JP5832065B2 - 透明導電性フィルム - Google Patents

Description

本発明は、透明電極、タッチパネル又は電磁波遮蔽膜等として用いられる透明導電性フィルムに関するものである。

透明導電フィルムは、導電性と光学的な透明性とを合わせ持つという特性を有しているため、産業的には、透明電極、電磁波遮蔽膜、面状発熱膜及び反射防止膜等として使用されており、近年ではタッチパネル向け電極として注目を集めている。タッチパネルに使用される透明導電フィルムは特許文献１等で提案されている。

タッチパネルには、静電容量結合式や光学式等の多様な方式のものが存在する。その中で、透明導電フィルムが使用されるのは、上下の電極が接触することでタッチ位置を特定する抵抗膜式や、静電容量の変化を感知する静電容量結合方式のものである。タッチパネルは、携帯用端末装置及び携帯ゲーム機等のディスプレイ前面に使用されており、そのため、ディスプレイの表示を損なわない透過・反射特性が必要である。

特許第３５１０６９８号公報

しかしながら、静電容量結合方式のタッチパネルの透明導電性フィルムにおいては、透明導電層をパターニングするため、導電面と絶縁面との間の光学特性が異なるから、視認性の差が生じるという問題がある。

本発明の目的は、透明導電層をパターニングしても、導電面と絶縁面とで視認性の差を抑制することができる透明導電性フィルムを提供することにある。

請求項１の発明に係る透明導電性フィルムは、透明基材と、前記透明基材の少なくとも一面に形成されている絶縁色差調整層と、前記絶縁色差調整層の表面に形成されている透明導電層と、前記絶縁色差調整層の表面でパターンが形成された前記透明導電層の上面の導電面と前記絶縁色差調整層の上面の絶縁面とを有し、前記導電面と前記絶縁面とのL*a*b*表色系における反射色差ΔE*a*b*_Ｒが６．１〜１０の範囲であり、前記導電面と前記絶縁面とのL*a*b*表色系における反射明度の差の絶対値ΔL*_Ｒが０〜２．５の範囲であることを特徴とする。

請求項２の発明に係る透明導電性フィルムは、請求項１記載の透明導電性フィルムにおいて、前記導電面と前記絶縁面とのL*a*b*表色系における透過明度の差の絶対値ΔL* _Ｔ が０〜２.５の範囲であり、かつ、透過色差ΔE*a*b* _Ｔ が０〜１０の範囲であることを特徴とする。

請求項３の発明に係る透明導電性フィルムは、請求項１及び請求項２のいずれかに記載の透明導電性フィルムにいて、前記透明導電層の膜厚が１０ｎｍ以上２５ｎｍ未満であることを特徴とする。

請求項４の発明に係る透明導電性フィルムは、請求項１から請求項３のいずれかに記載の透明導電性フィルムにおいて、前記絶縁色差調整層が、積層されている複数の薄膜を具備することを特徴とする。

本発明によれば、絶縁色差調整層の表面に透明導電層を具備することにより、透明導電層をパターニングしたときの導電面と絶縁面の視認性の差を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムの基本的な層構成を表す概略断面図である。 本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムにパターニング処理を行った層構成を表す概略断面図である。 本発明の実施例と比較例の評価結果を説明するための図である。 比較例の透明導電性フィルムを示す概略断面図である。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムの基本的な層構成を表す概略断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルムにパターニング処理を行った層構成を表す概略断面図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１は、透明基材２、絶縁色差調整層３及び透明導電層４を具備している。絶縁色差調整層３は、透明基材２の一面に形成されている。透明導電層４は、絶縁色差調整層３の表面に形成されている。なお、絶縁色差調整層３及び透明導電層４は、透明基材２の両面に形成されてもよい。

図２に示すように、本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１は、透明導電層４をパターニングすることにより形成されている透明導電層４の上面の導電面５と絶縁色差調整層３の上面の絶縁面６と、を具備している。

本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム1は、絶縁色差調整層３の表面に透明導電層４を具備することにより、透明導電層４をパターニングしたときの導電面５と絶縁面６の視認性の差を抑制することができる。

透明基材２の材料としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル；ナイロン6、ナイロン66などのポリアミド；ポリイミド；ポリアリレート；ポリカーボネート；ポリアクリレート；ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、又は、これらの共重合体の無延伸あるいは延伸されたプラスチックフィルムを用いることができる。

