JP4784503B2 - 透明導電性フィルムの製造方法及びタッチパネル - Google Patents
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Description
クッション層の硬さは、ダイナミック硬度で0.005〜2の範囲内、好ましくは0.007〜1.8の範囲内である。ダイナミック硬度が0.005よりも小さい場合は、柔らか過ぎるため、該層の上に透明導電性薄膜を成膜することができない。一方、ダイナミック硬度が2よりも大きいと、ペン入力に対するクッション効果が発現しない。
DH=3.8584×P/D2
樹脂の平均的な硬さを測定するために、本明細書では樹脂への侵入長D(μm)を0.5μmとした。
多価カルボン酸類としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸、スルホテレフタル酸、5−スルホイソフタル酸、4−スルホフタル酸、4−スルホナフタレン−2,7ジカルボン酸、5〔4−スルホフェノキシ〕イソフタル酸、スルホテレフタル酸、これらの金属塩、アンモニウム塩などの芳香族ジカルボン酸;p−オキシ安息香酸、p−(ヒドロキシエトキシ)安息香酸などの芳香族オキシカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸;フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸などの不飽和脂肪族ジカルボン酸および脂環族ジカルボン酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの三価以上の多価カルボン酸などが例示される。
樹脂の分子量の目安となる還元粘度は、0.05〜5の範囲が好ましく、架橋剤の添加量は樹脂に対して0.1〜80重量%の範囲が好ましい。
一般に、還元粘度が小さいほど樹脂の架橋密度が高いため、あるいは架橋剤の添加量が多いほど架橋の効果が強いため、硬い樹脂になる傾向にある。一方、還元粘度が大きいほど架橋密度が低いため、あるいは架橋剤の添加量が少ないほど架橋の効果が少なくなるため、柔らかい樹脂層になる傾向にある。
架橋構造を付与する場合には、積層後に加熱もしくは紫外線照射によりエネルギー印加してもよい。
蒸着法、CVD法などの他の作成方法を採用する場合も上記と同様である。
透明導電性薄膜を形態保持性のある透明樹脂層上に形成すると、ペン入力耐久性がさらに向上する。
これらの樹脂は他の樹脂を少量共重合したり、ブレンドしたりしてもよい。
また、透明樹脂層を形成する時、イソシアネート、メラミン、エポキシなどを添加して層に架橋構造を付与してもよい。
共重合してもよい酸成分は、本発明の目的効果が達成しうる範囲内で使用されるが、通常酸成分中60モル%以下、好ましくは30モル%以下である。
共重合してもよいジアミンは、本発明のポリアミドイミドの特性を落とさない範囲内で使用されるが、通常全ジアミン成分中50モル%以下、好ましくは30モル%以下である。
防眩処理(AG)層は、硬化性樹脂をコーティング、乾燥した後、エンボスロールで表面に凹凸を形成し、この後、熱、紫外線、電子線などのエネルギーを印加して硬化させる。
好ましい硬化性樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリイミド系樹脂などが挙げられ、これらは単独あるいは混合物として使用される。
反射防止処理(AR)層が単層構造の場合、透明プラスチックフィルム層よりも小さな屈折率を有する材料を用いるのがよい。また2層以上の多層構造とする場合は、プラスチックフィルム層と隣接する層は、該プラスチックフィルム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。
このような反射防止処理(AR)層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が、例えば、CaF2、MgF2、NaAiF4、SiO2、ThF4、ZrO2、Nd2O3、SnO2、TiO2、CeO2、ZnS、ln2O3などの誘電体を用いるのが好ましい。
また、フィルムの導電性は、JIS K 7194に準拠する4端子法で測定した表面抵抗率(Ω/□)で、好ましくは50〜5000Ω/□、さらに好ましくは100〜3000Ω/□である。
フィルムの厚さは、12〜450μmが好ましく、さらに好ましくは15〜300μmである。
図6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一実施例を示す。一対のパネル板102、6を、透明導電性薄膜層14、14aが対向するようにスペーサー3を介して配置してなるタッチパネル4において、一方のパネル板として、透明プラスチックフィルム層11、クッション層12、透明樹脂層13および透明導電性薄膜層14からなる本発明の透明導電性フィルム102を用い、もう一方のパネル板として、透明導電性薄膜層14aとガラス板2とからなる透明導電性パネル板6を用いている。
このタッチパネル4は、透明プラスチックフィルム層11側から、ペン5により文字入力したときに、ペン5からの押圧により、対向した透明導電性薄膜層14、14a同士が接触し、電気的にONになり、ペン5のタッチパネル4上での位置を検出できる。このペン位置を連続的かつ正確に検出することで、ペン5の軌跡から文字を入力できる。この際、ペン接触側のパネル板が本発明の透明導電性フィルム102であるため、ペン入力耐久性に優れ、従って長期にわたってペン位置検出が安定なタッチパネルとなる。
参考例1
