CN107107542B - 层叠基材、玻璃盖板、触控面板和层叠基材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供能够简便地实现装饰层的明度提高而不需要厚膜化、增加繁杂的步骤的层叠基材。本发明提供层叠基材,其特征在于,在基材(A)的表面上依次层叠有层(B)、层(C),上述基材(A)的折射率nA与上述层(B)的折射率nB满足下述关系:0.6≥nA‑nB≥0.1;上述层(C)含有颜料。
Description
技术领域
本发明涉及层叠基材、玻璃盖板、触控面板和层叠基材的制造方法。
背景技术
近年来,智能手机、平板电脑等使用静电容式触控面板的移动设备逐渐快速普及。静电容式触控面板一般而言,在画面区域中形成有ITO(铟锡氧化物,Indium Tin Oxide)膜的图案,进一步在其周边部形成有钼等的金属配线部。为了隐藏这样的金属配线部以使得不会由使用者目视辨认,静电容式触控面板的基材、即玻璃盖板内表面的周边部上形成有兼具作为遮光层的功能的白色或黑色等的装饰层。
静电容式触控面板的方式大致可以分为:在玻璃盖板和液晶面板之间形成触控面板层的Out-cell方式、在液晶面板上形成触控面板层的On-cell方式、在液晶面板的内部形成触控面板层的In-cell方式、和在玻璃盖板上直接层叠形成触控面板层的OGS(单片玻璃方案,One Glass Solution)方式,推进了多样化。然而,在任一方式中,在纯白色、色相经微调整的所谓浅色等白色系装饰层的图案中,从赋予高级感、提高作为玻璃盖板或者玻璃盖板一体型触控面板的产品价值的方面来看,要求其为薄膜且可见光反射性高、明度高。作为提高装饰层的明度的技术,替代图案的加工性、形状方面差的厚膜化,提出了将在透明基材的表面上形成的白色系树脂层的表面用铝、铬或钼等反射性高的金属薄膜覆盖的层叠结构。(专利文献1~3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-152639号公报
专利文献2:日本特开2013-8272号公报
专利文献3:日本特开2014-78218号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在白色系装饰层的表面上形成金属薄膜的效果存在极限,进一步,由于利用真空蒸着、溅射法而需要成膜、蚀刻、除去抗蚀剂等步骤,因此制造成本变得极其高昂。
因此,本发明的目的在于,提供能够简便地实现装饰层的明度提高而不需要厚膜化、增加繁杂的步骤的层叠基材。
解决课题的手段
本发明人等进行深入研究的结果是发现,通过在基材与装饰层之间形成与基材的折射率差处于0.1~0.6的范围内的层,由使用者目视辨认出的装饰层的明度飞跃性地提高。
发明的效果
根据本发明的层叠基材,能够在将装饰层保持为薄膜的同时,通过简便的方法显著地提高由使用者目视辨认出的装饰层的明度。
附图说明
图1是示出从层(C)侧观察本发明的层叠基材时的示意图。
图2是示出本发明的层叠基材的截面的示意图。
图3是示出具备本发明的层叠基材的触控面板的结构的示意图。
图4是示出具备本发明的层叠基材的触控面板的截面的示意图。
图5是示出本发明的层叠基材的层(C)的厚度与明度的关系的图。
具体实施方式
本发明的层叠基材的特征在于,在基材(A)的表面上依次层叠有层(B)、层(C),基材(A)的折射率nA与层(B)的折射率nB满足下述关系:
0.6 ≥ | nA - nB | ≥ 0.1
层(C)含有颜料。| nA - nB |如后所述,示出波长632.8nm下的折射率差的绝对值。
基材(A)是指在其表面上形成层叠有层(B)和层(C)的板状或片状的构件。作为基材(A)的材质,考虑到将本发明的层叠基材在触控面板用途等中使用,优选为使波长为380~800nm的可见光区域的光透射的材质。更优选为平均0.1mm厚度的全光线透过率(按照JISK7361-1)为80%以上的材质,进一步优选其折射率为1.30~2.10的材质。
作为这样的材质,可以举出例如玻璃、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺或环烯烃聚合物。优选为可见光区域的光的透射性高的玻璃、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯或环烯烃聚合物,更优选为耐久性高的玻璃。作为玻璃,可以举出例如钠玻璃、铝硅酸盐玻璃、或者对它们实施了热强化处理或化学强化处理而得到的玻璃、蓝宝石等。优选为作为触控面板的玻璃盖板而广泛使用的化学强化玻璃。
在此,化学强化玻璃是指通过化学性处理而将玻璃表面的钠离子替换为钾离子等从而提高了硬度等机械物性的玻璃。从强度与明度的平衡出发,化学强化玻璃的厚度优选为0.4~2.0mm、更优选为0.5~1.0mm。如果低于0.4mm,则使用者使搭载有本发明的层叠基材、玻璃盖板、触控面板的设备掉落时,存在容易破裂的情况,如果超过2.0mm,则有时因化学强化玻璃自身的可见光吸收而对明度造成负面影响。
基材(A)的折射率nA通过下述方式确定:使用棱镜耦合器(例如,PC-2000(Metricon(株)制)),在大气压下、20℃的条件下,将波长为632.8nm的光(He-Ne激光)由垂直于基材(A)的表面、即垂直于形成有层(B)的一侧的表面的方向进行照射,测定其折射率,将该折射率的值通过四舍五入而记作至小数点第二位为止的概数,从而确定。
在基材(A)的表面上形成层(B)。层(B)的折射率nB与基材(A)的折射率nA同样地,通过将波长为632.8nm的光从垂直于层(B)的表面的方向进行照射、并将该折射率的值记作至小数点第二位为止的概数而确定。
示出折射率差的绝对值的| nA - nB |通过记作至小数点第一位为止的概数来确定。
如果能够满足0.6 ≥ | nA - nB | ≥ 0.1的关系,则层(B)的折射率nB可以比基材(A)的折射率nA高,也可以比基材(A)的折射率nA低。从容易控制层叠基材的反射色度与折射率差的观点来看,进一步更优选满足nB<nA的关系。
折射率nB优选为1.20~1.40、更优选为1.20~1.35。如果折射率nB低于1.20,则由于为降低折射率nB而形成空隙,导致有时层(B)的空隙率过度提高,层(B)疏松化从而对基材(A)的密合性下降。另一方面,如果折射率nB超过1.40,则有时从与该层叠相反一侧的基材(A)的表面(以下称为“基材(A)的相反面”)目视辨认出的层(C)的明度提高变得不充分。
应予说明,在想要针对在基材(A)的表面上层叠层(B)和层(C)而得到的本发明的层叠基材来确定层(B)的折射率nB时,可以测定层叠基材中作为中间层的层(B)露出的部位、即未层叠层(C)的部位。在层(B)的图案通过光刻、丝网印刷法等形成而不存在层(B)露出的部位的情况下,通过将层叠基材沿着斜向方向切割、或者从垂直于基材(A)的方向进行研磨处理从而除去层(C)中的任一方法使层(B)露出,使用棱镜耦合器或椭偏仪(例如,FE-5000(大塚电子(株)制),可以求出层(B)的折射率nB。
将本发明的层叠基材用于玻璃盖板一体型触控面板时,层(B)的厚度优选为0.1~3.0μm、更优选为0.2~1.5μm。层(B)的厚度可以通过触针型台阶仪(例如,SURFCOM 1400D(东京精密(株)制))来测定。如果层(B)的厚度低于0.1μm,则有时从基材(A)的相反面目视辨认出的层(C)的明度提高变得不充分。另一方面,由于玻璃盖板一体型触控面板的制造工艺以包括多次220~250℃下的高温处理步骤为前提,因此如果层(B)的厚度超过3.0μm,则即使层(B)的黄变极小,但也无法忽视由光吸收导致的反射光损失,其结果是,有时明度提高的效果小。
从将层(B)的折射率nB控制为与基材(A)的折射率nA相比的较低一侧、即将层(B)制成低折射率的方面来看,层(B)优选含有二氧化硅。在此,二氧化硅是指作为由二氧化硅构成的物质的二氧化硅(Silica)。
作为二氧化硅,优选为在颗粒内部具有空隙的中空二氧化硅微颗粒、二次凝集状态受控的胶体二氧化硅、或多孔二氧化硅微颗粒等。通过使层(B)含有这些二氧化硅,在层(B)的内部形成许多微细的空隙,能够使层(B)的折射率nB降低至1.20~1.40的范围。为了提高透光性,二氧化硅的一次颗粒的最大宽度优选为10~100nm、更优选为10~50nm、进一步优选为球形。
二氧化硅在层(B)中所占的比例优选为30~95质量%、更优选为50~80质量%。如果二氧化硅的比例低于30质量%,则有时从基材(A)的相反面目视辨认出的层(C)的明度提高变得不充分。另一方面,如果二氧化硅的比例超过95质量%,则有时形成层(B)时的加工性变差。
另一方面,相反地,从将层(B)的折射率nB控制为与基材(A)的折射率nA相比的较高一侧、即将层(B)制成高折射率的方面来看,层(B)优选含有高折射率的金属氧化物颗粒。其中,更优选为氧化锆、二氧化钛。为了提高透光性,一次颗粒的最大宽度优选为10~100nm、更优选为10~50nm、进一步优选为球形。
