(57)【要約】  耐摩耗性、耐屈曲性に優れ、タッチパネル使用時の表面抵抗率の変化が少なく、透過してくる光の色相が変化することもない導電層を有するタッチパネル用透明導電成形体と、それを用いたタッチパネルを提供する。  タッチパネル用透明導電成形体は、透明な基材１１の少なくとも片面に、極細導電繊維４を含んだ透明な導電層１２が形成されたものであり、タッチパネルは、上記透明導電成形体を電極として用いたものである。透明な導電層１２の極細導電繊維は凝集することなく分散し、該繊維が１本ずつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが１束ずつ分離した状態で、分散して互いに接触している。そのため、表面抵抗率を１０４Ω／□以下に、且つ、導電層の５５０ｎｍ波長の光線透過率を７５％以上に容易にコントロールできる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基材の少なくとも片面に、極細導電繊維を含んだ透明な導電層が形成されていることを特徴とするタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項２】
透明な基材の少なくとも片面に、極細導電繊維を含んだ透明な導電層が形成された成形体であって、上記極細導電繊維が凝集することなく分散して互いに接触していることを特徴とするタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項３】
透明な基材の少なくとも片面に、極細導電繊維を含んだ透明な導電層が形成された成形体であって、上記極細導電繊維が１本ずつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが１束ずつ分離した状態で分散して互いに接触していることを特徴とするタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項４】
上記極細導電繊維がカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項５】
上記極細導電繊維が多層カーボンナノチューブであり、１本ずつ分離した状態で分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項６】
上記極細導電繊維が単層カーボンナノチューブであり、複数本集まって束になった状態で１束ずつ分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項７】
上記極細導電繊維が２〜３層カーボンナノチューブであり、複数本集まって束になった状態で１束ずつ分散して互いに接触していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項８】
上記導電層が１０４Ω／□以下の表面抵抗率を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項９】
上記導電層が１０４Ω／□以下の表面抵抗率を備えており、その５５０ｎｍ波長の光線透過率が７５％以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項１０】
上記導電層が、曲率半径３ｍｍで曲げた後の表面抵抗率の増大が１．３倍以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項１１】
透明導電成形体のＪＩＳ  Ｚ８７２９に定められるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系における透過色相ａ＊及びｂ＊が、共に−２．５〜２．５の範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のタッチパネル用透明導電成形体。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の透明導電成形体を電極として用いたことを特徴とするタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明性が高く、着色が少なく、耐摩耗性、耐屈曲性に優れた透明導電層を有するタッチパネル用透明導電成形体、および、それを用いたタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルは、電子手帳、携帯情報端末、携帯用ゲーム機、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、鉄道の切符自動販売機などへのデータ入力を行う装置のひとつとして需要が拡大している。【０００３】
かかるタッチパネル用の透明導電成形体としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム基材の片面に酸化インジウム−酸化錫（ＩＴＯ）からなる透明導電層を形成した透明導電性フィルムが良く知られている（特許文献１、特許文献２）。【０００４】
