JP7624085B2 - 透明導電圧電フィルム、タッチパネル、および透明導電圧電フィルムの製造方法 - Google Patents

透明導電圧電フィルム、タッチパネル、および透明導電圧電フィルムの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は透明導電圧電フィルム、タッチパネル、および透明導電圧電フィルムの製造方法に関する。
画面に触れることにより情報を入力できるデバイスとして、タッチパネルが広く用いられている。タッチパネルは、光を透過する入力装置を液晶パネル等の表示装置上に配置したものであり、代表的な形式として、画面と指との間に生じる電気容量の変化を利用した静電容量式タッチパネルがある。また、近年では、タッチ位置情報に加えて、タッチ時の押込み量を検出する静電容量式タッチパネルが各種考案されている。このようなタッチパネルでは、タッチ時の押込み量を検出するために、圧電フィルム上に酸化錫を含有するインジウム酸化物（錫ドープ酸化インジウム、ＩＴＯ）または酸化亜鉛等の金属酸化物による透明導電層を積層した導電圧電フィルムが用いられる。
ところで、基材が圧電フィルムではない、従来の導電性フィルムの製造過程では、アニーリング処理によって金属酸化物層を結晶化させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該アニーリング処理によって、可視光短波長領域の透過率が高まり、導電性フィルムの透明性が向上し、黄色の呈色が抑制され、表面抵抗値が小さくなることで導電性を高めることができる。
特開２０１７－０７４７９２号公報
しかしながら、圧電フィルムは他の導電性フィルムの基材と比較して耐熱性が低いため、アニーリング処理によって黄色の呈色がより顕著になることがある。アニーリング処理なしでも十分な導電性を有する導電圧電フィルムを得るには、金属酸化物層の厚みを増す必要があるが、結晶化が不十分な金属酸化物層の厚みが増すことで、導電圧電フィルムの透明性の低下と黄色の呈色が顕著になる傾向にある。このように透明性が不十分で黄色に呈色した導電圧電フィルムをタッチパネルの入力装置の部材として用いた場合、入力装置の下に配置される表示装置の発色を正確に表現することが難しいという問題がある。
本発明の一態様は、透明性に優れる導電圧電フィルムを実現することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る透明導電圧電フィルムは、波長４５０ｎｍの透過率が７５％以上、波長５５０ｎｍの透過率が８５％以上であり、圧電定数ｄ３３が５ｐＣ／Ｎ以上、４０ｐＣ／Ｎ以下であり、透明電極層を備え、前記透明電極層の表面抵抗値が５０Ω／ｓｑ以上、３００Ω／ｓｑ未満である透明導電圧電フィルムである。
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様にかかわる透明導電圧電フィルムの製造方法の一態様は、透明圧電フィルムの少なくとも一方の面上に、第一透明コーティング層、第二透明コーティング層、および透明電極層がこの順で重ねられて構成されている積層フィルムの製造方法であり、屈折率が１．３０以上、１．４５未満のフィルムを形成する前記透明圧電フィルムを製造する第一工程と、前記透明圧電フィルムの少なくとも一方の面上に屈折率１．６０以上、１．８０未満の前記第一透明コーティング層を形成する第二工程と、前記第一透明コーティング層の表面に屈折率１．３０以上、１．５０未満であり、厚みが１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下である前記第二透明コーティング層を形成する第三工程と、前記第二透明コーティング層の表面に屈折率１．８０以上、２．２０以下であり、厚みが２０ｎｍ以上、４０ｎｍ未満である前記透明電極層を形成する第四工程と、を含む、透明導電圧電フィルムの製造方法である。
本発明の一態様によれば、透明性に優れる導電圧電フィルムを実現することができる。
本発明の一実施形態に係る透明導電圧電フィルム１１である。 本発明の一実施形態に係る透明導電圧電フィルム１２である。
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
〔透明導電圧電フィルム〕
本発明の一実施形態に係る透明導電圧電フィルムは、圧電フィルムに透明電極層が付与されたフィルムである。本実施形態の透明導電圧電フィルムは、波長４５０ｎｍの透過率が７５％以上、波長５５０ｎｍの透過率が８５％以上であり、圧電定数ｄ３３が５ｐＣ／Ｎ以上、４０ｐＣ／Ｎ以下となっている。当該透明導電圧電フィルムは圧電特性、透明性、および導電性に優れ、タッチパネル等のデバイスに好適に用いることができる。
（透過率）
本実施形態の透明導電圧電フィルムにおいて、波長４５０ｎｍの透過率が７５％以上、波長５５０ｎｍの透過率が８５％以上であればよい。透明導電圧電フィルムの波長４５０ｎｍおよび波長５５０ｎｍの透過率が当該範囲であることで、色味が抑えられ、かつ濁りのない透明導電圧電フィルムとすることができる。このため、透明性が求められるデバイスに好適に使用できる。例えば、タッチパネル等のデバイスに利用する場合には、透明であることによってタッチパネルの表示画面を妨げないため好ましい。
波長４５０ｎｍの透過率は７８％以上であることが好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。波長４５０ｎｍの透過率が当該範囲内である透明導電圧電フィルムは、特に黄色味が抑えられたフィルムと判断できる。
また、透明導電圧電フィルムは、波長５５０ｎｍの透過率が８５％以上であり、８７％以上であることが好ましく、８９％以上であることがさらに好ましい。波長５５０ｎｍの透過率が当該範囲内である透明導電圧電フィルムはデバイス等に光学用途で用いる際に十分に光を透過し、高い透明性を有する透明導電圧電フィルムであると判断できる。
当該透明導電圧電フィルムの波長４５０ｎｍ透過率および波長５５０ｎｍ透過率は、上記の場合において所期の効果が十分に得られるのであればよく、例えば波長４５０ｎｍ透過率および波長５５０ｎｍ透過率がそれぞれ９７％以下であってもよい。波長４５０ｎｍ透過率および波長５５０ｎｍ透過率は１００％に近いほど好ましい。以下、本明細書において、「透明性」とは、波長４５０ｎｍ透過率および波長５５０ｎｍ透過率によって評価される光学特性を指し、「透明」または「透明性が高い」とは波長４５０ｎｍ透過率が７５％以上、および波長５５０ｎｍ透過率が８５％以上である状態を指す。
（圧電定数）
本実施形態の透明導電圧電フィルムの圧電定数ｄ３３は５ｐＣ／Ｎ以上であればよく、８ｐＣ／Ｎ以上であることが好ましく、１０ｐＣ／Ｎ以上であることがさらに好ましい。また、透明導電圧電フィルムの圧電定数ｄ３３は４０ｐＣ／Ｎ以下であればよく、３０ｐＣ／Ｎ以下であることが好ましく、２０ｐＣ／Ｎ以下であることがさらに好ましい。このような圧電定数は、透明導電圧電フィルムが備える圧電フィルムによって達成される。
圧電定数ｄ３３は印加応力に対する応力方向の電圧の変位量を示す。圧電定数ｄ３３が大きいほど、応力に対して生じる電圧が大きくなり、任意のデバイスに使用する際に好ましい。圧電定数ｄ３３がとりわけ下限を下回らないことは、透明導電圧電フィルムに十分な圧電特性を付与する観点から好ましい。また、圧電定数ｄ３３がとりわけ上限を上回らないことは、フィルムの表面性の点から好ましい。
このような圧電定数ｄ３３を有する透明導電圧電フィルムは、幅広いデバイスへの応用が期待される。例えば、音響、保安、交通、および医療の分野で、任意の圧力センサおよび振動センサなどのセンサ、スイッチ、エネルギーハーベスト素子、ならびにアクチュエータなどへの応用が期待される。圧電定数ｄ３３の範囲が上記の範囲内である透明導電圧電フィルムは、特にタッチパネルへの利用に適する。
（透明電極層）
透明導電圧電フィルムは透明電極層を備える。透明電極層は、透明性、導電性および平面状の広がりを有する構造である。平面視したときの透明電極層の形状は、透明導電圧電フィルムの用途に応じて適宜に設定してよい。なお、透明電極層の詳細は＜透明導電圧電フィルムの具体例＞において詳述する。
