(57)【要約】【課題】透明電極フィルムの視認性を損なうことなく、透明導電膜がレーザーパターニングされている透明電極フィルムおよびタッチパネルを提供することを目的とする。【解決手段】  ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が８０：２０〜９０：１０、メルトボリュームレートが０．８〜２．０ｃｍ３／１０分である環状オレフィンの付加（共）重合体よりなる透明電極フィルムを基板として用いて、透明導電膜がレーザーによりパターニングされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、透明導電膜とを備える透明電極フィルムであって、前記基板は、ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が８０：２０〜９０：１０、メルトボリュームレートが０．８〜２．０ｃｍ３／１０分である環状オレフィンの付加（共）重合体よりなり、前記透明導電膜はレーザーによりパターニングされている透明電極フィルム。
【請求項２】
前記透明導電膜は、導電性高分子により形成されている請求項１に記載の透明電極フィルム。
【請求項３】
前記透明導電膜は、波長が３２０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下のレーザーによりパターニングされている請求項１または請求項２に記載の透明電極フィルム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の透明電極フィルムを少なくとも１つ備える透明タッチパネル。
【請求項５】
請求項４に記載の透明タッチパネルは、前記透明電極フィルムの透明導電膜と、該透明導電膜とは異なる第２の透明導電膜とが、互いに対向する向き、或いは、同一方向となる向きに配置されている透明タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーによりパターニングされた透明電極フィルムに関し、特に基板へのレーザーによる熱影響が緩和された視認性に優れる透明電極フィルムを提供する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル等に使用される透明電極フィルムの多くは、蒸着法により基板に金属酸化膜からなる透明導電膜に形成しているが、特許文献１に示されるような導電性高分子膜を塗布することにより形成された透明導電膜がある。
【０００３】
静電容量型タッチパネルに使用される透明電極フィルムは、透明導電膜をパターニングすることが必須であり、パターニング方法には特許文献２に示されるようなレーザーパターニングを用いることができる。
【０００４】
レーザーパターニングは微細な加工が可能なため、透明電極フィルムを用いるタッチパネルの中でも、ディスプレイエリア内での複雑なパターニングを必要する静電容量型タッチパネルに用いられる。
【０００５】
一般的な静電容量型タッチパネルの透明導電膜は帯状や菱形連結形状にレーザーパターニングされており、レーザーパターニング後の透明電極フィルムの視認性を確保することが重要になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３０２０１３号公報
【特許文献２】特開２００３−０３７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
透明電極フィルムをレーザーパターニングする際のレーザーの出力の高さによっては、熱影響のために基板が融解また変色することでレーザー加工跡がみえてしまい、透明電極フィルムの視認性が阻害される。
【０００８】
特に導電性高分子膜を塗布した透明電極フィルムを紫外線レーザーで微細なパターニングする場合、従来の蒸着法による金属酸化膜へのパターニングに比べて、高いレーザー出力を必要とするため、基板への熱影響が大きく、さらに視認性を阻害されていた。
【０００９】
本発明は、レーザーパターニングにおける基板への熱影響を緩和することで、視認性を改善した透明電極フィルム、および透明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】
【００１０】
本発明に係る透明電極フィルムは、基板と、透明導電膜とを備える透明電極フィルムであって、前記基板は、ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が８０：２０〜９０：１０、メルトボリュームレート（ＭＶＲ）が０．８〜２．０ｃｍ３／１０分である環状オレフィンの付加（共）重合体よりなり、前記透明導電膜はレーザーによりパターニングされる。本構成により、レーザーによる基板への熱影響を緩和できる。
【００１１】
またこの透明電極フィルムにおいて、透明導電膜は、導電性高分子により形成されることが好ましい。導電性高分子による透明導電膜は、蒸着法による金属酸化膜等に比べて簡易的なプロセスで基板上に透明導電膜を形成できる。
【００１２】
また前記透明導電膜は、波長が３２０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下のレーザーによりパターニングされることが好ましい。これにより微細な加工が可能となる。
【００１３】
本発明の上記目的は、上述の透明電極フィルムを少なくとも１つ備えた透明タッチパネルにより達成される。
【００１４】
