CN111491987A - 触摸传感器面板用透明膜基材及使用其的触摸传感器面板 - Google Patents
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Abstract
本发明通过以下的构成，提供弯曲时的视觉辨认性及工艺特性优异的触摸传感器面板用透明膜基材。即，本发明涉及触摸传感器面板用透明膜基材，其含有聚酰亚胺系高分子和无机成分，黄色指数为5以下，厚度方向相位差Rth为200nm以下，光弹性系数的绝对值为30×10‑ 12Pa‑1以下，线性膨胀系数为50ppm/℃以下。另外，本发明涉及触摸传感器面板，其具备：该触摸传感器面板用透明膜基材；和形成于该触摸传感器面板用透明膜基材上的、具有检测元件的元件层。
Description
技术领域
本发明涉及触摸传感器面板用透明膜基材及使用其的触摸传感器面板。
背景技术
以往，作为触摸面板的基材材料，使用了玻璃。然而，对于玻璃而言，有容易破碎、重这样的缺点，并且在近年来的触摸面板的薄型化及轻质化、柔性化方面，不具有充分的材质。因此，作为替代玻璃的触摸面板的基材材料，研究了聚酰亚胺膜等树脂膜的使用。
聚酰亚胺膜中使用的聚酰亚胺作为耐热性、尺寸稳定性优异的树脂而为人所知。特别是通过芳香族四羧酸二酐与芳香族二胺类的缩聚反应而得到的芳香族聚酰亚胺即使在400℃以上的高温条件下也能够使用，并且具有优异的尺寸稳定性。然而，芳香族聚酰亚胺通常着色为浅黄色至黄色，因此，不适合应用于需要透明性这样的电子设备等的材料等用途(例如，触摸传感器面板等透明电极用的基板膜的材料等)。因此，为了在这些要求透明性的用途中也能够应用，正在对透明性优异的脂肪族聚酰亚胺进行研究，开发出使用了由脂肪族聚酰亚胺形成的基板膜的导电性层叠体等。例如专利文献1中公开了一种透明性、耐热性等优异的透明导电性膜，其是在由脂肪族聚酰亚胺形成的基板上层叠透明导电性薄膜而成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-111152号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，上述这样的现有聚酰亚胺膜在弯曲时的视觉辨认性方面存在问题，对于用作柔性触摸面板的基材而言，不具有充分的特性。另外，对于触摸面板的基材，还要求耐热性及耐溶剂性这样的制造触摸面板时的工艺特性优异。
本发明是鉴于上述情况而作出的，目的在于提供弯曲时的视觉辨认性及制造触摸面板时的工艺特性优异的触摸传感器面板用透明膜基材、及使用其的触摸传感器面板。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明提供触摸传感器面板用透明膜基材，其含有聚酰亚胺系高分子和无机成分，黄色指数为5以下，厚度方向相位差Rth为200nm以下，光弹性系数的绝对值为30×10-12Pa-1以下，线性膨胀系数为50ppm/℃以下。
根据上述触摸传感器面板用透明膜基材，通过含有聚酰亚胺系高分子和无机成分，并且黄色指数、厚度方向相位差Rth、光弹性系数的绝对值、及线性膨胀系数在上述范围内，从而使得弯曲时的视觉辨认性、以及耐热性及耐溶剂性这样的制造触摸面板时的工艺特性优异。特别是对于弯曲时的优异视觉辨认性而言，仅凭例如膜基材的透明性高，是难以获得的。与此相对，通过在上述触摸传感器面板用透明膜基材中并用聚酰亚胺系高分子和无机成分，并且使黄色指数、厚度方向相位差Rth及光弹性系数的绝对值在规定的范围内，从而可充分地抑制弯曲时的对比度变化及色调变化，结果，能够实现优异的视觉辨认性。另外，通过并用聚酰亚胺系高分子和无机成分，并且使线性膨胀系数在规定的范围内，从而也能够获得优异的工艺特性。
上述触摸传感器面板用透明膜基材的光弹性系数的绝对值可以为23×10-12Pa-1以下。光弹性系数的绝对值为23×10-12Pa-1以下时，由应力导致的膜的相位差变化更小，光的透过特性更不易变化，因此透明膜基材能够获得弯曲时的更优异的视觉辨认性。
上述触摸传感器面板用透明膜基材中，上述无机成分可以为含有硅原子的硅材料。另外，上述硅材料可以包含二氧化硅粒子。通过使无机成分为含有硅原子的硅材料，并且通过包含二氧化硅粒子，从而能够进一步提高弯曲时的视觉辨认性及工艺特性。
上述触摸传感器面板用透明膜基材中，以透明膜基材的固态成分总量作为基准，上述无机成分的含量可以为30～60质量％。无机成分的含量在上述范围内时，触摸传感器面板用透明膜基材的透明性、弯曲性、弯曲时的视觉辨认性及工艺特性变得更优异。
