JP4296462B2 - 透明導電性フィルム、透明導電性シートおよびタッチパネル - Google Patents
透明導電性フィルム、透明導電性シートおよびタッチパネル Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透明プラスチックフィルム基材上に硬化物層及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルに関するものであり、特にペン入力用タッチパネルに用いた際にペン摺動耐久性に優れる透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透明プラスチックフィルム基材上に、透明でかつ抵抗が小さい薄膜を積層した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなどのようなフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極など、電気、電子分野の用途に広く使用されている。
【０００３】
近年、携帯情報端末やタッチパネル付きノートパソコンの普及により、従来以上にペン摺動耐久性に優れたタッチパネルが要求されるようになってきた。
【０００４】
タッチパネルにペン入力する際、固定電極側の透明導電性薄膜と可動電極（フィルム電極）側の透明導電性薄膜同士が接触するが、この際にペン荷重で透明導電性薄膜にクラック、剥離などの破壊が生じない、優れたペン摺動耐久性を有する透明導電性フィルムが要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の透明導電性フィルムは次のような課題を有していた。
【０００６】
厚さが１２０μｍ以下の透明プラスチックフィルム基材上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤層で他の透明基体と貼りあわせた透明導電性フィルムが特開平２−６６８０９号公報に開示されている。しかしながら、後述のペン摺動耐久性試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験後には、透明導電性薄膜に剥離が生じ、ペン入力に対する耐久性は不十分であった。そのため、この剥離部の白化により、タッチパネル付きディスプレイ用に使用した際に表示品位が低下するという問題があった。
【０００７】
また、透明プラスチックフィルム基材上に、有機ケイ素化合物の加水分解により生成された下地層を設け、さらに結晶質の透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムが、例えば特開昭６０−１３１７１１号公報、特開昭６１−７９６４７号公報、特開昭６１−１８３８０９号公報、特開平２−１９４９４３号公報、特開平２−２７６６３０号公報、特開平８−６４０３４号公報などに提案されている。
【０００８】
しかしながら、これらの透明導電性フィルムは、結晶化度が非常に高い透明導電性薄膜であるため非常に脆く、後述のペン摺動耐久性試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験後には、透明導電性薄膜にクラックが発生する。
【０００９】
すなわち、本発明の目的は、上記の従来の問題点に鑑み、タッチパネルに用いた際のペン摺動耐久性に優れ、特にポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の摺動試験後でも透明導電性薄膜が破壊されない、透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであって、上記の課題を解決することができた透明導電性フィルム、透明導電性シートおよびタッチパネルとは、以下の通りである。
【００１１】
すなわちち、本発明の第１の発明は、透明プラスチックフィルム基材上に、硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムであって、前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面の硬度が０．４〜０．８ＧＰａであることを特徴する透明導電性フィルムである。
【００１２】
第２の発明は、前記透明導電性薄膜が非晶性であることを特徴とする第１の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１３】
第３の発明は、前記硬化物層は、硬化型樹脂中に該硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂を含有し、かつ前記非相溶樹脂が粒子状に分散していることを特徴とする第１または２の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１４】
第４の発明は、前記硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層と前記透明導電性薄膜との付着力が０．１Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする第１乃至３の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１５】
第５の発明は、前記透明導電性薄膜がインジウム−スズ複合酸化物またはスズ−アンチモン複合酸化物からなることを特徴とする第１乃至４の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１６】
第６の発明は、前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、ハードコート層を積層することを特徴とする第１乃至５の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１７】
第７の発明は、前記ハードコート層が防眩性を有することを特徴とする第６の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１８】
第８の発明は、前記ハードコート層に低反射処理を施したことを特徴とする第６または７の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１９】
第９の発明は、第１乃至８の発明に記載の透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、粘着剤を介して透明樹脂シートを貼り合わせることを特徴とする透明導電性シートである。
【００２０】
第１０の発明は、前記透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して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第１乃至９の発明のいずれかに記載の透明導電性フィルムもしくは透明導電性シートからなることを特徴とするタッチパネルである。
【００２１】
【作用】
本発明の透明導電性フィルムは、透明プラスチックフィルム基材上に、硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した構成を有する。中間層の硬化物層は、プラスチックフィルム基材と透明導電層との密着性を向上させ、耐薬品性を付与する目的で使用される。
【００２２】
さらに、前記硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層は、さらに硬化物樹脂中に非相溶な高分子樹脂を含有し、かつ前記非相溶高分子樹脂が粒子状に分散していることにより、硬化物層の表面に微粒子状の非相溶樹脂に基づく微細凹凸が形成され、その上に積層した透明導電性薄膜にも同様の微細凹凸が付与される。そのため、ポリアセタールペンによる荷重により透明導電薄膜がガラスと接触する際の真実接触面積が減少し、ガラス面と透明導電膜面との滑り性が改善される。その結果、ペン摺動耐久性をさらに向上させることができる。
【００２３】
また、前記透明導電性フィルムは、透明導電性薄膜側表面の硬度が０．４〜０．８ＧＰａであることが必要であり、０．４〜０．７ＧＰａが好ましい。硬度が０．４ＧＰａ未満では、導電性薄膜の硬度が不十分であり、ペン摺動時の摩耗劣化により耐久性が不十分となる。一方、０．８ＧＰａを超える硬度では、導電性薄膜がもろくなり、タッチパネル作成工程で導電性薄膜に割れが生じる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材とは、有機高分子を溶融押出し又は溶液押出しをして、必要に応じ、長手方向及び／又は幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムであり、有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルファン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどが挙げられる。
【００２５】
これらの有機高分子のなかで、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマー、ポリカーボネート、ポリアリレートなどが好適である。また、これらの有機高分子は他の有機重合体の単量体を少量共重合したり、他の有機高分子をブレンドしてもよい。
【００２６】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材の厚みは、１０μｍを越え、３００μｍ以下の範囲であることが好ましく、７０〜２６０μｍの範囲が特に好ましい。プラスチックフィルムの厚みが１０μｍ以下では機械的強度が不足し、特にタッチパネルに用いた際のペン入力に対する変形が大きくなる傾向があり、耐久性が不十分となりやすい。一方、厚みが３００μｍを越えると、タッチパネルに用いた際に、フィルムを変形させるためのペン荷重が大きくなりやすく、好ましくない。
【００２７】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記フィルムをコロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施してもよい。
【００２８】
また、本発明で用いる硬化型樹脂は、加熱、紫外線照射、電子線照射などのエネルギー印加により硬化する樹脂であれば特に制限はなく、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。生産性の観点からは、紫外線硬化型樹脂を主成分とすることが好ましい。
【００２９】
このような紫外線硬化型樹脂としては、例えば、多価アルコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルなどから合成されるような多官能性のウレタンアクリレート樹脂などを挙げることができる。必要に応じて、これらの多官能性の樹脂に単官能性の単量体、例えば、ビニルピロリドン、メチルメタクリレート、スチレンなどを加えて共重合させることができる。
【００３０】
また、透明導電性薄膜と硬化物層との付着力を向上するために、硬化物層を表面処理することが有効である。具体的な手法としては、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基を増加するためにグローまたはコロナ放電を照射する放電処理法、アミノ基、水酸基、カルボニル基などの極性基を増加させるために酸またはアルカリで処理する化学薬品処理法などが挙げられる。
【００３１】
紫外線硬化型樹脂は、通常、光重合開始剤を添加して使用される。光重合開始剤としては、紫外線を吸収してラジカルを発生する公知の化合物を特に制限なく使用することができ、このような光重合開始剤としては、例えば、各種ベンゾイン類、フェニルケトン類、ベンゾフェノン類などを挙げることができる。光重合開始剤の添加量は、紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり通常１〜５重量部とすることが好ましい。
【００３２】
また、本発明で使用する硬化物層は、主たる構成成分である硬化型樹脂のほかに、硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂を併用することが好ましい。マトリックスの硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂を少量併用することで、硬化型樹脂中で相分離が起こり非相溶樹脂を微粒子状に分散させることができる。この微粒子状に分散した非相溶樹脂により、硬化物層表面に凹凸を形成させることができる。
【００３３】
硬化型樹脂が前記の紫外線硬化型樹脂の場合、非相溶樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂などが例示される。
【００３４】
前記ポリエステル樹脂は、重量平均分子量で５，０００〜５０，０００と高分子量であることが好ましく、特に好ましくは８，０００〜３０，０００である。ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５，０００未満であると、ポリエステル樹脂が硬化物層中で適切な大きさの粒子となって分散することが困難となる傾向があり好ましくない。一方、ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５０，０００を超えると、塗布液を調整する際、溶剤に対する溶解性が低下するので好ましくない。
【００３５】
前記の高分子量のポリエステル樹脂は、二価アルコールと二価カルボン酸を重合することにより得られる非結晶性の飽和ポリエステル樹脂であり、上記の紫外線硬化型樹脂と共通の溶媒に溶解することができるものである。
【００３６】
前記の二価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡなどを挙げることができる。
【００３７】
また、前記の二価カルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などを挙げることができる。
【００３８】
溶媒に対する溶解性が不十分とならない範囲で、トリメチロールプロパンやペンタエリスリトールのような三価以上のアルコール、及び、無水トリメリット酸や無水ピロメリット酸のような三価以上のカルボン酸を共重合することができる。
【００３９】
本発明において、硬化物層の主たる構成成分である硬化型樹脂として紫外線硬化型樹脂を用い、硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂として高分子量のポリエステル樹脂を用いる場合、それらの配合割合は、紫外線硬化型樹脂１００重量部当たりポリエステル樹脂０．１〜２０重量部であることが好ましく、さらに好ましくは０．２〜１０重量部、特に好ましくは０．５〜５重量部である。
【００４０】