透明導電圧電フィルムの表面抵抗値は用途に合わせて決定してもよい。例えば、高い透明性と導電性を両立する透明導電圧電フィルムを実現する観点より、表面抵抗値が５０Ω／ｓｑ以上であってもよく、７０Ω／ｓｑ以上であってもよく、さらには９０Ω／ｓｑ以上であってもよい。また、当該表面抵抗値は、４８０Ω／ｓｑ未満であってもよい。表面抵抗値が当該範囲であることで、導電性を有するフィルムとして、任意のデバイスに使用することが可能となる。さらに、当該表面抵抗値は３００Ω／ｓｑ未満であり得る。表面抵抗値が当該範囲である透明導電圧電フィルムは表面抵抗値が小さく、例えばタッチパネルのようなデバイスに好適に用いることができる。
＜透明導電圧電フィルムの具体例＞
上述の透明導電圧電フィルムとするために透明導電圧電フィルムは任意の層が複数重ねられて構成される積層フィルムであってもよい。透明導電圧電フィルムは、透明圧電フィルムの少なくとも一方の面上に、第一透明コーティング層、第二透明コーティング層および透明電極層がこの順で重ねられた構造を有する積層フィルムである。
本実施形態において、「この順で重ねられている」とは、上記の層を含む積層物において、当該層が列挙された順番で隣接して配置されている状態を意味する。
ここで、透明導電圧電フィルムの一例として、透明導電圧電フィルム１１を図１に示す。透明導電圧電フィルム１１は、透明圧電フィルム１の一方の面上に、第一透明コーティング層２、第二透明コーティング層３および透明電極層４がこの順で重ねられて構成されている積層フィルムである。なお、透明導電圧電フィルム１１は図１に示される構成に限定されず、他の層構造をさらに備えるものであってもよい。
透明導電圧電フィルム１１は、透明圧電フィルム１と第一透明コーティング層２とが第三透明コーティング層５を介して重ねられている透明導電圧電フィルムであってもよい。すなわち、透明圧電フィルム１と第一透明コーティング層２との間に第三透明コーティング層５を備える透明導電圧電フィルムとしてもよい。このような透明導電圧電フィルムを図２に透明導電圧電フィルム１２として示す。透明導電圧電フィルム１２は、透明圧電フィルム１の一方の面上に、第三透明コーティング層５、第一透明コーティング層２、第二透明コーティング層３および透明電極層４がこの順で重ねられて構成されている積層フィルムである。
透明導電圧電フィルム１１において、例えば、透明圧電フィルム１の屈折率は１．３０以上、１．４５未満であり、第一透明コーティング層２の屈折率は１．６０以上、１．８０未満であり、第二透明コーティング層３の屈折率は１．３０以上、１．５０以下であり、透明電極層４の屈折率は１．８０以上、２．２０以下である。各層の屈折率が当該範囲内であることで、透明性が高い透明導電圧電フィルム１１の透明導電圧電フィルムとすることができる。特に、第一透明コーティング層２および第二透明コーティング層３の屈折率が当該範囲内であることで、波長５５０ｎｍの透過率が向上する。
透明導電圧電フィルム１１が透明導電圧電フィルム１２である場合、第三透明コーティング層５の屈折率が１．４５以上、１．６０未満であってもよい。透明導電圧電フィルム１２は、第三透明コーティング層５を備えることで、透明性を向上できる。
なお、本実施形態において、「屈折率」は、波長５８９ｎｍにおける屈折率のことを指す。
第一透明コーティング層２および第二透明コーティング層３の屈折率はＪＩＳ Ｋ７１４２に準拠して測定したものである。具体的には、試験的に作製した各コーティング層に対して、アッベ屈折率計を用い、波長５８９ｎｍの測定光を各層に入射させて２５．０±１．０℃で３回測定し、測定値の平均を屈折率とした。
透明電極層４の屈折率は多入射角高速分光エリプソメータ（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製：Ｍ―２０００）によって、プサイ（Ψ）およびデルタ（Δ）を測定し、そこから波長５８９ｎｍにおける屈折率を算出した。
透明圧電フィルム１の屈折率はＡＳＴＭ Ｄ５４２に準拠して測定したものである。
また、透明導電圧電フィルム１１において、例えば第二透明コーティング層３の厚みは１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下である。各層の屈折率が所定の範囲であっても、第二透明コーティング層３の厚みが当該範囲外であると、波長４５０ｎｍの透過率が低くなることがあり、黄色味を帯びた透明導電圧電フィルムとなることがある。各層の屈折率を所定の範囲とした上で、第二透明コーティング層３の厚みを当該範囲とすることによって、透明導電圧電フィルム１１において、波長４５０ｎｍの透過率と波長５５０ｎｍの透過率とを高い水準で両立することができる。
さらに、透明導電圧電フィルム１１において、透明電極層４の厚みは例えば１３ｎｍ以上、４０ｎｍ未満である。透明電極層４の厚みがこの範囲であることで、透明導電圧電フィルム１１に好適な表面抵抗値および透明性を付与することができる。
以下、透明導電圧電フィルム１１および透明導電圧電フィルム１２における各層について詳細に説明する。なお、透明導電圧電フィルム１１において、各層の屈折率を後述の「さらに好ましい」範囲とすることで、より透明性の高い透明導電圧電フィルムとすることができる。
（透明圧電フィルム１）
透明導電圧電フィルム１１に含まれる透明圧電フィルム１は、圧電性を有しており、かつ透明であるフィルムのことを指す。ここで、透明圧電フィルム１の「透明」とは、波長４５０ｎｍの透過率および波長５５０ｎｍの透過率に優れるフィルムのことを指す。具体的には、透明圧電フィルム１の波長４５０ｎｍの透過率は８８％以上であってもよく、９０％以上であることが好ましい。また、透明圧電フィルム１の波長５５０ｎｍの透過率は８９％以上であってもよく、９１％以上であることが好ましい。
透明圧電フィルム１の屈折率は、例えば１．３０以上、１．４５未満である。透明圧電フィルム１の屈折率はこの範囲内であればよいが、１．３４以上であることが好ましく、１．３６以上であることがさらに好ましい。また、屈折率は１．４４以下であることが好ましく、１．４３以下であることがさらに好ましい。
本実施形態において、透明圧電フィルム１は樹脂製フィルムである。本実施形態における樹脂は、フィルムが圧電定数ｄ３３で表される圧電特性を有する限りにおいて、いかなる樹脂であってもよく、一種の樹脂でも二種以上を組み合わせた樹脂でもよい。上記の条件を満たす樹脂として、フッ素樹脂、ポリアミド１１、セルロース、ポリウレタンおよびポリウレア等が挙げられる。
上記の樹脂のなかでもフッ素樹脂が好ましい。透明圧電フィルムがフッ素樹脂製であることで、透明性および圧電定数ｄ３３で表される圧電特性に優れた透明導電圧電フィルムを得ることができる。なお、本実施形態において、実施形態において「フッ素樹脂製」とは、透明圧電フィルムを構成する組成物においてフッ素樹脂が主成分であることを意味する。また、「フッ素樹脂が主成分である」とは、当該組成物においてフッ素樹脂が樹脂成分中で最多の成分であることを意味する。当該組成物におけるフッ素樹脂の含有量は、５１質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましく、１００質量％であることが特に好ましい。すなわち、透明圧電フィルム１は、フッ素樹脂からなるフィルムであることが特に好ましい。
フッ素樹脂のなかでもフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。フッ化ビニリデン樹脂の例には、フッ化ビニリデンの単独重合体、およびその共重合体が含まれる。フッ化ビニリデンの共重合体におけるフッ化ビニリデン以外の単量体に由来する構成単位の含有量は、透明圧電フィルムの用途に応じた特性を発現可能な範囲で適宜に決めてよい。