可以使用市售品的纳米颗粒粉体,可以举出例如UEP-100(氧化锆;第一稀元素化学工业株式会社制)或STR-100N(二氧化钛;堺化学工业株式会社制)。此外,也可以以分散液的形式来调配。作为二氧化硅-二氧化钛分散液,可以举出例如“OPTOLAKE”(注册商标)TR-502、“OPTOLAKE”TR-503、“OPTOLAKE”TR-504、“OPTOLAKE”TR-513、“OPTOLAKE”TR-520、“OPTOLAKE”TR-527、“OPTOLAKE”TR-528、“OPTOLAKE”TR-529、“OPTOLAKE”TR-544或“OPTOLAKE”TR-550(均为日挥触媒化成工业(株)制)。作为氧化锆分散液,可以举出例如BIRAL Zr-C20(平均粒径=20nm;多木化学(株)制)、ZSL-10A(平均粒径=60-100nm;第一稀元素株式会社制)、NanoUse OZ-30M(平均粒径=7nm;日产化学工业(株)制)、SZR-K(堺化学(株)制)或HXU-120JC(Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.制)。
高折射率的金属氧化物在层(B)所占的比例优选为30~95质量%、更优选为50~80质量%。如果高折射率的金属氧化物的比例低于30质量%,则有时从基材(A)的相反面目视辨认出的层(C)的明度提高变得不充分。另一方面,如果超过95质量%,则有时形成层(B)时的加工性变差。
在层(B)的表面上,进一步形成含有颜料的层(C)。即,在基材(A)的表面上按顺序层叠层(B)、层(C)。在假使将层(B)与层(C)的层叠顺序倒置的情况中,无法得到明度提高的效果,层(B)通过位于基材(A)与层(C)的中间而表现其效果。
在此,通过使基材(A)的折射率nA与层(B)的折射率nB满足0.6 ≥ | nA - nB |≥ 0.1的关系,能够显著提高从基材(A)的相反面、即与空气的界面目视辨认出的层(C)的明度。
如果| nA - nB |的值超过0.6,则在基材(A)的相反面处的反射光量变大,用作玻璃盖板或者玻璃盖板一体型触控面板等时,显示部的目视辨认性变差。另一方面,如果| nA- nB | 的值低于0.1,则基材(A)与层(B)的折射率差变得不充分,无法实现从基材(A)的相反面目视辨认出的层(C)的明度提高。
在此,明度是指在标准光源D65、视野角为2°(CIE1976)、大气压下、20℃的测定条件下的反射色度(L*,a*,b*)当中示出明亮度的坐标、即L*。L*的下限值为0、上限值为100,其值越大则表示为越高的明度。
层(C)含有颜料。在此所称的颜料是指反射或吸收可见光区域的光从而呈现出色彩的有机物或者无机物的颗粒。形状可以为球状、板状、薄片状、无定型,对溶剂的有无可溶性均可。
形成白色系的装饰层时,层(C)中含有的颜料优选为白色颜料。在此,白色颜料是指在可见光区域中不具备特定吸收、且折射率大的不透明的颜料。作为白色颜料,可以举出例如二氧化钛、氧化镁、硫酸钡、氧化锆、氧化锌或铅白。优选为可见光反射性优异、化学稳定性高、且工业方面容易利用的二氧化钛。二氧化钛的晶体结构中存在锐钛矿型、金红石型和板钛矿型。优选为折射率高、且催化活性低的金红石型二氧化钛。其中,更优选为源自制造方法的着色杂质少、白色度高的通过氯法制造的二氧化钛,从分散性、耐光性和耐热性的观点出发,进一步优选经表面处理的二氧化钛。
作为用于对二氧化钛进行表面处理的表面处理材料,优选为金属氧化物或金属氧化物的水合物,更优选为在氧化铝中添加二氧化硅或氧化锆而得到的材料。其中,从耐光性和耐热性的观点出发,进一步优选在氧化铝中添加二氧化硅而得到的材料。为了保持可见光反射性,表面处理材料在经表面处理的二氧化钛颗粒中所占的比例优选为10质量%以下。
为了提高层(C)的可见光反射性,用作白色颜料的二氧化钛的平均一次粒径优选为0.1~0.5μm、更优选为0.2~0.3μm。在此,平均一次粒径是指通过使用图像分析式粒度分布测定装置的粒度测定法而测定的一次粒径的数均值。图像的拍摄可以使用透射型电子显微镜(TEM),由拍摄100个以上的一次颗粒而得到的画像计算出平均一次粒径。
白色颜料在层(C)中所占的比例优选为20~80质量%、更优选为40~70质量%。如果白色颜料的比例低于20质量%,则有时从基材(A)的相反面目视辨认出的层(C)的明度提高变得不充分。另一方面,如果超过80质量%,则有时形成层(C)时的加工性变差、或者对层(B)的密合性降低、或者发生膜的强度不足。
通过使层(C)含有除白色颜料以外的着色材料(在可见光区域中具有特定吸收的化合物),能够形成呈现出红色、蓝色、紫色等多种色彩的层(C)、即装饰层。
作为着色材料,可以举出例如染料、有机颜料或无机颜料。优选为耐光性优异的有机颜料或无机颜料。
作为有机颜料,可以举出例如颜料黄12、13、17、20、24、83、86、93、95、109、110、117、125、129、137、138、139、147、148、150、153、154、166、168或185等黄色有机颜料;颜料橙13、36、38、43、51、55、59、61、64、65或71等橙色有机颜料;颜料红9、48、97、122、123、144、149、166、168、177、179、180、192、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240或254等红色有机颜料;颜料紫19、23、29、30、32、37、40或50等紫色有机颜料;颜料蓝15、15:3、15:4、15:6、22、60或64等蓝色有机颜料;颜料绿7、10、36或58等绿色有机颜料;或炭黑、苝黑或苯胺黑等黑色有机颜料。数值均为颜色指数(C.I.号)。更优选为通用性和耐热性优异的颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6、颜料绿7、颜料绿36或炭黑。为了提高分散性,可以对这些有机颜料进行松香处理、酸性基团处理或碱性处理等表面处理。
作为无机颜料,可以举出例如氧化铁、钛镍锑、钛镍钡、氧化铬、铝酸钴或氮化钛等金属氧化物、复合氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物。可以对这些的无机颜料用其他无机成分或有机成分进行表面处理。形成白色系的装饰层时,作为层(C)所含有的有机颜料和无机颜料相对于白色颜料的比例,为了保持可见光反射性,优选为50~5000ppm(质量比)。
着色材料的平均粒径优选为1μm以下、更优选为0.01~0.3μm。
层(C)中的除了表面处理材料以外的白色颜料的折射率nC2、除了全部颜料以外的其他成分的折射率nC1、与层(B)的折射率nB优选满足下述关系:
nC1 < nC2 ,和
nB < nC1。
在标准光源D65、视野角为2°(CIE1976)、入射角为8°、大气压下、20℃的测定条件下的层(C)的反射色度(L*,a*,b*)优选分别为70≤L*≤99、-5≤b*≤5、-5≤a*≤5,更优选分别为80≤L*≤99、-2≤b*≤2、-2≤a*≤2。
层(C)的厚度优选为1~40μm、更优选为10~20μm、进一步优选为15~18μm。层(C)的厚度可以与层(B)同样地通过触针型台阶仪来测定。如果层(C)的厚度低于1μm,则即使层(C)为与白色系相比单位厚度的遮光性极高的黑色系,有时电极配线也会透过而使其被使用者目视辨认到。另一方面,如果层(C)的厚度超过40μm,则有时对形成层(C)时的加工性等造成负面影响。此外,由于白色颜料的光散射能力的极限、和白色颜料自身的微小的光吸收性,明度L*无法与层(C)的厚度成比例地无限提高,而是存在到达一定的明度后几乎饱和的倾向。因此,在设计上要求特别高的明度时,只要使用本发明的层叠基材,则能够简便地得到超过饱和明度的明度。
层(C)相当于所谓的装饰层。因此,层(C)只要仅在基材(A)的装饰区域中形成即可,不需要在基材(A)的显示区域中形成。并且,层(B)是为了实现从基材(A)的相反面目视辨认出的层(C)的明度提高而设置的层,因此只要在与形成层(C)的相同区域中形成即可。像这样,层(B)和层(C)优选仅在基材(A)的装饰区域中形成为一定的图案。
作为形成这样的图案的方法,优选为分辨率、图案的边缘直线性优异的光刻(以下称为“光刻步骤”)。光刻步骤具备:将感光性树脂组合物涂布于基材上而得到涂布膜的涂布步骤、和对该涂布膜进行曝光和显影从而得到期望的图案的图案形成步骤。即,制造本发明的层叠基材的方法优选具备:使用感光性树脂组合物形成前述层(B)的光刻步骤。
涂布步骤中,作为涂布感光性树脂组合物的方法,可以举出例如狭缝涂布法、旋涂法、凹版涂布法、喷涂法、喷墨法或丝网印刷法。优选为膜厚均一性优异的狭缝涂布法、旋涂法或丝网印刷法。
涂布步骤中得到的涂布膜可以使用加热板或烘箱等加热装置在60~150℃下进行30秒~3分钟的预烘烤。
对涂布步骤中得到的涂布膜,隔着用于得到期望的图案的掩模照射曝光的光,进行曝光。作为用于照射曝光的光的曝光机,可以举出例如步进重复投影曝光机(Stepper)、镜像投影掩模对准机(MPA)或平行光掩模对准机(以下称为“PLA”)。曝光的光的强度通常为10~4000J/m2(换算为波长为365nm的曝光量)。此外,作为曝光光源,可以举出例如i线、g线或h线等紫外线、KrF(波长为248nm)激光或ArF(波长为193nm)激光。
曝光后,例如在所使用的感光性树脂组合物为负型时,仅使未曝光部溶解从而进行显影。显影优选通过喷淋、浸渍或浸轧(paddling)等方法,将曝光后的涂布膜在显影液中浸渍5秒~10分钟。
