JP5689931B2 - 粘着シート、タッチパネル用積層体、静電容量式タッチパネル - Google Patents

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Description

本発明は、粘着シートに係り、特に、比誘電率の温度依存度が所定値以下である粘着シートに関する。
また、本発明は、該粘着シートを含むタッチパネル用積層体および静電容量式タッチパネルにも関する。
近年、携帯電話や携帯ゲーム機器等へのタッチパネルの搭載率が上昇しており、例えば、多点検出が可能な静電容量方式のタッチパネル(以後、単にタッチパネルとも称する)が注目を集めている。
通常、タッチパネルを製造する際には、表示装置やタッチパネルセンサーなどの各部材間を密着させるために透過視認に用いられる粘着シートが使用されており、様々な粘着シートが提案されている。例えば、特許文献1においては、静電容量式タッチパネルにおいて検出感度の低下を抑制するために、比誘電率が所定値以上である粘着シートが開示されている。
特開2012−140605号公報
従来、タッチ感度向上のため、タッチ面側の粘着層の材料としては、特許文献1に記載されるような透明性と粘着性に優れるアクリル系材料が使用されていた。
一方で、タッチパネルは寒冷地や温暖地など様々な使用環境下において、誤動作を生じないことが求められる。特に、より厳しい条件下(例えば、高温高湿条件下)にさらされた後においても、様々な使用環境下において、誤動作を生じないことが求められる。
本発明者らが、特許文献1に記載されるようなアクリル系樹脂を主成分として使用する粘着剤を使用してタッチパネルを作製した場合、低温環境下または高温環境下において誤動作が頻繁に起こってしまうという問題があることを知見した。
本発明は、上記実情に鑑みて、低温から高温までの幅広い温度環境下にて、静電容量式タッチパネルの誤動作の発生を抑制することができる粘着シートを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
本発明の第1の態様は、後述する温度依存性評価試験から求められる比誘電率の温度依存度が30%以下であり、後述する粘着性評価試験から求められる180度剥離強度が0.20N/mm以上である、粘着シートである。
第1の態様において、比誘電率の温度依存度が20%以下であることが好ましい。
第1の態様において、比誘電率の温度依存度が15%以下であることが好ましい。
第1の態様において、比誘電率の温度依存度が10%以下であることが好ましい。
第1の態様において、−40〜80℃までの20℃毎の各温度における比誘電率の最大値が3.8以下であることが好ましい。
第1の態様において、粘着層の−40〜80℃までの20℃毎の各温度における比誘電率の最大値が3.6以下であることが好ましい。
第1の態様において、粘着層の−40〜80℃までの20℃毎の各温度における比誘電率の最大値が3.5以下であることが好ましい。
第1の態様において、無機性値(I値)と有機性値(O値)との比(I/O比)が0.05〜0.30である粘着剤を含むことが好ましい。
第1の態様において、無機性値(I値)と有機性値(O値)との比(I/O比)が0.15〜0.28である粘着剤を含むことが好ましい。
本発明の第2の態様は、第1の態様の粘着シートと、静電容量式タッチパネルセンサーとを含む、タッチパネル用積層体である。
第2の態様において、さらに、保護基板を含み、
静電容量式タッチパネルセンサーと、粘着シートと、保護基板とをこの順で有することが好ましい。
本発明の第3の態様は、表示装置と、第1の態様の粘着シートと、静電容量式タッチパネルセンサーとをこの順で少なくとも有する、静電容量式タッチパネルである。
第3の態様において、静電容量式タッチパネルセンサーの物体の接触を検知可能な入力領域の対角線方向のサイズが5インチ以上であることが好ましい。
第3の態様において、静電容量式タッチパネルセンサーの物体の接触を検知可能な入力領域の対角線方向のサイズが10インチ以上であることが好ましい。
本発明によれば、低温から高温までの幅広い温度環境下にて、静電容量式タッチパネルの誤動作の発生を抑制することができる粘着シートを提供することができる。
温度依存性評価試験で使用される評価用サンプルの概略図である。 温度依存性評価試験の結果の一例である。 本発明のタッチパネル用積層体の第1実施態様の断面図である。 本発明のタッチパネル用積層体の第2実施態様の断面図である。 本発明の静電容量式タッチパネルの断面図である。 静電容量式タッチパネルセンサーの一実施形態の平面図である。 図6に示した切断線A−Aに沿って切断した断面図である。 第1検出電極の拡大平面図である。 静電容量式タッチパネルセンサーの他の実施形態の一部断面である。 静電容量式タッチパネルセンサーの他の実施形態の一部断面である。 静電容量式タッチパネルセンサーの他の実施形態の一実施形態の一部平面図である。 図11に示した切断線A−Aに沿って切断した断面図である。