また上記透明タッチパネルは、前記透明電極フィルムの透明導電膜と、該透明導電膜とは異なる第２の透明導電膜とが、互いに対向する向き、或いは、同一方向となる向きに配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レーザーパターニングにより微細な加工が施され、かつ視認性に優れる透明電極フィルムおよび透明タッチパネルを得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態におけるレーザー加工装置の概略図である。
【図２】本発明の実施例１の透明電極フィルムの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における透明タッチパネルの概略構成断面図である。
【図４】図３に示す透明タッチパネルの一部を示す平面図である。
【図５】図３に示す透明タッチパネルの他の一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
（ノルボルネンとエチレンとの共重合体）
本発明の、ノルボルネンとエチレンとの共重合体とは例えば市販品を使用することができる。市販品としては、ＴＯＰＡＳ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社製、商品名「ＴＯＰＡＳ」等を挙げることができる。
【００１９】
本発明で使用するノルボルネンとエチレンとの共重合体の吸水率（２３℃／２４時間）は、通常、０．００５〜０．１％程度であるのが好ましい。吸水率が、０．１％を超えると、得られる基板の寸法安定性が低下する傾向にある。
本発明で使用するノルボルネンとエチレンとの共重合体の屈折率は、通常、１．４９〜１．５５程度であり、光線透過率は、９０．８〜９３．０％程度である。
【００２０】
ノルボルネンとエチレンとの共重合体には紫外線吸収剤、無機や有機のアンチブロッキング剤、滑剤、静電気防止剤、安定剤等各種公知の添加剤を合目的に添加してもよい。
【００２１】
ＭＶＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して温度２６０℃、荷重２．１６ｋｇの条件での１０分当たりの吐出体積（ｃｍ３）であり、０．８〜２．０ｃｍ３／１０分であることが好ましい。０．８ｃｍ３／１０分以下では、原料製造時あるいはフィルム製造時に成形機内の圧力が高くなりすぎ製造できない。また２．０ｃｍ３／１０分以上では得られるフィルムの強度が弱すぎてタッチパネル等に必要な加工（ハードコート、スパッタリング等）工程に耐えることができない。
よって、適切なＭＶＲ値を用いるべきである。この点について、各ＭＶＲ値での製造における官能試験を行い、得られたデータを表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
ノルボルネンとエチレンとの共重合比率は、８０：２０〜９０：１０が好ましい。この場合、ガラス転移温度が１７０〜２００℃の環状オレフィンの付加（共）重合体が得られる。ノルボルネンの比率が８０％以下になると、１７０℃以上の高いガラス転移温度が得られない。またエチレンの比率が１０％以下になると、得られるフィルムの強度が弱くなり、必要な後加工（コーティング、薄膜形成等）工程に耐えることができない。
【００２４】
従ってエチレン、ノルボルネンの重量比率には注意が必要である。この点について、エチレンとのノルボルネンの重量比率を変更した場合の耐熱評価データを表２に示す。評価方法としては、Ａ５サイズ（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）にフィルムをカットした後、１５０℃に設定された熱風循環炉の中に３０分間入れて、フィルムの変形の有無を調べた。なお、フィルムは４隅に立てたピンの上に置き、フィルムの中央部がだれて下がった場合に、フィルムの軟化による変形が発生していると判断して×とした。ガラス転移点Ｔｇは、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して示差走査熱量測定器（株式会社島津製作所製ＤＳＣ−６０）により測定した。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
（製造方法）
ノルボルネンとエチレンとの共重合体からフィルムを得る方法は特に限定はなく、例えば溶液流延法、押出し法、カレンダー法等が例示できる。
【００２７】
（フィルム厚み）
ノルボルネンとエチレンとの共重合体からフィルムは、２０〜３００μｍが好ましく、さらに好ましくは、４０〜２００μｍである。薄すぎるとフィルム強度が不足する傾向にあり、フィルム強度が十分であれば必要以上に厚くする必要はない。
【００２８】
（表面処理）
ノルボルネンとエチレンとの共重合体フィルム表面の濡れ性及び接着性を向上させるために、フレーム処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、イトロ処理、プライマー処理、化学薬品処理などの表面改質処理を行ってもよい。コロナ放電処理及び紫外線照射処理は、空気中、窒素ガス中、希ガス中等で行うことができる。このような表面改質処理によって、環状オレフィン系樹脂フィルム表面の濡れ張力を、４５０μＮ／ｃｍ（２３℃）以上とすることが好ましく、５００μＮ／ｃｍ（２３℃）以上とすることがより好ましい。
【００２９】
（延伸）
ノルボルネンとエチレンとの共重合体フィルムを延伸することによって、異方性を有する位相差フィルムとすることができる。延伸する手法は特に限定はなく、例えばロール延伸法、テンタークリップ延伸法、圧延法等が例示できる。
