JP5440747B2 - 静電容量式タッチパネル付き表示装置、静電容量式タッチパネル - Google Patents
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Description
本願は2011年11月7日に日本に出願された、特願2011−243796号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
かかる用途に用いられる保護シートとしては、耐擦傷性に優れることから、ハードコート層を有するものが多い。また、所望により、他の機能、たとえば防汚機能、又は反射防止機能等を有する層を設けたり、ハードコート層にこれらの機能を持たせたりすることが行われている(たとえば特許文献1〜3)。
図9に、従来の静電容量式タッチパネルを外縁部のみ粘着剤で表示装置の前面に固定した静電容量式タッチパネル付き表示装置200の構成を説明する概略断面図を示す。静電容量式タッチパネル付き表示装置200は、最前面に偏光板211が配置された液晶ディスプレイ210と、静電容量式タッチパネル220を備える。静電容量式タッチパネル220は、ガラス基板221と、ガラス基板221の前面側に設けられた導電層222と、導電層222の前面側に粘着剤層223を介して積層されたカバーガラス224と、カバーガラス224の前面側に粘着剤層226を介して積層された保護シート227とを備え、カバーガラス224の裏面の外縁部には印刷層225が形成されている。静電容量式タッチパネル220は、液晶ディスプレイ210の前面に、液晶ディスプレイ210との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層230で液晶ディスプレイ210に固定され、これにより、液晶ディスプレイ210の前面と静電容量式タッチパネル220の裏面との間に空間が形成されている。
しかし、本発明者らの検討によれば、1枚透明基板タイプの静電容量式タッチパネルを、図9に示すように表示装置に取り付けた場合、ニュートンリングが生じる問題がある。この問題は、表示装置が大型化するほど顕著になる。かかる問題が生じる原因としては、前記タッチパネルが備える透明基板が1枚であるため、たわみや歪みが生じやすく、中央付近で表示装置の前面の偏光板に接触したまま戻りにくくなることが考えられる。そこで、アンチニュートンリング性能を有するフィルム(アンチニュートンリングフィルム)をタッチパネルの裏面又は表示装置の前面に配置することが考えられる。しかし、従来用いられているアンチニュートンリングフィルムは、ヘイズが高く透明性が不充分で、タッチ面の明るさを低下させることから、表示装置やタッチパネルに適用するのは好ましくない。一方、クリアタイプのフィルムをタッチパネルの裏面又は表示装置の前面に使用すると対向する面に接触したまま戻りにくくなることがある。付着したまま戻らないと表示装置の画像が歪んで見えるため実用上、問題となる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ニュートンリングが発生しにくく、かつタッチ面の明るさも良好な静電容量式タッチパネル付き表示装置及び静電容量式タッチパネルを提供することを目的とする。
本発明は、以下の態様を有する。
[1] 表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、
前記静電容量式タッチパネルは、1枚のガラス基板と、前記ガラス基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下であることを特徴とする静電容量式タッチパネル付き表示装置。
[2] 表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルとを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、
前記静電容量式タッチパネルは、1枚のガラス基板と、前記ガラス基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記表示装置は、前記静電容量式タッチパネルと対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下であることを特徴とする静電容量式タッチパネル付き表示装置。
[3] 表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルとを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、
前記静電容量式タッチパネルは、1枚のガラス基板と、前記ガラス基板の前記表示装置側とは反対側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記表示装置は、前記静電容量式タッチパネルと対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下であることを特徴とする静電容量式タッチパネル付き表示装置。
[4] 表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定される静電容量式タッチパネルであって、
1枚のガラス基板と、前記ガラス基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下であることを特徴とする静電容量式タッチパネル。
[5] さらに、前記ガラス基板の前記表示装置側とは反対側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備える、[4]に記載の静電容量式タッチパネル。
(表面粗さの測定方法)
走査プローブ顕微鏡を用い、プローブとしてSi単結晶プローブを使用し、測定エリアを10μm×10μmとして画像の取り込みを行い、得られた画像について加増処理を行い算出される。
前記加増処理は、前記走査プローブ顕微鏡に接続された加増処理手段によって実現されてもよい。前記加増処理手段はメモリ及び中央演算装置(CPU)を備えるものであってもよい。
具体的には、走査プローブ顕微鏡(Veeco社製Nanoscopel IV及びNanoscope IIIa)を用い、プローブとしてSi単結晶プローブを使用し、測定モードをTappingモードとし、測定エリアを10μm×10μmとして画像の取り込みを行う。得られた画像について、前記走査プローブ顕微鏡に付属の解析ソフトウェアを用いて、うねりを除去するための加増処理としてFlatten処理(0次)を1回、及びPlanefit処理(XY)を1回行った後、表面粗さを算出することが好ましい。
(1)表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルとを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置、
(2)表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルとを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、前記表示装置は、前記静電容量式タッチパネルと対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置、
(3)表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルとを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側とは反対側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、前記表示装置は、前記静電容量式タッチパネルと対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置、