前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり０．１重量部未満であると、硬化物層表面に形成される突起数が少なくなる傾向にあり、ペン摺動耐久性のさらなる改良効果が発現せず好ましくない。一方、前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり２０重量部を超えると、硬化物層の強度が低下し、耐薬品性が悪化しやすくなる。
【００４１】
しかしながら、ポリエステル樹脂は紫外線硬化型樹脂と屈折率に差異があるため、硬化物層のヘーズ値が上昇し透明性を悪化させる傾向があるので好ましくない。逆に、高分子量のポリエステル樹脂の分散粒子による透明性の悪化を積極的に利用し、ヘーズ値が高く防眩機能を有する防眩フィルムとして使用することもできる。
【００４２】
前記の紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂は、それぞれに共通の溶剤に溶解して塗布液を調製する。使用する溶剤には特に制限はなく、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのようなアルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのようなエステル系溶剤、ジブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのようなエーテル系溶剤、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのようなケトン系溶剤、トルエン、キシレン、ソルベントナフサなどのような芳香族炭化水素系溶剤などを単独に、あるいは混合して使用することができる。
【００４３】
塗布液中の樹脂成分の濃度は、コーティング法に応じた粘度などを考慮して適切に選択することができる。例えば、塗布液中に紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂の合計量が占める割合は、通常は２０〜８０重量％である。また、この塗布液には、必要に応じて、その他の公知の添加剤、例えば、シリコーン系レベリング剤などを添加してもよい。
【００４４】
本発明において、調製された塗布液は透明プラスチックフィルム基材上にコーティングされる。コーティング法には特に制限はなく、バーコート法、グラビアコート法、リバースコート法などの従来から知られている方法を使用することができる。
【００４５】
コーティングされた塗布液は、次の乾燥工程で溶剤が蒸発除去される。この工程で、塗布液中で均一に溶解していた高分子量のポリエステル樹脂は微粒子となって紫外線硬化型樹脂中に析出する。塗膜を乾燥した後、プラスチックフィルムに紫外線を照射することにより、紫外線硬化型樹脂が架橋・硬化して硬化物層を形成する。この硬化の工程で、高分子量のポリエステル樹脂の微粒子はハードコート層中に固定されるとともに、硬化物層の表面に突起を形成する。
【００４６】
また、硬化物層の厚みは０．１〜１５μｍの範囲であることが好ましい。より好ましくは０．５〜１０μｍの範囲であり、特に好ましくは１〜８μｍの範囲である。硬化物層の厚みが０．１μｍ未満の場合には、後述する突起が十分に形成されにくくなる。一方、１５μｍを超える場合には生産性の観点から好ましくない。
【００４７】
本発明で用いる透明導電性薄膜としては、透明性及び導電性をあわせもつ材料であれば特に制限はないが、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物、銀および銀合金、銅および銅合金、金等が単層もしくは２層以上の積層構造したものが挙げられる。これらのうち、環境安定性や回路加工性の観点から、インジウム−スズ複合酸化物またはスズ−アンチモン複合酸化物が好適である。
【００４８】
透明導電性薄膜の膜厚は４〜８００ｎｍの範囲が好ましく、特に好ましくは５〜５００ｎｍである。透明導電性薄膜の膜厚が４ｎｍよりも薄い場合、連続した薄膜になりにくく良好な導電性を示しにくい傾向がある。一方、８００ｎｍよりも厚い場合、透明性が低下しやすくなる。
【００４９】
本発明における透明導電性薄膜の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法などが知られており、必要とする膜厚に応じて、前記の方法を適宜用いることができる。
【００５０】
例えば、スパッタリング法の場合、酸化物ターゲットを用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、等を導入したり、オゾン添加、プラズマ照射、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。
【００５１】
本発明で、透明導電性薄膜の硬度を高くするのは、タッチパネルに用いた際のペン摺動耐久性試験において、ガラス基板との摩擦により、透明導電性薄膜が摩耗劣化することを防止するためである。
【００５２】
透明導電性薄膜を構成する金属酸化物は、電子線回折像から非晶性と結晶性とに分類される。結晶性金属酸化物は、非晶性金属酸化物を熱処理することにより得られる。硬度としては、結晶性金属酸化物の方が一般的に非晶性金属酸化物よりも高いが、導電性薄膜を構成する金属酸化物の結晶化を進めると、前記の［発明が解決しようとする課題］に記載したように、導電性薄膜が脆くなりやすく、ポリアセタールペンによる直線摺動試験後に薄膜にクラックが発生する傾向がみられる。
【００５３】
非晶性の透明導電性薄膜の硬度を高くするためには、透明導電性薄膜を成膜する際に次の二つの方法を用いることが有効である。
（１）フィルム基板の温度を高くする。
（２）成膜雰囲気中の水分や有機物などの不純物を除去する。
【００５４】
透明導電性薄膜の硬度を高くするためには、基板となるフィルムの温度を高くすることが重要なポイントの１つである。これは、透明導電性薄膜の成膜時に、蒸着粒子が堆積する際に基板（フィルム）表面でマイグレーションできるために、エネルギー的により安定な状態に動くことが可能となり、充填密度が非常に高い透明導電性薄膜が得られるためである。金属酸化物の蒸着粒子を高密度充填でフィルム基材上に成膜することができるため、硬度は非常に高くなる。
【００５５】
例えば、スパッタリング法により巻き取り式装置を用いて、透明導電性薄膜をフィルム上に成膜する場合には、フィルム背面（透明導電性薄膜形成面とは反対面）に接触するロール温度を高くすることで、基板となるフィルムの温度を高くすることが可能である。
【００５６】
基板となる透明プラスチックフィルムに透明導電性薄膜を成膜する際の温度は、４０〜１５０℃とすることが好ましい。成膜時の温度が１５０℃を越えると、プラスチックフィルム表面が柔らかくなり、真空チェンバー走行中にフィルム表面に傷が発生しやすくなる。また、４０℃未満の温度では硬度が高い導電性薄膜を得ることが難しくなる。
【００５７】
ロール温度を制御するには、ロール内に水路を設けて、この水路中に温度調整された熱媒を流せばよい。この熱媒としては、特に制限はないが、水やオイル、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの単体およびこれらの混合物が好適である。
【００５８】
また、硬度の高い透明導電性薄膜を得るためには、成膜雰囲気中の水や有機物などの不純物をできるだけ除去することも重要なポイントである。
【００５９】
例えば、スパッタリング法にて成膜する場合には、スパッタリングを行う前に真空チェンバー内の圧力を０．００１Ｐａ以下の真空度まで排気した後に、Ａｒなどの不活性ガスと酸素などの反応性ガスを真空チェンバーに導入し、０．０１〜１０Ｐａの圧力範囲において放電を発生させ、スパッタリングを行うのが好ましい。また、蒸着法、ＣＶＤ法などの他の方法においても同様である。
【００６０】
このようにして形成した硬化物層面に透明導電性薄膜をスパッタリングなどの真空プロセスにより成膜するが、硬化物層中および／またはプラスチックフィルム中に揮発成分を含んでいると、真空プロセスに悪影響を与える。
【００６１】
硬化物層中および／またはプラスチックフィルム中に揮発成分を含んでいると、例えば、スパッタリング法でインジウム−スズ複合酸化物薄膜をフィルム基板上に形成させる場合、スパッタリングされたインジウム原子と硬化物層から揮発したガスが気相中で衝突して、インジウム原子のエネルギーが低下する。この結果、硬化物層上に形成される透明導電性薄膜の硬度が低下する。
【００６２】
また、硬化物層から揮発したガス成分が導電性薄膜中に不純物として取り込まれると、膜組成の変動や膜構造の変化などにより、膜質の良くない透明導電性薄膜が形成され、薄膜の硬度が低下する。
【００６３】
このような硬度の低い透明導電性薄膜が積層された透明導電性フィルムをタッチパネルに用いると、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験後に、透明導電性薄膜が摩耗劣化し好ましくない。
【００６４】
例えば、硬化物層中に存在する揮発成分としては、前述した硬化物層の塗工に用いた塗工液の溶剤や紫外線硬化反応に寄与しなかった、残留の光重合開始剤およびその副生成物などが挙げられる。
【００６５】
前記の揮発成分を減少させるためには、紫外線照射による架橋反応の後に、加熱処理を施すのが好適である。このときの加熱処理温度は１００〜２００℃の範囲であることが好ましい。１００℃未満では揮発成分を減少させる効果が不十分となりやすく、２００℃を越える温度では、フィルムの平面性を保つのが難しくなる傾向にある。
【００６６】
また、スパッタリング等を行う真空チェンバーの中でフィルムを真空暴露することで揮発成分を減少させることも有効な手段である。真空暴露の際にフィルムに接触するロール温度を高くしておいたり、赤外線ヒーターによるフィルム加熱を併用することで揮発成分をより減少させることが可能となる。
【００６７】
前記のように、成膜雰囲気中の水分や有機物などの不純物を可能な限り除去することで、膜質に優れかつ高硬度な透明導電性薄膜を有する透明導電性フィルムが得られる。そのため、この透明導電性薄膜をタッチパネルに用いると、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）を用いて、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験を行った後でも透明導電性薄膜の劣化が見られない。
【００６８】
また、硬度がさらに高い透明導電性薄膜を得るために、成膜後に加熱、紫外線照射などの手段でエネルギーを付与してもよい。これらのエネルギー付与手段のうち、酸素雰囲気下での加熱処理が好適である。
【００６９】
加熱処理温度は１５０〜２００℃の範囲が好ましい。１５０℃未満の温度では、膜質改善の効果が不十分である。一方、２００℃を超える温度ではフィルムの平面性を維持するのが難しくなり、さらに透明導電性薄膜の結晶化度が非常に高くなり、脆い透明導電性薄膜となってしまう。
【００７０】
また、加熱処理時間としては０．２〜６０分の範囲が好適である。０．２分未満では、たとえ２２０℃程度の高温で加熱処理を行なっても膜質改善の効果が十分でなく好ましくない。一方、６０分を超える加熱処理時間では工業的に不適である。
【００７１】
また、加熱処理を行なう雰囲気は、予め０．２Ｐａ以下の圧力まで排気した後に酸素で満たした空間で行うことが好ましい。このときの圧力は大気圧以下であることが好ましい。
【００７２】
また、タッチパネルとした際の最外層（ペン入力面）の耐擦傷性をさらに向上させるために、透明プラスチックフィルムの透明導電性薄膜を形成させた表面とは反対面（タッチパネルとした際の最外層のペン入力面）に、ハードコート層を設けることが好ましい。前記ハードコート層の硬度は、鉛筆硬度で２Ｈ以上であることが好ましい。２Ｈ未満の硬度では、透明導電性フィルムのハードコート層としては耐擦傷性の点で不十分である。
【００７３】
前記ハードコート層の厚みは０．５〜１０μｍであることが好ましい。厚みが０．５μｍ未満では、耐擦傷性が不十分となりやすく、１０μｍよりも厚い場合には生産性の観点から好ましくない。
【００７４】
前記ハードコート層に用いられる硬化型樹脂組成物は、アクリレート系の官能基を有する樹脂が好ましく、例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリート等のオリゴマーまたはプレポリマーなどが挙げられる。
【００７５】
また、反応性希釈剤としては、エチル（メタ）アクリート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を比較的多量に含有するものが使用できる。
【００７６】
本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合することが好ましい。
【００７７】
また、前記ハードコート層に用いられる硬化型樹脂組成物としては、ポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートとの混合物が特に好適である。ポリエステルアクリレートは塗膜が非常に硬くてハードコート層として適している。しかしながら、ポリエステルアクリレート単独の塗膜では耐衝撃性が低く脆くなりやすいという問題がある。そこで、塗膜に耐衝撃性及び柔軟性を与えるために、ポリウレタンアクリレートを併用することが好ましい。すなわち、ポリエステルアクリレートにポリウレタンアクリレートを併用することで、塗膜はハードコート層としての硬度を維持しながら、耐衝撃性及び柔軟性という機能を具備することができる。
【００７８】
両者の配合割合は、ポリエステルアクリレート樹脂１００重量部に対し、ポリウレタンアクリレート樹脂を３０重量部以下とするのが好ましい。ポリウレタンアクリレート樹脂の配合割合が３０重量部を超えると、塗膜が柔らかくなりすぎて耐衝撃性が不十分となる傾向がある。
【００７９】
前記の硬化型樹脂組成物の硬化方法は、通常の硬化方法、すなわち、加熱、電子線または紫外線の照射によって硬化する方法を用いることができる。例えば、電子線硬化の場合は、コックロフトワルトン型、ハンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用される。また、紫外線硬化の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハイライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００８０】
さらに、電離放射線硬化の場合には、前記の硬化型樹脂組成物中に光重合開始剤や光増感剤を含有させることが好ましい。光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類などが挙げられる。また、光増感剤としては、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等が好ましい。
【００８１】
