CN104470716B - 基板片及触控面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板片11，其是在透光性基材12上具有由导电性高分子构成的透明电极13、和连接该透明电极13和连接器连接部18的金属配线14，且设置有覆盖透明电极13和金属配线14的保护层15的基板片11，本发明的基板片11实现了对透明电极13的保护及能够保护金属配线14免受腐蚀。在本发明的基板片11中，保护层15由在基材12上层合了防止金属配线14的硫化的耐硫化性阻挡层17、和吸收紫外线的耐光性阻挡层16的层合体构成，耐硫化性阻挡层17由聚氨酯‑聚脲类树脂层形成。

Description

基板片及触控面板
技术领域
本发明涉及可用作为触控面板等静电感应器等的基板片、及采用了该基板片的触控面板。
背景技术
在触控面板等静电感应器的电极中使用了透明导电性高分子。该透明导电性高分子由于光劣化现象明显，因此，需要用含有紫外线吸收剂的阻挡被膜来形成保护层，从而将该电极进行覆盖。关于这类技术，例如，记载在日本特开2011-192150号公报(专利文献1)中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-192150号公报
发明内容
发明要解决的问题
另一方面，就连接电极和外部设备的金属配线部分而言，虽然没有如在导电性高分子中碰到的耐光性的问题，但存在着出现与硫成分反应后导电性受损的情况的问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够对导电性高分子进行保护、且能够保护金属配线部分免受腐蚀的基板片，和用该基板片形成的触控面板。
用于解决问题的方法
为了实现上述目的，本发明提供如下的基板片。
基板片，其是在透光性基材上具有由导电性高分子构成的透明电极、和连接该透明电极和连接器连接部的金属配线，且设置有覆盖透明电极和金属配线的保护层的基板片，其特征在于，保护层由自透光性基材侧起依次层合了防止金属配线的硫化的耐硫化性阻挡层、和吸收紫外线的耐光性阻挡层的层合体构成，耐硫化性阻挡层是聚氨酯-聚脲类树脂层。
对于具有由导电性高分子构成的透明电极和金属配线的基板片，由于设置有由自透光性基材侧起依次层合了防止金属配线的硫化的耐硫化性阻挡层、和吸收紫外线的耐光性阻挡层的层合体构成的保护层，因此能够防止透明电极的因紫外线导致的劣化和金属配线的硫化。
并且，由于耐硫化性阻挡层是聚氨酯-聚脲类树脂层，因此通过含有聚脲成分能够提高阻气性，并能够有效地防止金属配线的硫化。
作为基板片可以是，其中，作为形成聚氨酯-聚脲类树脂层的聚氨酯-聚脲类树脂，是含有相对于具有与多元醇成分的OH基反应的当量的NCO基的聚异氰酸酯成分量为1.2倍～5.5倍量的聚异氰酸酯成分，并使之固化后形成了氨酯键及脲键的树脂。
作为形成聚氨酯-聚脲类树脂层的聚氨酯-聚脲类树脂，由于是含有相对于具有与多元醇成分的OH基反应的当量的NCO基的聚异氰酸酯成分量为1.2倍～5.5倍量的聚异氰酸酯成分，并使之固化后具有氨酯键及脲键的树脂，因此能够保护金属配线免受硫化。
作为树脂，可以是使形成聚氨酯-聚脲类树脂层的聚氨酯-聚脲类树脂的NCO基/OH基的值为1.2～5.5的原料反应固化后得到的树脂。
由于形成聚氨酯-聚脲类树脂层的聚氨酯-聚脲类树脂是使NCO基/OH基的值为1.2～5.5的原料反应固化后得到的树脂，因此异氰酸酯成分增多，能够形成在氨酯键的基础上进一步具有脲键的聚氨酯-聚脲类树脂层。因此，与没有形成脲键的情况相比，能够提高树脂的交联密度。换而言之，能够使分子链彼此的间隔变得密集。因此，易于防止硫成分的浸入，从而能够保护金属配线免受硫化或劣化。从而，能够形成耐硫化性优异的保护层。