【特許文献１】特開平２−１９４９４３号公報
【特許文献２】特開平１１−２０３０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ポリエチレンテレフタレートフィルム基材の片面に酸化インジウム−酸化錫（ＩＴＯ）からなる透明導電層を形成した透明導電成形体は、透明導電層がセラミック質であり、耐屈曲性に劣るため、入力を繰り返すと、透明導電層にクラックが生じて表面抵抗率が変化し、検知異常を起こして正しく入力されないという問題や、耐摩耗性に劣るためタッチパネル加工作業の種々の工程で取り扱いに注意を要するという問題点があった。【０００６】
また、ＩＴＯからなる透明導電層は、ＩＴＯに特有の光吸収をし、透過してくる光の色相を変えるため、タッチパネル表示装置の表示色相を正確に表現することが難しいという問題点があった。【０００７】
さらに、近年の入力精度の高精度化や消費電力低減の要望に伴い表面抵抗率も８００Ω／□から数千Ω／□程度の従来より高い抵抗率のものが求められるようになってきたが、ＩＴＯからなる透明導電成形体ではその表面抵抗率を得るためにはＩＴＯ膜の厚さを１０ｎｍ程度に少なく（薄く）する必要があり、耐屈曲性や耐摩耗性がさらに劣るばかりではなく、表面抵抗率の再現性もなく、実用に耐え得るものではなかった。【０００８】
また、ＩＴＯからなる透明導電成形体は、スパッタリングなどのバッチ式の製法であるために生産性が悪く、コストが高いという問題もあった。【０００９】
本発明は上記の問題に対処するためになされたもので、耐摩耗性、耐屈曲性に優れるためタッチパネル使用時の表面抵抗率の変化を低減でき、使用寿命を長期化できるとともに、透過してくる光の色相が変化することのない導電層を有するタッチパネル用透明導電成形体と、それを用いたタッチパネルを提供することを解決課題としている。
また、コストが安く経済的で透明な導電層を有するタッチパネル用透明導電成形体と、それを用いたタッチパネルを提供することも解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第一のタッチパネル用透明導電成形体は、透明な基材の少なくとも片面に、極細導電繊維を含んだ透明な導電層が形成された成形体であることを特徴とするものである。【００１１】
また、本発明の第二のタッチパネル用透明導電成形体は、透明な基材の少なくとも片面に、極細導電繊維を含んだ透明な導電層が形成された成形体であって、上記極細導電繊維が凝集することなく分散して互いに接触していることを特徴とするものである。【００１２】
また、本発明の第三のタッチパネル用透明導電成形体は、透明な基材の少なくとも片面に、極細導電繊維を含んだ透明な導電層が形成された成形体であって、上記極細導電繊維が１本ずつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが１束ずつ分離した状態で、分散して互いに接触していることを特徴とするものである。【００１３】
本発明において、極細導電繊維としては炭素繊維、特にカーボンナノチューブが好ましく用いられ、これらが１本ずつ分離した状態で分散して互いに接触し、或は、複数本集まって束になった状態で１束ずつ分散して互いに接触していることが好ましい。また、導電層の表面抵抗率は１０４Ω／□以下の導電性を有していることが好ましく、５５０ｎｍ波長の光線透過率が７５％以上であることも好ましい。そして、この導電層は、曲率半径３ｍｍで曲げた後の表面抵抗率の増大が１．３倍以下であることが好ましい。さらに、本発明の透明導電成形体の透過色相は、ＪＩＳ  Ｚ８７２９に定められるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系における透過色相ａ＊及びｂ＊が、共に−２．５〜２．５の範囲であることが好ましい。【００１４】
また、本発明のタッチパネルは、上記の各透明導電成形体を電極として用いたことを特徴とするものである。【００１５】
なお、本発明で「凝集することなく」とは、導電層を光学顕微鏡で観察し、平均径が０．５μｍ以上の凝集塊がないことを意味する用語である。また、「接触」とは、極細導電繊維が現実に接触している場合と、極細導電繊維が導通可能な微小間隔をあけて近接している場合の双方を意味する用語である。さらに、「導電性」とは、ＪＩＳ
Ｋ ７１９４（ＡＳＴＭ  Ｄ  ９９１）で測定し、表面抵抗率が１０４Ω／□以下であることを意味する用語である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第一のタッチパネル用透明導電成形体は、極細導電繊維により導電層が形成されているので、表面抵抗率を１０４Ω／□以下に、且つ導電層の５５０ｎｍ波長の光線透過率を７５％以上に容易にコントロールでき、またＩＴＯのように透過してくる光の色相を変えることがないため、タッチパネル表示装置の表示色相を正確に表現することができる。さらに耐屈曲性、耐摩耗性に優れるため、耐久性に優れたタッチパネル用透明導電成形体とすることができる。
