JP2012234467A

JP2012234467A - 静電容量方式のタッチパネル

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Publication number: JP2012234467A
Application number: JP2011104194A
Authority: JP
Inventors: Kengo Okada; 賢悟岡田; Kazuto Tonoi; 和人御宿
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-11-29

Abstract

【課題】粘着材層に気泡が生じないタッチパネルを提供することを主要な目的とする。
【解決手段】本発明に係る静電容量方式のタッチパネル１は、ＩＴＯ電極３が設けられた第１の基板２と、ＩＴＯ電極３を覆うように第１の基板２の上に設けられた粘着材層４と、粘着材層４を介して第１の基板２の上に貼り付けられた第２の基板５とを備える。粘着材層４は、オートクレーブ５０℃における下記式（１）で示す、正接損失（tan δ）が０．５４以上の粘着材で形成されていることを特徴とする。
【数１】

（式中、G’は貯蔵弾性率、G’’は損失弾性率である。）
【選択図】図２

Description

本発明は、一般に静電容量方式のタッチパネルに関するものであり、より特定的には、粘着材層の部分に気泡がなく、見た目に美しい印象を与えるように改良されたタッチパネルに関する。

図１は、静電容量方式のタッチパネルの概念図である。静電容量方式のタッチパネル１は、図に示すように、センサの四隅に均一な電圧をかけ、センサの表面に均一の電界を作る。タッチ動作（押下）により、指が触れると、センサの四隅から指までの距離に比例した、容量の変化が生じる。コントローラが、四隅の容量変化に基づき指の座標位置を計算する。

図２は、一例として挙げられる静電容量方式のタッチパネルの断面図である。
ガラス又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で形成された基板２の上に、第１層のＩＴＯ電極３（Ｘ軸方向）が設けられている。ＩＴＯ電極３を覆うように粘着材層４が設けられ、その上に基板５が貼り付けられている。基板５の上に、第２層のＩＴＯ電極６（Ｙ軸方向）が設けられている。ＩＴＯ電極６を覆うように粘着材層７が設けられ、その上にフロントカバー８が貼り付けられている。ＩＴＯ電極３，６は、酸化インジウム・スズで形成された透明電極である。

従来の静電容量方式のタッチパネルは以上のように構成されている。しかしながら、基板同士を貼り合わせる粘着材層４，７に従来の粘着材層を用いると、環境試験で、白化する（ライン状に現れるホワイトライン）という問題が生じ、また、ＩＴＯ電極３，６を劣化させるという問題が生じていた。さらには、気泡が発生し、見た目が損なわれるという商品セールス上、好ましくないという問題もあった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、粘着材層の部分において、気泡が成長しないように改良された静電容量方式のタッチパネルを提供することを主要な目的とする。

この発明の他の目的は、粘着材層の部分において、白化が生じないように改良された静電容量方式のタッチパネルを提供することにある。

この発明のさらに他の目的は、ＩＴＯ電極の劣化が生じないように改良された静電容量方式のタッチパネルを提供することにある。

本発明に係る静電容量方式のタッチパネルは、ＩＴＯ電極が設けられた第１の基板と、前記ＩＴＯ電極を覆うように前記第１の基板の上に設けられた粘着材層と、前記粘着材層を介して前記第１の基板の上に貼り付けられた第２の基板とを備える。前記粘着材層は、下記式（１）で示す正接損失（tan δ）が０．５４以上の粘着材で形成されていることを特徴とする。

（式中、G’は貯蔵弾性率、G’’は損失弾性率である。）

粘弾性（弾性や粘性などの力学的特性）を測定する粘弾性測定装置の評価モードの一つに、動的粘弾性評価がある。これは、制御環境下（例えば、温度制御下）における周期的歪または周期的応力に対する応答の評価（貯蔵弾性率、損失弾性率、tan δ）である。

貯蔵弾性率（Storage Modulus, G’）は、外部からの仕事によるエネルギーを物質内に貯め込むことができる特性を表す弾性率の１つの成分（単位はPa）である。弾性率の中で貯蔵弾性率が高いものは、変形挙動が固体的になる。Gは、せん断変形による弾性率を表すシンボルである。