【００３０】
（透明導電膜の形成）
本発明のノルボルネンとエチレンとの共重合体から得られるフィルム上に、透明導電膜を形成する材料として、蒸着法により形成される金属酸化膜や金属膜の導電材料がある。具体的には、酸化インジウム錫、アンチモン添加酸化鉛、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫系等の透明導電材料、或いは、スズ酸化膜、銅、アルミニウム、ニッケル、クロムなどが挙げられる。またこれらの合金であってもよいし、異なる形成材が重ねて形成されてもよい。このうち１種だけを使用するようにしてもよい。
【００３１】
また、導電性高分子材料や、カーボンナノワイヤ、カーボンナノファイバーなどの極細導電炭素繊維や銀ナノワイヤーなどの極細金属繊維を非導電性高分子材料または導電性高分子材料に分散させた複合材があり、これらは塗布法により透明導電膜を形成できる。なかでも、導電性高分子材料は加工性が良く、比較的高透明かつ低抵抗のため好適に用いられる。
【００３２】
導電性高分子材料として、具体的にはポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリセレノフェン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアセチレン、ポリピリジルビニレン、ポリアジン等が挙げられる。また、導電性高分子材料の塗布法としては、ディッピング、スピンコート、ナイフコート、バーコート、ブレードコート、スクイズコート、リバースロールコート、グラビアロールコート、カーテンコート、スプレイコート、ダイコート等が挙げられ、特に連続薄膜塗布できる機構が生産上望ましい。なお、透明導電膜としてのシート抵抗は低いことが望ましいが、実用上１００〜１０００Ω／□であれば使用可能である。
【００３３】
（レーザーパターニング）
透明電極フィルム上に付与された透明導電膜をレーザーによるパターニングを行う。図１に、本発明の実施の形態におけるレーザー加工装置の概略図を示す。本レーザー加工装置は、パルス状のレーザー光を繰り返し出射するレーザー光源としてのＹＡＧレーザー装置１、第三高調波（ＴＨＧ）発生器２、レーザー光を集束させ対象物に照射する伝送系３（集光レンズ４を含む）、及び、加工対象物を固定し照射位置を移動させるＸＹテーブル６から構成されている。図１のレーザー加工装置は第三高調波発生器２により、レーザー波長３５５ｎｍの紫外線レーザーを発生させている。紫外線レーザーとはレーザー波長が３２０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の紫外線領域にあるレーザーをいう。レーザーパターニングでは、紫外線レーザーに限らず、赤外線レーザー、可視光レーザーなども使用可能である。なお、短波長ではレーザーの集光が良好なため、微細な加工には紫外線レーザーが望ましい。また紫外線レーザーは、多くの透明導電膜への吸収率が高くなるため加工が容易になる。
【００３４】
（透明タッチパネル）
図３は、本発明の実施の形態における透明タッチパネルの概略構成断面図である。この透明タッチパネル１００は、静電容量型のタッチパネルであり、第１透明電極フィルム１０と第２透明電極フィルム２０とを備えている。第１透明電極フィルム１０は、一方面側にパターニングされた第１透明導電膜１１を有する第１基板１２を備えている。第２透明電極フィルム２０は、一方面側にパターニングされた第２透明導電膜２１が形成された第２基板２２を備えている。第１透明電極フィルム１０と第２透明電極フィルム２０とは、それぞれの透明導電膜１１、２１が互いに離間して対向するようにして、粘着層３０を介して貼着されている。なお、それぞれの透明導電膜１１，２１が同一方向を向くようにして配置してもよい。
【００３５】
第１透明導電膜１１，および第２透明導電膜２１は、図４及び図５に示すように、レーザーパターニングにより形成された、平行に延びる複数の帯状導電パターン１１ａ，２１ａの集合体としてそれぞれ形成されており、各透明導電膜１１，２１の帯状導電パターン１１ａ，２１ａは、互いに直交するように配置されている。透明導電膜１１，２１は、導電性インクなどからなる引き廻し回路（図示せず）を介して外部の駆動回路（図示せず）に接続される。透明導電膜１１，２１の導電パターン形状は、本実施形態のものに限定されず、指などの接触ポイントを検出可能である限り、任意の形状とすることが可能である。例えば、帯状導電パターン１１ａ，２１ａを、複数の菱形状導電部が直線状に連結されたパターン構成とし、且つ、平面視において上下の菱形状導電部が重なり合わないように配置してもよい。
【００３６】
本発明の透明電極フィルムを、このような構成のタッチパネル１００に用いることで、タッチ操作面の導電パターンが見え難く、視認性の高い透明タッチパネルが得られる。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
（実施例１−１：基板の作製）
ＴＯＰＡＳ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社製の「ＴＯＰＡＳ    ６０１７」（ノルボルネンとエチレンの共重合比率＝８２：１８、ガラス転移温度＝１８０℃、ＭＶＲ＝１．５ｃｍ３／１０分、屈折率＝１．５３、光線透過率＝９１．６％）を用い、溶融押出法にて樹脂温度３００℃、引取りロール温度１３０℃で、厚みが１００μｍになるようにフィルムを作製した。
【００３８】
（実施例１−２：透明電極フィルムの作製）
