JP2013016312A - 導電性基板 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 下記式(1)で表される第一の構造単位、下記式(2)で表される第二の構造単位及び下記式(3)で表される第三の構造単位を有するアクリル系樹脂を含有する樹脂層と、該樹脂層の一面上に設けられた導電層と、を備える導電性基板。
[式中、R1は、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数5〜12のシクロアルキル基、炭素数7〜14のアリールアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、又は、下記A群より選ばれる少なくとも一種の置換基を有する炭素数6〜14のアリール基、を示す。
A群:ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、炭素数1〜12のアルコキシ基及び炭素数1〜12のアルキル基。]
[式中、R2は、炭素数7〜14のアリールアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、又は、下記B群より選ばれる少なくとも一種の置換基を有する炭素数6〜14のアリール基、を示し、R3及びR4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基を示す。
B群:ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数7〜14のアリールアルキル基。]
[式中、R5は、水素原子、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、下記C群より選ばれる少なくとも一種の置換基を有する炭素数1〜12のアルキル基、を示し、R6及びR7はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基を示す。
C群:ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基及び炭素数1〜12のアルコキシ基。]
[2] 前記アクリル系樹脂の光弾性係数の絶対値が3.0×10−12Pa−1以下である、[1]に記載の導電性基板。
[3] 前記アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の面内方向の位相差Reの絶対値が、100μm厚換算で、30nm以下となる樹脂である、[1]又は[2]に記載の導電性基板。
[4] 前記アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の厚み方向の位相差Rthの絶対値が、100μm厚換算で、30nm以下となる樹脂である、[1]〜[3]のいずれかに記載の導電性基板。
[5] 前記アクリル系樹脂のガラス転移温度Tgが120℃以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の導電性基板。
[6] 前記アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の全光線透過率が、100μm厚換算で85%以上となる樹脂である、[1]〜[5]のいずれかに記載の導電性基板。
[7] 前記導電層がインジウム−錫酸化物を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の導電性基板。
[8] 前記アクリル系樹脂が、その総量基準で、50〜95質量%の前記第一の構造単位と、0.1〜49.9質量%の前記第二の構造単位と、0.1〜49.9質量%の前記第三の構造単位とを有する、[1]〜[7]のいずれかに記載の導電性基板。
[9] 前記アクリル系樹脂が、その総量基準で、50〜95質量%の前記第一の構造単位と、0.1〜20質量%の前記第二の構造単位と、0.1〜49.9質量%の前記第三の構造単位とを有する、[1]〜[8]のいずれかに記載の導電性基板。
[10] 前記R1が、メチル基又はベンジル基であり、
前記R2が、フェニル基又は前記B群より選ばれる少なくとも一種の置換基を有するフェニル基であり、
前記R5が、シクロヘキシル基である、[1]〜[9]のいずれか一項に記載の導電性基板。
[11] 前記アクリル系樹脂は、GPC測定法により測定されるポリメタクリル酸メチル換算の重量平均分子量Mwが3000〜1000000であり、数平均分子量Mnに対する重量平均分子量Mwの比Mw/Mnが1〜10である、[1]〜[10]のいずれか一項に記載の導電性基板。
[12] 前記樹脂層が、前記アクリル系樹脂を含有する樹脂シートを、少なくとも一軸方向に延伸してなるフィルム状又はシート状の成形体からなる層である、[1]〜[11]のいずれかに記載の導電性基板。
[13] [1]〜[13]のいずれかに記載の導電性基板を備える、タッチパネル。
樹脂層10が含有するアクリル系樹脂は、第一の構造単位、第二の構造単位及び第三の構造単位を有する。以下、各構造単位について詳述する。
第一の構造単位は、下記式(1)で表される構造単位である。
第二の構造単位は、下記式(2)で表される構造単位である。
第三の構造単位は、下記式(3)で表される構造単位である。
アクリル系樹脂は、上記以外の構造単位をさらに含有していてもよい。例えば、アクリル系樹脂は、発明の目的を損なわない範囲で、上記第一、第二及び第三の単量体と共重合可能なその他の単量体に由来する構造単位を、さらに有していてもよい。以下、アクリル系樹脂中の第一、第二及び第三の構造単位以外の構造単位を、第四の構造単位と称する。
アクリル系樹脂は、例えば下記重合工程により得ることができる。また、下記脱揮工程により精製することができる。