上述触摸传感器面板用透明膜基材的厚度可以为20～50μm。透明膜基材的厚度在上述范围内时，透明性、弯曲性、弯曲时的视觉辨认性及制造触摸面板时的工艺特性变得更优异。
上述触摸传感器面板用透明膜基材中，面内相位差R0可以为20nm以下。面内相位差R0在上述范围内时，能够使弯曲时的视觉辨认性更良好。
本发明还提供触摸传感器面板，其具备：上述本发明的触摸传感器面板用透明膜基材；和形成于该触摸传感器面板用透明膜基材上的、具有检测元件的元件层。对于所述触摸传感器面板而言，可充分抑制弯曲时弯曲部的对比度变化及色调变化，视觉辨认性优异。
发明的效果
根据本发明，能够提供弯曲时的视觉辨认性及工艺特性优异的触摸传感器面板用透明膜基材、及使用其的触摸传感器面板。
附图说明
[图1]为示出具备触摸传感器面板的显示装置的一个实施方式的概略截面图。
具体实施方式
以下，按照其优选的实施方式，详细地说明本发明。
[触摸传感器面板用透明膜基材]
本实施方式涉及的触摸传感器面板用透明膜基材(以下，也简称为“透明膜基材”)含有聚酰亚胺系高分子和无机成分，黄色指数为5以下，厚度方向相位差Rth为200nm以下，光弹性系数的绝对值为30×10-12Pa-1以下，线性膨胀系数为50ppm/℃以下。另外，透明膜基材的面内相位差R0优选为20nm以下。
透明膜基材的黄色指数(YI值)可按照JISK7373：2006而求出。本实施方式涉及的透明膜基材的黄色指数为5以下，优选为3以下。通过使黄色指数为5以下，透明膜基材能够获得弯曲时的优异视觉辨认性。
对于透明膜基材的厚度方向相位差Rth而言，将膜面内的1个方向上的折射率设为NX，将与NX正交的方向上的折射率设为Ny，将膜的厚度方向上的折射率设为Nz，将膜的厚度设为d(nm)，由(A)式计算出。此处，NX为慢轴方向上的折射率，Ny为快轴方向上的折射率，且满足NX>Ny。
Rth＝{(NX+Ny)/2-Nz}×d(nm)…(A)
对于透明膜基材的面内相位差R0而言，将膜面内的1个方向上的折射率设为NX，将与NX正交的方向上的折射率设为Ny，将膜的厚度设为d(nm)，由(B)式计算出。此处，NX为慢轴方向上的折射率，Ny为快轴方向上的折射率，且满足NX>Ny。
R0＝(NX-Ny)×d(nm)…(B)
透明膜基材的Rth可使用王子计测机器(株)制的相位差测定装置(商品名：KOBRA)进行测定。本实施方式涉及的透明膜基材的厚度方向相位差Rth为200nm以下，优选为190nm以下，更优选为150nm以下，进一步优选为120nm以下，尤其优选为50nm以下，极优选为40nm以下。通过使厚度方向相位差Rth为200nm以下，从而能够获得弯曲时的优异视觉辨认性。从制膜工艺的观点考虑，透明膜基材的Rth可以为30nm以上，可以大于50nm，也可以为100nm以上。
透明膜基材的光弹性系数的绝对值根据施加于透明膜基材的应力与双折射的关系而求出。此处，光弹性是指下述现象：对各向同性的物质施加外力而在内部产生应力时，呈现光学各向异性，显示双折射。在将作用于物质的应力(每单位面积的力)设为σ、将双折射设为Δn的情况下，应力σ与双折射Δn理论上呈正比关系，可以表示为Δn＝Cσ，该C为光弹性系数。换言之，将作用于物质的应力σ作为横轴、将该应力作用时的物质的双折射Δn作为纵轴时，理论上，两者的关系成为直线，该直线的斜率为光弹性系数C。透明膜基材的光弹性系数可以使用王子计测机器公司制的相位差测定装置(商品名：KOBRA)进行测定。本实施方式涉及的透明膜基材的光弹性系数的绝对值为30×10-12Pa-1以下，优选为29×10-12Pa-1以下，更优选为25×10-12Pa-1以下，进一步优选为23×10-12Pa-1以下，尤其优选为20×10- 12Pa-1以下。光弹性系数的绝对值为30×10-12Pa-1以下时，由应力导致的膜的相位差变化小，光的透过特性不易变化，因此透明膜基材能够获得弯曲时的优异视觉辨认性。另外，本实施方式涉及的透明膜基材的光弹性系数的绝对值可以为0Pa-1以上，优选为0.1×10-12Pa-1以上，更优选为1×10-12Pa-1以上，进一步优选为10×10-12Pa-1以上，尤其优选为14×10-12Pa-1以上，极优选为15×10-12Pa-1以上。光弹性系数的绝对值为0.1×10-12Pa-1以上的透明膜基材在工业上容易生产，并且容易获得更优异的弯曲性。
将透明膜基材的光弹性系数的绝对值调节为30×10-12Pa-1以下的方法没有特别限定，例如，可以通过下述方式来降低透明膜基材的光弹性系数的绝对值：使用可溶于溶剂的聚酰亚胺系高分子；或者提高透明膜基材的弹性模量；或者增加无机粒子的含量。
