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Description
本発明は、フィルム状または板状の支持体の上に透明導電層が配設された透明導電体、およびこの透明導電体が電極として用いられているタッチパネルに関するものである。
この種の透明導電体として、特開平11−250764号公報に開示されたタッチパネルに用いられている透明電極(タッチ側透明電極)が知られている。この透明電極は、透明樹脂フィルム、および透明樹脂フィルム上に積層された透明薄膜電極層を備えて構成されている。また、この透明電極は、指やペンでタッチしたときのニュートンリング(干渉縞)の発生を防止するために、透明薄膜電極層における表面の表面粗さが所定の範囲内となるように形成されている。この場合、この透明電極では、表面粗さを表す「中心線平均粗さ」および「最大高さ」が、それぞれ0.05μm以上2μm以下、および0.6μm以上2.5μm以下の範囲内となるように規定されている。
特開平11−250764号公報(第2−3頁、第1−3図)
ところが、上記の透明電極には、以下の問題点がある。すなわち、この透明電極では、透明薄膜電極層における表面の中心線平均粗さおよび最大高さが上記の範囲となるように形成することで、ニュートンリングの発生を防止している。しかしながら、例えば、中心線平均粗さおよび最大高さの値が規定範囲内に収まっていたとしても、中心線(平均線)から突出している部分(山の部分)が高いときには、タッチパネルに組み込まれた状態においてタッチ操作が繰り返されるうちに、対向するディスプレイ側透明電極における透明薄膜電極層の表面が山の部分によって傷付けられることがある。この場合、この種のタッチパネルでは、透明薄膜電極層の表面に傷が発生したときには、透明薄膜電極層の抵抗値が変化して、タッチ位置を特定するのが困難となるおそれがあるという問題点が存在する。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ニュートンリングの発生を防止すると共に傷の発生を低減し得る透明導電体、およびこの透明導電体が電極として用いられているタッチパネルを提供することを主目的とする。
上記目的を達成すべく本発明に係る透明導電体は、フィルム状または板状の支持体と、当該支持体の上に配設されると共にその表面が粗面に形成された透明導電層とを備え、前記透明導電層の前記表面は、表面粗さを表す最大山高さの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内となるように形成されている。
また、本発明に係る透明導電体は、フィルム状または板状の支持体と、当該支持体の上に配設されると共にその表面が粗面に形成された透明導電層とを備え、前記透明導電層の前記表面は、表面粗さを表す最大谷深さの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように形成されている。
また、本発明に係る透明導電体は、フィルム状または板状の支持体と、当該支持体の上に配設されると共にその表面が粗面に形成された透明導電層とを備え、前記透明導電層の前記表面は、表面粗さを表す最大山高さの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内で、かつ表面粗さを表す最大谷深さの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように形成されている。
この場合、導電性微粒子を圧縮して前記透明導電層を構成することができる。
また、本発明に係るタッチパネルは、上記の透明導電体が電極として用いられている。
本発明に係る透明導電体によれば、表面における表面粗さを表す最大山高さの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内となるように透明導電層を形成したことにより、光を適度に散乱させることができるため、ニュートンリングの発生を確実に防止することができる。また、最大山高さの値を0.35μm以上0.43μm以下の範囲内となるようにしたことで、最大山高さの値が大きい従来の透明導電体とは異なり、各山部の高さを平均化させることができるため、上部電極および下部電極が摺動する際に、各山部に圧力が分散する結果、表面における傷の発生を確実に低減することができる。したがって、この透明導電体を組み込んだタッチパネルによれば、ニュートンリングの発生を確実に防止しつつ、耐久性を十分に向上させることができる。
また、本発明に係る透明導電体によれば、表面における表面粗さを表す最大谷深さの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように透明導電層を形成したことにより、光を適度に散乱させることができるため、ニュートンリングの発生を確実に防止することができる。また、最大谷深さの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるようにしたことで、最大谷深さの値が小さい従来の透明導電体とは異なり、谷部が多い分、山部の数を少なくすることができるため、上部電極および下部電極が摺動する際に、表面における傷の発生を確実に低減することができる。したがって、この透明導電体を組み込んだタッチパネルによれば、ニュートンリングの発生を確実に防止しつつ、耐久性を十分に向上させることができる。