アクリル系樹脂は、第一の単量体、第二の単量体及び第三の単量体を含む単量体群を重合することにより得ることができる。その重合方法としては、例えば、キャスト重合、塊状重合、懸濁重合、溶液重合、乳化重合、リビングラジカル重合、アニオン重合等の一般に行われている重合方法を用いることができる。
脱揮工程とは、重合溶剤、残存単量体、水分などの揮発分を、必要に応じて減圧加熱条件下で、除去処理する工程を意味する。この除去処理が不充分であると、得られたアクリル系樹脂中の残存揮発分が多くなり、成形時の変質などにより着色することや、泡やシルバーストリークなどの成形不良が起こることがある。残存揮発分量は、アクリル系樹脂100質量%に対して、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.4質量%以下、さらにより好ましくは0.3質量%以下である。残存揮発分量とは、前述した重合反応時に反応しなかった残存単量体、重合溶媒、副反応生成物の合計量に相当する。
(i)光弾性係数Cの絶対値
アクリル系樹脂は、光弾性係数Cの絶対値が3.0×10−12Pa−1以下であることが好ましく、2.0×10−12Pa−1以下であることがより好ましく、1.0×10−12Pa−1以下であることがさらに好ましい。
CR=|Δn|/σR …(i−1)
|Δn|=nx−ny …(i−2)
アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の面内方向の位相差Reの絶対値が、30nm以下であることが好ましい。ここで位相差Reは、フィルムとして測定した値を100μm厚に換算して求めた値である。
アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の厚み方向の位相差Rthの絶対値が、30nm以下であることが好ましい。ここで位相差Rthは、フィルムとして測定した値を100μm厚に換算して求めた値である。
アクリル系樹脂は、使用環境温度下での寸法安定性の観点から、高い耐熱性を有することが望ましい。当該耐熱性が優れることから、アクリル系樹脂のガラス転移温度Tgは、120℃以上であることが好ましく、130℃以上であることがより好ましく、135℃以上であることがさらに好ましい。
アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の全光線透過率が85%以上であることが好ましく、88%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。ここで全光線透過率は、100μm厚に換算して求めた値である。全光線透過率が85%未満であると、透明性が低下し、高い透明性を要求される用途に使用できないことがある。
アクリル系熱可塑性樹脂組成物は、上記アクリル系樹脂を含有し、透明性、耐熱性、低複屈折性に優れる。また、アクリル系熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体は、機械特性が良好であり、取扱い性に優れる。
樹脂層10は、アクリル系熱可塑性樹脂組成物をフィルム状又はシート状に成形して得られる成形体からなる層である。
本実施形態に係る導電性基板は、樹脂層10の少なくとも一面上に、導電層12を有するものである。導電層12は透明性に優れる層であることが好ましく、「透明導電層」ということもできる。
導電性基板100は、樹脂層10と、該樹脂層10の一面上に設けられた導電層12と、を備えるものである。そして、樹脂層10は、例えば、上記アクリル系樹脂を含有するアクリル系熱可塑性樹脂組成物をフィルム状又はシート状に成形して得られる成形体からなる層である。
フィルム状成形体を構成するアクリル系熱可塑性樹脂組成物は、光弾性係数Cの絶対値が3.0×10−12Pa−1以下であることが好ましく、2.0×10−12Pa−1以下であることがより好ましく、1.0×10−12Pa−1以下であることがさらに好ましい。
フィルム状成形体を構成するアクリル系熱可塑性樹脂組成物は、面内方向の位相差Reの絶対値が、30nm以下であることが好ましい。ここで位相差Reは、フィルムとして測定した値を100μm厚に換算して求めた値である。
フィルム状成形体を構成するアクリル系熱可塑性樹脂組成物は、厚み方向の位相差Rthの絶対値が、30nm以下であることが好ましい。但し、ここで位相差Rthは、フィルムとして測定した値を100μm厚に換算して求めた値である。
フィルム状成形体は、使用環境温度下での寸法安定性の観点から、高い耐熱性を有することが望ましい。当該耐熱性が優れることから、フィルム状成形体を構成するアクリル系熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度Tgは、120℃以上であることが好ましく、130℃以上であることがより好ましく、135℃以上であることがさらに好ましい。
フィルム状成形体を構成するアクリル系熱可塑性樹脂組成物は、全光線透過率が、85%以上であることが好ましく、88%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。ここで全光線透過率は、100μm厚に換算して求めた値である。
導電性基板100は、高い透明性と低複屈折性とを兼ね備えたものであるため、各種表示装置と組み合わせて使用するタッチパネルに好適に用いられる。
(a−1)構造単位の解析
1H−NMR測定及び13C−NMR測定により、第一の構造単位、第二の構造単位、第三の構造単位及び第四の構造単位を同定し、その存在量を算出した。1H−NMR測定及び13C−NMR測定の測定条件は、以下のとおりである。
測定機器:ブルーカー株式会社製 DPX−400
測定溶媒:CDCl3、又は、d6−DMSO
測定温度:40℃
ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(パーキンエルマージャパン(株)製 Diamond DSC)を用いて、窒素ガス雰囲気下、α−アルミナをリファレンスとし、JIS−K−7121に準拠して、試料約10mgを常温から200℃まで昇温速度10℃/minで昇温して得られたDSC曲線から、中点法で算出した。