図1に示す透明導電性フィルム101を以下のようにして製造した。厚さが188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:A4100)を透明プラスチックフィルム層11として用いた。光線透過率は92%であった。
すなわち、温度計および攪拌機を備えたオートクレーブ中に、テレフタル酸130重量部、イソフタル酸56重量部、アゼライン酸6重量部、トリメリット酸3重量部、エチレングリコール159重量部、およびネオペンチルグリコール30重量部を仕込み、180〜230℃で120分間加熱してエステル交換反応を行った。次いで反応系を240℃まで昇温し、系の圧力1〜10mmHgで反応を続け、共重合ポリエステル樹脂を得た(参考例1−1)。
分子量の異なる共重合ポリエステル樹脂をさらに2種類(参考例1−2および参考例1−3)得た。これらの樹脂の還元粘度を表1に示す。
得られたポリエステル樹脂340重量部、メチルエチルケトン150重量部、テトラヒドロフラン140重量部および硬化剤として日本ポリウレタン工業(株)製:コロネートL 15重量部からなる混合物を、ナイフコート法にてプラスチックフィルム層11上にコーティングした。120℃10分の乾燥後、130℃1時間の加熱で硬化させ、厚さ30μmのクッション層12を形成した。
図2に示す透明導電性フィルム102を以下のようにして製造した。厚さが188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:A4100)を透明プラスチックフィルム層11として用いた。
すなわち、参考例1で使用したポリエステル樹脂と同じ樹脂を340重量部、メチルエチルケトン150重量部、テトラヒドロフラン140重量部および硬化剤として日本ポリウレタン工業(株)製のコロネートHX15重量部からなる混合物を、ナイフコート法にてプラスチックフィルム層11上にコーティングした。120℃10分の乾燥後、130℃1時間の加熱で硬化させ、厚さ20μmのクッション層12とした。
図2に示す透明導電性フィルム102を以下のようにして製造した。
厚さが188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:A4100)を透明プラスチックフィルム層11として用いた。透明プラスチックフィルム層11上に、参考例1と同じポリエステル系樹脂(3種類)(実施例3−1、実施例3−2および実施例3−3)を用いてクッション層12を積層した。
すなわち、参考例1で使用したポリエステル樹脂と同じ樹脂を340重量部、メチルエチルケトン150重量部、テトラヒドロフラン140重量部、および硬化剤として日本ポリウレタン工業(株)製のコロネートHXを20重量部からなる混合物を、ナイフコート法にてプラスチックフィルム層11上にコーティングした。120℃15分の乾燥後、130℃1時間の加熱で硬化させ、厚さ40μmのクッション層12とした。
図3に示す透明導電性フィルム103を以下のようにして得た。厚さが188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:A4100)を透明なプラスチックフィルム層11として用いた。プラスチックフィルム層11の上に、クッション層12として参考例1と同じポリエステル樹脂(還元粘度:0.41)を参考例1と同様にして積層した(厚さ:30μm)。
さらにこの上に、透明樹脂層13として、実施例3と同じポリアミドイミド樹脂を実施例3と同様にして積層した(厚さ:10μm)。
透明プラスチックフィルム層11の透明樹脂層13を形成した面とは反対側の面にハードコート処理(HC)層を設けた。ハードコート剤としては、エポキシアクリル樹脂100重量部にベンゾフェノン4重量部を加えた紫外線硬化型樹脂組成物を用い、リバースコート法で成膜し、80℃5分の予備乾燥、500mJ/cm2の紫外線照射により硬化させた。硬化後の層の厚さは5μmであった。
図4に示す透明導電性フィルム104を以下のようにして得た。
厚さが188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:A41OO)を透明プラスチックフィルム層11として用いた。
プラスチックフィルム層11上に、クッション層12として参考例1と同じポリエステル樹脂(還元粘度:0.41)を、参考例1と同様にして積層した(厚さ:30μm)。
さらにこの上に、透明樹脂層13として、実施例3と同じポリアミドイミド樹脂を実施例3と同様にして積層した(厚さ:10μm)。
透明プラスチックフィルム層11の透明樹脂層13を形成した面と反対側の面上に防眩処理(AG)層を設けた。コート剤としては、エポキシアクリル樹脂100重量部にベンゾフェノン2重量部を加えた紫外線硬化型樹脂組成物を用い、リバースコート法で成膜後、80℃5分の予備乾燥し、エンボスロールで表面に凹凸を形成し500mJ/cm2の紫外線照射により硬化させた。硬化後の層の厚さは5μmであった。
図4に示す透明導電性フィルム104を以下のようにして得た。
厚さが188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:A4100)を透明プラスチックフィルム層11として用いた。
プラスチックフィルム層11上に、クッション層12として参考例1と同じポリエステル樹脂(還元粘度:0.41)を参考例1と同様にして積層した(厚さ:30μm)。
さらにこの上に、透明樹脂層13として、実施例3と同じポリアミドイミド樹脂を実施例3と同様にして積層した(厚さ:10μm)。