透明膜基材的线性膨胀系数是按照JIS K7197、作为任意的温度范围内的平均线性膨胀系数(也称为平均线性膨胀率)而测得的值。本实施方式的线性膨胀系数为90～150℃的温度范围内的值。本实施方式涉及的透明膜基材的线性膨胀系数为50ppm/℃以下，优选为40ppm/℃以下。通过使线性膨胀系数为50ppm/℃以下，透明膜基材能够获得制造触摸面板时的优异的工艺特性。
(聚酰亚胺系高分子)
透明膜基材含有聚酰亚胺系高分子。透明膜基材中，以透明膜基材总量作为基准，聚酰亚胺系高分子的含量可以为40质量％以上，优选为40～70质量％，更优选为45～65质量％，进一步优选为50～60质量％。由此，透明膜基材的透明性、弯曲性、弯曲时的视觉辨认性及工艺特性变得更优异。
本说明书中，聚酰亚胺系高分子是指包含式(PI)、式(a)、式(a’)或式(b)表示的重复结构单元中的至少一种的聚合物。其中，式(PI)表示的重复结构单元为聚酰亚胺系高分子的主要结构单元时，从透明膜基材的强度及透明性的观点考虑是优选的。以聚酰亚胺系高分子的全部重复结构单元作为基准，式(PI)表示的重复结构单元优选为40摩尔％以上，更优选为50摩尔％以上，进一步优选为70摩尔％以上，尤其更优选为90摩尔％以上，尤其更进一步优选为98摩尔％以上。
式(PI)中的G表示四价有机基团，A表示二价有机基团。式(a)中的G2表示三价有机基团，A2表示二价有机基团。式(a’)中的G3表示四价有机基团，A3表示二价有机基团。式(b)中的G4及A4各自表示二价有机基团。
式(PI)中，G表示的四价有机基团的有机基团(以下，有时称为G的有机基团)可举出选自由非环式脂肪族基团、环式脂肪族基团、及芳香族基团组成的组中的基团。从透明膜基材的透明性及弯曲性的观点考虑，G优选为四价环式脂肪族基团及四价芳香族基团。作为芳香族基团，可举出单环式芳香族基团、稠合多环式芳香族基团、及芳香族基团直接相互连接或经连接基团相互连接而成的非稠合多环式芳香族基团等。从透明膜基材的透明性及抑制着色的观点考虑，G的有机基团可以为环式脂肪族基团、具有氟系取代基的环式脂肪族基团、具有氟系取代基的单环式芳香族基团、具有氟系取代基的稠合多环式芳香族基团或具有氟系取代基的非稠合多环式芳香族基团。本说明书中，氟系取代基是指含有氟原子的基团。氟系取代基优选为氟基(氟原子，-F)及全氟烷基，进一步优选为氟基及三氟甲基。
更具体而言，G的有机基团选自例如饱和或不饱和环烷基、饱和或不饱和杂环烷基、芳基、杂芳基、芳基烷基、烷基芳基、杂烷基芳基、及具有它们中的任意2个基团(可以相同)且它们直接相互连接或经连接基团相互连接而成的基团。作为连接基团，可举出-O-、碳原子数1～10的亚烷基、-SO2-、-CO-或-CO-NR-(R表示甲基、乙基、丙基等碳原子数1～3的烷基或氢原子)。
G表示的四价有机基团的碳原子数通常为2～32，优选为4～15，更优选为5～10，进一步优选为6～8。G的有机基团为环式脂肪族基团及芳香族基团时，构成这些基团的碳原子中的至少一个可以被杂原子替换。作为杂原子，可举出O、N或S。
作为G的具体例，可举出式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)及式(26)表示的基团。式中的*表示连接键。式(26)中的Z表示单键、-O-、-CH2-、-C(CH3)2-、-Ar-O-Ar-、-Ar-CH2-Ar-、-Ar-C(CH3)2-Ar-或-Ar-SO2-Ar-。Ar表示碳原子数6～20的芳基，例如可举出亚苯基。这些基团的氢原子中的至少一个可以被氟系取代基取代。
式(PI)中，A表示的二价有机基团的有机基团(以下，有时称为A的有机基团)可举出选自由非环式脂肪族基团、环式脂肪族基团及芳香族基团组成的组中的二价有机基团。A表示的二价有机基团优选为二价环式脂肪族基团及二价芳香族基团。作为芳香族基团，可举出单环式芳香族基团、稠合多环式芳香族基团、及具有2个以上的芳香族环且它们直接相互连接或经连接基团相互连接而成的非稠合多环式芳香族基团。从透明膜基材的透明性及抑制着色的观点考虑，优选在A的有机基团中导入氟系取代基。
更具体而言，A的有机基团选自例如饱和或不饱和环烷基、饱和或不饱和杂环烷基、芳基、杂芳基、芳基烷基、烷基芳基、杂烷基芳基、及具有它们中的任意2个基团(可以相同)且它们直接相互连接或经连接基团相互连接而成的基团。作为杂原子，可举出O、N或S，作为连接基团，可举出-O-、碳原子数1～10的亚烷基、-SO2-、-CO-或-CO-NR-(R表示甲基、乙基、丙基等碳原子数1～3的烷基或氢原子)。
A表示的二价有机基团的碳原子数通常为2～40，优选为5～32，更优选为12～28，进一步优选为24～27。
