(57)【要約】透光性基材１２上に導電性高分子らなる透明電極１３と、この透明電極１３とコネクタ接続部１８とを繋ぐ金属配線１４とを有し、透明電極１３と金属配線１４とを被覆する保護層１５が設けられた基板シート１１について、透明電極１３に対する保護と金属配線１４の腐食からの保護とがなされた基板シート１１を提供すること。  保護層１５が金属配線１４の硫化を防止する耐硫化性レジスト層１７と紫外線を吸収する耐光性レジスト層１６とを基材１２に積層した積層体でなり、耐硫化性レジスト層１７をポリウレタン・ポリウレア系樹脂層で形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基材上に導電性高分子からなる透明電極と、この透明電極とコネクタ接続部とを繋ぐ金属配線とを有し、透明電極と金属配線とを被覆する保護層が設けられた基板シートであって、
保護層が金属配線の硫化を防止する耐硫化性レジスト層と紫外線を吸収する耐光性レジスト層とが積層した積層体でなり、耐硫化性レジスト層がポリウレタン・ポリウレア系樹脂層である基板シート。
【請求項２】
保護層が、透光性基材側から耐硫化性レジスト層と耐光性レジスト層がこの順に積層した積層体である請求項１記載の基板シート。
【請求項３】
ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層を形成するポリウレタン・ポリウレア系樹脂が、ＮＣＯ基／ＯＨ基の値が１．２〜５．５となる原料を反応硬化させた樹脂である請求項１または請求項２記載の基板シート  
【請求項４】
耐硫化性レジスト層が耐光性レジスト層よりも架橋密度が高い層である請求項１〜請求項３何れか１項記載の基板シート。
【請求項５】
耐光性レジスト層がポリウレタン系樹脂層である請求項１〜請求項４何れか１項記載の基板シート。
【請求項６】
表示装置と、該表示装置の画面上に装着した請求項１〜請求項５何れか１項記載の基板シートとを備えるタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルなどの静電センサ等として利用できる基板シートおよびその基板シートを用いたタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルなどの静電センサの電極には透明導電性高分子が用いられている。この透明導電性高分子は光による劣化が著しいことから、紫外線吸収剤を含むレジスト被膜で保護層を形成しこの電極を覆っている。こうした技術については、例えば、特開２０１１−１９２１５０号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９２１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、電極と外部機器とを接続するための金属配線部分については、導電性高分子に見られる耐光性の問題は無いものの硫黄成分との反応によって導電性を損なう場合がある、といった問題がある。
そこで本発明は、導電性高分子に対する保護だけでなく、金属配線部分の腐食からの保護もなされた基板シートと、その基板シートを用いて形成されるタッチパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成すべく以下のような基板シートを提供する。
透光性基材上に導電性高分子からなる透明電極と、この透明電極とコネクタ接続部とを繋ぐ金属配線とを有し、透明電極と金属配線とを被覆する保護層が設けられた基板シートであって、保護層が金属配線の硫化を防止する耐硫化性レジスト層と紫外線を吸収する耐光性レジスト層とが透光性基材側からこの順に積層した積層体でなり、耐硫化性レジスト層が、ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層である基板シートである。【０００６】
導電性高分子からなる透明電極と金属配線とを有する基板シートについて、金属配線の硫化を防止する耐硫化性レジスト層と紫外線を吸収する耐光性レジスト層とが透光性基材側からこの順に積層した積層体でなる保護層を設けたため、透明電極の紫外線による劣化と金属配線の硫化を防止することができる。
そして、耐硫化性レジスト層をポリウレタン・ポリウレア系樹脂層としたため、ポリウレア成分の含有によりガスバリア性を向上させることができ、金属配線の硫化を効果的に防止することができる。【０００７】
ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層を形成するポリウレタン・ポリウレア系樹脂が、ポリオール成分のＯＨ基と反応する当量のＮＣＯ基を有するポリイソシアネート成分量の１．２倍〜５．５倍量のポリイソシアネート成分を含有して硬化させてウレタン結合に加えてウレア結合を形成した樹脂である基板シートとすることができる。
ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層を形成するポリウレタン・ポリウレア系樹脂を、ポリオール成分のＯＨ基と反応する当量のＮＣＯ基を有するポリイソシアネート成分量の１．２倍〜５．５倍量のポリイソシアネート成分を含有して硬化させたウレタン結合とウレア結合とを有する樹脂としたため、硫化から金属配線を保護することができる。【０００８】
ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層を形成するポリウレタン・ポリウレア系樹脂のＮＣＯ基／ＯＨ基の値が１．２〜５．５となる原料を反応硬化させた樹脂とすることができる。
ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層を形成するポリウレタン・ポリウレア系樹脂が、ＮＣＯ基／ＯＨ基の値が１．２〜５．５となる原料を反応硬化させた樹脂であるため、イソシアネート成分が多くなりウレタン結合に加えてウレア結合を有するポリウレタン・ポリウレア系樹脂層を形成する。そのため、ウレア結合が形成されない場合と比較して樹脂の架橋密度を高めることができる。換言すれば、分子鎖どうしの間隔を密にすることができる。そのため、硫黄成分の浸入を防止し易くして硫化劣化から金属配線を保護することができる。よって、耐硫化性に優れた保護層とすることができる。【０００９】
耐硫化性レジスト層が耐光性レジスト層よりも架橋密度が高い樹脂層とすることができる。耐硫化性レジスト層が耐光性レジスト層よりも架橋密度が高いため、耐硫化性を高めることができる。【００１０】
耐光性レジスト層がポリウレタン系樹脂層である基板シートとすることができる。耐光性レジスト層がポリウレタン系樹脂層であるため、耐硫化性レジスト層との密着性を高めることができる。【００１１】
そして、上記の基板シートを用いてタッチパネルを製造することができる。上記の基板シートを備えたタッチパネルであるため、電極の変性や金属配線の劣化を起こし難いタッチパネルとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の基板シートやタッチパネルによれば、導電性高分子からなる透明電極と金属配線とを紫外線や硫黄成分による劣化や硫化から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】基板シートの平面図である。
【図２】図１のＳＡ−ＳＡ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明について実施形態に基づきさらに詳細に説明する。
本実施形態の基板シート１１は、図１、図２で示すように、光透過性の基材１２と、その基材１２上に形成する透明な導電性高分子からなる透明電極１３と、その透明電極１３を外部の電気回路に接続するための金属配線１４と、透明電極１３と金属配線１４とを被覆する保護層１５と、を少なくとも備えた層構成を有しており、静電容量式のタッチパネルとして用いることができるものである。
【００１５】
基材１２は、透明性の高い樹脂フィルムで形成され、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、メタアクリル（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等などから形成することができる。
基材１２には、導電性高分子との密着性を高めるプライマー層や、表面保護層、帯電防止等を目的とするオーバーコート層などを設けて表面処理を施しても良い。
【００１６】
透明電極１３となる導電性高分子の材質には、透明な層を形成できる導電性高分子が用いられる。こうした透明性のある導電性高分子には、ポリパラフェニレンまたはポリアセチレン、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸）等が例示できる。
【００１７】
耐硫化性レジスト層１７および耐光性レジスト層１６ともに可視光域での光透過率は高くこれらの層は透明またはほぼ透明である。さらに、耐光性レジスト層１７は紫外線を遮断するため、紫外域（波長４００ｎｍ未満）の光透過率はほぼ０である。
【００１８】
金属配線１４は、この基板シート１１の外部に設けた情報処理装置（図示せず）などの電気回路に接続するコネクタ接続部１８と、透明電極１３とを接続するものである。