また、本発明に係る透明導電体によれば、表面における表面粗さを表す最大山高さの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内で、かつ表面における表面粗さを表す最大谷深さの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように透明導電層を形成したことにより、各山部の高さを平均化させることができると共に、谷部が多い分、山部の数を少なくすることができるため、上部電極および下部電極が摺動する際に各山部に圧力を分散させることができると共に、山部が下部電極の表面に接触する頻度を少なくすることができる。この結果、表面における傷の発生を一層確実に低減することができる。したがって、この透明導電体を組み込んだタッチパネルによれば、ニュートンリングの発生を確実に防止しつつ、耐久性を一層向上させることができる。
また、本発明に係る透明導電体によれば、導電性微粒子を圧縮して透明導電層を構成したことにより、導電性微粒子相互間の接触点を増やして接触面を増加させることができるため、透明導電層の強度を強化することができると共に、透明導電層の光透過率を向上させることができる。また、透明導電層を形成する際に導電性微粒子とバインダー(樹脂)とを含む塗料を塗布する従来の製造方法とは異なり、樹脂を含ませていない塗料(分散液)を塗布して導電性微粒子を圧縮することで透明導電層を形成することができるため、導電性微粒子同士の接触がバインダーにより阻害されて導電性が低下する可能性を低くすることができる。
また、本発明に係るタッチパネルによれば、上記の透明導電体を電極として用いたことにより、ニュートンリング等の発生を確実に防止しつつ、耐久性を十分に向上させることができる。
以下、本発明に係る透明導電体およびタッチパネルの最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
最初に、透明導電フィルム1の構成について、図面を参照して説明する。
図1に示す透明導電フィルム1は、本発明に係る透明導電体の一例であって、支持体2、樹脂層3および透明導電層4を備えて構成されている。なお、本発明における透明とは、可視光を透過することを意味し、光をある程度散乱しても透明に含まれる。この場合、光の散乱度合いについては、透明導電フィルム1の用途により要求されるレベルが異なり、一般的に半透明といわれる程度の光の散乱も本発明における透明に含まれる。
支持体2は、樹脂およびガラス等の透明性を有する材料によってフィルム状または板状に構成されている。この場合、支持体2を構成する樹脂としては、一例として、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート、アクリルおよびノルボルネン等を用いることができる。樹脂層3は、支持体2の表面に形成された透明性を有する層であって、後述する形成方法に従って形成される。透明導電層4は、透明性および導電性を有する層であって、樹脂層3を介して支持体2の表面に形成(配設)されている。また、透明導電層4は、後述する形成方法に従って形成されることにより、その表面41が粗面に形成されている。この場合、透明導電層4の表面41は、表面粗さを表す最大山高さSpの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内で、かつ表面粗さを表す最大谷深さSvの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように形成されている。
次に、透明導電フィルム1の製造方法について、図面を参照して説明する。
まず、図2に示すように、ベースフィルム5、アンカー層6および透明導電層4をこの順序で積層した転写用フィルム10を作製する。ここで、転写用フィルム10は、後述する被転写用フィルム20(図3参照)に透明導電層4を転写するためのフィルムであって、透明導電層4を転写した後にベースフィルム5およびアンカー層6が透明導電層4から剥離される。ベースフィルム5は、例えば、酸化珪素(SiO2)等の無機質の微粒子を含有する樹脂によってフィルム状に構成されている。この場合、ベースフィルム5の表面には、微粒子の形状が反映した微細な凹凸が形成されている。アンカー層6は、透明導電層4をベースフィルム5に仮に固定する(定着させる)機能を有している。