ハードコート層に防眩性を付与するためには、硬化型樹脂中にＣａＣＯ3やＳｉＯ2などの無機粒子を分散させたり、ハードコート層の表面に凹凸形状を形成させることが有効である。例えば、凹凸を形成するためには、硬化型樹脂組成物を含む塗液を塗工後、表面に凸形状を有する賦形フィルムをラミネートし、この賦形フィルム上から紫外線を照射し硬化型樹脂を硬化させた後に、賦形フィルムのみを剥離することにより得られる。
【００８２】
前記の賦型フィルムには、離型性を有するポリエチレンテレフタレート（以後、ＰＥＴと略す）等の基材フィルム上に所望の凸形状を設けたもの、あるいは、ＰＥＴ等の基材フィルム上に繊細な凸層を形成したもの等を用いることができる。その凸層の形成は、例えば、無機粒子とバインダー樹脂からなる樹脂組成物を用いて基材フィルム上に塗工することにより得ることができる。
【００８３】
前記バインダー樹脂は、例えば、ポリイソシアネートで架橋されたアクリルポリオールを用い、無機粒子としては、ＣａＣＯ3やＳｉＯ2などを用いることができる。また、この他にＰＥＴ製造時にＳｉＯ2等の無機粒子を練込んだマットタイプのＰＥＴも用いることができる。
【００８４】
この賦型フィルムを紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートした後紫外線を照射して塗膜を硬化する場合、賦型フィルムがＰＥＴを基材としたフィルムの場合、該フィルムに紫外線の短波長側が吸収され、紫外線硬化型樹脂の硬化が不足するという欠点がある。したがって、紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートする賦型フィルムの透過率が２０％以上のものを使用することが必要である。
【００８５】
また、タッチパネルに用いた際に可視光線の透過率をさらに向上させるためにハードコート層上に、低反射処理を施してもよい。この低反射処理は、ハードコート層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料を単層もしくは２層以上に積層することが好ましい。
【００８６】
単層構造の場合、ハードコート層よりも小さな屈折率を有する材料を用いるのが好ましい。また、２層以上の多層構造とする場合は、ハードコート層と隣接する層は、ハードコート層よりも大きな屈折率を有する材料を用い、この上の層にはこれよりも小さな屈折率を有する材料を選ぶのがよい。このような低反射処理を構成する材料としては、有機材料でも無機材料でも上記の屈折率の関係を満足すれば特に限定されない。例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＡｌＦ4、ＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＺｒＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｏ3、などの誘電体を用いるのが好ましい。
【００８７】
この低反射処理は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などのドライコーティングプロセスでも、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティングプロセスでもよい。
【００８８】
さらに、この低反射処理層の積層に先立って、前処理として、コロナ放電処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、プライマ処理、易接着処理などの公知の表面処理をハードコート層に施してもよい。
【００８９】
本発明の透明導電性フィルムを用い、透明導電性薄膜を形成していない面と粘着剤を介して透明樹脂シートと積層することで、タッチパネルの固定電極に用いる透明導電性積層樹脂シートが得られる。すなわち、タッチパネルの固定電極の基板をガラスから透明樹脂シートに変更することで、軽量かつ割れにくいタッチパネルを作製することができる。
【００９０】
前記粘着剤は透明性を有するものであれば特に制限はないが、例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好適である。この粘着剤の厚さは特に制限はないが、通常１〜１００μｍの範囲に設定するのが望ましい。粘着剤の厚みが１μｍ未満の厚さの場合、実用上問題のない接着性を得るのが難しく、１００μｍを越える厚さでは生産性の観点から好ましくない。
【００９１】
この粘着剤を介して貼合わせる透明樹脂シートは、ガラスと同等の機械的強度を付与するために使用するものであり、厚さは０．０５〜５ｍｍの範囲が好ましい。前記透明樹脂シートの厚みが０．０５ｍｍ未満では、機械的強度がガラスに比べ不足する。一方、厚さが５ｍｍを越える場合には、厚すぎてタッチパネルに用いるには不適当である。また、この透明樹脂シートの材質は、前記の透明プラスチックフィルムと同様のものを使用することができる。
【００９２】
図１１に、本発明の透明導電性フィルムを用いた、タッチパネルの例を示す。これは、透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、一方のパネル板に本発明の透明導電性フィルムを用いたものである。
【００９３】
このタッチパネルは、ペンにより文字を入力した時に、ペンからの押圧により、対向した透明導電性薄膜同士が接触し、電気的にＯＮの状態になり、タッチパネル上でのペンの位置を検出することができる。このペン位置を連続的かつ正確に検出することで、ペンの軌跡から文字を認識することができる。この際、ペン接触側の可動電極が本発明の透明導電性フィルムを用いると、ペン摺動耐久性に優れるため、長期にわたって安定なタッチパネルとすることができる。
【００９４】
なお、本発明の透明導電性フィルム及び透明導電性シートを使用して得た、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルの断面図を図１２に示した。このプラスチック製のタッチパネルは、ガラスを用いていないため、非常に軽量であり、かつ、衝撃により割れたりすることがない。
【００９５】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、透明導電性フィルムの性能およびタッチパネルのペン摺動耐久性試験は、下記の方法により測定した。
【００９６】
＜光線透過率及びヘイズ＞
ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠し、日本電色工業（株）製ＮＤＨ−１００１ＤＰを用いて、光線透過率及びヘイズを測定した。
【００９７】
＜表面抵抗率＞
ＪＩＳ−Ｋ７１９４に準拠し、４端子法にて測定した。測定機は、三菱油化（株）製 Ｌｏｔｅｓｔ ＡＭＣＰ−Ｔ４００を用いた。
【００９８】
＜透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面の硬度＞
透明導電性フィルム試料を７ｍｍ×７ｍｍの小片に切り出し、透明導電性薄膜面とは反対面をアルミ製の試料ホルダーに２液混合エポキシ系接着剤で固定した。これを、Nano Indenter XP（東陽テクニカ社製）を用い、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面を下記の荷重加振による連続剛性測定法により硬度を測定した。圧子には曲率半径４０ｎｍのＡｃｃｕＴｉｐ型バーコビッチダイヤモンドチップを用いた。
【００９９】
（１）表面検出
圧子を２０ｎｍ／秒で透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面に向かって降下させ、その剛性が自由振動（大気中）の時の１．５倍になるところを表面とした。
【０１００】
（２）荷重負荷過程
負荷レートを（ｄＦ／ｄｔ）／Ｆ＝０．０５（Ｆ：荷重）として、この荷重を４５Ｈｚで加振変調した。また、圧子を２００ｎｍまで押し込んだ。
【０１０１】
（３）除荷過程
一定荷重下で１５秒間保持した後、荷重負荷過程での最終到達速度の７０％の速度で、最大荷重の８０％分を除荷する。
【０１０２】
（４）ドリフト検出
最大荷重の２０％で２秒ごとに５０点の変位を測定し、ドリフト速度を算出する。この値を使い、荷重−変位曲線を修正する。
【０１０３】
上記の測定が完了した後、荷重負荷過程での測定値から、Ｏｌｉｖｅｒ＆Ｐｈａｒｒの方法で圧子の実効接触深さを計算し、予め求めておいた圧子形状補正式を適用して実効接触射影断面積を算出する。各測定点での荷重を面積で除して硬度（ＧＰａ）とした。
【０１０４】
この測定値を試料の中央部を４０μｍ間隔で１０点測定して、これらの平均値を取り、硬度と押し込み深さのグラフから最大硬度を求め、小数第３位の桁を四捨五入し、これを透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面の硬度（ＧＰａ）とした。
【０１０５】
＜ペン摺動耐久性試験＞
ポリアセタール製のペン（先端の形状：０．８ｍｍＲ)に５．０Ｎの荷重をかけ、１０万回（往復５万回）の直線摺動試験をタッチパネルに行った。この時の摺動距離は３０ｍｍ、摺動速度は６０ｍｍ／秒とした。この摺動耐久性試験後に、まず、摺動部が白化しているかを目視によって観察した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで上記の摺動部にかかるように２０ｍｍφの記号○印を筆記し、タッチパネルがこれを正確に読みとれるかを評価した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで摺動部を押さえた際の、ＯＮ抵抗（可動電極（フィルム電極）と固定電極とが接触した時の抵抗値）を測定した。
【０１０６】
＜付着力測定＞
４０μｍ厚のアイオノマーフィルムをポリエステル系接着剤を用いて、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにラミネートし、付着力測定用積層体を作製した。この付着力測定用積層体のアイオノマー面と透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面を対向させ、１３０℃でヒートシールした。この積層体を付着力測定用積層体と透明導電性フィルムとを１８０度剥離法で剥離し、この剥離力を付着力とした。この時の剥離速度は１０００ｍｍ／分とした。
【０１０７】
＜透明導電性薄膜の結晶または非晶の判別＞
透明導電性フィルムを１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノール中に２日間浸漬し、プラスチックフィルムおよび硬化性高分子硬化層を溶解し、透明導電性薄膜の単独膜を得る。次いで、溶液中の透明導電性薄膜をマイクログリッドに乗せ、１日間風乾し溶液を乾燥させる。乾燥後の試料の電子線回折像を透過型電子顕微鏡（日本電子社製、ＪＥＭ−２０１０）にて測定する。電子線の条件は、加速電圧を２００ｋＶ、波長を０．００２５ｎｍとする。この電子線回折像から透明導電性薄膜が結晶性であるか、非晶性であるかを判別する。
【０１０８】
実施例１
両面に易接着層を有する透明二軸配向ＰＥＴフィルム（東洋紡績社製、Ａ４３４０、厚み１８８μｍ）上に、濃度１重量％の有機ケイ素化合物のブタノール／イソプロパノール混合アルコール系溶液（日本コルコート化学社製、ＨＡＳ−２）を塗布した後、 １００℃で１分間乾燥させた。
【０１０９】
＜透明導電性薄膜の製膜＞
スパッタリングを行う前に前記フィルムから揮発性ガスを出すために真空中でフィルムの巻き返しをおこなった。このときのセンターロールの温度は４０℃とした。また、スパッタリングを行う際して、センターロールの温度を７０℃になるように設定した。さらに、スパッタリングを行う前の圧力が０．０００８Ｐａとなるまで真空排気を行った。
【０１１０】
さらに、硬化物層面にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、ターゲットにはスズを５重量％含有したインジウム（三井金属鉱業社製）を用いて、２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を印加した。また、Ａｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを５５ｓｃｃｍの流量で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イー・エヌ・アイ製ＲＰＧ−１００を用いて３μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。
【０１１１】
雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東社製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように、酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。以上のようにして、厚さ２７ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を堆積した。次いで、１９０℃で１分間のアニール処理を酸素雰囲気下で行なった。
【０１１２】
＜タッチパネルの作製＞
この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、他方のパネル板として、ガラス基板上にプラズマＣＶＤ法で厚みが２０ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物薄膜（酸化スズ含有量：１０重量％）からなる透明導電性薄膜（日本曹達社製、Ｓ５００）を用いた。この２枚のパネル板を透明導電性薄膜が対向するように、直径３０μｍのエポキシビーズを介して、配置しタッチパネルを作製した。
【０１１３】
実施例２
光重合開始剤含有アクリル系樹脂（大日精化工業社製、セイカビームＥＸＦ−０１Ｊ）を、トルエン／ＭＥＫ（８／２：重量比）の混合溶媒を用いて、固形分濃度が５０重量％になるように加え、撹拌して均一に溶解し塗布液を調製した。両面に易接着層を有する透明二軸配向ＰＥＴフイルム（東洋紡績社製、Ａ４３４０、厚み１８８μｍ）に、塗膜の厚みが５μｍになるように、調製した塗布液をマイヤーバーを用いて塗布し、８０℃で１分間乾燥を行った後、紫外線照射装置（アイグラフィックス社製、ＵＢ０４２−５ＡＭ−Ｗ型）を用いて紫外線を照射（光量：３００ｍＪ／ｃｍ2）し、塗膜を硬化させた。次いで、１８０℃で１分間の加熱処理を施して、揮発成分の低減を行なった。
【０１１４】
次に、この硬化物層面にスズ−アンチモン複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、スパッタリング前の圧力は０．０００８Ｐａとし、ターゲットには酸化アンチモン５重量％含有した酸化スズ（三井金属鉱業社製、密度５．７ｇ／ｃｍ3）を用いて、２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を印加した。また、Ａｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを１５ｓｃｃｍの流速で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イーエヌアイ製ＲＰＧ−１００を用いて３μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。