作为显影液,可以举出例如作为工业上使用的碱显影液的2.38质量%四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液或4质量%胆碱水溶液等高浓度显影液、或0.4质量%TMAH水溶液、0.2质量%TMAH水溶液、0.045质量%氢氧化钾水溶液、1质量%碳酸氢钠水溶液、0.2质量%碳酸氢钠溶液或0.1质量%氢氧化钠水溶液等低浓度显影液。从更高的显影性、和确保显影时间的加工余量的观点来看,这些显影液可以混合使用市售的表面活性剂。
图案形成步骤中得到的图案可以使用加热板或烘箱等加热装置在120~250℃下加热15分钟~2小时。
由于分辨性和显影性优异、且能够抑制图案的黄变,因此用于形成层(B)和层(C)的感光性树脂组合物优选为负型。
作为用于形成层(B)和层(C)的感光性树脂组合物所含有的树脂,优选为着色少、图案形成步骤中的加工性优异的聚硅氧烷和/或丙烯酸树脂。即,层(B)优选含有聚硅氧烷和/或丙烯酸树脂。此外,层(C)优选含有聚硅氧烷和/或丙烯酸树脂。
此外,用于形成层(B)的感光性树脂组合物(以下称为“组合物(B)”)在将层(B)的折射率nB控制为与基材(A)的折射率nA相比的较低一侧、即将层(B)制成低折射率时,优选含有在其结构中具有氟原子的化合物,更优选含有在其结构中具有氟原子的聚硅氧烷或丙烯酸树脂。
另一方面,在将层(B)的折射率nB控制为与基材(A)的折射率nA相比的较高一侧、即将层(B)制成高折射率时,优选含有Cardo树脂。
聚硅氧烷可以通过例如烷氧基硅烷化合物的水解和脱水缩合而得到。
作为成为聚硅氧烷的原料的烷氧基硅烷化合物,可以举出例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、环己基三乙氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、硅酸酯51(四乙氧基硅烷低聚物)三甲基甲氧基硅烷、三苯基甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-三甲氧基甲硅烷基丙基丁二酸酐、3-三乙氧基甲硅烷基丙基丁二酸酐、3-二甲基甲氧基甲硅烷基丙基丁二酸酐、3-二甲基乙氧基甲硅烷基丙基丁二酸酐、3-三甲氧基甲硅烷基丙基环己基二甲酸酐、三氟乙基三甲氧基硅烷、三氟乙基三乙氧基硅烷、三氟乙基三丙氧基硅烷、三氟乙基三异丙氧基硅烷、三氟乙基三丁氧基硅烷、三氟乙基三乙酰氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三丙氧基硅烷、三氟丙基三异丙氧基硅烷或三氟丙基三乙酰氧基硅烷。为了提高图案形成步骤中的分辨性和显影性,优选使用具有作为碱可溶性基团的羧基或酸酐基的烷氧基硅烷化合物。
丙烯酸树脂例如可以通过(甲基)丙烯酸类化合物的共聚而得到。
作为成为丙烯酸树脂的原料的(甲基)丙烯酸类化合物,可以举出例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酐、衣康酸、衣康酸酐、丁二酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、四氢邻苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸环丙酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环己烯酯、(甲基)丙烯酸4-甲氧基环己酯、(甲基)丙烯酸2-环丙氧基羰基乙酯、(甲基)丙烯酸2-环戊氧基羰基乙酯、(甲基)丙烯酸2-环己氧基羰基乙酯、(甲基)丙烯酸2-环己烯氧基羰基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(4-甲氧基环己基)氧基羰基乙酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸三环癸基酯、(甲基)丙烯酸四环癸基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基甲酯、(甲基)丙烯酸1-甲基金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-乙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-正丙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-正丁基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁基酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧庚基酯、(甲基)丙烯酸α-乙基-6,7-环氧庚基酯或甲基丙烯酸苯甲酯。为了提高图案形成步骤中的分辨性和显影性,优选使用具有作为碱可溶性基团的羧基或酸酐基的(甲基)丙烯酸类化合物。
作为Cardo树脂,可以优选地使用市售品,可以举出OGSOL(注册商标)CR-TR1、同CR-TR2、同CR-TR3、同CR-TR4、同CR-TR5、同CR-TR6(以上为Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.制)等。
为了提高光刻步骤中的图案加工性,用于形成层(B)和层(C)的感光性树脂组合物(以下称为“组合物(B)”和“组合物(C)”)优选含有多官能单体。
作为多官能单体,优选为可以适当选择反应性、溶解性或双键当量等的多官能的具有(甲基)丙烯酸酯基的化合物、即(甲基)丙烯酸酯化合物。此外,为了将层(B)制成低折射率,组合物(B)优选含有在其结构中具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为多官能的(甲基)丙烯酸酯化合物,可以举出例如1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环十二烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯丁二酸加成物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯丁二酸加成物、(甲基)丙烯酸2-(全氟己基)乙酯、异氰脲酸-EO改性三丙烯酸酯和二丙烯酸酯(平均EO数=3)混合物、三羟甲基丙烷-PO改性三丙烯酸酯(平均PO数=3)、三羟甲基丙烷-EO改性三丙烯酸酯(平均EO数=3)、(甲基)丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯。在此,EO表示环氧乙烷,PO表示环氧丙烷。
上述多官能的(甲基)丙烯酸酯化合物优选为例如光聚合引发剂。光聚合引发剂是指通过光(包括紫外线和电子射线)而分解或反应、并产生自由基的化合物。
作为光聚合引发剂,可以举出例如2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙-1-酮、2-苯甲基2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-(2,4,4-三甲基戊基)-氧化膦、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮、或1-羟基-环己基-苯基-酮。为了抑制层(B)和层(C)的着色,优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦或双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-(2,4,4-三甲基戊基)-氧化膦等酰基氧化膦系光聚合引发剂。
如果在其结构中具有氟原子的化合物在组合物(B)中所占的比例变得过高,则形成层(B)时有时会发生皱缩或流平性不良等。然而,这些问题可以通过下述方式解决:根据所使用的基材(A)的表面能量和涂布组合物(B)的方法,通过流平剂的种类、添加量来适当调整组合物(B)的表面张力,从而解决。作为流平剂,可以举出例如氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂、聚环氧烷烃系表面活性剂或聚(甲基)丙烯酸酯系表面活性剂。
通过使用含有二氧化硅的组合物(B),能够使所形成的层(B)含有二氧化硅。制备含有二氧化硅的组合物(B)时,优选使用二氧化硅的颗粒的分散液。作为这样的分散液,除了市售的分散液以外,还可以使用溶胶型等通过构建(build-up)法制造的分散液、或将二氧化硅通过使用珠磨机等分散机的破碎(break-down)法而分散得到的分散液。从能够在固化后的膜中设置微细的空隙、能够将层(B)制成低折射率的观点来看,优选单独使用中空二氧化硅溶胶、多孔二氧化硅溶胶、或将它们组合使用。此外,为了使分散状态更稳定,特别优选处于二氧化硅的颗粒表面与聚硅氧烷键合的状态。
通过使用含有颜料的组合物(C),能够使所形成的层(C)含有颜料。制备含有颜料的组合物(C)时,优选使用颜料的分散液。作为这样的分散液,除了市售的分散液以外,还可以使用通过使用珠磨机等分散机的破碎法而分散得到的分散液。