この転写用フィルム10を作製する際には、まず、ベースフィルム5の上にアンカー層6形成用の塗液(例えばシリコーン樹脂を含む塗液)を塗布する。この場合、ベースフィルム5に塗液を塗布する方法としては、公知の各種の塗布方法を採用することもできる。具体的には、例えば、塗液が1000cps以上の高粘度のときには、ブレード法およびナイフ法などを採用することができる。また、塗液が500cps未満の低粘度のときには、バーコート法、キスコート法、スクイズ法および噴霧や吹き付けによる方法などを採用することができる。さらに、塗液の粘度に拘わらず、リバースロール法、ダイレクトロール法、エクストルージョンノズル法、カーテン法、グラビアロール法およびディップ法などを採用することもできる。次いで、ベースフィルム5に塗布した塗液を乾燥させる。これにより、ベースフィルム5の表面にアンカー層6が形成される。
続いて、透明導電層4形成用の分散液を作製する。具体的には、まず、サンドグラインダーミル法やボールミル法等の公知の分散方法によって導電性微粒子(分散質)を分散媒中に分散して分散液を生成する。導電性微粒子としては、透明性および導電性を有する透明導電層4を形成可能な各種の微粒子を用いることができる。一例として、アンチモンドープ酸化錫(ATO)およびフッ素ドープ酸化錫(FTO)等の酸化錫の微粒子、錫ドープ酸化インジウム(ITO)等の酸化インジウムの微粒子、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)等の酸化亜鉛の微粒子、並びに酸化カドミウムの微粒子を用いることができる。この場合、優れた導電性が得られる点でITOが好ましい。また、ATO、ITO等を硫酸バリウム等の透明性を有する微粒子の表面にコーティングしたものを導電性微粒子として用いることもできる。また、これらの微粒子の粒子径は、透明導電フィルム1の用途に応じて必要とされる散乱の度合いによって任意に規定することができ、一般的には、1.0μm以下(好ましくは0.1μm以下、より好ましくは5nm以上50nm以下)に規定することができる。
また、上記した導電性微粒子の表面を無機物で表面処理して分散質とすることもできる。この場合、表面処理用の無機物としては、一例として、珪素化合物(例えば、二酸化ケイ素SiO2(僅かな酸素欠損のあるSiO2−Xを含む))を用いることができる。ここで、導電性微粒子の表面を無機物で表面処理することにより、圧縮形成された透明導電層4の耐久性が向上するため、高温高湿環境下における電気抵抗値の経時安定性が向上する。
一方、導電性微粒子を分散する分散媒としては、公知の各種の液体を用いることができる。具体的には、ヘキサン等の飽和炭化水素類、トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノールおよびブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびジイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン(NMP)およびN,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、並びにエチレンクロライドおよびクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素等を用いることができる。この場合、これらの各分散媒の中で、極性を有する分散媒が好ましく、メタノールおよびエタノール等のアルコール類、並びにNMP等のアミド類のような親水性を有する分散媒は、分散剤を混合しなくても分散性が良好であるためより好ましい。また、これらの分散媒は、単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。また、分散媒の種類に応じて、分散剤を用いることもできる。さらに、分散媒として、水を用いることもできるが、透明導電層4の膜厚を均一にするためには、支持体2が親水性である必要がある。したがって、一般的には疎水性である樹脂フィルムを支持体2として用いる際には、親水性を有するアルコール類を水に混合するのが好ましい。ここで、導電性微粒子の分散に用いる分散媒の量は、分散後の分散液を塗布するのに適した粘度となるように、適宜調整することができる。
次いで、アンカー層6の上に分散液を塗布する。この場合、分散液の塗布方法としては、ベースフィルム5の形成に用いた方法と同様の各種の塗布方法を採用することができる。続いて、乾燥装置を用いて、分散液を塗布したベースフィルム5を分散媒の種類に応じた適切な乾燥温度で乾燥する。これにより、分散液中の分散媒が蒸発して、凝縮した導電性微粒子(分散質)によって導電性微粒子層が形成される。次いで、導電性微粒子層をシートプレス機やロールプレス機を用いて圧縮する。この場合、導電性微粒子層に加える圧縮力が44N/mm2以上であるのが好ましく、135N/mm2以上であるのがより好ましく、180N/mm2であるのが更に好ましい。
これにより、アンカー層6の上に透明導電層4が形成される。ここで、この製造方法では、導電性微粒子層を圧縮するため、導電性微粒子相互間の接触点が増えて接触面が増加して、透明導電層4の強度が強化されると共に、透明導電層4の光透過率が向上する。また、この製造方法では、従来の製造方法においてバインダーとして添加していた樹脂を添加することなく透明導電層4を形成することが可能となっている。このため、導電性微粒子同士の接触がバインダーにより阻害されて、導電性が低下する可能性が低くなる。なお、透明導電層4の導電性を低下させない範囲内で、紫外線吸収剤、界面活性剤および分散剤等の添加剤を添加してもよい。