【０１１５】
また、センターロールの温度を５０℃とし、スパッタリングを行った。また、雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東社製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、スズ−アンチモン複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。以上のようにして、厚さ２７ｎｍのスズ−アンチモン複合酸化物からなる透明導電性薄膜を堆積した。
【０１１６】
さらに、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、他方のパネル板として、ガラス基板上にプラズマＣＶＤ法で厚みが２０ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物薄膜（酸化スズ含有量：１０重量％）からなる透明導電性薄膜（日本曹達社製、Ｓ５００）を用いた。この２枚のパネル板を透明導電性薄膜が対向するように、直径３０μｍのエポキシビーズを介して、配置しタッチパネルを作製した。
【０１１７】
実施例３
光重合開始剤含有アクリル系樹脂（大日精化工業社製、セイカビームＥＸＦ−０１Ｊ）１００重量部に、共重合ポリエステル樹脂（東洋紡績社製、バイロン２００、重量平均分子量１８,０００）を３重量部配合し、溶剤としてトルエン／ＭＥＫ（８／２：重量比）の混合溶媒を、固形分濃度が５０重量％になるように加え、撹拌して均一に溶解し塗布液を調製した。
【０１１８】
両面に易接着層を有する透明二軸配向ＰＥＴフイルム（東洋紡績社製、Ａ４３４０、厚み１８８μｍ）に、塗膜の厚みが５μｍになるように、調製した塗布液をマイヤーバーを用いて塗布した。８０℃で１分間乾燥を行った後、紫外線照射装置（アイグラフィックス社製、ＵＢ０４２−５ＡＭ−Ｗ型）を用いて紫外線を照射（光量：３００ｍＪ／ｃｍ2）し、塗膜を硬化させた。次いで、１８０℃で１分間の加熱処理を施して、揮発成分の低減を行なった。
【０１１９】
また、この硬化物層を積層した透明二軸配向ＰＥＴフィルムを真空暴露するために、真空チェンバー中で巻き返し処理を行なった。このときの圧力は０．００２Ｐａであり、暴露時間は１０分とした。また、センターロールの温度は４０℃とした。
【０１２０】
次に、この硬化物層面にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、スパッタリング前の圧力を０．０００７Ｐａとし、ターゲットとして酸化スズを５重量％含有した酸化インジウム（三井金属鉱業社製、密度７．１ｇ／ｃｍ3）に用いて、２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を印加した。また、Ａｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを１０ｓｃｃｍの流速で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イーエヌアイ製ＲＰＧ−１００を用いて５μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。また、センターロール温度は５０℃として、スパッタリングを行った。
【０１２１】
また、雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東社製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。以上のようにして、厚さ２２ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を堆積した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２２】
実施例４
実施例３において、透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層からなる積層体の、硬化物層面とは反対面にハードコート層樹脂としてポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートとの混合物からなる紫外線硬化型樹脂（大日精化工業社製、ＥＸＧ）を乾燥後の膜厚が５μｍになるようにグラビアリバース法により塗布し、溶剤を乾燥させた。この後、１６０Ｗの紫外線照射装置の下を１０ｍ／分の速度で通過させ、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、ハードコート層を形成させた。次いで、１８０℃で１分間の加熱処理をおこない、揮発成分の低減を行った。
【０１２３】
このハードコート層／透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層からなる積層体の硬化物層面に、実施例３と同様にしてインジウム−スズ複合酸化物薄膜を成膜した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２４】
実施例５
実施例３と同様にして、透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層からなる積層体を作製した。この積層体の硬化物層面とは反対面に、ハードコート層樹脂としてポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートとの混合物からなる紫外線硬化型樹脂（大日精化工業社製、ＥＸＧ）を乾燥後の膜厚が５μｍになるようにグラビアリバース法により塗布し、溶剤を乾燥した。その後、表面に微細な凸形状が形成されたＰＥＴフィルムのマット賦形フィルム（東レ社製、Ｘ）をマット面が紫外線硬化型樹脂と接するようにラミネートした。このマット賦形フィルムの表面形状は、平均表面粗さ０．４０μｍ、山の平均間隔１６０μｍ、最大表面粗さ２５μｍである。
【０１２５】
このようにラミネートしたフィルムを１６０Ｗの紫外線照射装置の下を１０ｍ／分の速度で通過させ、紫外線硬化型樹脂を硬化させた。次いで、マット賦形フィルムを剥離して、表面に凹形状加工が施され防眩効果を有するハードコート層を形成させた。次いで、１８０℃で１分間の加熱処理をおこない、揮発成分の低減を行った。
【０１２６】
この防眩性ハードコート層／透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層からなる積層体の硬化物層面に、実施例３と同様にしてインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として成膜した。さらに、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２７】
実施例６
実施例５と同様にして防眩性ハードコート層／透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層／透明導電性薄膜からなる積層体を作製し、次いで、この防眩性ハードコート層面に順次ＴｉＯ2薄膜（屈折率：２．３０、膜厚１５ｎｍ）、ＳｉＯ2薄膜（屈折率：１．４６、膜厚２９ｎｍ）、ＴｉＯ2薄膜（屈折率：２．３０、膜厚１０９ｎｍ）、ＳｉＯ2薄膜（屈折率：１．４６、膜厚８７ｎｍ）を積層することで反射防止処理層を形成した。
【０１２８】
ＴｉＯ2薄膜を形成するには、チタンをターゲットに用いて、直流マグネトロンスパッタリング法で、真空度を０．２７Ｐａとし、ガスとしてＡｒガスを５００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを８０ｓｃｃｍの流速で流した。また、基板の背面には０℃の冷却ロールを設けて、透明プラスチックフィルムを冷却した。このときのターゲットには７．８Ｗ／ｃｍ2の電力を供給し、ダイナミックレートは２３ｎｍ・ｍ／分であった。
【０１２９】
ＳｉＯ2薄膜を形成するには、シリコンをターゲットに用いて、直流マグネトロンスパッタリング法で、真空度を０．２７Ｐａ、ガスとしてＡｒガスを５００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを８０ｓｃｃｍの流速で流した。また、基板の背面には０℃の冷却ロールを設けて、透明プラスチックフィルムを冷却した。このときのターゲットには７．８Ｗ／ｃｍ2の電力を供給し、ダイナミックレートは２３ｎｍ・ｍ／分であった。さらに、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３０】
実施例７
実施例３と同様にして作製した透明導電性フィルムをアクリル系粘着剤を介して、厚みが１．０ｍｍのポリカーボネート製のシートに貼り付けて、透明導電性積層シートを作製した。この透明導電性積層シートを固定電極として用い、実施例４の透明導電性フィルムを可動電極に用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３１】
比較例１
真空中でのプラスチックフィルムの巻き返し工程を行わなかった以外は、実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３２】
比較例２
スパッタリング後に２１０℃で２分間の熱処理を行なった以外は、実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３３】
比較例３
１８０℃で１分間の加熱処理及び１０分間の真空暴露処理の揮発成分低減のプロセスを省略した以外は、実施例３と同様にして透明導電性フィルムを作製した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３４】
以上の実施例及び比較例の測定結果を表１及び図１〜８に示す。
【０１３５】
表１の結果より、実施例１〜７記載の透明導電性フィルムおよび透明導電性シートは、高硬度な透明導電性薄膜が得られた。この透明導電性フィルムを用いたタッチパネルは、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行なった後でも白化もなく、ＯＮ抵抗にも異常がなかった。また、入力した記号○印も正確に認識していた。
【０１３６】
これに対して、比較例１及び３記載の透明導電性フィルムは、透明導電性薄膜の硬度が不十分であるため、タッチパネルに用いた際に、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行った後に摺動部が白化し、ＯＮ抵抗も上昇した。また、入力した記号○印も摺動部において正確に認識していなかった。
【０１３７】
また、比較例２記載の透明導電性フィルムは、透明導電性薄膜の硬度が非常に高いために、脆い薄膜となった。そのために、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行った後に摺動部が白化したり、ＯＮ抵抗も上昇することもなかったが、入力した記号○印が摺動部で正確に認識していなかった。これは摺動試験により透明導電性薄膜にクラックが生じたためである。
【０１３８】
【表１】
【０１３９】
【発明の効果】
本発明の透明導電性フィルムは、透明プラスチックフィルム基材上に、硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムであって、前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面の硬度が０．４〜０．８ＧＰａであることを特徴する透明導電性フィルムであるため、前記透明導電性フィルムを用いたペン入力用タッチパネルは、ペンの押圧で対向の透明導電性薄膜同士が接触しても、剥離、クラック等を生じることがないなどペン摺動耐久性に優れており、かつ位置検出精度や表示品位にも優れている。したがって、ペン入力タッチパネルとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図２】実施例２のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図３】実施例３のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図４】実施例４のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図５】実施例５のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図６】実施例６のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図７】実施例７のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図８】比較例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図９】比較例２のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図１０】比較例３のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図１１】本発明の透明導電性フィルムを使用して得たタッチパネルの断面図である。
【図１２】本発明の透明導電性フィルム及び透明導電性シートを使用して得た、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルの断面図である。
【図１３】実施例３の透明導電性薄膜の硬度測定に用いた、硬度と圧子押し込み深さの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 摺動試験部
２ タッチパネル出力形状
１０ 透明導電性フィルム
１１ 透明プラスチックフィルム基材
１２ 硬化物層
１３ 透明導電性薄膜
１４ ハードコート層
２０ ビーズ
３０ ガラス板
４０ 透明導電性シート
４１ 粘着剤
４２ 透明樹脂シート
【発明の属する技術分野】
本発明は透明プラスチックフィルム基材上に硬化物層及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルに関するものであり、特にペン入力用タッチパネルに用いた際にペン摺動耐久性に優れる透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透明プラスチックフィルム基材上に、透明でかつ抵抗が小さい薄膜を積層した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなどのようなフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極など、電気、電子分野の用途に広く使用されている。