重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ(東ソー(株)製 HLC−8220)を用いて、溶媒はテトラヒドロフラン、設定温度40℃で、市販標準PMMA換算により求めた。
アクリル系熱可塑性樹脂組成物から下記の方法でプレスフィルム及び延伸フィルムを作製し、延伸フィルムの光学特性を下記の方法で評価した。
真空圧縮成型機((株)神藤金属工業所製 SFV−30型)を用いて、大気圧下、260℃、で25分間予熱後、真空下(約10kPa)、260℃、約10MPaで5分間圧縮して、プレスフィルムを成型した。
上記プレスフィルムについて、インストロン社製5t引張り試験機を用いて延伸温度(Tg+20)℃、延伸速度(500mm/分)、延伸倍率100%で一軸フリー延伸して延伸フィルムを成形し、下記の特性評価に供した。
大塚電子製RETS−100を用いて、回転検光子法により測定を行った。複屈折の値は、波長550nm光の値である。複屈折(Δn)は、以下の式により計算した。得られた値をフィルムの厚さ100μmに換算して、測定値とした。また、複屈折(Δn)の絶対値(|Δn|)は、以下のように求めた。
Δn=nx−ny
|Δn|=|nx−ny|
(式中、Δnは複屈折、nxは伸張方向の屈折率、nyは面内で伸張方向と垂直な方向の屈折率を示す。)
大塚電子(株)製RETS−100を用いて、回転検光子法により波長400〜800nmの範囲について測定を行った。得られた値をフィルムの厚さ100μmに換算して測定値とした。複屈折の絶対値(|Δn|)と位相差(Re)とは、以下の関係にある。また、複屈折の絶対値(|Δn|)は以下に示す値である。
Re=|Δn|×d
(式中、|Δn|は複屈折の絶対値、Reは位相差、dはサンプルの厚みを示す。)
|Δn|=|nx−ny|
(式中、nxは延伸方向の屈折率、nyは面内で延伸方向と垂直な屈折率を示す。)
王子計測機器(株)製位相差測定装置(KOBRA−21ADH)を用いて、波長589nmにおける位相差を測定し、得られた値をフィルムの厚さ100μmに換算して測定値とした。複屈折の絶対値(|Δn|)と位相差(Rth)は以下の関係にある。また、複屈折の絶対値(|Δn|)は以下に示す値である。
Rth=|Δn|×d
(式中、|Δn|は複屈折の絶対値、Rthは位相差、dはサンプルの厚みを示す。)
|Δn|=|(nx+ny)/2−nz|
(式中、nxは延伸方向の屈折率、nyは面内で延伸方向と垂直な屈折率、nzは面外で延伸方向と垂直な厚み方向の屈折率を示す。)
Polymer Engineering and Science 1999,39,2349−2357に詳細について記載のある複屈折測定装置を用いた。レーザー光の経路にフィルムの引張り装置(井元製作所製)を配置し、23℃で伸張応力をかけながら複屈折を測定した。伸張時の歪速度は50%/分(チャック間:50mm、チャック移動速度:5mm/分)、試験片幅は6mmで測定を行った。複屈折の絶対値(|Δn|)と伸張応力(σR)の関係から、最小二乗近似によりその直線の傾きを求め光弾性係数(CR)を計算した。計算には伸張応力が2.5MPa≦σR≦10MPaの間のデータを用いた。
CR=|Δn|/σR
|Δn|=|nx−ny|
(式中、CRは光弾性係数、σRは伸張応力、|Δn|は複屈折の絶対値、nxは伸張方向の屈折率、nyは面内で伸張方向の垂直な屈折率を示す。)
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素ガス導入ノズル、原料溶液導入ノズル、開始剤溶液導入ノズル、及び重合溶液排出ノズルを備えたSUS製反応器(容量0.5L)を用いた。重合反応器の圧力は、微加圧、反応温度はオイルバスで130℃に制御した。
構造単位:MMA/N−PheMI/N−CyMI=81/8/11(質量%)、N−PheMI/N−CyMI(モル比)=0.75
分子量:Mw=22.5×104、Mw/Mn=2.09
Tg:135℃
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素ガス導入ノズル、原料溶液導入ノズル、及び開始剤溶液導入ノズルを備えたガラス製反応器(容量1.0L)を用いた。重合反応器の圧力は、微加圧、反応温度はオイルバスで100℃に制御した。
構造単位:MMA/N−PheMI/N−CyMI/St=70/5/20/5(質量%)、N−PheMI/N−CyMI(モル比)=0.26
分子量:Mw=15.6×104、Mw/Mn=2.01
Tg:141℃
製造例1で得られたアクリル系樹脂(A−1)を用いて、上述の方法に従いプレスフィルムを作製した。また、該プレスフィルムから上述の方法に従い100%延伸フィルムを作製し、延伸透明フィルム(A−1)とした。
製造例2で得られたアクリル系樹脂(A−2)を用いて、上述の方法に従いプレスフィルムを作製した。また、該プレスフィルムから上述の方法に従い100%延伸フィルムを作製し、延伸透明フィルム(A−2)とした。
参考例1で得られた延伸透明フィルム(A−1)に、スパッタ装置(対向ターゲット式スパッタリング装置、大阪真空機器製作所製)を用いてITO層を形成した。スッパッタリングには、酸化錫を10質量%含む酸化インジウム−酸化錫のターゲットを用い、真空度0.5Paで、5体積%酸素を添加したアルゴンガス雰囲気下、0.4Å/secの速度で20分間スパッタリングを行い、ITOの透明導電層(厚さ50nm)を有する透明導電性基板(A−1)を得た。
延伸透明フィルム(A−1)にかえて参考例2で得られた延伸透明フィルム(A−2)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法及び条件でITO層(厚さ50nm)の形成を行い、透明導電性基板(A−2)を得た。