作为树脂层，可以是耐硫化性阻挡层比耐光性阻挡层交联密度高的树脂层。耐硫化性阻挡层由于比耐光性阻挡层交联密度高，因此能够提高耐硫化性。
作为基板片可以是，其中，耐光性阻挡层是聚氨酯类树脂层。耐光性阻挡层由于是聚氨酯类树脂层，因此能够提高与耐硫化性阻挡层的密合性。
并且，可以用上述的基板片制造触控面板。由于是具有上述的基板片的触控面板，因此能够形成难以发生电极的变性或金属配线的劣化的触控面板。
发明的效果
根据本发明的基板片和触控面板，能够保护由导电性高分子构成的透明电极和金属配线免受因紫外线或硫成分导致的劣化或硫化。
附图说明
图1是基板片的俯视图。
图2是图1的SA-SA线剖面图。
符号的说明
11基板片、12基材、13透明电极、14金属配线、15保护层、16耐光性阻挡层、17耐硫化性阻挡层、18连接器连接部
具体实施方式
对于本发明，基于实施方式进行更为详细的说明。
作为本实施方式的基板片11，如图1、图2所示，具有至少具有透光性的基材12、由在该基材12上形成的透明的导电性高分子构成的透明电极13、用于连接该透明电极13和外部电路的金属配线14、及覆盖透明电极13和金属配线14的保护层15的层结构，并能够作为静电电容式的触控面板来使用。
基材12由透明性高的树脂膜形成，例如，可以用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、甲基丙烯酸(PMMA)树脂、聚丙烯(PP)树脂、聚氨酯(PU)树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚苯醚砜(PES)树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、三乙酰基纤维素(TAC)树脂、环烯烃聚合物(COP)等来形成。
可以在基材12上设置提高与导电性高分子的密合性的底漆层、或表面保护层、以防静电等为目的的覆盖层等，从而进行表面处理。
作为构成透明电极13的导电性高分子的材质，使用的是可以形成透明的层的导电性高分子。作为这类具有透明性的导电性高分子，可以列举聚对苯撑或聚乙炔、PEDOT-PSS(聚-3,4-乙烯二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸)等。
耐硫化性阻挡层17及耐光性阻挡层16两者在可见光区域的透光率高，这些层为透明或几乎透明。此外，耐光性阻挡层17可以阻断紫外线，因此在紫外区域(波长小于400nm)的透光率几乎为0。
金属配线14用于连接连接器连接部18和透明电极13，其中，所述连接器连接部18与在该基板片11的外部设置的信息处理装置(未图示)等电路相连。
作为金属配线14的材料，优选用含有高导电性金属的导电浆料或导电油墨来形成，其中，作为所述高导电性金属，例如，可以是铜、铝、银或含有这些金属的合金等。并且，基于导电性高、比铜更难以氧化的理由，在这些金属或合金中优选银配线。
保护层15是覆盖透明电极13或金属配线14的层，是层合耐光性阻挡层16和耐硫化性阻挡层17而形成的层。其是用耐硫化性阻挡层17覆盖透明电极13或金属配线14，并在该耐硫化性阻挡层17上覆盖耐光性阻挡层16而形成。
耐光性阻挡层16是用于保护基板片11免受刮擦，并保护透明导电高分子免受紫外线照射的层，是在透明树脂中含有紫外线吸收剂的层。透明树脂选自硬质的树脂，例如，可以使用丙烯酸类、聚氨酯类、环氧类、聚烯烃类的树脂、或其它的树脂，但优选的是使含有聚异氰酸酯成分和多元醇成分的原料组合物固化后得到的聚氨酯类树脂层。这是由于易于调整硬度，且强度高的缘故。