続いて、図3に示すように、支持体2の上に樹脂層3を積層した被転写用フィルム20を作製する。具体的には、支持体2の上に樹脂を溶剤で溶解した樹脂層3形成用の塗液を塗布する。この場合、この樹脂としては、一例として、フッ素ポリマー、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリプロピレン、SBR、ポリブタジエン、ポリエチレンオキシド、ポリエステルおよびポリウレタン等の有機ポリマー並びにこれらの前駆体(モノマー、オリゴマー)などを用いることができる。また、樹脂を溶解する溶媒としては、ヘキサン等の飽和炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびジイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチルおよび酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサンおよびジエチルエーテル等のエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン(NMP)およびN,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、エチレンクロライドおよびクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素類並びに水等を用いることができる。ここで、樹脂層3は、支持体2と透明導電層4とを結びつける(接着させる)接着層としても機能する。このため、紫外線等の電子線によって樹脂を硬化させるための電子線(紫外線)硬化型樹脂を塗液に添加するのが好ましい。また、硬化させるための手法として、上記の樹脂に反応基を付加する等の公知の方法を採用することもできる。さらに、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤および着色剤等の添加剤を塗液に添加することもできる。
一方、上記した塗液の支持体2への塗布方法としては、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エクストルージョンノズル法、カーテン法、グラビアロール法、バーコート法、ディップ法、キスコート法およびスクイズ法などの公知の方法を採用することができる。また、噴霧や吹き付けによって塗液を支持体2に塗布する方法を採用することもできる。次いで、塗布した塗液を乾燥して溶媒を気化させる。これにより、支持体2の上に樹脂層3が積層(形成)される。
続いて、図4に示すように、転写用フィルム10の透明導電層4と、被転写用フィルム20の樹脂層3とが密着するようにして、被転写用フィルム20の上に転写用フィルム10を重ね合わせる。この際に、樹脂層3を構成する樹脂が、透明導電層4を構成する導電性微粒子同士の空隙に浸透する(充填される)。次いで、例えば、樹脂層3形成用の塗液に紫外線硬化型樹脂を添加したときには、転写用フィルム10におけるベースフィルム5の外側(同図では上方)から紫外線を照射して、樹脂層3と、透明導電層4の空隙に浸透した樹脂層3を構成する樹脂とを硬化させる。続いて、ベースフィルム5を剥離する。この場合、アンカー層6とベースフィルム5との密着性が、アンカー層6と透明導電層4との密着性よりも高いため、図5に示すように、アンカー層6は、ベースフィルム5と共に透明導電層4から剥離する。これにより、図1に示すように、支持体2の上に樹脂層3を介して透明導電層4が転写されると共に、透明導電層4が露出した透明導電フィルム1が製造される。ここで、透明導電層4の厚みが0.1μm未満のときには、電気抵抗が高くなって透明導電フィルム1の電気的特性が低下するおそれがある。一方、透明導電層4の厚みが5μmを超えるときには、全光線透過率が低下して透明性が損なわれるおそれがある。このため、透明導電層4の厚みとしては、0.1μm以上5μm以下の範囲内であるのが好ましい。
次に、上記した製造方法に従って以下に説明する製造手順で製造した透明導電フィルム1A〜1Cの特性、および後述する製造方法に従って製造した比較用の透明導電フィルム1Dの特性について説明する。
最初に、透明導電フィルム1Aの製造手順について説明する。まず、図2に示すように、ベースフィルム5A、アンカー層6Aおよび透明導電層4Aをこの順序で積層した転写用フィルム10Aを作製した。具体的には、ベースフィルム5Aの表面にアンカー層6A形成用の塗液を塗布した後に、70℃で24時間乾燥して硬化させて、厚みが1μmのアンカー層6Aを形成した。この場合、ベースフィルム5Aとしては、表面粗さを表す算術平均高さSaが0.4μmで厚みが26μmのPETフィルム(東レ(株)製のX42)を用いた。また、アンカー層6A形成用の塗液としては、シリコーン樹脂(松下電工(株)製フレッセラNのA液100重量部およびB液300重量部を混合してもの)を用いた。
