JP4831778B2

JP4831778B2 - タッチパネル

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Publication number: JP4831778B2
Application number: JP2008054915A
Authority: JP
Inventors: 英男菅原; 久実男高木; 知功野口; 豪彦安藤
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2023-01-07
Also published as: JP2008192620A

Description

本発明は透明導電性フィルムおよび透明導電性積層体に関する。さらには本発明は透明導電性積層体または透明導電性フィルムを用いたタッチパネルに関する。透明導電性積層体、透明導電性フィルムは、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイなどの新しいディスプレイ方式やタッチパネルなどにおける透明電極に用いられる。

従来、透明導電性薄膜としては、ガラス上に酸化インジウム薄膜を形成した、いわゆる導電性ガラスがよく知られているが、導電性ガラスは基材がガラスであるために可撓性、加工性に劣り、用途によっては好ましくない場合がある。そのため、近年では可撓性、加工性に加えて、耐衝撃性に優れ、軽量であるなどの利点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムをはじめとする各種のプラスチックフィルム、特に強度に優れることから延伸処理した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が賞用されている。

前記透明導電性フィルムは、カーナビゲーション用タッチパネルや携帯用ＰＤＡなどにおいても多く使用されている。こうしたタッチパネルは屋外で使用されることが多く、その表示表面が反射して視認性が低下する。そのため、視認者は、タッチパネル表面の反射を抑えることができる偏光サングラスをかける場合が多い。しかし、偏光サングラスを通して視認したタッチパネル表面画面は色むらが生じるという問題があった。

本発明は、偏光サングラスを通じて視認した場合にも、色むらが生じにくいタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下に示す透明導電性フィルム、透明導電性積層体およびタッチパネルにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、導電性薄膜を有する一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するように、スペーサを介して対向配置してなるタッチパネルにおいて、少なくとも一方のパネル板が、透明基材フィルムと少なくとも導電性薄膜を有する透明導電性フィルムからなり、透明基材フィルムが延伸フィルムであり、延伸フィルムの延伸軸が、視認側に対して平行になるように設置されていることを特徴とするタッチパネル、に関する。

また本発明は、導電性薄膜を有する一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するように、スペーサを介して対向配置してなるタッチパネルにおいて、少なくとも一方のパネル板が、透明基材フィルムの一方の側に少なくとも導電性薄膜が形成されており、透明基材フィルムの他方の側には粘着剤層を介して少なくとも１枚の透明基材フィルムが貼り合わされている透明導電性積層体からなり、上記透明基材フィルムがいずれも延伸フィルムであり、その延伸軸が重なるように貼り合わされており、延伸フィルムの延伸軸が、視認側に対して平行になるように設置されていることを特徴とするタッチパネル、に関する。

タッチパネルのパネル板に用いる透明導電性フィルムまたは透明導電性積層体の透明基材フィルム（延伸フィルム）の延伸軸を、視認側に対して平行になるように設置する（たとえば、タッチパネルの表示面が横長型の場合には延伸フィルム延伸軸も横長の方向にする）ことにより、延伸フィルムの位相差値の大小に拘わらず、偏光サングラスを通して表示画面を視認した場合にも、色むらが生じない良好な表示品位のタッチパネルが得られる。

以下、本発明を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の透明導電性フィルムの一例を示したものであり、透明基材フィルム１の一方の面に導電性薄膜２が形成されている。図２は、図１の透明導電性フィルムの透明基材フィルム１の導電性薄膜２とは反対側にハードコート層３を有する場合の例である。

図３は、図１の透明導電性フィルムの透明基材フィルム１に粘着剤層４を介して透明基材フィルム１が貼り合わされている透明導電性積層体の一例を示したものである。図３では透明基材フィルム１が粘着剤層４を介して２枚積層されているが、透明基材フィルム１の積層は３枚以上であってもよい。透明基材フィルム１（延伸フィルム）は、その延伸軸が重なるように貼り合わされている。図４は、図３の透明導電性積層体の最外側の透明基材フィルム１にハードコート層３を有する場合の例である。

本発明の透明導電性フィルムに使用する透明基材フィルム１としては、位相差値が４０００ｎｍ以上の延伸フィルムを特に制限なく使用できる。また本発明の透明導電性積層体に使用する透明基材フィルム１としては、積層した位相差値の合計が４０００ｎｍ以上となるように延伸フィルムを選択して用いる。

