JP2016034722A - 転写フィルム、透明積層体および静電容量型入力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】仮支持体(厚みDμm)と感光性透明樹脂層を有し、測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値R(mm)が式(1)を満足し、測定方法Bで測定する感光性透明樹脂層のC=C結合消費率が55%以上である転写フィルム;
式(1) R×D2<2600
測定方法A:縦90mm横35mmの形状とした転写フィルムに750mJの紫外線を照射した後に感光性透明樹脂層を上にして平坦面に設置した後に測定;
測定方法B:転写フィルムに750mJの紫外線を照射した後に150℃で30分の加熱をする前後のC=C結合消費率を求める。
【選択図】図13
Description
例えば特許文献1には、仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、第一の硬化性透明樹脂層に隣接して配置された第二の硬化性透明樹脂層とをこの順で有し、第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が1.6以上である転写フィルムが記載されている。
そこで、本発明者らは特許文献1に記載の転写フィルムについても塩水付与後の湿熱耐性を検討したところ、特許文献1に記載の転写フィルムも塩水付与後の湿熱耐性が不十分であることがわかった。
このような塩水付与後の湿熱耐性は、人間が指で静電容量型入力装置の入力面に触れたときに付着した汗水が静電容量型入力装置の内部の保護層まで浸透し、その後に湿熱環境下で静電容量型入力装置を使用したり、充電等によって静電容量型入力装置の内部が高温高湿環境になったりするため、実用上は重要な性能である。
上記課題を解決するための具体的な手段である本発明は以下のとおりである。
下記測定方法Aで測定する前述の転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値Rが下記式(1)を満足し、
下記測定方法Bで測定する前述の感光性透明樹脂層のC=C結合消費率が55%以上である転写フィルム;
式(1) R × D2 < 2600
式(1)中、Rは下記測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmである;
測定方法A: 縦90mm、横35mmの形状とした転写フィルムに対して、750mJの紫外線を照射した後に、感光性透明樹脂層を上にして平坦面に設置し、25℃、相対湿度60%環境下で2時間静置した後に四隅の反り上がり量を測定し、四隅の反り上がり量の平均値Rを求める;
測定方法B: 転写フィルムに対して750mJの紫外線を照射した後に、150℃で30分の加熱をした後のC=C結合の残存量を測定し、紫外線照射および加熱をする前後のC=C結合消費率を求める。
[2] [1]に記載の転写フィルムは、前述の転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値Rが下記式(2)を満足することが好ましい;
式(2) R × D2 ×E< 10400
式(2)中、Rは前述の測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmであり;
Eは仮支持体の弾性率を表し、単位はGPaである。
[3] [1]または[2]に記載の転写フィルムは、前述の感光性透明樹脂層が、バインダーポリマー、光重合性化合物および光重合開始剤を含むことが好ましい。
[4] [3]に記載の転写フィルムは、前述の光重合性化合物として、エチレン性不飽和基を有する化合物を含むことが好ましい。
[5] [3]または[4]に記載の転写フィルムは、前述の光重合性化合物として、2つのエチレン性不飽和基を有する化合物および少なくとも3つのエチレン性不飽和基を有する化合物を少なくとも含むことが好ましい。
[6] [3]〜[5]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の光重合性化合物として、ウレタン(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。
[7] [1]〜[6]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の感光性透明樹脂層の厚みが2〜15μmであることが好ましい。
[8] [1]〜[7]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の感光性透明樹脂層上に、第二の透明樹脂層を有し、
前述の第二の透明樹脂層の屈折率が、前述の感光性透明樹脂層の屈折率よりも高いことが好ましい。
[9] [1]〜[8]のいずれか一つに記載の転写フィルムを用いて、透明電極パターンを含む基板上に前述の転写フィルムの前述の感光性透明樹脂層を転写することにより形成されてなる透明積層体。
[10] [9]に記載の透明積層体を含む静電容量型入力装置。
本発明の転写フィルムは、仮支持体と、前述の仮支持体の上に形成された感光性透明樹脂層を有する転写フィルムであって、下記測定方法Aで測定する前述の転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値Rが下記式(1)を満足し、下記測定方法Bで測定する前述の感光性透明樹脂層のC=C結合消費率が55%以上である;
式(1) R × D2 < 2600
式(1)中、Rは下記測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmである;
測定方法A: 縦90mm、横35mmの形状とした転写フィルムに対して、750mJの紫外線を照射した後に、感光性透明樹脂層を上にして平坦面に設置し、25℃、相対湿度60%環境下で2時間静置した後に四隅の反り上がり量を測定し、四隅の反り上がり量の平均値Rを求める;
測定方法B: 転写フィルムに対して750mJの紫外線を照射した後に、150℃で30分の加熱をした後のC=C結合の残存量を測定し、紫外線照射および加熱をする前後のC=C結合消費率を求める。
このような構成により、本発明の転写フィルムは、転写後の感光性透明樹脂層の露光後の密着性が良好であり、かつ、転写後の感光性透明樹脂層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性が良好である。
本発明の転写フィルムは、露光した後の四隅の反り上がり量の平均値Rが式(1)を満たすように反り上がり量を制御されているため、硬化時の収縮応力を小さくでき、転写後の感光性透明樹脂層の露光後の密着性を改善することができる。
本発明の転写フィルムは、紫外線照射および加熱後の感光性透明樹脂層のC=C結合消費率が高いため、いかなる理論に拘るものでもないが紫外線照射および加熱後の感光性透明樹脂層の内部では塩水を十分に遮断できる程度まで重合性の材料が密に架橋構造を形成していると予測され、転写後の感光性透明樹脂層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性が改善できたと考えている。
なお、本発明の転写フィルムは、静電容量型入力装置の透明絶縁層用または透明保護層用であることが好ましい。本発明の転写フィルムは感光性透明樹脂層が未硬化状態であるため、透明電極パターンの上に、フォトリソ方式により、透明保護層の積層パターンを形成するための転写フィルム、より好ましくは屈折率調整層およびオーバーコート層(透明保護層)の積層パターンを形成するための転写フィルムとして用いることができる。
(四隅の反り上がり量の平均値)
本発明の転写フィルムは、下記測定方法Aで測定する前述の転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値Rが下記式(1)を満足する。
式(1) R × D2 < 2600
式(1)中、Rは下記測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmである;
測定方法A: 縦90mm、横35mmの形状とした転写フィルムに対して、750mJの紫外線を照射した後に、感光性透明樹脂層を上にして平坦面に設置し、25℃、相対湿度60%環境下で2時間静置した後に四隅の反り上がり量を測定し、四隅の反り上がり量の平均値Rを求める;
一般にフィルムの反り上がり量はフィルムの剛性に影響され、以下の式(0)で近似的に与えられる。
式(0) R0=K0 × (L0)4 / {E0 × (D0)2}
K0:定数、L0:フィルムの長さ、E0:フィルムの弾性率、D0:フィルムの厚み
本発明では、反り上がり量の測定は仮支持体上で行うため、上式のとおり、仮支持体の厚みに大きく影響される。ただし、実際の本発明の転写材料の使用形態は別の基材に感光性透明樹脂層を転写して使用することとなり、別の基材上での感光性透明樹脂層の硬化の際の収縮応力が、実際の使用態様で反り上がり量を抑えるために重要となる。したがって仮支持体の種類が変わっても評価できるように、式(0)中で反り上がり量に影響の大きい仮支持体の厚みDの分を補正した、上記式(1)を本発明では使用する。
式(2) R × D2 ×E< 10400
式(2)中、Rは前述の測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmであり;
Eは仮支持体の弾性率を表し、単位はGPaである。
転写フィルムに用いられる仮支持体としては式(1)を満足できる限りは特に制限はない。
仮支持体の厚み、すなわち上述の式(1)におけるDの値の範囲には、特に制限はなく、5〜200μmの範囲が一般的であり、取扱い易さ、汎用性などの点で、特に10〜150μmの範囲が好ましい。
仮支持体の弾性率、すなわち上述の式(2)におけるEの値の範囲には、特に制限はなく、1.5〜7.0GPaの範囲が一般的であり、取扱い易さ、汎用性などの点で、特に3.0〜5.0GPaの範囲が好ましい。
仮支持体としてはフィルムであることが好ましく、樹脂フィルムであることがより好ましい。
仮支持体として用いられるフィルムとしては、可撓性を有し、加圧下または、加圧および加熱下で著しい変形、収縮もしくは伸びを生じない材料を用いることができる。このような仮支持体の例として、ポリエチレンテレフタレートフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等が挙げられ、中でも2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが特に好ましい。
また、仮支持体には、特開2005−221726号公報に記載の方法などにより、導電性を付与することができる。
(C=C結合消費率)
本発明の転写フィルムは、下記測定方法Bで測定する前述の感光性透明樹脂層のC=C結合消費率が55%以上である。
測定方法B: 転写フィルムに対して750mJの紫外線を照射した後に、150℃で30分の加熱をした後のC=C結合の残存量を測定し、紫外線照射および加熱をする前後のC=C結合消費率を求める。
測定方法Bで測定する前述の感光性透明樹脂層のC=C結合消費率は、55%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、65%以上であることが特に好ましい。測定方法Bで測定する前述の感光性透明樹脂層のC=C結合消費率の上限値は特に制限されないが、脆性の観点から例えば90%以下とすることができる。
なお、C=C二重結合は、炭素原子−炭素原子間の二重結合を意味する。
本発明の転写フィルムは、前述の感光性透明樹脂層の厚みが、感光性透明樹脂層を用いて静電容量型入力装置の透明保護層を形成するときに十分な表面保護能とともに転写後の感光性透明樹脂層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性を発揮させる観点から、1μm以上であることが好ましく、2〜15μmであることがより好ましく、4〜13μmであることが特に好ましく、4〜10μmであることがより特に好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述の感光性透明樹脂層の屈折率が、1.5〜1.53であることが好ましく、1.5〜1.52であることがより好ましく、1.51〜1.52であることが特に好ましい。
本発明の転写フィルムは、ネガ型材料であってもポジ型材料であってもよい。
本発明の転写フィルムがネガ型材料である場合、感光性透明樹脂層には、金属酸化物粒子、バインダー樹脂(好ましくはアルカリ可溶性樹脂)、光重合性化合物、重合開始剤を含むことが好ましい。さらに、添加剤などが用いられるがこれに限られない。
本発明の転写フィルムは、感光性透明樹脂層が、ポリマーバインダー、光重合性化合物および光重合性開始剤を含むことが好ましい。
前述の感光性透明樹脂層に含まれるバインダーポリマーとしては任意のポリマー成分を特に制限なく用いることができるが、静電容量型入力装置の透明保護膜として用いる観点から、表面硬度、耐熱性が高いものが好ましく、アルカリ可溶性樹脂がより好ましく、アルカリ可溶性樹脂の中でも、公知の感光性シロキサン樹脂材料、アクリル樹脂材料などが好ましく用いられる。転写フィルムの製造方法は、感光性透明樹脂層の形成に用いられる有機溶媒系樹脂組成物に含まれるバインダーポリマーが、アクリル樹脂を含有することが好ましく、感光性透明樹脂層の形成に用いられる有機溶媒系樹脂組成物に含まれるバインダーポリマーと後述の第二の透明樹脂層の形成に用いられる水系樹脂組成物に含まれる酸基を有する樹脂またはバインダーポリマーがいずれもアクリル樹脂を含有することが、感光性透明樹脂層と第二の透明樹脂層を転写する前および後の層間密着性を高める観点からより好ましい。感光性透明樹脂層の前述のバインダーポリマーの好ましい範囲を具体的に説明する。
ポリマー粒子を構成するポリマー鎖相互間の結合力を強くすることが好ましい。ポリマー鎖相互間の結合力を強くする手段としては水素結合による相互作用を利用するものと共有結合を生成する方法が挙げられる。水素結合力を付与する手段としてはポリマー鎖に極性基を有するモノマーを共重合、もしくはグラフト重合して導入することが好ましい。極性基としてはカルボキシル基(アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、クロトン酸、部分エステル化マレイン酸等に含有される)、一級、二級及び三級アミノ基、アンモニウム塩基、スルホン酸基(スチレンスルホン酸)などが挙げられ、カルボキシル基、スルホン酸基が特に好ましい。
