JP3366864B2

JP3366864B2 - 透明導電性フィルム

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Publication number: JP3366864B2
Application number: JP25856998A
Authority: JP
Inventors: 博十志佐藤; 和裕野田; 修二古川; 功太郎谷村
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2003-01-14
Anticipated expiration: 2018-09-11
Also published as: JP2000085051A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タッチパネルなど
に用いられる透明導電性フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルデジタルアシスタント
（ＰＤＡ）、並びにサブノートパソコンに代表される携
帯用情報末端では、一般的に、携帯性と使いやすさが重
視されることから液晶ディスプレイなどの表示装置上に
入力装置として例えば抵抗膜式タッチパネルが配置され
ている。そして、タッチパネル上を指やペンで押圧する
ことで、入力が図られ、押圧位置はＸ−Ｙ座標として確
認される。

【０００３】ところで、上記抵抗膜式タッチパネルの入
力操作が行われるタッチ側基板には、片面若しくは両面
に表面保護を目的とした光硬化型アクリル樹脂層を形成
したフィルム状の透明性を有するポリエチレンテレフタ
ラート又はポリカーボネートが用いられ、一方、ディス
プレイ側基板には、ポリエチレンテレフタラート、ポリ
カーボネート、ソーダライムガラス又は強化ガラスが用
いられる。そして、各基板の片面には、透明導電層とし
てインジウム・錫酸化物（以下、ＩＴＯと記載する。）
の薄膜が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】タッチパネルに関して
は、可視光領域における高い透明性（殊に、波長５５０
ｎｍ付近の光透過率が高いこと）が要求されるが、これ
に対しては、タッチ側の導電層を形成するフィルム及び
ディスプレイ側の導電層を形成するフィルムと透明導電
層との間への適当な金属酸化物（以下、「アンダーコー
ト層」と呼ぶ。）を挿入する技術が知られている。即
ち、各基板と透明導電層との間に例えば、酸化珪素、酸
化珪素−酸化錫系の金属酸化物層を挿入し、電極、金属
酸化物層、フィルムと屈折率が例えばそれぞれ交互に変
化するように設計することにより、透明性の向上を図る
という技術である。この技術は、詳述はしないがタッチ
パネル内の特に空気と接する部位で光の反射率が高くな
ることが光透過率を下げる大きな要因であることから極
めて意義深い。

【０００５】ところで、ここでこのアンダーコート層と
フィルム基板との密着性が問題となる。

【０００６】そこで、本発明は、アンダーコート層とフ
ィルム基板との密着性に優れたタッチパネルなどに用い
られる透明導電性フィルムを提供することを目的として
いる。

【０００７】上記目的を達成するために、本発明の透明
導電性フィルムは、導電層形成フィルムと、導電層と、
導電層形成フィルムと導電層との間に形成された金属酸
化物からなるとともに光学的特性の異なる2層からなる
層で、透明導電性フィルム全体の光透過率を設ける前と
比べて高めるためのアンダーコート層（導電性を有する
ものを除く）と、前記アンダーコート層と導電層形成フ
ィルムとの間に形成された前記金属酸化物に含まれる単
一の金属元素又は前記金属酸化物に含まれる少なくとも
１種を含む２種以上の金属元素の合金からなる金属層と
を備えている。

【０００８】これにより、アンダーコート層と導電層形
成フィルムとの密着性を向上させ、導電層の脱落等を防
止することができる。

【０００９】前記金属層には、シリコン、チタン、錫及
び亜鉛からなる群から選ばれた金属を用いることが好ま
しい。

【００１０】

【発明の実施の形態】［実施の形態］以下、本発明に係
る透明導電性フィルムをタッチパネルに適応した場合の
実施の形態ついて具体的に説明する。

【００１１】＊構成について図１は、実施の形態に係るタッチパネル１の構造を示す
分解図であり、図２は、組立後のＸ−Ｘ線矢視断面図で
ある。

【００１２】タッチパネル１は、抵抗膜式のタッチパネ
ルであって、図１に示すように、タッチ側基板１０と、
ディスプレイ側基板２０とが、スペーサ３０を介し空気
層３１を形成する状態で対設されて構成されている。