采用聚氨酯类树脂层时，作为原料组合物中的聚异氰酸酯成分，如果考虑到包括黄变在内的耐候性，则特别优选使用脂肪族二异氰酸酯、脂环族聚异氰酸酯、及芳基脂肪族聚异氰酸酯。更具体地，作为脂肪族二异氰酸酯，例如，可以使用六亚甲基二异氰酸酯，作为脂环族聚异氰酸酯，例如，可以使用二环己基甲烷二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯，作为芳基脂肪族聚异氰酸酯，例如，可以使用苯二亚甲基二异氰酸酯，以及可以使用它们的加合物型、缩二脲型、异氰脲酸酯型、氨酯亚胺型的聚异氰酸酯。
并且，还可以使用2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯等芳香族聚异氰酸酯，以及它们的加合物型、缩二脲型、异氰脲酸酯型、氨酯亚胺型的聚异氰酸酯等异氰酸酯。
并且，作为多元醇成分，例如，可以列举乙二醇、丙二醇、丙三醇等低分子多元醇类，多酚类加成四氢呋喃、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、氧化苯乙烯等环氧烷得到的聚醚多元醇，由所述低分子多元醇类和己二酸、邻苯二甲酸等二羧酸等的脱水缩合反应得到的聚酯多元醇等。
此外，还可以列举丙烯酸多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚已内酯多元醇等。
耐光性阻挡层16中含有紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂，可以使用水杨酸类、苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类等各种紫外线吸收剂。
作为在可见光区域400nm～800nm中的耐光性阻挡层16的平均透光率，优选为80％以上，更优选为85％以上。
耐光性阻挡层16的厚度通常为3μm～10μm，优选为6μm～8μm。其理由在于，过厚时缺乏柔软性，过薄时耐光性的作用变弱。
耐硫化性阻挡层17主要是用于防止金属配线14的硫化的层，由聚氨酯-聚脲类树脂层形成。作为形成聚氨酯-聚脲类树脂层的聚氨酯-聚脲类树脂，是含有相对于具有与多元醇成分的OH基反应的当量的NCO基的聚异氰酸酯成分量为更多量的聚异氰酸酯成分，并使之固化后形成的树脂。
由于采用了含有相对于多元醇成分为其当量以上的聚异氰酸酯成分的原料，因此除了形成氨酯键的NCO基以外，其余过量的NCO基和水分反应后再与其余的NCO基反应而形成了脲键。因此，聚氨酯-聚脲类树脂是在氨酯键的基础上具有脲键的树脂，与只具有氨酯键的聚氨酯类树脂相比，是交联密度高的树脂。
在含有多元醇成分和聚异氰酸酯成分的聚氨酯-聚脲类树脂的原料中，优选含有相对于具有与多元醇成分的OH基反应的当量的NCO基的聚异氰酸酯成分量为1.2倍～5.5倍量的聚异氰酸酯成分。如果少于1.2倍，则脲键的比例下降，从而导致耐硫化性不充分。并且，多于5.5倍时脲键变多，从而导致耐硫化性阻挡层17容易变硬变脆。
在聚氨酯-聚脲类树脂中，也可以含有(a)聚氨酯聚合物和聚脲聚合物相连的共聚物、或(b)聚氨酯聚合物和聚脲聚合物各自独立存在的混合物、乃至(a)和(b)混合的混合物中的任意一种形式的树脂。
作为耐光性阻挡层16使用聚氨酯类树脂时，可以使用与形成耐光性阻挡层16的原料组合物中的聚异氰酸酯成分和多元醇成分相同的成分，并可以通过改变聚异氰酸酯成分的混合比例来形成耐硫化性阻挡层17。从而，耐光性阻挡层16和耐硫化性阻挡层17的密合性会变高，并可以提高对于透明电极13和金属配线14的保护效果。