以下に、本発明の粘着シートの好適態様について図面を参照して説明する。
なお、本発明の粘着シート(光学粘着シート)の特徴点のひとつとしては、比誘電率の温度依存度を制御している点が挙げられる。なお、詳細は後述するが、温度依存度とは、比誘電率が温度により変化する程度を表す。このような構成にすることにより、所望の効果が得られる理由について、以下に詳述する。
本発明者らは、特許文献1に記載されるようなポリ(メタ)アクリレートを主成分とする粘着剤の場合、ポリマー中に多く存在するカルボニル基を由来とする双極子−双極子モーメントが比誘電率に寄与するため、使用環境の温度によって比誘電率が大きく変化することを知見した。
このような、比誘電率の変化が大きい粘着シートをタッチパネルに用いた場合、例えば、人間の体温よりも10℃以上低い低温環境において人間の指を用いてタッチパネルを操作した場合に、実際の操作による静電容量の変化と、接触によって粘着シートに生じる温度変化に起因した静電容量の変化が同時に生じ、温度変化による静電容量の変化は平衡に達する時間が長いために、接触位置の誤認が生じ、動作不良につながることを知見した。そこで、粘着シートの比誘電率の温度依存度を制御することにより、接触による静電容量の変化のみを検出でき、誤作動の発生を抑制できることを見出している。
なお、静電容量のずれを補正するチップセット回路を使用する手段もあるが、設計コストの増大や、電力負荷の増大を伴うことになり、デメリットが大きい。
また、本発明の粘着シート(光学粘着シート)の他の特徴点としては、所定の粘着性評価試験から求められる180度剥離強度が0.20N/mm以上である点が挙げられる。剥離強度が上記範囲内であれば、粘着層の温度特性が向上し、結果として誤動作が抑制されるという所望の効果が得られる。
以下、本発明の粘着シートの態様について具体的に詳述する。
(粘着シート)
粘着シートは、部材間の密着性を担保するための層である。特に、本発明の粘着シートは、後述するようにタッチパネル用途に好適に使用される。
粘着シートは、後述する温度依存性評価試験から求められる比誘電率の温度依存度が30%以下である。なかでも、タッチパネルの誤動作がより生じにくい点で、25%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、15%以下がさらに好ましく、10%以下が特に好ましい。下限は特に制限されないが、低ければ低いほど好ましく、0%が最も好ましい。
比誘電率の温度依存度が30%超の場合、タッチパネルの誤動作が生じやすい。
温度依存性評価試験の実施方法について、以下で詳述する。なお、以下で説明する各温度でのインピーダンス測定技術を用いた比誘電率の測定は、一般に容量法と呼ばれる。容量法は概念的には試料を電極で挟むことによってコンデンサを形成し、測定した容量値から誘電率を算出する方法である。また、静電容量式タッチパネルを搭載した電子機器のモバイル化と共に進展するユビキタス化社会の成熟に伴い、タッチパネルのような電子機器の使用は屋外での使用が不可避となるため、電子機器が晒される環境温度を−40〜80℃と想定し、本評価試験では−40〜80℃を試験環境とする。
まず、図1に示すように、測定対象である粘着シート12(厚み:100〜500μm)を一対のアルミニウム電極100(電極面積:20mm×20mm)で挟み、40℃、5気圧、60分の加圧脱泡処理をして、評価用サンプルを作製する。
その後、サンプル中の粘着シートの温度を−40℃から80℃まで20℃ずつ段階的に昇温して、各温度においてインピーダンスアナライザー(Agilent社4294A)を用いた1MHzでのインピーダンス測定により静電容量Cを求める。その後、求められた静電容量Cと粘着シートの厚みTとを掛け合わせた後、得られた値をアルミニウム電極の面積Sと真空の誘電率ε0(8.854×10−12F/m)の積で割り、比誘電率を算出する。つまり、式(X):比誘電率=(静電容量C×厚みT)/(面積S×真空の誘電率ε0)にて比誘電率を算出する。
より具体的には、粘着シートの温度が−40℃、−20℃、0℃、20℃、40℃、60℃、および80℃となるように段階的に昇温して、各温度において粘着シートの温度が安定するまで5分間放置した後、その温度において1MHzでのインピーダンス測定により静電容量Cを求め、得られた値から各温度における比誘電率を算出する。
なお、粘着シートの厚みは、少なくとも5箇所以上の任意の点における粘着シートの厚みを測定して、それらを算術平均した値である。
