnO2)粒子(平均粒径20nm)とからなる紫外線硬化型樹脂組成物(第2光学組成物)を、固形分濃度が5質量%になるようにMIBKで希釈して、紫外線硬化型樹脂組成物の希釈液を調製した。次いで、希釈液を、透明基材の上面に塗布し、乾燥させて、紫外線硬化型樹脂組成物をフィルム形状に形成した。次いで、紫外線硬化型樹脂組成物に紫外線を照射して硬化させた。
熱硬化型エポキシ樹脂100質量部とエポキシ樹脂用硬化剤1質量部とからなる熱硬化性樹脂組成物(第1光学組成物)を、固形分濃度が0.8質量%となるように、MIBKで熱硬化性樹脂組成物を希釈して、熱硬化性樹脂組成物の希釈液を調製した。次いで、希釈液を第2光学調整層の上面に塗布し、195℃で1分間、加熱することにより、希釈液を乾燥して、熱硬化性樹脂組成物を硬化させた。
透明基材、第2光学調整層および第1光学調整層からなる積層フィルムを、DCマグネトロンスパッタ装置へ装着し、加熱した成膜ロールに密着および走行させながら巻き取った。積層フィルムを走行させながら、DCマグネトロンスパッタ装置に備えられる排気装置(ターボ分子ポンプなど)により、雰囲気の真空度を1×10−4Paとした。
DCマグネトロンスパッタリング法により、SiO2(二酸化ケイ素)からなる、厚み2nmの無機物層を、第1光学調整層の上面に形成した。
ガス:ArおよびO2:(O2流量比30%(/ArおよびO2の合計流量))
減圧度:0.2Pa
(透明導電層の形成)
真空スパッタ装置の真空度を維持したまま、DCマグネトロンスパッタリング法により、ITOからなる、厚み26nmの透明導電層を、無機物層の上面に形成した。なお、無機物層は、非晶質であった。
ガス:ArおよびO2(O2流量比:0.1%(/ArおよびO2の合計流量))
減圧度:0.4Pa
(結晶化)
次いで、透明基材の上に、第2光学調整層と、第1光学調整層と、無機物層と、非晶質の透明導電層とが順に形成された積層フィルムを、DCマグネトロンスパッタ装置から取り出して、150℃のオーブン内で120分加熱処理した。これにより、透明導電層を結晶化させた。これにより、透明基材の上に、第2光学調整層と、第1光学調整層と、無機物層と、結晶質の透明導電層とが順に形成された透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
第2光学調整層の厚みを100nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
第2光学調整層の厚みを300nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
第1光学調整層の厚みを5nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
第1光学調整層の厚みを35nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
SiO(一酸化ケイ素)からなる無機物層を形成した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
ガス:ArおよびO2:(O2流量比15%(/ArおよびO2の合計流量))
減圧度:0.2Pa
実施例7
第1光学調整層に、中空ナノシリカ粒子(平均粒子径45nm)を含有させた以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
無機物層の厚みを10nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
無機物層の厚みを12nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
第2光学調整層を形成しなかった以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図3参照)。
第2光学調整層の厚みを90nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
第2光学調整層の厚みを350nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
無機物層を形成しなかった以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した。
第2光学調整層を形成せず、また、第1光学調整層の厚みを3nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図3参照)。
第2光学調整層を形成せず、また、第1光学調整層の厚みを40nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図3参照)。
第1光学調整層の厚みを3nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
第1光学調整層の厚みを40nmに変更した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