作为A的具体例，可举出式(30)、式(31)、式(32)、式(33)及式(34)表示的基团。式中的*表示连接键。Z1～Z3各自独立地表示单键、-O-、-CH2-、-C(CH3)2-、-SO2-、-CO-或-CO-NR-(R表示甲基、乙基、丙基等碳原子数1～3的烷基或氢原子)。下述的基团中，Z1与Z2、及Z2与Z3各自优选相对于各环而位于间位或对位。另外，Z1与末端的单键、Z2与末端的单键、及Z3与末端的单键各自优选位于间位或对位。作为A的1个例子，Z1及Z3为-O-，并且Z2为-CH2-、-C(CH3)2-或-SO2-。上述基团的氢原子中的1个或2个以上可以被氟系取代基取代。
对于A及G中的至少一者而言，构成它们的氢原子中的至少1个氢原子可以被选自由氟系取代基、羟基、磺基、碳原子数1～10的烷基等组成的组中的至少一种官能团取代。另外，A的有机基团及G的有机基团各自为环式脂肪族基团或芳香族基团时，优选的是，A及G中的至少一者具有氟系取代基，更优选的是，A及G两者具有氟系取代基。
式(a)中的G2为三价有机基团。除了为三价以外，该有机基团可以选自与式(PI)中的G的有机基团相同的基团。作为G2的例子，可举出作为G的具体例所举出的式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)及式(26)所示的基团的四个连接键中的任意一个被替换为氢原子而得到的基团。式(a)中的A2可选自与式(PI)中的A相同的基团。
式(a’)中的G3可以选自与式(PI)中的G相同的基团。式(a’)中的A3可以选自与式(PI)中的A相同的基团。
式(b)中的G4为二价有机基团。除了为二价基团以外，该有机基团可以选自与式(PI)中的G的有机基团相同的基团。作为G4的例子，可举出作为G的具体例所举出的式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)及式(26)所示的基团的四个连接键中的任意两个被替换为氢原子而得到的基团。式(b)中的A4可以选自与式(PI)中的A相同的基团。
透明膜基材中包含的聚酰亚胺系高分子可以是通过将二胺类、与四羧酸化合物(包括酰氯化合物及四羧酸二酐等四羧酸化合物类似物)或三羧酸化合物(包括酰氯化合物及三羧酸酐等三羧酸化合物类似物)中的至少一种缩聚而得到的缩合型高分子。此外，也可以将二羧酸化合物(包括酰氯化合物等类似物)缩聚。式(PI)或式(a’)表示的重复结构单元通常衍生自二胺类及四羧酸化合物。式(a)表示的重复结构单元通常衍生自二胺类及三羧酸化合物。式(b)表示的重复结构单元通常衍生自二胺类及二羧酸化合物。
作为四羧酸化合物，可举出芳香族四羧酸化合物、脂环式四羧酸化合物及非环式脂肪族四羧酸化合物。四羧酸化合物可以并用两种以上。四羧酸化合物优选为四羧酸二酐。作为四羧酸二酐，可举出芳香族四羧酸二酐、脂环式四羧酸二酐及非环式脂肪族四羧酸二酐。
从聚酰亚胺系高分子在溶剂中的溶解性、形成透明膜基材时的透明性及弯曲性的观点考虑，四羧酸化合物优选为脂环式四羧酸化合物及芳香族四羧酸化合物。从透明膜基材的透明性及抑制着色的观点考虑，四羧酸化合物优选为具有氟系取代基的脂环式四羧酸化合物及具有氟系取代基的芳香族四羧酸化合物，进一步优选为脂环式四羧酸化合物。
作为三羧酸化合物，可举出芳香族三羧酸、脂环式三羧酸、非环式脂肪族三羧酸及类似于它们的酰氯化合物、酸酐等。三羧酸化合物优选为芳香族三羧酸、脂环式三羧酸、非环式脂肪族三羧酸及类似于它们的酰氯化合物。三羧酸化合物可以并用两种以上。
从聚酰亚胺系高分子在溶剂中的溶解性、形成透明膜基材时的透明性及弯曲性的观点考虑，三羧酸化合物优选为脂环式三羧酸化合物或芳香族三羧酸化合物。从透明膜基材的透明性及抑制着色的观点考虑，三羧酸化合物优选为具有氟系取代基的脂环式三羧酸化合物及具有氟系取代基的芳香族三羧酸化合物。
作为二羧酸化合物，可举出芳香族二羧酸、脂环式二羧酸、非环式脂肪族二羧酸及类似于它们的酰氯化合物、酸酐等。二羧酸化合物优选为芳香族二羧酸、脂环式二羧酸、非环式脂肪族二羧酸及类似于它们的酰氯化合物。二羧酸化合物可以并用两种以上。
从聚酰亚胺系高分子在溶剂中的溶解性、形成透明膜基材时的透明性及弯曲性的观点考虑，二羧酸化合物优选为脂环式二羧酸化合物及芳香族二羧酸化合物。从透明膜基材的透明性及抑制着色的观点考虑，二羧酸化合物优选为具有氟系取代基的脂环式二羧酸化合物及具有氟系取代基的芳香族二羧酸化合物。
作为二胺类，可举出芳香族二胺、脂环式二胺及脂肪族二胺。二胺类可以并用两种以上。从聚酰亚胺系高分子在溶剂中的溶解性、形成透明膜基材时的透明性及弯曲性的观点考虑，二胺类优选为脂环式二胺及具有氟系取代基的芳香族二胺。