これらの極性基を有するモノマーの共重合比の好ましい範囲は、ポリマー100質量%に対し5〜35質量%であり、より好ましくは5〜20質量%、更に好ましくは15〜20質量%の範囲内である。一方、共有結合を生成させる手段としては、水酸基、カルボキシル基、一級、二級アミノ基、アセトアセチル基、スルホン酸などに、エポキシ化合物、ブロックドイソシアネート、イソシアネ−ト、ビニルスルホン化合物、アルデヒド化合物、メチロール化合物、カルボン酸無水物などを反応させる方法が挙げられる。
これらの反応を利用したポリマーの中でもポリオール類とポリイソシアネ−ト化合物の反応で得られるポリウレタン誘導体が好ましく、鎖延長剤として多価アミンを併用するのがより好ましく、さらにポリマー鎖に上記極性基を導入してアイオノマー型にしたものが特に好ましい。
ポリマーの質量平均分子量は1万以上が好ましく、さらに好ましくは2万〜10万である。本発明に好適なポリマーとしてエチレンとメタクリル酸の共重合体であるエチレンアイオノマー、ポリウレタンアイオノマーが挙げられる。
本発明に用いることができるポリマーラテックスとしては、例えば、ポリエチレンアイオノマーの水性ディスパージョン(商品名:ケミパールS120 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS100 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS111 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS200 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS300 三井化学(株)製。固形分35%)、ケミパールS650 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS75N 三井化学(株)製。固形分24%)や、ポリエーテル系ポリウレタンの水性ディスパージョン(商品名:ハイドランWLS−201 DIC(株)製。固形分35%、Tg−50℃)(商品名:ハイドランWLS−202 DIC(株)製。固形分35%、Tg−50℃)(商品名:ハイドランWLS−221 DIC(株)製。固形分35%、Tg−30℃)(商品名:ハイドランWLS−210 DIC(株)製。固形分35%、Tg−15℃)(商品名:ハイドランWLS−213 DIC(株)製。固形分35%、Tg−15℃)(商品名:ハイドランWLI−602 DIC(株)製。固形分39.5%、Tg−50℃)(商品名:ハイドランWLI−611 DIC(株)製。固形分39.5%、Tg−15℃)、アクリル酸アルキルコポリマーアンモニウム(商品名:ジュリマーAT−210 日本純薬製)、アクリル酸アルキルコポリマーアンモニウム(商品名:ジュリマーET−410 日本純薬製)、アクリル酸アルキルコポリマーアンモニウム(商品名:ジュリマーAT−510 日本純薬製)、ポリアクリル酸(商品名:ジュリマーAC−10L 日本純薬製)をアンモニア中和し、乳化した物を挙げることができる。
感光性透明樹脂層は、光重合性化合物を有することが好ましい。光重合性化合物の有する光重合性基としては特に制限は無く、エチレン性不飽和基、エポキシ基などを挙げることができる。本発明の転写フィルムは、感光性透明樹脂層の光重合性化合物として、エチレン性不飽和基を有する化合物を含むことが好ましく、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含むことがより好ましい。
本発明の転写フィルムに使用する光重合性化合物は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、2種以上を組み合わせて用いることが、転写後の感光性透明樹脂層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性を改善する観点から好ましい。本発明の転写フィルムに使用する光重合性化合物は、3官能以上の光重合性化合物と2官能の光重合性化合物を組みあわせて使用することが転写後の感光性透明樹脂層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性を改善する観点から、好ましい。2官能の光重合性化合物はすべての光重合性化合物に対して10〜90質量%の範囲で使用することが好ましく、20〜85質量%の範囲で使用することがより好ましく、30〜80質量%の範囲で使用することが特に好ましい。3官能以上の光重合性化合物はすべての光重合性化合物に対して10〜90質量%の範囲で使用することが好ましく、15〜80質量%の範囲で使用することがより好ましく、20〜70質量%の範囲で使用することが特に好ましい。本発明の転写フィルムは、前述の光重合性化合物として、2つのエチレン性不飽和基を有する化合物および少なくとも3つのエチレン性不飽和基を有する化合物を少なくとも含むことが好ましく、2つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物および少なくとも3つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物を少なくとも含むことがより好ましい。
また、本発明の転写フィルムは、前述の光重合性化合物として、ウレタン(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート化合物の混合量はすべての光重合性化合物に対して10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート化合物は光重合性基の官能基数、すなわち(メタ)アクリロイル基の数が3官能以上であることが好ましく、4官能以上であることがより好ましい。
2官能のエチレン性不飽和基を有する光重合性化合物は、エチレン性不飽和基を分子内に2つ持つ化合物であれば特に限定されず、市販の(メタ)アクリレート化合物が使用できる。例えば、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A−DCP 新中村化学工業(株)製)、トリシクロデカンジメナノールジメタクリレート(DCP 新中村化学工業(株)製)、1,9−ノナンジオールジアクリレート(A−NOD−N 新中村化学工業(株)製)、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(A−HD−N 新中村化学工業(株)製)などを好ましく用いることができる。
3官能以上のエチレン性不飽和基を有する光重合性化合物は、エチレン性不飽和基を分子内に3つ以上持つ化合物であれば特に限定されず、例えば、ジペンタエリスリトール(トリ/テトラ/ペンタ/ヘキサ)アクリレート、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、イソシアヌル酸アクリレート等の骨格の(メタ)アクリレート化合物が使用できるが、(メタ)アクリレート間のスパン長が長いものが好ましい。具体的には、前述のジペンタエリスリトール(トリ/テトラ/ペンタ/ヘキサ)アクリレート、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、イソシアヌル酸アクリレート等の骨格の(メタ)アクリレート化合物のカプロラクトン変性化合物(日本化薬製KAYARAD DPCA、新中村化学工業製A−9300−1CL等)、アルキレンオキサイド変性化合物(日本化薬製KAYARAD RP−1040、新中村化学工業製ATM−35E、A−9300、ダイセル・オルネクス製 EBECRYL 135等)等が好ましく用いることができる。また、カルボキシル基含有の多塩基酸変性の(メタ)アクリレートモノマー(東亞合成(株)製アロニックスM−510、M−520等)を好ましく用いることができる。また、3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートとしては、8UX−015A(大成ファインケミカル(株)製)、UA−32P(新中村化学工業(株)製)、UA−1100H(新中村化学工業(株)製)などを好ましく用いることができる。
本発明の転写フィルムに使用する光重合性化合物は、平均分子量が200〜3000であることが好ましく、250〜2600であることがより好ましく、280〜2200であることが特に好ましい。
前述の感光性透明樹脂層が、前述の光重合性化合物および前述の光重合開始剤を含むことによって、感光性透明樹脂層のパターンを形成しやすくすることができる。
有機溶剤系樹脂組成物に用いられる光重合開始剤としては、特開2011−95716号公報に記載の段落0031〜0042に記載の光重合開始剤を用いることができる。例えば、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)](商品名:IRGACURE OXE−01、BASF製)の他、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)商品名:IRGACURE OXE−02、BASF製)、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン(商品名:IRGACURE 379EG、BASF製)、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(商品名:IRGACURE 907、BASF製)、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(商品名:IRGACURE 127、BASF製)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(商品名:IRGACURE 369、BASF製)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(商品名:IRGACURE 1173、BASF製)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名:IRGACURE 184、BASF製)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(商品名:IRGACURE 651、BASF製)、オキシムエステル系の(商品名:Lunar 6、DKSHジャパン株式会社製などを好ましく用いることができる。
前述の感光性透明樹脂層中、前述の感光性透明樹脂層に対して、前述の光重合開始剤は、1質量%以上含まれることが好ましく、2質量%以上含まれることがより好ましい。前述の感光性透明樹脂層中、前述の感光性透明樹脂層に対して、前述の光重合開始剤は、10質量%以下含まれることが好ましく、5質量%以下含まれることが本発明の透明積層体のパターニング性、基板密着性を改善する観点からより好ましい。
前述の感光性透明樹脂層は、屈折率や光透過性を調節することを目的として、粒子(好ましくは金属酸化物粒子)を含んでいても含んでいなくてもよい。上述の範囲に前述の感光性透明樹脂層の屈折率を制御するために、使用するポリマーや重合性化合物の種類に応じて、任意の割合で金属酸化物粒子を含めることができる。前述の感光性透明樹脂層中、前述の感光性透明樹脂層に対して、前述の金属酸化物粒子は、0〜35質量%含まれることが好ましく、0〜10質量%含まれることがより好ましく、含まれないことが特に好ましい。
金属酸化物粒子は、透明性が高く、光透過性を有するため、高屈折率で、透明性に優れたポジ型感光性樹脂組成物が得られる。
前述の金属酸化物粒子は、感光性透明樹脂層からこの粒子を除いた材料からなる組成物の屈折率より屈折率が高いものであることが好ましい。
光透過性で屈折率の高い金属酸化物粒子としては、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Gd、Tb、Dy、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Zn、B、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Te等の原子を含む酸化物粒子が好ましく、酸化チタン、チタン複合酸化物、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、インジウム/スズ酸化物、アンチモン/スズ酸化物がより好ましく、酸化チタン、チタン複合酸化物、酸化ジルコニウムが更に好ましく、酸化チタン、酸化ジルコニウムが特に好ましく、二酸化チタンが最も好ましい。二酸化チタンとしては、特に屈折率の高いルチル型が好ましい。これら金属酸化物粒子は、分散安定性付与のために表面を有機材料で処理することもできる。
本発明の転写フィルムは、感光性透明樹脂層が、ZrO2粒子、Nb2O5粒子およびTiO2粒子のうち少なくとも一方を有することが、前述の感光性透明樹脂層の屈折率の範囲に屈折率を制御する観点から好ましく、ZrO2粒子及びNb2O5粒子がより好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述の感光性透明樹脂層上に、第二の透明樹脂層を有することが好ましく、前述の感光性透明樹脂層に隣接して配置される第二の透明樹脂層を有することがより好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述の第二の透明樹脂層の屈折率が前述の感光性透明樹脂層の屈折率よりも高いことがより好ましい。
透明電極パターン(好ましくはITO)と前述の第二の透明樹脂層との屈折率差、ならびに、前述の第二の透明樹脂層と前述の感光性透明樹脂層との屈折率差を小さくすることにより、光反射が低減して透明電極パターンが見えにくくなり、透明電極パターン視認性を改善することができる。また、感光性透明樹脂層を積層した後に感光性透明樹脂層を硬化させることなく第二の透明樹脂層を積層しても、層分画が良好となって、上記のメカニズムで透明電極パターン視認性を改善することができるとともに、転写フィルムから屈折率調整層(すなわち感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層)を透明電極パターン上に転写した後で、フォトリソグラフィによって所望のパターンに現像できる。なお、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の層分画が良好であると、上記のメカニズムによる屈折率調整の効果が十分となりやすく、透明電極パターン視認性の改善が十分となりやすい。