損失弾性率（Loss Modulus, G’’）は、外部からの仕事によるエネルギーを熱エネルギーなどの形で損失する特性を表す弾性率の１つの成分（単位はPa）である。弾性率の中で損失弾性率が高いものは、変形挙動が液体的になる。

G’（固体的要素）とG’’（液体的要素）の比率（無次元）は、正接損失（tan δ）と呼ばれ、これが１以下であれば固体的要素が大きく、１以上であれば液体的要素が大きくなる。

本発明によれば、前記粘着材層を、正接損失（tan δ）が０．５４以上の粘着材で形成することにより、粘着材層中に気泡が発生しないタッチパネルが得られることが見出された。これは、正接損失（tan δ）（損失弾性率／貯蔵弾性率）が０．５４以上の粘着材を選ぶことにより、液体的要素が増加する方向に向かい、ひいては粘着材層中に気泡が発生しなくなったものと考えている。

本発明の粘着材層を形成する上記粘着材に用いられるアクリル系ポリマーは、アクリル酸アルコキシアルキルエステル（アルコキシアルキルアクリレート）、架橋可能な官能基（カルボキシル基を除く）を有するアクリル系モノマー、アルキル基の炭素数が１〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸イソペンチル、（メタ）アクリル酸ネオペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸イソデシル、（メタ）アクリル酸ウンデシル、（メタ）アクリル酸ドデシルなどが挙げられる。その他にも、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸エトキシエチルなどのメタクリル酸アルコキシアルキルエステル；トリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートなどの多官能モノマー；酢酸ビニル、スチレン、シクロヘキシル（メタ）アクリレートなどから選ばれたモノマーを重合して得られる。モノマーの選び方は、共重合して得られた粘着材の、オートクレーブ５０℃における上記式（１）で示す、正接損失（tan δ）が０．５４以上になるように行われる。必要に応じてさらに他のモノマー成分が用いられていてもよい。

上記アルコキシアルキルアクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸２−メトキシエチル、アクリル酸２−エトキシエチル、アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、アクリル酸３−メトキシプロピル、アクリル酸３−エトキシプロピル、アクリル酸４−メトキシブチル、アクリル酸４−エトキシブチルなどが挙げられる。

上記架橋可能な官能基を有するアクリル系モノマーにおける架橋可能な官能基としては、カルボキシル基以外の官能基であって、後述の架橋材と架橋可能な官能基であれば、特に限定されないが、例えば、グリシジル基、アミノ基、Ｎ−メチロールアミド基、水酸基などが挙げられる。グリシジル基を有するモノマーとして、グリシジル（メタ）アクリレート、グリシジルメチル（メタ）アクリレート；アミノ基を有するモノマーとして、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート；Ｎ−メチロールアミド基を有するモノマーとして、Ｎ−メチロールアクリルアミド；水酸基を有するモノマーとして、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。中でも好ましくは、Ｎ−メチロールアミド基を有するモノマー、水酸基を有するアクリル系モノマーであり、さらに水酸基を有するアクリル系モノマーが好ましく、特に好ましくは、２−ヒドロキシエチルアクリレート（２ＨＥＡ）、４−ヒドロキシブチルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、６−ヒドロキシヘキシルアクリレートである。なお、「（メタ）アクリル」とは「アクリル」及び／又は「メタクリル」を意味する。

アクリル系ポリマーには、カルボキシル基を含有するモノマーはモノマー成分として実質的に含まない。なお、「実質的に含まない」とは、不可避的に混入する場合を除いて能動的に配合はしないことをいい、具体的には、全モノマー成分１００重量部に対して、０．０５重量部未満であり、好ましくは０．０１重量部未満、さらに好ましくは０．００１重量部未満である。カルボキシル基含有モノマーが含まれる場合には、金属薄膜に対する耐腐食性が低下する（例えば、ＩＴＯフィルムなどの導電性能が低下する）。なお、上記カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸（ＡＡ）、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などが挙げられる。また、これらのカルボキシル基含有モノマーの酸無水物（例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物基含有モノマー）も、カルボキシル基含有モノマーとして含まれるものとする。