(4)表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定される静電容量式タッチパネルであって、前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル、及び
(5)さらに、前記透明基板の前記表示装置側とは反対側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備える、(4)に記載の静電容量式タッチパネル。
図1は、本実施形態の静電容量式タッチパネル付き表示装置101の構成を説明する概略断面図である。
静電容量式タッチパネル付き表示装置101は、最前面に偏光板12が配置された液晶ディスプレイ11と、静電容量式タッチパネル(以下、単に「タッチパネル」という。)21を備え、タッチパネル21は、液晶ディスプレイ11の前面に、偏光板12との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層31で液晶ディスプレイ11に固定されている。これにより、液晶ディスプレイ11の前面とタッチパネル21の裏面との間に空間が形成されている。
前記外縁部とは主に静電容量式タッチパネル付き表示装置として組み立てられた時に枠印刷が施された部分を指す。
タッチパネル21は、透明基板1と、透明基板1の裏面(液晶ディスプレイ11側)に設けられた導電層2と、導電層2上に粘着剤層3を介して積層された保護シート4とを備え、導電層2の裏面の外縁部には印刷層5が形成されている。
保護シート4は、液晶ディスプレイ11と対向する面が、微細な凹凸を有する凹凸面となっており、前記凹凸面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である。
本明細書及び特許請求の範囲において、「前面」は、静電容量式タッチパネル又はこれを取り付けた表示装置を使用する際に、使用者が視認、又は操作する側の面を意味し、「裏面」は、使用者が視認、又は操作する側とは反対側の面を意味する。タッチパネルの前面をタッチ面ということがある。
液晶ディスプレイ11としては、特に限定されず、公知の液晶ディスプレイを用いることができる。
(透明基板1)
透明基板1としては、タッチパネル等に用いられている公知の透明基板が利用できる。
透明基板1は所定強度以上を有する材質であれば特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、環状オレフィン高分子(COC、COP)、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol;PVA)フィルム、ポリイミド(Polyimide;PI)フィルム、ポリスチレン(Polystyrene;PS)、2軸配向ポリスチレン(Kレジン含有、biaxially oriented PS;BOPS)、ガラス又は強化ガラスなどで形成することが好ましい。また、透明基板1の一面には導電層2が形成されるので、透明基板1と導電層2間の接着力を向上させるために、透明基板1の一面に高周波処理又はプライマー(primer)処理などを行って表面処理層を形成することができる。
透明基板1の厚さは、0.1mm以上が好ましく、0.2mm以上がより好ましい。0.1mm以上であると、タッチパネル11の強度も充分なものとなる。上限は特に限定されないが、3mmを超えるとたわみや歪みがあまり生じず、ニュートンリングが生じにくくなることから、本発明の有用性の点で、また透明性にも優れることから、3mm以下が好ましく、2mm以下がより好ましい。
透明基板1の厚さの範囲は、0.1mm以上3mm以下が好ましく、0.2mm以上2mm以下がより好ましい。
導電層2は、絶縁性の透明基板1上に形成された導電性の膜である。
導電層2は、表面型静電容量式タッチパネルなどに用いられる、透明基板1上で面内方向で実質的に均一な導電性能を有する均一層でもよいし、投影型静電容量方式のタッチパネルなどに用いられる、位置検知のために面内に一部絶縁性部を設け、導電性能が規則的にパターン化された導電層であってもよい。
導電層の上に、さらに導電膜の酸化を防ぐための保護膜が形成されていてもよい。
導電層の導電性能は、例えばJIS-K7194に記載の方法にて測定される表面抵抗で示すことが出来、タッチパネル用の電極板とするため、前記表面抵抗は1×105Ω/sq以下が好ましく、1×103Ω/sq以下がより好ましい。また前記表面抵抗は1Ω/sq以上が好ましく、1×102Ω/sq以上がより好ましい。前記導電層の表面抵抗の範囲は、1〜1×105Ω/sqが好ましく、1×102〜1×103Ω/sqがより好ましい。
一方、絶縁性部は、タッチパネルがより正確な位置検知を行うために、例えばJIS-K6911に記載の方法にて測定される表面抵抗を1×109Ω/sq以上、より好ましくは1×1011Ω/sq以上として、1×1013Ω/sq以下、より好ましくは1×1012Ω/sq以下として、明確に絶縁化すると良い。前記絶縁性部の表面抵抗の範囲は、1×109〜1×1013Ω/sqが好ましく、1×1011〜1×1012Ω/sqがより好ましい。
実質的に均一な導電層を適用する場合でも、タッチパネルの構成などに応じて、引き出し電極等形成のため、導電層2の外周近傍の一部をパターン化する場合もある。
中でも無機系材料としては信頼性の高さと、透明性と導電性に優れるという点で、ITOが最も好適に利用される。また、屈曲性に優れるという特徴と、透明性と導電性にも優れるという特徴を有する点で有機導電性高分子のポリチオフェンの一種であるPEDOT/PSSも好適に利用される。PEDOT/PSSとは、PEDOT(3,4−エチレンジオキシチオフェンのポリマー)とPSS(スチレンスルホン酸のポリマー)を共存させたポリマーコンプレックスを示す。
ITOやPEDOT/PSSのように比較的透明性に優れる導電体に比べ、金属や導電性炭素材料は透明性に劣るため、導電層2の材質として金属や導電性炭素材料を用いる場合は、使用する金属や導電性炭素材料をナノワイヤー化して塗工したり、メッシュ状に加工したりすることで透明性を確保するとよい。中でも、銀は、最も導電性に優れる導電体であることから、好適に利用される。
導電層2の厚みは、適用する導電体の導電性や透明性等を考慮して設定する必要があるが、例えば、金属系の場合で30〜600Å、金属酸化物系や有機系の場合で80〜5000Åの厚さが好ましい。
例えば導電層2が均一層である場合、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、スプレー熱分解法、化学メッキ法、電気メッキ法、塗布法、あるいはこれらの組合せ法などの薄膜形成法が挙げられる。膜の形成速度や大面積膜の形成性、又は生産性などの点より、真空蒸着法やスパッタリング法が好ましい。
規則的なパターンは、各種印刷方式などにより、透明基板1上に予め部分的に導電層2を設ける方法で形成してもよいし、又は、上記のように均一層を形成した後、その一部をエッチングなどにより除去して形成してもよい。
導電層2の形成に先立ち、透明基板1の表面に、密着性を高めるために、コロナ放電処理、紫外線照射処理、プラズマ処理、スパッタエッチング処理、又はアンダーコート処理等の適宜な前処理を施してもよい。
粘着剤層3、31を構成する粘着剤としては、それぞれ、タッチパネル等の光学用途に用いられている公知の粘着剤が利用でき、例えば、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、又はシリコーン系粘着剤などが挙げられる。粘着剤は、溶剤系、無溶剤系、エマルジョン系、又は水系のいずれであってもよい。なかでも、透明度、耐候性、耐久性、又はコスト等の観点から、アクリル系粘着剤、特に溶剤系のものが好ましい。
