JP5588197B2

JP5588197B2 - タッチパネル用光硬化性樹脂組成物及びタッチパネル

Info

Publication number: JP5588197B2
Application number: JP2010042911A
Authority: JP
Inventors: 正則松田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-02-26
Also published as: JP2011178847A

Description

本発明は、接着性及び硬化物の透明性に優れ、かつ、耐衝撃性に優れるタッチパネルを得ることができるタッチパネル用光硬化性樹脂組成物に関する。また、本発明は、該タッチパネル用光硬化性樹脂組成物を用いてなるタッチパネルに関する。

近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ表面にタッチパネルの機能を設けた入力装置が広く利用されている。このタッチパネルには、保護フィルム、反射防止フィルム、ＩＴＯ蒸着樹脂フィルム等が使用されている。

従来、タッチパネルに使用される種々のフィルムは、接着テープにより被着体に貼着されていたが、貼り合わせる際に気泡や異物が入りやすいという問題があった。特許文献１〜３には、接着テープに代わる塗布型の接着剤が開示されている。しかしながら、特許文献１〜３に開示されている接着剤は、ガラスやＰＥＴフィルム等の基材との接着力が不充分であるという問題があった。

特許文献４には、接着性に優れたエポキシ樹脂組成物が開示されている。しかしながら、特許文献４に開示されているエポキシ樹脂組成物は黄色く色づいているため、透明性を必要とするタッチパネル用の接着剤には不向きであった。
透明性に優れる接着剤としては、アクリル系接着剤が挙げられる。アクリル系接着剤としては、通常、アクリルモノマーと光重合開始剤とに加え、粘度調整や接着性の向上のためにポリエステル等のポリマーを添加したものが用いられる（例えば、特許文献５）。しかしながら、ポリマーを添加したアクリル系接着剤は、光を照射した後、硬化物が白濁することがあるという問題があった。
また、タッチパネルには、大きな荷重が加えられた場合や、落下した場合等における耐衝撃性を有することが求められていた。

国際公開第０３／０８７１８７号パンフレット特開２００７−３１４８０４号公報特開２００８−２３９７５６号公報特開２００５−１８７６０９号公報特表２００６−５１２４４２号公報

本発明は、接着性及び硬化物の透明性に優れ、かつ、耐衝撃性に優れるタッチパネルを得ることができるタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該タッチパネル用光硬化性樹脂組成物を用いてなるタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明は、単官能ラジカル重合性化合物と、該単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーと、光ラジカル重合開始剤とを含有し、上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーは、ガラス転移温度が−１０℃以下であり、かつ、重量平均分子量が１万〜１０万であるタッチパネル用光硬化性樹脂組成物である。
以下に本発明を詳述する。

本発明者は、単官能ラジカル重合性化合物と、該単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーであってガラス転移温度が−１０℃以下であり、かつ、重量平均分子量が１万〜１０万であるポリマーとを用いることにより、接着性及び硬化物の透明性に優れ、かつ、耐衝撃性に優れるタッチパネルを得ることができるタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物は、単官能ラジカル重合性化合物を含有する。ラジカル重合性化合物として単官能のものを用いることにより、ゲル化することなく、該ラジカル重合性化合物との相溶性の高いホモポリマーを得ることができる。

上記単官能ラジカル重合性化合物は特に限定されないが、例えば、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルジグリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルフタル酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル−２−ヒドロキシエチル−フタル酸、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリル酸安息香酸エステル、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、トリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。なかでも、得られるタッチパネル用光硬化性樹脂組成物が基材との接着性に優れたものとなることから、エチレングリコール骨格又はプロピレングリコール骨格を有するものが好適であり、ジエチレングリコール骨格を有するものがより好適である。

上記単官能ラジカル重合性化合物の酸価は特に限定されないが、好ましい上限は０．５ｍｇＫＯＨ／ｇである。上記単官能ラジカル重合性化合物の酸価が０．５ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、得られるタッチパネルの電極等を腐食することがある。上記単官能ラジカル重合性化合物の酸価のより好ましい上限は０．１ｍｇＫＯＨ／ｇである。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物は、上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーを含有する。得られる光硬化性樹脂組成物の接着性を向上させたり、粘度を調整したりするために配合するポリマーとして上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーを用いることにより、光照射後の硬化物が白濁することを抑制することができる。