上記アルキル基の炭素数が１〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルの中でも、アクリル系ポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）を低く抑える観点から、ホモポリマーとした際のＴｇが０℃以下のモノマーが好ましく、より好ましくはＴｇが−４０℃以下のモノマーである。例えば、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル（ＢＡ）などが好ましい。

また、粘着材の疎水性の割合が高くなるように、粘着材の官能基を調整することにより、水を吸わなくなり、ひいては粘着材層にホワイトラインが生じなくすることができる。

この発明のさらに好ましい実施態様によれば、前記粘着材層の厚みは、２０〜３０ｍｍである。

本発明によれば、粘着材層を、オートクレーブ５０℃における上記式（１）で示す、正接損失（tan δ）が０．５４以上の粘着材で形成することにより、粘着材層中に気泡が発生しないタッチパネルが得られた。

静電容量方式のタッチパネルの概念図である。一例として挙げられる静電容量方式のタッチパネルの断面図である。本発明において用いられるＡＲ２０００ｅｘ粘弾性測定装置の概念図である。ＡＲ２０００ｅｘ粘弾性測定装置で測定に使用されたサンプルの断面図である。図４中のガラス層の側から見た平面図である。図５における、段差部であるＶＩ部の拡大写真である。実施例１で用いたアクリル系粘着剤の温度依存性の測定結果である。比較例１で用いたアクリル系粘着剤の温度依存性の測定結果である。比較例２で用いたアクリル系粘着剤の温度依存性の測定結果である。比較例３で用いたアクリル系粘着剤の温度依存性の測定結果である。

粘着材層の部分において、気泡が成長しないように改良された静電容量方式のタッチパネルを得るという目的を、図２に示すようなタッチパネルにおいて、粘着材層４を、下記式（１）で示す正接損失（tan δ）が０．５４以上の粘着材で形成するということによって実現した。

（式中、G’は貯蔵弾性率、G’’は損失弾性率である。）

正接損失（tan δ）は、図３に示すＡＲ２０００ｅｘ粘弾性測定装置（特徴：モビウスドライブ機能によるダイレクトストレイン機能、温調システム：ＥＴＣ温調システム、解析ソフト：レオロジーアドバンテージ）によって求めた。温度依存性測定のための測定条件は、以下の通りである。

治具：１０ｍｍアルミ製ディスポパラレルプレート
測定温度： −５０℃〜１５０℃
昇温速度：５℃／ｍｉｎ
測定周波数：１Ｈｚ
測定歪：０．１％

貯蔵弾性率、損失弾性率、正接損失（tan δ）の測定のためのサンプルは、図４に示す断面図を有するものを用いた。図５は、図４中のガラス層の側から見た平面図である。これらの図を参照して、サンプルは、カーボンパッド１１が印刷された電極フィルム１２とガラス層９が粘着材層１０を用いて貼り合わされてなる。電極フィルム１２の上には粘着剤層１０ａを介在させて電極フィルム１３が積層され、電極フィルム１３とカバー層１５は、粘着材層１４を用いて貼り合わされている。

（実施例１，比較例１〜３）

実施例１の粘着フィルムの製造方法

図７に示す温度依存性を示すアクリル系粘着材EXK09-443（東洋インキ製造株式会社製固形分濃度４０％）１００重量部に対して、硬化剤BXX10-178（東洋インキ製造株式会社製）０．３重量部、硬化促進剤BXX5627）（東洋インキ製造株式会社製）０．６重量部を添加し、酢酸エチルで希釈して、固形分濃度３３重量％のアクリル系粘着剤溶液を得た。得られたアクリル系粘着剤溶液をナイフコータを用いて、PETセパレータE7002、厚み３８μｍ（東洋紡績株式会社製）上にコーティングし、９０℃にて乾燥後、上からPETセパレータE7006、厚み３８μｍ（東洋紡績株式会社製）でラミネートし、４０℃×３日間保持してアクリル系粘着剤層を得た。

