(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り、かつ１０Å以上５０Å以下の厚みを有する金属層と
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】
請求項１に記載の透明導電性フィルムを用いたタッチパネル。
【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５５０ｎｍ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】
【課題を解決するための手段】
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。
【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１４１、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１４１，１４２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２５１、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３０（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、３Ｈ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２４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、１４３、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１５、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（２４ｂ）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（２６）を介して、ハードコート層１１（導電層形成部材２３）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（ＳｉＯx；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】
0003859569.tif 000002
フィルム▲２▼、▲４▼、▲５▼、▲６▼は実施例に係る透明導電性フィルムであり、フィルム▲１▼、▲３▼は比較例である。
【００４０】
すなわち、フィルム▲２▼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▲４▼は、導電層形成部材にはフィルム▲２▼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▲５▼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▲４▼と同様の構成である。
【００４３】
フィルム▲６▼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▲４▼と同様の構成である。
【００４４】
フィルム▲１▼は、フィルム▲２▼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▲３▼は、フィルム▲４▼〜▲６▼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▲１▼〜▲６▼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▲１▼が９０．５％、フィルム▲２▼が９０．７％、フィルム▲３▼が９５．１％、フィルム▲４▼が９５．２％、フィルム▲５▼が９４．８％、フィルム▲６▼が９５．０％に設定されており、中でも、フィルム▲３▼〜▲６▼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▲１▼〜▲６▼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】
0003859569.tif 000003
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▲１▼は３２０Ω／単位面積、フィルム▲２▼は３００Ω／単位面積、フィルム▲３▼は３０２Ω／単位面積、フィルム▲４▼は３１０Ω／単位面積、フィルム▲５▼は３０５Ω／単位面積、フィルム▲６▼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▲１▼、▲３▼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▲２▼、▲４▼、▲５▼及び▲６▼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▲５▼及び▲６▼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▲１▼、▲３▼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、１２０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▲２▼、▲４▼、▲５▼及び▲６▼では、良好な結果が得られた。すなわち、５００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▲２▼、▲４▼、▲５▼及び▲６▼は、比較例に係るフィルム▲１▼及び▲３▼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▲１▼よりもフィルム▲３▼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▲３▼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】
【発明の効果】
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。
【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
【図１】
0003859569.tif 000004
【図２】
0003859569.tif 000005