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公開番号
2025061236
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-04-10
出願番号
2025004541,2023530344
出願日
2025-01-14,2022-06-14
発明の名称
透明導電性フィルム
出願人
東洋紡株式会社
代理人
弁理士法人アスフィ国際特許事務所
主分類
H01B
5/14 20060101AFI20250403BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】適性入力強度及び入力安定性に優れた透明導電性フィルムを提供することを目的とする。
【解決手段】透明プラスチックフィルム基材上の少なくとも一方の面にインジウム-スズ複合酸化物の透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、入力開始荷重が15gより大きく25g以下であり、電圧ロス時間が、0.00ミリ秒以上0.40ミリ秒以下である。フィルム剛軟度(BR)が0.38N・cm以上0.90N・cm以下であり、導電面の最大山高さSpの平均(AVSp)が下記式(2-1)を満たすことが好ましい。
4.7×BR-3.6≦AVSp<4.7×BR-1.8 …式(2-1)
(式中、BRはフィルム剛軟度(N・cm)であり、AVSpは平均最大山高さ(μm)である)
【選択図】図1
特許請求の範囲
【請求項1】
透明プラスチックフィルム基材上の少なくとも一方の面にインジウム-スズ複合酸化物の透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、
試験方法1で求まる入力開始荷重が15gより大きく25g以下であり、
試験方法2で求まる電圧ロス時間が、0.00ミリ秒以上0.40ミリ秒以下である透明導電性フィルム。
[試験方法1]
ガラス基板の片面に厚みが20nmのインジウム-スズ複合酸化物導電膜(酸化スズ含有量:10質量%)が形成され、その薄膜の表面にエポキシ樹脂のドットスペーサー(縦60μm×横60μm×高さ5μm)を4mmピッチで正方格子状に形成してパネル板とする。このパネル板の導電膜側に、厚みが105μm、内周が190mm×135mmである接着性のある矩形枠を挟みながら、透明導電性フィルムを導電膜同士が対面する様に重ねて評価パネルを作製する。この評価パネルの透明導電性フィルム側から、ドットスペーサーの4点格子の中心を先端が半径0.8mmの半球のポリアセタールであるペンで押圧していき、抵抗値が安定し始めたときの圧力を入力開始荷重とする。
[試験方法2]
前記評価パネルを6Vの定電圧電源に接続し、先端が半径0.8mmの半球であるペンを用いて透明導電性フィルム側からドットスペーサーの4点格子の中心を50gfの荷重で5回/秒の間隔で押圧する。ペンが透明導電性フィルムから離れ始め、電圧が6Vから減少するときを起点とし、電圧が5Vになるまでの時間を測定し、電圧ロス時間とする。
続きを表示(約 2,500 文字)
【請求項2】
試験方法3で求まるフィルム剛軟度(BR)が0.38N・cm以上0.90N・cm以下であり、
試験方法4で求まる導電面の最大山高さSpの平均(AVSp)が下記式(2-1)および式(2-2)を満たし、
試験方法5で求まる接触面積率(CA)が下記式(2-3)を満たす請求項1に記載の透明導電性フィルム。
4.7×BR-3.6≦AVSp<4.7×BR-1.8
…式(2-1)
0.005≦AVSp≦12.000 …式(2-2)
CA≧32.6×BR+17.2 …式(2-3)
(式中、BRはフィルム剛軟度(N・cm)であり、AVSpは平均最大山高さ(μm)であり、CAは接触面積率(%)である)
[試験方法3]
20mm×250mmの透明導電性フィルム試験片を透明導電膜が上にして水平台の上に置き、台の端から試験片を230mmの長さで突き出させ、下記式に基づいて剛軟度(BR)を決定する。
剛軟度(BR(N・cm))
=g×a×b×L
4
/(8×δ×10
11
)
(式中、gは9.81(重力加速度;m/s
2
)であり、aは20(試験片の短辺の長さ;mm)であり、bは試験片の比重(g/cm
3
)を示し、Lは230(水平台の外にでた試験片の長辺の長さ;mm)であり、δは試験片先端の高さと台の高さの差(cm)を示す)
[試験方法4]
透明導電性フィルムの導電面でMD方向に1cm間隔で3点、その中心から1cm間隔でTD方向に対称に2点の合計5点の測定点を決定し、それぞれの箇所で面粗さによる最大山高さSp(ISO 25178に準拠)を測定し、その平均値を平均最大山高さ(AVSp)(μm)とする。