金属配線１４の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、銀またはそれらの金属を含む合金等の高導電性金属を含む導電ペーストや導電インキから形成されることが好ましい。また、これらの金属や合金の中でも導電性が高く、銅よりも酸化し難いという理由から銀配線とすることが好ましい。
【００１９】
保護層１５は、透明電極１３や金属配線１４を被覆する層であり、耐光性レジスト層１６と耐硫化性レジスト層１７を積層して形成した層である。耐硫化性レジスト層１７で透明電極１３や金属配線１４を被覆し、その耐硫化性レジスト層１７の上に耐光性レジスト層１６を被覆することで形成される。
【００２０】
耐光性レジスト層１６は、引っ掻き等から基板シート１１を保護し、また紫外線から透明導電高分子を保護するための層であり、透明樹脂に紫外線吸収剤を含む層である。透明樹脂には、硬質の樹脂が選択され、例えば、アクリル系やウレタン系、エポキシ系、ポリオレフィン系の樹脂、その他の樹脂を用いることができるが、ポリイソシアネート成分とポリオール成分を含んでなる原料組成物を硬化させたポリウレタン系樹脂層とすることが好ましい。硬度調整がし易く、強度が高いからである。
【００２１】
ポリウレタン系樹脂層とする場合には、原料組成物中のポリイソシアネート成分としては、黄変を含む耐候性を考慮すると、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、およびアリール脂肪族ポリイソシアネートを使用することが特に好ましい。より詳細には、脂肪族ジイソシアネートとしては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート；脂環族ポリイソシアネートとしては、例えばジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート；アリール脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えばキシリレンジイソシアネート；およびこれらのアダクトタイプ、ビュレットタイプ、イソシアヌレートタイプ、ウレタンイミンタイプのポリイソシアネートを使用することができる。
【００２２】
また、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、パラ−フェニレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート；およびこれらのアダクトタイプ、ビュレットタイプ、イソシアヌレートタイプ、ウレトンイミンタイプのポリイソシアネートなどのイソシアネートを用いることも可能である。
【００２３】
また、ポリオール成分には、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの低分子ポリオール類；ポリフェノール類に、ジエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、１，２−ブタジエンオキサイド、スチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加して得られるポリエーテルポリオール；前記低分子ポリオール類とアジピン酸、フタル酸などのジカルボン酸との脱水縮合反応により得られるポリエステルポリオールなどが挙げられる。
さらには、アクリルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリカプロラクトンポリオールなどを挙げることができる。
耐光性レジスト層１６には、紫外線吸収剤を含む。紫外線吸収剤には、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系等の種々の紫外線吸収剤を用いることができる。
【００２４】
可視光域４００ｎｍ〜８００ｎｍにおける耐光性レジスト層１６の平均光透過率は、８０％以上が好ましく、８５％以上がさらに好ましい。
耐光性レジスト層１６の厚さは、通常、３μｍ〜１０μｍでありであり、好ましくは６μｍ〜８μｍである。その理由は、厚すぎると柔軟性に乏しくなり、薄すぎると耐光性の作用が弱くなるからである。
【００２５】
耐硫化性レジスト層１７は、主に金属配線１４の硫化を防止するための層であり、ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層で形成される。ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層を形成するポリウレタン・ポリウレア系樹脂は、ポリオール成分のＯＨ基と反応する当量のＮＣＯ基を有するポリイソシアネート成分量よりも多量のポリイソシアネート成分を含有して硬化させた樹脂である。
