JP2011002820A - ニュートンリング防止フィルム及びタッチパネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1又は複数のポリマーと1又は複数の硬化性樹脂前駆体と溶媒とを含む液相から、前記溶媒の蒸発に伴うスピノーダル分解により、複数のポリマー同士、ポリマーと硬化性樹脂前駆体、又は複数の硬化性樹脂前駆体同士が相分離構造を形成し、前記樹脂前駆体を硬化させてアンチニュートンリング層を形成することによりニュートンリング防止フィルムを製造する。このフィルムは、前記アンチニュートンリング層が、表面に凹凸構造を有しており、入射光を等方的に透過して散乱し、かつ散乱光強度の極大値を示す散乱角が0.1〜10°であるとともに、全光線透過率が70〜100%である。
【選択図】なし
Description
ニュートンリング防止フィルム(アンチニュートンリングフィルム)は、少なくともアンチニュートンリング層で構成されており、このアンチニュートンリング層の相分離構造は、液相からのスピノーダル分解(湿式スピノーダル分解)により形成されている。すなわち、ポリマーと硬化性樹脂前駆体と溶媒とで構成された樹脂組成物を用い、この樹脂組成物の液相(又は均一溶液やその塗布層)から、溶媒を乾燥などにより蒸発又は除去する過程で、濃縮に伴って、スピノーダル分解による相分離が生じ、相間距離が比較的規則的な相分離構造を形成できる。より具体的には、前記湿式スピノーダル分解は、通常、1又は複数のポリマーと1又は複数の硬化性樹脂前駆体と溶媒とを含む混合液又は樹脂組成物(均一溶液)を支持体にコーティングし、形成された塗布層から溶媒を蒸発させることにより行うことができる。前記支持体として剥離性支持体を用いる場合には、硬化した塗布層を支持体から剥離することによりアンチニュートンリング層単独で構成されたニュートンリング防止フィルムを得ることができ、支持体として非剥離性支持体(好ましくは透明支持体)を用いることにより、支持体とアンチニュートンリング層とで構成された積層構造のニュートンリング防止フィルムを得ることができる。
ポリマー成分としては、通常、熱可塑性樹脂が使用される。熱可塑性樹脂としては、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、有機酸ビニルエステル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、オレフィン系樹脂(脂環式オレフィン系樹脂を含む)、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリスルホン系樹脂(ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなど)、ポリフェニレンエーテル系樹脂(2,6−キシレノールの重合体など)、セルロース誘導体(セルロースエステル類、セルロースカーバメート類、セルロースエーテル類など)、シリコーン樹脂(ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサンなど)、ゴム又はエラストマー(ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなど)などが例示できる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
硬化性樹脂前駆体としては、熱や活性エネルギー線(紫外線や電子線など)などにより反応する官能基を有する化合物であり、熱や活性エネルギー線などにより硬化又は架橋して樹脂(特に硬化又は架橋樹脂)を形成可能な種々の硬化性化合物が使用できる。前記樹脂前駆体としては、例えば、熱硬化性化合物又は樹脂[エポキシ基、重合性基、イソシアネート基、アルコキシシリル基、シラノール基などを有する低分子量化合物(例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂など)]、活性光線(紫外線など)により硬化可能な光硬化性化合物(光硬化性モノマー、オリゴマーなどの紫外線硬化性化合物など)などが例示でき、光硬化性化合物は、EB(電子線)硬化性化合物などであってもよい。なお、光硬化性モノマー、オリゴマーや低分子量であってもよい光硬化性樹脂などの光硬化性化合物を、単に「光硬化性樹脂」という場合がある。