[試験方法5]
透明導電性フィルムの導電面について線粗さによる、平均高さRc(μm)、最大山高さRp(μm)、及び平均長さRsm(μm)を測定し、式(X1)及び式(X2)の少なくとも一方と式(X3)とを満足する場所で、線粗さによる算術平均高さRa(μm)を測定する。なお平均高さRc(μm)、最大山高さRp(μm)、平均長さRsm(μm)、及び算術平均高さRa(μm)は、3次元表面形状測定装置バートスキャン(菱化システム社製、R5500H-M100(測定条件:waveモード、測定波長560nm、対物レンズ50倍))を用いて決定する。最大山高さRp(μm)、平均長さRsm(μm)、及び算術平均高さRa(μm)の決定はJIS B 0601-2001の規定に従う。算術平均高さRa(μm)の測定長は100μm以上200μm以下とする。
Rp-Rc-Ra≦0.20 …式(X1)
(Rp-Rc)/Ra≦5.0 …式(X2)
Rsm≦30 …式(X3)
前記3次元表面形状測定装置バートスキャンの対物レンズを10倍に変更し、同測定装置にある粒子解析を使い、平均面から「算術平均高さRa(μm)-15×10
-3
(μm)-平均高さRc(μm)」となる高さで平面方向にスライスし、断面積の総和を求める。断面積の総和を測定視野の面積で割った値に100をかけた値を接触面積率(CA)(%)とする。
【請求項3】
前記試験方法4で求まる最大山高さSpの最大値MXSpが、前記平均最大山高さAVSpの1.0倍超1.4倍以下であり、かつ、
前記試験方法4で求まる最大山高さSpの最小値MNSpが、前記平均最大山高さAVSpの0.6倍以上1.0倍以下である、請求項2に記載の透明導電性フィルム。
【請求項4】
前記透明導電膜の厚みが、10nm以上100nm以下である請求項1~3のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【請求項5】
前記透明導電膜に含まれる酸化スズの濃度が0.5質量%以上40質量%以下である請求項1~3のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【請求項6】
透明導電膜と透明プラスチックフィルム基材の間に、硬化型樹脂層を有し、
さらに透明プラスチック基材の前記透明導電膜とは反対側に、機能層を有する請求項1~3のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【請求項7】
透明プラスチックフィルム基材の少なくとも一方の側に、易接着層を有する請求項1~3のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
【請求項8】
易接着層が、透明プラスチックフィルム基材と硬化型樹脂層との間、又は透明プラスチック基材と機能層との間の少なくとも一方の位置に配置される、請求項7に記載の透明導電性フィルム。
【請求項9】
試験方法6で定まるON抵抗が10kΩ以下である請求項1~3のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
[試験方法6]
ガラス基板の片面に厚みが20nmのインジウム-スズ複合酸化物導電膜(酸化スズ含有量:10質量%)が形成されたパネル板と透明導電性フィルムとを、直径30μmのエポキシビーズを介して、導電膜同士が対面する様に重ねて評価パネルを作成する。この評価パネルの透明導電性フィルム側を、先端が半径0.8mmの半球のポリアセタールであるペンで2.5Nの荷重をかけながら摺動する(往復回数5万回、摺動距離30mm、摺動速度180mm/秒)。摺動後、ペン荷重0.8Nで摺動部を押さえて電気的に接続した時の抵抗(ON抵抗)を測定する。
【請求項10】
透明導電膜の表面における、JIS K5600-5-6:1999に準じた付着性試験において、透明導電膜の残存面積率が95%以上である、請求項1~3のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、透明プラスチックフィルム基材上にインジウム-スズ複合酸化物の透明導電膜を積層した透明導電性フィルムに関するものである。
続きを表示(約 4,400 文字)
【背景技術】
【0002】
透明プラスチック基材上に、透明でかつ抵抗の小さい薄膜を積層した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ等のようなフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極等として、電気・電子分野の用途に広く使用されている。