为了抑制所形成的层(B)和层(C)的黄变,组合物(B)和组合物(C)可以含有抗氧化剂。作为抗氧化剂,优选为例如受阻酚系抗氧化剂或受阻胺系抗氧化剂。
作为受阻酚系抗氧化剂,可以举出例如3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、六亚甲基双[3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯、硫代二亚乙基双[3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯、亚乙基双(氧亚乙基)双(3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)-异氰脲酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、丙烯酸2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯甲基)-4-甲基苯基酯、丙烯酸2-[1-(2-羟基3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基酯、2,2'-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚或4,4'-丁叉基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
作为受阻胺化合物,可以举出例如[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸甲基-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯、甲基丙烯酸1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯、甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯;癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯、1,1-二甲基乙基氢过氧化物与辛烷的反应产物;丁烷-1,2,3,4-四甲酸四(1,2,2,6,6-五甲基-4-吡啶基)酯、或丁烷-1,2,3,4-四甲酸四(2,2,6,6-四甲基-4-吡啶基)酯。
组合物(B)和组合物(C)的粘度在将这些组合物通过狭缝涂布机或旋涂机进行涂布时,在通过锥板(E型)型粘度计进行的测定中,优选为15cP以下、更优选为10cP以下。组合物(B)和组合物(C)的粘度可以通过适当选择在组合物含有时所存在的有机溶剂的种类和比例来进行调整。
作为有机溶剂,可以举出例如丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二丙酮醇、四氢糠醇、乙二醇单正丁基醚、乙酸2-乙氧基乙酯、1-甲氧基丙基-2-乙酸酯、3-甲氧基-3-甲基丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酰乙酸乙酯或γ-丁内酯。为了使各成分均匀溶解,优选为醇性化合物、酯系化合物或醚系化合物,更优选为大气压下的沸点为110~250℃以下的这些化合物。
在层(C)的表面上可以进一步形成有作为遮光层的层(D)。作为层(D),优选为可见光吸收性高的黑色的层。通过形成作为遮光层的层(D),OD(光密度,Optical Density)值提高,能够进一步抑制触控面板的金属配线部的目视辨认性。作为层(D)的形成方法,优选为使用感光性黑色树脂组合物的光刻步骤。此外,尽管单位厚度的OD值会降低,但从通过在层(C)上层叠层(D)而能够使对反射色度的影响为轻微的设计上的优点出发,层(D)也可以为灰色的层。灰色的层中优选至少包含白色颜料和黑色颜料。
作为感光性黑色树脂组合物,可以举出例如含有黑色颜料、碱可溶性树脂、多官能单体和光聚合引发剂的组合物。感光性黑色树脂组合物根据需要可以含有添加剂。作为黑色颜料,可以举出例如炭黑、氮化钛、氧化钴。另一方面,例如使用感光性黑色树脂组合物而形成作为黑色系的装饰层的层(C)时,不需要形成层(D)。
此外,本发明也可以在玻璃盖板的制造中进行利用,作为工艺之一,可以举出转印法。在此所称的转印法是指仅将预先在塑料制膜等富有弯曲性的支承体的表面上预先形成的图案转印至基板的表面上的工艺。通过使用转印法,不仅在平面上、而且在作为2.5D玻璃、3D玻璃而已知的具有难以直接印刷的曲面部的基板的表面上也能够以良好的成品率简便地形成装饰层,能够制造多种多样形状的玻璃盖板。
以下,说明带有白色装饰层的玻璃盖板的制造工艺的具体例。制造工艺的一个例子按顺序包括:光刻步骤、粘合层形成步骤、转印步骤、和固化步骤。
光刻步骤在支承体的表面上涂布黑色感光性组合物,干燥从而得到涂布膜(D),在上述涂布膜的表面上涂布白色感光性组合物从而得到涂布膜(C)。接着,将涂布膜(D)和涂布膜(C)一并由涂布膜(C)侧曝光,得到由对涂布膜(D)进行曝光而得到的曝光膜(D)与对涂布膜(C)进行曝光而得到的曝光膜(C)构成的层叠曝光膜。接着,将层叠曝光膜一并进行显影,在支承体上得到由对曝光膜(D)进行显影而得到的显影膜(D)与对曝光膜(C)进行显影而得到的显影膜(C)构成的层叠显影膜。
粘合层形成步骤仅在显影膜(C)的表面上部分涂布粘合材料(B),曝光从而形成粘合层。
转印步骤将基材(A)的表面与粘合层进行粘接,进一步剥离支承体。
固化步骤通过加热而使层叠显影膜固化。
通过该制造工艺,能够得到在基材(A)的表面上按顺序层叠有层(B)、层(C)、层(D)的基板、即具备本发明的层叠基材的玻璃盖板。进一步,能够得到具备本发明的层叠基材的触控面板。
作为支承体,可以举出例如脱模膜。脱模膜是指在基膜的表面上形成有用于适度控制密合性和脱模性的脱模层的膜。
作为基膜,可以举出例如耐热性等优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或聚苯乙烯等的膜。优选为双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。此外,作为脱模层,可以举出例如由交联度高且耐溶剂性优异的三聚氰胺系、三聚氰胺-丙烯酸系、丙烯酸系、环氧系或硅酮系等的树脂形成的脱模层。
从容易通过生产率高的卷对卷(Roll to Roll)方式进行搬运的观点来看,支承体的厚度优选为50~150μm。
作为粘合材料(B),可以使用能够制作光固化膜的光学用粘合材料,所述光固化膜具有在可见光区域中的全光线透过率为90%以上的透明性。粘合材料(B)可以从其厚度、折射率、透射率、固化体积收缩率、与基材(A)的粘接性等观点出发适当选择并调配。其中,优选为至少包含(甲基)丙烯酸酯、硅系(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等在光固化后形成丙烯酸树脂的成分的UV固化型粘合材料。此外,仅在显影膜(C)的表面上部分涂布后,有时显影膜的图案形状会变形,因此更优选为不含溶剂的无溶剂UV固化型粘合材料。
作为无溶剂UV固化型粘合材料,可以举出FINETACK RX-101、同102、同103、同104(均为DIC制)、P-5920J(大同化成制)、SK-Dyne Syrup WS(综研化学制)、BEAMSET NTZ-303、同304(均为荒川化学工业制)等,根据需要,可以向这些粘合材料中在后添加折射率调整成分、光聚合引发剂、流平剂等来使用。
将粘合材料(B)通过丝网印刷、凹版印刷、凹版胶印印刷等公知的印刷法部分涂布成与显影膜(C)的图案相同的图案后,连同支承体一起整面照射UV从而使其光固化,压合,进一步在与基材(A)结合的状态下进行加热,由此仅在基材(A)的装饰区域上以一定的图案的形式形成相当于层(B)的粘合层。因此,通过以基材(A)的折射率nA与层(B)的折射率nB满足0.6 ≥ | nA - nB | ≥ 0.1的关系的方式控制基材(A)与粘合层的折射率差,能够得到本发明的明度提高的效果。
将本发明的层叠基材用于除OGS(单片玻璃方案,One Glass Solution)方式的玻璃盖板一体型触控面板以外的玻璃盖板时,层(B)的厚度优选为0.1~50μm、更优选为3~30μm。如果低于0.1μm,则有时无法得到本发明的明度提高的效果。另一方面,如果超过50μm,则无法忽视因层(B)自身的光吸收而导致的反射光损失,其结果是,有时明度提高的效果变小。应予说明,层(B)可以为实施了冲裁为与基材(A)的装饰区域相同形状的裁切加工的OCA(光学透明粘接片)或者具有透光性的光学双面胶带。
转印装置、玻璃盖板与触控传感器的贴合步骤中可以选择使用常规的辊层压机、热压机,可以为连续式或单片式中的任一者。
实施例
以下,对本发明举出其实施例和比较例来详细说明,但本发明的方式不限定于这些。
(二氧化硅共聚聚硅氧烷溶液(b-1)的合成)