使用这样的聚酰亚胺系高分子时，容易得到具有特别优异的弯曲性、高的透光率(例如，相对于550nm的光为85％以上，优选为88％以上)、及低的黄色指数(YI值，例如为5以下，优选为3以下)、低的雾度(例如为1.5％以下，优选为1.0％以下)的透明膜基材。
聚酰亚胺系高分子可以是包含不同种类的多个上述重复单元的共聚物。聚酰亚胺系高分子的重均分子量通常为10,000～500,000。聚酰亚胺系高分子的重均分子量优选为50,000～500,000，进一步优选为70,000～400,000。重均分子量为通过GPC测得的标准聚苯乙烯换算分子量。虽然存在聚酰亚胺系高分子的重均分子量大时容易获得高弯曲性的倾向，但若聚酰亚胺系高分子的重均分子量过大，则清漆的粘度升高，存在加工性降低的倾向。
聚酰亚胺系高分子也可以包含可通过上述的氟系取代基等而导入的氟原子等卤素原子。通过使聚酰亚胺系高分子包含卤素原子，从而能够提高透明膜基材的弹性模量并且降低黄色指数。由此，能够抑制透明膜基材中产生伤痕及褶皱等，并且能够提高透明膜基材的透明性。作为卤素原子，优选氟原子。以聚酰亚胺系高分子的总质量作为基准，聚酰亚胺系高分子中的卤素原子的含量优选为1～40质量％，更优选为1～30质量％。
聚酰亚胺系高分子优选为下述透明聚酰亚胺系高分子，即，当形成了由该聚酰亚胺系高分子形成的厚度50μm的膜(层)时，该聚酰亚胺系高分子膜的全光线透过率为85％以上，并且该聚酰亚胺系高分子膜的黄色指数(YI值)为10以下。上述全光线透过率优选为90％以上。上述黄色指数优选为5以下。通过使用所述透明聚酰亚胺系高分子，能够得到透明性高的透明膜基材。此外，上述聚酰亚胺系高分子膜的全光线透过率更优选为91％以上，进一步优选为92％以上。黄色指数更优选为3以下，尤其更优选为2.5以下。此处，聚酰亚胺系高分子膜可通过下述方式形成：将在溶剂中溶解聚酰亚胺系高分子而得到的物质进行涂布及干燥。聚酰亚胺系高分子膜的全光线透过率可按照JIS K7105：1981而求出。聚酰亚胺系高分子膜的黄色指数YI可按照JIS K 7373：2006而求出。
(无机成分)
透明膜基材还含有无机成分。通过含有无机成分，能够提高透明膜基材的强度，并且能够提高耐热性及耐溶剂性这样的制造触摸面板时的工艺特性。
无机成分优选为含有硅原子的硅材料。另外，无机成分优选包含无机粒子。无机粒子的例子为含有硅原子的粒子。含有硅原子的粒子的例子为二氧化硅粒子。无机粒子的其他例子为二氧化钛粒子、氧化铝粒子、氧化锆粒子。
无机粒子的平均一次粒径可以为200nm以下，优选为10～100nm，更优选为20～50nm。无机粒子的平均一次粒径优选在上述范围内的原因是：平均一次粒径为200nm以下时，膜的透明性提高，并且，平均一次粒径为10nm以上时，膜的强度提高。就一次粒径的测定而言，可以设为由透射电子显微镜(TEM)得到的单向粒径。就平均一次粒径而言，可以通过TEM观察来测定10个一次粒径，作为它们的平均值而求出。
透明膜基材含有无机粒子的情况下，以质量比计，聚酰亚胺系高分子与无机粒子的含量比可以为1：9～9：1，优选为3：7～8：2。聚酰亚胺系高分子与无机粒子的配合比在上述的范围内时，显示出透明性、机械强度提高的倾向。
无机粒子彼此可以通过具有硅氧烷键(-SiOSi-)的分子而结合。
无机成分可以包含从四乙氧基硅烷等4级烷氧基硅烷等有机硅化合物、具有氨基的金属醇盐等金属醇盐衍生出的无机成分。这样的无机成分例如可以为SiO2或具有硅氧烷键(-SiOSi-)的分子。在用于形成透明膜基材的清漆中配合无机粒子和有机硅化合物的情况下，得到的透明膜基材中形成有下述结构：无机粒子彼此通过具有硅氧烷键的分子进行结合。通过具有这样的结构，透明膜基材的透明性、弯曲性、弯曲时的视觉辨认性及工艺特性变得更优异。
透明膜基材中，以透明膜基材的固态成分总量作为基准，无机成分的含量可以为30～60质量％，优选为35～55质量％，更优选为40～50质量％。由此，透明膜基材的透明性、弯曲性、弯曲时的视觉辨认性及工艺特性变得更优异。
透明膜基材可以在不损害透明性及弯曲性的范围内进一步含有其他成分。作为其他成分，例如，可举出抗氧化剂、脱模剂、稳定剂、上蓝剂、阻燃剂、润滑剂、流平剂等。
透明膜基材的厚度根据用途而适当调节，例如，可以为20～50μm，优选为22～45μm，更优选为25～40μm。透明膜基材的厚度在上述范围内时，透明性、弯曲性、弯曲时的视觉辨认性及制造触摸面板时的工艺特性变得更优异。