その後、算出された比誘電率のなかから、最小値と最大値を選択して、両者の差分の最小値に対する割合を求める。より具体的には、式[{(最大値−最小値)/最小値}×100]より計算される値(%)を求め、その値を温度依存度とする。
図2に、温度依存性評価試験結果の一例を示す。なお、図2の縦軸は温度、横軸は比誘電率を示す。また、図2は2種の粘着シートの測定結果の一例であり、一方は白丸、他方は黒丸の結果で示される。
図2を参照すると、白丸で示される粘着シートAにおいては、各温度における比誘電率が比較的近接しており、その変化も小さい。つまり、粘着シートAの比誘電率は、温度による変化が少ないことを示しており、寒冷地および温暖地においても粘着シートAの比誘電率が変わりにくい。結果として、粘着シートAを含むタッチパネルにおいては検出電極間の静電容量が、当初設定されていた値からずれにくく、誤動作を生じにくい。なお、粘着シートAの温度依存度(%)は、図2中の白丸の最小値であるA1と最大値であるA2とを選択して、式[(A2−A1)/A1×100]により求めることができる。
一方、黒丸で示される粘着シートBにおいては、温度が上昇するにつれて、比誘電率が大きく上昇し、その変化が大きい。つまり、粘着シートBの比誘電率は温度による変化が大きいことを示しており、検出電極間の静電容量が当初設定されていた値からずれやすく、誤動作を生じやすい。なお、粘着シートBの温度依存度(%)は、図2中の黒丸の最小値であるB1と最大値であるB2とを選択して、式[(B2−B1)/B1×100]により求めることができる。
つまり、上記温度依存度とは温度による誘電率の変化の程度を示しており、この値が小さいと、低温(−40℃)から高温(80℃)にわたって比誘電率の変化が起きにくい。一方、この値が大きいと、低温(−40℃)から高温(80℃)にわたって比誘電率の変化が起こりやすい。
粘着シートの−40〜80℃までの20℃毎の各温度における比誘電率の大きさは特に制限されない。
一般的に、電極などの導電体の間に絶縁体が存在する場合、電極間の絶縁体の静電容量Cは、静電容量C=誘電率ε×面積S÷層厚みTにより与えられ、誘電率ε=比誘電率εr×真空の誘電率ε0で与えられる。
静電容量式タッチパネルにおいて、粘着シートは、静電容量式タッチパネルセンサーと保護基板(カバー部材)との間、静電容量式タッチパネルセンサーと表示装置との間、または、静電容量式タッチパネルセンサー内の基板と基板上に配置された検出電極を備える導電フィルム同士の間に配置され、それ自体が寄生容量を有する。粘着シートの寄生容量の増大は、タッチセンシングの誤動作の原因の一つとなりえる。したがって、静電容量式タッチパネルセンサーのセンシング部(入力領域)に隣接する粘着層が有する寄生容量の増大は、物体の接触を検知可能なセンシング部の各センシング部位での充電不良の元となるため、誤動作の原因の一つとなりえる。
また、近年の静電容量式タッチパネルの大面積化により、インターフェースセンサー部の全グリッドライン(後述する検出電極に相当)数は増大する傾向にある。適切なセンシング感度を得るにはその増大に呼応してスキャンレートを増やさなければならないため、各グリッドラインや各センサーノードの静電容量の閾値を下げざるをえない。すると上記のセンシング部近傍の粘着層が有する寄生容量による影響が相対的に増大し、誤動作が発生しやすい環境になる。したがって、上記センシング部に隣接する粘着層の寄生容量を下げる目的で、上記粘着層の誘電率εを下げる手段が取られる。
そのため、粘着シートの−40〜80℃までの間の20℃毎の各温度における比誘電率の最大値は3.8以下が好ましく、3.6以下がより好ましく、3.5以下がさらに好ましい。
なお、比誘電率の測定方法は、上記温度依存性評価試験の手順と同じである。
後述する粘着性評価試験から求められる粘着シートの180度剥離強度は、0.20N/mm以上であり、0.25N/mm以上が好ましく、上限は特に制限されないが、通常、0.3N/mm以下の場合が多い。剥離強度が上記範囲であれば、粘着シートが所定の弾性を示すため、温度変化により各種部材が変形する場合でもその変形に対して追従することができる。結果として、静電容量式タッチパネルセンサーと保護基板(カバー部材)との間、静電容量式タッチパネルセンサーと表示装置との間、または、静電容量式タッチパネルセンサー内の基板と基板上に配置された検出電極を備える導電フィルム同士の間に粘着シートを使用した際に、幅広い温度領域にて優れた密着保持力が維持され、経時変性などによるタッチパネルの誤動作が生じにくくなる。
粘着性評価試験の測定方法としては、粘着シートをガラス基板に貼り合せて、粘着シートのJIS Z0237内の「10.4 引き剥がし粘着力の測定」に準拠した方法にて、180度剥離強度を求める。