【0003】
抵抗膜式タッチパネルは、ガラスやプラスチックの基板に透明導電性薄膜をコーティングした固定電極と、プラスチックフィルムに透明導電性薄膜をコーティングした可動電極(フィルム電極と称される)を組み合わせたものであり、表示体の上側に重ね合わせて使用されている。指やペンでフィルム電極を押すと(入力という)、固定電極とフィルム電極の透明導性薄膜同士が接触し、入力位置が認識される。
【0004】
特許文献1には高分子フィルムの少なくとも一方の面に、実質的に結晶質の酸化インジウムから主としてなる透明導電膜が積層されてなるタッチパネル用透明導電積層体が開示されている。酸化インジウムを結晶化することで筆記耐久性が向上するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2004-071171号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
タッチパネルでは、ペンで連続入力しても透明導電膜に対してクラック、剥離、摩耗などが生じない特性(ペン摺動耐久性)が求められる。
またタッチパネルでは、入力強さの適度な範囲(適性入力強度)が求められる。例えば、抵抗膜式タッチパネルでは、指やペンなどでフィルム電極を押して、固定電極とフィルム電極の透明導性薄膜同士を接触させるとき、誤って手や服の袖がタッチパネルに触れてしまうことがあり、タッチする場所の選択で迷っているときにペンなどで誤ってタッチパネルに触れてしまうことがある。こうした意図しないタッチパネルへの接触による入力は少ないことが望ましい(誤入力防止性)。しかし、誤入力防止性を向上させると、快適な入力性が低下する傾向がある。快適な入力性とは、抵抗膜式タッチパネルにペンや指などで入力するときに、意識的に強い力をかけなくても入力可能なことである。誤入力防止と快適入力性の両立が求められる。
【0007】
さらにタッチパネルでは、優れた入力安定性、すなわちタッチパネルをペンなどで触ってから離れるまでの間、タッチパネルへの入力が安定していることが求められる。例えば、連続して文字を入力する際に生じ得る文字掠れを低減できること(速記性)、文字の払い部分が掠れないこと(払い入力性)などが優れていることが求められる。
特許文献1の技術では、酸化インジウムを結晶化しない場合にはペン摺動耐久性を向上できなかった。また特許文献1を含む従来の透明導電性フィルムでは、適性入力強度(誤入力防止性、快適入力性)、入力安定性(速記性、払い入力性)なども十分ではなかった。
【0008】
従って本発明の目的は、適性入力強度及び入力安定性に優れた透明導電性フィルムを提供することにある。また本発明の好ましい目的は、さらにペン摺動耐久性をも有する透明導電性フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであって、上記の課題を解決することができた本発明の透明導電性フィルムとは、以下の構成よりなる。
[1]
透明プラスチックフィルム基材上の少なくとも一方の面にインジウム-スズ複合酸化物の透明導電膜が積層された透明導電性フィルムであって、
試験方法1で求まる入力開始荷重が15gより大きく25g以下であり、
試験方法2で求まる電圧ロス時間が、0.00ミリ秒以上0.40ミリ秒以下である透明導電性フィルム。
[試験方法1]
ガラス基板の片面に厚みが20nmのインジウム-スズ複合酸化物導電膜(酸化スズ含有量:10質量%)が形成され、その薄膜の表面にエポキシ樹脂のドットスペーサー(縦60μm×横60μm×高さ5μm)を4mmピッチで正方格子状に形成してパネル板とする。このパネル板の導電膜側に、厚みが105μm、内周が190mm×135mmである接着性のある矩形枠を挟みながら、透明導電性フィルムを導電膜同士が対面する様に重ねて評価パネルを作製する。この評価パネルの透明導電性フィルム側から、ドットスペーサーの4点格子の中心を先端が半径0.8mmの半球のポリアセタールであるペンで押圧していき、抵抗値が安定し始めたときの圧力を入力開始荷重とする。
[試験方法2]
前記評価パネルを6Vの定電圧電源に接続し、先端が半径0.8mmの半球であるペンを用いて透明導電性フィルム側からドットスペーサーの4点格子の中心を50gfの荷重で5回/秒の間隔で押圧する。ペンが透明導電性フィルムから離れ始め、電圧が6Vから減少するときを起点とし、電圧が5Vになるまでの時間を測定し、電圧ロス時間とする。
[2]
試験方法3で求まるフィルム剛軟度(BR)が0.38N・cm以上0.90N・cm以下であり、
試験方法4で求まる導電面の最大山高さSpの平均(AVSp)が下記式(2-1)および式(2-2)を満たし、