フッ化ビニリデンの共重合体におけるフッ化ビニリデン以外の単量体の例には、炭化水素系単量体およびフッ素化合物が含まれる。当該炭化水素系単量体の例には、ビニルフルオリド（ＶＦ）、トリフルオロエチレン（ＴｒＦＥ）、テトラフルオロエチレン（ＴｅＦＥ）、ヘキサフルオロプロペン（ＨＦＰ）、１－クロロ－１－フルオロ－エチレン（１，１－ＣＦＥ）、１－クロロ－２－フルオロ－エチレン（１，２－ＣＦＥ）、１－クロロ－２，２－ジフルオロエチレン（ＣＤＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、トリフルオロビニルモノマー、１，１，２－トリフルオロブテン－４－ブロモ－１－ブテン、１，１，２－トリフルオロブテン－４－シラン－１－ブテン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、ペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）、ペルフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）、ペルフルオロアクリラート、２，２，２－トリフルオロエチルアクリラート、および２－（ペルフルオロヘキシル）エチルアクリラート等のフルオロモノマー；並びに、エチレン、プロペン、無水マレイン酸、ビニルエーテル、ビニルエステル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、および酢酸ビニル等の炭化水素系モノマーが挙げられる。共重合体におけるフッ化ビニリデン以外の単量体としては、これらのなかでも、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、およびヘキサフルオロプロペンが好ましい。
例えば、フッ化ビニリデン共重合体は、フッ化ビニリデンおよびトリフルオロエチレンを共重合させたフッ化ビニリデン共重合体（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロペンを共重合させたフッ化ビニリデン共重合体（ＶＤＦ／ＨＦＰ）、ならびにフッ化ビニリデンおよびテトラフルオロエチレンを共重合させたフッ化ビニリデン系共重合体（ＶＤＦ／ＴｅＦＥ）のような二元系の共重合体であってもよい。二元系の共重合体は、フッ化ビニリデンとコモノマーとの混合比が５０：５０～９０：１０であるものが好ましい。たとえば、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとを８０：２０の混合比で共重合させたフッ化ビニリデン共重合体（ＶＤＦ／ＴｅＦＰ）が挙げられる。また、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、およびヘキサフルオロプロペンを４０：４０：２０の混合比で共重合させた、フッ化ビニリデン共重合体（ＶＤＦ／ＴＦＥ／ＨＦＰ）のような三元系の共重合体であってもよい。
本実施形態においては、フッ化ビニリデンの単独重合体、およびフッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体が好適に用いられる。
本実施形態における透明圧電フィルムは、本実施形態の効果が得られる範囲において種々の添加剤を含んでもよい。当該添加剤は、一種以上でよく、その例には、可塑剤、滑剤、架橋剤、紫外線吸収剤、ｐＨ調整剤、安定剤、抗酸化剤、界面活性剤および顔料が含まれる。
本実施形態における透明圧電フィルム１の厚みは、透明導電圧電フィルム１１の用途に応じて、本実施形態の効果が得られる範囲から適宜に決めることができる。透明圧電フィルム１の厚みは、薄すぎると機械的強度が不十分となることがあり、厚すぎると効果が頭打ちになり、あるいは透明性が不十分になり、光学用途で使用することが難しくなることがある。このような観点から、透明圧電フィルム１の厚みは、２０μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であることが好ましく、３５μｍ以上であることがさらに好ましい。また、透明圧電フィルム１の厚みは２００μｍ未満であってもよく、１２０μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であることがさらに好ましい。
（透明電極層４）
本実施形態における透明電極層４は第二透明コーティング層３の上に重ねられている層状の電極である。
本実施形態における透明電極層４は、平面状の広がりを有し導電性と十分な透明性を有する構造であり、透明導電層とも言える。透明電極層４を構成する材料自体が透明性を有さないものであっても、透明電極層４がその機能を発揮できる構造において、当該層が十分な透明性を発現すればよい。例えば、透明電極層４は、高い透明性を有する導電性の部材または組成で構成されてもよいし、透明性を有さない導電性の材料で構成されるが十分な透明性を発現可能な極薄または極細の微細な構造であってもよい。
透明電極層４は、透明な基板上に形成され、当該基板とともに第二透明コーティング層３に接着されていてもよい。透明電極層４は、透明圧電フィルム１の少なくとも片面側に配置されていればよい。第一透明コーティング層２および第二透明コーティング層３を透明圧電フィルムの両面側に形成する場合では、透明電極層４は、少なくともいずれか一方側の第二透明コーティング層３上に配置されていればよい。
透明電極層４を構成する材料は限定されず、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＰｄおよびＷからなる群より選択される少なくとも一種の金属の金属酸化物が好適に用いられる。当該金属酸化物には、ＩＴＯ、酸化亜鉛またはアンチモン－スズ複合酸化物（ＡＴＯ）等が好ましく用いられ、ＩＴＯが特に好ましく用いられる。前記金属酸化物には、必要に応じて、上記群に示された金属原子がドープされていてもよい。
本実施形態における透明導電圧電フィルム１１は、透明圧電フィルム１の変色を避けるために、その加工において高温での加熱を避ける必要がある。このため、透明電極層４の材料が金属酸化物である場合、金属酸化物が非晶質となる場合がある。透明電極層４が非晶質の材料で構成されていることは、例えば、透過型電子顕微鏡の観察像で確認することが可能である。本明細書では微結晶以外の結晶が観察されないものを非晶質、結晶粒が観察される程度に結晶が成長したものを結晶質と呼ぶ。
透明電極層４における非晶性は、Ｘ線回折法を利用して求めることが可能である、また、当該非晶性は、透明電極層４を形成した後のアニーリングのような透明電極層４の作製における結晶化を促進させる工程の実施の有無および実施の程度によって調整することが可能である。
一態様において、透明電極層４は、インジウム－スズ複合酸化物で構成されている。さらに別の態様では、透明電極層４は、インジウム－スズ複合酸化物で構成されており、かつＸ線回折におけるインジウム－スズ複合酸化物のピークが検出されない状態となっている。この構成によれば、非晶質であり、さらに屈折率が好適な範囲内である透明電極層４とすることができる。
透明電極層４の屈折率は、例えば１．８０以上、２．２０以下である。透明電極層４の屈折率はこの範囲内である限り制限はなく、１．８３以上であることが好ましく、１．８５以上であることがさらに好ましい。また、透明電極層４の屈折率は、２．００以下であることが好ましく、１．９４以下であることがさらに好ましい。
特に屈折率が１．９４以下である透明電極層４を含む透明導電圧電フィルムは、高温での加熱を行わずに製造したフィルムである。このため、透明圧電フィルム１の透明性および色味が高温処理によって損なわれることがなく、好適な透明導電圧電フィルムとすることができる。なかでも屈折率が１．９４以下であって、さらに非晶質である透明電極層４を含む透明導電圧電フィルムが好ましい。
一方、透明電極層４の材料が非晶質である場合、材料それ自体は黄色味のある材料である。このような透明電極層４を堆積させた透明導電圧電フィルム１１には、他の層が透明であっても、色味を有するフィルムになる傾向がある。しかしながら、本発明の一実施形態に係る透明導電圧電フィルム１１のように、各層の屈折率を調節することにより、好適な光学特性を有する透明導電圧電フィルム１１を達成することができる。
透明電極層４の厚みは１３ｎｍ以上であればよいが、１５ｎｍ以上であることが好ましく、２０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。透明電極層４の厚みが薄すぎると、透明導電圧電フィルム１１の電気抵抗が高くなる虞があり、また透明電極層４中に非連続の部分が形成される虞がある。透明電極層４の厚みが上述の下限を下回らないことで、透明導電圧電フィルム１１の表面抵抗値を４８０Ω／ｓｑ未満の良好な導電性を有する連続被膜とすることができる。