粘着剤には、所望により他の助剤が添加されてもよい。他の助剤としては、酸化防止剤、粘着付与剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系化合物等の光安定剤、増粘剤、pH調整剤、バインダー、架橋剤、粘着性粒子、消泡剤、防腐防黴剤、顔料、無機充填剤、安定剤、濡れ剤、又は湿潤剤などが挙げられる。
粘着剤層3、31の厚みは、それぞれ、1〜100μmであることが好ましく、20〜80μmであることがより好ましい。1μm以上であれば、充分な粘着性が得られる。また、印刷層5がある場合に、その段差を埋めることができる。粘着剤層3の厚みが100μmを超えると、薄型化、又はコストの面から不利である。
前記粘着剤層3、31の厚みは、JIS-K7130に準拠した方法で測定できる。
保護シート4は、液晶ディスプレイ11と対向する面が、微細な凹凸を有する凹凸面となっており、前記凹凸面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である。
液晶ディスプレイ11と対向する面が、1.5nm以上の表面粗さを有する凹凸面であることで、凹凸がない又は凹凸が小さい場合に比べて、透明基板1が液晶ディスプレイ11方向にたわんで対向する偏光板12前面に接触したときの接触面積が小さく、離れやすいため、優れたアンチニュートンリング効果が発揮されることに加え、偏光板12への付着を防止若しくは軽減することができる。前記表面粗さは、2nm以上が好ましく、3nm以上がより好ましい。
一方、前記表面粗さが400nm以下であれば、保護シート4のヘイズが小さく、透明性が高いため、タッチ面の明るさを損ないにくい。前記表面粗さは、200nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。
前記保護シート4の表面粗さの範囲は、2nm以上380nm以下が好ましく、3nm以上350nm以下がより好ましい。
1.5nm以上400nm以下という表面粗さは、従来のアンチニュートンリングフィルムに比べて小さく、アンチニュートンリング効果が得られないと考えられていたが、本発明においては充分なアンチニュートンリング効果が得られる。これは、タッチパネルの基材が透明基板であり、ある程度の強度があることから、対向面に強く付着しない限りはたわみや歪みが元に戻りやすいためと考えられる。
保護シート4は、基材41と、基材41の片面の設けられたハードコート層42から構成される。ハードコート層42は、基材41側とは反対側の表面が凹凸を有する凹凸面42aとなっており、前記凹凸面42aの表面粗さが1.5nm以上400nm以下である。保護シート4は、基材41側を透明基板1側に向けて配置される。
前記凹凸面42aの表面粗さの範囲は、2nm以上380nm以下が好ましく、3nm以上350nm以下がより好ましい。
特に、透明性、耐候性、耐溶剤性、剛度、又はコスト等の観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
基材41には、ハードコート層42との密着性を向上させるために、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、例えば、サンドブラスト処理や溶剤処理等の凹凸化処理、コロナ放電処理、クロム酸処理、火炎処理、熱風処理、又はオゾン若しくは紫外線照射処理等の表面酸化処理などが挙げられる。
基材41の厚みは、強度の確保、又はカール防止等の観点から、10〜300μmであることが好ましく、30〜200μmであることがより好ましく、35〜130μmであることが特に好ましい。
基材41の厚みは、JIS-K7130に準拠した方法で測定できる。
かかる凹凸面を有するハードコート層の形成方法としては、従来、ブロッキング防止のためにフィルム表面に微細な凹凸を形成するために用いられている公知の方法が利用できる。通常、ハードコート層は、熱硬化性又は活性エネルギー線硬化性の樹脂成分を含有するハードコート層形成用の塗工液を基材上に塗工して塗膜を形成し、前記塗膜を硬化させることにより形成されている。凹凸を形成する方法として具体的には、ハードコート層形成用材料に粒子を配合する方法、又はハードコート層形成用材料に溶解性パラメーター(SP)値の異なる2つ以上の樹脂成分を含有させ、塗工後、一方の樹脂成分を相分離により析出させる方法等が挙げられる。
ハードコート層形成用材料に粒子を配合する方法は、粒子の粒子径や添加量によって表面粗さを容易に調整できる。SP値の異なる2つ以上の樹脂成分を含有させ、相分離により凹凸を形成する方法は、粒子を使用しないため粒子の分散安定性に左右されることがなく、長時間塗工した場合の品質安定性に優れる。粒子を配合する方法と相分離により凹凸を形成する方法は用途や目的によって使い分けがなされており、場合によっては併用することも可能である。
熱硬化性の樹脂成分としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、珪素樹脂、又はポリシロキサン樹脂等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性の樹脂成分としては、活性エネルギー線の照射により重合可能な重合性不飽和基(たとえばエチレン性二重結合等の重合性不飽和結合を含む基)を有するモノマーを含有するものが挙げられる。活性エネルギー線硬化性の樹脂成分には、所望により、光重合開始剤等が配合される。
多官能(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(好ましくは質量平均分子量400〜600)ジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、若しくはイソシアヌレートジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジベンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエーテルトリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、若しくはトリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート等の3官能(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、若しくはペンタエリスリトールトリアクリレート等の4官能(メタ)アクリレート;又はジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の5官能以上の(メタ)アクリレート;等が挙げられる。
これらの多官能(メタ)アクリルモノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
全多官能(メタ)アクリルモノマー中、4官能以上の(メタ)アクリルモノマーの割合は、全(メタ)アクリルモノマーの全ての質量に対して50質量%以上95質量%未満が好ましく、60質量%以上90質量%未満がより好ましい。また、2〜3官能(メタ)アクリルモノマーの割合は、全(メタ)アクリルモノマーの全ての質量に対して5質量%以上50質量%未満が好ましく、10質量%以上40質量%未満以下がより好ましい。単官能(メタ)アクリルモノマーの割合は、全(メタ)アクリルモノマーの全ての質量に対して1質量%以上50質量%未満が好ましく、5質量%以上30質量%未満以下がより好ましい。
4官能以上の(メタ)アクリルモノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが挙げられる。