透明支持体(又は基材シート)としては、ガラス、セラミックスの他、樹脂シートが例示できる。透明支持体を構成する樹脂としては、前記アンチニュートンリング層と同様の樹脂が使用できる。好ましい透明支持体としては、透明性ポリマーフィルム、例えば、セルロース誘導体[セルローストリアセテート(TAC)、セルロースジアセテートなどのセルロースアセテートなど]、ポリエステル系樹脂[ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアリレート系樹脂など]、ポリスルホン系樹脂[ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなど]、ポリエーテルケトン系樹脂[ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンなど]、ポリカーボネート系樹脂(ビスフェノールA型ポリカーボネートなど)、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、環状ポリオレフィン系樹脂[トパス(TOPAS)、アートン(ARTON)、ゼオネックス(ZEONEX)など]、ハロゲン含有樹脂(ポリ塩化ビニリデンなど)、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂(ポリスチレンなど)、酢酸ビニル又はビニルアルコール系樹脂(ポリビニルアルコールなど)などで形成されたフィルムが挙げられる。透明支持体は1軸又は2軸延伸されていてもよい。
本発明のニュートンリング防止フィルムは、表面に前記相分離構造に対応した微細な凹凸構造が多量に形成されているため、タッチパネル(特に抵抗膜方式タッチパネル)におけるニュートンリングの発生を有効に予防又は抑制できる。さらに、透過像の鮮明性も高いため、表示装置の表示部に対して、ギラツキが抑制された鮮明な画像を表示できる。
すなわち、Cの値が100%に近づく程、ニュートンリング防止フィルムによる像のボケが小さい[参考文献;須賀、三田村,塗装技術,1985年7月号]。
本発明の電極基板は、タッチパネル(特に抵抗膜方式タッチパネル)の電極基板であり、前記ニュートンリング防止フィルムのアンチニュートンリング層の上に透明導電層が形成されている。
本発明のタッチパネル(特に抵抗膜方式タッチパネル)は、前記電極基板を備えている。図2は、本発明のタッチパネルの一例を示す概略断面図である。このタッチパネル10は、上部電極基板11と下部電極基板13とがスペーサー12を介して積層されており、上部電極基板11の透明導電層11aと下部電極基板13の透明導電層13aとが対向し、液晶パネル20の上に配設されている。
ヘイズメーター(日本電色(株)製、商品名「NDH−5000W」)を用いて、JIS K7136に準拠して測定した。なお、ヘイズの測定は、凹凸構造を有する表面が受光器側となるように配置して測定した。
ニュートンリング防止フィルムの写像鮮明度を、写像測定器(スガ試験機(株)製、商品名「ICM−1T」)を用いて、光学櫛(櫛歯の幅=0.5mm)で、JIS K7105に基づいて測定した。
ニュートンリング防止フィルムを透過した光の角度分布を、図1に示すように、He−Neレーザ光源1と、ゴニオメーターに設置した光受光器4を備えた測定装置(レーザ光散乱自動測定装置、ネオアーク(株)製)を用いて測定した。
JIS K5400に準拠し、荷重500gで測定した。
ニュートンリング防止フィルムのアンチニュートンリング層の上にIn2O3(ITO)をスパッタリングすることにより透明導電層を形成し、上部電極基板とした。このITO処理による透明導電層の厚みは0.02μmであった。更に、基板としてガラス基板を用い、同様のITO処理を行って透明導電層を設けることにより、下部電極基板を作製した。下部電極基板の透明導電層の上に、光硬化性アクリル樹脂(デュポン(株)製、リストン)を塗布して層を設け、パターニングして紫外線露光することによりスペーサーを形成した。このスペーサーは、高さ9μm、直径30μmの円柱で、スペーサー間隔は3mmとした。このようにして作製した上部電極基板と下部電極基板とを透明電極層が対向するように配置することにより、タッチパネルを構成した。上部電極基板と下部電極基板との間の間隔はスペーサーの高さに相当する。タッチパネルの上部電極基板を26g/cmの圧力でペン先によって押圧し、ニュートンリングの発生状況を目視にて確認し、以下の基準で判定した。
○:ニュートンリングの発生が若干あるものの、気にならない程度であった
×:ニュートンリングが発生した。
表示面におけるギラツキの判定は、17インチサイズのLCDモニター(画素数1024×1280;SXGA、解像度96ppi)上に、厚み3mmの透明アクリル板(住友化学(株)製、スミペックス)を載置し、その上に得られたニュートンリング防止フィルムを配設し、白表示として目視にて以下の基準で評価した。なお、用いたLCDモニターの表層側偏光板は、クリアタイプの偏光板であった。
○:ギラツキが僅かに感じられる
×:ギラツキが感じられる。
表示面における文字ボケの判定は、17インチサイズのLCDモニター(画素数1024×1280;SXGA、解像度96ppi)上に、得られたニュートンリング防止フィルムを配設し、白背景に黒文字を表示させて目視にて以下の基準で評価した。
○:文字ボケが僅かに感じられる
×:文字ボケが感じられる。