向三口烧瓶中,投入异丙醇分散型中空二氧化硅溶胶(固体成分为10质量%,平均粒径为40nm)217.55g、异丙醇分散型多孔二氧化硅溶胶(固体成分为10质量%,平均粒径为25nm)217.55g、二丙酮醇(以下称为“DAA”)204.70g、以及甲基三甲氧基硅烷2.25g、三氟丙基三甲氧基硅烷2.40g、3-三甲氧基甲硅烷基丙基丁二酸酐2.16g和丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4.51g(烷氧基硅烷的mol比为:甲基三甲氧基硅烷/三氟丙基三甲氧基硅烷/3-三甲氧基甲硅烷基丙基丁二酸酐/丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷=30/20/15/35),在浸渍于40℃的油浴中搅拌的同时,用滴液漏斗耗费10分钟添加在水3.12g中溶解作为酸催化剂的磷酸0.023g(相对于所投入的烷氧基硅烷为0.2质量%)而得到的磷酸水溶液。在40℃下搅拌1小时后,将油浴温度设定为70℃并进行1小时搅拌,进一步耗费30分钟将油浴升温至115℃。升温开始1小时后,溶液的内温达到100℃,从此刻起加热搅拌1小时(内温为100~110℃)。反应中,使用李比希冷却装置馏去异丙醇、以及作为副产物的甲醇和水。
经过1小时后,冷却至5℃从而终止反应,使用离子交换树脂除去磷酸。对所得树脂溶液,添加DAA以使得固体成分浓度达到20质量%,得到源自二氧化硅的部位与源自烷氧基硅烷的部位的质量比为85/15的二氧化硅共聚聚硅氧烷溶液(b-1)。
(聚硅氧烷溶液(c-1)的合成)
向三口烧瓶中,投入甲基三甲氧基硅烷47.7g、苯基三甲氧基硅烷99.2g和3-三甲氧基甲硅烷基丙基丁二酸酐39.4g(甲基三甲氧基硅烷/苯基三甲氧基硅烷/3-三甲氧基甲硅烷基丙基丁二酸酐=30/50/15)、以及丙二醇甲基醚乙酸酯(以下称为“PGMEA”)152.3g,在浸渍于40℃的油浴中搅拌的同时,用滴液漏斗耗费10分钟添加在水56.7g中溶解磷酸0.372g(相对于所投入的烷氧基硅烷为0.2质量%)而得到的磷酸水溶液。在40℃下搅拌1小时后,将油浴温度设定为70℃并进行1小时搅拌,进一步耗费30分钟将油浴升温至115℃。升温开始1小时后,溶液的内温达到100℃,从此刻起加热搅拌2小时(内温为100~110℃)。反应中,使用李比希冷却装置馏去作为副产物的甲醇和水。经过2小时后,冷却至5℃从而终止反应,使用离子交换树脂除去磷酸。对所得树脂溶液,添加PGMEA以使得固体成分浓度达到40质量%,得到聚硅氧烷溶液(C)。
(丙烯酸树脂溶液(d-1)的合成)
向三口烧瓶中,投入2,2'-偶氮双(异丁腈)2g和PGMEA 50g,进一步投入甲基丙烯酸26.5g、苯乙烯21.3g和甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯37.7g,在室温下搅拌片刻后,将烧瓶内通过鼓泡而充分进行氮气置换,然后在70℃下加热搅拌5小时。接着,向所得溶液中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯14.6g、乙酰丙酮合铬1g、对甲氧基苯酚0.2g和PGMEA100g,在90℃下加热搅拌4小时。对所得树脂溶液,添加PGMEA以使得固体成分浓度达到40质量%,得到丙烯酸树脂溶液(d-1)。
(组合物(B-1)的制备)
向二氧化硅共聚聚硅氧烷溶液(b-1)15.00g中,添加双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(IRGACURE 819;BASF制)0.03g,添加DAA以使得固体成分达到10质量%,搅拌1小时,得到组合物(B-1)。
(使用组合物(B-1)形成的层(B)的折射率)
在4英寸的硅晶片基板的表面上用旋涂机涂布组合物(B-1),使用加热板(SCW-636;Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.制)在100℃下预烘烤2分钟,使用PLA(PLA-501F;Canon Inc.制),以超高压汞灯作为光源,以200mJ的曝光量(换算为i线)进行整面曝光。其后,使用自动显影装置(AD-2000;Takizawa Sangyo Co., Ltd.制),用0.045质量%氢氧化钾水溶液喷淋显影120秒,接着,用水润洗30秒后,在以基板实测温度达到230℃的方式预先设定的烘箱内,在空气中固化60分钟。所得厚度为1μm的层(B)的折射率nB为1.20。此外,除将60分钟的固化分成30分钟×2次以外,通过相同的方法得到的层(B)的折射率nB也为1.20。进一步,使层(B)的厚度变化为0.1μm、1.5μm、3μm并调查折射率nB,但折射率nB方面没有差异。
(组合物(B-2)~(B-7)的制备)
向组合物(B-1)中,以小幅改变添加量的方式添加作为高折射率化成分的二季戊四醇六丙烯酸酯,添加DAA以使得固体成分浓度达到10质量%,搅拌1小时,准备多个用0.20μm滤过过滤器进行处理而得到的组合物。通过与使用组合物(B-1)形成层(B)相同的方法,使用各组合物分别形成层(B),测定其折射率nB。将折射率nB为1.31的水平记作组合物(B-2)、1.41的水平记作组合物(B-3)、1.35的水平记作组合物(B-5)、1.21的水平记作组合物(B-6)、1.47的水平记作组合物(B-7)。与使用组合物(B-1)时同样地,针对组合物(B-2)~(B-7),也对将固化步骤分为30分钟×2次来进行时的层(B)的折射率nB进行调查,折射率nB方面没有差异。
此外,针对各个组合物(B-2)~(B-7),使层(B)的厚度变化为0.1μm、1.5μm、3μm并调查折射率nB,针对任意组合物在折射率nB方面均没有差异。
(组合物(B-8)的制备)
向氧化锆分散液(二季戊四醇六丙烯酸酯/氧化锆=3/7(重量比)的PGMEA分散液;氧化锆含量=35wt%)1.364g中,添加0.0382g的“IRGACURE”OXE-02、0.0048g的HQME、9.50g的THFA、8.347g的PGMEA并搅拌、溶解。
进一步,分别添加二季戊四醇六丙烯酸酯的50wt%PGMEA溶液0.0682g、CR-TR5(Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.制;碱可溶性Cardo树脂的50wt%PGMEA溶液)0.478g、作为流平剂的BYK-333的PGMEA 1wt%溶液0.2000g,搅拌1小时,用0.20μm过滤器进行过滤,得到组合物(B-8)。
与组合物(B-1)同样地,使层(B)的厚度变化为0.1μm、1.5μm、3μm并进行测定,折射率nB均为1.66。
(组合物(B-9)的制备)
添加0.0382g的“IRGACURE”OXE-02、0.0048g的HQME、9.50g的THFA、8.347g的PGMEA并搅拌、溶解。
进一步,分别添加EA-0250P(Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.制;9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴的50wt%PGMEA溶液;固体成分浓度=50wt%)0.287g、二季戊四醇六丙烯酸酯的50wt%PGMEA溶液0.669g、CR-TR5 0.995g、BYK-333的PGMEA 1wt%溶液0.2000g,搅拌1小时,用0.20μm过滤器进行过滤,得到组合物(B-9)。
与组合物(B-1)同样地,使层(B)的厚度变化为0.1μm、1.5μm、3μm并进行测定,折射率nB均为1.47。
(组合物(C-1)的制备)
将作为白色颜料的二氧化钛(金红石型,平均粒径为0.3μm,氧化铝/二氧化硅包覆;R960;Du Pont Co.制)75.34g添加至聚硅氧烷溶液(c-1)102.45g中,进行预混合后,使用填充有氧化锆微珠的磨型分散机进行分散处理,得到白色颜料分散液。接着,将作为多官能单体的异氰脲酸-EO改性三丙烯酸酯和二丙烯酸酯混合物(M-315;东亚合成(株)制)30.13g、作为光聚合引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦3.77g、和作为抗氧化剂的季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(IRGANOX 1010;BASF制)0.45g添加至PGMEA 89.19g中,搅拌1小时使其溶解后,与上述白色颜料分散液177.79g混合,进一步搅拌1小时,得到组合物(C-1)。
(黑色树脂组合物(D-1)的制备)
投入氮化钛颜料(TiN UFP;NISSHIN ENGINEERING INC.制)100g、丙烯酸树脂溶液(d-1)47g、高分子分散剂(LPN21116;BYK Japan KK制)40质量%溶液15.5g、PGMEA 337.5g,使用填充有氧化锆微珠的磨型分散机进行分散处理,得到固体成分为25质量%的氮化钛分散液。接着,投入炭黑颜料(TPX-1291;Cabot Corporation制)100g、丙烯酸树脂溶液(d-1)47g、高分子分散剂(LPN21116;BYK Japan KK制)40质量%溶液15.5g和PGMEA 337.5g,使用填充有氧化锆微珠的磨型分散机进行分散处理,得到固体成分为25质量%的炭黑分散液。将丙烯酸树脂溶液(d-1)58.65g、二季戊四醇六丙烯酸酯23.18g和光聚合引发剂(ADEKAOPTOMER N-1919;ADEKA制)5.80g添加至PGMEA 670.50g中,搅拌1小时使其溶解后,与上述氮化钛分散液137.10g和炭黑分散液137.10g混合,进一步搅拌1小时,得到黑色树脂组合物(D-1)。