そして、極細導電繊維がカーボンナノチューブであると、該カーボンナノチューブが細くて長いので、これら相互の接触がさらに良好に確保でき、１０４Ω／□以下の表面抵抗率を容易に得ることができる。【００１７】
本発明の第二のタッチパネル用透明導電成形体は、導電層に含まれる極細導電繊維が凝集することなく分散して互いに接触しているので、該繊維が凝集していない分だけ、極細導電繊維が解けて相互の十分な導通を確保できる。そのため、極細導電繊維量を少なくしても従来と同じ導電性を確保でき、極細導電繊維量が減少した分だけ透明性を向上させることができる。このように、極細導電繊維量を少なくしても導電層の表面抵抗率を１０４Ω／□以下に、５５０ｎｍ波長の光線透過率を７５％以上とすることができ、かつ色相及び透明性に優れたタッチパネル用透明導電成形体とすることができる。【００１８】
本発明の第三のタッチパネル用透明導電成形体は、導電層に含まれる極細導電繊維が１本ずつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが１束ずつ分離した状態で分散して互いに接触しているので、分散した1本若しくは1束の極細導電繊維相互の接触機会が多くなり、十分な導通を確保でき良好な導電性と透明性を得ることができる。そのため極細導電繊維量を少なくしても導電層の表面抵抗率が１０４Ω／□以下で、５５０ｎｍ波長の光線透過率が７５％以上の成形体とすることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の透明な導電層を有するタッチパネル用透明導電成形体を用いた抵抗膜式タッチパネルの側面図である。
【図２】同タッチパネルに使用する本発明の透明導電成形体の一実施形態を示す断面図である。
【図３】（Ａ）(Ｂ)は同透明導電成形体の導電層における極細導電繊維の分散状態を示す模式断面図である。
【図４】同導電層を平面から見た極細導電繊維の分散状態を示す模式平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    タッチパネル用透明導電成形体
１１  透明な基材
１２  透明な導電層
２    ドットスペーサー
３    機能層
４    極細導電繊維
Ａ    抵抗膜式タッチパネル
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の代表的な実施形態を詳述するが、本発明はこれに限定されるものではない。【００２２】
図１に例示する抵抗膜式タッチパネルＡは、上部電極Ａ１と下部電極Ａ２からなるものであり、このタッチパネルＡの下側には、液晶などの表示装置Ａ３が配置されている。上部電極Ａ１は、合成樹脂などからなる透明基材１１の片面（下面）に透明導電層１２を形成した本発明のタッチパネル用透明導電成形体１よりなるもので、透明基材１１の反対面（上面）には、表面保護のためのハードコート層や画面を見やすくするための防眩層などの機能層３が設けられている。また、下部電極Ａ２は、ガラスや合成樹脂などからなる透明基材１１の片面（上面）に透明導電層１２を形成した本発明のタッチパネル用透明導電成形体１よりなるもので、透明導電層１２の表面にはドットスペーサー２が設けられている。上部電極Ａ１と下部電極Ａ２は、これらの透明導電層１２，１２が対面するように隙間を設けて上下に配置されており、上部電極Ａ１の表示面をペンなどで押すと、ドットスペーサー２の間で対極している上部電極Ａ１の一部と下部電極Ａ２の一部が接触、導通して信号が入力されるようになっている。【００２３】
この抵抗膜式タッチパネルＡに用いているタッチパネル用透明導電成形体１は、図２に拡大して示すように、合成樹脂やガラスなどの透明基材１１の片面の表面に、極細導電繊維４を含んだ透明導電層１２を積層形成したものである。
なお、透明導電層１２は透明基材１１の両面に積層形成してもよい。【００２４】
透明導電成形体１を構成する透明基材１１には、上記の如く透明性を有する熱可塑性樹脂、熱や紫外線や電子線や放射線などで硬化し透明性を有する硬化性樹脂、或はガラスなどが使用されている。前記透明熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等のビニル系樹脂、ニトロセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、芳香族ポリエステル等のエステル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、これらの樹脂同士の共重合体樹脂、これらの樹脂同士の混合樹脂などが使用され、前記透明硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などが使用される。【００２５】