【０００３】
近年、携帯情報端末やタッチパネル付きノートパソコンの普及により、従来以上にペン摺動耐久性に優れたタッチパネルが要求されるようになってきた。
【０００４】
タッチパネルにペン入力する際、固定電極側の透明導電性薄膜と可動電極（フィルム電極）側の透明導電性薄膜同士が接触するが、この際にペン荷重で透明導電性薄膜にクラック、剥離などの破壊が生じない、優れたペン摺動耐久性を有する透明導電性フィルムが要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の透明導電性フィルムは次のような課題を有していた。
【０００６】
厚さが１２０μｍ以下の透明プラスチックフィルム基材上に透明導電性薄膜を形成し、粘着剤層で他の透明基体と貼りあわせた透明導電性フィルムが特開平２−６６８０９号公報に開示されている。しかしながら、後述のペン摺動耐久性試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験後には、透明導電性薄膜に剥離が生じ、ペン入力に対する耐久性は不十分であった。そのため、この剥離部の白化により、タッチパネル付きディスプレイ用に使用した際に表示品位が低下するという問題があった。
【０００７】
また、透明プラスチックフィルム基材上に、有機ケイ素化合物の加水分解により生成された下地層を設け、さらに結晶質の透明導電性薄膜を積層した透明導電性フィルムが、例えば特開昭６０−１３１７１１号公報、特開昭６１−７９６４７号公報、特開昭６１−１８３８０９号公報、特開平２−１９４９４３号公報、特開平２−２７６６３０号公報、特開平８−６４０３４号公報などに提案されている。
【０００８】
しかしながら、これらの透明導電性フィルムは、結晶化度が非常に高い透明導電性薄膜であるため非常に脆く、後述のペン摺動耐久性試験に記載のポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験後には、透明導電性薄膜にクラックが発生する。
【０００９】
すなわち、本発明の目的は、上記の従来の問題点に鑑み、タッチパネルに用いた際のペン摺動耐久性に優れ、特にポリアセタール製のペンを使用し、５．０Ｎの荷重で１０万回の摺動試験後でも透明導電性薄膜が破壊されない、透明導電性フィルムまたは透明導電性シート、及びこれらを用いたタッチパネルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであって、上記の課題を解決することができた透明導電性フィルム、透明導電性シートおよびタッチパネルとは、以下の通りである。
【００１１】
すなわちち、本発明の第１の発明は、透明プラスチックフィルム基材上に、硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムであって、前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面の硬度が０．４〜０．８ＧＰａであることを特徴する透明導電性フィルムである。
【００１２】
第２の発明は、前記透明導電性薄膜が非晶性であることを特徴とする第１の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１３】
第３の発明は、前記硬化物層は、硬化型樹脂中に該硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂を含有し、かつ前記非相溶樹脂が粒子状に分散していることを特徴とする第１または２の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１４】
第４の発明は、前記硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層と前記透明導電性薄膜との付着力が０．１Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする第１乃至３の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１５】
第５の発明は、前記透明導電性薄膜がインジウム−スズ複合酸化物またはスズ−アンチモン複合酸化物からなることを特徴とする第１乃至４の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１６】
第６の発明は、前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、ハードコート層を積層することを特徴とする第１乃至５の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１７】
第７の発明は、前記ハードコート層が防眩性を有することを特徴とする第６の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１８】
第８の発明は、前記ハードコート層に低反射処理を施したことを特徴とする第６または７の発明に記載の透明導電性フィルムである。
【００１９】
第９の発明は、第１乃至８の発明に記載の透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、粘着剤を介して透明樹脂シートを貼り合わせることを特徴とする透明導電性シートである。
【００２０】
第１０の発明は、前記透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して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第１乃至９の発明のいずれかに記載の透明導電性フィルムもしくは透明導電性シートからなることを特徴とするタッチパネルである。
【００２１】
【作用】
本発明の透明導電性フィルムは、透明プラスチックフィルム基材上に、硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した構成を有する。中間層の硬化物層は、プラスチックフィルム基材と透明導電層との密着性を向上させ、耐薬品性を付与する目的で使用される。
【００２２】
さらに、前記硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層は、さらに硬化物樹脂中に非相溶な高分子樹脂を含有し、かつ前記非相溶高分子樹脂が粒子状に分散していることにより、硬化物層の表面に微粒子状の非相溶樹脂に基づく微細凹凸が形成され、その上に積層した透明導電性薄膜にも同様の微細凹凸が付与される。そのため、ポリアセタールペンによる荷重により透明導電薄膜がガラスと接触する際の真実接触面積が減少し、ガラス面と透明導電膜面との滑り性が改善される。その結果、ペン摺動耐久性をさらに向上させることができる。
【００２３】
また、前記透明導電性フィルムは、透明導電性薄膜側表面の硬度が０．４〜０．８ＧＰａであることが必要であり、０．４〜０．７ＧＰａが好ましい。硬度が０．４ＧＰａ未満では、導電性薄膜の硬度が不十分であり、ペン摺動時の摩耗劣化により耐久性が不十分となる。一方、０．８ＧＰａを超える硬度では、導電性薄膜がもろくなり、タッチパネル作成工程で導電性薄膜に割れが生じる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材とは、有機高分子を溶融押出し又は溶液押出しをして、必要に応じ、長手方向及び／又は幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムであり、有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルファン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどが挙げられる。
【００２５】
これらの有機高分子のなかで、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマー、ポリカーボネート、ポリアリレートなどが好適である。また、これらの有機高分子は他の有機重合体の単量体を少量共重合したり、他の有機高分子をブレンドしてもよい。
【００２６】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材の厚みは、１０μｍを越え、３００μｍ以下の範囲であることが好ましく、７０〜２６０μｍの範囲が特に好ましい。プラスチックフィルムの厚みが１０μｍ以下では機械的強度が不足し、特にタッチパネルに用いた際のペン入力に対する変形が大きくなる傾向があり、耐久性が不十分となりやすい。一方、厚みが３００μｍを越えると、タッチパネルに用いた際に、フィルムを変形させるためのペン荷重が大きくなりやすく、好ましくない。
【００２７】
本発明で用いる透明プラスチックフィルム基材は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記フィルムをコロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施してもよい。
【００２８】
また、本発明で用いる硬化型樹脂は、加熱、紫外線照射、電子線照射などのエネルギー印加により硬化する樹脂であれば特に制限はなく、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。生産性の観点からは、紫外線硬化型樹脂を主成分とすることが好ましい。
【００２９】
このような紫外線硬化型樹脂としては、例えば、多価アルコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルなどから合成されるような多官能性のウレタンアクリレート樹脂などを挙げることができる。必要に応じて、これらの多官能性の樹脂に単官能性の単量体、例えば、ビニルピロリドン、メチルメタクリレート、スチレンなどを加えて共重合させることができる。
【００３０】
また、透明導電性薄膜と硬化物層との付着力を向上するために、硬化物層を表面処理することが有効である。具体的な手法としては、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基を増加するためにグローまたはコロナ放電を照射する放電処理法、アミノ基、水酸基、カルボニル基などの極性基を増加させるために酸またはアルカリで処理する化学薬品処理法などが挙げられる。
【００３１】
紫外線硬化型樹脂は、通常、光重合開始剤を添加して使用される。光重合開始剤としては、紫外線を吸収してラジカルを発生する公知の化合物を特に制限なく使用することができ、このような光重合開始剤としては、例えば、各種ベンゾイン類、フェニルケトン類、ベンゾフェノン類などを挙げることができる。光重合開始剤の添加量は、紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり通常１〜５重量部とすることが好ましい。
【００３２】
また、本発明で使用する硬化物層は、主たる構成成分である硬化型樹脂のほかに、硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂を併用することが好ましい。マトリックスの硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂を少量併用することで、硬化型樹脂中で相分離が起こり非相溶樹脂を微粒子状に分散させることができる。この微粒子状に分散した非相溶樹脂により、硬化物層表面に凹凸を形成させることができる。
【００３３】
硬化型樹脂が前記の紫外線硬化型樹脂の場合、非相溶樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂などが例示される。
【００３４】
前記ポリエステル樹脂は、重量平均分子量で５，０００〜５０，０００と高分子量であることが好ましく、特に好ましくは８，０００〜３０，０００である。ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５，０００未満であると、ポリエステル樹脂が硬化物層中で適切な大きさの粒子となって分散することが困難となる傾向があり好ましくない。一方、ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５０，０００を超えると、塗布液を調整する際、溶剤に対する溶解性が低下するので好ましくない。
【００３５】
前記の高分子量のポリエステル樹脂は、二価アルコールと二価カルボン酸を重合することにより得られる非結晶性の飽和ポリエステル樹脂であり、上記の紫外線硬化型樹脂と共通の溶媒に溶解することができるものである。
【００３６】
前記の二価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡなどを挙げることができる。
【００３７】
また、前記の二価カルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などを挙げることができる。
【００３８】
溶媒に対する溶解性が不十分とならない範囲で、トリメチロールプロパンやペンタエリスリトールのような三価以上のアルコール、及び、無水トリメリット酸や無水ピロメリット酸のような三価以上のカルボン酸を共重合することができる。
【００３９】
本発明において、硬化物層の主たる構成成分である硬化型樹脂として紫外線硬化型樹脂を用い、硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂として高分子量のポリエステル樹脂を用いる場合、それらの配合割合は、紫外線硬化型樹脂１００重量部当たりポリエステル樹脂０．１〜２０重量部であることが好ましく、さらに好ましくは０．２〜１０重量部、特に好ましくは０．５〜５重量部である。
【００４０】
前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり０．１重量部未満であると、硬化物層表面に形成される突起数が少なくなる傾向にあり、ペン摺動耐久性のさらなる改良効果が発現せず好ましくない。一方、前記ポリエステル樹脂の配合量が紫外線硬化型樹脂１００重量部当たり２０重量部を超えると、硬化物層の強度が低下し、耐薬品性が悪化しやすくなる。
【００４１】
しかしながら、ポリエステル樹脂は紫外線硬化型樹脂と屈折率に差異があるため、硬化物層のヘーズ値が上昇し透明性を悪化させる傾向があるので好ましくない。逆に、高分子量のポリエステル樹脂の分散粒子による透明性の悪化を積極的に利用し、ヘーズ値が高く防眩機能を有する防眩フィルムとして使用することもできる。
【００４２】