上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーのガラス転移温度の上限は−１０℃である。上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーのガラス転移温度が−１０℃を超えると、得られる光硬化性樹脂組成物を用いてなるタッチパネルが耐衝撃性に劣るものとなる。

上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーのゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算による重量平均分子量の下限は１万、上限は１０万である。上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーの重量平均分子量が１万未満であると、得られる光硬化性樹脂組成物が基材との接着性に劣るものとなったり、粘度が不充分なものとなったりする。上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーの重量平均分子量が１０万を超えると、得られる光硬化性樹脂組成物の粘度が高くなりすぎる。上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーの重量平均分子量の好ましい下限は２万、好ましい上限は８万である。
なお、ＧＰＣよってポリスチレン換算による重量平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、ＳＨＯＫＯ社製カラムＬＦ−８０４等が挙げられる。

上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーの含有量は特に限定されないが、タッチパネル用光硬化性樹脂組成物に配合する上記単官能ラジカル重合性化合物１００重量部に対して、好ましい下限は２０重量部、好ましい上限は２００重量部である。上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーの含有量が２０重量部未満であると、得られる光硬化性樹脂組成物が基材との接着性に劣るものとなったり、粘度が不充分なものとなったりすることがある。上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーの含有量が２００重量部を超えると、得られる光硬化性樹脂組成物の粘度が高くなりすぎることがある。上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーの含有量のより好ましい下限は３０重量部、より好ましい上限は１００重量部である。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲内において、更に、上記単官能ラジカル重合性化合物と重合可能なその他のラジカル重合性化合物や、その他のポリマーを含有してもよい。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物は、光ラジカル重合開始剤を含有する。
光ラジカル重合開始剤は特に限定されず、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。

上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、イルガキュア１８４、イルガキュア３６９、イルガキュア３７９、イルガキュア６５１、イルガキュア８１９、イルガキュア９０７、イルガキュア２９５９、イルガキュアＯＸＥ０１（いずれもチバ・ジャパン社製）、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（以上、いずれも東京化成工業社製）、ルシリンＴＰＯ（ＢＡＳＦＪａｐａｎ社製）等が挙げられる。なかでも吸収波長域が広いことから、イルガキュア６５１、イルガキュア９０７、ベンゾインイソプロピルエーテル、及び、ルシリンＴＰＯが好適である。これらの光ラジカル重合開始剤は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

上記光ラジカル重合開始剤の含有量は特に限定されないが、上記単官能ラジカル重合性化合物１００重量部に対して、好ましい下限は０．１重量部、好ましい上限は５．０重量部である。上記光ラジカル重合開始剤の含有量が０．１重量部未満であると、重合が充分に進行しなかったり、得られる光硬化性樹脂組成物の硬化反応が遅くなりすぎたりすることがある。上記光ラジカル重合開始剤の含有量が５．０重量部を超えると、得られる光硬化性樹脂組成物の硬化反応が速くなりすぎて、作業性が低下したり、得られる光硬化性樹脂組成物が不均一な硬化物となったりすることがある。上記光ラジカル重合開始剤の含有量のより好ましい下限は１．０重量部、より好ましい上限は４．０重量部である。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲でシランカップリング剤を含有してもよい。上記シランカップリング剤は、本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物と基材との接着性を向上させる役割を有する。

上記シランカップリング剤としては、具体的には例えば、γ−アミノ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−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