(透明树脂组合物(E-1)的制备)
将丙烯酸树脂溶液(d-1)50g、二季戊四醇六丙烯酸酯16g、1.2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基氧肟)](“IRGACURE”OXE-01;BASF制)2g、二丙酮醇31.9g和聚醚改性聚二甲基硅氧烷(BYK-333;BYK Japan KK制)0.1g进行混合,得到透明树脂组合物(E-1)。
(丙烯酸系树脂溶液d-2的制备)
相对于以40mol%甲基丙烯酸、30mol%甲基丙烯酸甲酯、30mol%苯乙烯作为共聚成分的共聚物的羧基,使0.4当量的甲基丙烯酸缩水甘油酯进行加成反应,得到丙烯酸系树脂A(重均分子量为43000,酸值为110mgKOH/g,玻璃化转变温度Tg为110℃),将所述丙烯酸系树脂A溶解于丁基卡必醇乙酸酯中以使得固体成分达到40质量%,得到丙烯酸系树脂溶液d-2。
(组合物(C-2)的制备)
将49.02g的白色颜料(金红石型氧化钛;平均一次粒径为0.3μm;氧化铝/二氧化硅包覆;R960;Du Pont Co.制)、122.55g的丙烯酸系树脂溶液d-2、19.61g的异氰脲酸-EO改性三丙烯酸酯和二丙烯酸酯混合物(M-315;东亚合成(株)制)、4.20g的氨基甲酸酯丙烯酸酯(季戊四醇三丙烯酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的反应物;UA-306H;共荣公司化学(株)制)、2.80g的光聚合引发剂B(IC-379)、作为抗氧化剂的0.42g的季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(IRGANOX 1010;BASF制)、和3.13g的丁基卡必醇乙酸酯进行混合,预备搅拌后,使用辊磨机进行分散/混炼处理,得到组合物(C-2)。
(黑色树脂组合物(D-2)的制备)
将31.80g的黑色颜料(炭黑;平均一次粒径为24nm;MA-100;三菱化学(株)制)、5.00g的高分子分散剂(LPN-21116;BYK Japan KK制)、21.20g的二季戊四醇六丙烯酸酯、5.30g的光聚合引发剂A(N-1919;ADEKA制)、3.18g的光聚合引发剂B(IC-379)、110.25g的丙烯酸系树脂溶液d-2、和24.58g的丁基卡必醇乙酸酯进行混合,预备搅拌后,使用辊磨机进行分散/混炼处理,得到黑色树脂组合物(D-2)。
(实施例1)
作为基材(A-1),准备纵10cm、横10cm、厚0.7mm、折射率为1.51的化学强化玻璃。使用组合物(B-1)和组合物(C-1)制作层叠基材,通过(i)的方法实施层(C)的图案形状的评价,通过(ii)的方法实施包括明度在内的全反射色的评价。
在基材(A-1)(图2的标记1)的表面上用旋涂机涂布组合物(B-1),使用加热板在100℃下预烘烤2分钟,使用PLA,以超高压汞灯作为光源,以150μm的掩模间隙、200mJ的曝光量(换算为i线)进行曝光。其后,使用自动显影装置(AD-2000;Takizawa Sangyo Co., Ltd.制),用0.045质量%氢氧化钾水溶液喷淋显影120秒,接着,用水润洗30秒后,在以基材(A-1)的实测温度达到230℃的方式预先设定的烘箱内,在空气中固化30分钟,形成厚度为1μm的层(B)的图案(图2的标记2)。接着,在层(B)的表面上用旋涂机涂布组合物(C-1),显影液使用2.38质量%TMAH,喷淋显影的时间为60秒,除此之外,通过相同的方法,形成厚度为16μm的层(C)的图案(图2的标记3),制造层叠基材1。应予说明,层(C)的厚度通过从层(C)与层(B)的双层厚度中减去仅层(B)的厚度而求出。此外,按照下述(i)和(ii)的方法,评价层(C)的图案形状和层叠基材1的反射色度。评价结果示于表1。
(i)层(C)的图案形状的评价
针对所形成的层(C)的图案,切出线宽为3000μm的部位,使用扫描型电子显微镜(SEM)观察图案的边缘部分的截面,基于以下判定基准来评价图案形状,以A、B和C作为合格。
A:锥角小于70°
B:锥角为70°以上且低于80°
C:锥角为80°以上且低于90°
D:90°以上或咬边形状。
(ii)层叠基材的反射色度的评价
使用通过白色校正板(CM-A145;KONICA MINOLTA, INC.制)校正的分光测色计(CM-2600d;KONICA MINOLTA, INC.制),在标准光源D65(色温为6504K)、视野角为2°(CIE1976)、大气压下、20℃的测定条件下,测定相对于从基材(A)的相反面入射的光的全反射色度(SCI),评价反射色度(L*,a*,b*)。
应予说明,测定通过将分光测色计倒置而形成朝上照射光的状态、并将层叠基材的基材(A)的相反面按压在分光测色计的光照射部上来进行。
(实施例2)
层(B)的形成使用组合物(B-2),除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材2,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例3)
替代基材(A-1),使用基材(A-2)(纵10cm、横10cm、厚0.7mm,折射率nA为1.77的蓝宝石基板),除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材3,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例4)
层(B)的形成使用组合物(B-3),除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材4,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例5)
层(B)的形成使用组合物(B-4),除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材5,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例6)
层(B)的形成使用组合物(B-5),除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材6,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例7)
层(B)的形成使用组合物(B-6),除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材7,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例8)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为0.2μm,层(C)的厚度为15μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材8,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例9)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为0.2μm,层(C)的厚度为18μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材9,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例10)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为1.5μm,层(C)的厚度为15μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材10,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例11)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为1.5μm,层(C)的厚度为18μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材11,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例12)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为0.1μm,层(C)的厚度为10μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材12,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