特に透明電極層４の厚みは２０ｎｍ以上であることが好ましい。透明電極層４の厚みを２０ｎｍ以上とすることにより、表面抵抗値が３００Ω／ｓｑ未満のより好適な透明導電圧電フィルムとすることができる。
一方、透明電極層４の厚みは４０ｎｍ未満であればよいが、３８ｎｍ未満であることが好ましく、３５ｎｍ未満であることがさらに好ましい。透明電極層４の厚みは厚くなりすぎると透明性の低下等をきたすことがある。透明電極層４の上述の上限を上回らないことで、透明導電圧電フィルムの透明性を高めることができる。なお、透明電極層４の厚みは、透明導電圧電フィルム１１の断面の観察から求める以下の方法によって求められる。
透明導電圧電フィルムをエポキシ樹脂に包埋し、透明導電圧電フィルムの断面が露出するようにエポキシ樹脂塊を切断する。露出した透明導電圧電フィルムの断面を、走査型電子顕微鏡（「ＳＵ３８００」、株式会社日立ハイテク製）を用いて加速電圧３．０ｋＶ、倍率５０，０００倍の条件で観察し、透明導電圧電フィルム中の各コーティング層および透明電極層の厚みを測定する。
なお、各コーティング層および透明電極層の厚みの測定において、各コーティング層および透明電極層のうちの任意の２ヶ所の厚みを測定し、各層で得られた測定値の平均値を各層の厚みとする。なお、上記の観察条件において、各層の界面は、ほぼ滑らかな線として観察される。この場合、各層の厚みの測定では、当該線間の距離を測定する。
上述の通り、透明電極層４の厚みは、透明導電圧電フィルム１１の導電性の維持および透明性の向上の観点より重要である。さらに、透明導電圧電フィルム１１の第一透明コーティング層、第二透明コーティング層および透明電極層ならびに任意で設けられる第三透明コーティング層の、屈折率およびそれぞれの厚みの好ましい組み合わせによって、各層の界面反射が打ち消し合うよう好適に調整され、透明性がより向上する。
（第一透明コーティング層２）
本実施形態における第一透明コーティング層２は、透明圧電フィルム１と第二透明コーティング層３との間に位置する層である。
第一透明コーティング層２の屈折率は１．６０以上、１．８０未満である。第一透明コーティング層２の屈折率はこの範囲内である限り制限はないが、１．６３以上であることが好ましく、１．６５以上であることがさらに好ましい。また、第一透明コーティング層２の屈折率は１．７５以下であることが好ましく、１．７２以下であることがさらに好ましい。
第一透明コーティング層２の材料は、このような屈折率を満たす材料であれば、使用可能なあらゆる材料の中から適宜に選択すればよい。当該材料は、無機材料でも有機材料でもよいし、無機－有機の混合材料またはそれらの複合材料でもよい。また、一種の材料でも二種以上の混合材料または複合材料であってもよいが、透明導電圧電フィルムの透明性を向上する観点では一種の材料またはそれにさらに後述の金属酸化物粒子を含む複合材料であることが好ましい。また、当該コーティング層の材料は、ハードコート層の材料であってもよい。当該材料の例には、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、（メタ）アクリル酸エステル樹脂、シラン化合物および金属酸化物が含まれる。なお、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸およびメタクリル酸の総称であり、これらの一方または両方を意味する。特に、（メタ）アクリル酸エステル樹脂が十分な透明性、材料の種類の豊富さ、および、原料価格の低さの観点から好ましい。
第一透明コーティング層２の材料は、透明コーティング層を構成するのに必要な他の材料を含んでいてよい。（メタ）アクリル酸エステル樹脂製透明コーティング層の材料であれば、一般に、開始剤、オリゴマー、モノマーおよびその他の成分が混合してなる組成物が使用され得る。この場合、透明コーティング層の物性は、主に、オリゴマーおよびモノマーによって決まる。当該オリゴマーの例には、単官能または多官能の（メタ）アクリルレートが含まれる。上記モノマーの例には、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレートが含まれる。
上述の材料に金属酸化物粒子を加えることで、第一透明コーティング層２の屈折率を調整してもよい。金属酸化物微粒子の屈折率は１．５０以上である当該金属酸化物微粒子としては、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛および酸化スズが挙げられ、中でも、酸化チタン、および酸化ジルコニウムが好ましい。
第一透明コーティング層２は、任意の機能を発現させるための材料をさらに含んでもよい。例えば、第一透明コーティング層２は帯電防止剤を含んでもよい。帯電防止剤の例には、界面活性剤、五酸化アンチモン、インジウム－スズ複合酸化物（ＩＴＯ）および導電性高分子が含まれる。
第一透明コーティング層２の好適な厚みは、透明導電圧電フィルムにおける第三透明コーティング層５の有無によって異なる。第三透明コーティング層５を備えない透明導電圧電フィルム１１においては、第一透明コーティング層２の厚みは４００ｎｍ以上であってもよく、４５０ｎｍ以上であることが好ましく、５００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、第一透明コーティング層２の厚みは１３００ｎｍ未満であってもよく、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、８００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
第三透明コーティング層５を備えない透明導電圧電フィルムである場合、第一透明コーティング層は、透明導電圧電フィルムの透明性を高めるために所定の屈折率を有することだけでなく、透明圧電フィルム１の表面の傷および凹凸などを防ぐことも求められる。第一透明コーティング層２の厚みがとりわけ下限を下回らないことで、透明圧電フィルム１の表面の傷および凹凸などを防ぐことができるため、透明圧電フィルム１の透明性が高まる。一方、第一透明コーティング層２の厚みがとりわけ上限を上回らないことは、透明圧電フィルムの薄膜化およびフィルムの透明性を高める観点から好ましい。
第三透明コーティング層５を備える透明導電圧電フィルム１２においては、第一透明コーティング層２の厚みは６０ｎｍ以上であってもよく、７０ｎｍ以上であることが好ましく、８３ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、第一透明コーティング層２の厚みは３００ｎｍ未満であってもよく、２５０ｎｍ以下であることが好ましく、２３０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。第一透明コーティング層の厚みが当該範囲であることで、透明導電圧電フィルム１１に透明性を付与することができる。
（第二透明コーティング層３）
本実施形態における第二透明コーティング層３は、第一透明コーティング層２と透明電極層４との間に位置する層である。
第二透明コーティング層３の屈折率は、例えば１．３０以上、１．５０以下である。第二透明コーティング層３の屈折率はこの範囲内であればよいが、１．３５以上であることが好ましく、１．３７以上であることがさらに好ましい。また、第二透明コーティング層３の屈折率は、１．４８以下であることが好ましく、１．４７以下であることがさらに好ましい。
第二透明コーティング層３の材料は、このような屈折率を満たす材料であれば、使用可能なあらゆる材料の中から適宜に選択すればよい。例えば、第一透明コーティング層２の材料として例示した材料から適切な屈折率になるように、材料を適宜に選択すればよい。また、屈折率を調整するためにＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２およびＢａＦ２からなる群から選ばれる一以上の金属フッ化物または二酸化ケイ素を含むことができる。これらのなかでも二酸化ケイ素が好ましい。
さらに、第二透明コーティング層３の材料は、第一透明コーティング層２の材料について記載した材料と同様に、透明コーティング層を構成するのに必要な他の材料を含んでいてよい。