実施例1又は比較例1で得られたニュートンリング防止フィルム(サイズ100mm×70mm)のアンチニュートンリング層の上にIn2O3(ITO)をスパッタリングすることにより透明導電層を形成し、上部電極基板とした。このITO処理による透明導電層の厚みは0.02μmであった。更に、基板としてガラス基板を用い、同様のITO処理を行って透明導電層を設けることにより、下部電極基板を作製した。下部電極基板の透明導電層の上に、光硬化性アクリル樹脂(デュポン(株)製、リストン)を塗布して層を設け、パターニングして紫外線露光することによりスペーサーを形成した。このスペーサーは、高さ9μm、直径30μmの円柱で、スペーサー間隔は3mmとした。このようにして作製した上部電極基板と下部電極基板とを透明電極層が対向するように配置することにより、タッチパネルを構成した。このタッチパネルについて、打鍵試験機((株)タッチパネル研究所製「201型−300−3」)を用いて打鍵耐久性を評価した。前記打鍵試験機は、仮想指としてシリコーンゴム(3mmφ)を備え、上部電極基板を仮想指で打鍵し、下部電極基板と接触させる打鍵を繰り返して、負荷電圧による波形を検出して、打鍵耐久性を評価する試験機であり、以下の条件で測定した。
打鍵速度:10回/秒(Hz)
負荷電圧:3V
プルアップ抵抗:1kΩ。
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂[(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体のカルボキシル基の一部に、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチルアクリレートを付加させた化合物;ダイセル化学工業(株)製、商品名「サイクロマーP(ACA)Z321M」、固形分44重量%、溶剤:1−メトキシ−2−プロパノール(MMPG)(沸点119℃)]15.8重量部、セルロースアセテートプロピオネート(アセチル化度=2.5%、プロピオニル化度=46%、ポリスチレン換算数平均分子量75,000;イーストマン社製、商品名「CAP−482−20」)1.7重量部、六官能アクリル系UV硬化モノマー(ダイセルサイテック(株)製、商品名「DPHA」)19.6重量部、三官能アクリル系UV硬化モノマー(ダイセルサイテック(株)製、商品名「PETIA」)8.4重量部、フッ素含有UV硬化性化合物(Omnova Solution社製、商品名「Polyfox3320」)0.04重量部、光開始剤(チバ・ジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)0.3重量部を、メチルエチルケトン(MEK)(沸点80℃)39.2重量部、1−ブタノール(BuOH)(沸点113℃)11.4重量部、及び1−メトキシ−2−プロパノール(MMPG)(沸点119℃)3.8重量部の混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯28を用いてPETフィルム(東レ(株)製、商品名「U46」、厚み125μm)上に流延した後、50℃のオーブン内で30秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約12μmのアンチニュートンリング層を形成した。その後、コートフィルムを紫外線照射装置(ウシオ電機(株)製、高圧水銀ランプ、紫外線照射量:800mJ/cm2)に通して、紫外線硬化処理を行い、ハードコート性及び表面凹凸構造を有する層を形成した。
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂[サイクロマーP(ACA)Z321M]14.5重量部、セルロースアセテートプロピオネート(CAP−482−20)1.5重量部、六官能アクリル系UV硬化モノマー(DPHA)25.4重量部、三官能アクリル系UV硬化モノマー(PETIA)4.2重量部、フッ素含有UV硬化性化合物(Polyfox3320)0.12重量部、光開始剤(イルガキュア184)0.3重量部を、MEK39.1重量部、BuOH11.0重量部及びMMPG4.4重量部の混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯26を用いてPETフィルム(U46)上に流延した後、65℃のオーブン内で60秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約10μmのアンチニュートンリング層を形成した。その後、コートフィルムを紫外線照射装置に通して、紫外線硬化処理を行い、ハードコート性及び表面凹凸構造を有する層を形成した。