例13)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为0.1μm,层(C)的厚度为20μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材13,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例14)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为3μm,层(C)的厚度为10μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材14,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例15)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为3μm,层(C)的厚度为20μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材15,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例16)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为1μm,层(C)的厚度为30μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材16,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例17)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为1μm,层(C)的形成使用负型感光性黑色树脂组合物(D-1)、显影液使用0.045质量%氢氧化钾,层(C)的厚度为1μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材17,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例18)
层(B)的形成使用组合物(B-8)、显影液使用0.4质量%TMAH,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材18,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例19)
层(B)的形成使用组合物(B-2),层(B)的厚度为1μm,层(C)的厚度为40μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材19,对其进行评价。评价结果示于表1。
(比较例1)
不形成层(B),在基材(A-1)的表面上仅形成层(C),除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材20,对其进行评价。评价结果示于表1。
(比较例2)
不形成层(B),在基材(A-1)的表面上仅形成层(C),层(C)的厚度为30μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材21,对其进行评价。评价结果示于表1。
(比较例3)
层(B)的形成使用组合物(B-7),除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材22,对其进行评价。评价结果示于表1。
(比较例4)
不形成层(B),层(C)的厚度为41μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材23,对其进行评价。评价结果示于表1。
(比较例5)
不形成层(B),在基材(A-1)的表面上使用负型感光性黑色树脂组合物(D-1)、显影液使用0.045质量%氢氧化钾来形成层(C),厚度为1μm,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材24,对其进行评价。评价结果示于表1。
(比较例6)
层(B)的形成使用组合物(B-9)、显影液使用0.4质量%TMAH,除此之外,通过与实施例3相同的方法,得到层叠基材25,对其进行评价。评价结果示于表1。
(比较例7)
将形成层(B)和层(C)的顺序倒置,除此之外,通过与实施例1相同的方法,得到层叠基材26,对其进行评价。评价结果示于表1。
(实施例20)
在层叠基材1的层(C)的表面上用旋涂机涂布黑色树脂组合物(D-1),使用线幅为400μm的小图案的掩模,显影液使用0.045质量%氢氧化钾,除此之外,以与层(C)的形成相同的方法,形成作为黑色的遮光层的厚度为2μm的层(D)的图案(图4的标记4),得到层叠基材1'。
在层叠基材1'上,使用溅射装置(HSR-521A;岛津制作所制),在RF功率为1.4kW、真空度为6.65×10-1Pa的条件下进行12.5分钟溅射,由此形成厚度为150nm的ITO的膜,在其表面上进一步涂布正型光致抗蚀剂(OFPR-800;东京应化工业(株)制),在80℃下预烘烤20分钟,得到厚度为1.1μm的抗蚀剂膜。使用PLA,以超高压汞灯作为光源,将所得抗蚀剂膜隔着掩模进行图案曝光后,使用自动显影装置,用2.38质量%TMAH水溶液喷淋显影90秒,接着,用水润洗30秒。其后,通过在3.5质量%草酸水溶液中浸渍150秒从而蚀刻ITO,通过用50℃的剥离液(4质量%氢氧化钾水溶液)进行120秒处理从而除去光致抗蚀剂,进一步在230℃下进行30分钟退火处理,形成厚度为150nm的ITO的图案(图3、4的标记5)。
在形成了ITO的图案的层叠基材的表面上,用旋涂机涂布透明树脂组合物(E-1),改变掩模,除此之外,通过与层(D)的形成相同的方法,形成透明绝缘膜的图案(图3、4的标记6)。
在形成了透明绝缘膜的层叠基材的表面上,作为靶材使用钼和铝,作为蚀刻液使用H3PO4/HNO3/CH3COOH/H2O=65/3/5/27(质量比)混合溶液,除此之外,通过与层(D)的形成相同的方法,形成厚度为250nm的MAM(Mo钼/Al铝/Mo钼)配线(图3、4的标记7),制造在玻璃盖板上直接形成触控面板层的OGS(单片玻璃方案,One Glass Solution)方式的玻璃盖板一体型触控面板1。
针对所得玻璃盖板一体型触控面板1的装饰区域,按照上述(ii)的方法,评价反射色度。此外,进行玻璃盖板一体型触控面板1的导通试验,导通时判断为“良好”,电极配线断线而不导通时判断为“不良”。评价结果示于表2。
(实施例21)
使用通过与实施例2相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板2,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例22)
使用通过与实施例3相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板3,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例23)
使用通过与实施例4相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板4,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例24)
使用通过与实施例5相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板5,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例25)
使用通过与实施例6相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板6,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例26)
使用通过与实施例7相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板7,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例27)
使用通过与实施例8相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板8,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例28)
使用通过与实施例9相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板9,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例29)
使用通过与实施例10相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板10,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例30)