一方、前述の第二の透明樹脂層の屈折率は、透明電極の屈折率によって調整する必要があり、値の上限値としては特に制限はないが、2.1以下であることが好ましく、1.78以下であることがより好ましく、1.74以下であってもよい。
特に、透明電極の屈折率が、In及びZnの酸化物(IZO)の場合の様に2.0を超える場合においては、第二の透明樹脂層の屈折率は、1.7以上1.85以下であることが好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述の第二の透明樹脂層の膜厚が、500nm以下であることが好ましく、110nm以下であることがより好ましい。前述の第二の透明樹脂層の膜厚が20nm以上であることが好ましい。前述の第二の透明樹脂層の膜厚が55〜100nmであることが特に好ましく、60〜100nmであることがより特に好ましく、70〜100nmであることがさらにより特に好ましい。
本発明の転写フィルムは、ネガ型材料であってもポジ型材料であってもよい。
本発明の転写フィルムがネガ型材料である場合、第二の透明樹脂層には、金属酸化物粒子、バインダー樹脂(好ましくはアルカリ可溶性樹脂)、光重合性化合物、重合開始剤を含むことが好ましい。さらに、添加剤などが用いられるがこれに限られない。
本発明の転写フィルムは、第二の透明樹脂層が、ポリマーバインダー、光重合性化合物および光重合性開始剤を含むことが好ましい。
第二の透明樹脂層は、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含むことが好ましい。
酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩としては特に制限はない。
第二の透明樹脂層の前述の酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩が、酸基を有するアクリルモノマーまたはアクリル樹脂のアンモニウム塩であることが好ましい。
酸基を有するモノマーまたは酸基を有する樹脂としては、酸基を有する樹脂であることが好ましく、1価の酸基(カルボキシル基など)を有する樹脂であることがより好ましい。第二の透明樹脂層のバインダーポリマーは、カルボキシル基を有するバインダーポリマーであることが特に好ましい。
第二の透明樹脂層に用い、水系溶媒(好ましくは水もしくは炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水の混合溶媒)に対して溶解性を有する樹脂としては本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限は無く、公知のものの中から適宜選択できる。
第二の透明樹脂層に用いられる酸基を有する樹脂は、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。アルカリ可溶性樹脂は、線状有機高分子重合体であって、分子(好ましくは、アクリル系共重合体、スチレン系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基(すなわち酸基:例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基など)を有するアルカリ可溶性樹脂の中から適宜選択することができる。このうち、更に好ましくは、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものである。酸基としては、カルボキシル基が好ましい。
この他、2−ヒドロキシエチルメタクリレートを共重合したもの等も有用なものとして挙げられる。このポリマーは任意の量で混合して用いることができる。
アルキル(メタ)アクリレート及びアリール(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジルアクリレート、トリルアクリレート、ナフチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等を挙げることができる。
酸基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸やその誘導体などのアクリルモノマーや、以下のモノマーを好ましく用いることができる。
例えば、3〜4官能のラジカル重合性モノマー(ペンタエリスリトールトリ及びテトラアクリレート[PETA]骨格にカルボン酸基を導入したもの(酸価=80〜120mg−KOH/g)、5〜6官能のラジカル重合性モノマー(ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート[DPHA]骨格にカルボン酸基を導入したもの(酸価=25〜70mg−KOH/g)等が挙げられる。具体的な名称は記載していないが、必要に応じ、2官能のアルカリ可溶性ラジカル重合性モノマーを用いても良い。
その他、特開2004−239942号公報の[0025]〜[0030]に記載の酸基を有するモノマーも好ましく用いることができ、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸やその誘導体などのアクリルモノマーをより好ましく用いることができる。なお、本明細書中、アクリルモノマーは、メタクリルモノマーとアクリルモノマーの両方が含まれる。
第二の透明樹脂層に用いられる酸基を有さない他のバインダーポリマーとしては特に制限はなく、前述の感光性透明樹脂層の形成に用いられる有機溶媒系樹脂組成物に用いられるバインダーポリマーを用いることができる。
前述の第二の透明樹脂層が、前述の光重合性化合物または熱重合性化合物などの重合性化合物を含むことが、硬化させて膜の強度などを高める観点から好ましい。前述の酸基を有するモノマー以外の他の光重合性化合物を含むことがより好ましい。
第二の透明樹脂層に用いられる重合性化合物としては、特許第4098550号の段落0023〜0024に記載の重合性化合物を用いることができる。その中でも、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド(EO)付加物のテトラアクリレートを好ましく用いることができる。これらの重合性化合物は単独で用いてもよく、複数を含みあわせて用いてもよい。ペンタエリスリトールテトラアクリレートとペンタエリスリトールトリアクリレートの混合物を用いる場合、ペンタエリスリトールトリアクリレートの比率は質量比で0〜80%であることが好ましく、10〜60%であることがより好ましい。
第二の透明樹脂層に用いられる光重合性化合物として、具体的には、下記構造式1で表される水溶性の重合性化合物、ペンタエリスリトールテトラアクリレート混合物(NKエステル A−TMMT新中村化学工業(株)製、不純物としてトリアクリレート約10%含有)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM3LM−N 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート37%)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM−3L 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート55%)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM3 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート57%)、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド(EO)付加物のテトラアクリレート(カヤラッドRP−1040 日本化薬(株)製)などを挙げることができる。
第二の透明樹脂層に用いられる光重合性化合物としては、これらの中でも、転写フィルムのレチキュレーションを改善する観点からは、下記構造式1で表される水溶性の重合性化合物、ペンタエリスリトールテトラアクリレート混合物(NKエステル A−TMMT新中村化学工業(株)製)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM3LM−N 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート37%)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM−3L 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート55%)を好ましく用いることができる。
前述の第二の透明樹脂層に用いられ、水もしくは炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水の混合溶媒に対して溶解性を有する光重合性開始剤としてはIRGACURE 2959や、下記構造式2の開始剤が使用できる。
前述の第二の透明樹脂層は、屈折率や光透過性を調節することを目的として、粒子(好ましくは金属酸化物粒子)を含んでいても含んでいなくてもよいが、金属酸化物粒子を含むことが、上述の範囲に前述の第二の透明樹脂層の屈折率を制御する観点から好ましい。前述の第二の透明樹脂層には、使用するポリマーや重合性化合物の種類に応じて、任意の割合で金属酸化物粒子を含めることができるが、前述の第二の透明樹脂層中、前述の第二の透明樹脂層に対して、前述の金属酸化物粒子は、40〜95質量%含まれることが好ましく、55〜95質量%含まれることがより好ましく、62〜90質量%含まれることが転写フィルムのヒビ割れを改善する観点から特に好ましく、62〜75質量%含まれることが転写フィルムのヒビ割れをより改善し、かつ、本発明の透明積層体の基板密着性を改善する観点からより特に好ましく、62〜70質量%含まれることがさらにより特に好ましい。
前述の金属酸化物粒子は、または第二の透明樹脂層からこの粒子を除いた材料からなる組成物の屈折率より屈折率が高いものであることが好ましい。具体的には、本発明の転写フィルムは第二の透明樹脂層が、400〜750nmの波長を有する光における屈折率が1.50以上の粒子を含有することがより好ましく、屈折率が1.55以上の粒子を含有することが更に好ましく、屈折率が1.70以上の粒子を含有することが特に好ましく、1.90以上の粒子を含有することが最も好ましい。
ここで、400〜750nmの波長を有する光における屈折率が1.50以上であるとは、上記範囲の波長を有する光における平均屈折率が1.50以上であることを意味し、上記範囲の波長を有する全ての光における屈折率が1.50以上であることを要しない。また、平均屈折率は、上記範囲の波長を有する各光に対する屈折率の測定値の総和を、測定点の数で割った値である。
本発明の転写フィルムは、第二の透明樹脂層が、ZrO2粒子、Nb2O5粒子およびTiO2粒子のうち少なくとも一方を有することが、前述の第二の透明樹脂層の屈折率の範囲に屈折率を制御する観点から好ましく、ZrO2粒子及びNb2O5粒子がより好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述の仮支持体と前述の感光性透明樹脂層との間に熱可塑性樹脂層を設けることもできる。前述の熱可塑性樹脂層を有する転写材料を用いて、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を転写して透明積層体を形成すると、転写して形成した各要素に気泡が発生し難くなり、画像表示装置に画像ムラなどが発生し難くなり、優れた表示特性を得ることができる。
前述の熱可塑性樹脂層はアルカリ可溶性であることが好ましい。熱可塑性樹脂層は、下地表面の凹凸(既に形成されている画像などによる凹凸等も含む。)を吸収することができるようにクッション材としての役割を担うものであり、対象面の凹凸に応じて変形しうる性質を有していることが好ましい。
前述の熱可塑性樹脂層の100℃で測定した粘度が1000〜10000Pa・secの領域にあり、光硬化性樹脂層の100℃で測定した粘度が2000〜50000Pa・secの領域にあり、さらに次式(A)を満たすことが好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述の熱可塑性樹脂層と前述の感光性透明樹脂層との間に中間層を設けることもできる。中間層としては、特開平5−72724号公報に「分離層」として記載されている。
本発明の転写フィルムは、前述の第二の透明樹脂層の表面に保護フィルム(以下、「保護剥離層」とも言う。)などを更に設けることが好ましい。
転写フィルムの製造方法は特に制限は無く、公知の方法を用いることができる。
仮支持体上に感光性樹脂層に加えて、さらに第二の透明樹脂層を有する転写フィルムを製造する場合、このような転写フィルムの製造方法は、仮支持体上に感光性透明樹脂層を形成する工程と、前述の感光性透明樹脂層の上に直接第二の透明樹脂層を形成する工程とを有することが好ましい。前述の感光性透明樹脂層を形成する工程が、有機溶媒系樹脂組成物を前述の仮支持体上に塗布する工程であることが好ましい。前述の第二の透明樹脂層を形成する工程が、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む水系樹脂組成物を塗布する工程であることが好ましい。このような構成とすることで、層分画が良好であり、かつ、高温高湿下で経時させた場合に水系樹脂組成物を用いて形成された透明樹脂層の吸湿による問題を抑制できる。有機溶媒系樹脂組成物によって得られた感光性透明樹脂層の上に、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む水系樹脂組成物を塗布することで、感光性透明樹脂層を硬化せずに第二の透明樹脂層を形成しても層混合が生じず、層分画が良好となる。さらに、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む水系樹脂組成物を用いた塗布膜を乾燥させるときに酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩から、水よりも沸点の低いアンモニアが乾燥工程で揮発しやすいため、酸基を生成(再生)して酸基を有するモノマーまたは酸基を有する樹脂として第二の透明樹脂層に存在させることができる。そのため、高温高湿下で経時させて吸湿させた場合に第二の透明樹脂層を構成する酸基を有するモノマーまたは酸基を有する樹脂はすでに水に溶解しなくなっているため、転写フィルムが吸湿したときの問題も抑制することができる。