【００１３】タッチ側基板１０は、タッチパネル１にお
いて操作者からの指や機器を用いた入力を受け付ける側
の面状部材であり、可撓性と耐熱性とに優れるとともに
透明性の高い素材からなり、両面にハードコート層１１
が形成された導電層形成部材１２と、当該ハードコート
層１１の一の表面１１ａにアンダーコート層１３を介し
て形成され、パネル中央部に位置する導電層１４と、こ
のアンダーコート層１３と導電層形成部材１２とを密着
させる密着層１５とからなる。導電層１４の対向する２
側辺には電極１４１、１４２が設けられている。そし
て、導電層形成部材１２の端部には図示しないコネクタ
が接続される、コネクタ電極１４３、１４４が形成さ
れ、このコネクタ電極１４３、１４４と前記電極１４
１、１４２との間が配線パターン１４５，１４６で接続
されている。

【００１４】ディスプレイ側基板２０は、両面にハード
コート層２１が形成された支持部材２２と、当該ハード
コート層２１の一の表面２１ａに導電層形成部材２３及
びアンダーコート層２４を介して形成され、パネル中央
部に位置する導電層２５と、アンダーコート層２４と導
電層形成部材２３とを密着させる密着層２６とかなる。
導電層形成部材２３は、接着層２７を介してハードコー
ト層２１の表面に接着されている。導電層２５の対向す
る２側辺であって、前記導電層１４に形成された電極１
４１，１４２の対向方向と直交する方向の側辺には、電
極２５１、２５２が形成されている。そして、導電層形
成部材２３の端部には、前記同様、コネクタと接続され
る一対のコネクタ電極２５３、２５４が形成され、更
に、このコネクタ電極２５３、２５４と前記電極２５
１、２５２とを接続する配線パターン２５５，２５６が
形成されている。また、導電層２５の表面には例えば、
光硬化型のアクリル樹脂からなるドット状のスペーサ３
０（高さ１０μｍ程度、直径１０〜５０μｍ）が所定間
隔（数mm間隔）を置いて配されている。

【００１５】上記タッチ側基板１０とディスプレイ側基
板２０とは、導電層１４と導電層２５とが平行に対向す
る状態でそれらの周縁部で接着剤４０により接着され
る。

【００１６】＊ハードコート層についてハードコート層は、光硬化型のシリコーン系、アクリル
系、セルロース系、メラミン系或はウレタン系の樹脂を
母材（導電層形成部材１２、支持部材２２）に塗布し、
次いで、紫外線を照射することによりの面全面に取着さ
せることで形成される厚み数μｍの薄層である。

【００１７】ハードコート層１１を形成した導電層形成
部材１２の表面の硬度は、摩擦に対する耐久性、透明導
電層の密着性、適度な剛性を導電層に付与する観点か
ら、鉛筆硬度測定法でＨ以上にすることが好ましく、３
Ｈ以上がより好ましい。

【００１８】なお、このハードコート層１１は、設けた
方がパネル自体の耐久性が向上するので好ましいが、も
ちろんなくても構わない。

【００１９】また、導電層形成部材２３の表面にもこの
ようなハードコート層を形成することもできる。

【００２０】＊導電層１４及び２５について導電層１４及び２５は、透明性でしかも導電性を有する
金属酸化物である。導電層１４及び２５には、ＩＴＯ、
酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸
化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜
鉛、シリコン添加酸化亜鉛、或は酸化亜鉛−酸化錫系、
酸化インジウム−酸化錫系、酸化亜鉛−酸化インジウム
−酸化マグネシウム系金属酸化物を用いることができ
る。

【００２１】導電層１４及び２５のパネルの中央部に位
置するというパターンは、アンダーコート層１３及び２
４上全面に導電性の膜を形成した後、ウェットエッチン
グにより形成する。

【００２２】次いで、銀インクや銀とカーボンとの混合
インクを用いて塗布印刷により電極１４１，１４２、１
４３、１４４、２５１、２５２、２５３、配線パターン
１４５、１４６、２５５、２５６を形成する。

【００２３】＊アンダーコート層１３、２４、密着層１
５、２６についてアンダーコート層１３（２４）は、導電層１４（２５）
に近い順に屈折率がそれぞれ異なる金属酸化物からなる
絶縁性の２つの層、１３ａ（２４ａ）、１３ｂ（２４
ｂ）を備える。ここで、導電層及びアンダーコート層
（上下の２層）は、それぞれの層の屈折率が順に、高、
低、高となるように設計し、これらの積層された構造物
での光透過率がより高くなるようにしてある。

【００２４】層１３ｂ（２４ｂ）は、密着層１５（２
６）を介して、ハードコート層１１（導電層形成部材２
３）に密着している。密着層１５（２６）は、金属元素
単一又は２種以上の金属元素の合金からなる金属層であ
り、シリコン、チタン、錫又は亜鉛の元素単一、或いは
これらの合金により形成することが好ましい。