使用通过与实施例11相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板11,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例31)
使用通过与实施例12相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板12,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例32)
使用通过与实施例13相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板13,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例33)
使用通过与实施例14相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板14,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例34)
使用通过与实施例15相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板15,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例35)
使用通过与实施例16相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板16,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例36)
使用通过与实施例17相同的方法得到的层叠基材,不形成层(D),除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板17,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例37)
使用通过与实施例18相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板18,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例38)
使用通过与实施例19相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板19,对其进行评价。评价结果示于表2。
(比较例8)
使用通过与比较例1相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板20,对其进行评价。评价结果示于表2。
(比较例9)
使用通过与比较例2相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板21,对其进行评价。评价结果示于表2。
(比较例10)
使用通过与比较例3相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板22,对其进行评价。评价结果示于表2。
(比较例11)
使用通过与比较例4相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板23,对其进行评价。评价结果示于表2。
(比较例12)
使用通过与比较例5相同的方法得到的层叠基材,不形成层(D),除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板24,对其进行评价。评价结果示于表2。
(比较例13)
使用通过与比较例6相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板25,对其进行评价。评价结果示于表2。
(比较例14)
使用通过与比较例7相同的方法得到的层叠基材,除此之外,通过与实施例20相同的方法,得到玻璃盖板一体型触控面板26,对其进行评价。评价结果示于表2。
(实施例39)
准备在实施例1中使用的折射率为1.51的化学强化玻璃,使用组合物(D-2)、组合物(C-2)、固化后的折射率nB为1.41的粘合材料(B-1)来制作玻璃盖板1,通过(ii)的方法来实施包括明度在内的全反射色的评价。在此,折射率nB通过预先测定将粘合材料(B-1)单独以1000mJ/cm2的曝光量进行整面曝光、接着用烘箱在180℃下加热20分钟而得到的固化膜(厚度为50μm)从而求出。
在支承体(带有三聚氰胺系脱模层的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜;Cerapeel;厚度为75μm、宽度为50cm、卷的长度100m;东丽(株)制)的形成有脱模层的面上,使用丝网印刷机和不锈钢制的丝网,部分涂布黑色树脂组合物(D-2),使用烘箱,在100℃下加热干燥15分钟,得到黑色涂布膜。
在黑色涂布膜的表面上涂布组合物(C-2),重复进行2次在100℃下加热干燥15分钟的作业,得到层叠涂布膜。
使用PLA,以高压汞紫外线灯作为光源,以150μm的掩模间隙、200mJ/cm2的曝光量(i线换算值)隔着掩模对层叠涂布膜进行曝光,得到层叠曝光膜。
对层叠曝光膜,使用自动显影装置,用0.045质量%氢氧化钾水溶液喷淋显影90秒,接着,用水喷淋润洗30秒,进一步进行鼓风,得到图案状的层叠显影膜。将所得层叠显影膜使用烘箱在60℃下加热干燥10分钟。接着,仅在层叠显影膜的表面上,通过丝网印刷部分涂布粘合材料(B-1),使用PLA,以1000mJ/cm2的曝光量进行整面曝光,形成粘合层。
以粘合层的面重合于化学强化玻璃基板上的方式固定支承体的端部,使用辊层压机进行加压(大气压下,辊温度为40℃,辊压力为0.2MPa,层压速度为100mm/秒),使化学强化玻璃与粘合材料(B-1)的曝光膜结合,剥离支承体。接着,使用烘箱,在180℃下加热20分钟,得到玻璃盖板1。
沿着垂直于玻璃盖板的表面的方向进行切断,在扫描型电子显微镜(SEM)上观察其截面,测定长度,其结果是,由粘合材料(B-1)得到的相当于层(B)的粘合层的厚度为50μm,由组合物(C-2)得到的层(C)的厚度为23μm,由组合物(D-2)得到的层(D)的厚度为2μm。
(实施例40)
使用固化后的折射率nB为1.31的粘合材料(B-2),除此之外,通过与实施例39相同的方法,得到玻璃盖板2,对其进行评价。评价结果示于表3。
(实施例41)
粘合层的厚度为51μm,除此之外,通过与实施例39相同的方法,得到玻璃盖板3,对其进行评价。评价结果示于表3。
(实施例42)
将涂布装置变更为旋涂机,粘合层的厚度为0.1μm,除此之外,通过与实施例39相同的方法,得到玻璃盖板4,对其进行评价。评价结果示于表3。
(比较例15)
使用固化后的折射率nB为1.51的粘合材料(B-3),除此之外,通过与实施例39相同的方法,得到玻璃盖板5,对其进行评价。评价结果示于表3。
(比较例16)
使用固化后的折射率nB为1.47的粘合材料(B-4),除此之外,通过与实施例39相同的方法,得到玻璃盖板6,对其进行评价。评价结果示于表3。
[表1]
[表2]
[表3]
本发明的层叠基材的层(C)的厚度T(μm)与明度L*的关系示于图5。横轴示出层(C)的厚度T(μm),纵轴示出明度L*。将实施例2、16、19用黑色方块表示,将比较例1、2、4用黑色三角表示。
附图标记说明
1 ・・・基材(A)
2 ・・・层(B)
3 ・・・层(C)
4 ・・・层(D)
5 ・・・ITO电极
6 ・・・透明绝缘膜
7 ・・・MAM配线。
工业实用性
本发明的层叠基板适合用于需要装饰层的玻璃盖板一体型触控面板、玻璃盖板、显示装置等。
Claims (9)
1.层叠基材,在基材(A)的表面上依次层叠有层(B)、层(C),所述基材(A)的折射率nA与所述层(B)的折射率nB满足下述关系:
0.6 ≥ | nA - nB | ≥ 0.1
所述层(B)的折射率nB为1.20~1.35,所述层(C)含有颜料,所述颜料为白色颜料,所述白色颜料为二氧化钛,所述二氧化钛的平均一次粒径为0.1~0.5μm。
2.根据权利要求1所述的层叠基材,其中,所述层(B)的厚度为0.1~50μm,且所述层(C)的厚度为1~40μm。
3.根据权利要求1或2所述的层叠基材,其中,所述层(B)含有二氧化硅。
4.根据权利要求1或2所述的层叠基材,其中,所述层(B)含有聚硅氧烷和/或丙烯酸树脂。
5.根据权利要求1或2所述的层叠基材,其中,所述层(B)含有在其结构中具有氟原子的化合物。
6.根据权利要求1或2所述的层叠基材,其中,所述层(C)含有聚硅氧烷和/或丙烯酸树脂。
7.玻璃盖板,其具备权利要求1~6中任一项所述的层叠基材。
8.触控面板,其具备权利要求1~6中任一项所述的层叠基材。
9.层叠基材的制造方法,其为制造权利要求1~6中任一项所述的层叠基材的方法,其具备:使用感光性树脂组合物形成所述层(B)的光刻步骤。
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