第二透明コーティング層３の厚みは、１０ｎｍ以上であり、７０ｎｍ以下であればよい。第二透明コーティング層３の厚みは、１５ｎｍ以上であることが好ましく、２０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、第二透明コーティング層３の厚みは、６８ｎｍ以下であることが好ましく、６５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。第二透明コーティング層３の厚みが上記範囲内であることにより、透明導電圧電フィルム１１の透明性および色味を向上することができる。
（第三透明コーティング層５）
第三透明コーティング層５は透明導電圧電フィルムに任意に設けられる層である。第三透明コーティング層５が存在する場合、第三透明コーティング層５は透明圧電フィルム１に直接接する層である。例えば、透明導電圧電フィルム１２のように、透明圧電フィルム１と第一透明コーティング層２との間に位置する層である。また、第一透明コーティング層２が透明圧電フィルム１の一方の面にのみしか存在しない場合、透明圧電フィルム１の他方の面に第三透明コーティング層５を備えてもよい。透明導電圧電フィルム１１は第三透明コーティング層５を透明圧電フィルム１の両面に備えてもよい。
第三透明コーティング層５は、屈折率が１．４５以上であってもよく、１．４８以上であることが好ましく、１．５０以上であることがさらに好ましい。また、第三透明コーティング層５は、屈折率が１．６０未満であってもよく、１．５８未満であることが好ましく、１．５５未満であることがさらに好ましい。このような第三透明コーティング層５を透明圧電フィルム１の少なくとも一方の面に備えることにより、透明導電圧電フィルム１２の透明性を向上することができる。
第三透明コーティング層５の材料は、このような屈折率を満たす材料であれば、使用可能なあらゆる材料の中から適宜に選択すればよい。例えば、第一透明コーティング層２の材料として例示した材料から適切な屈折率になるように、材料を適宜に選択すればよい。また、第三透明コーティング層５は、いわゆるハードコート層とも呼ばれる、傷つき防止のための透明な表面保護層であってもよい。好適な屈折率を実現する材料であって、さらに、耐擦傷性に優れる材料であることが好ましい。
第三透明コーティング層５の材料に、フィルム同士のブロッキング防止および接着性の観点より、無機粒子およびポリマービーズ等を添加してもよい。当該無機粒子には、例えば合成シリカ、タルク、珪藻土、炭酸カルシウム、長石類または石英類等が使用でき、特に合成シリカがプラスチックフィルムの高品質化の観点より好ましく使用できる。合成シリカには例えばＳｉＯ２が挙げられる。
第三透明コーティング層５の厚みは、５００ｎｍ以上であってもよく、７００ｎｍ以上であることが好ましく、９００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。第三透明コーティング層５の厚みが下限を下回らないことで、透明圧電フィルム１の保護効果を期待できる。また、第三透明コーティング層５の厚みは、フィルムの薄膜化の観点から１４００ｎｍ以下であってもよく、１２００ｎｍ以下であることが好ましく、１１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。第三透明コーティング層の厚みが上限を上回らないことで、圧電定数ｄ３３で表される圧電特性の低下を抑制することができる。また、クラック、および、透明導電圧電フィルムをデバイスに組み込む工程における加熱によっておこる透明導電圧電フィルムのカール、等の品質低下を抑制することができる。第三透明コーティング層５の厚みが上記の範囲内であることで、透明性が向上した透明導電圧電フィルム１２とすることができる。
〔デバイス〕
本発明の一実施形態のデバイスは、前述した一実施形態に係る透明導電圧電フィルムを備える。当該デバイスは、本実施形態における透明導電圧電フィルムを備えていれば、いかなるものであってもよい。例えば、透明導電圧電フィルムの位置および数は、デバイスの用途または所期の機能に応じて、適宜に決めることができる。
一実施形態に係る透明導電圧電フィルムは、上述した通り好適な導電性および高い圧電定数を有している。また、透明導電圧電フィルムの各層は、インク化が可能で塗布または印刷により形成が可能である。さらに、一実施形態に係る透明導電圧電フィルムは、化学的な安定性およびフィルムの柔軟性を有する。これらの特徴から、一実施形態に係る透明導電圧電フィルムは、可撓性を持つ圧力センサおよび振動センサなどのセンサ、エネルギーハーベスト素子、ならびにアクチュエータなどのデバイスへの応用が検討されている。なお、本発明の一実施形態に係る透明導電圧電フィルムは、その導電性および圧電性から、タッチパネル等への応用が特に好ましい。
なお、一実施形態に係る透明導電圧電フィルムを、デバイスに応用する場合は、その製造において、透明粘着シートは、任意の透明コーティング層上のみならず、透明粘着シートを介して透明コーティング層と接着する他の層の上に形成されていてもよい。この場合、透明粘着シート層は、透明コーティング層側にあってもよいし、なくてもよい。
一実施形態に係る透明導電圧電フィルムを組み込んだデバイスは、透明導電圧電フィルムが電極としても機能するため、従来のデバイスに含まれていた、例えばＰＥＴ／ＩＴＯからなる電極層を削減することが可能である。このため、デバイスの層構成を従来よりも簡略化することができる。
〔透明圧電フィルムの製造方法〕
以下、透明導電圧電フィルムの製造方法について、透明導電圧電フィルム１１の製造方法を例に説明する。透明導電圧電フィルム１１の製造方法は、透明圧電フィルム１の少なくとも一方の面上に、第一透明コーティング層２、第二透明コーティング層３、および透明電極層４がこの順で重ねられて構成されている積層フィルムの製造方法である。当該製造方法は、屈折率が１．３０以上、１．４５未満のフィルムを形成する透明圧電フィルム１を製造する第一工程と、透明圧電フィルム１の少なくとも一方の面上に屈折率１．６０以上、１．８０未満の第一透明コーティング層２を形成する第二工程と、第一透明コーティング層２の表面に屈折率１．３０以上、１．５０未満であり、厚みが１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下である第二透明コーティング層３を形成する第三工程と、第二透明コーティング層３の表面に屈折率１．８０以上、２．２０以下であり、厚みが２０ｎｍ以上、４０ｎｍ未満である透明電極層４を形成する第四工程と、を含む。
第一工程は、透明圧電フィルム１を作製する工程であればよく、作製する透明圧電フィルム１の種類に応じて、適宜に工程を変更または追加してもよい。例えば、キャスティング法、熱プレス法、および溶融押出法等の従来公知の方法によって樹脂フィルムを作製する工程と、樹脂フィルムを延伸する工程と、非分極の樹脂フィルムを分極処理する工程と、を続けて行うことにより、透明圧電フィルム１を作製することができる。
第二工程から第四工程は、ウェットコーティング法およびドライコーティング法などの公知のコーティング方法を利用して好適に実施することが可能である。一般に、ウェットコーティング法は、材料を塗布して層を形成するため、膜厚の大きい層を形成するのに適しており、ドライコーティング法は、材料を微細に堆積させて層を形成するため、膜厚の小さい層を形成するのに適している。このような利点に応じて公知の技術を適用することで、第二工程から第四工程の各工程を好適に実施することが可能である。
第二工程は、第一透明コーティング層を形成する工程である。第二工程は、公知の方法によって実施することが可能であり、例えはウェットコーティング法で実施してもよいし、ドライコーティング法で実施してもよい。
ウェットコーティング法は、生産性および製造コストの面から特に好ましい。ウェットコーティング法による第二工程では、第一透明コーティング層の材料を、第一工程で作製した透明圧電フィルム１の少なくとも一方の面に、塗布すればよい。塗布の方法は、従来公知の方法でよく、特に制限されない。生産性および製造コストの面より、特にウェットコーティング法が好ましい。ウェットコーティング法は、公知の方法でよく、例えばロールコート法、スピンコート法、ディップコート法、グラビアコート法等が代表的な方法として挙げられる。その中でロールコート法、グラビアコート法等、連続的に層を形成できる方法が生産性の点より好ましい。