【００２５】密着層１５及び２５の厚みは、従来から一
般的に用いられていた酸化珪素（ＳｉＯ_x；X≦２）から
なる密着層よりも薄く、１０Å〜５０Åに設定すること
が望ましい。これは、５０Åを超えると、光透過率が落
ち、アンダーコート層を介在させる意義がなくなるから
であり、一方、１０Åよりも薄いと、十分な密着性が得
られないからである。

【００２６】密着層１５及び２６は、従来から一般的な
スパッタリング法、抵抗蒸着法、電子ビーム蒸着法など
の真空薄膜化技術を適応して形成することができる。

【００２７】また、アンダーコート層１３及び２４を形
成する金属酸化物には、酸化珪素、酸化チタン、酸化
錫、酸化錫−酸化ハフニウム系、酸化珪素−酸化錫系、
酸化亜鉛−酸化錫系、酸化錫−酸化チタン系等を用いる
ことができる。このような屈折率の異なる層を設けるこ
とによって、パネル自体の光透過率をより向上させるこ
とができる。

【００２８】このアンダーコート層１３及び２４もスパ
ッタリング法、抵抗蒸着法、電子ビーム蒸着法などの真
空薄膜化技術を適応して形成することができるが、スパ
ッタリング法によって２種類以上の金属の酸化物から構
成されたアンダーコート層１３、２４の各層を形成する
場合、それら金属の単体をスパッタリングする原料とす
るよりも、それら金属の合金を原料として用いた方がス
パッタ効率が向上するので同じ膜厚に設定する場合に生
産性が向上するので望ましい。

【００２９】＊接着層２７について接着層２７は、粘着剤と可塑剤との混合物からなる所定
の厚み（例えば、５〜１００μｍ）の薄層である。粘着
剤としては例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、
シリコーン系粘着剤等を用いることができる。

【００３０】押圧による入力操作が行われたときに、デ
ィスプレイ側の導電層２５にも押圧は伝わり、当該導電
層２５の一部は凹形状に弾性変形する。この弾性変形が
繰り返し行われれば、最悪は導電層自体の復元性が失わ
れてしまう。こうなれば、導電層２５の表面に凹部が残
ったままになり、タッチパネルを用いた入力操作が適切
に行われなくなってしまう。ここで、接着層２７は、導
電層２５に弾性を付与する役割を果たし、このような問
題を回避するのに寄与する。

【００３１】＊導電層形成部材１２、支持部材２２及び
導電層形成部材２３について導電層形成部材１２及び２３には、ポリオレフィン系樹
脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリラー
トなどのアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタラート等
の素材からなる透明性シートを用いることができる。

【００３２】支持部材２２には、ガラス基板、ポリカー
ボネート又はポリメチルメタクリラートなどのアクリル
樹脂基板、ポリオレフィン系樹脂基板を用いることがで
きる。

【００３３】ただし、落下などによる耐衝性や軽量性を
考慮すると、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリラ
ートなどのアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタラート
又はポリオレフィン系樹脂基板を用いることが好まし
く、又耐熱性をも考慮するとポリカーボネート、ポリオ
レフィン系樹脂がより好ましい。

【００３４】＊アンダーコート層とハードコート層及び
導電層形成部材との密着性が向上する理由上記したように密着層をシリコンなどの金属で形成すれ
ば、金属のもつ反応性ゆえに、当該密着層形成後でもそ
れ自体には反応性が残るので、金属層自体が接触するア
ンダーコート層、ハードコート層及び導電層形成部材と
化学的に結合する。このことは、金属元素単一であろう
と金属元素複数からなる合金であろうと同様である。こ
れに対して、従来の酸化珪素の場合、密着層自体の反応
性に乏しい。従って、密着層をシリコンなどの金属で形
成すれば、アンダーコート層とハードコート層、導電層
形成部材との高い密着性が得られるものと考えられる。

【００３５】＊その他以上説明した実施の形態に限定されず、以下の変形例が
考えられる。

【００３６】（１）上記構成ではアンダーコート層
は、複数層に形成したが、これは１層（酸化珪素など）
であっても無論構わない。

【００３７】（２）上記パネル構成では、導電層形成
部材２３には樹脂を用いたが、これに限定されず、ガラ
スをはじめとする無機系の材料を用いて構成し、これに
直接ITO等の導電層を形成し、これと予め密着層を形成
した支持部材と貼り合わせた構成とすることもできる。
この場合、ガラス製の導電層形成部材２３は、アンダー
コート層を兼用することになる。