無機粒子としては、硬度が高いものが好ましく、例えば、二酸化ケイ素粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、二酸化スズ粒子、五酸化アンチモン粒子、又は三酸化アンチモン粒子などの無機酸化物粒子を用いることができる。
無機粒子は、前記無機酸化物粒子をカップリング剤により処理した反応性無機酸化物粒子であってもよい。カップリング剤により処理することにより、アクリル系重合体との間の結合力を高めることができる。その結果、表面硬度や耐擦傷性を向上させることができ、さらに無機酸化物粒子の分散性を向上させることができる。
カップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、又はγ−アミノプロピルトリエトキシアルミニウム等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
カップリング剤の処理量は、無機酸化物粒子100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましい。
有機粒子は、前記樹脂粒子をカップリング剤により処理した反応性樹脂粒子であってもよい。カップリング剤により処理することにより、アクリル系重合体との間の結合力を高めることができる。その結果、表面硬度や耐擦傷性を向上させることができ、さらに樹脂粒子の分散性を向上させることができる。
カップリング剤及びその処理量は、前記反応性無機酸化物粒子で挙げたカップリング剤及びその処理量と同様である。
前記粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて、粒子画像の最大長(Dmax:粒子画像の輪郭上の2点における最大長さ)と、最大長垂直長(DV−max:最大長に平行な2本の直線で粒子画像を挟んだときの、この2本の直線間の最短長さ)を測長し、その相乗平均値(Dmax×DV−max)1/2を粒子径とする。この方法で100個の粒子について粒子径を測定し、その算術平均値を平均粒子径とする。
粒子の配合量は、ハードコート層形成用組成物(A)の固形分中、溶剤を含まない場合はハードコート層形成用組成物(A)を構成する全成分の質量に対して、溶剤を含む場合は溶剤を除いた全成分の質量に対して、1〜30質量%が好ましく、2〜10質量%がより好ましい。前記粒子の配合量が多いほど、表面粗さが大きくなる傾向があり、前記範囲内とすると所望の表面粗さを得やすい。また、1質量%以上であると、アンチニュートンリング性が向上し、30質量%以下であると、充分な量の多官能(メタ)アクリルモノマーを配合できるため、ハードコート性能が良好となる。
固形分とは、溶剤を含まない場合はハードコート層形成用組成物(A)を構成する全成分の合計を示し、溶剤を含む場合は溶剤を除いた全成分の合計を示す。
光重合開始剤としては、公知のものが使用でき、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2(ヒドロキシ−2−プロプル)ケトン、ベンゾフェノン、又はp−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、プロピオフェノン、ジクロロベンゾフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、p−ジメチルアミン安息香酸エステルなどが挙げられる。これら光重合開始剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始剤の配合量は、ハードコート層形成用組成物(A)の固形分中、溶剤を含まない場合はハードコート層形成用組成物(A)を構成する全成分の質量に対して、溶剤を含む場合は溶剤を除いた全成分の質量に対して、0.5〜10質量%が好ましく、2〜8質量%がより好ましい。0.5質量%以上であると硬化不良が生じにくい。10質量%を超えて配合しても、配合量に見合った硬化促進効果は得られず、コストも高くなる。また、硬化物中に残留して黄変やブリードアウトなどの原因となるおそれがある。
溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、n−ヘキサン、n−ブチルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、又はN−メチル−2−ピロリドンなどが使用される。これらは1種以上を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
特に、塗工ムラを軽減できることから、蒸発速度の異なる2種以上の溶剤を併用することが好ましい。例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも2種の溶剤を混合して使用することが好ましい。
ハードコート層形成用材料の塗工方法としては、例えば、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ロッドブレードコーター、リップコーター、ダイコーター、カーテンコーター、又は印刷機等を用いた方法が挙げられる。
ハードコート層形成用材料の塗工量は、形成するハードコート層42の厚みに応じて設定される。
ハードコート層42の厚みは、1〜10μmであることが好ましく、2〜8μmであることがより好ましい。前記厚みが1μm以上であると充分なハードコート性能が得られる。10μm以下であると、透明性、基材密着性、又は耐カール性等に優れる。
ハードコート層42の最も薄い部分の厚み(凹凸面42aに存在する凹部の底から、基材41側の表面までの距離)をハードコート層42の厚みとする。
ハードコート層42の厚みは、JIS-K7130に準拠した方法で測定できる。
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、可視光線、又はγ線等の電離性放射線などが挙げられ、中でも、汎用性の点から、紫外線が好ましい。紫外線の光源としては、例えば、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク、キセノンアーク、又は無電極紫外線ランプ等を使用できる。
電子線としては、例えば、コックロフトワルト型、バンデクラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、又は高周波型等の各種電子線加速器から放出される電子線を使用できる。
活性エネルギー線の照射による硬化は、窒素等の不活性ガス存在下で行うことが好ましい。
硬化は、1段階で行ってもよく、予備硬化工程と本硬化工程の2段階に分けて行ってもよい。
全光線透過率及びヘイズはそれぞれ、JIS K7361−1及びJIS K7136に準拠した方法で測定できる。
表面42aの水接触角は、制御が容易な点から、5°以上が好ましく、印刷やリコート性等の加工適性の観点から、50°以上がより好ましい。
表面42aの水接触角の範囲は、5°以上105°以下であることが好ましく、50°以上90°以下であることがより好ましく、55°以上85°以下であることがさらに好ましい。
水接触角は、接触角測定装置を用い、保護シート4におけるハードコート層42側の表面42aに2μLの純水を一滴滴下し、滴下から10秒間経過後の水滴形状をCCDカメラによって撮影し、画像処理することで測定できる。
表面42aの水接触角は、ハードコート層42を構成する材料、又は製造方法等により調整できる。たとえば、レベリング剤の配合量が少ないほど、水接触角が小さくなる。
また、保護シートは、所望により、ハードコート層以外の機能層を有していてもよい。ハードコート層以外の機能層としては、たとえば、反射防止層、導電層、ハードコート保護層、防眩層、屈折率調整層(中屈折率層)、易接着層、帯電防止層、又は紫外線遮蔽層等の機能層等が挙げられる。これらの機能層は、公知の方法により形成できる。