より具体的には、粘着シート(幅25mm×長さ40mm〜50mm)を、ガラス板(40mm以上×60mm以上)の中心付近と向い合せにして、粘着シートとガラス板との長手方向を揃えるようにして10〜40kPaで貼り合せする。その後、粘着シートの露出面上にカプトンフィルム(幅25mm×長さ150mm以上)の長手方向を揃え、カプトンフィルムの一端が粘着シートに接しないように、かつ、粘着シート全域をカプトンフィルムが覆うように、カプトンフィルムと粘着シートとを貼り合せし、積層体を得る。次に、オートグラフ(島津製作所製)に粘着シートと接していないカプトンフィルムの一端を180度方向に引っ張る(剥離する)形状でセットし、剥離強度を測定する。
粘着シートの厚みは特に制限されないが、5〜2500μmであることが好ましく、20〜500μmであることがより好ましい。上記範囲内であれば所望の可視光の透過率が得られ、且つ、取り扱いも容易である。
なお、粘着シートは、構成成分が異なる複数の粘着シートを積層した積層体であってもよい。積層構成の場合には、比誘電率の温度依存性は積層状態で本願の範囲に入るように設計される。
粘着シートは、光学的に透明であることが好ましい。つまり、透明粘着シートであることが好ましい。光学的に透明とは、全光線透過率は85%以上であることを意図し、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。
粘着シートを構成する材料(粘着剤)としては上記温度依存度を満たしていれば、その種類は特に制限されない。例えば、ゴム系粘着性絶縁材料、シリコーン系粘着性絶縁材料などが挙げられる。
粘着シートは所定の硬化処理により形成されることが好ましく、既知の方法として光硬化処理と熱硬化処理とを挙げることができる。言い換えると、粘着シートは、光硬化性粘着剤または熱硬化性粘着剤を硬化させて形成されることが好ましい。なお、硬化に用いる硬化性組成物は、上記硬化反応の特性に応じて、モノマー混合物のみならず、モノマーを予め重合して得たポリマーと、モノマーまたは硬化反応性を有するポリマーとをブレンドした硬化性組成物を用いてもよい。
光硬化処理は複数回の硬化工程からなってもよく、用いる光波長は複数から適宜選定されてよい。また熱硬化処理も複数回の効果工程からなってもよく、熱を与える手法はオーブン、リフロー炉、IRヒーターなど適切な手法から選定されてよい。さらには光硬化処理と熱硬化処理を適宜組み合わせてもよい。
特に、光硬化処理により粘着シートを形成すると、比較的、粘着シートの経時変形が少なくなりやすく、製造適性上好ましい。なお、光硬化処理の場合、光硬化性粘着剤に光重合開始剤が含まれていてもよい。
なかでも、粘着シートを構成する材料としては、1種以上のポリオレフィンまたは変性ポリオレフィンと、1種以上のアクリルモノマーと、1種以上の粘着付与剤と、重合開始剤(例えば、光重合開始剤または熱重合開始剤)または熱硬化剤とを含有する樹脂組成物をフィルム状に形成して、光または熱により重合させることにより得ることができる材料が好ましい。なお、必要に応じて、その他添加剤(例えば、可塑剤、酸化防止剤、透明粒子など)を本発明の目的の範囲内で合わせて用いることができる。
なお、フィルムの形成方法としては、アプリケーター、グラビアコート、カーテンコート、コンマコーター、スロットダイコーター、リップコーターなどの既知の塗布装置が用いられる。
上記ポリオレフィンとしては、例えば、ポリイソブチレン、ポリブタジエン(変性液状ポリブタジエンや、1,4−ブタジエン、1,2−ブタジエンまたはそのコポリマー混合物の重合体など)、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリブテン、スチレンブタジエン共重合体、あるいはこれらの群から任意に選ばれた組み合わせの共重合体やポリマー混合物などが挙げられる。
アクリルモノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシノニル(メタ)アクリレート、ステアリル(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−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−ジシクロヘキシルオキシエチル(メタ)アクリレート、モルホリノ(メタ)アクリルアミド、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグルコールジ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、2−モルホリノエチル(メタ)アクリレート、9−アントリルメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシフェニル)プロパン、ペンタエリスリトールテトラ(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、トランス−1,4−シクロヘキサンジオールジメタクリレートなどが挙げられる。