前記延伸フィルムとしては、透明性を有する各種のプラスチックフィルムを一軸または二軸延伸したフィルムが好適に用いられる。たとえば、その材料として、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等があげられる。透明基材フィルム１の光の屈折率は、通常１．４〜１．７程度となるものが好ましく用いられる。

本発明において透明基材フィルムの光透過率は８６％以上であることが好ましい。より好ましくは８８％以上、更に好ましくは９０％以上である。本発明において透明基材フィルムの光透過率が８６％より小さい場合は、上記透明導電性フイルムまたは透明導電性積層体を用いてタッチパネルを形成した場合、表示が暗くなり、光学特性に問題が生じる。

透明基材フィルム１の厚みは、通常、７５〜４００μｍ程度であることが好ましい。より好ましくは１００〜２００μｍである。透明基材フィルム１の厚みが７５μｍより小さい場合は、耐久性の問題や加工性にも問題がある。透明基材フィルム１の厚みが４００μｍより大きい場合はタッチパネル部位が大きくなるのに加えてタッチパネル入力特性として、重加重が必要となり好ましくない。

前記透明基材フィルム１の片側には導電性薄膜２を有する。導電性薄膜２の形成にあたり、前記透明基材フィルム１は、表面に予めスパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化などのエッチング処理や下塗り処理を施して、導電性薄膜２の上記基材フィルム１に対する密着性を向上させるようにしてもよい。また、導電性薄膜２を設ける前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄などにより除塵、清浄化してもよい。

導電性薄膜２の形成に用いる薄膜材料は特に制限されず、たとえば、酸化スズを含有する酸化インジウム、アンチモンを含有する酸化スズなどが好ましく用いられる。導電性薄膜２の形成方法としては、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、塗工法などがあげられる。上記の材料の種類および必要とする膜厚に応じて適宜に方法を採用することができる。

導電性薄膜２の厚さは特に制限されないが、その表面抵抗を１０³ Ω／□以下の良好な導電性を有する連続被膜とするには、厚さ１０ｎｍ以上とするのが好ましい。また、あまり厚くしすぎると透明性が低下する傾向があるため、厚さ１０〜３００ｎｍ程度とするのが好適である。

透明基材フィルム１と導電性薄膜２の間には、誘電体薄膜を１層または２層以上設けることができる。誘電体薄膜は、主に透明性および導電性薄膜２の耐擦傷性を向上させるとともに、耐屈曲性を向上させることができる。誘電体薄膜の形成は導電性薄膜２の場合と同様の技術を採用できる。

誘電体薄膜の材料としては、たとえば、ＮａＦ（１．３）、Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ （１．３５）、ＬｉＦ（１．３６）、ＭｇＦ₂ （１．３８）、ＣａＦ₂ （１．４）、ＢａＦ₂ （１．３）、ＳｉＯ₂ （１．４６）、ＬａＦ₃ （１．５５）、ＣｅＦ₃ （１．６３）、Ａｌ₂ Ｏ₃ （１．６３）、ＣｅＯ₂ （２．３）、Ｎｄ₂ Ｏ₃ （２．１５）、Ｓｂ₂ Ｏ₃ （２．１）、ＴｉＯ₂ （２．３５）、Ｔａ₂ Ｏ₅ （２．１）、ＺｒＯ₂ （２．０５）、ＺｎＯ（２．１）、ＺｎＳ（２．３）などの無機物〔上記各材料の（）内の数値は光の屈折率である〕や、光の屈折率が１．４〜１．６程度のアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系ポリマー、アルキド樹脂、メラミン樹脂などの有機物があげられる。

誘電体薄膜の総厚は、特に制限されるものではないが、連続被膜とするためには１０ｎｍ以上とするのが好ましい。また屈曲性を考慮すると、より好ましくは１０〜３０００ｎｍである。より好ましくは１０〜３００ｎｍ、特に好ましくは２０〜１２０ｎｍである。