次いで、ITO微粒子(住友金属鉱山(株)製SUFP−HX(一次粒径:20nm))100重量部に対してエタノール300重量部を加えて、ボールミル装置を用いて分散して透明導電層4A形成用の塗液を作製した。この場合、分散用のメディアとしてジルコニアビーズを用いた。続いて、透明導電層4A形成用の塗液をバーコーターを用いてアンカー層6Aの上に塗液を塗布した後に、50℃の温風を送風して乾燥して、ITOを含む厚みが1.7μmの塗膜を形成した(以下、この状態のフィルムを「圧縮前転写用フィルム」ともいう)を得た。
次いで、圧縮圧力を確認するための予備実験を行った。具体的には、表面にハードクロムめっき処理を施した直径140mmの一対の金属ロールを備えたロールプレス機を用いて、金属ロールを回転さない状態において23℃の条件下で、圧縮前転写用フィルムを挟んで圧縮した。この際に、フィルム幅方向の単位長さ当たりの圧力を660N/mmに規定した。続いて、圧力を解放して、圧縮前転写用フィルムにおける圧縮された部分の長手方向の長さを測定した。この場合、この部分の長手方向の長さが、1.9mmであった。この結果から、単位面積当たりに347N/mm2の圧力が加えられたことが判明した。次いで、圧縮前転写用フィルムを金属ロール間に挟んで上記の予備実験と同じ条件下で圧縮して、ロールを回転させて5m/分の送り速度で圧縮した。これにより、転写用フィルム10Aを得た。この場合、透明導電層4Aの厚みをアンリツ(株)製のエレクトロニックマイクロメータ(K−402B)を用いて測定したところ、その厚みは、1.0μmであった。
続いて、図3に示すように、支持体2Aおよび樹脂層3Aを積層した被転写用フィルム20Aを作製した。具体的には、アクリル樹脂(大成化工(株)製1BR−305(固形分:39.5%))100重量部、および紫外線硬化型樹脂(大日本インキ化学工業(株)製SD−318)92重量部に対して、溶媒としてのメチルエチルケトン184重量部を加えて、樹脂層3A形成用の塗液を作製した。次いで、支持体2AとしてのPETフィルム(厚み:188μm)に樹脂層3A形成用の塗液を塗布した後に溶媒を蒸発させて、厚みが8μmの樹脂層3Aを形成して被転写用フィルム20Aを得た。続いて、図4に示すように、転写用フィルム10Aの透明導電層4Aと、被転写用フィルム20Aの樹脂層3Aとが密着するようにして、被転写用フィルム20Aの上に転写用フィルム10Aを重ね合わせた。これにより、樹脂層3Aの上に透明導電層4Aを積層させると共に、樹脂層3Aを構成するアクリル樹脂と紫外線硬化型樹脂の混合物(以下、この混合物を「紫外線硬化型樹脂等」ともいう)を透明導電層4A内の空隙に浸透させた。
次いで、転写用フィルム10Aのベースフィルム5Aの外側から紫外線を照射して、樹脂層3A、および透明導電層4A内の空隙に浸透させた紫外線硬化型樹脂等を硬化させた。続いて、図5に示すように、ベースフィルム5Aおよびアンカー層6Aを透明導電層4Aから剥離した。これにより、図1に示すように、支持体2Aの上に樹脂層3Aを介して透明導電層4Aが転写されると共に、透明導電層4Aが露出した透明導電フィルム1Aを得た。
次に、透明導電フィルム1Bの製造手順について説明する。まず、図2に示すように、ベースフィルム5B、アンカー層6Bおよび透明導電層4Bをこの順序で積層した転写用フィルム10Bを、上記した転写用フィルム10Aの作製手順と同様の手順で作製した。この場合、アンカー層6Bは、上記したアンカー層6A形成用の塗液を用いて、0.5μmの厚みに形成した。また、その他については、転写用フィルム10Aの作製に用いた材料と同じ材料を用いて、透明導電層4Bの厚みが1.0μmとなるように形成した。次いで、図3に示すように、支持体2Bおよび樹脂層3Bを積層した被転写用フィルム20Bを、上記した被転写用フィルム20Aの作製手順と同様の手順で作製した。続いて、図4に示すように、被転写用フィルム20Bの上に転写用フィルム10Bを重ね合わせた後に、転写用フィルム10Bにおけるベースフィルム5Bの外側から紫外線を照射して、樹脂層3B、および透明導電層4Bの空隙に充填した紫外線硬化型樹脂等を硬化させた。次いで、図5に示すように、ベースフィルム5Bおよびアンカー層6Bを剥離して、透明導電フィルム1Bを得た。