転写フィルムの製造方法は、仮支持体上に感光性透明樹脂層を形成する工程を有し、前述の感光性透明樹脂層を形成する工程が、有機溶媒系樹脂組成物を前述の仮支持体上に塗布する工程であることが好ましい。
有機溶媒系樹脂組成物とは、有機溶媒に溶解することができる樹脂組成物のことを言う。
有機溶媒としては、一般的な有機溶媒が使用できる。有機溶媒の例としては、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム等を挙げることができる。
転写フィルムの製造方法では、感光性透明樹脂層の上に直接第二の透明樹脂層を形成する工程を有し、前述の第二の透明樹脂層を形成する工程が、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む水系樹脂組成物を塗布する工程であることが好ましい。
水系樹脂組成物とは、水系溶媒に溶解することができる樹脂組成物のことを言う。
水系溶媒としては、水もしくは炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水との混合溶媒が好ましい。転写フィルムの製造方法の好ましい態様では、第二の透明樹脂層の形成に用いる水系樹脂組成物の溶媒が、水および炭素原子数1〜3のアルコールを含むことが好ましく、水/炭素原子数1〜3のアルコール含有率が質量比で58/42〜100/0の水または混合溶媒を含むことがより好ましい。水/炭素原子数1〜3のアルコール含有率は、質量比で59/41〜100/0の範囲が特に好ましく、60/40〜97/3が本発明の透明積層体の着色を改善する観点からより特に好ましく、62/38〜95/5が本発明の透明積層体の基板密着性を改善する観点からさらにより特に好ましく、62/38〜85/15が最も好ましい。
水、水及びメタノールの混合溶剤、水及びエタノールの混合溶剤が好ましく、乾燥及び塗布性の観点から水及びメタノールの混合溶剤が好ましい。
特に、第二の透明樹脂層形成の際、水及びメタノールの混合溶剤を用いる場合は、水/メタノールの質量比(質量%比率)が58/42〜100/0であることが好ましく、59/41〜100/0の範囲がより好ましく、60/40〜97/3が特に好ましく、62/38〜95/5がより特に好ましく、62/38〜85/15がされにより特に好ましい。この水/炭素原子数1〜3のアルコール含有率が質量比で58/42の範囲よりもメタノールが多くなると感光性透明樹脂層が、溶解したり、白濁したりして好ましくない。
上記範囲に制御することにより、第二の透明樹脂層と層混合なく塗布と迅速な乾燥を実現できる。
また、転写フィルムの製造方法は、第二の透明樹脂層の形成に用いられる水系樹脂組成物が、熱硬化性および光硬化性のうち少なくとも一方であることが好ましい。感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層がこのような硬化性透明樹脂層である場合、転写フィルムの製造方法によれば感光性透明樹脂層を積層した後に硬化させることなく第二の透明樹脂層を積層しても層分画が良好となって透明電極パターン視認性を改善することができるとともに、得られた転写フィルム(転写材料、好ましくは転写フィルム)から屈折率調整層(すなわち感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層)を透明電極パターン上に転写した後で、フォトリソグラフィによって所望のパターンに現像できることが好ましい。
転写フィルムの製造方法は、第二の透明樹脂層の形成に用いられる水系樹脂組成物が、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を有し、バインダーポリマーと、光または熱重合性化合物と、光または熱重合開始剤とを含むことが好ましい。酸基を有する樹脂のアンモニウム塩のみがバインダーポリマーであってもよく、酸基を有する樹脂のアンモニウム塩の他にさらに他のバインダーポリマーを併用してもよい。酸基を有するモノマーのアンモニウム塩が光または熱重合性化合物であってもよく、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩の他にさらに光または熱重合性化合物を併用してもよい。
さらに転写フィルムの製造方法は、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩から、アンモニアを揮発させることで、酸基を生成する工程を含む工程を含むことが好ましい。前述の酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩から、アンモニアを揮発させることで、酸基を生成する工程が、塗布された前述の水系樹脂組成物を加熱する工程であることが好ましい。
塗布された前述の水系樹脂組成物を加熱する工程の詳細な条件の好ましい範囲について、以下に示す。
加熱・乾燥方法としては、加熱装置を備えた炉内を通過させる方法や、又、送風により実施することもできる。加熱・乾燥条件は、使用する有機溶剤等に応じて適宜設定すれば良く、40〜150℃の温度に加熱する方法等が挙げられる。これらの条件の中でも、50〜120℃の温度で加熱することが特に好ましく、60〜100℃の温度に加熱することが更に好ましい。加熱・乾燥後の組成物としては、含水率が5質量%以下とすることが好ましく、3質量%以下にすることがより好ましく、1質量%以下にすることが更に好ましい。
前述の仮支持体上に前述の感光性透明樹脂層を形成する前に、さらに熱可塑性樹脂層を形成する工程を含んでいてもよい。
本発明の透明積層体は、本発明の転写フィルムを用いて、透明電極パターンを含む基板上に前述の転写フィルムの前述の感光性透明樹脂層を転写することにより形成されてなる透明積層体である。
本発明の透明積層体は、基板密着性が良好であり、塩水付与後の湿熱耐性が良好である。
本発明の積層体は、透明電極パターンと感光性透明樹脂層を少なくとも有することが好ましく、透明電極パターンと、この透明電極パターンに隣接して配置された第二の透明樹脂層と、この第二の透明樹脂層に隣接して配置された感光性透明樹脂層とを有することがより好ましい。
本発明の積層体は、透明電極パターンと、この透明電極パターンに隣接して配置された第二の透明樹脂層と、この第二の透明樹脂層に隣接して配置された感光性透明樹脂層とを有し、前述の第二の透明樹脂層の屈折率が前述の感光性透明樹脂層の屈折率よりも高いことが特に好ましく、前述の第二の透明樹脂層の屈折率が1.6以上であることがより特に好ましい。このような構成とすることにより、透明電極パターンが視認される問題を解決することができ、パターニング性が良好となる。
本発明の透明積層体は、前述の透明電極パターンの前述の第二の透明樹脂層が形成された側と反対側に、屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜をさらに有することが、透明電極パターンの視認性をより改善する観点から、好ましい。なお、本明細書中、特に断りがなく「透明膜」と記載する場合は、上記の「屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜」を指す。
本発明の透明積層体は、前述の屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜の前述の透明電極パターンが形成された側と反対側に、透明基板をさらに有することが好ましい。
図11では、透明基板1、屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜11を有し、さらに透明電極パターン4、第二の透明樹脂層12および感光性透明樹脂層7がこの順に積層された領域21を面内に有する。また、図11では、前述の透明積層体は、上記領域に加えて、透明基板1、および異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜を含む多層膜11がこの順に積層された領域(図11の構成では、第二の透明樹脂層12と感光性透明樹脂層7がこの順に積層された領域22(すなわち、透明電極パターンが形成されていない非パターン領域22))を含むことが示されている。
換言すれば、前述の透明電極パターン付き基板は、透明基板1、異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜を含む多層膜11、透明電極パターン4、第二の透明樹脂層12および感光性透明樹脂層7がこの順に積層された領域21を面内方向に含む。
面内方向とは、透明積層体の透明基板と平行な面に対して略平行方向を意味する。したがって、透明電極パターン4、第二の透明樹脂層12および感光性透明樹脂層7がこの順に積層された領域を面内に含むとは、透明電極パターン4、第二の透明樹脂層12および感光性透明樹脂層7がこの順に積層された領域の、透明積層体の透明基板と平行な面への正射影が、透明積層体の透明基板と平行な面内に存在することを意味する。
ここで、本発明の透明積層体を後述する静電容量型入力装置に用いる場合、透明電極パターンは行方向と列方向の略直交する2つの方向にそれぞれ第一の透明電極パターンおよび第二の透明電極パターンとして設けられることがある(例えば、図3参照)。例えば図3の構成では、本発明の透明積層体における透明電極パターンは、第二の透明電極パターン4であっても、第一の透明電極パターン3のパッド部分3aであってもよい。言い換えると、以下の本発明の透明積層体の説明では、透明電極パターンの符号を「4」で代表して表すことがあるが、本発明の透明積層体における透明電極パターンは、本発明の静電容量型入力装置における第二の透明電極パターン4への使用に限定されず、例えば第一の透明電極パターン3のパッド部分3aとして使用してもよい。
図11には、本発明の透明積層体が非パターン領域22を含む態様が示されている。
本発明の透明積層体は、前述の透明電極パターンが形成されていない非パターン領域22の少なくとも一部に、前述の透明基板、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層がこの順に積層された領域を面内に含むことが好ましい。
本発明の透明積層体は、前述の透明基板、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層がこの順に積層された領域において、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層が互いに隣接していることが好ましい。
但し、前述の非パターン領域22のその他の領域には、本発明の趣旨に反しない限りにおいてその他の部材を任意の位置に配置してもよく、例えば本発明の透明積層体を後述する静電容量型入力装置に用いる場合、図1Aにおけるマスク層2や、絶縁層5や導電性要素6などを積層することができる。
図11には、前述の透明基板1の上に隣接して前述の透明膜11が積層している態様が示されている。
但し、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、前述の透明基板および前述の透明膜の間に、第三の透明膜が積層されていてもよい。例えば、前述の透明基板および前述の透明膜の間に、屈折率1.5〜1.52の第三の透明膜(図11には不図示)を含むことが好ましい。
ここで、前述の透明膜は、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。前述の透明膜が2層以上の積層構造である場合、前述の透明膜の膜厚とは、全層の合計膜厚を意味する。
図11には、前述の透明膜11の一部の領域上に隣接して前述の透明電極パターン4が積層している態様が示されている。
図11に示すように、前述の透明電極パターン4の端部は、その形状に特に制限はないがテーパー形状を有していてもよく、例えば、前述の透明基板側の面の方が、前述の透明基板と反対側の面よりも広いようなテーパー形状を有していてもよい。
ここで、前述の透明電極パターンの端部がテーパー形状であるときの透明電極パターンの端部の角度(以下、テーパー角とも言う)は、30°以下であることが好ましく、0.1〜15°であることがより好ましく、0.5〜5°であることが特に好ましい。
本明細書中におけるテーパー角の測定方法は、前述の透明電極パターンの端部の顕微鏡写真を撮影し、その顕微鏡写真のテーパー部分を三角形に近似し、テーパー角を直接測定して求めることができる。
図10に透明電極パターンの端部がテーパー形状である場合の一例を示す。図10におけるテーパー部分を近似した三角形は、底面が800nmであり、高さ(底面と略平行な上底部分における膜厚)が40nmであり、このときのテーパー角αは約3°である。テーパー部分を近似した三角形の底面は、10〜3000nmであることが好ましく、100〜1500nmであることがより好ましく、300〜1000nmであることが特に好ましい。
なお、テーパー部分を近似した三角形の高さの好ましい範囲は、透明電極パターンの膜厚の好ましい範囲と同様である。
図11には、前述の透明電極パターン、前述の第二の透明樹脂層および感光性透明樹脂層がこの順に積層された領域21において、前述の透明電極パターン、前述の第二の透明樹脂層および感光性透明樹脂層が互いに隣接している態様が示されている。
ここで、「連続して」とは、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層がパターン膜ではなく、連続膜であることを意味する。すなわち、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層は、開口部を有していないことが、透明電極パターンを視認されにくくする観点から好ましい。
また、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層によって、前述の透明電極パターンおよび前述の非パターン領域22が、他の層を介して被覆されるよりも、直接被覆されることが好ましい。他の層を介して被覆される場合における「他の層」としては、後述する本発明の静電容量型入力装置に含まれる絶縁層5や、後述する本発明の静電容量型入力装置のように透明電極パターンが2層以上含まれる場合は2層目の透明電極パターンなどを挙げることができる。