【００３８】［実施例］上記した実施の形態に基づい
て、下記表１に示すような導電層形成部材、導電層、ア
ンダーコート層及び密着層とからなる透明導電性フィル
ムを作製した。

【００３９】

【表１】フィルム、、は実施例に係る透明導電性フィルム
であり、フィルム、、は比較例である。

【００４０】すなわち、フィルムは、導電層形成部材
にはポリエチレンテレフタラート（PET）を用い、密着
層は厚み１０Åのシリコン膜で、アンダーコート層は厚
み５００の酸化珪素膜で、導電層は厚み３００ÅのITO
の膜でそれぞれ構成されている。

【００４１】フィルムは、導電層形成部材にはフィル
ム同様にポリエチレンテレフタラート（PET）を用
い、密着層は厚み１０Åのシリコン膜で、導電層は厚み
３００ÅのITOの膜で構成している。そして、アンダー
コート層は２層で構成し、導電層形成部材寄り側には厚
み６００Åの酸化亜鉛−酸化錫系の膜を配し、その上層
には、厚み４５０Åの酸化珪素の膜を配した。

【００４２】フィルムは、密着層が亜鉛と錫の合金で
構成されてある以外はフィルムと同様の構成である。

【００４３】フィルムは、密着層がシリコンと錫の合
金で構成されてある以外はフィルムと同様の構成であ
る。

【００４４】フィルムは、フィルムの構成におい
て、密着層が配されていないフィルムである。

【００４５】フィルムは、フィルム〜の構成にお
いて、密着層が配されていないフィルムである。

【００４６】なお、各フィルム〜の５５０ｎｍの波
長の可視光透過率は、表１の最右欄に記したように、フ
ィルムが９０．５％、フィルムが９０．７％、フィ
ルムが９５．１％、フィルムが９５．２％、フィル
ムが９４．８％、フィルムが９５．０％に設定され
ており、中でも、フィルム〜では、アンダーコート
層を２層にすることにより１層の場合よりも光透過率を
より高く設定し、フィルムの透明性の向上を図ってあ
る。

【００４７】以上のような構成のフィルム〜を用い
て、以下の実験を行い、それらの特性を調べた。

【００４８】実験１（アルカリ耐性実験）；２％NaC水
溶液（２５℃下）に作製した各フィルムを所定時間（５
分間、１５分間、５時間、１５時間）、侵漬放置し、水
洗した後、テープ剥離試験を行ったもののITO電極表面
を顕微鏡観察し、加えてITO電極表面の抵抗値をも測定
した。

【００４９】テープ剥離試験では、粘着性を有するテー
プを透明導電性フィルムのITO電極側に貼り付け、これ
を引き剥がすという操作を１回だけ行う。

【００５０】実験２（高温多湿耐性実験）；この実験で
は、作製した各フィルムを温度８０℃、湿度９０％とい
う高温で多湿の環境下に所定時間（２４時間、１２０時
間、５００時間）放置したのち、前記テープ剥離試験を
行ったもののITO電極表面を顕微鏡観察し、加えてITO電
極表面の抵抗値をも測定した。

【００５１】これらの実験１及び２により導電層形成部
材であるPETフィルムと密着層との密着性を評価する。

【００５２】実験の結果；実験１及び２の結果を下記表
２に示した。

【００５３】

【表２】なお、この表で、顕微鏡観察の結果の欄に、○、△、×
という記号が付してあるが、これらは、導電層の表面状
態の変化の程度の違いを表すものであり、○は変化な
し、△は導電層は剥離していないが表面にクラックが発
生しているもの、×は導電層が剥離しているものを表
す。また、抵抗値は、初期値（フィルムは３２０Ω／
単位面積、フィルムは３００Ω／単位面積、フィルム
は３０２Ω／単位面積、フィルムは３１０Ω／単位
面積、フィルムは３０５Ω／単位面積、フィルムは
２９８Ω／単位面積である。）に対する変化率で表して
いる。

【００５４】この表に示す結果を観て明らかなように、
密着層を配していない、比較例に係るフィルム、
は、アルカリ耐性実験において、あまりよい結果は得ら
れなかった。すなわち、これらのフィルムでは、５分間
アルカリ水溶液に侵漬しただけで、顕微鏡観察の結果、
導電層表面にはクラックが発生しており、５時間アルカ
リ水溶液に侵漬したものであれば、導電層は明らかに剥
離していた。また、導電層の表面抵抗値は、侵漬する時
間が長くなるのつれて、抵抗値の上昇が認められ、双方
ともに、１５時間の侵漬では、測定不可能な程度にま
で、上昇していた。