次に、透明導電フィルム1Cの製造手順について説明する。まず、図2に示すように、ベースフィルム5C、アンカー層6Cおよび透明導電層4Cをこの順序で積層した転写用フィルム10Cを、上記した転写用フィルム10Aの作製手順と同様の手順で作製した。この場合、ベースフィルム5Cとしては、表面粗さを表す算術平均高さSaが0.35μmで厚みが26μmのPETフィルム(東レ(株)製のX43)を用いた。また、アンカー層6Cは、上記したアンカー層6A形成用の塗液を用いて、0.5μmの厚みに形成した。また、その他については、転写用フィルム10Aの作製に用いた材料と同じ材料を用いて、透明導電層4Cの厚みが1.0μmとなるように形成した。続いて、図3に示すように、支持体2Cおよび樹脂層3Cを積層した被転写用フィルム20Cを、上記した被転写用フィルム20Aの作製手順と同様の手順で作製した。次いで、図4に示すように、被転写用フィルム20Cの上に転写用フィルム10Cを重ね合わせた後に、転写用フィルム10Cにおけるベースフィルム5Cの外側から紫外線を照射して、樹脂層3C、および透明導電層4Cの空隙に充填した紫外線硬化型樹脂等を硬化させた。続いて、図5に示すように、ベースフィルム5Cおよびアンカー層6Cを剥離して、透明導電フィルム1Cを得た。
次に、比較用の透明導電フィルム1Dの製造方法について説明する。まず、厚さが188μmで幅が350mmのPETフィルの一面にエンボス加工を施して支持体2Dとした。この場合、このエンボス加工には、レーザー彫刻によって算術平均高さSaおよび最大断面高さStがそれぞれ1.9μmおよび35.8μmとなるように形成した表面にクロムメッキを施したロールを用いた。また、ロール(プレス)条件としては、プレス圧力(線圧)を35Kg/cmに、プレス温度(金属ロールの表面温度)を175℃に、プレス速度を3m/minにそれぞれ設定した。このエンボス加工を施した支持体2Dの表面粗さを測定したところ、算術平均高さSaおよび最大断面高さStがそれぞれ0.14μmおよび2.78μmであった。次いで、エンボス加工を施した支持体2Dの一面にコロナ放電処理を施した。続いて、テトラエトキシシラン1モルに対して水6モル、エチルアルコール6モルおよび塩酸0.03モルの割合となるように混合したゾル−ゲル溶液を支持体2Dの一面にロールコーティングした。次いで、支持体2Dの一面に熱風を吹きかけて溶媒を蒸発させた後にさらに加熱して、二酸化ケイ素膜を形成した。続いて、二酸化ケイ素薄膜の上に、ITOをスパッタリングして、膜厚が25nmの透明導電層4Dを形成した。これにより、支持体2Dの上に二酸化ケイ素膜を介して透明薄膜電極層4Dが形成された透明導電フィルム1Dを得た。
次いで、作製した透明導電フィルム1A〜1Dにおける各透明導電層4A〜4Dについて、表面粗さを示す算術平均高さSaおよび最大山高さSpを、米国Micromap社製の三次元非接触表面形状測定システム(Micromap)を用いて測定した。この場合、測定条件を次のとおりとした。
測定モード:Waveモード、
測定エリア:640ピクセル×480ピクセル
倍率:10倍
解析条件:Detrending補正=Plane
FILL=あり
MedianFilter:Xwindow=5,Ywindow=5
SmoohtFilter:Xwindow=5,Ywindow=5
この結果、透明導電フィルム1A〜1Dにおける各透明導電層4A〜4Dの算術平均高さSaの値は、図6に示すように、それぞれ0.10μm、0.12μm、0.16μmおよび0.11μmであった。一方、各透明導電層4A〜4Dの最大山高さSpの値は、同図に示すように、それぞれ0.35μm、0.43μm、0.41μmおよび1.66μmであった。
測定モード:Waveモード、
測定エリア:640ピクセル×480ピクセル
倍率:10倍
解析条件:Detrending補正=Plane
FILL=あり
MedianFilter:Xwindow=5,Ywindow=5
SmoohtFilter:Xwindow=5,Ywindow=5
この結果、透明導電フィルム1A〜1Dにおける各透明導電層4A〜4Dの算術平均高さSaの値は、図6に示すように、それぞれ0.10μm、0.12μm、0.16μmおよび0.11μmであった。一方、各透明導電層4A〜4Dの最大山高さSpの値は、同図に示すように、それぞれ0.35μm、0.43μm、0.41μmおよび1.66μmであった。
続いて、透明導電フィルム1A〜1Dを用いたタッチパネル30A〜30D(以下、区別しないときには「タッチパネル30」ともいう)を作製した。この場合、ガラス基板の上にITOの被膜(透明導電層)を形成すると共に、ドット状の非伝導性スペーサをその被膜の上にマトリクス状に配置した透明導電体を下部電極として用いた。また、透明導電フィルム1A〜1Dを上部電極として用いた。次いで、ペン先が直径0.8mmの球状(半球状)に形成されたポリアセタール製のタッチペンを用いて、各タッチパネル30A〜30Dにおける上部電極(透明導電フィルム1A〜1D)上の20地点を押圧(タッチ)して、そのときにニュートンリング(干渉縞)やぎらつきが生じるか否かを目視によって観察した。この結果、図6に示すように、各タッチパネル30A〜30Dについて、いずれの地点においてもニュートンリング等の発生を確認できなかった。この結果から、透明導電層4の表面41における最大山高さSpの値が0.35μm〜1.66μmの範囲内のときには、光が適度に散乱されて、ニュートンリング等の発生を確実に防止できるのが明らかである。この場合、透明導電層4の表面41における算術平均高さSaの値が0.05μm以上0.35μm以下の範囲内のときにニュートンリング等の発生を防止できることが従来から知られていたが、上記の結果から、この値が0.10μm以上0.16μm以下の範囲内のときには、ニュートンリング等の発生を確実に防止できることも、この結果から明らかである。