図11には、前述の第二の透明樹脂層12が積層している態様が示されている。前述の第二の透明樹脂層12は、前述の透明膜11上の透明電極パターン4が積層していない領域と、透明電極パターン4が積層している領域との上にまたがって積層している。すなわち、前述の第二の透明樹脂層12は、前述の透明膜11と隣接しており、さらに、前述の第二の透明樹脂層12は、透明電極パターン4と隣接している。
また、透明電極パターン4の端部がテーパー形状である場合は、テーパー形状に沿って(テーパー角と同じ傾きで)前述の第二の透明樹脂層12が積層していることが好ましい。
(透明基板)
本発明の透明積層体は、前述の透明基板が屈折率1.5〜1.55のガラス基板であることが好ましい。前述の透明基板の屈折率は、1.5〜1.52であることが特に好ましい。
前述の透明基板は、ガラス基板等の透光性基板で構成されており、コーニング社のゴリラガラスに代表される強化ガラスなどを用いることができる。また、前述の透明基板としては、特開2010−86684号公報、特開2010−152809号公報および特開2010−257492号公報に用いられている材料を好ましく用いることができる。
前述の透明電極パターンの屈折率は1.75〜2.1であることが好ましい。
前述の透明電極パターンの材料は特に制限されることはなく、公知の材料を用いることができる。例えば、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透光性の導電性金属酸化膜で作製することができる。このような金属膜としては、ITO膜;Al、Zn、Cu、Fe、Ni、Cr、Mo等の金属膜;SiO2等の金属酸化膜などが挙げられる。この際、各要素の、膜厚は10〜200nmとすることができる。また、焼成により、アモルファスのITO膜を多結晶のITO膜とするため、電気的抵抗を低減することもできる。また、前述の第一の透明電極パターン3と、第二の透明電極パターン4と、後述する導電性要素6とは、前述の導電性繊維を用いた光硬化性樹脂層を有する感光性フィルムを用いて製造することもできる。その他、ITO等によって第一の導電性パターン等を形成する場合には、特許第4506785号公報の段落0014〜0016等を参考にすることができる。その中でも、前述の透明電極パターンは、ITO膜であることが好ましい。
本発明の透明積層体は、前述の透明電極パターンが屈折率1.75〜2.1のITO膜であることが好ましい。
本発明の透明積層体に含まれる感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の好ましい範囲は、本発明の転写フィルムにおける前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層の好ましい範囲と同様である。
本発明の透明積層体は、前述の透明膜の屈折率が1.6〜1.78であり、1.65〜1.74であることが好ましい。ここで、前述の透明膜は、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。前述の透明膜が2層以上の積層構造である場合、前述の透明膜の屈折率とは、全層の屈折率を意味する。
このような屈折率の範囲を満たす限りにおいて、前述の透明膜の材料は特に制限されない。
本発明の透明積層体は、前述の透明膜と前述の第二の透明樹脂層が、同一材料によって構成されたことが光学的均質性の観点から好ましい。
透明樹脂膜に用いられる金属酸化物粒子や樹脂(バインダー)やその他の添加剤としては本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限は無く、本発明の転写フィルムにおける前述の第二の透明樹脂層に用いられる樹脂やその他の添加剤を好ましく用いることができる。
本発明の透明積層体は、前述の透明膜が無機膜であってもよい。無機膜に用いられる材料としては、本発明の転写フィルムにおける前述の第二の透明樹脂層に用いられる材料を好ましく用いることができる。
前述の第三の透明膜の屈折率は、1.5〜1.55であることが前述の透明基板の屈折率に近付けて、透明電極パターンの視認性を改善する観点から好ましく、1.5〜1.52であることがより好ましい。
透明積層体の製造方法は、透明電極パターン上に、本発明の転写フィルムの前述の第二の透明樹脂層および前述の感光性透明樹脂層をこの順で積層する工程を含むことが好ましい。
このような構成により、透明積層体の第二の透明樹脂層および前述の感光性透明樹脂層を一括して転写することができ、透明電極パターンが視認される問題がない透明積層体を容易に、生産性良く製造することができる。
なお、前述の第二の透明樹脂層は、前述の透明電極パターン上と、前述の非パターン領域では前述の透明膜上に直接、または、他の層を介して、製膜される。
また、後の転写工程におけるラミネートによる各層の密着性を高めるために、予め透明基板(前面板)の非接触面に表面処理を施すことができる。前述の表面処理としては、シラン化合物を用いた表面処理(シランカップリング処理)を実施することが好ましい。シランカップリング剤としては、感光性樹脂と相互作用する官能基を有するものが好ましい。例えばシランカップリング液(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)0.3質量%水溶液、商品名:KBM603、信越化学(株)製)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄する。この後、加熱により反応させる。加熱槽を用いてもよく、ラミネータの基板予備加熱でも反応を促進できる。
前述の透明電極パターンは、後述する本発明の静電容量型入力装置の説明における、第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6の形成方法などを用いて、透明基板上または前述の屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜上に製膜することができ、感光性フィルムを用いる方法が好ましい。
前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を形成する方法は、本発明の転写フィルムから前述の保護フィルムを除去する保護フィルム除去工程と、前述の保護フィルムが除去された本発明の転写フィルムの前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を透明電極パターン上に転写する転写工程と、透明電極パターン上に転写された感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を露光する露光工程と、露光された感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を現像する現像工程と、を有する方法が挙げられる。
前述の転写工程は、前述の保護フィルムが除去された本発明の転写フィルムの前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を透明電極パターン上に転写する工程であることが好ましい。
この際、本発明の転写フィルムの前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を透明電極パターンにラミネート後、基材(仮支持体)を取り除く工程を含む方法が好ましい。
前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層の仮支持体表面への転写(貼り合わせ)は、前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を透明電極パターン表面に重ね、加圧、加熱することに行われる。貼り合わせには、ラミネータ、真空ラミネータ、および、より生産性を高めることができるオートカットラミネーター等の公知のラミネータを使用することができる。
前述の露光工程、現像工程、およびその他の工程の例としては、特開2006−23696号公報の段落0035〜0051に記載の方法を本発明においても好適に用いることができる。
具体的には、前述の透明電極パターン上に形成された前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層の上方に所定のマスクを配置し、その後このマスク、仮支持体を介してマスク上方から前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を露光する方法が挙げられる。
ここで、前述の露光の光源としては、前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を硬化しうる波長域の光(例えば、365nm、405nmなど)を照射できるものであれば適宜選定して用いることができる。具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。露光量としては、通常5〜200mJ/cm2程度であり、好ましくは10〜100mJ/cm2程度である。
本発明では、前述の現像工程は、パターン露光された前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を現像液によってパターン現像する狭義の意味の現像工程である。
前述の現像は、現像液を用いて行うことができる。前述の現像液としては、特に制約はなく、特開平5−72724号公報に記載の現像液など、公知の現像液を使用することができる。尚、現像液は光硬化性樹脂層が溶解型の現像挙動をする現像液が好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/Lの濃度で含む現像液が好ましい。一方、前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層自体はパターンを形成しない場合の現像液は前述の非アルカリ現像型着色組成物層を溶解しない型の現像挙動をする現像液が好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/Lの濃度で含む現像液が好ましい。現像液には、更に水と混和性を有する有機溶剤を少量添加してもよい。水と混和性を有する有機溶剤としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。有機溶剤の濃度は0.1質量%〜30質量%が好ましい。
また、前述の現像液には、更に公知の界面活性剤を添加することができる。界面活性剤の濃度は0.01質量%〜10質量%が好ましい。
本発明の透明積層体が、前述の透明電極パターンの前述の第二の透明樹脂層が形成された側と反対側に、屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜をさらに有する場合、前述の透明膜は、前述の透明電極パターンの上に直接、または、前述の第三の透明膜などの他の層を介して、製膜される。
前述の透明膜の製膜方法としては特に制限はないが、転写またはスパッタによって製膜することが好ましい。
その中でも、本発明の透明積層体は、前述の透明膜が、仮支持体上に形成された透明硬化性樹脂膜を、前述の透明基板上に転写して製膜されてなることが好ましく、転写後に硬化して製膜されてなることがより好ましい。転写および硬化の方法としては、後述する本発明の静電容量型入力装置の説明における感光性フィルムを用い、透明積層体の製造方法における前述の感光性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を転写する方法と同様に転写、露光、現像およびその他の工程を行う方法を挙げることができる。その場合は、感光性フィルム中の光硬化性樹脂層に前述の金属酸化物粒子を分散させることで、上述の範囲に前述の透明膜の屈折率を調整することが好ましい。
スパッタの方法としては、特開2010−86684号公報、特開2010−152809号公報および特開2010−257492号公報に用いられている方法を好ましく用いることができる。
前述の第三の透明膜の製膜方法は、透明基板上に屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜を製膜する方法と同様である。
透明積層体の製造方法は、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化する工程の後に、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の未硬化部分(光硬化の場合は、未露光部分のみ、または、露光部分のみ)を現像して、取り除く工程を含むことがより好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、本発明の透明積層体を有する。
本発明の静電容量型入力装置は、本発明の転写フィルムから第二の透明樹脂層と前述の第二の透明樹脂層に隣接して配置された感光性透明樹脂層とを、静電容量型入力装置の透明電極パターンの上に転写して作製されてなることが好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、本発明の転写フィルムから転写された感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化されてなることが好ましく、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時にパターン硬化されてなることがより好ましい。なお、本発明の転写フィルムから転写された感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化する際、本発明の転写フィルムから保護フィルムを剥離しないことが好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、本発明の転写フィルムから転写され、同時にパターン硬化されてなる感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の未硬化部分を現像し、取り除かれてなることがより好ましい。なお、本発明の転写フィルムから転写された感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化した後、現像する前に本発明の転写フィルムから保護フィルムを剥離することが好ましい。本発明の静電容量型入力装置は、引き回し配線の端末部で、ポリイミドフィルム上に形成されたフレキシブル配線と接続する必要があるため、感光性透明樹脂層(および第二の透明樹脂層)に覆われていないことが好ましい。