【００５５】これに対して、実施例に係るフィルム、
及びでは、良好な結果が得られた。すなわち、１５
時間アルカリ水溶液に侵漬した場合にも、フィルム及
びでクラックの発生が認められた程度で剥離は観察さ
れず、抵抗値は、１５時間経過しても最大で初期値の
１．１３倍にしかなっていなかった。

【００５６】次に、高温多湿耐性実験の結果を観てみる
と、比較例に係るフィルム、は、あまりよい結果は
得られなかった。すなわち、これらのフィルムでは、１
２０時間で、顕微鏡観察の結果、導電層表面にはクラッ
クが発生しており、高温多湿環境におく時間が長くなる
つれて、抵抗値の上昇が認められ、５００時間では、初
期抵抗値の４倍付近に達していた。

【００５７】これに対して、実施例に係るフィルム、
及びでは、良好な結果が得られた。すなわち、５０
０時間、高温多湿環境においた場合にも、すべてのフィ
ルムで変形は認められず、抵抗値は、５００時間でも最
大で初期値の１．１５倍にしかなっていなかった。

【００５８】これらの実験結果は、実施例に係るフィル
ム、及びは、比較例に係るフィルム及びに比
べ、導電層の密着性が極めて高いことを表し、従って、
金属で構成した密着層の有効性を示すものである。

【００５９】なお、比較例に係るフィルムよりもフィ
ルムの方が、アルカリ耐性実験及び高温多湿耐性試験
双方において抵抗値の上昇率が小さかった。これは、フ
ィルムに配した、アンダーコート層の一層がPETフィ
ルムとの密着性向上に若干ではあるが貢献していること
を示すものである。

【００６０】以上説明してきたように本発明の透明導電
性フィルムは、導電層形成フィルムと、導電層と、導電
層形成フィルムと導電層との間に形成された金属酸化物
からなるとともに光学的特性の異なる2層からなる層
で、透明導電性フィルム全体の光透過率を設ける前と比
べて高めるためのアンダーコート層（導電性を有するも
のを除く）と、前記アンダーコート層と導電層形成フィ
ルムとの間に形成された前記金属酸化物に含まれる単一
の金属元素又は前記金属酸化物に含まれる少なくとも１
種を含む２種以上の金属元素の合金からなる金属層とを
備えている。

【００６１】これにより、アンダーコート層と透明導電
性フィルムとの密着性を向上させ、導電層の脱落等を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る透明導電性フィルムを適応し
たタッチパネルの分解図である。

【図２】前記タッチパネルの断面図である。

【符号の説明】

１タッチパネル１０タッチ側基板１１ハードコート層１２導電層形成部材１３アンダーコート層１４導電層１５密着層２０ディスプレイ側基板２１ハードコート層２２支持部材２３導電層形成部材２４アンダーコート層２５導電層２６密着層２７接着層３０スペーサ３１空気層４０接着剤１４１，１４２電極１４３、１４４コネクタ電極１４５，１４６配線パターン２５１，２５２電極２５３，２５４コネクタ電極２５５，２５６配線パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷村功太郎滋賀県守山市森川原町163番地グンゼ株式会社研究開発部内 (56)参考文献特開平９−24574（ＪＰ，Ａ) 特開平４−28114（ＪＰ，Ａ) 特開平８−267645（ＪＰ，Ａ) 特開平10−323932（ＪＰ，Ａ) 特開平11−20076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 H01B 5/14 ＥＵＲＯＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電層形成フィルムと、導電層と、導電
層形成フィルムと導電層との間に形成された金属酸化物
からなるとともに光学的特性の異なる2層からなる層
で、透明導電性フィルム全体の光透過率を設ける前と比
べて高めるためのアンダーコート層（導電性を有するも
のを除く）と、前記アンダーコート層と導電層形成フィ
ルムとの間に形成された前記金属酸化物に含まれる単一
の金属元素又は前記金属酸化物に含まれる少なくとも１
種を含む２種以上の金属元素の合金からなる金属層とを
備えることを特徴とする透明導電性フィルム。
【請求項２】前記アンダーコート層は、光屈折率が異な
る２つの層により構成され、当該光屈折率が低い層が光
屈折率が高い層よりも導電層に近い位置にあることを特
徴とする請求項１に記載の透明導電性フィルム。
【請求項３】前記金属層は、シリコン、チタン、スズ及
び亜鉛からなる群から選ばれた金属からなることを特徴
とする請求項１又は２に記載の透明導電性フィルム。