ポリオール成分に対してポリイソシアネート成分を当量以上に含む原料を用いたため、ウレタン結合を形成するＮＣＯ基とは別の過剰なＮＣＯ基が水分と反応しさらに別のＮＣＯ基と反応してウレア結合を形成している。したがって、ポリウレタン・ポリウレア系樹脂は、ウレタン結合に加えてウレア結合を有する樹脂であり、単にウレタン結合を有するポリウレタン系樹脂と比較して架橋密度が高い樹脂である。
【００２６】
ポリオール成分とポリイソシアネート成分を含むポリウレタン・ポリウレア系樹脂の原料には、ポリオール成分のＯＨ基と反応する当量のＮＣＯ基を有するポリイソシアネート成分量の１．２倍〜５．５倍量のポリイソシアネート成分が含まれていることが好ましい。１．２倍よりも少ないとウレア結合の割合が減少して耐硫化性が不十分となる。また、５．５倍よりも多いとウレア結合が多くなることで耐硫化レジスト層１７が硬く脆くなりやすい。
【００２７】
ポリウレタン・ポリウレア系樹脂には、(a)ポリウレタンポリマーとポリウレアポリマーとが連結している共重合体や、(b)ポリウレタンポリマーとポリウレアポリマーとがそれぞれ独立で存在した混合物、さらには(a)と(b)とが混合した混合物のいずれの状態の樹脂も含むものである。
【００２８】
耐光性レジスト層１６にポリウレタン系樹脂を用いる場合には、耐光性レジスト層１６を形成する原料組成物中のポリイソシアネート成分とポリオール成分と同じ成分を用いることができ、ポリイソシアネート成分の配合割合を変えることで耐硫化性レジスト層１７を形成できる。そのため、耐光性レジスト層１６と耐硫化性レジスト層１７との密着性が高く透明電極１３と金属配線１４の保護効果が高まる。
また、耐硫化性レジスト層１７を金属配線１４に直接積層させたため、他層を通じて金属配線１４に至るだろうと考えられる硫黄成分の浸入を確実に防止することができる。
【００２９】
可視光域４００ｎｍ〜８００ｎｍにおける耐硫化性レジスト層１７の平均光透過率は、８０％以上が好ましく、８５％以上がさらに好ましい。
耐硫化性レジスト層１７の厚さは、通常、３μｍ〜１０μｍであり、好ましくは６μｍ〜８μｍである。その理由は、１０μｍより厚いと柔軟性に乏しくなり、３μｍより薄いと耐硫化性の作用が弱くなるからであり、６μｍ〜８μｍでは柔軟性があり、かつ耐硫化性が強いからである。
【００３０】
こうして、耐光性レジスト層１６と耐硫化性レジスト層１７とを積層した保護層１５としたため、次のような利点がある。
例えば、保護層１５を、耐光性と耐硫化性を備える１層で本願発明の２層の場合と同様の厚さに形成することを考えると、２層の場合に比べてイソシアネート成分の含有量を多くしてウレア結合を多く含有させる必要がある。２層の場合と同量のイソシアネート成分を含有させたのでは保護層の架橋密度が低くなり耐硫化性能が悪くなるからである。即ち、１層の場合は２層の場合よりもポリイソシアネート成分を多くせざるを得ず、保護層が硬くなるといった不都合が生じる。また、原料のコスト高にもなる。
【００３１】
また、基材１２側に耐硫化性レジスト層１７を設け外側に耐光性レジスト層１６を設ければ、基材１２の側面側から浸入する硫黄成分を効果的に遮断することができるため、基材１２側に耐光性レジスト層１６を設け外側に耐硫化性レジスト層１７を設ける場合よりも好ましい。
【００３２】
必要に応じて上記各層以外の別の層を設けることができる。例えば、全体的に色彩を付与するための着色層や、光の屈折率を変化させたり偏光させるための層などが挙げられる。
なお、基板シート１１の構成において、透明電極１３や金属配線１４は、基材１２表面の一部に設けられていれば良く、全面に設けられていても良い。また、必要により基材１２の表裏両面に設けられていても良い。
透明電極１３や金属配線１４等の形状も上記形状に限られるものではない。
【００３３】
基板シート１１の製造は、基材１２となる透明樹脂フィルム上の所定の箇所に透明電極１３および金属配線１４を印刷形成する。そしてその上に耐硫化性レジスト層１７、耐光性レジスト層１６となるそれぞれの原料組成物を塗布し、硬化させて保護層１５を形成する。こうして基板シート１１を得ることができる。
【実施例】
【００３４】
図１、図２に示す層構成の基板シート(11)を作製した。
例１：  
透明なＰＥＴ樹脂フィルムからなる基材(12)の上に、透明導電性インキ（オルガコンＰ３０００ ＡＧＦＡ社製）をスクリーン印刷し長方形状の透明電極(13)を得た。また、基材(12)の上に銀インキ（７１４５ デュポン社製）でスクリーン印刷して金属配線(14)を得た。そして、これらの上にスクリーン印刷で耐硫化性レジスト層(17)と耐光性レジスト層(16)とを順次設けた。