上記シランカップリング剤の含有量は特に限定されないが、上記単官能ラジカル重合性化合物１００重量部に対して、好ましい下限は０．１重量部、好ましい上限は１０重量部である。上記シランカップリング剤の含有量が０．１重量部未満であると、得られる光硬化性樹脂組成物の接着性を向上させる効果が充分に得られないことがある。上記シランカップリング剤の含有量が１０重量部を超えると、余剰のシランカップリング剤がブリードアウトすることがある。上記シランカップリング剤の含有量のより好ましい下限は０．５重量部、より好ましい上限は５重量部である。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で充填剤を含有してもよい。
上記充填剤は特に限定されず、例えば、無機フィラー、有機フィラー等が挙げられる。
上記無機フィラーは特に限定されず、例えば、タルク、石綿、シリカ、スメクタイト、ベントナイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、モンモリロナイト、珪藻土、酸化マグネシウム、酸化チタン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ガラスビーズ、硫酸バリウム、石膏、珪酸カルシウム、セリサイト活性白土等が挙げられる。
上記有機フィラーは特に限定されず、例えば、ポリエステル微粒子、ポリウレタン微粒子、ビニル重合体微粒子、アクリル重合体微粒子等が挙げられる。
これらの充填剤は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を製造する方法は特に限定されず、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリウムミキサー、ニーダー、３本ロール等の混合機を用いて、上記単官能ラジカル重合性化合物と、上記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーと、上記光ラジカル重合開始剤と、本発明の目的を阻害しない範囲で必要に応じて添加するその他のラジカル重合性化合物、その他のポリマー、シランカップリング剤等の添加剤等とを混合する方法が挙げられる。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物のコーンローター式粘度計を用いて２５℃で測定したときの粘度は特に限定されないが、好ましい下限は１００ｍＰａ・ｓ、好ましい上限は１０万ｍＰａ・ｓである。上記光硬化性樹脂組成物の粘度が１００ｍＰａ・ｓ未満であると、塗工時に光硬化性樹脂組成物が流れ出すことがある。上記光硬化性樹脂組成物の粘度が１０万ｍＰａ・ｓを超えると、塗工が困難となることがある。上記光硬化性樹脂組成物の粘度のより好ましい下限は５００ｍＰａ・ｓ、より好ましい上限は１万ｍＰａ・ｓ、更に好ましい下限は１０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましい上限は５０００ｍＰａ・ｓである。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物は、基材に直接塗工してもよいし、別の基材に塗工した後、目的の基材に転写してもよい。塗工後の本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物による粘着層の厚さは、材質や用途等により適宜決定されるが、一般には１〜２００μｍ程度である。

上記基材は特に限定されず、例えば、プラスチックフィルム、ガラス、偏光板、レンズ、プリズム等が挙げられる。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を塗工する方法は特に限定されず、例えば、ロールコーターやダイコーター等の塗工機を用いて行うことができる。特に、均一に塗工するためには、ダイコーター等により加熱しながら基材に塗工することが好ましい。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物は、塗工後、３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長及び３００〜３０００ｍＪ／ｃｍ^２の積算光量の光を照射することによって硬化させることができる。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を硬化させるための光を照射する光源は特に限定されず、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、エキシマレーザ、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ、ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯、太陽光、電子線照射装置等が挙げられる。これらの光源は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。これらの光源の選択に際しては、上記光ラジカル重合開始剤の吸収波長に合わせて適宜選択される。

上記光源の本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物への照射手順としては、例えば、各種光源の同時照射、時間差をおいての逐次照射、同時照射と逐次照射との組み合わせ照射等が挙げられ、いずれの照射手段を用いてもよい。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物の硬化物は、厚さを３００μｍとしたときの波長４０５ｎｍの光の透過率の好ましい下限が９０％である。上記透過率が９０％未満であると、得られるタッチパネルが光学特性に劣るものとなることがある。

本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を用いてなるタッチパネルもまた、本発明の一つである。
本発明のタッチパネルを製造する方法としては、例えば、一方の基材の全面又は一部に本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を塗布し、光を照射した後、本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を介して、一方の基材に他方の基材を貼り合わせ、常温又は加熱下で硬化させる工程を有する方法を用いることができる。
具体的には、例えば、２枚のＩＴＯガラスについて、一方のＩＴＯガラスの接着面に本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を塗布し、紫外線を照射した後、他方のＩＴＯガラスを貼り合わせ、硬化するまで常温又は加熱下で固定する方法が挙げられる。
このようなタッチパネルの製造方法は、例えば、基材の表面に不透明電極やブラックマトリックス等が形成されていて、基材を介して本発明のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物に光を照射しにくい場合であっても、好適に用いることができる。更に、貼り合わせた後、硬化するまでに位置を合わせたり、加圧しながら硬化させたりすることができるため、寸法精度を向上させることができる。