第一透明コーティング層２の材料の塗布には、例えば、バーコータおよびグラビアコータ等を用いればよい。材料の塗布後に５０℃～１８０℃の条件で０．５～６０分間乾燥させてもよい。さらに、乾燥させた第一透明コーティング層２の塗膜を、ＵＶ照射によって固化してもよい。ＵＶ照射による固化は、例えば、ＵＶ照射装置を用いて、５０～１２００ｍＪ／ｃｍ２の積算光量でＵＶを照射すればよい。第二工程において用いる装置、材料の濃度および温度等の条件は、第一透明コーティング層２の材料および膜厚等を参照して、適宜変更してもよい。
ドライコーティング法による第二工程では、第一工程で作製した透明圧電フィルム１の少なくとも一方の面に、公知のドライコーティング法によって第一透明コーティング層の材料を付着させればよい。ドライコーティング法は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が代表的な方法として挙げられる。これらの方法は、必要とする膜厚に応じて適宜に選択すればよい。
一例として、第二工程としてスパッタリング法を採用する場合、ターゲット材としては、第一透明コーティング層を構成する金属などを用いる。当該ターゲット材は、第一透明コーティング層の所望の屈折率に応じて、公知のターゲット材から適宜に選択され得る。また、スパッタガスとしては、例えば、Ａｒ等の不活性ガスが挙げられる。また、必要に応じて、酸素ガス等の反応性ガスを併用することができる。
第三工程は、第二透明コーティング層を形成する工程である。第三工程では、第二透明コーティング層３の材料による被膜を、第二工程で作製した第一透明コーティング層２に、公知の方法によって適用すればよい。例えば、第一透明コーティング層２と同様にウェットコーティング法を用いて第二透明コーティング層３の材料を塗布してもよい。また、第二透明コーティング層３の材質に応じて、スパッタリング法などのドライコーティング法によって被膜を形成することも可能である。第三工程の装置、材料の濃度および温度等の条件は第二工程と同様にしてもよい。なお、第二透明コーティング層３の膜厚の調整は、材料の濃度またはスパッタリング時間を調整することで可能となる。
第四工程は、透明電極層を形成する工程である。第四工程では、透明電極層４を、第三工程において作製した第二透明コーティング層３上に、公知の方法によって形成させればよい。透明電極層４の形成には、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の方法により、透明電極層４の材料を付着させればよい。または、透明電極層４の形成では、第一透明コーティング層２および第二透明コーティング層３と同様にウェットコーティング法を用いて透明電極層の材料を塗布してもよい。
以下、第四工程においてスパッタリング法を採用して透明電極層を形成する構成を一例に、第四工程をさらに詳しく説明する。スパッタリング法を採用する場合、ターゲット材としては、透明電極層４を構成する上述の無機物が挙げられ、好ましくは、ＩＴＯが挙げられる。ＩＴＯの酸化スズ濃度は、例えば、０．５質量％以上、好ましくは、２質量％以上であり、また、例えば、１５質量％以下、好ましくは、１３質量％以下であり、さらに好ましくは７質量％以下である。
スパッタガスとしては、例えば、Ａｒ等の不活性ガスが挙げられる。また、必要に応じて、酸素ガス等の反応性ガスを併用することができる。反応性ガスを併用する場合において、反応性ガスの流量比は特に限定しないが、スパッタガスおよび反応性ガスの合計流量比に対して、例えば、０．１流量％以上５流量％以下である。
スパッタリング時の気圧は、スパッタリングレートの低下抑制、放電安定性等の観点から、例えば、１Ｐａ以下であり、好ましくは、０．７Ｐａ以下である。
スパッタリング法に用いる電源は、例えば、ＤＣ電源、ＡＣ電源、ＭＦ電源およびＲＦ電源のいずれであってもよく、また、これらの組み合わせであってもよい。
本実施形態の製造方法は、第一工程～第四工程を含んでいれば、さらに別の工程を含んでいてもよい。例えば、第一工程と第二工程との間に透明圧電フィルム１の上に第三透明コーティング層５を形成してもよい。第三透明コーティング層５は、第三透明コーティング層５の材料を、第一工程で作製した透明圧電フィルム１の上に、公知の方法によって塗布すればよい。
さらに、その他の層構成を透明導電圧電フィルム１１に追加する工程を加えてもよい。また、透明圧電フィルム１をコロナ処理して、第一透明コーティング層２との密着性を高める工程を加えてもよい。
本実施形態の製造方法によれば、高い透明性および好適な色味を有する透明導電圧電フィルム１１を製造できる。
本実施形態の製造方法においては、第四工程の後に透明電極層４のアニーリング処理を実施しなくてもよい。アニーリング処理を行わないことにより、透明圧電フィルム１の色味が損なわれないため、ディスプレイなどのデバイスに好適に使用できる透明導電圧電フィルム１１を作製できる。
本発明は上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
（まとめ）
本発明を、以下のように表現することもできる。
本態様１に係る透明圧電フィルムは、波長４５０ｎｍの透過率が７５％以上、波長５５０ｎｍの透過率が８５％以上であり、圧電定数ｄ３３が５ｐＣ／Ｎ以上、４０ｐＣ／Ｎ以下であり、透明電極層を備え、前記透明電極層の表面抵抗値が５０Ω／ｓｑ以上、３００Ω／ｓｑ未満である。このような透明導電圧電フィルムは、圧電特性、透明性、および導電性に優れ、幅広いデバイスに好適に用いることができる。
本態様２に係る透明導電圧電フィルムは、本態様１において、圧電フィルムの少なくとも一方の面上に、第一透明コーティング層、第二透明コーティング層および透明電極層がこの順で重ねられて構成されており、前記透明圧電フィルムの屈折率が１．３０以上、１．４５未満であり、前記第一透明コーティング層の屈折率が１．６０以上、１．８０未満であり、前記第二透明コーティング層の屈折率が１．３０以上、１．５０未満であり、前記透明電極層の屈折率が１．８０以上、２．２０以下である。この構成により、透明導電圧電フィルムに好ましい透明性を付与することができる。
本態様３に係る透明導電圧電フィルムは、本態様２において、前記透明圧電フィルムと前記第一透明コーティング層との間に、屈折率が１．４５以上、１．６０未満の第三透明コーティング層をさらに備え、前記第一透明コーティング層の厚みが６０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下であり、前記第二透明コーティング層の厚みが１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下であり、前記透明電極層の厚みが２０ｎｍ以上、４０ｎｍ未満である。この構成により、透明導電圧電フィルムに好ましい透明性と電気特性（表面抵抗値）を付与することができる。
本態様４に係る透明導電圧電フィルムは、本態様３において、前記透明圧電フィルムの一方の面上に前記第三透明コーティング層、前記第一透明コーティング層、前記第二透明コーティング層および前記透明電極層がこの順で重ねられて構成されており、前記透明圧電フィルムの他方の面に別の前記第三透明コーティング層を備える。この構成により、透明導電圧電フィルムの透明性を向上できる。
本態様５に係る透明導電圧電フィルムは、本態様２において、前記第一透明コーティング層の厚みが４００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であり、前記第二透明コーティング層の厚みが１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下であり、前記透明電極層の厚みが２０ｎｍ以上、４０ｎｍ未満である。この構成により、透明導電圧電フィルムに好ましい透明性と電気特性（表面抵抗値）を付与することができる。
