JP4488783B2 - 透明導電性フィルム - Google Patents

Description

本発明は、吸水などにより寸法が変化することを防いだ透明導電性フィルムに関する。

近年、様々な表示装置に液晶表示素子を用いることが激増している。例えば携帯電話などの携帯情報端末、パーソナルコンピューターの表示装置、等である。そして銀行に設置してある現金自動支払機（ＡＴＭ）のタッチパネル等のように、上述の表示装置の表示部分に透明なタッチパネルを載せて情報入力を可能としたものも現在では多種多様に用いられている。

従来このような液晶表示素子による液晶表示装置の透明電極や、タッチパネルの透明電極の基板としてガラス基板が用いられてきたが、最近では軽量化や割れにくいという観点からプラスチックフィルム基材を基板として用いることが増えている。なかでもポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴフィルムとする。）やセルロース系フィルム等が使用されている。

しかし通常のプラスチックフィルムは湿度によっては吸湿変化を起こしてしまい、吸水による寸法変化が生じることがあった。そのため、透明電極などのように細かな寸法変化も嫌うような部材に用いる場合は予め生じるであろう寸法変化を設計当初から計算しておく必要があり、問題であった。また予想された寸法変化と実際の寸法変化が乖離してしまうこともあり、やはり問題であった。その為、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ではいかに吸水による寸法変化を防止するかが重要な課題となっている。

そこで、例えば特許文献１においては基材フィルムを特定の条件を満たす脂環式ポリカーボネート樹脂からなるフィルムを用いることで、予めフィルム自体に吸水による寸法変化を防止する機能を持った透明導電性フィルムを得ることが開示されている。

特開平５−３４２９１５号公報

しかし、この特許文献１に記載の発明であれば、低透湿性を得るため、特定の繰り返し単位を満足させる脂環式ポリカーボネート系樹脂からなるフィルムをわざわざ用意しなければならず、即ち必ずしも容易に、かつ簡潔に透明導電性フィルムを得ることが出来るとは言えないものであった。

また、製造する容易さという観点から見れば、実際には、広く普及しており取り扱いやすいＰＥＴフィルムを基材フィルムとして用いることが数多く行なわれており、小さな大きさの画面などに用いる場合であれば吸水による寸法変化もさほど問題にはならないものの、昨今普及している大画面に対応使用とした場合、ＰＥＴフィルムの吸水による寸法変化は無視できないものになってしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、ＰＥＴフィルムを用いても、吸水による寸法変化を防止できるようにした透明導電性フィルムを提供することである。

上記課題を解決するため、本願発明の請求項１に記載の発明は、第１プラスチックフィルム基材の片面に透明導電層を積層してなり、前記透明導電層を積層したのとは反対側の前記第１プラスチックフィルム基材表面に、粘着層と、第３バリア層と、第２プラスチックフィルム基材と、第１バリア層と、ハードコート層と、をこの順に積層してなり、前記第１プラスチックフィルム基材及び前記第２プラスチックフィルム基材が、ポリエチレンテレフタレートフィルムであり、前記第１バリア層及び前記第３バリア層が、珪素酸化物、珪素酸化窒化物、アルミニウム酸化物又はアルミニウム酸窒化物、のいずれか又は複数により形成されてなること、を特徴とする。

本願発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第１プラスチックフィルム基材と前記透明導電層との間に、第２バリア層を設けてなり、前記第２バリア層が、珪素酸化物、珪素酸化窒化物、アルミニウム酸化物又はアルミニウム酸窒化物、のいずれか又は複数により形成されてなること、を特徴とする。

本願発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第１バリア層、又は前記第２バリア層、又は前記第３バリア層、のいずれか又は複数に対して、マグネシウム、フッ素、鉄、又は亜鉛のいずれか若しくは複数が添加されてなること、を特徴とする。

本願発明の請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記ハードコート層は、放射線硬化性樹脂により形成されてなること、を特徴とする。

以上のように、本願発明に係る透明導電性フィルムによれば、基材となるＰＥＴフィルムなどのプラスチックフィルムが吸水し、その結果寸法変化を起こすことを防止することができる。つまり基材のフィルムが寸法変化しないので、全体としても湿度に左右されずに寸法の安定した、優れた透明導電性フィルムを得る。また、粘着層を設けることにより、これがクッションとして作用するため、摺動耐久性向上にも寄与することが出来る。

以下、本願発明の実施の形態について説明する。尚、ここで示す実施の形態はあくまでも一例であって、必ずもこの実施の形態に限定されるものではない。
（実施の形態１）
本願発明に係る透明導電性フィルムについて、第１の実施の形態として説明する。
この透明導電性フィルムは、第１プラスチックフィルム基材の片面に透明導電層を積層してなり、前記透明導電層を積層したのとは反対側の前記第１プラスチックフィルム基材表面に、第１バリア層と、ハードコート層と、をこの順に積層してなる構成を有する。
そこで、以下、これら各部分につき順次説明する。