比較例１

図８に示す温度依存性を示すアクリル系粘着材BPS5296（東洋インキ製造株式会社製固形分濃度３７％）１００重量部に対して、硬化剤BXX4773（東洋インキ製造株式会社製）０．３重量部を添加し、酢酸エチルで希釈して、固形分濃度３５重量％のアクリル系粘着剤溶液を得た。得られたアクリル系粘着剤溶液をナイフコータを用いて、PETセパレータＶＯ，厚み３８μｍ（ニッパ株式会社製）上にコーティングし、９０℃にて乾燥後、上からPETセパレータE7006、厚み３８μｍ（東洋紡績株式会社製）でラミネートし、４０℃×３日間保持してアクリル系粘着剤層を得た。

比較例２

図９に示す温度依存性を示すアクリル系粘着材OC−310-833Ｓ（サイデン化学株式会社製固形分濃度２５％）１００重量部に対して、硬化剤AL3（サイデン化学株式会社製）０．５重量部、シランカップリング剤X−302-557Ｓ（サイデン化学株式会社製）を１重量部を添加し、酢酸エチルで希釈して、固形分濃度１８重量％のアクリル系粘着剤溶液を得た。得られたアクリル系粘着剤溶液をナイフコータを用いて、PETセパレータＶＯ，厚み３８μｍ（ニッパ株式会社製）上にコーティングし、９０℃にて乾燥後、上からPETセパレータE7006、厚み３８μｍ（東洋紡績株式会社製）でラミネートし、４０℃×３日間保持してアクリル系粘着剤層を得た。

比較例３

図１０に示す温度依存性を示すアクリル系粘着材X−309-774Ｓ-2（サイデン化学株式会社製固形分濃度３５％）１００重量部に対して、硬化剤AL3（サイデン化学株式会社製）０．７重量部、シランカップリング剤X−302-557Ｓ（サイデン化学株式会社製）を１重量部を添加し、酢酸エチルで希釈して、固形分濃度２８重量％のアクリル系粘着剤溶液を得た。得られたアクリル系粘着剤溶液をナイフコータを用いて、ＰＥＴセパレータＶＯ，厚み３８μｍ（ニッパ株式会社製）上にコーティングし、９０℃にて乾燥後、上からPETセパレータＥ7006、厚み３８μｍ（東洋紡績株式会社製）でラミネートし、４０℃×３日間保持してアクリル系粘着剤層を得た。

粘着剤層１０に用いる粘着材として、以上のもの（実施例１、比較例１−３）を用いて、正接損失（tan δ）を求めた。結果を表１に示す。

実施例１の、図５における、段差部であるＶＩ部の拡大写真を図６（Ａ）に示す。比較例１〜３の、図４におけるＶＩ部の拡大写真を、それぞれ、図６（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す。オートクレーブ５０℃における正接損失（tan δ）が０．５４以上の条件を満たす粘着材を用いた実施例１では、気泡は生じなかったが、比較例１〜３では気泡が生じた。

今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明によれば、粘着材層に気泡が生じないタッチパネルが得られた。

１タッチパネル
２基板
３ＩＴＯ電極
４粘着材層
５基板
６ＩＴＯ電極
７粘着材層
８フロントカバー
９ガラス層
１０，１０ａ粘着材層
１１カーボンパッド
１２電極フィルム
１３電極フィルム
１４粘着材層
１５カバー層

Claims

ＩＴＯ電極が設けられた第１の基板と、
前記ＩＴＯ電極を覆うように前記第１の基板の上に設けられた粘着材層と、
前記粘着材層を介して前記第１の基板の上に貼り付けられた第２の基板とを備え、
前記粘着材層は、オートクレーブ５０℃における下記式（１）で示す、正接損失（tan δ）が０．５４以上の粘着材で形成されていることを特徴とする静電容量方式のタッチパネル。
（式中、G’は貯蔵弾性率、G’’は損失弾性率である。）
前記粘着材層を構成する樹脂は、カルボン酸基を含まない請求項１の静電容量方式のタッチパネル。
前記粘着材層の厚みは、２０〜３０ｍｍである請求項１の静電容量方式のタッチパネル。