对于该透明膜基材而言，遵照JIS K7361-1：1997的全光线透过率可以为85％以上，优选为90％以上。另外，对于该透明膜基材而言，遵照JIS K 7136：2000的雾度(Haze)可以为1.5％以下，优选为1.0％以下。
(制造方法)
接着，对本实施方式的透明膜基材的制造方法的一例进行说明。
将利用已知的聚酰亚胺系高分子的合成方法进行聚合而得到的、可溶于溶剂的聚酰亚胺系高分子溶解于溶剂中，制备聚酰亚胺系清漆。作为溶剂，只要为溶解聚酰亚胺系高分子的溶剂即可，例如，可以使用DMAc、DMF、DMSO、γ-丁内酯、或者它们的组合。作为聚酰亚胺系高分子，只要为可溶于溶剂的聚酰亚胺系高分子即可，优选包含下述结构：并用了脂环式四羧酸二酐、与芳香族二胺类、脂环式二胺类、非环式脂肪族二胺类中的单独一种或两种以上。
聚酰亚胺系清漆除含有上述溶剂以外，可以还含有水。通过使清漆含有水，容易得到黄色指数、厚度方向相位差Rth、光弹性系数的绝对值、及线性膨胀系数满足上述条件的透明膜基材。
聚酰亚胺系清漆可以还含有上述的无机粒子。另外，聚酰亚胺系清漆也可以含有上述的四乙氧基硅烷等4级烷氧基硅烷等有机硅化合物。
聚酰亚胺系清漆含有无机粒子的情况下，清漆可以进一步含有连接剂(linker)，所述连接剂用于借助硅氧烷键将无机粒子彼此结合。连接剂的例子为烷氧基硅烷等的金属醇盐。金属醇盐的例子为具有氨基的金属醇盐，其例子为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷。连接剂的氨基可以对无机粒子与连接剂的反应进行催化。
相对于聚酰亚胺系清漆的固态成分(聚酰亚胺系高分子及无机粒子)100质量份而言，连接剂的添加量可以为0.1～100质量份，优选为0.5～50质量份。
另外，聚酰亚胺系清漆中可以进一步添加添加剂，作为添加剂，例如，可以添加抗氧化剂、脱模剂、稳定剂、上蓝剂、阻燃剂、润滑剂、流平剂等。
接下来，利用已知的卷对卷、分批方式，在PET基材、SUS带、或玻璃基材上涂布上述的聚酰亚胺系清漆而形成涂膜，将该涂膜干燥，并从基材剥离，由此得到膜。
涂膜的干燥通过于50～350℃的温度、适当地在非活性气氛或减压的条件下使溶剂蒸发而进行。可以改变温度条件以多个阶段进行涂膜的干燥。在该情况下，可以越到后面的阶段越提高温度。
另外，涂膜的干燥也可以在从基材剥离后进一步进行。即，对于涂膜而言，可以在基材上使其干燥而作为第1干燥，然后从基材剥离，进一步使其干燥而作为第2干燥。第2干燥可以将金属框安装于从基材剥离了的涂膜等来进行。第2干燥可以在高于第1干燥的温度下进行，例如，可以于50～150℃进行第1干燥，于180～350℃进行第2干燥。此外，第1干燥及第2干燥各自均可以改变温度条件而以多个阶段进行。
[触摸传感器面板及显示装置]
图1为示出具备触摸传感器面板的显示装置的一个实施方式的概略截面图。图1所示的显示装置100具有有机EL装置50、触摸传感器面板70、和前面板90，且收纳于未图示的壳体中。有机EL装置50与触摸传感器面板70之间、以及触摸传感器面板70与前面板90之间例如由未图示的光学粘接剂(Optical Clear Adhesive，OCA)粘接。
有机EL装置50具有有机EL元件51、第1基板55、第2基板56及密封材料59。
有机EL元件51具有一对电极(第1电极52及第2电极53)、和发光层54。发光层54配置于第1电极52与第2电极53之间。
第1电极52以具有透光性的导电性材料作为形成材料。第2电极53也可以具有透光性。作为第1电极52及第2电极53，可采用已知的材料。
发光层54可以以构成有机EL元件的已知发光材料作为形成材料，可以为低分子化合物和高分子化合物中的任意。
有机EL装置50中，向第1电极52与第2电极53之间供给电力时，载流子(电子及空穴)被供给至发光层54，在发光层54中产生光。发光层54中产生的光经由第1电极52及第1基板55向有机EL装置50的外部发射。
第1基板55以具有透光性的材料作为形成材料。第2基板56也可以具有透光性。第1基板55与第2基板56由以包围有机EL元件周围的方式配置的密封材料59所贴合，形成了将有机EL元件密封在内部的密封结构。
作为第1基板55及第2基板56中的任一者或两者的形成材料，可以使用丙烯酸系树脂这样的已知的透明树脂。
触摸传感器面板70具有：基板71；和形成于基板71上的具有检测元件的元件层72。
基板71使用本实施方式的触摸传感器面板用透明膜基材。
在元件层72，形成有由半导体元件、布线、电阻等构成的已知的检测元件。作为检测元件的构成，可以采用实现矩阵开关、电阻膜方式、静电电容式等已知的检测方式的构成。