基材となる第１プラスチックフィルムは透明なものであればよく、普及の度合い、利用のしやすさ、コスト的な観点から、ＰＥＴフィルムを用いることが好適であり、本実施の形態ではＰＥＴフィルムを用いることとする。またこれ以外の透明なものであって、公知なプラスチックフィルムであれば利用しても構わない。
またプラスチックフィルムの厚みについても適宜好適なものを選択すればよいが、本実施の形態である透明導電性フィルムを製造することを考慮すれば、１００μｍ〜５００μｍ、より好適には１００μｍ〜２５０μｍという厚みのものを利用することが好ましい。１００μｍ未満であると薄いために耐久性に欠けてしまい、５００μｍを超えると可撓性が得られないからである。尚、本実施の形態では１２５μｍの厚みのものを用いるものとする。

このような第１プラスチックフィルムの片面に透明導電層を積層してなるが、この透明導電層は公知の樹脂による積層であってよい。例えばスズ−インジウム酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛などの金属酸化物にドーピングを行なって導電性を高めたものが用いられる。積層の方法についても公知な手法であってよく、例えばスパッタリング法、化学的蒸着方法（ＣＶＤ）、等が利用できる。
透明導電層の膜厚についても一般的な透明導電フィルムにおける膜厚程度であってよく、１０ｎｍ〜４０ｎｍであれば好ましい。さらにまたタッチパネルの構造上、透明導電層の抵抗値が２００Ω／□〜１０００Ω／□であることが好ましい。

次に第１バリア層につき説明する。
この第１バリア層は、前述の第１プラスチックフィルム基材において、前述の透明導電層を積層してなる表面とは反対側の表面に積層されている。またこの第１バリア層は、第１プラスチックフィルム基材が吸湿することにより寸法変化を生じることを防止するために設けられているものであるので、この目的を達成することが可能なバリア層、例えば珪素酸化物、珪素酸化窒化物、アルミニウム酸化物又はアルミニウム酸窒化物、のいずれか又は複数により形成されてなること、が好適である。
さらにこのバリア層に、マグネシウム、フッ素、鉄、又は亜鉛のいずれか若しくは複数を添加することも考えられる。これらを添加することにより、より一層寸法変化を抑えることが可能となるからである。

また積層方法については従来公知の手法であって良く、例えばスパッタリング法や真空蒸着法、等により積層されることが考えられる。そしてその膜厚についても、１０ｎｍ〜１００ｎｍであれば好適である。１０ｎｍ以下であれば吸湿防止という目的を達成できず、また１００ｎｍ以上であれば屈曲性が劣化することにより膜にクラックが生じやすくなり、そのためバリア性が低下してしまうので好ましくない。

次にハードコート層につき説明する。
このハードコート層は通常公知のものであってよく、即ち透明導電性フィルム等において通常積層されるものと同様であって構わない。本実施の形態においては、放射線硬化性樹脂を材料として、これを積層することによりハードコート層としているが、これに限定されるものではない。またその膜厚は１μｍ〜２０μｍであることが好ましいが、これは１μｍ以下であると耐擦傷性に劣り、２０μｍ以上であると屈曲性に劣るからである。

以上説明したように、本実施の形態に係る透明導電性フィルムは、ハードコート層／第１バリア層／ＰＥＴフィルム（第１プラスチックフィルム基材）／透明導電層、という構成を有している。このように構成していることでＰＥＴフィルムが吸湿により寸法変化することを第１バリア層が防止するので、例えば本実施の形態に係る透明導電性フィルムをタッチパネルに用いても、湿度によりＰＥＴフィルムが寸法変化を起こすことがなくなるので、安定した性質を持続できるタッチパネルとすることが出来る。

以上説明した本実施の形態に係る透明導電性フィルムにおいて、さらにＰＥＴフィルムが吸湿により寸法変化することを防止するために、第１プラスチックフィルム基材と透明導電層との間に、第２バリア層を設けることが考えられる。
この場合の第２バリア層は、前述の第１バリア層と同様の樹脂により、また同様の手法により積層されていても構わないし、第１バリア層と異なった樹脂を用いても、また異なった手法により積層されていても構わない。さらにこの第１バリア層と同様に、マグネシウム、フッ素、鉄、又は亜鉛のいずれか若しくは複数を添加することも考えられる。

また本実施の形態にて説明した透明導電性フィルムにおける各層の積層は、第１プラスチックフィルム基材にまず透明導電層（もしくはその前に第２バリア層）を積層し、次いでその反対側に第１バリア層、ハードコート層の順に積層しても構わないし、その逆に、まず第１プラスチックフィルム基材の表面に第１バリア層、ハードコート層を積層し、次いで透明導電性層（又はその前に第２バリア層）を積層する、という順で行なっても構わない。また各層の積層方法については前述した以外の手法以外であっても構わない。