上記樹脂は、これを基材１１としたときの全光線透過率が７５％以上、ヘーズが４％以下の透明性を有していて、その中でも、８０％以上、好ましくは８５％以上の全光線透過率と、４％以下のヘーズを備えた透明基材１１を得ることができる樹脂が特に好ましく使用される。このような樹脂としては、環状ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、或はその共重合体樹脂、これらの混合樹脂、硬化型アクリル樹脂が用いられる。その他、ガラスも全光線透過率が９５％以上と透明性が非常に良好であるので好ましく用いられる。
なお、上記合成樹脂製透明基材１１には可塑剤、安定剤、紫外線吸収剤等が適宜配合され、成形性、熱安定性、耐候性等が高められる。【００２６】
これらの樹脂やガラスのうち、上部電極Ａ１に用いる基材材質としては、該上部電極Ａ１を押え付けて入力を繰り返すために、可撓性を有することが好ましく、上記材質のうちでも熱可塑性樹脂、特にポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース、ポリメチルメタクリレートを用いることが望ましい。そして、その厚みも５μｍ〜１ｍｍ、好ましくは２５〜５００μｍにして可撓性を付与することが望ましい。【００２７】
一方、下部電極Ａ２は、上部電極Ａ１を押え付けて入力を繰り返す際の支持材としての作用をなすことが必要なため、剛性を有することが好ましく、上記のガラス、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂のいずれの材質のものでも用いることができるが、その厚みは５００μｍ〜３ｍｍ程度であることが望ましい。特に好ましい材質としては、ガラス、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース、ポリメチルメタクリレートなどが用いられる。【００２８】
この透明基材１１の片面に形成された導電層１２は、極細導電繊維４を含んだ透明層であって、その表面抵抗率が１０４Ω／□以下で、５５０ｎｍ波長の光線透過率が７５％以上となるように調整されている。そのためには、上記極細導電繊維４が凝集することなく分散して互いに接触していることが好ましい。換言すれば、極細導電繊維４が絡み合うことなく１本ずつ分離した状態で、もしくは、複数本集まって束になったものが１束ずつ分離した状態で、分散して互いに接触するようになされている。導電層１２が主に極細導電繊維４と透明なバインダーとで形成されていると、図３の（Ａ）に示すように、極細導電繊維４はバインダーの内部に上記の分散状態で分散して互いに接触しているか、或は図３の（Ｂ）に示すように、極細導電繊維４の一部がバインダー中に入り込み他の部分がバインダー表面から突出ないし露出して上記分散状態で分散して互いに接触しているか、或は一部の極細導電繊維４が図３の（Ａ）のようにバインダーの内部に、他の極細導電繊維４が図３の（Ｂ）のように表面から突出ないし露出している状態で分散していることとなる。【００２９】
これらの極細導電繊維４の平面から見た分散状態を図４に模式概略的に示す。この図４から理解されるように、極細導電繊維４は多少曲がっているが１本ずつ或は１束ずつ分離し、互いに複雑に絡み合うことなく即ち凝集することなく、単純に交差した状態で導電層１２の内部に或は表面に分散され、それぞれの交点で接触している。
このように分散していると、凝集している場合に比べて、極細導電繊維４が解れて広範囲に存在しているので、これら繊維同士の接触する機会が著しく増加し、その結果導通して導電性を著しく高めることができる。従来のカーボンナノチューブを用いた特許文献（特開２０００−２６７６０）と同じ１０３Ω／□程度の導電性を得るためには、接触点（導通の密度）を従来のものと同じにすればよいのであるから、上記分散状態にすることで極細導電繊維４の量を減少させても同じ接触機会を得ることができ、その分、極細導電繊維４の量を少なくすることができるのである。その結果、透明性を阻害する極細導電繊維４の量が少なくなった分だけ透明性が向上するし、また、導電層１２を薄くすることもでき、一層透明性を向上させることができる。
なお、極細導電繊維４は完全に１本ずつ或は1束ずつ分離して分散している必要はなく、一部に絡み合った小さな凝集塊があっても良いが、その大きさは平均径が０．５μｍ以上でないことが好ましい。【００３０】
一方、従来と同じ量の極細導電繊維４を導電層１２に含ませると、上記分散状態にすることで、繊維同士の接触機会を従来より多くすることができる。そのため、導電性を著しく向上させることができるので、１０４Ω／□以下の導電性を容易に得ることができる。
さらに、極細導電繊維４を導電層１２に含ませて該導電層１２の厚みを５〜５００ｎｍと薄くすると、厚み方向に分散する極細導電繊維４を濃縮することができ、これら相互の接触する機会が増加するので、一層導電性を高めることが可能となる。従って、導電層１２の厚みを上記の範囲で薄くすることが好ましく、更に好ましくは１０〜４００ｎｍにすることが望ましい。【００３１】