なお、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタアクリレートの両者を意図する総称である。
また、粘着付与剤としては、貼付剤または貼付製剤の分野で公知のものを適宜選択して用いればよい。例えば、石油系樹脂(例えば、芳香族系石油樹脂、脂肪族系石油樹脂、C9留分による樹脂など)、テルペン系樹脂(例えば、αピネン樹脂、βピネン樹脂、テルペンフェノール共重合体、水添テルペンフェノール樹脂、芳香族変性水添テルペン樹脂、アビエチン酸エステル系樹脂)、ロジン系樹脂(例えば、部分水素化ガムロジン樹脂、エリトリトール変性木材ロジン樹脂、トール油ロジン樹脂、ウッドロジン樹脂)、クマロンインデン樹脂(例えば、クロマンインデンスチレン共重合体)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、スチレンとα−メチルスチレンの共重合体等)等が挙げられる。
粘着付与剤は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができ、2種以上を組み合わせて使用する場合には、例えば、種類の異なる樹脂を組み合わせてもよく、同種の樹脂で軟化点の異なる樹脂を組み合わせてもよい。
粘着シート中における粘着付与剤の含有量は特に制限されないが、粘着シートの粘着性がより優れる点で、10〜60質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましい。
上記重合開始剤、熱硬化剤、およびその他添加剤としては、粘着シートの物性の安定または硬化の効率化を目的として、本発明に反しない限り適宜添加剤を選択できる。
重合開始剤としては、例えば、(1−ヒドロキシ)シクロヘキシルフェニルケトンやアシルホスフィンオキサイド等の光重合開始剤、アゾビスアルキロルニトリルまたはパーブチル等の熱重合開始剤を用いることができる。
熱硬化剤としては、例えば、多価イソシアネート、または、エポキシ系若しくはオキセタン系の熱硬化剤などが選択される。
酸化防止剤としては、例えば、既知のヒンダードフェノール(ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,3−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、2,4−ビス(オクチルチオメチル)オルトクレゾール)、ヒンダードアミンを用いることができる。
透明粒子としては、視覚では認知できない光学的に微小な大きさの粒子(ナノシリカなど)を本発明に反しない限り適宜用いることができる。
粘着シート中で使用される粘着剤の無機性値(I値)と有機性値(O値)との比(I/O比)は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、0.05以上0.3以下が好ましく、さらには0.15〜0.28がより好ましい。I/O比が0.05以上であれば、粘着剤の粘着特性を確保しやすく、I/O比が0.3以下であれば、比誘電率の温度依存度が低下し、タッチパネルの誤動作が生じにくくなる。
上記無機性値(I値)と有機性値(O値)との比(I/O比)は、後述する有機概念図における計算方法より算出される。
以下に有機概念図について説明する。
有機概念図については1984年に「有機概念図」甲田善生(三共出版、絶版)において公知であり、現在では「新版 有機概念図 基礎と応用」甲田善生、佐藤四郎、本間善夫 共著(三共出版、2008年刊行)に概念と具体例が詳細記載されている。
上記の粘着剤の有機性値(O値)、無機性値(I値)およびその比(I/O比)は、該書籍の手法に従って算出することができる。なお、繰り返し単位を含む高分子とその混合物である粘着剤は、上記書籍記載の手法に基づいて算出することができる。
なお、上記I値、O値、およびI/O比の具体的算出手法の実際については、上記の「新版 有機概念図 基礎と応用」の共著である本間らがExcel用有機概念図計算シートとして公開(http://www.ecosci.jp/sheet/orgs_help.html)しており、これを利用して算出できる。
(粘着シートの製造方法)