本態様６に係る透明導電圧電フィルムは、本態様５において、前記透明圧電フィルムの一方の面上に前記第一透明コーティング層、前記第二透明コーティング層および前記透明電極層がこの順で重ねられて構成されており、前記透明圧電フィルムの他方の面に別の第三透明コーティング層を備え、前記第三透明コーティング層の屈折率が１．４５以上、１．６０未満である。この構成により、透明導電圧電フィルムの透明性を向上できる。
本態様７に係る透明導電圧電フィルムは、本態様１～６のいずれかにおいて、前記透明圧電フィルムがフッ素系樹脂を主成分として含む。この構成により、屈折率が好ましい透明圧電フィルムとすることができる。
本態様８に係る透明導電圧電フィルムは、本態様１～７のいずれかにおいて、前記透明電極層の屈折率が１．９４以下である。このような透明導電圧電フィルムは、高温での加熱を行わずに製造したフィルムであるため、透明圧電フィルムの色味を損なわない点で好適である。
本態様９に係るタッチパネルは、本態様１～８のいずれかの透明導電圧電フィルムを備える、タッチパネルである。
本態様１０に係る製造方法は、透明圧電フィルムの少なくとも一方の面上に、第一透明コーティング層、第二透明コーティング層、および透明電極層がこの順で重ねられて構成されている積層フィルムの製造方法であり、屈折率が１．３０以上、１．４５未満のフィルムを形成する前記透明圧電フィルムを製造する第一工程と、前記透明圧電フィルムの少なくとも一方の面上に屈折率１．６０以上、１．８０未満の前記第一透明コーティング層を形成する第二工程と、前記第一透明コーティング層の表面に屈折率１．３０以上、１．５０未満であり、厚みが１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下である前記第二透明コーティング層を形成する第三工程と、前記第二透明コーティング層の表面に屈折率１．８０以上、２．２０以下であり、厚みが２０ｎｍ以上、４０ｎｍ未満である前記透明電極層を形成する第四工程と、を含む、透明導電圧電フィルムの製造方法である。
本発明の一実施例について以下に説明する。
〔透明導電圧電フィルムの製造〕
＜実施例１＞
（第一工程：透明圧電フィルムの作製）
インヘレント粘度が１．３ｄｌ／ｇであるポリフッ化ビニリデン（株式会社クレハ製）から成形された樹脂フィルム（厚さ、１２０μｍ）を延伸倍率が４．２倍になるように延伸した。延伸後、フィルムを分極ロールに通して分極処理を行い、圧電フィルムを得た。その際、直流電圧は０ｋＶから１２．０ｋＶへと増加させながら印加することで分極処理を行った。分極処理後のフィルムをさらに１３０℃で１分間熱処理することで、屈折率１．４２、厚みが４０μｍの透明圧電フィルムを得た。
（第二工程：第一透明コーティング層の形成）
透明圧電フィルムの上面（Ａ面）にアクリル樹脂からなる非晶質シリカ含有紫外線硬化性樹脂組成物を塗布し、８０℃で乾燥後、４００ｍＪ／ｃｍ２の積算光量で紫外線を照射して、第三透明コーティング層（厚み１０００ｎｍ、屈折率１．５２）を形成した。次に、同様の方法で透明圧電フィルムの下面（Ｂ面）にも第三透明コーティング層（厚み１０００ｎｍ、屈折率１．５２）を形成した。続いて、第三透明コーティング層（Ａ面）の上面に、酸化ジルコニウム粒子含有紫外線硬化型樹脂組成物を塗布し、８０℃で乾燥後、４００ｍＪ／ｃｍ２の積算光量で紫外線を照射して、第一透明コーティング層（厚み９９ｎｍ、屈折率１．６５）を形成した。
（第三工程：第二透明コーティング層の形成）
次に、第一透明コーティング層上に、アクリル樹脂からなる中空シリカ含有紫外線硬化性樹脂組成物を塗布し、８０℃で乾燥後、４００ｍＪ／ｃｍ２の積算光量で紫外線を照射して、第二透明コーティング層（厚み４４ｎｍ、屈折率１．３７）を形成した。
（第四工程：透明電極層の形成）
次に、第二透明コーティング層上に、９７質量％の酸化インジウムおよび３質量％の酸化スズを含有する焼結体材料をターゲットとして用いる反応性スパッタリング法により、透明電極層である、屈折率１．８８、厚み３０ｎｍのＩＴＯ膜を形成した。こうして、透明導電圧電フィルムを得て、得られた透明導電圧電フィルムを実施例１とした。
＜実施例２＞
第二透明コーティング層の厚みを６１ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例２とした。
＜実施例３＞
第一透明コーティング層の屈折率を１．７０、厚みを１０５ｎｍとし、第二透明コーティング層の屈折率を１．４０、厚みを２０ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例３とした。
＜実施例４＞
透明圧電フィルムのＡ面およびＢ面に第三透明コーティング層を形成せず、透明圧電フィルムのＡ面に第一透明コーティング層、第二透明コーティング層、および透明電極層をこの順に形成した。第一透明コーティング層の厚みを５３３ｎｍ、第二透明コーティング層の厚みを６９ｎｍとした以外は、実施例３と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例４とした。
＜実施例５＞
第一透明コーティング層の厚みを２１９ｎｍ、屈折率を１．７４、第二コーティング層の厚みを３４ｎｍとした以外は、実施例３と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例５とした。
＜実施例６＞
透明電極層の厚みを２２ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例６とした。
＜実施例７＞
透明電極層の厚みを３４ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例７とした。
＜実施例８＞
（第一透明コーティング層の形成）
実施例１と同様の方法で第三透明コーティング層を透明圧電フィルムの両面に形成させ、Ａ面にはさらに第一透明コーティング層（厚み８３ｎｍ、屈折率１．６５）を形成させた。
（第二透明コーティング層の形成）
次に、第一透明コーティング層上に、Ｓｉをターゲット材として用いたスパッタリング法により、ＳｉＯ２膜を形成した。具体的には、チャンバー内を７×１０－４Ｐａ以下となるまで真空排気した後に、チャンバー内にＡｒガスと酸素ガスの混合ガスを導入し、厚さ２５ｎｍのＳｉＯ２膜を堆積させて、第二透明コーティング層（厚み２５ｎｍ、屈折率１．４６）を形成した。
（透明電極層の形成）
第二透明コーティング層上に、実施例１と同様にして、透明電極層を形成した。こうして、透明導電圧電フィルムを得て、得られた透明導電圧電フィルムを実施例８とした。
＜実施例９＞
第一透明コーティング層の厚みを９９ｎｍとした以外は、実施例８と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例９とした。
＜実施例１０＞
第一透明コーティング層の厚みを１３９ｎｍとした以外は、実施例８と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例１０とした。
＜実施例１１＞
第一透明コーティング層の厚みを１０５ｎｍ、屈折率を１．７０とした以外は、実施例８と同様にして透明導電圧電フィルムを得た。得られた透明導電圧電フィルムを実施例１１とした。
＜比較例１＞
第三透明コーティング層、第一透明コーティング層、第二透明コーティング層を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして導電圧電フィルムを得た。得られた導電圧電フィルムを比較例１とした。
＜比較例２＞
第二透明コーティング層の厚みを８０ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして導電圧電フィルムを得た。得られた導電圧電フィルムを比較例２とした。
＜比較例３＞
第二透明コーティング層の厚みを１５１ｎｍとした以外は、実施例２と同様にして導電圧電フィルムを得た。得られた導電圧電フィルムを比較例３とした。
＜比較例４＞
透明電極層の厚みを４５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして導電圧電フィルムを得た。得られた導電圧電フィルムを比較例４とした。
＜比較例５＞