このように、極細導電繊維４が導電層１２内で多少曲がっているが１本ずつ或は１束ずつ分離し、互いに複雑に絡み合うことなく即ち凝集することなく分散された状態で接触していると、該導電層１２を曲げたりしても、極細導電繊維４が伸びて切断したり或はずれたりすることが殆どない。そのため、ペン入力などによる押圧で該導電層１２にクラックや剥離を生じることがなく、表面抵抗率が増大したり、断線を生じることのない信頼性、耐久性に優れたタッチパネル用透明導電成形体１となる。後述する実施例からわかるように、本発明のタッチパネル用透明導電成形体１は曲率半径３ｍｍで曲げても、その表面抵抗率は元の成形体の１．３倍以下しか増加せず、曲率半径１ｍｍで曲げても１．４倍以下しか増加しないことが確認されている。【００３２】
導電層１２に使用される極細導電繊維４としては、カーボンナノチューブやカーボンナノホーン、カーボンナノワイヤ、カーボンナノファイバー、グラファイトフィブリルなどの極細長炭素繊維、白金、金、銀、ニッケル、シリコンなどの金属ナノチューブ、ナノワイヤなどの極細長金属繊維、酸化亜鉛などの金属酸化物ナノチューブ、ナノワイヤなどの極細長金属酸化物繊維などの、直径が０．３〜１００ｎｍで長さが０．１〜２０μｍ、好ましくは長さが０．１〜１０μｍである極細導電繊維が好ましく用いられる。これらの極細導電繊維４は、これが凝集することなく１本ずつ或は１束ずつ分散することにより、該導電層１２の表面抵抗率が１０４Ω／□以下でその５５０ｎｍ波長の光線透過率が７５％以上のものが得られる。【００３３】
これらの極細導電繊維４の中でも、カーボンナノチューブは、直径が極めて細く０．３〜８０ｎｍであるので、1本或は１束ずつ分散することで該カーボンナノチューブが光透過を阻害することが少なくなり、より透明な導電層１２を得るうえで特に好ましい。【００３４】
これらの極細導電繊維４は、導電層１２の内部に、或は表面に、凝集することなく、１本ずつ、或は複数本が束になった状態で分散し、互いに接触して導通性を確保している。そのため、極細導電繊維４を導電層１２に１〜４５０ｍｇ／ｍ２の目付け量で含ませることで、その表面抵抗率を１０４Ω／□以下、特に１００〜１０４Ω／□の範囲内で自由にコントロールすることができる。該目付け量は、導電層１２の表面を電子顕微鏡で観察し、表面面積に占める極細導電繊維４の面積割合を測定し、これに厚みと極細導電繊維４の比重（極細導電繊維がカーボンナノチューブである場合は、グラファイトの文献値２．１〜２．３の平均値２．２を採用）を掛けることで計算した値である。【００３５】
ここで、凝集をしていないとは、前記の如く、導電層１２を光学顕微鏡で観察し、凝集している塊があれば、その長径と短径とを測定し、その平均値が０．５μｍ以上の塊がないことを意味する用語である。【００３６】
上記カーボンナノチューブには、中心軸線の周りに直径が異なる複数の円筒状に閉じたカーボン壁を同心的に備えた多層カーボンナノチューブや、中心軸線の周りに単独の円筒状に閉じたカーボン壁を備えた単層カーボンナノチューブがある。【００３７】
前者の多層カーボンナノチューブは、中心軸線の周りに多層に重なって構成されたものと、渦巻き状に多層に形成されているものとがある。そのなかでも、好ましい多層カーボンナノチューブは、２〜３０層、より好ましくは２〜１５層重なったものである。該多層カーボンナノチューブは１本ずつ分離した状態で分散しているものが殆どであるが、２〜３層カーボンナノチューブは、束になって分散している場合もある。【００３８】
一方、後者の単層カーボンナノチューブは、中心軸線の周りに円筒状に閉じた単層のチューブである。このような単層カーボンナノチューブは通常２本以上が束になった状態で存在し、その束が１束ずつ分離して、束同士が複雑に絡み合うことなく、凝集せずに単純に交差した状態で導電層の内部若しくは表面に分散され、それぞれの交点で接触している。そして、好ましくは１０〜５０本の単層カーボンナノチューブが集まって束になったものが用いられる。なお、１本ずつ分離した状態で分散している場合も当然本発明に含まれる。【００３９】
上記のように、極細導電繊維４が絡み合うことなく凝集せずに導電層１２中に分散してお互いに接触すると、導電層１２の厚みを薄くしても、カーボンナノチューブ相互の十分な導通が確保されるため、極細導電繊維４の目付け量を１〜４５０ｍｇ／ｍ２とし、導電層１２の厚みを５〜５００ｎｍと薄くしても、カーボンナノチューブが解れているので相互の十分な導通が確保され、表面抵抗率を１０４Ω／□以下にすることが容易であり、良好な導電性を発揮する。そして、極細導電繊維４が解れて凝集塊がなくなり光透過を阻害しないので透明性が良好になると共に、導電層１２の厚みを薄くしてカーボンナノチューブの目付け量を少なくした分だけ透明性が向上するようになる。【００４０】
極細導電繊維４を多量に導電層１２内に含有し、より良好な導電性及び透明性を発現させるには、極細導電繊維４の分散性を高め、さらに作製した塗液の粘度を下げて塗液のレベリング性を向上させ、薄い導電層を形成することが重要であり、そのためには、分散剤を併用することが重要である。このような分散剤としては、酸性ポリマーのアルキルアンモニウム塩溶液や３級アミン修飾アクリル共重合物やポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合物などの高分子系分散剤、カップリング剤などが好ましく用いられる。【００４１】