実施例１−１で得られたフィルムを基板として、片面にコロナ処理（処理速度４ｍ／ｍｉｎ  印加電力０．７ｋＷ）した後に、導電性高分子剤（中京油脂株式会社製導電コートＱ−３３８）をバーコーター（テスター産業株式会社製ＳＡ−２０３バーコーター、Ｒｏｄ  Ｎｏ．２４、  シャフト径１２．７ｍｍ）で塗布し、１２０℃に設定した熱風乾燥炉に３分いれて硬化させ、透明電極フィルムを得た。塗布により形成した透明導電膜のシート抵抗は、三菱化学株式会社製ロレスタＡＰよる四端子法により測定したところ、２７５Ω／□であった。
【００３９】
（実施例１−３：透明電極フィルムのレーザーパターニング）
図２は実施例１の透明電極フィルムの断面図であり、図２（ａ）は透明電極フィルムへのレーザー照射時の様子を、図２（ｂ）はレーザー照射後のパターニングされた透明電極フィルムを示している。
得られた透明電極フィルムに波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザーの第３高調波を照射しパターニングを行った。レーザーの焦点位置は透明導電膜上に設定した。レーザー出力を６８ｍＷで加工を行い、透明導電膜を確実に除去することができた。また、レーザーパルス繰り返し周波数は１２０ｋＨｚ、レーザー照射時のＸＹテーブルのワーク速度は１００ｍｍ／ｓｅｃと設定した。
【００４０】
（比較例１）
ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャインＡ４１００」、厚さ＝１００μｍ、ガラス転移温度＝１１０℃、屈折率＝１．６４、光線透過率＝９２．５％）の易接着処理面に、実施例１と同様に、導電性高分子剤（中京油脂株式会社製導電コートＱ−３３８）からなる透明導電膜を形成し、波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザーの第３高調波を照射しパターニングを行った。レーザーの各条件は実施例１と同様に設定した。
【００４１】
（比較例２）
ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績株式会社製「コスモシャイン    Ａ４３００」、厚さ＝１８８μｍ、ガラス転移温度＝１１０℃、屈折率＝１．６４、光線透過率＝９２．３％）の両面に紫外線硬化型のアクリル系塗料を塗布し、膜厚６μｍ、屈折率１．５２のハードコート層を設けた。このハードコート層付きフィルムの片面をコロナ処理（処理速度４ｍ／ｍｉｎ  印加電力０．７ｋＷ）した後、実施例１と同様に、導電性高分子材料（中京油脂株式会社製  導電コートＱ−３３８）からなる透明導電膜を形成し、波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザーの第３高調波を照射しパターニングを行った。レーザーの各条件は実施例１と同様に設定した。
【００４２】
（視認性の評価方法）
レーザーパターニング後の透明電極フィルムを、短波長蛍光灯の反射光で電極面の目視観察を行った。電極面のパターンの確認が困難な場合を○、そうでない場合（パターンが目視で確認できる場合）は×とした。
【００４３】
実施例および比較例の内容を、表３にまとめた。
【表３】
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【００４４】
実施例１の透明電極フィルムは目視でのパターンの確認が困難であり、視認性が優れていた。また基板への熱影響についても、光学顕微鏡（４００倍）においてレーザー照射部分内に黒点が数箇所確認されるだけであり、視認性を阻害する程度ではなかった。しかし、比較例１と比較例２の透明電極フィルムは、目視でパターンが白く線状に確認されており、レーザー照射後の視認性が著しく阻害されていた。光学顕微鏡での観察では、比較例１のレーザー照射部分の全体に黒点が広がっており、さらにレーザー加工の端部周辺まで変色していた。また比較例２では特に加工端部周辺で比較例１と同様の変色している様子が確認できた。これは、実施例１の基板は、比較例１および比較例２の基板に比べてガラス転位温度が高く、また紫外線領域での透過率が高いために、レーザーによる熱影響が受けにくくなったためと考えられる。
【００４５】
（その他の事項）
上記実施の形態では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを用いる構成について例示したが、本発明はこれに限定されるものでなく、Ｎｄ：ＹＶＯ４  レーザー、Ｎｄ：ＹＦＬレーザー又はＴｉ：ｓａｐｐｈｉｒｅレーザー等を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、視認性に優れるパターニングされた透明電極フィルムを得ることができ、タッチパネルに限らず、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等にも利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
５    透明電極フィルム
７    基板
８    透明導電膜
１０  第１透明電極フィルム
１１  第１透明導電膜
１２  第１基板
２０  第２透明電極フィルム
２１  第２透明導電膜
２２  第２基板  
３０  粘着層
１００  透明タッチパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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