并且，由于在金属配线14上直接层合了耐硫化性阻挡层17，因此能够切实地防止有可能通过其它层渗入到金属配线14的硫成分的渗入。
作为在可见光区域400nm～800nm中的耐硫化性阻挡层17的平均透光率，优选为80％以上，更优选为85％以上。
耐硫化性阻挡层17的厚度通常为3μm～10μm，优选为6μm～8μm。其理由在于，如果厚于10μm，则缺乏柔软性，如果薄于3μm，则耐硫化性的作用变弱，而在6μm～8μm时具有柔软性、且耐硫化性变强。
由此，采用层合了耐光性阻挡层16和耐硫化性阻挡层17的保护层15时，具有如下的优点。
例如，考虑到保护层15是用具有耐光性和耐硫化性的单层来形成与本发明的双层的情况相同的厚度的问题，则与双层的情况相比，需要提高异氰酸酯成分的含量来含有更多的脲键。这是由于，如果含有和双层的情况相同量的异氰酸酯成分，则保护层的交联密度变低、耐硫化性能变差的缘故。即，与双层的情况相比，单层的情况需要增加聚异氰酸酯成分，从而导致保护层变硬。并且，原料成本也会提高。
并且，如果在基材12侧设置耐硫化性阻挡层17、在外侧设置耐光性阻挡层16，则能够有效地阻断从基材12的侧面侧浸入的硫成分，从而与在基材12侧设置耐光性阻挡层16、在外侧设置耐硫化性阻挡层17时相比更为优选。
根据需要，可以设置上述各层以外的其他的层。例如，可以列举用于赋予整体色彩的着色层、或用于使光的折射率发生变化或具有偏光效果的层等。
此外，在基板片11的结构中，可以在基材12表面的局部设置透明电极13或金属配线14，也可以在整个面上进行设置。并且，根据需要也可以设置在基材12的正反两面上。
作为透明电极13或金属配线14等的形状，也不局限在上述形状。
在基板片11的制造中，在形成基材12的透明树脂膜上的规定部位印刷形成透明电极13及金属配线14。随后，在之上涂布分别形成耐硫化性阻挡层17、耐光性阻挡层16的原料组合物，并使之固化后形成保护层15。由此，可以获得基板片11。
实施例
制作如图1、图2所示的层结构的基板片(11)。
实施例1
在由透明的PET树脂膜构成的基材(12)上，用透明导电性油墨(AGFA公司制Orgacon P3000)进行丝网印刷，从而得到了长方形的透明电极(13)。并且，在基材(12)上，用银油墨(杜邦公司制7145)进行丝网印刷，从而得到了金属配线(14)。随后，在这些之上通过丝网印刷依次设置了耐硫化性阻挡层(17)和耐光性阻挡层(16)。
作为构成下层的耐硫化性阻挡层(17)，由在羟基值为36 mgKOH/g的聚酯多元醇中混合了HDI类异氰酸酯的原料油墨(NCO/OH＝2.2)形成，作为构成上层的耐光性阻挡层(16)，由在聚酯多元醇中混合HDI类异氰酸酯(NCO/OH＝1.1)后，又添加了苯并三唑类紫外线吸收剂的原料油墨形成。
并且，金属配线(14)的前端用碳油墨进行印刷并覆盖后，形成了与电路连接的连接器连接部(18)。连接器连接部(18)在其表面具有未被保护层(15)(耐硫化性阻挡层(17)及耐光性阻挡层(16))覆盖的部分。由此，得到了透明电极(13)和金属配线(14)被保护层(15)覆盖的基板片(11)。
实施例2～实施例7
除了将实施例1的耐硫化性阻挡层(17)的NCO/OH比率变更为以下表1所示的值以外，与实施例1相同地制作了实施例2～实施例7的基板片(11)。
实施例8
制作了与实施例1相比保护层(15)的层合顺序不同的、实施例8的基板片(11)。