透明プラスチックフィルム層11の透明樹脂層13を形成した面と反対側の面上に厚さ730Åで屈折率1.89のY2O3層、厚さ1200Åで屈折率2.3のTiO2層、厚さ940Åで屈折率1.46のSiO2層を、それぞれ高周波スパッタリング法で製膜した反射防止処理(AR)層を形成した。このそれぞれの誘電体薄膜を製膜する時、いずれも真空度は1×10−3Torrとし、ガスとしてAr 30sccm、O2 1sccm流した。また、透明プラスチックフィルム層11、クッション層12および透明樹脂層13からなる基板は製膜中、加熱もしくは冷却せず、室温のままとした。
クッション層を形成しなかった以外は参考例1と同様にして透明導電性フィルムを得た。得られたフィルムを用い、参考例1と同様にしてタッチパネルを作製した。
還元粘度が3.8のポリエステル樹脂を用いてクッション層(ダイナミック硬度:0.002)を形成した以外は参考例1と同様にして透明導電性フィルムを得た。得られたフィルムを用いて参考例1と同様にしてタッチパネルを作製した。
還元粘度が0.08のポリエステル樹脂を用いてクッション層(ダイナミック硬度:2.3)を形成した以外は参考例1と同様にして透明導電性フィルムを得た。得られたフィルムを用いて参考例1と同様にしてタッチパネルを作製した。
厚さが188μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:A4100)を透明プラスチックフィルム層として用いた。
透明プラスチックフィルム層上に還元粘度が3.8(比較例4)あるいは0.08(比較例5)のポリエステル樹脂を用いた以外は実施例2と同様にしてコーティングし、クッション層(ダイナミック硬度:0.001)とした。
クッション層上に実施例3と同様にして透明樹脂層としてポリアミドイミド樹脂層(厚さ:10μm)を積層した。
透明樹脂層上に、実施例3と同様にして透明導電性薄膜を製膜し、透明導電性フィルムを得た。
得られたフィルムを用いて参考例1と同様にしてタッチパネルを作製した。
JIS K 7194に準拠した4端子法にて測定した。測定機としては、三菱油化(株)製:Lotest AMCP−T400を用いた。
JIS K 7105に準拠した積分球式光線透過率法にて測定した。測定機としては、日本電色工業(株)製:NDH−1001DPを用いた。
クッション層を構成する樹脂のダイナミック硬度を、島津製作所製:島津ダイナミック超微小硬度計DUH−201を用いて測定した。圧子は115°三角すい圧子を用いた。また、圧子の樹脂への侵入量が0.5μmの時の値を樹脂のダイナミック硬度とした。
クッション層を構成する樹脂の架橋前の還元粘度をフェノールとテトラクロルエタンとの混合溶媒(6:4、体積比)を用いて測定した。粘度管の温度は30℃に設定し、混合溶媒の流下時間toと混合溶媒中に樹脂を溶解した溶液の流下時間tを測定し、還元粘度を(t−to)/toで算出した。
透明導電性フィルムで構成されたパネル板側から、ポリアセタール樹脂からなるペン先半径0.8mmのタッチペン(シャープ(株)製ハイパー電子手帳DB−Zタッチペン)を用いて、プロッタ(ローランド(株)製:DXY−1150)により、2cm角サイズのカタカナのア〜ンまでの文字を100000字の筆記を行った。この時、ペン荷重200g、文字筆記速度2000字/時間とした。このペン入力試験前後に、タッチペンの位置検出精度をタッチパネルの電圧線形性のズレで測定した。パネル板の上下に配置した電極部に5Vの定電圧を印加し、上部電極から下部電極にかけて、印加電圧が線形変化から最も変化した割合を測定した。
結果を表1に示す。
透明導電性フィルム
11 透明プラスチックフィルム層
12 クッション層
13 透明樹脂層
14 透明導電性薄膜層
15 ハードコート処理(HC)層
16 防眩処理(AG)層
17 反射防止処理(AR)層
2 ガラス基板
3 スペーサー(エポキシビーズ)
4 タッチパネル
5 ペン
6 透明導電性パネル板
Claims (5)
- 透明プラスチックフィルム/クッション層/透明樹脂層/透明導電性薄膜層の順に形成された積層体を含む透明導電性フィルムの製造方法であって、
クッション層が、共重合ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂及びシリコン系樹脂から選択される樹脂と架橋剤から構成され、ダイナミック硬度が0.005〜2であり、
透明樹脂層が、共重合ポリエステル樹脂又はポリアミドイミド樹脂からなり、
クッション層と透明樹脂層をコーティング法により形成させることを特徴とする透明導電性フィルムの製造方法。 - 透明プラスチックフィルム層の透明導電性薄膜層が形成されている面とは反対の面に、ハードコート処理層を形成させ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の製造方法。
- 透明プラスチックフィルム層の透明導電性薄膜層が形成されている面とは反対の面に、防眩処理層を形成させ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の製造方法。
- 透明プラスチックフィルム層の透明導電性薄膜層が形成されている面とは反対の面に、反射防止処理層を形成させ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の製造方法。
- 透明導電性薄膜層を有する一対のパネル板を、透明導電性薄膜層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であって、少なくとも一方のパネル板が請求項1〜4のいずれかに記載の方法で製造された透明導電性フィルムを含むことを特徴とするタッチパネル。
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