導電層１２に使用するバインダーとしては、透明な熱可塑性樹脂、特にポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、弗化ビニリデンなどの弗素樹脂が、また熱や紫外線や電子線や放射線などで硬化する透明な硬化性樹脂、特にメラミンアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル変性シリケートなどのシリコーン樹脂などが使用され、これらのバインダーと上記極細導電繊維４とからなる導電層１２が透明層となるようにされる。なお、これらのバインダーにはコロイダルシリカのような無機材を添加してもよい。基材１１が透明な熱可塑性樹脂で形成されていれば、これと同種の透明な熱可塑性樹脂、又は相溶性のある異種の透明な熱可塑性樹脂が、互いの積層性に優れ好ましく使用される。また、バインダーとして硬化性樹脂やコロイダルシリカを含むバインダーを使用すると、耐殺傷性、耐磨耗性などに優れるタッチパネル用透明導電成形体１を得ることができ、ペン入力などによるスリ傷等を生じることが少なくなり、表面抵抗率の増大がない、耐久性の高い成形体とすることが可能となるばかりではなく、タッチパネル加工時の取り扱いも容易になる。このようなバインダーは導電層１２には必ずしも必要ではないが、表面抵抗率を維持するうえで好ましく用いられる。【００４２】
上述したように、導電層１２における極細導電繊維４の目付け量を１〜４５０ｍｇ／ｍ２とし、導電層１２の厚みを５〜５００ｎｍと薄くして、極細導電繊維４を凝集することなく１本ずつ或は１束ずつ分散させることで、表面抵抗率が１０４Ω／□以下の良好な導電性及び５５０ｎｍ波長の光線透過率が７５％以上の透明性が発現される。より好ましい極細導電繊維４の目付け量は３〜４００ｍｇ／ｍ２、導電層１２の厚みは１０〜４００ｎｍである。
なお、この導電層１２には紫外線吸収剤、表面改質剤、安定剤等の添加剤を適宜加えて、耐候性その他の物性を向上させても良い。また、カーボンナノチューブの他に導電性金属酸化物の粉末を３０〜５０質量％程度含有させてもよい。【００４３】
上記導電層１２は、極細導電繊維４が上記の如く分散して色相に影響を余り与えないため、黄色味や青色味等に偏ることがない略無色透明とすることができる。そのため、上記導電層１２を上記の透明基材１１の片面に形成した透明導電成形体１は、ＪＩＳ  Ｚ８７２９に定められたＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の透過色相ａ＊及びｂ＊が、後述する実施例からわかるように、共に−２．５〜２．５の範囲となり、黄色味や青色味等に偏ることのない略無色の透明性を保持している。従って、下部電極Ａ２の下側に配置した表示装置Ａ３で表示される表示色相を変えることがないため、タッチパネル表示装置Ａ３の表示色相を正確に表現することができる。また、ＪＩＳ  Ｋ７１０３に基づく透明導電成形体１の黄色度（ＹＩ）も４．５以下となり、黄色味のない成形体となる。好ましくは、ａ＊が−１〜１、ｂ＊が−２．５〜２．５、ＹＩが４．５以下となるように同時に満たした成形体１が望ましい。なお、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊は、ＪＩＳ  Ｚ８７２２に基づいて測定される。【００４４】
さらに、図１に示す如く、外表面にハードコート層からなる機能層３が形成されていると、該機能層３でスリ傷等を防止でき、タッチパネルＡを指で押圧しても上部電極Ａ１の透明性を保持できるので、好ましく用いられる。なお、この機能層３は必ずしも形成する必要はない。【００４５】
以上のようなタッチパネル用透明導電成形体は、例えば次の方法で効率良く量産することができる。第一の方法は、導電層形成用の前記バインダーを揮発性溶剤に溶解した溶液に極細導電繊維４を均一に分散させて塗液を調製し、この塗液を基材１１の片面に塗布、固化させて導電層１２を形成することによりタッチパネル用透明導電成形体１を製造する方法である。
第二の方法は、基材１１と同種の熱可塑性樹脂フィルム又は相溶性のある異種の熱可塑性樹脂フィルムの片面に、上記塗液を塗布、固化させて導電層１２を形成した導電性フィルムを作製し、この導電性フィルムを基材１１の片面に重ねて熱プレスやロールプレスで熱圧着することによりタッチパネル用透明導電成形体１を製造する方法である。
さらに他の方法は、ポリエチレンテレフタレートなどの剥離フィルムに上記塗液を塗布、固化させて導電層１２を形成し、必要であればさらに接着層を形成して転写フィルムを作製し、この転写フィルムを基材１１の片面に重ねて圧着して導電層１２若しくは接着層と導電層１２とを転写することによりタッチパネル用透明導電成形体１を製造する方法である。
なお、その他の公知の製法によっても製造されることは言うまでもない。【００４６】