その態様を図13に示した。図13は透明電極パターンの引き回し配線(別の導電性要素6)と引き回し配線の端末部31を含む、以下の構成の静電容量型入力装置を示した。
引き回し配線の端末部31上の感光性透明樹脂層(および第二の透明樹脂層)が未硬化部(未露光部)となっているため、現像で除去され、引き回し配線の端末部31が露出している。
具体的な露光、現像の態様を図14および図15に示した。図14は、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を有する本発明の転写フィルム30を、静電容量型入力装置の透明電極パターンの上にラミネートにより積層し、露光等によって硬化する前の状態を示す。フォトリソグラフィを利用する場合、すなわち露光により硬化する場合は、図15に示した形状の感光性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の硬化部(露光部)33を、マスクを用いてパターン露光および未露光部の現像をすることにより、得ることができる。具体的には、図15では、感光性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の未硬化部として引き回し配線の端末部に対応する開口部34と、静電容量型入力装置の枠部の輪郭の外側にはみ出していた感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を有する本発明の転写フィルムの端部とが取り除かれた、引き回し配線の端末部(取出配線部)を覆わないための感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の硬化部(所望のパターン)が得られる。
これにより、ポリイミドフィルム上に作製されたフレキシブル配線を、引き回し配線の端末部31に直接つなぐことができ、これにより、センサーの信号を電気回路に送ることが可能になる。
本発明の静電容量型入力装置は、透明電極パターンと、この透明電極パターンに隣接して配置された第二の透明樹脂層と、この第二の透明樹脂層に隣接して配置された感光性透明樹脂層とを有し、前述の第二の透明樹脂層の屈折率が前述の感光性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前述の第二の透明樹脂層の屈折率が1.6以上である、透明積層体を有することが好ましい。
以下、本発明の静電容量型入力装置の好ましい態様の詳細を説明する。
(3)複数のパッド部分が接続部分を介して第一の方向に延在して形成された複数の第一の透明電極パターン;
(4)前述の第一の透明電極パターンと電気的に絶縁され、前述の第一の方向に交差する方向に延在して形成された複数のパッド部分からなる複数の第二の電極パターン;
(5)前述の第一の透明電極パターンと前述の第二の電極パターンとを電気的に絶縁する絶縁層;
(7) 前述の(3)〜(5)の要素の全てまたは一部を覆うように形成された第二の透明樹脂層;
(8) 前述の(7)の要素を覆うように隣接して形成された感光性透明樹脂層。
ここで、前述の(7)第二の透明樹脂層が、本発明の透明積層体における前述の第二の透明樹脂層に相当する。また、前述の(8)感光性透明樹脂層が、本発明の透明積層体における前述の感光性透明樹脂層に相当する。なお、前述の感光性透明樹脂層は、通常公知の静電容量型入力装置におけるいわゆる透明保護層であることが好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、さらに、(6)前述の第一の透明電極パターンおよび前述の第二の電極パターンの少なくとも一方に電気的に接続される、前述の第一の透明電極パターンおよび前述の第二の電極パターンとは別の導電性要素を有していてもよい。
ここで、前述の(4)第二の電極パターンが透明電極パターンでなく、前述の(6)別の導電性要素を有さない場合は、前述の(3)第一の透明電極パターンが、本発明の透明積層体における透明電極パターンに相当する。
前述の(4)第二の電極パターンが透明電極パターンであり、前述の(6)別の導電性要素を有さない場合は、前述の(3)第一の透明電極パターンおよび前述の(4)第二の電極パターンのうち少なくとも一つが、本発明の透明積層体における透明電極パターンに相当する。
前述の(4)第二の電極パターンが透明電極パターンでなく、前述の(6)別の導電性要素を有する場合は、前述の(3)第一の透明電極パターンおよび前述の(6)別の導電性要素のうち少なくとも一つが、本発明の透明積層体における透明電極パターンに相当する。
前述の(4)第二の電極パターンが透明電極パターンであり、前述の(6)別の導電性要素を有する場合は、前述の(3)第一の透明電極パターン、前述の(4)第二の電極パターンおよび前述の(6)別の導電性要素のうち少なくとも一つが、本発明の透明積層体における透明電極パターンに相当する。
前述の(1)マスク層および/または加飾層は、前述の(2)透明膜と前述の前面板の間、前述の(3)第一の透明電極パターンと前述の前面板の間、前述の(4)第二の透明電極パターンと前述の前面板の間、または、前述の(6)別の導電性要素と前述の前面板の間に有することが好ましい。前述の(1)マスク層および/または加飾層は、前述の前面板に隣接して設けられることがより好ましい。
まず、本発明の静電容量型入力装置の好ましい構成について、装置を構成する各部材の製造方法とあわせて説明する。図1Aは、本発明の静電容量型入力装置の好ましい構成を示す断面図である。図1Aにおいて静電容量型入力装置10は、透明基板(前面板)1と、マスク層2と、屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜11と、第一の透明電極パターン3と、第二の透明電極パターン4と、絶縁層5と、導電性要素6と、第二の透明樹脂層12と、感光性透明樹脂層7と、から構成されている態様が示されている。
また、後述する図3におけるX−X’断面を表した図1Bも同様に、本発明の静電容量型入力装置の好ましい構成を示す断面図である。図1Bにおいて静電容量型入力装置10は、透明基板(前面板)1と、屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜11と、第一の透明電極パターン3と、第二の透明電極パターン4と、第二の透明樹脂層12と、感光性透明樹脂層7と、から構成されている態様が示されている。
本発明の静電容量型入力装置10には、図2に示すように、前面板1の一部の領域(図2においては入力面以外の領域)を覆うようにマスク層2が設けられている。更に、前面板1には、図2に示すように一部に開口部8を設けることができる。開口部8には、押圧式のメカニカルなスイッチを設置することができる。
このように、一定の厚みが必要なマスク層と前面板裏面とにまたがって感光性フィルムをラミネートする場合でも、後述する特定の層構成を有する感光性フィルムを用いることで真空ラミネータなどの高価な設備を用いなくても、簡単な工程でマスク部分境界に泡の発生がないラミネートが可能になる。
また、図3における第一の透明電極パターン3や第二の透明電極パターン4や後述する導電性要素6が形成されていない領域が、本発明の透明積層体における非パターン領域22に相当する。
図1Aにおいては、導電性要素6が第二の透明電極パターン4に接続されている図が示されている。
本発明の静電容量型入力装置を製造する過程で形成される態様例として、図4〜8の態様を挙げることができる。図4は、開口部8が形成された強化処理ガラス11の一例を示す上面図である。図5は、マスク層2が形成された前面板の一例を示す上面図である。図6は、第一の透明電極パターン3が形成された前面板の一例を示す上面図である。図7は、第一の透明電極パターン3と第二の透明電極パターン4が形成された前面板の一例を示す上面図である。図8は、第一および第二の透明電極パターンとは別の導電性要素6が形成された前面板の一例を示す上面図である。これらは、以下の説明を具体化した例を示すものであり、本発明の範囲はこれらの図面により限定的に解釈されることはない。
本発明の転写フィルムや前述の感光性フィルムを用いて前述の各要素を形成すると、開口部を有する基板(前面板)でも開口部分からレジスト成分のモレがなく、特に前面板の境界線直上まで遮光パターンを形成する必要のあるマスク層において、ガラス端からのレジスト成分のはみ出し(モレ)がないため前面板裏側を汚染することなく、簡略な工程で、薄層化および軽量化されたタッチパネルを製造することができる。
本発明の静電容量型入力装置を製造するときに好ましく用いられる、本発明の転写フィルム以外の前述の感光性フィルムについて説明する。前述の感光性フィルムは、仮支持体と光硬化性樹脂層を有し、仮支持体と光硬化性樹脂層との間に熱可塑性樹脂層を有することが好ましい。前述の熱可塑性樹脂層を有する感光性フィルムを用いて、マスク層等を形成すると、光硬化性樹脂層を転写して形成した要素に気泡が発生し難くなり、画像表示装置に画像ムラなどが発生し難くなり、優れた表示特性を得ることができる。
前述の感光性フィルムは、ネガ型材料であってもポジ型材料であってもよい。
前述の感光性フィルムにおける前述の仮支持体、前述の熱可塑性樹脂層としては、本発明の転写フィルムに用いられるものと同様の仮支持体、熱可塑性樹脂層を用いることができる。また、前述の感光性フィルムの作製方法としても、転写フィルムの製造方法と同様の方法を用いることができる。
前述の感光性フィルムは、その用途に応じて光硬化性樹脂層に添加物を加える。即ち、マスク層の形成に前述の感光性フィルムを用いる場合には、光硬化性樹脂層に着色剤を含有させる。また、前述の感光性フィルムが導電性光硬化性樹脂層を有する場合は、前述の光硬化性樹脂層に導電性繊維等が含有される。
前述の感光性フィルムに含まれるアルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、前述の重合開始剤または重合開始系としては、本発明の転写フィルムに用いられるものと同様のアルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、重合開始剤または重合開始系を用いることができる。
前述の導電性光硬化性樹脂層を積層した前述の感光性フィルムを透明電極パターン、あるいは別の導電性要素の形成に用いる場合には、以下の導電性繊維などを光硬化性樹脂層に用いることができる。
ここで、中実構造の繊維を「ワイヤー」と称することがあり、中空構造の繊維を「チューブ」と称することがある。また、平均短軸長さが1nm〜1,000nmであって、平均長軸長さが1μm〜100μmの導電性繊維を「ナノワイヤー」と称することがある。
また、平均短軸長さが1nm〜1,000nm、平均長軸長さが0.1μm〜1,000μmであって、中空構造を持つ導電性繊維を「ナノチューブ」と称することがある。
前述の導電性繊維の材料としては、導電性を有していれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、金属およびカーボンの少なくともいずれかが好ましく、これらの中でも、前述の導電性繊維は、金属ナノワイヤー、金属ナノチューブ、およびカーボンナノチューブの少なくともいずれかが特に好ましい。
前述の銀を主に含有するとは、金属ナノワイヤー中に銀を50質量%以上、好ましくは90質量%以上含有することを意味する。
前述の銀との合金で使用する金属としては、白金、オスミウム、パラジウムおよびイリジウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前述の金属ナノワイヤーの断面形状は、基材上に金属ナノワイヤー水分散液を塗布し、断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察することにより調べることができる。
前述の金属ナノワイヤーの断面の角とは、断面の各辺を延長し、隣り合う辺から降ろされた垂線と交わる点の周辺部を意味する。また、「断面の各辺」とはこれらの隣り合う角と角を結んだ直線とする。この場合、前述の「断面の各辺」の合計長さに対する前述の「断面の外周長さ」との割合を鋭利度とした。鋭利度は、例えば図9に示したような金属ナノワイヤー断面では、実線で示した断面の外周長さと点線で示した五角形の外周長さとの割合で表すことができる。この鋭利度が75%以下の断面形状を角の丸い断面形状と定義する。前述の鋭利度は60%以下が好ましく、50%以下がより好ましい。前述の鋭利度が75%を超えると、この角に電子が局在し、プラズモン吸収が増加するためか、黄色みが残るなどして透明性が悪化してしまうことがある。また、パターンのエッジ部の直線性が低下し、ガタツキが生じてしまうことがある。前述の鋭利度の下限は、30%が好ましく、40%がより好ましい。
前述の平均短軸長さが、1nm未満であると、耐酸化性が悪化し、耐久性が悪くなることがあり、150nmを超えると、金属ナノワイヤー起因の散乱が生じ、十分な透明性を得ることができないことがある。
前述の金属ナノワイヤーの平均短軸長さは、透過型電子顕微鏡(TEM;日本電子(株)製、JEM−2000FX)を用い、300個の金属ナノワイヤーを観察し、その平均値から金属ナノワイヤーの平均短軸長さを求めた。
なお、前述の金属ナノワイヤーの短軸が円形でない場合の短軸長さは、最も長いものを短軸長さとした。
前述の平均長軸長さが、1μm未満であると、密なネットワークを形成することが難しく、十分な導電性を得ることができないことがあり、40μmを超えると、金属ナノワイヤーが長すぎて製造時に絡まり、製造過程で凝集物が生じてしまうことがある。
前述の金属ナノワイヤーの平均長軸長さは、例えば透過型電子顕微鏡(TEM;日本電子(株)製、JEM−2000FX)を用い、300個の金属ナノワイヤーを観察し、その平均値から金属ナノワイヤーの平均長軸長さを求めた。なお、前述の金属ナノワイヤーが曲がっている場合、それを弧とする円を考慮し、その半径、および曲率から算出される値を長軸長さとした。
前述の導電性光硬化性樹脂層の全固形分に対する前述の導電性繊維の含有量は、導電性と塗布液の安定性の観点から、0.01〜50質量%が好ましく、0.05〜30質量%が更に好ましく、0.1〜20質量%が特に好ましい。