本発明に粘着シートの製造方法は特に制限されないが、例えば、剥離フィルム上に粘着シート形成用組成物を塗布して、必要に応じて、硬化処理を施して粘着シートを製造する方法が挙げられる。塗布方法としては、リップコーター、コンマコーター、グラビアコーター、スロットダイやアプリケーターを用いる方法、さらにはエアナイフやカーテンコート法などが適宜挙げられる。硬化方法としては、熱硬化またはUV硬化を1段もしくは多段で、さらにはこれらの複合プロセスが挙げられる。
上記粘着シートは、静電容量式タッチパネル用途に使用され、各種部材同士を密着させるために配置される。
例えば、図3に示すように、上記粘着シート12は、静電容量式タッチパネルセンサー18上に配置され、タッチパネル用積層体200を構成してもよい。
また、図4に示すように、粘着シート12は、保護基板20と静電容量式タッチパネルセンサー18との間に配置され、タッチパネル用積層体300を構成してもよい。
また、図5(A)に示すように、粘着シート12は、表示装置50と静電容量式タッチパネル18との間に配置され、静電容量式タッチパネル400を構成してもよい。
さらに、図5(B)に示すように、粘着シート12は、表示装置50と静電容量式タッチパネル18との間、および、静電容量式タッチパネル18と保護基板20との間に配置され、静電容量式タッチパネル500を構成してもよい。
以下、タッチパネル用積層体および静電容量式タッチパネルで使用される各種部材について詳述する。
(静電容量式タッチパネルセンサー)
静電容量式タッチパネルセンサー18とは、表示装置上(操作者側)に配置され、人間の指などの外部導体が接触(接近)するときに発生する静電容量の変化を利用して、人間の指などの外部導体の位置を検出するセンサーである。
静電容量式タッチパネルセンサー18の構成は特に制限されないが、通常、検出電極(特に、X方向に延びる検出電極およびY方向に延びる検出電極)を有し、指が接触または近接した検出電極の静電容量変化を検出することによって、指の座標を特定する。
図6を用いて、静電容量式タッチパネルセンサー18の好適態様について詳述する。
図6に、静電容量式タッチパネルセンサー180の平面図を示す。図7は、図6中の切断線A−Aに沿って切断した断面図である。静電容量式タッチパネルセンサー180は、基板22と、基板22の一方の主面上(表面上)に配置される第1検出電極24と、第1引き出し配線部26と、基板22の他方の主面上(裏面上)に配置される第2検出電極28と、第2引き出し配線部30と、フレキシブルプリント配線板32とを備える。なお、第1検出電極24および第2検出電極28がある領域は、使用者によって入力操作が可能な入力領域EI(物体の接触を検知可能な入力領域(センシング部))を構成し、入力領域EIの外側に位置する外側領域EOには第1引き出し配線部26、第2引き出し配線部30およびフレキシブルプリント配線板32が配置される。
以下では、上記構成について詳述する。
基板22は、入力領域EIにおいて第1検出電極24および第2検出電極28を支持する役割を担うと共に、外側領域EOにおいて第1引き出し配線26および第2引き出し配線30を支持する役割を担う部材である。
基板22は、光を適切に透過することが好ましい。具体的には、基板22の全光線透過率は、85〜100%であることが好ましい。
基板22は、絶縁性を有する(絶縁基板である)ことが好ましい。つまり、基板22は、第1検出電極24および第2検出電極28の間の絶縁性を担保するための層である。
基板22としては、透明基板(特に、透明絶縁性基板)であることが好ましい。その具体例としては、例えば、絶縁樹脂基板、セラミックス基板、ガラス基板などが挙げられる。なかでも、靭性に優れる理由から、絶縁樹脂基板であることが好ましい。
絶縁樹脂基板を構成する材料としては、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアミド、ポリアリレート、ポリオレフィン、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィン系樹脂などが挙げられる。なかでも、透明性に優れる理由から、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース樹脂であることが好ましい。
図6において、基板22は単層であるが、2層以上の複層であってもよい。
基板22の厚み(基板22が2層以上の複層の場合は、それらの合計厚み)は特に制限されないが、5〜350μmであることが好ましく、30〜150μmであることがより好ましい。上記範囲内であれば所望の可視光の透過率が得られ、且つ、取り扱いも容易である。
また、図6においては、基板22の平面視形状は実質的に矩形状とされているが、これには限られない。例えば、円形状、多角形状であってもよい。