試験方法5で求まる接触面積率(CA)が下記式(2-3)を満たす[1]に記載の透明導電性フィルム。
4.7×BR-3.6≦AVSp<4.7×BR-1.8
…式(2-1)
0.005≦AVSp≦12.000 …式(2-2)
CA≧32.6×BR+17.2 …式(2-3)
(式中、BRはフィルム剛軟度(N・cm)であり、AVSpは平均最大山高さ(μm)であり、CAは接触面積率(%)である)
[試験方法3]
20mm×250mmの透明導電性フィルム試験片を透明導電膜が上にして水平台の上に置き、台の端から試験片を230mmの長さで突き出させ、下記式に基づいて剛軟度(BR)を決定する。
剛軟度(BR(N・cm))=g×a×b×L
4
/(8×δ×10
11
)
(式中、gは9.81(重力加速度;m/s
2
)であり、aは20(試験片の短辺の長さ;mm)であり、bは試験片の比重(g/cm
3
)を示し、Lは230(水平台の外にでた試験片の長辺の長さ;mm)であり、δは試験片先端の高さと台の高さの差(cm)を示す)
[試験方法4]
透明導電性フィルムの導電面でMD方向に1cm間隔で3点、その中心から1cm間隔でTD方向に対称に2点の合計5点の測定点を決定し、それぞれの箇所で面粗さによる最大山高さSp(ISO 25178に準拠)を測定し、その平均値を平均最大山高さ(AVSp)(μm)とする。
[試験方法5]
透明導電性フィルムの導電面について線粗さによる、平均高さRc(μm)、最大山高さRp(μm)、及び平均長さRsm(μm)を測定し、式(X1)及び式(X2)の少なくとも一方と式(X3)とを満足する場所で、線粗さによる算術平均高さRa(μm)を測定する。なお平均高さRc(μm)、最大山高さRp(μm)、平均長さRsm(μm)、及び算術平均高さRa(μm)は、3次元表面形状測定装置バートスキャン(菱化システム社製、R5500H-M100(測定条件:waveモード、測定波長560nm、対物レンズ50倍))を用いて決定する。最大山高さRp(μm)、平均長さRsm(μm)、及び算術平均高さRa(μm)の決定はJIS B 0601-2001の規定に従う。算術平均高さRa(μm)の測定長は100μm以上200μm以下とする。
Rp-Rc-Ra≦0.20 …式(X1)
(Rp-Rc)/Ra≦5.0 …式(X2)
Rsm≦30 …式(X3)
前記3次元表面形状測定装置バートスキャンの対物レンズを10倍に変更し、同測定装置にある粒子解析を使い、平均面から「算術平均高さRa(μm)-15×10
-3
(μm)-平均高さRc(μm)」となる高さで平面方向にスライスし、断面積の総和を求める。断面積の総和を測定視野の面積で割った値に100をかけた値を接触面積率(CA)(%)とする。
[3]
前記試験方法4で求まる最大山高さSpの最大値MXSpが、前記平均最大山高さAVSpの1.0倍超1.4倍以下であり、かつ、
前記試験方法4で求まる最大山高さSpの最小値MNSpが、前記平均最大山高さAVSpの0.6倍以上1.0倍以下である、[2]に記載の透明導電性フィルム。
[4]
前記透明導電膜の厚みが、10nm以上100nm以下である[1]~[3]のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
[5]
前記透明導電膜に含まれる酸化スズの濃度が0.5質量%以上40質量%以下である[1]~[4]のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
[6]
透明導電膜と透明プラスチックフィルム基材の間に、硬化型樹脂層を有し、
さらに透明プラスチック基材の前記透明導電膜とは反対側に、機能層を有する[1]~[5]のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
[7]
透明プラスチックフィルム基材の少なくとも一方の側に、易接着層を有する[1]~[6]のいずれかに記載の透明導電性フィルム。
[8]
易接着層が、透明プラスチックフィルム基材と硬化型樹脂層との間、又は透明プラスチック基材と機能層との間の少なくとも一方の位置に配置される、[7]に記載の透明導電性フィルム。
[9]
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、適性入力強度及び入力安定性に優れた透明導電性フィルムを提供できる。また本発明によれば、好ましい場合には、さらにペン摺動耐久性をも有する透明導電性フィルムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)
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