前記の紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂は、それぞれに共通の溶剤に溶解して塗布液を調製する。使用する溶剤には特に制限はなく、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのようなアルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのようなエステル系溶剤、ジブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのようなエーテル系溶剤、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのようなケトン系溶剤、トルエン、キシレン、ソルベントナフサなどのような芳香族炭化水素系溶剤などを単独に、あるいは混合して使用することができる。
【００４３】
塗布液中の樹脂成分の濃度は、コーティング法に応じた粘度などを考慮して適切に選択することができる。例えば、塗布液中に紫外線硬化型樹脂、光重合開始剤及び高分子量のポリエステル樹脂の合計量が占める割合は、通常は２０〜８０重量％である。また、この塗布液には、必要に応じて、その他の公知の添加剤、例えば、シリコーン系レベリング剤などを添加してもよい。
【００４４】
本発明において、調製された塗布液は透明プラスチックフィルム基材上にコーティングされる。コーティング法には特に制限はなく、バーコート法、グラビアコート法、リバースコート法などの従来から知られている方法を使用することができる。
【００４５】
コーティングされた塗布液は、次の乾燥工程で溶剤が蒸発除去される。この工程で、塗布液中で均一に溶解していた高分子量のポリエステル樹脂は微粒子となって紫外線硬化型樹脂中に析出する。塗膜を乾燥した後、プラスチックフィルムに紫外線を照射することにより、紫外線硬化型樹脂が架橋・硬化して硬化物層を形成する。この硬化の工程で、高分子量のポリエステル樹脂の微粒子はハードコート層中に固定されるとともに、硬化物層の表面に突起を形成する。
【００４６】
また、硬化物層の厚みは０．１〜１５μｍの範囲であることが好ましい。より好ましくは０．５〜１０μｍの範囲であり、特に好ましくは１〜８μｍの範囲である。硬化物層の厚みが０．１μｍ未満の場合には、後述する突起が十分に形成されにくくなる。一方、１５μｍを超える場合には生産性の観点から好ましくない。
【００４７】
本発明で用いる透明導電性薄膜としては、透明性及び導電性をあわせもつ材料であれば特に制限はないが、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物、銀および銀合金、銅および銅合金、金等が単層もしくは２層以上の積層構造したものが挙げられる。これらのうち、環境安定性や回路加工性の観点から、インジウム−スズ複合酸化物またはスズ−アンチモン複合酸化物が好適である。
【００４８】
透明導電性薄膜の膜厚は４〜８００ｎｍの範囲が好ましく、特に好ましくは５〜５００ｎｍである。透明導電性薄膜の膜厚が４ｎｍよりも薄い場合、連続した薄膜になりにくく良好な導電性を示しにくい傾向がある。一方、８００ｎｍよりも厚い場合、透明性が低下しやすくなる。
【００４９】
本発明における透明導電性薄膜の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法などが知られており、必要とする膜厚に応じて、前記の方法を適宜用いることができる。
【００５０】
例えば、スパッタリング法の場合、酸化物ターゲットを用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、等を導入したり、オゾン添加、プラズマ照射、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。
【００５１】
本発明で、透明導電性薄膜の硬度を高くするのは、タッチパネルに用いた際のペン摺動耐久性試験において、ガラス基板との摩擦により、透明導電性薄膜が摩耗劣化することを防止するためである。
【００５２】
透明導電性薄膜を構成する金属酸化物は、電子線回折像から非晶性と結晶性とに分類される。結晶性金属酸化物は、非晶性金属酸化物を熱処理することにより得られる。硬度としては、結晶性金属酸化物の方が一般的に非晶性金属酸化物よりも高いが、導電性薄膜を構成する金属酸化物の結晶化を進めると、前記の［発明が解決しようとする課題］に記載したように、導電性薄膜が脆くなりやすく、ポリアセタールペンによる直線摺動試験後に薄膜にクラックが発生する傾向がみられる。
【００５３】
非晶性の透明導電性薄膜の硬度を高くするためには、透明導電性薄膜を成膜する際に次の二つの方法を用いることが有効である。
（１）フィルム基板の温度を高くする。
（２）成膜雰囲気中の水分や有機物などの不純物を除去する。
【００５４】
透明導電性薄膜の硬度を高くするためには、基板となるフィルムの温度を高くすることが重要なポイントの１つである。これは、透明導電性薄膜の成膜時に、蒸着粒子が堆積する際に基板（フィルム）表面でマイグレーションできるために、エネルギー的により安定な状態に動くことが可能となり、充填密度が非常に高い透明導電性薄膜が得られるためである。金属酸化物の蒸着粒子を高密度充填でフィルム基材上に成膜することができるため、硬度は非常に高くなる。
【００５５】
例えば、スパッタリング法により巻き取り式装置を用いて、透明導電性薄膜をフィルム上に成膜する場合には、フィルム背面（透明導電性薄膜形成面とは反対面）に接触するロール温度を高くすることで、基板となるフィルムの温度を高くすることが可能である。
【００５６】
基板となる透明プラスチックフィルムに透明導電性薄膜を成膜する際の温度は、４０〜１５０℃とすることが好ましい。成膜時の温度が１５０℃を越えると、プラスチックフィルム表面が柔らかくなり、真空チェンバー走行中にフィルム表面に傷が発生しやすくなる。また、４０℃未満の温度では硬度が高い導電性薄膜を得ることが難しくなる。
【００５７】
ロール温度を制御するには、ロール内に水路を設けて、この水路中に温度調整された熱媒を流せばよい。この熱媒としては、特に制限はないが、水やオイル、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの単体およびこれらの混合物が好適である。
【００５８】
また、硬度の高い透明導電性薄膜を得るためには、成膜雰囲気中の水や有機物などの不純物をできるだけ除去することも重要なポイントである。
【００５９】
例えば、スパッタリング法にて成膜する場合には、スパッタリングを行う前に真空チェンバー内の圧力を０．００１Ｐａ以下の真空度まで排気した後に、Ａｒなどの不活性ガスと酸素などの反応性ガスを真空チェンバーに導入し、０．０１〜１０Ｐａの圧力範囲において放電を発生させ、スパッタリングを行うのが好ましい。また、蒸着法、ＣＶＤ法などの他の方法においても同様である。
【００６０】
このようにして形成した硬化物層面に透明導電性薄膜をスパッタリングなどの真空プロセスにより成膜するが、硬化物層中および／またはプラスチックフィルム中に揮発成分を含んでいると、真空プロセスに悪影響を与える。
【００６１】
硬化物層中および／またはプラスチックフィルム中に揮発成分を含んでいると、例えば、スパッタリング法でインジウム−スズ複合酸化物薄膜をフィルム基板上に形成させる場合、スパッタリングされたインジウム原子と硬化物層から揮発したガスが気相中で衝突して、インジウム原子のエネルギーが低下する。この結果、硬化物層上に形成される透明導電性薄膜の硬度が低下する。
【００６２】
また、硬化物層から揮発したガス成分が導電性薄膜中に不純物として取り込まれると、膜組成の変動や膜構造の変化などにより、膜質の良くない透明導電性薄膜が形成され、薄膜の硬度が低下する。
【００６３】
このような硬度の低い透明導電性薄膜が積層された透明導電性フィルムをタッチパネルに用いると、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験後に、透明導電性薄膜が摩耗劣化し好ましくない。
【００６４】
例えば、硬化物層中に存在する揮発成分としては、前述した硬化物層の塗工に用いた塗工液の溶剤や紫外線硬化反応に寄与しなかった、残留の光重合開始剤およびその副生成物などが挙げられる。
【００６５】
前記の揮発成分を減少させるためには、紫外線照射による架橋反応の後に、加熱処理を施すのが好適である。このときの加熱処理温度は１００〜２００℃の範囲であることが好ましい。１００℃未満では揮発成分を減少させる効果が不十分となりやすく、２００℃を越える温度では、フィルムの平面性を保つのが難しくなる傾向にある。
【００６６】
また、スパッタリング等を行う真空チェンバーの中でフィルムを真空暴露することで揮発成分を減少させることも有効な手段である。真空暴露の際にフィルムに接触するロール温度を高くしておいたり、赤外線ヒーターによるフィルム加熱を併用することで揮発成分をより減少させることが可能となる。
【００６７】
前記のように、成膜雰囲気中の水分や有機物などの不純物を可能な限り除去することで、膜質に優れかつ高硬度な透明導電性薄膜を有する透明導電性フィルムが得られる。そのため、この透明導電性薄膜をタッチパネルに用いると、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）を用いて、５．０Ｎの荷重で１０万回の直線摺動試験を行った後でも透明導電性薄膜の劣化が見られない。
【００６８】
また、硬度がさらに高い透明導電性薄膜を得るために、成膜後に加熱、紫外線照射などの手段でエネルギーを付与してもよい。これらのエネルギー付与手段のうち、酸素雰囲気下での加熱処理が好適である。
【００６９】
加熱処理温度は１５０〜２００℃の範囲が好ましい。１５０℃未満の温度では、膜質改善の効果が不十分である。一方、２００℃を超える温度ではフィルムの平面性を維持するのが難しくなり、さらに透明導電性薄膜の結晶化度が非常に高くなり、脆い透明導電性薄膜となってしまう。
【００７０】
また、加熱処理時間としては０．２〜６０分の範囲が好適である。０．２分未満では、たとえ２２０℃程度の高温で加熱処理を行なっても膜質改善の効果が十分でなく好ましくない。一方、６０分を超える加熱処理時間では工業的に不適である。
【００７１】
また、加熱処理を行なう雰囲気は、予め０．２Ｐａ以下の圧力まで排気した後に酸素で満たした空間で行うことが好ましい。このときの圧力は大気圧以下であることが好ましい。
【００７２】
また、タッチパネルとした際の最外層（ペン入力面）の耐擦傷性をさらに向上させるために、透明プラスチックフィルムの透明導電性薄膜を形成させた表面とは反対面（タッチパネルとした際の最外層のペン入力面）に、ハードコート層を設けることが好ましい。前記ハードコート層の硬度は、鉛筆硬度で２Ｈ以上であることが好ましい。２Ｈ未満の硬度では、透明導電性フィルムのハードコート層としては耐擦傷性の点で不十分である。
【００７３】
前記ハードコート層の厚みは０．５〜１０μｍであることが好ましい。厚みが０．５μｍ未満では、耐擦傷性が不十分となりやすく、１０μｍよりも厚い場合には生産性の観点から好ましくない。
【００７４】
前記ハードコート層に用いられる硬化型樹脂組成物は、アクリレート系の官能基を有する樹脂が好ましく、例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリート等のオリゴマーまたはプレポリマーなどが挙げられる。
【００７５】
また、反応性希釈剤としては、エチル（メタ）アクリート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を比較的多量に含有するものが使用できる。
【００７６】
本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合することが好ましい。
【００７７】
また、前記ハードコート層に用いられる硬化型樹脂組成物としては、ポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートとの混合物が特に好適である。ポリエステルアクリレートは塗膜が非常に硬くてハードコート層として適している。しかしながら、ポリエステルアクリレート単独の塗膜では耐衝撃性が低く脆くなりやすいという問題がある。そこで、塗膜に耐衝撃性及び柔軟性を与えるために、ポリウレタンアクリレートを併用することが好ましい。すなわち、ポリエステルアクリレートにポリウレタンアクリレートを併用することで、塗膜はハードコート層としての硬度を維持しながら、耐衝撃性及び柔軟性という機能を具備することができる。
【００７８】
両者の配合割合は、ポリエステルアクリレート樹脂１００重量部に対し、ポリウレタンアクリレート樹脂を３０重量部以下とするのが好ましい。ポリウレタンアクリレート樹脂の配合割合が３０重量部を超えると、塗膜が柔らかくなりすぎて耐衝撃性が不十分となる傾向がある。
【００７９】
前記の硬化型樹脂組成物の硬化方法は、通常の硬化方法、すなわち、加熱、電子線または紫外線の照射によって硬化する方法を用いることができる。例えば、電子線硬化の場合は、コックロフトワルトン型、ハンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用される。また、紫外線硬化の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハイライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００８０】
さらに、電離放射線硬化の場合には、前記の硬化型樹脂組成物中に光重合開始剤や光増感剤を含有させることが好ましい。光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類などが挙げられる。また、光増感剤としては、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等が好ましい。
【００８１】
ハードコート層に防眩性を付与するためには、硬化型樹脂中にＣａＣＯ3やＳｉＯ2などの無機粒子を分散させたり、ハードコート層の表面に凹凸形状を形成させることが有効である。例えば、凹凸を形成するためには、硬化型樹脂組成物を含む塗液を塗工後、表面に凸形状を有する賦形フィルムをラミネートし、この賦形フィルム上から紫外線を照射し硬化型樹脂を硬化させた後に、賦形フィルムのみを剥離することにより得られる。
【００８２】
前記の賦型フィルムには、離型性を有するポリエチレンテレフタレート（以後、ＰＥＴと略す）等の基材フィルム上に所望の凸形状を設けたもの、あるいは、ＰＥＴ等の基材フィルム上に繊細な凸層を形成したもの等を用いることができる。その凸層の形成は、例えば、無機粒子とバインダー樹脂からなる樹脂組成物を用いて基材フィルム上に塗工することにより得ることができる。
【００８３】
前記バインダー樹脂は、例えば、ポリイソシアネートで架橋されたアクリルポリオールを用い、無機粒子としては、ＣａＣＯ3やＳｉＯ2などを用いることができる。また、この他にＰＥＴ製造時にＳｉＯ2等の無機粒子を練込んだマットタイプのＰＥＴも用いることができる。
【００８４】