続いて、各タッチパネル30A〜30Dにおける各上部電極の表面を上記のタッチペンのペン先で下部電極側に押圧した状態でペン先を往復移動させることによって上部電極および下部電極を摺動させ、その前後における下部電極の抵抗値の変化率を測定した。この場合、タッチペンには250gの荷重を加え、ペン先の往復移動回数は15万回とした。その結果、図6に示すように、透明導電フィルム1A〜1Cを用いたタッチパネル30A〜30Cでは、下部電極における抵抗値の変化率がそれぞれ1.5%、2.3%および2.5%であるのに対して、透明導電フィルム1Dを用いたタッチパネル30Dでは、抵抗値の変化率が12%もあった。これらの測定結果から、透明導電フィルム1Dのように、透明導電層4の表面41における算術平均高さSaの値が小さいとき(この場合0.11μm)であっても、最大山高さSpの値が大きいとき(この場合1.66μm)には、上部電極および下部電極の摺動の際にその山部(凸部)に圧力が集中して透明導電層4の表面41が傷つけられて抵抗値の変化が大きくなるのに対して、最大山高さSpの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内のときには、各山部の高さが平均化して上部電極および下部電極が摺動する際に各山部に圧力が分散するため、表面41における傷の発生が低減されて、抵抗値の変化が小さく抑えられるのが明らかである。
次いで、透明導電フィルム1A〜1Dにおける各透明導電層4A〜4Dについて、表面粗さを示す最大谷深さSvおよび最大断面高さStを、上記の三次元非接触表面形状測定システムを用いて上記と同じ条件で測定した。この結果、各透明導電層4A〜4Dにおける最大谷深さSvの値は、図6に示すように、絶対値がそれぞれ2.37μm、2.06μm、1.03μmおよび0.22μmであった。一方、各透明導電層4A〜4Dにおける最大断面高さStの値は、同図に示すように、それぞれ2.72μm、2.49μm、1.44μmおよび1.88μmであった。続いて、図7〜図10に示すように、上記の三次元非接触表面形状測定システムを用いて透明導電フィルム1A〜1Dにおける各透明導電層4A〜4Dの表面形状図を描画した。これらの表面形状図から、透明導電フィルム1A〜1Cのように最大谷深さSvの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内のときには、谷部が多い分、平均面から突出する山部の数が少ないのが明らかである。一方、透明導電フィルム1Dのように最大谷深さSvの値が小さいとき(この場合0.22μm)には、最大断面高さStの値が比較的小さいとき(この場合1.88μm)であっても、平均面から突出する山部の数が多いのが明らかである。したがって、これらの表面形状図および上記の測定結果から、最大谷深さSvの値が小さいときには上部電極および下部電極の摺動の際に数多くの山部によって透明導電層4の表面41が傷つけられて抵抗値の変化が大きくなるのに対して、最大谷深さSvの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内のときには、山部が少ないため、上部電極および下部電極が摺動する際に、表面41における傷の発生が抑えられて、抵抗値の変化が小さく抑えられるのが明らかである。
この場合、透明導電層4の表面41における最大山高さSpの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内で、かつ最大谷深さSvの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内のときには、各山部の高さが平均化すると共に、谷部が多い分、平均面から突出する山部が少ないため、上部電極および下部電極が摺動する際に各山部に圧力が分散すると共に、山部が下部電極の表面に接触する頻度が少なくなる。このため、最大山高さSpの値、および最大谷深さSvの値がそれぞれ上記の範囲内のときには、表面41における傷の発生が一層確実に抑えられるのが明らかである。
このように、この透明導電フィルム1によれば、表面41における表面粗さを表す最大山高さSpの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内となるように透明導電層4を形成したことにより、光を適度に散乱させることができるため、ニュートンリング等の発生を確実に防止することができる。また、最大山高さSpの値を0.35μm以上0.43μm以下の範囲内となるようにしたことで、最大山高さSpの値が大きい透明導電フィルム(上記した透明導電フィルム1D)とは異なり、各山部の高さを平均化させることができるため、上部電極および下部電極が摺動する際に、各山部に圧力が分散する結果、表面41における傷の発生を確実に低減することができる。したがって、この透明導電フィルム1を組み込んだタッチパネルによれば、ニュートンリング等の発生を確実に防止しつつ、耐久性を十分に向上させることができる。