透明基材フィルム１を２枚以上貼り合せる際に用いる粘着剤層４には、透明性を有するものを特に制限なく使用できる。たとえば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが用いられる。透明基材フィルム１の貼り合わせは、いずれか一方または両方の透明基材フィルム１に粘着剤層４を設けておき、これを他方の透明基材フィルム１に貼り合わせることにより行うことができる。粘着剤層４は、その弾性係数を１〜１００Ｎ／ｃｍ² の範囲とするのが好ましい。粘着剤層４の厚さは１μｍ以上、通常１〜１００μｍ、好ましくは５〜１００μｍの範囲に設定するのが望ましい。

透明導電性フィルムまたは透明導電性積層体は、透明基材フィルム１の導電性薄膜２とは反対側にハードコート層３が形成されていることが好ましい。ハードコート層３を形成することにより、耐薬品性、耐擦傷性を向上させることができる。

ハードコート層を形成する材料としては、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、アルキド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコールやエチレン・ビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂があげられる。また、ポリアリレート系樹脂、スルホン系樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ビニルピロリドン系樹脂、セルロース系樹脂、アクリロニトリル系樹脂などもハードコート層の形成に用いることができる。これらの樹脂材料の中でもウレタン系樹脂が好ましく、ウレタンアクリレートが特に好ましく用いられる。なお樹脂層の形成には、適宜な樹脂の２種以上のブレンド物なども用いることができる。

本発明の透明導電性フィルムまたは透明導電性積層体は、透明基材フィルム１と導電性薄膜２の間、透明基材フィルム１とハードコート層３の間、さらには最表面（透明基材フィルム１またはハードコート層３の表面）に機能層を設けることができる。機能層としては、反射防止層、アンチグレア層、アンカーコート層、ニュートンリング対策層等を例示できる。

反射防止層としては、ＳｉＯ₂ ，ＴｉＯ₂ ，ＮａＦ，Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ ，ＬＩＦ，ＭｇＦ₂ ，ＣａＦ₂ ，ＢａＦ₂ ，ＳｉＯ，ＳｉＯ_X ，ＬａＦ₃ ，ＣｅＦ₃ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＣｅＯ₂ ，Ｎｄ₂ Ｏ₃ ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，ＺｒＯ₂ ，ＺｎＯ，ＺｎＳ等よりなる無機酸化物が好ましい。また、無機酸化物と、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シロキサン系ポリマーなどの有機物との混合も反射防止層形成材料として好ましく用いられる。

アンチグレア層としては、上記ハードコート層形成樹脂に、無機物粒子または有機物粒子を分散させてなる硬化皮膜により形成するのが好ましい。さらには、アンチグレア層は、ハードコート層表面を、ブラスト処理や型転写等により機械的に表面形状を変化させることにより形成することができる。

アンカーコート層としては、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、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂などの硬化型樹脂からなる硬化皮膜が好ましく用いられる。これらは単独または混合系によるハイブリット系として用いられる。また、ＳｉＯ₂ ，ＴｉＯ₂ ，ＮａＦ，Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ ，ＬｉＦ，ＭｇＦ₂ ，ＣａＦ₂ ，ＢａＦ₂ ，ＳｉＯ，ＳｉＯ_X ，ＬａＦ₃ ，ＣｅＦ₃ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＣｅＯ₂ ，Ｎｄ₂ Ｏ₃ ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，ＺｒＯ₂ ，ＺｎＯ，ＺｎＳ等よりなる無機酸化物、または無機酸化物とアクリル系樹脂、ウレタン樹脂、シロキサン系ポリマーなどの有機物との混合体などが好ましい。

ニュートンリング対策層は、前記ハードコート層を形成する材料に、無機または有機フィラーを分散させることにより形成することができる。

図５は、前記透明導電性フィルム（図２）を用いたタッチパネルの例を示したものである。すなわち、導電性薄膜Ｐ1d，Ｐ2dを有する一対のパネル板Ｐ１，Ｐ２を、互いに直交する縞状に形成した導電性薄膜Ｐ1d，Ｐ2d同士が対向するように、スペーサＳを介して対向配置してなるタッチパネルにおいて、一方のパネル板Ｐ１として、上記図２に示す透明導電性フィルムを用いたものである。

このタッチパネルは、パネル板Ｐ１側より、入力ペンＭにてスペーサＳの弾性力に抗して押圧打点したとき、導電性薄膜Ｐ1d，Ｐ2d同士が接触して、電気回路のＯＮ状態となり、上記押圧を解除すると、元のＯＦＦ状態に戻る、透明スイッチ構体として機能する。