第1検出電極24および第2検出電極28は、静電容量の変化を感知するセンシング電極であり、感知部(センサ部)を構成する。つまり、指先をタッチパネルに接触させると、第1検出電極24および第2検出電極28の間の相互静電容量が変化し、この変化量に基づいて指先の位置をIC回路によって演算する。
第1検出電極24は、入力領域EIに接近した使用者の指のX方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。第1検出電極24は、第1方向(X方向)に延び、第1方向と直交する第2方向(Y方向)に所定の間隔をあけて配列された電極であり、後述するように所定のパターンを含む。
第2検出電極28は、入力領域EIに接近した使用者の指のY方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。第2検出電極28は、第2方向(Y方向)に延び、第1方向(X方向)に所定の間隔をあけて配列された電極であり、後述するように所定のパターンを含む。図6においては、第1検出電極24は5つ、第2検出電極28は5つ設けられているが、その数は特に制限されず複数あればよい。
図6中、第1検出電極24および第2検出電極28は、導電性細線により構成される。図8に、第1検出電極24の一部の拡大平面図を示す。図8に示すように、第1検出電極24は、導電性細線34により構成され、交差する導電性細線34による複数の格子36を含んでいる。なお、第2検出電極28も、第1検出電極24と同様に、交差する導電性細線34による複数の格子36を含んでいる。
導電性細線34の材料としては、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)などの金属や合金、ITO、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化ガリウム、酸化チタンなどの金属酸化物、などが挙げられる。なかでも、導電性細線34の導電性が優れる理由から、銀であることが好ましい。
導電性細線34の中には、導電性細線34と基板22との密着性の観点から、バインダーが含まれていることが好ましい。
バインダーとしては、導電性細線34と基板22との密着性がより優れる理由から、水溶性高分子であることが好ましい。バインダーの種類としては、例えば、ゼラチン、カラギナン、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、澱粉等の多糖類、セルロースおよびその誘導体、ポリエチレンオキサイド、ポリサッカライド、ポリビニルアミン、キトサン、ポリリジン、ポリアクリル酸、ポリアルギン酸、ポリヒアルロン酸、カルボキシセルロース、アラビアゴム、アルギン酸ナトリウムなどが挙げられる。なかでも、導電性細線34と基板22との密着性がより優れる理由から、ゼラチンが好ましい。
なお、ゼラチンとしては石灰処理ゼラチンの他、酸処理ゼラチンを用いてもよく、ゼラチンの加水分解物、ゼラチン酵素分解物、その他アミノ基、カルボキシル基を修飾したゼラチン(フタル化ゼラチン、アセチル化ゼラチン)を使用することができる。
また、バインダーとしては、上記ゼラチンとは異なる高分子(以後、単に高分子とも称する)をゼラチンと共に使用してもよい。
使用される高分子の種類はゼラチンと異なれば特に制限されないが、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリジエン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、セルロース系重合体およびキトサン系重合体、からなる群から選ばれる少なくともいずれかの樹脂、または、これらの樹脂を構成する単量体からなる共重合体などが挙げられる。
なかでも、高分子の好適態様としては、水分の浸入をより防止できる点より、以下の一般式(1)で表されるポリマー(共重合体)が挙げられる。
一般式(1): −(A)x−(B)y−(C)z−(D)w−
なお、一般式(1)中、A、B、C、およびDはそれぞれ、下記繰り返し単位を表す。
1は、メチル基またはハロゲン原子を表し、好ましくはメチル基、塩素原子、臭素原子を表す。pは0〜2の整数を表し、0または1が好ましく、0がより好ましい。
2は、メチル基またはエチル基を表し、メチル基が好ましい。
3は、水素原子またはメチル基を表し、好ましくは水素原子を表す。Lは、2価の連結基を表し、好ましくは下記一般式(2)で表される基である。
一般式(2):−(CO−X1)r−X2
式中X1は、酸素原子または−NR30−を表す。ここでR30は、水素原子、アルキル基、アリール基、またはアシル基を表し、それぞれ置換基(例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、ヒドロキシル基など)を有してもよい。R30は、好ましくは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−ブチル基、n−オクチル基など)、アシル基(例えば、アセチル基、ベンゾイル基など)である。X1として特に好ましいのは、酸素原子または−NH−である。