また、透明基材２の材料としては、透明性の高い他のプラスチックフィルムを用いることもでき，ポリエチレンテレフタレートなどを用いることが好ましい。透明基材２の厚さは、可撓性を考慮し、１０〜２００μｍ程度である。

透明基材２は、一方又は両方の面にハードコート層などのプライマー層が積層されているものが好ましい。「ハードコート層は、透明性と適度な硬度と機械的強度があれば、特に限定されるものではない。ハードコート層としては、電離放射線や紫外線の照射による硬化樹脂や熱硬化性の樹脂が使用でき、特に紫外線照射硬化型のアクリルや有機珪素系の樹脂や、熱硬化型のポリシロキサン樹脂が好適である。これらの樹脂は、透明基材と屈折率が同等もしくは近似していることがより好ましい。ハードコート層の膜厚は、３μｍ以上あれば十分な強度となるが、透明性、塗工精度、取り扱いから３〜７μｍの範囲が好ましい。」

透明基材２は、易接着処理、プラズマ処理及びコロナ処理などの表面処理が施されていてもよい。

絶縁色差調整層３の材料としては、金属またはその酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物等の無機化合物、又は、これらの微粒子を分散させたポリマーを用いることができる。絶縁色差調整層３の材料としては、実用上、酸化珪素、酸化アルミニウムなどが特に好適に用いられる。

この場合に、透明導電層４の屈折率をＮ１とし、透明基材２の屈折率をＮ２とし、絶縁色差調整層の屈折率をＮ３とする場合に、Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３の条件を満たしていることが望ましい。または、Ｎ１≒Ｎ３＞Ｎ２の条件を満たしていることが望ましい。こ関係を満たすことにより、透明基材２と絶縁色差調整層３の界面からの反射光、絶縁色差調整層３と透明導電層４の界面からの反射光及び透明導電層４からの反射光は、相殺的に干渉し、反射率が低減される。

なお、絶縁色差調整層３は、前記材料が積層された複数の薄膜を具備するようにしてもよい。透明導電層４の導電性材料としては、酸化インジウム、酸化鈴、酸化亜鉛、又は、これらの混合物を用いることができる。透明導電層４の導電性材料としては、酸化インジウムと酸化鈴の混合酸化物が用いられることが特に好ましい。透明導電層４の導電性材料には、必要に応じて、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ又はＷ等の添加物を含有させることができる。

透明導電層４の膜厚は，透明性を考慮して、１０以上２５nm未満であることが望ましい。透明導電層４の膜厚が１０ｎｍ以下になると膜の均一性が得にくくなり、かつ、透明導電層４の膜厚が２５ｎｍ以上になると膜の光の吸収により透明性の低下が起こる。透明導電層４の膜厚は，１５〜２０ｎｍであることがより望ましい。

本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１において、導電面５と絶縁面６のL*a*b*表色系における反射色差ΔE*a*b*_Ｒは０〜１０であることが望ましい。反射色差ΔE*a*b*_Ｒがこの範囲を外れると、パターニングの面が見え易くなる。また、本発明の実施の形態に係る透明導電性フィルム１において、導電面５と絶縁面６とのL*a*b*表色系における透過明度の差の絶対値ΔL*_Ｔが０〜２.５であり、反射明度の差の絶対値ΔL*_Ｒが０〜２.５であり、かつ、透過色差ΔE*a*b*_Ｔが０〜１０の範囲であることが好ましい。この範囲を外れると、パターニングの面が見え易くなる。また、ΔL*_Ｒが０〜１．５であり、ΔE*a*b*_Ｒが０〜５の範囲であることがより望ましい。

絶縁色差調整層３及び透明導電層４の製造方法については、特に限定はないが、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法又はＣＶＤ法等の真空成膜法が用いられる。透明導電膜４のパターニング方法としては、エッチング法や印刷法などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
（実施例１）
図１に示すような層構成の透明導電膜性フィルム１が実施例１として製作された。実施例１の透明導電膜性フィルム１の透明基材２は、ＰＥＴフィルムで１８８μｍの厚さに形成されている。透明基材２の一面には、ハードコート層が塗布されている。絶縁色差調整層３は、透明基材２の他の面にＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜された。この場合に、絶縁色差調整層３は、酸化珪素で膜厚が３０ｎｍであるように形成された。

透明導電層４は、絶縁色差調整層３の表面に直流マグネトロンスパッタリング法により成膜された。この場合に、スパッタリングターゲットとして、１０重量％の酸化スズを含有するＩＴＯが使用された。また、透明導電層４は、膜厚が１６ｎｍであるように形成された。