また、前述の感光性フィルムをマスク層として用いる場合には、光硬化性樹脂層に着色剤を用いることができる。本発明に用いる着色剤としては、公知の着色剤(有機顔料、無機顔料、染料等)を好適に用いることができる。尚、本発明においては、黒色着色剤の他に、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることができる。
前述の顔料を分散させる際に使用する分散機としては、特に制限はなく、例えば、朝倉邦造著、「顔料の事典」、第一版、朝倉書店、2000年、438項に記載されているニーダー、ロールミル、アトライダー、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル、ビーズミル等の公知の分散機が挙げられる。
更にこの文献310頁記載の機械的摩砕により、摩擦力を利用し微粉砕してもよい。
本明細書でいう全固形分とは着色感光性樹脂組成物から溶剤等を除いた不揮発成分の総質量を意味する。
さらに、前述の光硬化性樹脂層は、その他の添加剤を用いてもよい。前述の添加剤としては、本発明の転写フィルムに用いられるものと同様の添加剤を用いることができる。
また、前述の感光性フィルムを塗布により製造する際の溶剤としては、本発明の転写フィルムに用いられるものと同様の溶剤を用いることができる。
前述のマスク層2、絶縁層5は、前述の感光性フィルムを用いて光硬化性樹脂層を前面板1などに転写することで形成することができる。例えば、黒色のマスク層2を形成する場合には、前述の光硬化性樹脂層として黒色光硬化性樹脂層を有する前述の感光性フィルムを用いて、前述の前面板1の表面に前述の黒色光硬化性樹脂層を転写することで形成することができる。絶縁層5を形成する場合には、前述の光硬化性樹脂層として絶縁性の光硬化性樹脂層を有する前述の感光性フィルムを用いて、第一の透明電極パターンが形成された前述の前面板1の表面に前述の光硬化性樹脂層を転写することで形成することができる。
さらに、遮光性が必要なマスク層2の形成に、光硬化性樹脂層と仮支持体との間に熱可塑性樹脂層を有する特定の層構成を有する前述の感光性フィルムを用いることで感光性フィルムラミネート時の気泡発生を防止し、光モレのない高品位なマスク層2等を形成することができる。
前述の第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6は、エッチング処理または導電性光硬化性樹脂層を有する前述の感光性フィルムを用いて、あるいは感光性フィルムをリフトオフ材として使用して形成することができる。
エッチング処理によって、前述の第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6を形成する場合、まずマスク層2等が形成された前面板1の非接触面上にITO等の透明電極層をスパッタリングによって形成する。次いで、前述の透明電極層上に前述の光硬化性樹脂層としてエッチング用光硬化性樹脂層を有する前述の感光性フィルムを用いて露光・現像によってエッチングパターンを形成する。その後、透明電極層をエッチングして透明電極をパターニングし、エッチングパターンを除去することで、第一の透明電極パターン3等を形成することができる。
前述のエッチング後、ライン汚染を防ぐために必要に応じて、洗浄工程・乾燥工程を行ってもよい。洗浄工程については、例えば常温で純水により10〜300秒間仮支持体を洗浄して行い、乾燥工程については、エアブローを使用して、エアブロー圧(0.1〜5kg/cm2程度)を適宜調整し行えばよい。
導電性光硬化性樹脂層を有する前述の感光性フィルムを用いて、前述の第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6を形成する場合、前述の前面板1の表面に前述の導電性光硬化性樹脂層を転写することで形成することができる。
前述の第一の透明電極パターン3等を、前述の導電性光硬化性樹脂層を有する感光性フィルムを用いて形成すると、開口部を有する基板(前面板)でも開口部分からレジスト成分のモレがなく、基板裏側を汚染することなく、簡略な工程で、薄層/軽量化のメリットがあるタッチパネルの製造を可能となる。
さらに、第一の透明電極パターン3等の形成に、導電性光硬化性樹脂層と仮支持体との間に熱可塑性樹脂層を有する特定の層構成を有する前述の感光性フィルムを用いることで感光性フィルムラミネート時の気泡発生を防止し、導電性に優れ抵抗の少ないに第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6を形成することができる。
また、前述の感光性フィルムをリフトオフ材として用いて、第一の透明電極層、第二の透明電極層およびその他の導電性部材を形成することもできる。
この場合、前述の感光性フィルムを用いてパターニングした後に、仮支持体全面に透明導電層を形成した後、堆積した透明導電層ごと前述の光硬化性樹脂層の溶解除去を行うことにより所望の透明導電層パターンを得ることができる(リフトオフ法)。
本発明の静電容量型入力装置、およびこの静電容量型入力装置を構成要素として備えた画像表示装置は、『最新タッチパネル技術』(2009年7月6日発行(株)テクノタイムズ)、三谷雄二監修、“タッチパネルの技術と開発”、シーエムシー出版(2004,12)、FPD International 2009 Forum T−11講演テキストブック、Cypress Semiconductor Corporation アプリケーションノートAN2292等に開示されている構成を適用することができる。
1.転写フィルムに用いる材料の調製
<感光性透明樹脂層用の塗布液の調製>
以下の表1に示すとおり感光性透明樹脂層用の塗布液の材料A−1〜A−15を調製した。
次に下記表2のとおり、第二の透明樹脂層用の塗布液の材料B−1〜B−6を調製した。
下記表4に記載の厚みD(μm)のポリエチレンテレフタレートフィルムである仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記表4に記す膜厚になるように塗布量を変更しながら、感光性透明樹脂層用の材料A−1〜A−15を形成した。120℃の乾燥ゾーンで溶剤を揮発させた後、スリット状ノズルを用いて第二の透明樹脂層用の材料B−1〜B−6を0.1μmの膜厚になるように、塗布量を変更しながら塗布、乾燥させた。得られた仮支持体、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層がこの順で形成された積層体を、各実施例および比較例の転写フィルムとした。
(転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値)
仮支持体、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層がこの順で形成された各実施例および比較例の転写フィルムについて、下記測定方法Aで四隅の反り上がり量の平均値Rを求めた。なお、各実施例および比較例の転写フィルムは、縦90mm、横35mmの形状となるようにカットした。
測定方法A: 縦90mm、横35mmの形状とした転写フィルムに対して、750mJの紫外線を照射した後に、前述の感光性透明樹脂層を上にして平坦面に設置し、25℃、相対湿度60%環境下で2時間静置した後に四隅の反り上がり量を測定し、四隅の反り上がり量の平均値Rを求める;
得られたRの値に基づいて、下記式(1)の左辺、すなわちR×D2の値を計算し、下記表4に記載した。
式(1) R × D2 < 2600
式(1)中、Rは下記測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmである;
さらに得られたRの値に基づいて、下記式(2)の左辺、すなわちR×D2×Eの値を計算し、下記表4に記載した。
式(2) R × D2 ×E< 10400
式(2)中、Rは前述の測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmであり;
Eは仮支持体の弾性率を表し、単位はGPaである;
なお、仮支持体の弾性率Eは、以下の方法で求めた値を採用した。
エー・アンド・デイ社製テンシロンRTG−1210を用いて仮支持体を引っ張った際のS−Sカーブより弾性率Eを求めた。
各実施例および比較例の転写フィルムについて、下記測定方法Bで感光性透明樹脂層のC=C結合消費率を求めた。
測定方法B: 転写フィルムに対して750mJの紫外線を照射した後に、150℃で30分の加熱をした後のC=C結合の残存量を測定し、紫外線照射および加熱をする前後のC=C結合消費率を求める。
C=C結合消費率を求めるときの具体的に用いるサンプルフィルムの調製方法、測定方法および計算方法は以下のとおりとした。
仮支持体、感光性透明樹脂層および第二の透明樹脂層がこの順で形成された各実施例および比較例の転写フィルムを製造した時点で、この感光性透明樹脂層を、ミクロトームを用いて表面から切片を切削し、紫外線照射および加熱をする前の未硬化品の測定試料とした。また、転写フィルムに対して750mJの紫外線を照射した後に、150℃で30分の加熱をした後の時点で、この感光性透明樹脂層を、ミクロトームを用いて表面から切片を切削し、紫外線照射および加熱をした後の硬化後の測定試料とした。これらの切片0.1mgに対して、KBr粉末2mgを加え、黄色灯下でよく混合し、C=C結合消費率の測定における測定試料とした。
FT−IR装置(サーモ・ニコレー・ジャパン製、ニコレット710)を用いて、400cm-1〜4000cm-1の波長領域を測定し、C=C結合由来の810cm-1のピーク強度を求めた。塗布・乾燥のみの紫外線照射および加熱をする前の未硬化品の各測定試料のピーク強度(=C=C結合残存量)Aと、塗布・乾燥・紫外線照射および加熱による硬化後の各測定試料のピーク強度Bを求めた。各実施例および比較例で形成した感光性透明樹脂層について下記式にしたがって、C=C結合消費率を計算した。
式:
C=C結合消費率={1−(B/A)}×100%
得られた結果を下記表4に記載した。
<透明膜の形成>
膜厚38μm、屈折率1.53のシクロオレフィン樹脂フィルムを、高周波発振機を用いて、出力電圧100%、出力250Wで、直径1.2mmのワイヤー電極で、電極長240mm、ワーク電極間1.5mmの条件で3秒間コロナ放電処理を行い、表面改質を行った。得られたフィルムを透明フィルム基板とした。
次に、下記表3中に示す材料−Cの材料を、スリット状ノズルを用いて、透明フィルム基板上に塗工した後、紫外線照射(積算光量300mJ/cm2)し、約110℃で乾燥することにより、屈折率1.60、膜厚80nmの透明膜を製膜した。
上記にて得られた透明フィルム基板上に透明膜が積層されたフィルムを、真空チャンバー内に導入し、SnO2含有率が10質量%のITOターゲット(インジウム:錫=95:5(モル比))を用いて、DCマグネトロンスパッタリング(条件:透明フィルム基板の温度150℃、アルゴン圧0.13Pa、酸素圧0.01Pa)により、厚さ40nm、屈折率1.82のITO薄膜を形成し、透明フィルム基板上に透明膜と透明電極層を形成したフィルムを得た。ITO薄膜の表面抵抗は80Ω/□であった。
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記の処方H1からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記の処方P1からなる中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、下記の処方E1からなるエッチング用光硬化性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。このようにして仮支持体の上に乾燥膜厚が15.1μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、膜厚2.0μmエッチング用光硬化性樹脂層から成る積層体を得、最後に保護フイルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。こうして仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とエッチング用光硬化性樹脂層とが一体となった転写材料であるエッチング用感光性フィルムを作製した。
・メチルメタクリレート/スチレン/メタクリル酸共重合体
(共重合体組成(質量%):31/40/29、質量平均分子量60000、
酸価163mgKOH/g) :16質量部
・モノマー1(商品名:BPE−500、新中村化学工業(株)製)
:5.6質量部
・ヘキサメチレンジイソシアネートのテトラエチレンオキシドモノ
メタクリレート0.5モル付加物 :7質量部
・分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジ
メタノールモノアクリレート :2.8質量部
・2−クロロ−N−ブチルアクリドン :0.42質量部
・2,2−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル
ビイミダゾール :2.17質量部
・マラカイトグリーンシュウ酸塩 :0.02質量部
・ロイコクリスタルバイオレット :0.26質量部
・フェノチアジン :0.013質量部
・界面活性剤(商品名:メガファックF−780F、大日本インキ(株)製)
:0.03質量部
・メチルエチルケトン :40質量部
・1−メトキシ−2−プロパノール :20質量部
なお、エッチング用光硬化性樹脂層用塗布液E1の溶剤除去後の100℃の粘度は2500Pa・secであった。
・メタノール :11.1質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート :6.36質量部
・メチルエチルケトン :52.4質量部
・メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジル
メタクリレート/メタクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)=
55/11.7/4.5/28.8、分子量=10万、Tg≒70℃)
:5.83質量部
・スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)=63/37、