下層になる耐硫化性レジスト層(17)は、水酸基価36mgKOH／gのポリエステルポリオールに、HDI系イソシアネートを混合した原料インキ（NCO/OH＝2.2）から形成し、上層になる耐光性レジスト層(16)は、ポリエステルポリオールに、HDI系イソシアネートを混合（NCO/OH＝1.1）し、さらにベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を添加した原料インキから形成した。【００３５】
また、金属配線(14)の先端はカーボンインキを印刷して覆うことで、電気回路に接続するコネクタ接続部(18)を形成した。コネクタ接続部(18)はその表面に保護層(15)（耐硫化性レジスト層(17)および耐光性レジスト層(16)）で覆われない部分を有している。こうして透明電極(13)と金属配線(14)とが、保護層(15)によって覆われた基板シート(11)を得た。【００３６】
例２〜例７：
例１の耐硫化性レジスト層(17)のNCO/OH比率を以下の表１記載の値に変更した以外は例１と同様にして例２〜例７の基板シート(11)を得た。【００３７】
例８：
例１とは保護層(15)の積層順が異なる例８の基板シート(11)を作製した。
例８では、下層に耐光性レジスト層(16)、上層に耐硫化性レジスト層(17)を形成した。【００３８】
【表１】
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【００３９】
＜耐光性の試験方法、評価方法＞：
サンシャインウェザーメータを用いてＪＩＳＫ７３５０−４に準拠した促進耐光性試験（サンシャインカーボンアーク光源、６３℃環境下、水の噴射なし）を行った。
例１〜例８で得られた基板シート(11)を白色台紙上に貼り、レジスト面側から３００時間照射し、透明電極(13)の抵抗値変化率(%)を評価した。【００４０】
＜耐硫化性の試験方法、評価方法＞：
例１〜例８で得られた基板シート(11)の付近に硫黄の粉を載せ、シャーレで蓋をした８５℃の飽和硫黄蒸気雰囲気中に、３００時間、および５００時間放置し、金属配線(14)の抵抗値変化率(%)を評価した。
なお、表中「（断線）」としたのは、テスター測定値が表示可能値の２ＭΩを超えたことを示す。【００４１】
＜架橋密度評価（膨潤試験）の方法＞：
例１〜例８の基板シート(11)の耐光性レジスト層(16)の形成と同様にして、耐光性レジスト層(16)のみをシート状に塗布成形して例１〜例８に対応する耐光性レジスト層(16)のみからなる試験片を作製した。これらの試験片はトルエンに１時間浸漬し、表１の例１〜例８にそれぞれ対応する箇所に、重量変化率(%)を記載した。【００４２】
例１〜例８は、保護層(15)中の耐光性レジスト層(16)に紫外線吸収剤を含んでおり、透明電極(13)に抵抗値変化があるもののその変化が＋３２０％以下であってタッチパネルとして使用可能な程度には導電性を維持している。
例１〜例５は、保護層(15)の耐硫化性レジスト層(17)を有しており、金属配線(14)は抵抗値変化があるものの導電性を維持している。
例６は、耐硫化性試験で３００時間後に金属配線(14)が断線、すなわち所望の導電性が消失した。また、耐硫化性レジスト層(17)の重量変化率が＋３５％であってトルエンを透過しやすいことがわかった。【００４３】
例７は、(NCO/OH)の値が大きく、耐硫化性レジスト層(17)が硬くなり、得られた基板シート(11)が屈曲し難いものとなった。
例８は、保護層(15)として下層に耐光性レジスト層(16)、上層に耐硫化性レジスト層(17)となるように積層した構成である。耐硫化性試験において３００時間後は導電性を保つことができ、一定の耐硫化性が得られているが、５００時間後には金属配線(14)が断線、すなわち所望の導電性が消失した。【００４４】
上記実施形態や実施例で説明した形状、層構成、原料等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更すること、例えば上記以外の公知の原料の使用等ができ、こうした変更も本発明の技術的思想の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１１    基板シート
１２    基材
１３    透明電極
１４    金属配線
１５    保護層
１６    耐光性レジスト層
１７    耐硫化性レジスト層
１８    コネクタ接続部
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2013187324.tif 000006
2013187324.tif 000007
2013187324.tif 000008
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