この賦型フィルムを紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートした後紫外線を照射して塗膜を硬化する場合、賦型フィルムがＰＥＴを基材としたフィルムの場合、該フィルムに紫外線の短波長側が吸収され、紫外線硬化型樹脂の硬化が不足するという欠点がある。したがって、紫外線硬化型樹脂の塗膜にラミネートする賦型フィルムの透過率が２０％以上のものを使用することが必要である。
【００８５】
また、タッチパネルに用いた際に可視光線の透過率をさらに向上させるためにハードコート層上に、低反射処理を施してもよい。この低反射処理は、ハードコート層の屈折率とは異なる屈折率を有する材料を単層もしくは２層以上に積層することが好ましい。
【００８６】
単層構造の場合、ハードコート層よりも小さな屈折率を有する材料を用いるのが好ましい。また、２層以上の多層構造とする場合は、ハードコート層と隣接する層は、ハードコート層よりも大きな屈折率を有する材料を用い、この上の層にはこれよりも小さな屈折率を有する材料を選ぶのがよい。このような低反射処理を構成する材料としては、有機材料でも無機材料でも上記の屈折率の関係を満足すれば特に限定されない。例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＡｌＦ4、ＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＺｒＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｏ3、などの誘電体を用いるのが好ましい。
【００８７】
この低反射処理は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などのドライコーティングプロセスでも、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティングプロセスでもよい。
【００８８】
さらに、この低反射処理層の積層に先立って、前処理として、コロナ放電処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、プライマ処理、易接着処理などの公知の表面処理をハードコート層に施してもよい。
【００８９】
本発明の透明導電性フィルムを用い、透明導電性薄膜を形成していない面と粘着剤を介して透明樹脂シートと積層することで、タッチパネルの固定電極に用いる透明導電性積層樹脂シートが得られる。すなわち、タッチパネルの固定電極の基板をガラスから透明樹脂シートに変更することで、軽量かつ割れにくいタッチパネルを作製することができる。
【００９０】
前記粘着剤は透明性を有するものであれば特に制限はないが、例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好適である。この粘着剤の厚さは特に制限はないが、通常１〜１００μｍの範囲に設定するのが望ましい。粘着剤の厚みが１μｍ未満の厚さの場合、実用上問題のない接着性を得るのが難しく、１００μｍを越える厚さでは生産性の観点から好ましくない。
【００９１】
この粘着剤を介して貼合わせる透明樹脂シートは、ガラスと同等の機械的強度を付与するために使用するものであり、厚さは０．０５〜５ｍｍの範囲が好ましい。前記透明樹脂シートの厚みが０．０５ｍｍ未満では、機械的強度がガラスに比べ不足する。一方、厚さが５ｍｍを越える場合には、厚すぎてタッチパネルに用いるには不適当である。また、この透明樹脂シートの材質は、前記の透明プラスチックフィルムと同様のものを使用することができる。
【００９２】
図１１に、本発明の透明導電性フィルムを用いた、タッチパネルの例を示す。これは、透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して配置してなるタッチパネルにおいて、一方のパネル板に本発明の透明導電性フィルムを用いたものである。
【００９３】
このタッチパネルは、ペンにより文字を入力した時に、ペンからの押圧により、対向した透明導電性薄膜同士が接触し、電気的にＯＮの状態になり、タッチパネル上でのペンの位置を検出することができる。このペン位置を連続的かつ正確に検出することで、ペンの軌跡から文字を認識することができる。この際、ペン接触側の可動電極が本発明の透明導電性フィルムを用いると、ペン摺動耐久性に優れるため、長期にわたって安定なタッチパネルとすることができる。
【００９４】
なお、本発明の透明導電性フィルム及び透明導電性シートを使用して得た、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルの断面図を図１２に示した。このプラスチック製のタッチパネルは、ガラスを用いていないため、非常に軽量であり、かつ、衝撃により割れたりすることがない。
【００９５】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、透明導電性フィルムの性能およびタッチパネルのペン摺動耐久性試験は、下記の方法により測定した。
【００９６】
＜光線透過率及びヘイズ＞
ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠し、日本電色工業（株）製ＮＤＨ−１００１ＤＰを用いて、光線透過率及びヘイズを測定した。
【００９７】
＜表面抵抗率＞
ＪＩＳ−Ｋ７１９４に準拠し、４端子法にて測定した。測定機は、三菱油化（株）製 Ｌｏｔｅｓｔ ＡＭＣＰ−Ｔ４００を用いた。
【００９８】
＜透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面の硬度＞
透明導電性フィルム試料を７ｍｍ×７ｍｍの小片に切り出し、透明導電性薄膜面とは反対面をアルミ製の試料ホルダーに２液混合エポキシ系接着剤で固定した。これを、Nano Indenter XP（東陽テクニカ社製）を用い、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面を下記の荷重加振による連続剛性測定法により硬度を測定した。圧子には曲率半径４０ｎｍのＡｃｃｕＴｉｐ型バーコビッチダイヤモンドチップを用いた。
【００９９】
（１）表面検出
圧子を２０ｎｍ／秒で透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面に向かって降下させ、その剛性が自由振動（大気中）の時の１．５倍になるところを表面とした。
【０１００】
（２）荷重負荷過程
負荷レートを（ｄＦ／ｄｔ）／Ｆ＝０．０５（Ｆ：荷重）として、この荷重を４５Ｈｚで加振変調した。また、圧子を２００ｎｍまで押し込んだ。
【０１０１】
（３）除荷過程
一定荷重下で１５秒間保持した後、荷重負荷過程での最終到達速度の７０％の速度で、最大荷重の８０％分を除荷する。
【０１０２】
（４）ドリフト検出
最大荷重の２０％で２秒ごとに５０点の変位を測定し、ドリフト速度を算出する。この値を使い、荷重−変位曲線を修正する。
【０１０３】
上記の測定が完了した後、荷重負荷過程での測定値から、Ｏｌｉｖｅｒ＆Ｐｈａｒｒの方法で圧子の実効接触深さを計算し、予め求めておいた圧子形状補正式を適用して実効接触射影断面積を算出する。各測定点での荷重を面積で除して硬度（ＧＰａ）とした。
【０１０４】
この測定値を試料の中央部を４０μｍ間隔で１０点測定して、これらの平均値を取り、硬度と押し込み深さのグラフから最大硬度を求め、小数第３位の桁を四捨五入し、これを透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面の硬度（ＧＰａ）とした。
【０１０５】
＜ペン摺動耐久性試験＞
ポリアセタール製のペン（先端の形状：０．８ｍｍＲ)に５．０Ｎの荷重をかけ、１０万回（往復５万回）の直線摺動試験をタッチパネルに行った。この時の摺動距離は３０ｍｍ、摺動速度は６０ｍｍ／秒とした。この摺動耐久性試験後に、まず、摺動部が白化しているかを目視によって観察した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで上記の摺動部にかかるように２０ｍｍφの記号○印を筆記し、タッチパネルがこれを正確に読みとれるかを評価した。さらに、ペン荷重０．５Ｎで摺動部を押さえた際の、ＯＮ抵抗（可動電極（フィルム電極）と固定電極とが接触した時の抵抗値）を測定した。
【０１０６】
＜付着力測定＞
４０μｍ厚のアイオノマーフィルムをポリエステル系接着剤を用いて、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにラミネートし、付着力測定用積層体を作製した。この付着力測定用積層体のアイオノマー面と透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面を対向させ、１３０℃でヒートシールした。この積層体を付着力測定用積層体と透明導電性フィルムとを１８０度剥離法で剥離し、この剥離力を付着力とした。この時の剥離速度は１０００ｍｍ／分とした。
【０１０７】
＜透明導電性薄膜の結晶または非晶の判別＞
透明導電性フィルムを１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノール中に２日間浸漬し、プラスチックフィルムおよび硬化性高分子硬化層を溶解し、透明導電性薄膜の単独膜を得る。次いで、溶液中の透明導電性薄膜をマイクログリッドに乗せ、１日間風乾し溶液を乾燥させる。乾燥後の試料の電子線回折像を透過型電子顕微鏡（日本電子社製、ＪＥＭ−２０１０）にて測定する。電子線の条件は、加速電圧を２００ｋＶ、波長を０．００２５ｎｍとする。この電子線回折像から透明導電性薄膜が結晶性であるか、非晶性であるかを判別する。
【０１０８】
実施例１
両面に易接着層を有する透明二軸配向ＰＥＴフィルム（東洋紡績社製、Ａ４３４０、厚み１８８μｍ）上に、濃度１重量％の有機ケイ素化合物のブタノール／イソプロパノール混合アルコール系溶液（日本コルコート化学社製、ＨＡＳ−２）を塗布した後、 １００℃で１分間乾燥させた。
【０１０９】
＜透明導電性薄膜の製膜＞
スパッタリングを行う前に前記フィルムから揮発性ガスを出すために真空中でフィルムの巻き返しをおこなった。このときのセンターロールの温度は４０℃とした。また、スパッタリングを行う際して、センターロールの温度を７０℃になるように設定した。さらに、スパッタリングを行う前の圧力が０．０００８Ｐａとなるまで真空排気を行った。
【０１１０】
さらに、硬化物層面にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、ターゲットにはスズを５重量％含有したインジウム（三井金属鉱業社製）を用いて、２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を印加した。また、Ａｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを５５ｓｃｃｍの流量で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イー・エヌ・アイ製ＲＰＧ−１００を用いて３μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。
【０１１１】
雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東社製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように、酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。以上のようにして、厚さ２７ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を堆積した。次いで、１９０℃で１分間のアニール処理を酸素雰囲気下で行なった。
【０１１２】
＜タッチパネルの作製＞
この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、他方のパネル板として、ガラス基板上にプラズマＣＶＤ法で厚みが２０ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物薄膜（酸化スズ含有量：１０重量％）からなる透明導電性薄膜（日本曹達社製、Ｓ５００）を用いた。この２枚のパネル板を透明導電性薄膜が対向するように、直径３０μｍのエポキシビーズを介して、配置しタッチパネルを作製した。
【０１１３】
実施例２
光重合開始剤含有アクリル系樹脂（大日精化工業社製、セイカビームＥＸＦ−０１Ｊ）を、トルエン／ＭＥＫ（８／２：重量比）の混合溶媒を用いて、固形分濃度が５０重量％になるように加え、撹拌して均一に溶解し塗布液を調製した。両面に易接着層を有する透明二軸配向ＰＥＴフイルム（東洋紡績社製、Ａ４３４０、厚み１８８μｍ）に、塗膜の厚みが５μｍになるように、調製した塗布液をマイヤーバーを用いて塗布し、８０℃で１分間乾燥を行った後、紫外線照射装置（アイグラフィックス社製、ＵＢ０４２−５ＡＭ−Ｗ型）を用いて紫外線を照射（光量：３００ｍＪ／ｃｍ2）し、塗膜を硬化させた。次いで、１８０℃で１分間の加熱処理を施して、揮発成分の低減を行なった。
【０１１４】
次に、この硬化物層面にスズ−アンチモン複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、スパッタリング前の圧力は０．０００８Ｐａとし、ターゲットには酸化アンチモン５重量％含有した酸化スズ（三井金属鉱業社製、密度５．７ｇ／ｃｍ3）を用いて、２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を印加した。また、Ａｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを１５ｓｃｃｍの流速で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イーエヌアイ製ＲＰＧ−１００を用いて３μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。
【０１１５】
また、センターロールの温度を５０℃とし、スパッタリングを行った。また、雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東社製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、スズ−アンチモン複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。以上のようにして、厚さ２７ｎｍのスズ−アンチモン複合酸化物からなる透明導電性薄膜を堆積した。
【０１１６】
さらに、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、他方のパネル板として、ガラス基板上にプラズマＣＶＤ法で厚みが２０ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物薄膜（酸化スズ含有量：１０重量％）からなる透明導電性薄膜（日本曹達社製、Ｓ５００）を用いた。この２枚のパネル板を透明導電性薄膜が対向するように、直径３０μｍのエポキシビーズを介して、配置しタッチパネルを作製した。