これらの機能層は、ハードコート層の基材側とは反対側に設けてもよく、基材とハードコート層の間に設けてもよい。
ただし基材側とは反対側に設ける場合、前記機能層の基材側とは反対側の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である必要がある。
図3に示す保護シート(以下、保護シート4−2)は、保護シート4のハードコート層42上に、さらに、反射防止層43を設けたものである。
ハードコート層42の凹凸面上に形成されることから、前記凹凸面の形状が反射防止層43に反映され、反射防止層43の基材7側とは反対側の表面も凹凸を有するもの(凹凸面43a)となっている。反射防止層43の凹凸面43aの表面粗さは1.5nm以上400nm以下である。
反射防止層43の凹凸面43aの表面粗さは2nm以上380nm以下が好ましく、3nm以上350nm以下がより好ましい。
反射防止層43は、屈折率が低い層であり、保護シート4−2の反射防止層43側からの光の反射を抑制し、光透過性を高める役割を果たす。ガラスや結晶材、プラスティック等では、その表面において、入射光に対して数%程度の反射光が生じるが、保護シート4−2は反射防止層43によって表面反射を軽減し、透過率を増加させる。
反射防止層43の厚みは、50〜150nmであることが好ましく、60〜140nmであることがより好ましい。反射防止層43の厚さが50nm以上であれば、光の干渉による反射防止効果が得られやすい。反射防止層43の厚さが150nm以下であれば、ハードコート層42に対する密着性が良好である。
反射防止層43の厚みは、分光干渉式膜厚計によって測定できる。
反射防止層43の屈折率は、光の反射を抑制しやすいことから、1.25〜1.45が好ましく、1.30〜1.40がより好ましい。反射防止層43の屈折率は、反射防止層43を構成する材料によって調整できる。
無機系ケイ素含有化合物としては、シリカが好ましく、反射防止層16の屈折率を低くしやすいことから、中空シリカが特に好ましい。
中空シリカの平均粒子径は、5〜180nmが好ましく、30〜100nmがより好ましい。中空シリカの平均粒子径が5nm以上であれば、屈折率を低くしやすい。中空シリカの平均粒子径が180nm以下であれば、反射防止層に密に充填することができる。前記平均粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて、粒子画像の最大長(Dmax:粒子画像の輪郭上の2点における最大長さ)と、最大長垂直長(DV−max:最大長に平行な2本の直線で粒子画像を挟んだときの、この2本の直線間の最短長さ)を測長し、その相乗平均値(Dmax×DV−max)1/2を粒子径とする。この方法で100個の粒子について粒子径を測定し、その算術平均値を平均粒子径とする。
また、中空シリカは、中空部分が多いほど屈折率を低下させやすいことから、粒子径に比べて外殻の厚みが薄いものが好ましい。
また、バインダー樹脂としては、反射防止層43の屈折率を低くしやすいことから、シリコーン化合物を用いることも好ましい。シリコーン化合物としては、例えば、アルキレン基(エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、若しくはオクチレン基等。)、シクロアルキレン基(シクロヘキシレン基等。)、アリーレン基(フェニレン基等。)、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、若しくはデシル基等。)、シクロアルキル基(シクロヘキシル基等。)、アルケニル基(ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、若しくはヘキセニル基等。)、又はアラルキル基(フェニル基、若しくはトリル基等のアリール基、ベンジル基、若しくはフェニルエチル基等。)等を有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。
また、バインダー樹脂としては、含フッ素樹脂を用いてもよい。
反射防止層43中のバインダー樹脂の含有量は、反射防止層43の固形分を100質量%としたとき、その固形分に対して20〜80質量%が好ましく、30〜70質量%がより好ましい。バインダー樹脂の含有量が20質量%以上であれば、下層との密着性が向上する。無機系ケイ素含有化合物の含有量が80質量%以下であれば、反射防止層43中の無機系ケイ素含有化合物が不足することを抑制しやすく、反射防止層43の屈折率を低くしやすい。
反射防止層形成用組成物には、ハードコート層形成用組成物(A)と同様に、硬化を促進させるために、光重合開始剤を含有させることが好ましい。また、光増感剤をさらに含有させてもよい。また、反射防止層形成用組成物は、ハードコート層形成用組成物(A)と同様に溶剤を含有してもよい。反射防止層形成用組成物に使用する溶剤としては、例えば、ハードコート層形成用組成物(A)で挙げた溶剤が挙げられ、好ましい態様も同じである。
反射防止層形成用組成物中のバインダー樹脂の配合量は、反射防止層形成用組成物の固形分を100質量%としたとき、その固形分に対して、20〜80質量%が好ましく、30〜70質量%がより好ましい。バインダー樹脂の配合量が20質量%以上であれば、下層との密着性が向上する。バインダー樹脂の配合量が80質量%以下であれば、無機系ケイ素含有化合物を充分に配合できるため反射率の低い反射防止体を得ることが容易になる。
反射防止層形成用組成物中の光重合開始剤の配合量は、反射防止層形成用組成物の固形分を100質量%としたとき、その固形分に対して、0.5〜10質量%が好ましく、2〜8質量%がより好ましい。光重合開始剤の配合量が0.5質量%以上であれば、硬化不良が生じにくい。また、光重合開始剤を10質量%を超えて配合しても、配合量に見合った硬化促進効果は得られず、コストも高くなる。また、硬化物中に光重合開始剤が残留して黄変やブリードアウト等の原因となるおそれがある。
反射防止層形成用組成物の塗工量は、形成する反射防止層43の厚みに応じて設定される。
反射防止層形成用組成物よってハードコート層42上に形成した塗膜は、バインダー樹脂が活性エネルギー線硬化性である場合、活性エネルギー線の照射によって硬化させることができる。活性エネルギー線の照射による硬化は、前記ハードコート層形成用組成物(A)により形成した塗膜の硬化と同じ方法で実施できる。バインダー樹脂が熱硬化性である場合、加熱炉や赤外線ランプ等を用いて加熱することによって硬化させることができる。
硬化は、1段階で行ってもよく、予備硬化工程と本硬化工程の2段階に分けて行ってもよい。
また、保護シート4−2は、反射防止層43側(基材41側とは反対側)の表面43aの水接触角が105°以下であることが好ましく、90°以下であることがより好ましく、85°以下であることがさらに好ましい。これにより、保護シート4の反射防止層43の表面43aに粘着剤層31を介して偏光板12を貼り合わせた際、優れた密着強度が得られる。
表面43aの水接触角は、制御が容易な点から、5°以上が好ましく、印刷やリコート性等の加工適性の観点から、50°以上がより好ましい。
表面43aの水接触角の範囲は、5°以上105°以下が好ましく、50°以上90°以下がより好ましく、55°以上85°以下がさらに好ましい。
水接触角は、接触角測定装置を用い、保護シート4におけるハードコート層43側の表面43aに2μLの純水を一滴滴下し、滴下から10秒間経過後の水滴形状をCCDカメラによって撮影し、画像処理することで測定できる。
表面43aの水接触角は、反射防止層43を構成する材料、又は製造方法等により調整できる。たとえば、樹脂バインダーに用いる含フッ素樹脂や、シリコーン化合物等の有機系ケイ素含有化合物の使用量を低減することで小さくできる。