環状オレフィン樹脂(COP)フィルム(日本ゼオン(株)製)を、上述の方法に従い100%延伸した延伸透明フィルム(B−1)に成型し、実施例1と同様の方法及び条件で当該延伸透明フィルム(B−1)にITO層(厚さ50nm)を形成して、透明導電性基板(B−1)を得た。
PCフィルム(帝人(株)製)、PETフィルム(東レ(株)製)をそれぞれ使用し、実施例1と同様の方法及び条件で、各フィルム上にITO層(厚さ50nm)を形成し、透明導電性基板(B−2)、透明導電性基板(B−3)を得た。
Claims (13)
- 下記式(1)で表される第一の構造単位、下記式(2)で表される第二の構造単位及び下記式(3)で表される第三の構造単位を有するアクリル系樹脂を含有する樹脂層と、該樹脂層の一面上に設けられた導電層と、を備える導電性基板。
[式中、R1は、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数5〜12のシクロアルキル基、炭素数7〜14のアリールアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、又は、下記A群より選ばれる少なくとも一種の置換基を有する炭素数6〜14のアリール基、を示す。
A群:ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、炭素数1〜12のアルコキシ基及び炭素数1〜12のアルキル基。]
[式中、R2は、炭素数7〜14のアリールアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、又は、下記B群より選ばれる少なくとも一種の置換基を有する炭素数6〜14のアリール基、を示し、R3及びR4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基を示す。
B群:ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数7〜14のアリールアルキル基。]
[式中、R5は、水素原子、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、下記C群より選ばれる少なくとも一種の置換基を有する炭素数1〜12のアルキル基、を示し、R6及びR7はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基を示す。
C群:ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基及び炭素数1〜12のアルコキシ基。] - 前記アクリル系樹脂の光弾性係数の絶対値が3.0×10−12Pa−1以下である、請求項1に記載の導電性基板。
- 前記アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の面内方向の位相差Reの絶対値が、100μm厚換算で、30nm以下となる樹脂である、請求項1又は2に記載の導電性基板。
- 前記アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の厚み方向の位相差Rthの絶対値が、100μm厚換算で、30nm以下となる樹脂である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性基板。
- 前記アクリル系樹脂のガラス転移温度Tgが120℃以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性基板。
- 前記アクリル系樹脂は、フィルム成形した場合の全光線透過率が、100μm厚換算で85%以上となる樹脂である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の導電性基板。
- 前記導電層がインジウム−錫酸化物を含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の導電性基板。
- 前記アクリル系樹脂が、その総量基準で、50〜95質量%の前記第一の構造単位と、0.1〜49.9質量%の前記第二の構造単位と、0.1〜49.9質量%の前記第三の構造単位とを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の導電性基板。
- 前記アクリル系樹脂が、その総量基準で、50〜95質量%の前記第一の構造単位と、0.1〜20質量%の前記第二の構造単位と、0.1〜49.9質量%の前記第三の構造単位とを有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の導電性基板。
- 前記R1が、メチル基又はベンジル基であり、
前記R2が、フェニル基又は前記B群より選ばれる少なくとも一種の置換基を有するフェニル基であり、
前記R5が、シクロヘキシル基である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の導電性基板。 - 前記アクリル系樹脂は、GPC測定法により測定されるポリメタクリル酸メチル換算の重量平均分子量Mwが3000〜1000000であり、数平均分子量Mnに対する重量平均分子量Mwの比Mw/Mnが1〜10である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の導電性基板。
- 前記樹脂層が、前記アクリル系樹脂を含有する樹脂シートを、少なくとも一軸方向に延伸してなるフィルム状又はシート状の成形体からなる層である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の導電性基板。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の導電性基板を備える、タッチパネル。
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