（実施例２）
絶縁色差調整層３の膜厚が２０ｎｍであり、かつ、透明導電層４の膜厚が１９ｎｍであること以外は、実施例１と同様にして透明導電膜性フィルム１が製作された。

（比較例１）
図３に示すように、比較例１の透明導電性フィルム１１は、片面にハードコート層が塗布された透明基材１２の他の面に非晶質のＩＴＯ層（透明導電層）１４を具備するものである。比較例１の透明導電膜性フィルム１１の透明基材１２は、ＰＥＴフィルムで１８８μｍの厚さに形成されている。

ＩＴＯ層（透明導電層）１４は、透明基材１２の表面に直流マグネトロンスパッタリング法により成膜された。この場合に、スパッタリングターゲットとして、１０重量％の酸化スズを含有するＩＴＯが使用された。また、ＩＴＯ層（透明導電層）１４は、膜厚が１６ｎｍであるように形成された。

（比較例２）
ＩＴＯ層（透明導電層）１４の膜厚が２５ｎｍであること以外は、比較例１と同様にして透明導電膜性フィルム１１が製作された。

（比較例３）
絶縁色差調整層３として、酸化ニオブ層と酸化珪素層が順次に成膜され、前記酸化ニオブ層の膜厚が１５ｎｍであり、前記酸化珪素層の膜厚が５０ｎｍであること以外は、実施例１と同様にして透明導電膜性フィルムが製作された。

以上の実施例１、２及び比較例１、２、３について、塩酸系溶剤により透明導電層を部分的に溶解してパターンが形成された。これらの透明導電膜性フィルムの導電面と絶縁面のそれぞれについて、光学特性の測定及び目視による検査が行なわれた。その結果、実施例１、２は、目視によるパターンが見え難くいことが確認された。光学特性と併せて、その評価結果が図３に示されている。光学特性は、日立Ｕ−４０００分光光度計でＤ６５光源２度視野にて測定を行い、ＪＩＳＺ８７０１に準じて色彩計算が行なわれた。

光学特性の評価にはL*a*b*表色系が用いられた。それぞれの数値は、次に示す式により求められる。
ΔL*_T＝|透過L*(絶縁面)−透過L*(導電面)|
Δa*_T＝|透過a*(絶縁面)−透過a*(導電面)|
Δb*_T＝|透過b*(絶縁面)−透過b*(導電面)|
ΔL*_R＝|反射L*(絶縁面)−反射L*(導電面)|
Δa*_R＝|反射a*(絶縁面)−反射a*(導電面)|
Δb*_R＝|反射b*(絶縁面)−反射b*(導電面)|
ΔE*a*b*_T＝[(ΔL*_T)²+(Δa*_T)²+(Δb*_T)²]^1/2
ΔE*a*b*_R＝[(ΔL*_R)²+(Δa*_R)²+(Δb*_R)²]^1/2

図３に示す評価結果から、本発明の実施例１、２の透明導電性フィルムは、比較例１、２、３より、導電面と絶縁面とで視認性の差を抑制することができることが分かる。

１ 透明導電性フィルム
２ 透明基材
３ 絶縁色差調整層
４ 透明導電層
５ 導電面
６ 絶縁面

Claims (4)

1. 透明基材と、
   前記透明基材の少なくとも一面に形成されている絶縁色差調整層と、
   前記絶縁色差調整層の表面に形成されている透明導電層と、
   前記絶縁色差調整層の表面でパターンが形成された前記透明導電層の上面の導電面と前記絶縁色差調整層の上面の絶縁面とを有し、
   前記導電面と前記絶縁面とのL*a*b*表色系における反射色差ΔE*a*b*_Ｒが６．１〜１０の範囲であり、
   前記導電面と前記絶縁面とのL*a*b*表色系における反射明度の差の絶対値ΔL*_Ｒが０〜２．５の範囲である、
   ことを特徴とする透明導電性フィルム。
2. 前記導電面と前記絶縁面とのL*a*b*表色系における透過明度の差の絶対値ΔL*_Tが０〜２．５の範囲であり、かつ、透過色差ΔE*a*b*_Tが０〜１０の範囲であることを特徴とす
   る請求項１に記載の透明導電性フィルム。
3. 前記透明導電層の膜厚は１０ｎｍ以上２５ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
4. 前記絶縁色差調整層は、積層されている複数の薄膜を具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の透明導電性フィルム。

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