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂[サイクロマーP(ACA)Z321M]15.9重量部、セルロースアセテートプロピオネート(CAP−482−20)2.5重量部、六官能アクリル系UV硬化モノマー(DPHA)15.5重量部、光開始剤(イルガキュア184)0.5重量部、光開始剤(チバ・ジャパン(株)製、商品名「イルガキュア907」)0.5重量部を、MEK50.3重量部、BuOH13.5重量部及びMMPG2.3重量部の混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯24を用いてPETフィルム(東洋紡(株)製、商品名「A4300」、厚み188μm、コロナ処理済み)上に流延した後、60℃のオーブン内で60秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約8μmのアンチニュートンリング層を形成した。その後、コートフィルムを紫外線照射装置に通して、紫外線硬化処理を行い、ハードコート性及び表面凹凸構造を有する層を形成した。
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂[サイクロマーP(ACA)Z321M]13.6重量部、セルロースアセテートプロピオネート(CAP−482−20)1.5重量部、六官能アクリル系UV硬化モノマー(DPHA)17.5重量部、光開始剤(イルガキュア184)0.5重量部、光開始剤(イルガキュア907)0.5重量部を、MEK50.3重量部、BuOH13.5重量部及びMMPG3.6重量部の混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯24を用いてPETフィルム(A4300)上に流延した後、60℃のオーブン内で60秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約8μmのアンチニュートンリング層を形成した。その後、コートフィルムを紫外線照射装置に通して、紫外線硬化処理を行い、ハードコート性及び表面凹凸構造を有する層を形成した。
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂[サイクロマーP(ACA)Z321M]13.6重量部、セルロースアセテートプロピオネート(CAP−482−20)2.0重量部、六官能アクリル系UV硬化モノマー(DPHA)12.0重量部、光開始剤(イルガキュア184)0.28重量部、光開始剤(イルガキュア907)0.28重量部を、テトラヒドロフラン(THF)70.4重量部及びMMPG2.0重量部の混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯20を用いてPETフィルム(A4300)上に流延した後、80℃のオーブン内で30秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約6μmのアンチニュートンリング層を形成した。その後、コートフィルムを紫外線照射装置に通して、紫外線硬化処理を行い、ハードコート性及び表面凹凸構造を有する層を形成した。得られたニュートンリング防止フィルムの評価結果を表1に示す。
撹拌羽根、窒素導入管、冷却管及び滴下漏斗を備えた1000ml反応容器に、酢酸ブチル270.0gを投入し、120℃に加温した。この反応容器に、アゾ基含有ポリシロキサン化合物(和光純薬工業(株)製、商品名「VPS−1001N」、ポリシロキサン鎖の分子量10,000、固形分50%)243.9g、シクロヘキシルメタクリレート144.0g、スチレン43.7g、ヒドロキシルエチルメタクリレート52.3g及び酢酸ブチル343.3gの混合溶液を、窒素雰囲気下で3時間かけて等速で滴下した後、120℃で30分間混合して反応させた。さらに、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート0.60gを含む酢酸ブチル溶液15.0gを、30分間かけて等速で滴下した後、120℃で1時間混合して反応させ、シリコーンアクリルブロック共重合体を得た。
六官能アクリル系UV硬化モノマー(DPHA)15.4重量部、三官能アクリル系UV硬化モノマー(PETIA)15.4重量部をMEK52.0重量部及びMMPG13.0重量部の混合溶媒に溶解し、ポリスチレンビーズ(総研化学(株)製、平均粒子径4μm)4.2重量部を添加した。この塗布液に、光開始剤(イルガキュア184)0.2重量部及び光開始剤(イルガキュア907)0.2重量部を溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯24を用いてPETフィルム(A4300)上に流延した後、60℃のオーブン内で30秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約10μmのアンチニュートンリング層を形成した。その後、コートフィルムを紫外線照射装置に通して、紫外線硬化処理を行い、ハードコート性及び表面凹凸構造を有する層を形成した。得られたニュートンリング防止フィルムの評価結果を表1に示す。