かかる保護シート4−3を保護シート4の代わりに用いた場合、タッチパネル21においては、導電層2と導電層45とが粘着剤層3を介して対向する。
第二のハードコート層44は、公知の方法により形成でき、たとえばハードコート層42と同様にして形成できる。ただし第二のハードコート層44の基材側とは反対側の面は、凹凸を有していても有さなくてもよく、前記面上に導電層45を設ける点では、平滑であることが好ましい。基材側とは反対側の面が平滑なハードコート層は、ハードコート層形成用材料として、粒子を含まないか、又は形成するハードコート層の厚みよりも粒子径の小さい粒子を含有するものを用いる方法等により形成できる。
導電層45についての説明は、導電層2と同様である。ただしそれらの材質や厚みは同じでも異なってもよい。
第二のハードコート層44、及び導電層45は、それぞれ、保護シート4−3における第二のハードコート層44、及び導電層45と同様である。
印刷層5は、内部回路の隠蔽、又は装飾等のために施される。
印刷層5は、たとえば、着色剤(顔料、又は染料)とバインダー(ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、又はアルキッド樹脂)とを含む着色インキを印刷することによって形成できる。金属発色させる場合には、アルミニウム、チタン、若しくはブロンズ等の金属の粒子、又はマイカに酸化チタンをコーティングしたパール顔料を用いることができる。
印刷層5の厚みは、5〜50μmであることが好ましく、10〜30μmであることがより好ましい。
印刷層5の厚みは、JIS-K7130に準拠した方法で測定できる。
印刷層5の形成方法(印刷方法)としては、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、熱転写印刷法、又はインクジェット印刷法などが適用され、スクリーン印刷法が好ましい。
図6は、本発明の第二の実施形態の静電容量式タッチパネル付き表示装置102の構成を説明する概略断面図である。以下に記載する実施形態において、第一実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
静電容量式タッチパネル付き表示装置102は、タッチパネル21の代わりにタッチパネル22を備える以外は、第一の実施形態の静電容量式タッチパネル付き表示装置101と同様の構成である。
タッチパネル22は、透明基板1の前面側に設けられた導電層6と、導電層6上に粘着剤層7を介して積層された保護シート8をさらに備える以外は、タッチパネル21と同様の構成である。
導電層6についての説明は、導電層2と同様である。ただしそれらの材質や厚みは同じでも異なってもよい。
粘着剤層7についての説明は、粘着剤層3、31と同様である。ただしそれらの材質や厚みは同じでも異なってもよい。
保護シート8についての説明は、保護シート4と同様である。ただしそれらの材質や厚みは同じでも異なってもよい。また、保護シート8は、前面又は裏面に凹凸形状が形成されている必要はなく、前面及び裏面の両面ともに凹凸形状が形成されていない平坦な面であることが好ましい。
図7は、本発明の第三の実施形態の静電容量式タッチパネル付き表示装置103の構成を説明する概略断面図である。
静電容量式タッチパネル付き表示装置103は、タッチパネルの裏面ではなく、液晶ディスプレイの前面を、1.5nm以上400nm以下の表面粗さとしたものである。
静電容量式タッチパネル付き表示装置103は、液晶ディスプレイ13と、タッチパネル23を備え、タッチパネル23は、液晶ディスプレイ13の前面に、液晶ディスプレイ13との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層31で液晶ディスプレイ13に固定されている。これにより、液晶ディスプレイ13の前面とタッチパネル23の裏面との間に空間が形成されている。
タッチパネル23は、透明基板1と、透明基板1の前面側に設けられた導電層6と、導電層6上に粘着剤層7を介して積層された保護シート8とを備え、保護シート8の裏面の外縁部には印刷層9が形成されている。
液晶ディスプレイ13においては、偏光板12の前面に粘着剤層14を介して保護シート15が積層されている。保護シート15は、片面が微細な凹凸を有する凹凸面となっており、前記凹凸面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である。この保護シート15が、凹凸面がタッチパネル23と対向するように配置されていることで、液晶ディスプレイ13のタッチパネル23と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下となっている。
前記凹凸面の表面粗さの範囲は、2nm以上380nm以下が好ましく、3nm以上350nm以下がより好ましい。
印刷層9についての説明は、印刷層5と同様である。
粘着剤層14についての説明は、粘着剤層3、31と同様である。ただしそれらの材質や厚みは同じでも異なってもよい。
保護シート15についての説明は、保護シート4と同様である。
図8は、本発明の第四の実施形態の静電容量式タッチパネル付き表示装置104の構成を説明する概略断面図である。
静電容量式タッチパネル付き表示装置104は、タッチパネル23の代わりにタッチパネル24を備える以外は、第三の実施形態の静電容量式タッチパネル付き表示装置103と同様の構成である。
タッチパネル24は、保護シート4の代わりに保護シート4’を備える以外は、第一の実施形態のタッチパネル21と同様の構成である。
保護シート4’についての説明は、保護シート4と同様である。ただしそれらの材質や厚みは同じでも異なってもよい。また、保護シート4’は、裏面(液晶ディスプレイ側)に凹凸形状が形成されている必要はなく、保護シート4’の透明性の点では、平坦な面であることが好ましい。
たとえば、第一〜第四の実施形態では、表示装置として液晶ディスプレイを用いた例を示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、陰極線管(CRT)ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又はエレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ等の各種表示装置を用いることができる。
第三〜第四の実施形態では、基材上にハードコート層を設けた保護シートを、粘着剤層を介して偏光板上に積層した例を示したが、所定の表面粗さのハードコート層を偏光板上に直接形成してもよい。
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、基材とハードコート層とを備え、
前記ハードコート層は、多官能(メタ)アクリルモノマーを含有するハードコート層形成用組成物を活性エネルギー線で硬化した硬化物であり、
前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置に関する。
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、基材とハードコート層とを備え、
前記ハードコート層は、多官能(メタ)アクリルモノマーを含有するハードコート層形成用組成物を活性エネルギー線で硬化した硬化物であり、
前記表示装置は、前記静電容量式タッチパネルと対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置に関する。
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側とは反対側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、基材とハードコート層とを備え、