【０１１７】
実施例３
光重合開始剤含有アクリル系樹脂（大日精化工業社製、セイカビームＥＸＦ−０１Ｊ）１００重量部に、共重合ポリエステル樹脂（東洋紡績社製、バイロン２００、重量平均分子量１８,０００）を３重量部配合し、溶剤としてトルエン／ＭＥＫ（８／２：重量比）の混合溶媒を、固形分濃度が５０重量％になるように加え、撹拌して均一に溶解し塗布液を調製した。
【０１１８】
両面に易接着層を有する透明二軸配向ＰＥＴフイルム（東洋紡績社製、Ａ４３４０、厚み１８８μｍ）に、塗膜の厚みが５μｍになるように、調製した塗布液をマイヤーバーを用いて塗布した。８０℃で１分間乾燥を行った後、紫外線照射装置（アイグラフィックス社製、ＵＢ０４２−５ＡＭ−Ｗ型）を用いて紫外線を照射（光量：３００ｍＪ／ｃｍ2）し、塗膜を硬化させた。次いで、１８０℃で１分間の加熱処理を施して、揮発成分の低減を行なった。
【０１１９】
また、この硬化物層を積層した透明二軸配向ＰＥＴフィルムを真空暴露するために、真空チェンバー中で巻き返し処理を行なった。このときの圧力は０．００２Ｐａであり、暴露時間は１０分とした。また、センターロールの温度は４０℃とした。
【０１２０】
次に、この硬化物層面にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を成膜した。このとき、スパッタリング前の圧力を０．０００７Ｐａとし、ターゲットとして酸化スズを５重量％含有した酸化インジウム（三井金属鉱業社製、密度７．１ｇ／ｃｍ3）に用いて、２Ｗ／ｃｍ2のＤＣ電力を印加した。また、Ａｒガスを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを１０ｓｃｃｍの流速で流し、０．４Ｐａの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で成膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、日本イーエヌアイ製ＲＰＧ−１００を用いて５μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。また、センターロール温度は５０℃として、スパッタリングを行った。
【０１２１】
また、雰囲気の酸素分圧をスパッタプロセスモニター（伯東社製、ＳＰＭ２００）にて常時観測しながら、インジウム−スズ複合酸化物薄膜中の酸化度が一定になるように酸素ガスの流量計およびＤＣ電源にフィートバックした。以上のようにして、厚さ２２ｎｍのインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜を堆積した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２２】
実施例４
実施例３において、透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層からなる積層体の、硬化物層面とは反対面にハードコート層樹脂としてポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートとの混合物からなる紫外線硬化型樹脂（大日精化工業社製、ＥＸＧ）を乾燥後の膜厚が５μｍになるようにグラビアリバース法により塗布し、溶剤を乾燥させた。この後、１６０Ｗの紫外線照射装置の下を１０ｍ／分の速度で通過させ、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、ハードコート層を形成させた。次いで、１８０℃で１分間の加熱処理をおこない、揮発成分の低減を行った。
【０１２３】
このハードコート層／透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層からなる積層体の硬化物層面に、実施例３と同様にしてインジウム−スズ複合酸化物薄膜を成膜した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２４】
実施例５
実施例３と同様にして、透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層からなる積層体を作製した。この積層体の硬化物層面とは反対面に、ハードコート層樹脂としてポリエステルアクリレートとポリウレタンアクリレートとの混合物からなる紫外線硬化型樹脂（大日精化工業社製、ＥＸＧ）を乾燥後の膜厚が５μｍになるようにグラビアリバース法により塗布し、溶剤を乾燥した。その後、表面に微細な凸形状が形成されたＰＥＴフィルムのマット賦形フィルム（東レ社製、Ｘ）をマット面が紫外線硬化型樹脂と接するようにラミネートした。このマット賦形フィルムの表面形状は、平均表面粗さ０．４０μｍ、山の平均間隔１６０μｍ、最大表面粗さ２５μｍである。
【０１２５】
このようにラミネートしたフィルムを１６０Ｗの紫外線照射装置の下を１０ｍ／分の速度で通過させ、紫外線硬化型樹脂を硬化させた。次いで、マット賦形フィルムを剥離して、表面に凹形状加工が施され防眩効果を有するハードコート層を形成させた。次いで、１８０℃で１分間の加熱処理をおこない、揮発成分の低減を行った。
【０１２６】
この防眩性ハードコート層／透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層からなる積層体の硬化物層面に、実施例３と同様にしてインジウム−スズ複合酸化物薄膜を透明導電性薄膜として成膜した。さらに、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１２７】
実施例６
実施例５と同様にして防眩性ハードコート層／透明二軸配向ＰＥＴフィルム基材／硬化物層／透明導電性薄膜からなる積層体を作製し、次いで、この防眩性ハードコート層面に順次ＴｉＯ2薄膜（屈折率：２．３０、膜厚１５ｎｍ）、ＳｉＯ2薄膜（屈折率：１．４６、膜厚２９ｎｍ）、ＴｉＯ2薄膜（屈折率：２．３０、膜厚１０９ｎｍ）、ＳｉＯ2薄膜（屈折率：１．４６、膜厚８７ｎｍ）を積層することで反射防止処理層を形成した。
【０１２８】
ＴｉＯ2薄膜を形成するには、チタンをターゲットに用いて、直流マグネトロンスパッタリング法で、真空度を０．２７Ｐａとし、ガスとしてＡｒガスを５００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを８０ｓｃｃｍの流速で流した。また、基板の背面には０℃の冷却ロールを設けて、透明プラスチックフィルムを冷却した。このときのターゲットには７．８Ｗ／ｃｍ2の電力を供給し、ダイナミックレートは２３ｎｍ・ｍ／分であった。
【０１２９】
ＳｉＯ2薄膜を形成するには、シリコンをターゲットに用いて、直流マグネトロンスパッタリング法で、真空度を０．２７Ｐａ、ガスとしてＡｒガスを５００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスを８０ｓｃｃｍの流速で流した。また、基板の背面には０℃の冷却ロールを設けて、透明プラスチックフィルムを冷却した。このときのターゲットには７．８Ｗ／ｃｍ2の電力を供給し、ダイナミックレートは２３ｎｍ・ｍ／分であった。さらに、この透明導電性フィルムを一方のパネル板として用い、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３０】
実施例７
実施例３と同様にして作製した透明導電性フィルムをアクリル系粘着剤を介して、厚みが１．０ｍｍのポリカーボネート製のシートに貼り付けて、透明導電性積層シートを作製した。この透明導電性積層シートを固定電極として用い、実施例４の透明導電性フィルムを可動電極に用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３１】
比較例１
真空中でのプラスチックフィルムの巻き返し工程を行わなかった以外は、実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３２】
比較例２
スパッタリング後に２１０℃で２分間の熱処理を行なった以外は、実施例１と同様にして透明導電性フィルムを作製した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３３】
比較例３
１８０℃で１分間の加熱処理及び１０分間の真空暴露処理の揮発成分低減のプロセスを省略した以外は、実施例３と同様にして透明導電性フィルムを作製した。さらに、この透明導電性フィルムを用いて、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。
【０１３４】
以上の実施例及び比較例の測定結果を表１及び図１〜８に示す。
【０１３５】
表１の結果より、実施例１〜７記載の透明導電性フィルムおよび透明導電性シートは、高硬度な透明導電性薄膜が得られた。この透明導電性フィルムを用いたタッチパネルは、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行なった後でも白化もなく、ＯＮ抵抗にも異常がなかった。また、入力した記号○印も正確に認識していた。
【０１３６】
これに対して、比較例１及び３記載の透明導電性フィルムは、透明導電性薄膜の硬度が不十分であるため、タッチパネルに用いた際に、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行った後に摺動部が白化し、ＯＮ抵抗も上昇した。また、入力した記号○印も摺動部において正確に認識していなかった。
【０１３７】
また、比較例２記載の透明導電性フィルムは、透明導電性薄膜の硬度が非常に高いために、脆い薄膜となった。そのために、ポリアセタール製ペン（先端形状：０．８ｍｍＲ）に５．０Ｎの荷重をかけ１０万回の摺動試験を行った後に摺動部が白化したり、ＯＮ抵抗も上昇することもなかったが、入力した記号○印が摺動部で正確に認識していなかった。これは摺動試験により透明導電性薄膜にクラックが生じたためである。
【０１３８】
【表１】
【発明の効果】
本発明の透明導電性フィルムは、透明プラスチックフィルム基材上に、硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムであって、前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面の硬度が０．４〜０．８ＧＰａであることを特徴する透明導電性フィルムであるため、前記透明導電性フィルムを用いたペン入力用タッチパネルは、ペンの押圧で対向の透明導電性薄膜同士が接触しても、剥離、クラック等を生じることがないなどペン摺動耐久性に優れており、かつ位置検出精度や表示品位にも優れている。したがって、ペン入力タッチパネルとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図２】実施例２のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図３】実施例３のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図４】実施例４のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図５】実施例５のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図６】実施例６のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図７】実施例７のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図８】比較例１のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図９】比較例２のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図１０】比較例３のタッチパネルからの出力形状を示した説明図である。
【図１１】本発明の透明導電性フィルムを使用して得たタッチパネルの断面図である。
【図１２】本発明の透明導電性フィルム及び透明導電性シートを使用して得た、ガラス基板を用いないプラスチック製のタッチパネルの断面図である。
【図１３】実施例３の透明導電性薄膜の硬度測定に用いた、硬度と圧子押し込み深さの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 摺動試験部
２ タッチパネル出力形状
１０ 透明導電性フィルム
１１ 透明プラスチックフィルム基材
１２ 硬化物層
１３ 透明導電性薄膜
１４ ハードコート層
２０ ビーズ
３０ ガラス板
４０ 透明導電性シート
４１ 粘着剤
４２ 透明樹脂シート
Claims (10)
- 透明プラスチックフィルム基材上に、硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層、及び透明導電性薄膜をこの順に積層した透明導電性フィルムであって、前記透明導電性フィルムの明細書に記載の荷重加振による連続剛性測定法により測定した透明導電性薄膜面の硬度が０．４〜０．８ＧＰａであることを特徴する透明導電性フィルム。
- 前記透明導電性薄膜が非晶性であることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム。
- 前記硬化物層は、硬化型樹脂中に該硬化型樹脂に非相溶な高分子樹脂を含有し、かつ前記非相溶樹脂が粒子状に分散していることを特徴とする請求項１または２記載の透明導電性フィルム。
- 前記硬化型樹脂を主たる構成成分とする硬化物層と前記透明導電性薄膜との付着力が０．１Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明導電性薄膜が、インジウム−スズ複合酸化物またはスズ−アンチモン複合酸化物からなることを特徴とする請求項１乃至４記載の透明導電性フィルム。
- 前記透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、ハードコート層を積層することを特徴とする請求項１乃至５記載の透明導電性フィルム。
- 前記ハードコート層が防眩性を有することを特徴とする請求項６記載の透明導電性フィルム。
- 前記ハードコート層に低反射処理を施したことを特徴とする請求項６または７記載の透明導電性フィルム。
- 請求項１乃至８記載の透明導電性フィルムの透明導電性薄膜面とは反対面に、粘着剤を介して透明樹脂シートを貼り合わせることを特徴とする透明導電性シート。
- 前記透明導電性薄膜を有する一対のパネル板を透明導電性薄膜が対向するようにスペーサーを介して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請求項１乃至９のいずれかに記載の透明導電性フィルムもしくは透明導電性シートからなることを特徴とするタッチパネル。
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