本発明によれば、接着性及び硬化物の透明性に優れ、かつ、耐衝撃性に優れるタッチパネルを得ることができるタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該タッチパネル用光硬化性樹脂組成物を用いてなるタッチパネルを提供することができる。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。

（実施例１）
単官能ラジカル重合性化合物として、フェノキシジエチレングリコールアクリレート（共栄社化学社製、「Ｐ２Ｈ−Ａ」）５０重量部と、フェノキシジエチレングリコールアクリレートのホモポリマー（ガラス転移温度−１６℃、重量平均分子量３万）５０重量部と、光ラジカル重合開始剤として２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（チバ・ジャパン社製、「イルガキュア６５１」）０．１重量部とを、ホモディスパー型攪拌混合機（プライミクス社製、「ホモディスパーＬ型」）を用い、攪拌速度３０００ｒｐｍで均一に攪拌混合して光硬化性樹脂組成物を作製した。

（実施例２）
フェノキシジエチレングリコールアクリレートの配合量を８０重量部とし、フェノキシジエチレングリコールアクリレートのホモポリマーの配合量を２０重量部としたこと以外は、実施例１と同様にして光硬化性樹脂組成物を作製した。

（実施例３）
フェノキシジエチレングリコールアクリレートの配合量を９０重量部とし、フェノキシジエチレングリコールアクリレートのホモポリマーの配合量を１０重量部としたこと以外は、実施例１と同様にして光硬化性樹脂組成物を作製した。

（比較例１）
フェノキシジエチレングリコールアクリレートのホモポリマー５０重量部の代わりに、液状で重量平均分子量が３０００のアクリルポリオール（綜研化学社製、「アクトフローＵＭＥ−２００５」）５０重量部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして光硬化性樹脂組成物を作製した。

（比較例２）
フェノキシジエチレングリコールアクリレートのホモポリマー５０重量部の代わりに、ガラス転移温度が−５７℃、重量平均分子量が８０００のアクリルポリマー（東亞合成社製、「ＡＲＵＦＯＮＵＰ−１１７０」）５０重量部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして光硬化性樹脂組成物を作製した。

（比較例３）
フェノキシジエチレングリコールアクリレートのホモポリマー５０重量部の代わりに、ガラス転移温度が−１５℃の非結晶性ポリエステル（東洋紡績社製、「バイロン５５０」）５０重量部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして光硬化性樹脂組成物を作製した。

（比較例４）
フェノキシジエチレングリコールアクリレートのホモポリマーを用いず、フェノキシジエチレングリコールアクリレートの配合量を１００重量部としたこと以外は、実施例１と同様にして光硬化性樹脂組成物を作製した。

（評価）
実施例及び比較例で得られた光硬化性樹脂組成物について、以下の評価を行った。結果を表１に示した。

（１）粘度
実施例及び比較例で得られた光硬化性樹脂組成物の２５℃における粘度を、コーンローター式粘度計を用いて測定した。

（２）相溶性
実施例及び比較例で得られた光硬化性樹脂組成物を目視で観察し、透明な場合を「○」、不透明な場合を「×」としてモノマー成分とポリマー成分との相溶性を評価した。

（３）硬化物の透明性
実施例及び比較例で得られた光硬化性樹脂組成物を用いて厚さ３００μｍのフィルムを作製し、波長４０５ｎｍの光の透過率が９０％以上の場合を「○」、９０％未満の場合を「×」として透明性を評価した。

（４）接着性
ＪＩＳＫ６８４９（１９９４）に準拠してガラス−ガラスの引っ張り接着強さを測定し、接着強さが２０ｋｇ／ｃｍ^２以上の場合を「○」、２０ｋｇ／ｃｍ^２未満の場合を「×」として接着性を評価した。

Claims

単官能ラジカル重合性化合物と、該単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーと、光ラジカル重合開始剤とを含有し、
前記単官能ラジカル重合性化合物のホモポリマーは、ガラス転移温度が−１０℃以下であり、かつ、重量平均分子量が１万〜１０万であり、
前記単官能ラジカル重合性化合物は、エチレングリコール骨格又はプロピレングリコール骨格を有することを特徴とするタッチパネル用光硬化性樹脂組成物。
請求項１記載のタッチパネル用光硬化性樹脂組成物を用いてなることを特徴とするタッチパネル。