前記ハードコート層は、多官能(メタ)アクリルモノマーを含有するハードコート層形成用組成物を活性エネルギー線で硬化した硬化物であり、
前記表示装置は、前記静電容量式タッチパネルと対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置に関する。
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、基材とハードコート層とを備え、
前記ハードコート層は、多官能(メタ)アクリルモノマーを含有するハードコート層形成用組成物を活性エネルギー線で硬化した硬化物であり、
前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネルに関する。
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートと、前記透明基板の前記表示装置側とは反対側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、基材とハードコート層とを備え、
前記ハードコート層は、多官能(メタ)アクリルモノマーを含有するハードコート層形成用組成物を活性エネルギー線で硬化した硬化物であり、
前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネルに関する。
以下の各例で使用したコロイダルシリカ分散液に含まれるシリカ粒子の粒子径は平均粒子径であって、粉体状、又はスラリー状のいずれであるかにかかわらず、まず3質量%の水分散液としたものを200g調製し、続いて市販のホモミキサーで1000rpm、10分間撹拌分散させた後、直ちに電子顕微鏡(TEM)で観察し、5cm四方中に約50個の粒子が観察されるように、1万〜50万倍で電子顕微鏡写真を撮り、5cm四方中のマーチン径を測定して平均したものである(「微粒子ハンドブック」、朝倉書店、p52、1991年参照)。
(ハードコート層形成用組成物の調製)
多官能(メタ)アクリレートとして、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(6官能アクリレート、商品名DPHA、ダイセル・サイテック(株)製)を35質量部、ジエチレングリコールジアクリレート(2官能アクリレート、商品名SR230、サートマー社製)を65質量部、アンチブロッキング剤として粒子径100nmのコロイダルシリカ分散液(商品名SIRMIBK15WT%−E65、CIKナノテック(株)製)を2.5質量部、光重合開始剤(商品名IRGACURE184、BASF社製)を4質量部、光安定化剤(商品名TINUVIN152、BASF社製)を4質量部、希釈溶剤としてメチルエチルケトンとシクロヘキサノンとを1:1(質量比)で混合した混合溶剤を、固形分が50質量%となるように混合してハードコート層形成用組成物(A1)を調製した。
上記のうち、溶剤以外の各成分の配合量は固形分としての配合量を示した。以下においても同様である。
基材として、厚さ50μmのPETフィルム(商品名A4300、東洋紡績(株)製)を用い、この基材上に、ハードコート層形成用組成物(A1)をバー塗工した。その後、80℃60秒間加熱乾燥し、高圧水銀ランプ紫外線照射機(アイグラフィックス社製)を用いて、160W/cm、ランプ高さ13cm、ベルトスピード10m/min、2pass、窒素雰囲気下で紫外線照射して厚さ3μmのハードコート層を硬化形成することによって、ハードコートフィルムを得た。
得られたハードコートフィルムについて、以下の評価を行った。結果を表1に示した。
得られたハードコートフィルムの基材側に、ノンキャリア両面粘着フィルム(商品名CCL/D1/T3T3、新タック化成(株)製)のセパレートフィルムを剥がして粘着層を転写し、前記粘着層を介してハードコートフィルムを、鏡面光沢を持つ黒アクリル板に貼付した。このハードコートフィルムのハードコート層上に#0000番のスチールウールをのせ、荷重200g/cm2で、距離9cmを50回往復して擦った。擦った後に傷が入っていないかを目視観察した。傷がない場合をA、傷がある場合をBとした。
協和界面科学株式会社製の接触角測定装置(型番DM−501)を用いて、測定対象であるハードコートフィルムのハードコート層側の表面に、2μLの純水を一滴滴下させ、10秒間経過後にCCDカメラによって得られた水滴形状の画像処理により、接触角を求めた。
水接触角が小さいほど撥水性が低いことを示す。水接触角が小さいほど、粘着剤層(31)との粘着力が強く好ましい。水接触角は、105°以下が好ましく、90°以下がより好ましく、85°以下がさらに好ましい。
ハードコートフィルムのハードコート層側の表面(凹凸面)へのテープ粘着力を以下の手順で評価した。
テープとして、両面テープ(商品名#4972、テサ製)を用い、その一方の面に厚み100μmのPETフィルム(商品名A4300、東洋紡績(株)製)を貼合したものを準備した。
一方、得られたハードコートフィルムの基材側に、ノンキャリア両面粘着フィルム(商品名CCL/D1/T3T3、新タック化成(株)製)のセパレートフィルムを剥がして粘着層を転写し、前記粘着層を介してハードコートフィルムをガラス板に貼付し、これを被着体とした。
上記被着体のハードコートフィルム面に上記テープを貼合し、2kgローラーで1往復した後、オートグラフ(島津製作所製)を用いて24時間後の粘着力(N/25mm)を測定した。
アクリル系接着剤(商品名SKダイン1811L、綜研化学(株)製)を100質量部、イソシアネート系架橋剤(商品名L−45、綜研化学(株)製)を1質量部、希釈溶剤としての酢酸エチルを67.4質量部混合して粘着剤を調製した。
この粘着剤を、得られたハードコートフィルムのハードコート層と反対側の基材面に、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにアプリケータ塗工した。その後、100℃120秒間加熱乾燥し、セパレートフィルム(商品名38RL−07(2)、王子特殊紙(株)製)と貼り合わせ、23℃、相対湿度50%の環境下で1週間の架橋反応エージングを行って粘着フィルムを得た。
得られた粘着フィルムのセパレートフィルムをはがして粘着層を露出させ、前記粘着層を介してハードコートフィルムを検査用ガラス板に、空気やゴミが入らないように貼付した。
検査用ガラス板に貼付されたハードコートフィルムの全光線透過率及びヘイズをそれぞれJIS K7361−1及びJIS K7136に準拠した方法で、日本電色社製のNDH5000を用いて測定した。全光線透過率が90%を超え、ヘイズが1%未満であれば、光学用途に適用できる。
前記光学物性の評価と同様にして得られた粘着フィルムのセパレートフィルムをはがして粘着層を露出させ、前記粘着層側から、ハードコートフィルムのハードコート層側の表面(凹凸面)の表面粗さを以下の手順で測定した。
(表面粗さの測定方法)
走査プローブ顕微鏡(Veeco社製Nanoscopel IV及びNanoscope IIIa)を用い、プローブとしてSi単結晶プローブを使用し、測定モードをTappingモードとし、測定エリアを10μm×10μmとして画像の取り込みを行った。得られた画像について、前記走査プローブ顕微鏡に付属の解析ソフトウェアを用いて、うねりを除去するための加増処理としてFlatten処理(0次)を1回、及びPlanefit処理(XY)を1回行った後、表面粗さを算出した。
ハードコート面を有する偏光板を準備した。前記ハードコート面の表面粗さを前記の手順に従って測定したところ、4nmであった。
別途、厚さ1mmのガラス板の片面に、得られたハードコートフィルムの基材側の面を貼り合わせて評価サンプルとした。