また、この透明導電フィルム1によれば、表面41における表面粗さを表す最大谷深さSvの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように透明導電層4を形成したことにより、光を適度に散乱させることができるため、ニュートンリング等の発生を確実に防止することができる。また、最大谷深さSvの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるようにしたことで、最大谷深さSvの値が小さい透明導電フィルム(上記した透明導電フィルム1D)とは異なり、谷部が多い分、山部の数を少なくすることができるため、上部電極および下部電極が摺動する際に、表面41における傷の発生を確実に低減することができる。したがって、この透明導電フィルム1を組み込んだタッチパネルによれば、ニュートンリング等の発生を確実に防止しつつ、耐久性を十分に向上させることができる。
また、この透明導電フィルム1によれば、表面41における表面粗さを表す最大山高さSpの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内で、かつ表面41における表面粗さを表す最大谷深さSvの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように透明導電層4を形成したことにより、各山部の高さを平均化させることができると共に、谷部が多い分、山部の数を少なくすることができるため、上部電極および下部電極が摺動する際に各山部に圧力を分散させることができると共に、山部が下部電極の表面に接触する頻度を少なくすることができる。この結果、表面41における傷の発生を一層確実に低減することができる。したがって、この透明導電フィルム1を組み込んだタッチパネルによれば、ニュートンリング等の発生を確実に防止しつつ、耐久性を一層向上させることができる。
また、この透明導電フィルム1によれば、導電性微粒子を圧縮して透明導電層4を構成したことにより、導電性微粒子相互間の接触点を増やして接触面を増加させることができるため、透明導電層4の強度を強化することができると共に、透明導電層4の光透過率を向上させることができる。また、導電性微粒子を圧縮することで、従来の製造方法とは異なり、バインダーとしての樹脂を添加することなく透明導電層4を形成することができるため、導電性微粒子同士の接触がバインダーにより阻害されて導電性が低下する可能性を低くすることができる。
なお、本発明は上記の構成に限定されない。例えば、本発明に係る透明導電体としての透明導電フィルム1をタッチパネル30の上部電極として用いた例について上記したが、タッチパネル30の下部電極に本発明を適用することができるのは勿論である。また、支持体2の上に樹脂層3を介して透明導電層4を配設(形成)した例について上記したが、支持体2上に透明導電層4を直接配設(形成)した透明導電フィルムにも本発明を適用することができる。また、導電性微粒子層を圧縮することによって透明導電層4を形成する例について上記したが、導電性微粒子の種類や大きさ等に応じて圧縮の工程を適宜省略することもできる。
1 透明導電フィルム
2,2A〜2C 支持体
4,4A〜4C 透明導電層
41 表面
Sp 最大山高さ
Sv 最大谷深さ
2,2A〜2C 支持体
4,4A〜4C 透明導電層
41 表面
Sp 最大山高さ
Sv 最大谷深さ
Claims (5)
- フィルム状または板状の支持体と、当該支持体の上に配設されると共にその表面が粗面に形成された透明導電層とを備え、
前記透明導電層の前記表面は、表面粗さを表す最大山高さの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内となるように形成されている透明導電体。 - フィルム状または板状の支持体と、当該支持体の上に配設されると共にその表面が粗面に形成された透明導電層とを備え、
前記透明導電層の前記表面は、表面粗さを表す最大谷深さの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように形成されている透明導電体。 - フィルム状または板状の支持体と、当該支持体の上に配設されると共にその表面が粗面に形成された透明導電層とを備え、
前記透明導電層の前記表面は、表面粗さを表す最大山高さの値が0.35μm以上0.43μm以下の範囲内で、かつ表面粗さを表す最大谷深さの値が1.03μm以上2.37μm以下の範囲内となるように形成されている透明導電体。 - 前記透明導電層は、導電性微粒子を圧縮して構成されている請求項1から3のいずれかに記載の透明導電体。
- 請求項1から4のいずれかに記載の透明導電体が電極として用いられているタッチパネル。
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