なお、図５において、パネル板Ｐ１は、たとえば、図１の透明導電性フィルムや図３、４の透明導電性積層体であってもよい。また、パネル板Ｐ２は、プラスチックフィルムやガラス板などからなる透明基体５に導電性薄膜Ｐ2dを設けたものであるが、上記のパネル板Ｐ１と同様の透明導電性フィルムまたは透明導電性積層体を用いてもよい。

上記タッチパネルにおいて、パネル板Ｐ１として上記本発明の透明導電性フィルム（透明基材フィルムとして位相差値が４０００ｎｍ以上の延伸フィルムを用いたもの）または透明導電性積層体（貼り合せた透明基材フィルムの位相差値の合計が４０００ｎｍ以上のもの）を用いた場合には、タッチパネルにおける透明基材フィルム（延伸フィルム）の配置角度は特に制限されず、その延伸軸が視認側に対してどのような角度で設置されていてもよい。すなわち、視認側に対して延伸フィルムの延伸軸がどのような角度で設置されていたとしても、偏光サングラスを通じて視認した場合にも、表示画面の色むらが生じない良好な表示品位を有するタッチパネルが得られる。

一方、透明導電性フィルム（透明基材フィルムの位相差値が４０００ｎｍ未満の延伸フィルムを用いたもの）または透明導電性積層体（貼り合せた透明基材フィルムの位相差値の合計が４０００ｎｍ未満のもの）を用いた場合には、その延伸軸が視認側に対して平行になるように設置することにより、偏光サングラスを通じて視認した場合にも、表示画面の色むらが生じない良好な表示品位を有するタッチパネルが得られる。

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味する。光の屈折率は、アッベ屈折率計により測定した値である。

＜透明基材フィルム（延伸フィルム）の位相差＞
大塚電子株式会社製のＲＥＴＳ−１１００により測定した値である。

＜光の透過率＞
島津製作所製の分光分析装置ＵＶ−２４０を用いて、光波長５５０ｎｍにおける可視光線透過率を測定した。

実施例１
（透明基材フィルム）
一軸延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚み１７５μｍ）を用いた。当該フィルムの位相差は５０００ｎｍ、光透過率は８８％であった。

（導電性薄膜の形成）
上記透明基材フィルムの片面に、アルゴンガス８０％と酸素ガス２０％とからなる０．５Ｐａの雰囲気中で、インジウム−スズ合金を用いた反応性スパッタリング法により、厚さ３０ｎｍの酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物（光の屈折率ｎ４＝２．００）からなる透明な導電性薄膜２（以下、ＩＴＯ薄膜ともいう）を形成した。

（ハードコート処理層の形成）
透明基材フィルムの導電性薄膜の形成されていない面に、アクリル・ウレタン系樹脂（大日本インキ化学（株）製のユニディック１７−８０６）１００部に光重合開始剤としてのヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャルティケミカルズ社製のイルガキュア１８４）５部を加えて、５０重量％濃度に希釈してなるトルエン溶液を塗布し、１００℃で３分間乾燥したのち、ただちにオゾンタイプ高圧水銀灯（８０Ｗ／ｃｍ、１５ｃｍ集光型）２灯で紫外線照射を行い、厚さ５μｍのハードコート処理層を形成した。こうして図１に示す構造の透明導電性フィルムを作製した。

（タッチパネルの作製）
この透明導電性積層フィルムを一方のパネル板とし、他方のパネル板として、ガラス板上に厚さ３０ｎｍのＩＴＯ薄膜を上記と同様の方法で形成したものを用い、この両パネル板を、ＩＴＯ薄膜同士が対向するように、厚さ１００μｍのスペーサを介して対向配置して、スイッチ構体としてのタッチパネルを作製した。なお、両パネル板の各ＩＴＯ薄膜は、上記の対向配置に先立って、予め互いに直交するように形成した。この場合、ＰＥＴフィルムの延伸軸は、視認側に対して平行になるようには配置しなかった。

比較例１
実施例１において、透明基材フィルムとして位相差値が２０００ｎｍの一軸延伸ＰＥＴフィルム（厚さ７５μｍ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。また実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。この場合、ＰＥＴフィルムの延伸軸は、視認側に対して平行になるようには配置しなかった。