このようにして得られた透明導電成形体１は、表面抵抗率が１０４Ω／□以下となり、タッチパネル用電極として十分な表面抵抗率を有しているし、導電層１２の５５０ｎｍ波長の光線透過率が７５％以上、透明導電成形体１の全光線透過率が７０％以上、ヘーズが４％以下で、同成形体１のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系における透過色相ａ＊及びｂ＊が共に−２．５〜２．５の範囲であるため、透過してくる光の色相を変えることがなくタッチパネル表示装置の表示色相を正確に表現することができる。【００４７】
上記実施形態では、上部電極Ａ１と下部電極Ａ２に共に本発明の透明導電成形体１を使用したが、上部電極Ａ１に本発明成形体を使用し、下部電極Ａ２にＩＴＯからなる透明導電層を形成した成形体（例えば、ＩＴＯ導電層付ガラス）を使用したり、上部電極Ａ１にＩＴＯからなる透明導電層を形成した成形体（例えば、ＩＴＯ導電層付フィルム）を使用し下部電極Ａ２に本発明成形体を使用することもできる。さらに、下部電極Ａ２として、ガラスや樹脂製支持部材の上に本発明透明導電成形体を載置して使用することもできる。【００４８】
次に、本発明の更に具体的な実施例を挙げる。【００４９】
［実施例１］
溶媒としてのイソプロピルアルコール/水混合物（混合比３：１）中に単層カーボンナノチューブ（文献Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ,３２３（２０００）Ｐ５８０−５８５に基づき合成した物、直径１．３〜１．８ｎｍ）と分散剤としてのポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合物を加えて均一に混合、分散させ、単層カーボンナノチューブを０．００３質量％、分散剤を０．０５質量％含む塗液を調整した。
この塗液を、市販の厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（全光線透過率９４．５％、ヘーズ１．５％）の表面に塗布して乾燥後、更に、メチルイソブチルケトンで６００分の１に希釈した熱硬化性のウレタンアクリレート溶液を塗布して乾燥することにより導電層を形成し、導電性透明ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。【００５０】
この導電性透明ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面抵抗率を三菱化学社製のロレスターＥＰで測定したところ、表１に示すように、表面抵抗率が約３．６３×１０２Ω／□であった。
また、この導電性フィルムの全光線透過率とヘーズとを、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準拠して、スガ試験機社製の直読ヘーズコンピューターＨＧＭ−２ＤＰで測定したところ、表1に示すように、全光線透過率が８２．０％、ヘーズが２．５％であった。
また、この導電性フィルムにおける導電層の５５０ｎｍ波長の光線透過率を、島津製作所製島津自記分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いて、導電性フィルムと元のポリエチレンテレフタレートフィルムとの５５０ｎｍ波長における光線透過率の差を測定し、導電層の光線透過率とした。この光線透過率は、表１に示すように、８７．２％であった。【００５１】
更に、この導電性フィルムにおける導電層の単層カーボンナノチューブの目付け量を測定したところ、９４ｍｇ／ｍ２であった。
更に、この導電性フィルムにおける導電層を光学顕微鏡で観察したところ、０．５μ以上の凝集塊は存在しておらず、単層カーボンナノチューブの分散が十分に行われていた。そして、多数のカーボンナノチューブが１束ずつ分離した状態で均一に分散し、単純に交差した状態で接触していることがわかった。【００５２】
また、この導電性フィルムの色相を調べるために、ＪＩＳ  Ｚ８７２２に基づく日本電色工業株式会社製の色差計  ＺＥ−２０００を用いて、導電性フィルムの透過色相を測定した。表１に示すように、この導電性フィルムは、Ｌ＊：９０．４８、ａ＊：−０．２９、ｂ＊：２．１４、ＹＩ：４．３０であった。
また、この導電性フィルムを屈曲させたときの表面抵抗率の変化を調べるために、フィルムを所定の半径の線材若しくは円筒に沿わせ１分間保持した後、沿わせた部分を含んだ表面抵抗率を測定した。その屈曲させる前の表面抵抗率を１（１００％）としたときの表面抵抗率の増大率を表１に記載した。【００５３】
[実施例２]
実施例１で用いた塗液を、実施例１で使用したポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に塗布して乾燥することにより導電層を形成し、該導電層中のカーボンナノチューブの目付け量が５０ｍｇ／ｍ２である導電性透明ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
この導電性透明ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面抵抗率を、実施例１と同様にして測定したところ、表1に併記するように、表面抵抗率が９．５５×１０２Ω／□であった。