对于使用本实施方式的触摸传感器面板用透明膜基材作为基板71的触摸传感器面板70而言，可充分抑制弯曲时弯曲部的对比度变化及色调变化，视觉辨认性优异。
前面板90以具有透光性的材料作为形成材料，作为保护显示装置的保护构件发挥功能。作为前面板90，可以使用丙烯酸系树脂这样的已知的透明树脂。
另外，显示装置100也可以具备附加有紫外线吸收层、硬涂层、粘合层、色调调节层、折射率调节层等各种功能层的层来作为上述的各构件的一部分或其他构件。
显示装置100由于具备使用了本实施方式的触摸传感器面板用透明膜基材的触摸传感器面板70，因此可充分地抑制弯曲时弯曲部的对比度变化及色调变化，基于有机EL装置50的显示的视觉辨认性优异。
实施例
以下，利用实施例及比较例来更具体地说明本发明，但本发明并不限于以下的实施例。
[实施例1]
(聚酰亚胺系清漆的制备)
将具有390℃的玻璃化转变温度的聚酰亚胺(三菱气体化学(株)制“Neopulim”，包含式(PI)的重复结构单元的聚酰亚胺系高分子)的20质量％γ-丁内酯溶液、在γ-丁内酯中分散有固态成分浓度30质量％的二氧化硅粒子(平均一次粒径为30nm)的分散液、具有氨基的烷氧基硅烷的二甲基乙酰胺溶液混合，并搅拌30分钟，由此制备聚酰亚胺系清漆。
此处，以二氧化硅粒子的含量成为50质量％(以二氧化硅粒子及聚酰亚胺系高分子(聚酰亚胺系清漆的固态成分)的总量作为基准(100质量％))的方式，调节上述各成分的配合量。另外，聚酰亚胺系清漆中，具有氨基的烷氧基硅烷的添加量相对于二氧化硅粒子及聚酰亚胺系高分子(聚酰亚胺系清漆的固态成分)的总量100质量份而言为1.5质量份。
(触摸传感器面板用透明膜基材的制作)
将聚酰亚胺系清漆涂布于玻璃基板，于50℃加热30分钟，接着于140℃加热10分钟，然后，进一步于210℃加热1小时，从玻璃基板剥离，由此得到厚度为25μm的聚酰亚胺系膜。将该聚酰亚胺系膜作为触摸传感器面板用透明膜基材。
[实施例2]
在制备聚酰亚胺系清漆时，以二氧化硅粒子的含量成为55质量％(以二氧化硅粒子及聚酰亚胺系高分子的总量作为基准)的方式，调节各成分的配合量，除此以外，与实施例1同样地操作，进行聚酰亚胺系清漆的制备及使用其的触摸传感器面板用透明膜基材的制作。
[实施例3]
在制备聚酰亚胺系清漆时，以二氧化硅粒子的含量成为30质量％(以二氧化硅粒子及聚酰亚胺系高分子的总量作为基准)的方式，调节各成分的配合量，除此以外，与实施例1同样地操作，进行聚酰亚胺系清漆的制备及使用其的触摸传感器面板用透明膜基材的制作。
[实施例4]
将河村产业(株)制的聚酰亚胺“KPI-MX300F(100)”的18质量％γ-丁内酯溶液、在γ-丁内酯中分散有固态成分浓度30质量％的二氧化硅粒子(平均一次粒径为30nm)的分散液、具有氨基的烷氧基硅烷的二甲基乙酰胺溶液混合，并搅拌30分钟，由此制备聚酰亚胺系清漆。
此处，以二氧化硅粒子的含量成为50质量％(以二氧化硅粒子及聚酰亚胺系高分子的总量作为基准)的方式，调节上述各成分的配合量。另外，聚酰亚胺系清漆中，具有氨基的烷氧基硅烷的添加量相对于二氧化硅粒子及聚酰亚胺系高分子的总量100质量份而言为1.5质量份。
(触摸传感器面板用透明膜基材的制作)
将聚酰亚胺系清漆涂布于玻璃基板，于50℃加热30分钟，接着于140℃加热10分钟，然后，进一步于210℃加热1小时，从玻璃基板剥离，由此得到厚度为25μm的聚酰亚胺系膜。将该聚酰亚胺系膜作为触摸传感器面板用透明膜基材。
[比较例1]
除了在制备聚酰亚胺系清漆时未添加二氧化硅及具有氨基的烷氧基硅烷以外,与实施例1同样地操作,进行聚酰亚胺系清漆的制备及使用其的触摸传感器面板用透明膜基材的制作。
[比较例2]
除了使触摸传感器面板用透明膜基材的厚度为50μm以外，与实施例3同样地操作，进行聚酰亚胺系清漆的制备及使用其的触摸传感器面板用透明膜基材的制作。
[比较例3]
除了在制备聚酰亚胺系清漆时未添加二氧化硅及具有氨基的烷氧基硅烷以外，与实施例4同样地操作，进行聚酰亚胺系清漆的制备及使用其的触摸传感器面板用透明膜基材的制作。
[比较例4]
在制备聚酰亚胺系清漆时，以二氧化硅粒子的含量成为40质量％(以二氧化硅粒子及聚酰亚胺系高分子的总量作为基准)的方式，对各成分的配合量进行调节，除此以外，与实施例4同样地操作，进行聚酰亚胺系清漆的制备及使用其的触摸传感器面板用透明膜基材的制作。
[厚度方向相位差Rth的测定]
使用相位差测定装置(王子计测机器(株)制，商品名：KOBRA)，对实施例及比较例的透明膜基材的厚度方向相位差Rth进行测定。将结果示于表1。
[光弹性系数的测定]