まず、実施例1における第1光学調整層を形成する処方で、第2光学調整層を形成し、その後、実施例1における第2光学調整層を形成する処方で、第1光学調整層を形成した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した。
無機物層としてNb2O5層を形成した以外は、実施例1と同様に処理して透明導電性フィルムを製造した(図1参照)。
ガス:ArおよびO2:(O2流量比30%(/ArおよびO2の合計流量))
減圧度:0.2Pa
(厚みの測定)
A. 第2光学調整層の厚み(TB)、第1光学調整層の厚み(TC)、および、無機物層の厚み(TD)
参考例、各実施例および各比較例の透明導電性フィルムにおいて、第2光学調整層の厚み(TB)と、第1光学調整層の厚み(TC)と、無機物層の厚み(TD)とのそれぞれを、透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察により、測定した。結果を表1および表2に示す。
B.透明導電層の厚み(TE)
参考例、各実施例および各比較例の透明導電性フィルムにおいて、透明導電層の厚み(TE)を、以下の通りに、X線反射率を測定することにより、算出した。
光源: Cu−Kα線(波長:1,5418Å)、40kV、40mA
光学系: 平行ビーム光学系
発散スリット: 0.05mm
受光スリット: 0.05mm
単色化・平行化: 多層ゲーベルミラー使用
測定モード: θ/2θスキャンモード
測定範囲(2θ): 0.3〜2.0°
[解析条件]
解析手法: 最小自乗フィッティング
解析範囲(2θ): 2θ=0.3〜2.0°
C. 透明基材の厚みTA
透明基材の厚みTAについては、用意した透明基材のカタログに記載の数値をそのまま採用した。
D. 厚みの比
厚みの比、すなわち、TB/TA、TC/TB、TD/TC、TE/TDを、それぞれ算出した。結果を表1および表2に示す。
参考例、各実施例および各比較例の透明導電性フィルムにおいて、第2光学調整層の屈折率(nB)と、第1光学調整層の屈折率(nC)と、無機物層の屈折率(nD)と、透明導電層の屈折率(nE)とのそれぞれの屈折率を、アッベ屈折率計により測定した。
各実施例および各比較例の透明導電性フィルムを、以下の操作により、耐クラック性(損傷抑制)を、下記の基準に基づいて、評価した。
○:85℃85%RH環境下で、120時間経過後および240時間経過後のいずれにおいても、クラックの発生がない。
参考例、各実施例および各比較例の透明導電性フィルムを、以下の操作により、耐擦傷性を、下記の基準に基づいて、評価した。
荷重:127g/cm2
擦傷速度:13cm/秒(7.8m/分)
擦傷回数:20回(往復10回)
○:抵抗変化率が1.5以下
△:抵抗変化率が1.5を超え、2.5以下
×:抵抗変化率が2.5を超える
(透明性)
参考例、各実施例および各比較例の透明導電性フィルムの透過XYZ座標における透過Yを測定することにより、透明性を、下記の基準に基づいて、評価した。
○:透過Yが88以上であった。
配線パターン視認性は以下の操作で評価を行った。5cmx10cmの透明導電フィルムの透明導電層の表面に、透明導電性フィルムの短辺方向に沿って、ストライプ状に幅1mmのポリイミドテープを2mm間隔で貼付し、50℃、10質量%の塩酸に5分間含浸させた。これによって、図2に示すように、透明導電層を、ストライプ形状のパターン部を有する配線パターンに形成した。
○:導電層のパターンがほとんど視認されない。
2 透明基材
3 第2光学調整層
4 第1光学調整層
5 無機物層
6 透明導電層
ABV 絶対値(=|nC×1.13|)
nA 屈折率(透明基材)
nB 屈折率(第2光学調整層)
nC 屈折率(第1光学調整層)
nD 屈折率(無機物層)
TB 厚み(第2光学調整層)
TC 厚み(第1光学調整層)
TE 厚み(透明導電層)
Claims (4)
- 順に、透明基材と、第2光学調整層と、第1光学調整層と、無機物層と、透明導電層とを備え、
前記透明基材は、ポリエステル樹脂からなり、
前記第1光学調整層は、前記透明基材の屈折率よりも低い屈折率を有し、10nm以上、35nm以下の厚みを有し、
前記無機物層は、前記第1光学調整層の屈折率に1.13を乗じた値の絶対値よりも低いまたは前記絶対値と同じ屈折率を有し、
前記第2光学調整層は、前記透明基材の屈折率よりも高い屈折率を有し、
前記第2光学調整層は、150nm以上、300nm以下の厚みを有することを特徴とする、透明導電性フィルム。 - 前記無機物層は、1.5nm以上、10nm以下の厚みを有することを特徴とする、請求項1に記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明導電層の厚みが、25nm以上、35nm以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の透明導電性フィルム。
- 前記第1光学調整層が、樹脂のみからなることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の透明導電性フィルム。
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