実施例２
位相差が４０００ｎｍの一軸延伸ＰＥＴフィルム（１２５μｍ）と位相差が１０００ｎｍの一軸延伸ＰＥＴフィルム（２５μｍ）をそれらの延伸軸が重なるようにアクリル系粘着剤（約２３μｍ）で重ね合わせて積層透明基材フィルムを作製した（位相差値の合計５０００ｎｍ）。この積層透明基材フィルムを用いて、実施例１と同様に導電性薄層とハードコート層を形成して、透明導電性積層体を作製した。また実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。この場合、ＰＥＴフィルムの延伸軸は、視認側に対して平行になるようには配置しなかった。

比較例２
位相差が２０００ｎｍの一軸延伸ＰＥＴフィルム（１２５μｍ）と位相差が５００ｎｍの一軸延伸ＰＥＴフィルム（２５μｍ）をそれらの延伸軸が重なるようにアクリル系粘着剤（約２３μｍ）で重ね合わせて積層透明基材フィルムを作製した（位相差値の合計２５００ｎｍ）。この積層透明基材フィルムを用いて、実施例１と同様に導電性薄層とハードコート層を形成して、透明導電性積層体を作製した。また実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。この場合、ＰＥＴフィルムの延伸軸は、視認側に対して平行になるようには配置しなかった。

実施例３
実施例１において、透明基材フィルムとして位相差値が２０００ｎｍの一軸延伸ＰＥＴフィルム（厚さ７５μｍ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。また実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。この場合、ＰＥＴフィルムの延伸軸は、視認側に対して平行になるように配置した。

実施例４
位相差が２０００ｎｍの一軸延伸ＰＥＴフィルム（１２５μｍ）と位相差が５００ｎｍの一軸延伸ＰＥＴフィルム（２５μｍ）をそれらの延伸軸が重なるようにアクリル系粘着剤（約２３μｍ）で重ね合わせて積層透明基材フィルムを作製した（位相差値の合計２５００ｎｍ）。この積層透明基材フィルムを用いて、実施例１と同様に導電性薄層とハードコート層を形成して、透明導電性積層体を作製した。また実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。この場合、ＰＥＴフィルムの延伸軸は、視認側に対して平行になるように配置した。

（評価試験）
得られたタッチパネルについて、偏光サングラスをかけて、表示画面の表示品位を以下の基準で目視確認した。結果を表１に示す。
○：見る角度により色むらが発生しない。
×：見る角度により色むらが発生する。

本発明の透明導電性フィルムの一例を示す断面図である。本発明の透明導電性フィルムの一例を示す断面図である。本発明の透明導電性積層体の一例を示す断面図である。本発明の透明導電性積層体の一例を示す断面図である。タッチパネルの一例を示す断面図である。

符号の説明

１透明基材フィルム
２導電性薄膜
３ハードコート層
４粘着剤層
５透明基体

Claims

導電性薄膜を有する一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するように、スペーサを介して対向配置してなり、かつ、導電性薄膜を有する一対のパネル板より視認側には偏光板を有していない、タッチパネルにおいて、
少なくとも一方のパネル板が、透明基材フィルムと少なくとも導電性薄膜を有する透明導電性フィルムからなり、透明基材フィルムが延伸フィルムであり、延伸フィルムの延伸軸が、視認側に対して平行になるように設置されていることを特徴とするタッチパネル。
導電性薄膜を有する一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するように、スペーサを介して対向配置してなり、かつ、導電性薄膜を有する一対のパネル板より視認側には偏光板を有していない、タッチパネルにおいて、
少なくとも一方のパネル板が、透明基材フィルムの一方の側に少なくとも導電性薄膜が形成されており、透明基材フィルムの他方の側には粘着剤層を介して少なくとも１枚の透明基材フィルムが貼り合わされている透明導電性積層体からなり、上記透明基材フィルムがいずれも延伸フィルムであり、その延伸軸が重なるように貼り合わされており、延伸フィルムの延伸軸が、視認側に対して平行になるように設置されていることを特徴とするタッチパネル。
延伸フィルムが、延伸ＰＥＴフィルムであることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。
延伸フィルムが、延伸ＰＥＴフィルムであることを特徴とする請求項２記載のタッチパネル。
延伸フィルムの位相差が、２０００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１または３記載のタッチパネル。
延伸フィルムの位相差が、２０００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項２または４記載のタッチパネル。