在实施例8中，在下层形成了耐光性阻挡层(16)，在上层形成了耐硫化性阻挡层(17)。
表1
耐光性的试验方法、评价方法：
用日光气候仪并依据JISK7350-4进行了加速耐光性试验(日光型碳弧灯光源、63℃环境、不进行水的喷射)。
将实施例1～实施例8中得到的基板片(11)贴在白色纸板上，从阻挡面侧照射300小时后，对透明电极(13)的电阻值变化率(％)进行了评价。
耐硫化性的试验方法、评价方法：
在实施例1～实施例8中得到的基板片(11)的附近撒些硫粉，在用培养皿盖上的85℃的饱和硫蒸汽环境中放置300小时、及500小时后，对金属配线(14)的电阻值变化率(％)进行了评价。
此外，表中“(线断裂)”表示的是测试仪测定值超过可显示值2MΩ的情况。
交联密度评价(膨胀试验)的方法：
与实施例1～实施例8的基板片(11)的耐光性阻挡层(16)的形成相同，以片状的形式只涂覆并成形耐光性阻挡层(16)，从而制作了只由与实施例1～实施例8对应的耐光性阻挡层(16)构成的试验片。将这些试验片在甲苯中浸渍1小时，在表1的实施例1～实施例8各自对应处记入了重量变化率(％)。
就实施例1～实施例8而言，保护层(15)中的耐光性阻挡层(16)中含有紫外线吸收剂，透明电极(13)虽然有电阻值变化，但该变化在+320％以下，维持了作为触控面板能够适用的程度的导电性。
就实施例1～实施例5而言，具有保护层(15)的耐硫化性阻挡层(17)，金属配线(14)虽然有电阻值变化，但也维持了导电性。
就实施例6而言，在耐硫化性试验中，金属配线(14)在300小时后出现了线断裂，即，所期望的导电性消失了。并且，可以确认耐硫化性阻挡层(17)的重量变化率为+35％，易于使甲苯透过的情况。
就实施例7而言，(NCO/OH)的值大，耐硫化性阻挡层(17)变硬，得到的基板片(11)呈现出难以弯曲的物性。
就实施例8而言，作为保护层(15)具有层合的结构，其中，下层为耐光性阻挡层(16)、上层为耐硫化性阻挡层(17)。在耐硫化性试验中，在300小时后虽然能够保持导电性，并获得了一定的耐硫化性，但在500小时后，金属配线(14)出现了线断裂，即，所期望的导电性消失了。
对于在上述实施方式或实施例中说明的形状、层结构、原料等，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以做适当的变更，例如，可以使用上述以外的公知的原料等，而这类变化也包含在本发明的技术构思的范围内。

Claims (6)

1.一种基板片，其是在透光性基材上具有由导电性高分子构成的透明电极、和连接该透明电极和连接器连接部的金属配线，且设置有覆盖透明电极和金属配线的保护层的基板片，其中，
保护层由层合了防止金属配线的硫化的耐硫化性阻挡层、和吸收紫外线的耐光性阻挡层的层合体构成，耐硫化性阻挡层为聚氨酯-聚脲类树脂层，且耐硫化性阻挡层是与耐光性阻挡层相比交联密度高的层。
2.如权利要求1所述的基板片，其中，保护层是自透光性基材侧起依次层合了耐硫化性阻挡层和耐光性阻挡层的层合体。
3.如权利要求1或2所述的基板片，其中，形成聚氨酯-聚脲类树脂层的聚氨酯-聚脲类树脂是使NCO基/OH基的值为1.2～5.5的原料反应固化后得到的树脂。
4.如权利要求1或2所述的基板片，其中，耐光性阻挡层是聚氨酯类树脂层。
5.如权利要求3所述的基板片，其中，耐光性阻挡层是聚氨酯类树脂层。
6.一种触控面板，其具有显示装置、和在该显示装置的画面上安装的如权利要求1～5中任意一项所述的基板片。
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