重量平均分子量=1万、Tg≒100℃) :13.6質量部
・モノマー1(商品名:BPE−500、新中村化学工業(株)製)
:9.1質量部
・フッ素系ポリマー :0.54質量部
上記のフッ素系ポリマーは、C6F13CH2CH2OCOCH=CH2 40部とH(OCH(CH3)CH2)7OCOCH=CH2 55部とH(OCHCH2)7OCOCH=CH2 5部との共重合体で、重量平均分子量3万、メチルエチルケトン30質量%溶液である(商品名:メガファックF780F、大日本インキ化学工業(株)製)
・ポリビニルアルコール :32.2質量部
(商品名:PVA205、(株)クラレ製、鹸化度=88%、重合度550)
・ポリビニルピロリドン :14.9質量部
(商品名:K−30、アイエスピー・ジャパン(株)製)
・蒸留水 :524質量部
・メタノール :429質量部
透明フィルム基板上に透明膜と透明電極層を形成したフィルムを洗浄し、保護フィルムを除去したエッチング用感光性フィルムE1をラミネートした(透明フィルム基板の温度:130℃、ゴムローラー温度120℃、線圧100N/cm、搬送速度2.2m/分)。仮支持体を剥離後、露光マスク(透明電極パターンを有す石英露光マスク)面とこのエッチング用光硬化性樹脂層との間の距離を200μmに設定し、露光量50mJ/cm2(i線)でパターン露光した。
次に、トリエタノールアミン系現像液(トリエタノールアミン30質量%含有、商品名:T−PD2(富士フイルム(株)製)を純水で10倍に希釈した液)を25℃で100秒間、界面活性剤含有洗浄液(商品名:T−SD3(富士フイルム(株)製)を純水で10倍に希釈した液)を用いて33℃で20秒間処理し、回転ブラシ、超高圧洗浄ノズルで残渣除去を行い、さらに130℃30分間のポストベーク処理を行って、透明フィルム基板上に透明膜と透明電極層とエッチング用光硬化性樹脂層パターンとを形成したフィルムを得た。
透明フィルム基板上に透明膜と透明電極層とエッチング用光硬化性樹脂層パターンとを形成したフィルムを、ITOエッチャント(塩酸、塩化カリウム水溶液。液温30℃)を入れたエッチング槽に浸漬し、100秒処理し、エッチング用光硬化性樹脂層で覆われていない露出した領域の透明電極層を溶解除去し、エッチング用光硬化性樹脂層パターンのついた透明電極パターン付のフィルムを得た。
次に、エッチング用光硬化性樹脂層パターンのついた透明電極パターン付のフィルムを、レジスト剥離液(N−メチル−2−ピロリドン、モノエタノールアミン、界面活性剤(商品名:サーフィノール465、エアープロダクツ製)液温45℃)を入れたレジスト剥離槽に浸漬し、200秒処理し、エッチング用光硬化性樹脂層を除去し、透明フィルム基板上に透明膜および透明電極パターンを形成したフィルムを得た。
保護フィルムを剥離した各実施例および比較例の転写フィルムを用いて、透明フィルム基板上に透明膜および透明電極パターンを形成したフィルムの透明膜と透明電極パターンを、第二の透明樹脂層が覆うように、各実施例および比較例の転写フィルムから第二の透明樹脂層、感光性透明樹脂層および仮支持体をこの順で転写した(透明フィルム基板の温度:40℃、ゴムローラー温度110℃、線圧3N/cm、搬送速度2m/分)。
その後、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング(株)製)を用いて、露光マスク(オーバーコート形成用パターンを有す石英露光マスク)面と仮支持体との間の距離を125μmに設定し、仮支持体を介して露光量100mJ/cm2(i線)でパターン露光した。仮支持体を剥離後、炭酸ソーダ2%水溶液32℃で60秒間洗浄処理した。洗浄処理後の透明フィルム基板に超高圧洗浄ノズルから超純水を噴射することで残渣を除去した。引き続き、エアを吹きかけて透明フィルム基板上の水分を除去し、145℃30分間のポストベーク処理を行って、透明フィルム基板上に透明膜、透明電極パターン、第二の透明樹脂層および感光性透明樹脂層がこの順で連続された各実施例および比較例の透明積層体を製膜した。
<密着性の評価>
JIS規格(K5400)を参考に100マスのクロスカット試験を実施した。各実施例および比較例の透明積層体の試験面である感光性透明樹脂層にカッターナイフを用いて1mm四方の碁盤目の切り傷を入れ、透明粘着テープ#600(スリーエム(株)製)を強く圧着させ、180℃方向に剥離した後、碁盤目の状態を観察し、以下の評点にしたがって密着性を評価した。A、BまたはCであることが実用上必須であり、AまたはBであることが好ましく、Aであることがより好ましい。評価結果は表4にまとめた。
《評価基準》
A : 全面積のほぼ100%が密着している。
B : 全面積のうち95%以上100%未満が密着し残っている。
C : 全面積のうち65%以上95%未満が密着し残っている。
D : 全面積のうち35%以上65%未満が密着し残っている。
E : 全面積のうち密着して残っている部分が35%未満。
保護フィルムを剥離した各実施例および比較例の転写フィルムを用いて、銅箔が積層されたPETフィルム(ジオマテック社製)上に、透明電極パターン基材への転写と同様にして、第二の透明樹脂層、感光性透明樹脂層を転写、後プロセスを実施した。膜面に濃度50g/Lの塩水を5cc滴下し、50cm2に均一に広げた後、常温にて水分を揮発させ、高温高湿下(85℃、相対湿度85%)で24時間経時させた。その後、塩水をふき取って試料表面状態を観察し、以下の評点にしたがって評価した。AまたはBであることが実用上必須であり、Aであることが好ましい。評価結果は表4にまとめた。
《評価基準》
A : 銅、保護膜表面ともに全く変化なし
B : 保護膜表面に若干痕が見えるが銅は変化なし。
C : 銅が変色。
各実施例および比較例の転写フィルムを透明フィルム基板上に転写した後、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング(株)製)を用いて、露光マスク(オーバーコート形成用パターンを有す石英露光マスク)面と仮支持体との間の距離を125μmに設定し、仮支持体を介して露光量100mJ/cm2(i線)でパターン露光した。仮支持体を剥離後、炭酸ソーダ2%水溶液32℃で60秒間洗浄処理した。その後、目視および光学顕微鏡で観察を行った。A、B、CまたはDであることが好ましく、A、BまたはCであることがより好ましく、AまたはBであることが特に好ましく、Aであることがより特に好ましい。評価結果は表4にまとめた。
《評価基準》
A:顕微鏡でも未露光部に残渣が確認できない。
B:目視では未露光部に残渣が確認できない。
C:目視で未露光部に残渣が確認できる。
D:未露光部に現像されない部分があり、目視で多くの残渣が確認できる。
E:基板から仮支持体が剥離できず、現像性を評価できなかった。
透明フィルム基板上に、透明膜、透明電極パターン、第二の透明樹脂層および感光性透明樹脂層をこの順に積層させた実施例1〜15、17、18および比較例1〜5の透明積層体を、透明接着テープ(3M社製、商品名、OCAテープ8171CL)を介して、黒色PET材と接着させ、基板全体を遮光した。
透明電極パターン隠蔽性は、暗室において、蛍光灯(光源)と作成した基板を、ガラス面側から光を入射させ、ガラス表面からの反射光を、斜めから目視観察することにより行った。A、B、CまたはDであることが好ましく、A、BまたはCであることがより好ましく、AまたはBであることが特に好ましく、Aであることがより特に好ましい。評価結果は表4にまとめた。
《評価基準》
A :透明電極パターンが全く見えない。
B :透明電極パターンがわずかに見えるが、ほとんど見えない。
C :透明電極パターンが見える(分かりにくい)。
D :透明電極パターンが見えるが、許容できる。
E :透明電極パターンがはっきり見える(分かりやすい)。
各実施例および比較例の透明積層体を、以下の条件で硬化した後の表面、すなわち感光性樹脂層の表面について、以下の方法で鉛筆硬度を評価した。
《硬化方法》
保護フィルムを剥離した各実施例および比較例の転写フィルムを用いて、ガラス基板(コーニング社製EAGLE XG)上に、透明電極パターン基材への転写と同様にして、第二の透明樹脂層、感光性透明樹脂層を転写、後プロセスを実施した。
《鉛筆硬度の評価方法》
JIS K5600に基づき安田精機製作所製 電動鉛筆引っかき硬度試験機No.553−Mを用いて鉛筆硬度を評価した。
得られた結果を下記表4に記載した。
一方で、R×D2の値が式(1)を満たさない比較例1の転写フィルムは、転写後の感光性透明樹脂層の露光後の密着性が悪いことがわかった。
R×D2の値が式(1)を満たさず、さらにC=C結合消費率が本発明で規定する下限値を下回る比較例2、3および5の転写フィルムは、転写後の感光性透明樹脂層の露光後の密着性が悪く、かつ、転写後の感光性透明樹脂層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性も悪いことがわかった。なお、比較例5は、特開2014−108541号公報の実施例1に記載の転写フィルムを追試したものであり、この実施例に記載の転写フィルムの感光性透明樹脂層の組成は、上記表4に示したとおりR×D2の値が式(1)を満たさないものであった。
C=C結合消費率が本発明で規定する下限値を下回る比較例4の転写フィルムは、転写後の感光性透明樹脂層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性が悪いことがわかった。
さらに、本発明の転写フィルムの好ましい態様では、透明電極パターンの隠蔽性も高められることがわかった。特に透明電極パターンの隠蔽性を高められたことは比較例2と対比すると顕著にわかり、第二の透明樹脂層が金属酸化物粒子を含まない比較例2においては、透明電極パターンの隠蔽性において著しく劣る結果となった。
さらに、本発明の転写フィルムの好ましい態様では、露光後の感光性透明樹脂層の鉛筆硬度がHであり、十分な表面硬度も得られることがわかった。
特開2009−47936号公報の[0097]〜[0119]に記載の方法で製造した液晶表示素子に、先に製造した各実施例の透明積層体を含むフィルムを貼り合せ、更に、前面ガラス板を張り合わせることで、公知の方法で静電容量型入力装置を構成要素として備えた各実施例の透明積層体を含む画像表示装置を作製した。
各実施例の透明積層体を含む静電容量型入力装置および画像表示装置は、感光性透明樹脂層を硬化後も反りが少なく、基板への密着性が良好であるため浮きや剥がれの問題がなく、塩水付与後の湿熱耐性もあるものであった。
さらに、本発明の好ましい態様である実施例1〜15、17および18の透明積層体を含む静電容量型入力装置および画像表示装置では、透明電極パターンが視認される問題がなかった。
なお、感光性透明樹脂層、第二の透明樹脂層にも気泡等の欠陥がなく、表示特性に優れた画像表示装置が得られた。
2 マスク層
3 透明電極パターン(第一の透明電極パターン)
3a パッド部分
3b 接続部分
4 透明電極パターン(第二の透明電極パターン)
5 絶縁層
6 別の導電性要素
7 感光性透明樹脂層(透明保護層の機能を有することが好ましい)
8 開口部
10 静電容量型入力装置
11 透明膜
12 第二の硬化性透明樹脂層(透明絶縁層の機能を有してもよい)
13 透明積層体
21 透明電極パターンと第二の硬化性透明樹脂層と感光性透明樹脂層がこの順に積層された領域
22 非パターン領域
α テーパー角
26 仮支持体
27 熱可塑性樹脂層
28 中間層
29 保護剥離層(保護フィルム)
30 転写フィルム
Claims (10)
- 仮支持体と、前記仮支持体の上に形成された感光性透明樹脂層を有する転写フィルムであって、
下記測定方法Aで測定する前記転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値Rが下記式(1)を満足し、
下記測定方法Bで測定する前記感光性透明樹脂層のC=C結合消費率が55%以上である転写フィルム;
式(1) R × D2 < 2600
式(1)中、Rは下記測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmである;
測定方法A: 縦90mm、横35mmの形状とした転写フィルムに対して、750mJの紫外線を照射した後に、感光性透明樹脂層を上にして平坦面に設置し、25℃、相対湿度60%環境下で2時間静置した後に四隅の反り上がり量を測定し、四隅の反り上がり量の平均値Rを求める;
測定方法B: 転写フィルムに対して750mJの紫外線を照射した後に、150℃で30分の加熱をした後のC=C結合の残存量を測定し、紫外線照射および加熱をする前後のC=C結合消費率を求める。 - 前記転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値Rが下記式(2)を満足する請求項1に記載の転写フィルム;
式(2) R × D2 ×E< 10400
式(2)中、Rは前記測定方法Aで測定する転写フィルムの四隅の反り上がり量の平均値を表し、単位はmmであり;
Dは仮支持体の厚みを表し、単位はμmであり;
Eは仮支持体の弾性率を表し、単位はGPaである。 - 前記感光性透明樹脂層が、バインダーポリマー、光重合性化合物および光重合開始剤を含む請求項1または2に記載の転写フィルム。
- 前記光重合性化合物として、エチレン性不飽和基を有する化合物を含む請求項3に記載の転写フィルム。
- 前記光重合性化合物として、2つのエチレン性不飽和基を有する化合物および少なくとも3つのエチレン性不飽和基を有する化合物を少なくとも含む請求項3または4に記載の転写フィルム。
- 前記光重合性化合物として、ウレタン(メタ)アクリレート化合物を含む請求項3〜5のいずれか一項に記載の転写フィルム。
- 前記感光性透明樹脂層の厚みが2〜15μmである請求項1〜6のいずれか一項に記載の転写フィルム。
- 前記感光性透明樹脂層上に、第二の透明樹脂層を有し、
前記第二の透明樹脂層の屈折率が、前記感光性透明樹脂層の屈折率よりも高い請求項1〜7のいずれか一項に記載の転写フィルム。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の転写フィルムを用いて、透明電極パターンを含む基板上に前記転写フィルムの前記感光性透明樹脂層を転写することにより形成されてなる透明積層体。
- 請求項9に記載の透明積層体を含む静電容量型入力装置。
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