六官能アクリル系UV硬化モノマー(DPHA)16.8重量部、三官能アクリル系UV硬化モノマー(PETIA)16.8重量部をMEK52.0重量部及びMMPG13.0重量部の混合溶媒に溶解し、ポリスチレンビーズ(総研化学(株)製、平均粒子径4μm)1.4重量部を添加した。この塗布液に、光開始剤(イルガキュア184)0.2重量部及び光開始剤(イルガキュア907)0.2重量部を溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯24を用いてPETフィルム(A4300)上に流延した後、60℃のオーブン内で30秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約10μmのアンチニュートンリング層を形成した。その後、コートフィルムを紫外線照射装置に通して、紫外線硬化処理を行い、ハードコート性及び表面凹凸構造を有する層を形成した。得られたニュートンリング防止フィルムの評価結果を表1に示す。
2…NDフィルター
3…試料
4…検出器
10…タッチパネル
11…上部電極基板
12…スペーサー
13…下部電極基板
11a,13a…透明導電層
11b…アンチニュートンリング層
11c,13c…透明基板
11d,13d…ハードコート層
20…液晶パネル
Claims (13)
- 1又は複数のポリマーと、1又は複数の硬化した硬化性樹脂前駆体とで構成され、かつ相分離構造を有するアンチニュートンリング層を含むフィルムであって、前記アンチニュートンリング層が、表面に凹凸構造を有しており、入射光を等方的に透過して散乱し、かつ散乱光強度の極大値を示す散乱角が0.1〜10°であるとともに、全光線透過率が70〜100%であるニュートンリング防止フィルム。
- 全光線透過率が80〜100%であり、0.5mm幅の光学櫛を用いた写像性測定器で測定した透過像鮮明度が60〜100%であり、かつヘイズが1〜20%であるアンチニュートンリング層で構成されている請求項1記載のニュートンリング防止フィルム。
- アンチニュートンリング層が、複数のポリマー同士、ポリマーと硬化性樹脂前駆体、又は複数の硬化性樹脂前駆体同士を液相からのスピノーダル分解により相分離した構造である請求項1又は2記載のニュートンリング防止フィルム。
- ポリマーが、液相からのスピノーダル分解により相分離可能な複数のポリマーで構成されるとともに、複数のポリマーのうち、少なくとも1つのポリマーが、硬化性樹脂前駆体の硬化反応に関与する官能基を有し、かつ硬化性樹脂前駆体が、複数のポリマーのうち、少なくとも一種のポリマーと相溶性を有する請求項1〜3のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- 液相からのスピノーダル分解により相分離する複数のポリマーが、セルロース誘導体と、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂及びポリエステル系樹脂から選択された少なくとも一種の樹脂とで構成され、前記ポリマーのうち少なくとも1つのポリマーが、重合性基を有するとともに、硬化性樹脂前駆体が、少なくとも2つの重合性不飽和結合を有する多官能単量体で構成されている請求項4記載のニュートンリング防止フィルム。
- アンチニュートンリング層が、ポリマーと硬化性樹脂前駆体とを5/95〜60/40(重量比)の割合で含む請求項1〜5のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- アンチニュートンリング層が透明支持体上に形成されている請求項1〜6のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- 抵抗膜方式タッチパネルの電極基板であって、請求項7記載のニュートンリング防止フィルムのアンチニュートンリング層の上に透明導電層が形成された電極基板。
- アンチニュートンリング層の散乱光強度の極大値を示す散乱角が0.5〜2°であり、かつヘイズが1〜10%である請求項8記載の電極基板。
- アンチニュートンリング層が、セルロース誘導体と、重合性基を有する(メタ)アクリル系樹脂と、3以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、フッ素含有硬化性化合物とで構成されている請求項8又は9記載の電極基板。
- 透明支持体が透明プラスチックフィルムで構成され、かつ指又は押圧部材と接触する側の上部電極基板である請求項8〜10のいずれかに記載の電極基板。
- 請求項8〜11のいずれかに記載の電極基板を備える抵抗膜方式タッチパネル。
- 請求項8〜11のいずれかに記載の電極基板を用いて抵抗膜方式タッチパネルにおけるニュートンリングの発生を防止する方法。
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