上記偏光板表面のハードコート面から300μm離れた位置に、上記評価サンプルを、前記ハードコート面に対して平行に、ハードコートフィルム側の面を偏光板に向けて固定した。その後、偏光板表面のハードコート面に評価サンプルを指で押し付け、指を離した時のニュートンリングの有無を目視で確認した。このとき、ニュートンリングが全く無い場合をA、僅かに有る場合をB、明確に有る場合をCとした。
前記[ニュートンリングの有無]の評価で、偏光板に評価サンプルを押し付けた指を離した時の、評価サンプルのハードコートフィルムの偏光板表面への付着性を官能評価した。全く付着しない場合を5点、僅かに付着するが、直ぐに離れる場合を3点、付着がひどく、離れない場合を1点とした。この点数が大きいほど、偏光板への付着が少ないことを示す。
アンチブロッキング剤であるコロイダルシリカ分散液(商品名SIRMIBK15WT%−E65、CIKナノテック(株)製)の配合量を2.5質量部から5.5質量部に変更した以外は実施例1の(ハードコート層形成用組成物の調製)と同様にして、ハードコート層形成用組成物(A2)を調製した。このハードコート層形成用組成物(A2)をハードコート層形成用組成物(A1)の代わりに使用した以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製し、評価を行った。結果を表1に示した。
実施例1で得られたハードコートフィルムのハードコート層上に、反射防止層形成用材料(商品名TU2205、JSR(株)製、屈折率:1.35、溶媒:メチルイソブチルケトン)を、乾燥後の膜厚が100nmとなるようにバーコーターを用いて塗工した。その後、80℃60秒間乾燥し、高圧水銀ランプ紫外線照射機(フュージョン社製)を用いて、240W/cm、ランプ高さ10cm、ベルトスピード10m/min、2pass、窒素雰囲気下で紫外線照射して硬化形成することによって、低反射フィルムを得た。
得られた低反射フィルムについて、実施例1と同様の評価(ただし、反射防止層側の表面をハードコート層側の表面(凹凸面)とした)を行った。結果を表1に示した。
単官能アクリレートとして、シクロヘキシルメタクリレート(商品名ライトエステルCH、共栄社化学(株)製)90.0質量部、n−ブチルメタクリレート(商品名ライトエステルNB、共栄社化学(株)製)1.3質量部、メタクリル酸(商品名ライトエステルA、共栄社化学(株)製)4.7質量部及び分子量調整剤としてn−ドデシルメルカプタン(商品名チオカルコール20花王(株)製)3.7質量部、重合開始剤として2,2´−アゾビスイソブチロニトリル(東京化成工業(株)製)0.3部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル286質量部を窒素ガス導入缶と攪拌装置と温度計とを備えた反応容器に仕込み、窒素ガスを流通させながら、反応混合物を攪拌して80℃に加温し、重量平均分子量7200のアクリル系ポリマー(C1)を得た。このアクリル系ポリマー(C1)のSP値は10.0、Tg:65℃であった。
得られたアクリル系ポリマーC1を0.5質量部と4官能アクリレートとしてペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名M−305、東亞合成(株)製 SP値12.7、Tg250℃)91.5質量部、光重合開始剤(商品名IRGACURE184、BASF社製)を4質量部、光安定剤(商品名TINUVIN152、BASF社製)を4質量部、希釈溶剤としてイソプロピルアルコールとイソブチルアルコールとを1:1(質量比)で混合した混合溶剤を、固形分が40質量%となるように混合してハードコート層形成用組成物(A3)を調製した。このハードコート層形成用組成物(A3)をハードコート層形成用組成物(A1)の代わりに使用した以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作成し、評価を行った。結果を表1に示した。
アンチブロッキング剤を添加しなかった以外は実施例1の(ハードコート層形成用組成物の調製)と同様にして、ハードコート層形成用組成物(B1)を調製した。このハードコート層形成用組成物(B1)をハードコート層形成用組成物(A1)の代わりに使用した以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製し、評価を行った。結果を表1に示した。
アンチブロッキング剤の代わりに粒子径1.4μmのシリカ粒子(商品名サイリシア310、富士シリシア化学(株)製)3質量部を添加した以外は実施例1の(ハードコート層形成用組成物の調製)と同様にして、ハードコート層形成用組成物(B2)を調製した。このハードコート層形成用組成物(B2)をハードコート層形成用組成物(A1)の代わりに使用した以外は実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製し、評価を行った。結果を表1に示した。
実施例1のハードコートフィルムのハードコート層上に反射防止層を設けた実施例3の低反射フィルムは、実施例1に比べて、テープ粘着力は劣っていたが、全光線透過率が向上していた。これは、反射防止層を設けたことで、保護シートと偏光板との間の空気層の反射が抑えられたためと考えられる。
実施例4のハードコートフィルムは、実施例1に比べて、ヘイズ値が高く光学物性がやや劣っていたが、偏光板との付着性が良好で、優れたアンチニュートンリング性能を有していた。これは表面粗さを粗くしたことで、偏光板との接触が妨げられたためと考えられる。
一方、凹凸面の表面粗さが1nmの比較例1のハードコートフィルムは、アンチニュートンリング性能が悪かった。
また、凹凸面の表面粗さが500nmの比較例2のハードコートフィルムは、透明性が低かった。
Claims (5)
- 表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルとを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置。 - 表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルとを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記表示装置は、前記静電容量式タッチパネルと対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置。 - 表示装置と、前記表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定された静電容量式タッチパネルとを備える静電容量式タッチパネル付き表示装置であって、
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側とは反対側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記表示装置は、前記静電容量式タッチパネルと対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル付き表示装置。 - 表示装置の前面側に、前記表示装置との間に隙間を設けて配置され、外縁部が粘着剤層で前記表示装置に固定される静電容量式タッチパネルであって、
前記静電容量式タッチパネルは、1枚の透明基板と、前記透明基板の前記表示装置側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備え、
前記保護シートは、前記表示装置と対向する面の表面粗さが1.5nm以上400nm以下である、静電容量式タッチパネル。 - さらに、前記透明基板の前記表示装置側とは反対側に設けられた導電層と、前記導電層上に粘着剤層を介して積層された保護シートとを備える、請求項4に記載の静電容量式タッチパネル。
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