将实施例及比较例的透明膜基材切割为宽度20mm、长度150mm,作为试验片。在沿该试验片的长边方向施加0MPa、3MPa、6MPa、9MPa、及12MPa的拉伸应力的状态下,分别测定面内相位差R0。将各面内相位差R0除以试验片的厚度而得到的商为双折射Δn。将拉伸应力σ作为横轴,将该应力作用于试验片时的双折射Δn作为纵轴,进行绘图(plot),利用最小二乘法以成为Δn＝Cσ的方式对两者的关系进行拟合,求出此时的斜率C的绝对值,将其作为光弹性系数。将结果示于表1。
[光学特性的测定]
(黄色指数)
利用日本分光(株)制的紫外可见近红外分光光度计V-670,测定实施例及比较例的透明膜基材的黄色指数(YellowIndex：YI)。在没有样品的状态下进行背景测定后,将透明膜基材设置于样品支架,进行相对300～800nm的光的透过率测定,求出三刺激值(X,Y,Z)。根据该三刺激值，基于下式，算出YI。将结果示于表1。
YI＝100×(1.2769X-1.0592Z)/Y
(全光线透过率)
对于实施例及比较例的透明膜基材的全光线透过率而言,使用日本分光(株)制紫外可见近红外分光光度计V-670,测定相对300～800nm的光的透过率。实施例及比较例的透明膜基材的全光线透过率(Tt)均超过90％。
[线性膨胀系数的测定]
将实施例及比较例的透明膜基材切割成宽度5mm、长度20mm，作为试验片。按照JISK7197，使用SII Nano Technology(株)制的热机械分析装置(Thermo-MechanicalAnalyzer：TMA)“EXSTAR-6000”，以10℃/分钟的速度从25℃升温至180℃，对试验片在各温度下的变形量进行测定。根据90～150℃的温度范围内的变形量，求出试验片的线性膨胀系数(平均线性膨胀系数)。需要说明的是，将伴随温度上升而膜尺寸变大(膨胀)的情况作为正(plus)，将伴随温度上升而膜尺寸变小(收缩)的情况作为负(minus)。将结果示于表1。
[玻璃化转变温度的测定]
使用TA Instruments制DSC Q200，在测定试样量为5mg、温度区域为从室温至400℃、升温速度为10℃/min的条件下，对实施例及比较例的透明膜基材的玻璃化转变温度(Tg)进行测定。将结果示于表1。玻璃化转变温度越高，可以说透明膜基材的耐热性越高，工艺特性越优异。
[弹性模量的测定]
作为弹性模量的测定装置，使用岛津制作所(株)制自动绘图仪(Autograph)AG-IS。准备宽度10mm、长度100mm的长条状的透明膜基材作为试验片。在卡盘间距离为50mm、拉伸速度为20mm/分钟的条件下进行拉伸试验，测定透明膜基材的拉伸弹性模量。将结果示于表1。
[耐溶剂性的评价]
将实施例及比较例的透明膜基材切割为宽度50mm、长度50mm,作为试验片。将这些试验片各自浸渍于大幅过量的甲基乙基酮(MEK)中,于25℃放置1小时后,观察试验片的变化。将试验片中未观察到变化的情况评价为“A”,将观察到试验片的溶解或白化的情况评价为“B”。将结果示于表1。评价结果为A时，可以说透明膜基材的耐溶剂性高，工艺特性优异。
[弯曲时的视觉辨认性的评价]
将实施例及比较例的透明膜基材切割为宽度10mm、长度100mm,作为试验片。将该试验片在长度方向的中央部处弯曲180°,通过目视来观察弯曲部的对比度变化及色调变化的有无。将弯曲部的对比度变化及色调变化少、视觉辨认性良好的情况评价为“A”,将弯曲部的对比度变化或色调变化大、视觉辨认性差的情况评价为“B”。将结果示于表1。
附图标记说明
50…有机EL装置，70…触摸传感器面板，71…基板，72…元件层，90…前面板，100…显示装置。
Claims (5)
1.触摸传感器面板用透明膜基材，其含有聚酰亚胺系高分子和无机成分，黄色指数为5以下，厚度方向相位差Rth为200nm以下，光弹性系数的绝对值为30×10-12Pa-1以下，线性膨胀系数为50ppm/℃以下。
2.如权利要求1所述的触摸传感器面板用透明膜基材，其中，光弹性系数的绝对值为23×10-12Pa-1以下。
3.如权利要求1或2所述的触摸传感器面板用透明膜基材，其中，所述无机成分包含二氧化硅粒子，以透明膜基材的固态成分总量作为基准，所述无机成分的含量为30～60质量％。
4.如权利要求1～3中任一项所述的触摸传感器面板用透明膜基材，其厚度为20～50μm。
5.触摸传感器面板，其具备：权利要求1～4中任一项所述的触摸传感器面板用透明膜基材；和形成于所述触摸传感器面板用透明膜基材上的、具有检测元件的元件层。
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