（実施の形態２）
次に実施の形態１にて説明した透明導電性フィルムとは異なる構成を有する透明導電性フィルムにつき、第２の実施の形態として説明する。尚、第１の実施の形態と同様の物についてはその説明を省略する。
本実施の形態に係る透明導電性フィルムは、第１プラスチックフィルム基材の片面に透明導電層を積層してなり、前記透明導電層を積層したのとは反対側の前記第１プラスチックフィルム基材表面に、粘着層と、第３バリア層と、第２プラスチックフィルム基材と、第１バリア層と、ハードコート層と、をこの順に積層してなる構成を有する。

以下、各部材につき説明する。
本実施の形態においても先の実施の形態と同様、第１プラスチックフィルム基材はＰＥＴフィルムであることが好ましいが、これ以外のものであっても構わない。
そしてこの第１プラスチックフィルム基材の片面に透明導電層を積層するのであるが、これもやはり第１の実施の形態と同様であって構わない。
このような部材により、第１プラスチックフィルム基材／（第２バリア層／）透明導電層という構成を有するフィルムを用意する。

次に第２プラスチックフィルム基材につき説明する。
この第２プラスチックフィルム基材も第１プラスチックフィルム基材と同様に透明であればよく、例えばＰＥＴフィルムを用いることが好ましい。
第２プラスチックフィルム基材の厚みは１２μｍ〜１００μｍであることが好ましい。１２μｍ以下であるとハードコート層の耐擦傷性を低下させてしまい、１００μｍ以上であると第２プラスチックフィルム基材の寸法変化による第１プラスチックフィルム基材に与える影響が大きくなってしまい、ひいては全体がカールしてしまうからである。

この第２プラスチックフィルム基材の表面に第１バリア層とハードコート層をこの順に積層するのであるが、これも第１の実施の形態と同様であってよい。

そして第１バリア層を積層したのとは反対側に第３バリア層を積層する。
この第３バリア層も、第１及び第２バリア層と同様であっても構わないし、相違する樹脂により構成されてあっても構わない。第３バリア層も第１及び第２バリア層同様に第１プラスチックフィルム基材の吸湿を防止するためのものでる。さらにこの第１バリア層と同様に、マグネシウム、フッ素、鉄、又は亜鉛のいずれか若しくは複数を添加することも考えられる。尚、第３バリア層についてはこれを省略することも可能である。

このようにしてハードコート層／バリア層／第２プラスチックフィルム基材（ＰＥＴフィルム）／第３バリア層、という構成を有するフィルムを得ると、次にこれと先に述べた第１プラスチックフィルム基材／（第２バリア層／）透明導電層という構成を有するフィルムとを粘着層により貼り合わせる。
粘着層は、粘着性を有する公知の樹脂を用いれば良く、例えばアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、等であればよい。
粘着層により２種類のフィルムをはりあわせることで、粘着層がクッションとして作用し、その結果ペン入力時の透明導電層への衝撃を緩和することとなるのである。

このようにして得られる本実施の形態に係る透明導電性フィルムであれば、バリア層をＰＥＴフィルムなどのプラスチックフィルム基材の表面に設けただけ、という単純な構成であってもプラスチックフィルム基材が吸湿により寸法変化を起こすことを防ぐことが出来るようになる。また粘着層を設けた場合には上述の通りこれがクッションとして作用するため、摺動耐久性向上にも寄与することが出来るのである。

Claims (4)

1. 第１プラスチックフィルム基材の片面に透明導電層を積層してなり、前記透明導電層を積層したのとは反対側の前記第１プラスチックフィルム基材表面に、粘着層と、第３バリア層と、第２プラスチックフィルム基材と、第１バリア層と、ハードコート層と、をこの順に積層してなり、前記第１プラスチックフィルム基材及び前記第２プラスチックフィルム基材が、ポリエチレンテレフタレートフィルムであり、前記第１バリア層及び前記第３バリア層が、珪素酸化物、珪素酸化窒化物、アルミニウム酸化物又はアルミニウム酸窒化物、のいずれか又は複数により形成されてなること、を特徴とする、透明導電性フィルム。
2. 請求項１に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第１プラスチックフィルム基材と前記透明導電層との間に、第２バリア層を設けてなり、前記第２バリア層が、珪素酸化物、珪素酸化窒化物、アルミニウム酸化物又はアルミニウム酸窒化物、のいずれか又は複数により形成されてなること、を特徴とする、透明導電性フィルム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記第１バリア層、又は前記第２バリア層、又は前記第３バリア層、のいずれか又は複数に対して、マグネシウム、フッ素、鉄、又は亜鉛のいずれか若しくは複数が添加されてなること、を特徴とする、透明導電性フィルム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の透明導電性フィルムにおいて、前記ハードコート層は、放射線硬化性樹脂により形成されてなること、を特徴とする、透明導電性フィルム。