第一透明コーティング層の厚みを１００ｎｍ、屈折率を１．５２とし、第二透明コーティング層の厚みを８０ｎｍ、屈折率を１．４０とした以外は、実施例１と同様にして導電圧電フィルムを得た。得られた導電圧電フィルムを比較例５とした。
＜比較例６＞
第一透明コーティング層の厚みを１０５ｎｍとし、第二透明コーティング層の厚みを２９ｎｍ、屈折率を１．５１とした以外は、実施例１と同様にして導電圧電フィルムを得た。得られた導電圧電フィルムを比較例６とした。
＜比較例７＞
透明電極層の厚みを１５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして導電圧電フィルムを得た。得られた導電圧電フィルムを比較例７とした。
＜比較例８＞
第一透明コーティング層の厚みを４０μｍ、屈折率を１．５５とし、第二透明コーティング層の厚みを４０μｍとし、酸化スズを３６質量％含有した酸化インジウムをターゲットとしてスパッタリングを行ったこと以外は、実施例８と同様にして導電圧電フィルムを得た。得られた導電圧電フィルムを比較例８とした。
〔各層の厚みの測定〕
実施例１～１１および比較例１～８の透明導電圧電フィルムおよび導電圧電フィルム（以下、単に「導電圧電フィルム」とも言う）を構成する透明コーティング層および透明電極層の厚みは、以下に示す電子顕微鏡での観察による方法により求めた。当該方法とは、まず、透明導電圧電フィルムをエポキシ樹脂に包埋し、透明導電圧電フィルムの断面が露出するようにエポキシ樹脂塊を切断する。露出した透明導電圧電フィルムの断面を、走査型電子顕微鏡（「ＳＵ３８００」、株式会社日立ハイテク製）を用いて加速電圧３．０ｋＶ、倍率５０，０００倍の条件で観察する。そして、透明導電圧電フィルムおよび当該透明導電圧電フィルム中の個々のフィルムまたは層の厚みを測定する。
実施例１～１１、および比較例１～８の導電圧電フィルムの各層の屈折率について、表１に示す。
Figure 0007624085000001
実施例１～１１、および比較例１～８の導電圧電フィルムの各層の厚みについて、表２に示す。
Figure 0007624085000002
〔評価〕
実施例１～１１および比較例１～８の導電圧電フィルムについて、フィルムの物性および光学特性を評価した。
＜物性評価＞
（表面抵抗値）
実施例１～１１および比較例１～８の導電圧電フィルムのそれぞれの表面抵抗値（Ω／ｓｑ）を、抵抗率計（「ＬｏｒｅｓｔａＧＰ ＭＣＰ－Ｔ６１０」、三菱ケミカルアナリテック社製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１９４に準拠して行った。測定は３回行い、３回の平均値を代表値として求めた。表面抵抗値は、５０Ω／ｓｑ以上、４８０Ω／ｓｑ未満であれば、タッチパネル等のデバイス用途において実用上問題ないと判断することができる。
（圧電定数ｄ３３値）
実施例１～１１および比較例１～８の導電圧電フィルムのそれぞれの圧電定数ｄ３３を、圧電定数測定装置（「ピエゾメーターシステムＰＭ３００」、ＰＩＥＺＯＴＥＳＴ社製）を用いて、０．２Ｎでサンプルをクリップし、０．１５Ｎ、１１０Ｈｚの力を加えた際の発生電荷を読み取った。圧電定数ｄ３３の実測値は、測定されるフィルムの表裏によって、プラスの値、またはマイナスの値となるが、本明細書中においては絶対値を記載した。圧電定数ｄ３３値は、５ｐＣ／Ｎ以上、４０ｐＣ／Ｎ以下であればタッチパネル等のデバイスの用途において実用上問題ないと判断することができる。
＜光学特性評価＞
（透過率）
実施例１～１１および比較例１～８の導電圧電フィルムのそれぞれの波長４５０ｎｍの透過率および波長５５０ｎｍの透過率を、分光色彩計（日本電色工業株式会社製 ＳＤ７０００）を用いて測定した。波長４５０ｎｍの透過率は、７５％以上であれば、タッチパネル等のデバイスの用途において実用上問題なく、７８％以上であればより好ましく、８０％以上であればさらに好ましいと判断することができる。波長５５０ｎｍの透過率は、８５％以上であればタッチパネル等のデバイスの用途において実用上問題なく、８７％以上であればより好ましく、８９％以上がさらに好ましいと判断することができる。
上記評価の結果を表３に示す。
Figure 0007624085000003
表３に示すように、実施例１～１１の導電圧電フィルムは、いずれも、タッチパネル等のデバイスの用途において、実用上問題のない物性を有しており、さらに、波長４５０ｎｍ透過率および波長５５０ｎｍ透過率の両方を満足する高い透明性を有している。これに対し、比較例１～８の導電圧電フィルムは、いずれも、波長４５０ｎｍ透過率および５５０ｎｍ透過率の両方を満足しなかった。
本発明は、圧電特性が求められるデバイスに利用することができる。
１ 透明圧電フィルム
２ 第一透明コーティング層
３ 第二透明コーティング層
４ 透明電極層
５ 第三透明コーティング層
１１、１２ 透明導電圧電フィルム

Claims (7)

  1. 透明圧電フィルムの少なくとも一方の面上に、第一透明コーティング層、第二透明コーティング層および透明電極層がこの順で重ねられて構成されており、
    前記透明圧電フィルムの屈折率が１．３０以上、１．４５未満であり、
    前記第一透明コーティング層の屈折率が１．６０以上、１．８０未満であり、
    前記第二透明コーティング層の厚みが１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下、屈折率が１．３０以上、１．５０未満であり、
    前記透明電極層の厚みが２０ｎｍ以上、４０ｎｍ未満、屈折率が１．８０以上、２．２０以下であり、
    前記透明圧電フィルムの他方の面に屈折率が１．４５以上、１．６０未満の第三透明コーティング層を備え、
    波長４５０ｎｍの透過率が７５％以上、波長５５０ｎｍの透過率が８５％以上であり、
    圧電定数ｄ３３が５ｐＣ／Ｎ以上、４０ｐＣ／Ｎ以下であり、
    前記透明電極層の表面抵抗値が５０Ω／ｓｑ以上、３００Ω／ｓｑ未満である、透明導電圧電フィルム。
  2. 前記透明圧電フィルムと第一透明コーティング層との間に、屈折率が１．４５以上、１．６０未満のさらなる第三透明コーティング層を備え、
    前記第一透明コーティング層の厚みが６０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下である、
    請求項１に記載の透明導電圧電フィルム。
  3. 前記第一透明コーティング層の厚みが４００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下である、
    請求項１に記載の透明導電圧電フィルム。
  4. 前記透明圧電フィルムがフッ素系樹脂を主成分として含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の透明導電圧電フィルム。
  5. 前記透明電極層の屈折率が１．９４以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の透明導電圧電フィルム。
  6. 請求項１～３のいずれか一項に記載の透明導電圧電フィルムを備える、タッチパネル。
  7. 透明圧電フィルムの少なくとも一方の面上に、第一透明コーティング層、第二透明コーティング層、および透明電極層がこの順で重ねられて構成されている積層フィルムの製造方法であり、
    屈折率が１．３０以上、１．４５未満のフィルムを形成する前記透明圧電フィルムを製造する第一工程と、
    前記透明圧電フィルムの少なくとも一方の面上に屈折率１．６０以上、１．８０未満の前記第一透明コーティング層を形成する第二工程と、
    前記第一透明コーティング層の表面に屈折率１．３０以上、１．５０未満であり、厚みが１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下である前記第二透明コーティング層を形成する第三工程と、
    前記第二透明コーティング層の表面に屈折率１．８０以上、２．２０以下であり、厚みが２０ｎｍ以上、４０ｎｍ未満である前記透明電極層を形成する第四工程と、を含む、透明導電圧電フィルムの製造方法。
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