また、この導電性フィルムの全光線透過率とヘーズとを、実施例１と同様にして測定したところ、表１に併記するように、全光線透過率が８７．９％、ヘーズが２．５％であった。
また、この導電性フィルムにおける導電層の５５０ｎｍ波長の光線透過率を、実施例１と同様にして測定したところ、表１に併記するように、９３．０％であった。【００５４】
[実施例３]
実施例１で用いた塗液を、実施例１で使用したポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に塗布して乾燥することにより導電層を形成し、該導電層中のカーボンナノチューブの目付け量が４７ｍｇ／ｍ２である導電性透明ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
この導電性透明ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面抵抗率を、実施例１と同様にして測定したところ、表1に併記するように、表面抵抗率が１３．９６×１０２Ω／□であった。
また、この導電性フィルムの全光線透過率とヘーズとを、実施例１と同様にして測定したところ、表１に併記するように、全光線透過率が９０．１％、ヘーズが２．０％であった。
また、この導電性フィルムにおける導電層の５５０ｎｍ波長の光線透過率を、実施例１と同様にして測定したところ、表１に併記するように、９５．６％であった。
また、ＪＩＳ  Ｌ０８４９に基づく学振型染色物摩擦堅牢度試験機ＮＲ−１００型（大栄科学精器製作所社製）を用い、磨耗用ヘッド（カナキン３号木綿布巻き）を５００ｇ／ｃｍ２で２５０往復（５００回）摩擦した後の耐磨耗面の表面抵抗率を測定したところ、表１に併記するように、７．６×１０３Ω／□であつた。【００５５】
〔比較例１〕
市販している東洋紡績株式会社製のＩＴＯフィルム「透明導電性フィルム４００Ｒ」を用いて、表面抵抗率、全光線透過率とヘーズ、色相、屈曲させたときの表面抵抗率の変化、更に耐磨耗試験後の表面抵抗率を、実施例１と同様にして測定し、その結果を表１に併記した。【００５６】
【表１】
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【００５７】
表１からわかるように、実施例１〜３は表面抵抗率が３６３〜１３９６Ω／□であり、比較例１のＩＴＯフィルムと同程度の抵抗率を有し、タッチパネル用電極として必要な表面抵抗率を有していることがわかる。しかも、耐磨耗試験後の表面抵抗率が７６１０Ω／□と試験前の約５倍しか上昇せず、必要な表面抵抗率を保持していて、ペン入力などで透明導電層に押圧を繰り返しても、タッチパネル用電極としての機能を有することがわかった。これに対し、比較例１のＩＴＯフィルムは、１３８７０Ω／□と試験前の約３０倍も上昇し、ペン入力など押圧を続ければタッチパネル用電極としての機能がなくなることが推定される。
さらに、実施例１の色相は、ａ＊が−０．２９、ｂ＊が２．１４と、共に−２．５〜２．５の範囲となっており、黄色味や青色味等に偏ることがない略無色の色相であることを示しているが、比較例１はｂ＊が２．８２と大きく、黄色を呈していることがわかる。そのため、実施例１のフィルムをタッチパネル用電極として使用すると、その下側にある表示体の表示色相がそのままの色相で見ることができるが、比較例１のフィルムを使用すると、黄色を帯びて表示されることとなるし、これをなくすには色を補正する別のフィルムを必要とすることとなる。【００５８】
さらに、実施例１、２の導電性フィルムは、沿わせる線材の半径が３ｍｍ、さらには１ｍｍの場合でも、試験後の表面抵抗率の増加は試験前の１．３倍以下であることがわかる。このことより、実施例１、２の導電性フィルムは、ペンなどで強く押しても表面抵抗率の増加が小さくてタッチパネル用電極としての機能を保持できる。しかし、比較例１のＩＴＯフィルムは、線材の半径が５ｍｍ以上であると試験前の１．１倍以下の表面抵抗率の増加であるが、半径が３ｍｍになると試験後の表面抵抗率の増加が試験前の３倍以上となり、１ｍｍになると試験前の２７００倍以上となることが確認され、ペンなどで強く押した場合には表面抵抗率が高くなりすぎて、タッチパネル用電極としての機能を保持できなくなる恐れがあることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の透明導電成形体は、透明性が高く、着色が少なく、耐摩耗性、耐屈曲性に優れた透明導電層を有するので、例えば、電子手帳、携帯情報端末、携帯用ゲーム機、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、鉄道の切符自動販売機などへのデータ入力を行うタッチパネルに好ましく利用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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