2は、アルキレン基、アリーレン基、アルキレンアリーレン基、アリーレンアルキレン基、またはアルキレンアリーレンアルキレン基を表し、これらの基には−O−、−S−、−OCO−、−CO−、−COO−、−NH−、−SO2−、−N(R31)−、−N(R31)SO2−などが途中に挿入されてもよい。ここでR31は炭素数1〜6の直鎖または分岐のアルキル基を表し、メチル基、エチル基、イソプロピル基などがある。X2の好ましい例として、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基、−CH2CH2OCOCH2CH2−、−CH2CH2OCO(C64)−などを挙げることができる。
rは0または1を表す。
qは0または1を表し、0が好ましい。
4は、炭素原子数5〜80のアルキル基、アルケニル基、またはアルキニル基を表し、好ましくは炭素数5〜50のアルキル基であり、より好ましくは炭素数5〜30のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数5〜20のアルキル基である。
5は、水素原子、メチル基、エチル基、ハロゲン原子、または−CH2COOR6を表し、水素原子、メチル基、ハロゲン原子、−CH2COOR6が好ましく、水素原子、メチル基、−CH2COOR6がさらに好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
6は、水素原子または炭素原子数1〜80のアルキル基を表し、R4と同じでも異なってもよく、R6の炭素原子数は1〜70が好ましく、1〜60がさらに好ましい。
一般式(1)中、x、y、z、およびwは各繰り返し単位のモル比率を表す。
xとしては3〜60モル%、好ましくは3〜50モル%、より好ましくは3〜40モル%である。
yとしては、30〜96モル%、好ましくは35〜95モル%、特に好ましくは40〜90モル%である。
また、zが小さすぎるとゼラチンのような親水性保護コロイドとの親和性が減少するためマット剤の凝集・剥落故障の発生確率が高くなり、zが大きすぎると感光材料のアルカリ性の処理液に本発明のマット剤が溶解してしまう。そのため、zとしては0.5〜25モル%、好ましくは0.5〜20モル%、特に好ましくは1〜20モル%である。
wとしては、0.5〜40モル%、好ましくは0.5〜30モル%である。
一般式(1)において、xは3〜40モル%、yは40〜90モル%、zは0.5〜20モル%、wは0.5〜10モル%の場合が特に好ましい。
一般式(1)で表されるポリマーとしては、下記一般式(2)で表されるポリマーが好ましい。
一般式(2)中、x、y、zおよびwは、上記の定義の通りである。
一般式(1)で表されるポリマーは、一般式(A)、(B)、(C)および(D)以外の他の繰り返し単位を含んでもよい。他の繰り返し単位を形成するためのモノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、ビニルエステル類、オレフィン類、クロトン酸エステル類、イタコン酸ジエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、アクリルアミド類、不飽和カルボン酸類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルケトン類、ビニル異節環化合物、グリシジルエステル類、不飽和ニトリル類などが挙げられる。これらのモノマーとしては特許第3754745号公報の[0010]〜[0022]にも記載されている。
疎水性の観点からアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類が好ましく、ヒドロキシエチルメタクリレートなどのヒドロキシアルキルメタクリレートまたはヒドロキシアルキルアクリレートがより好ましい。一般式(1)で表されるポリマーは、上記一般式(A)、(B)、(C)および(D)以外に下記一般式(E)で表される繰り返し単位を含むことが好ましい。
上記式中、LEはアルキレン基を表し、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましく、炭素数2〜6のアルキレン基がより好ましく、炭素数2〜4のアルキレン基が更に好ましい。
一般式(1)で表されるポリマーとしては、下記一般式(3)で表されるポリマーが特に好ましい。
上記式中、a1、b1、c1、d1、およびe1は各モノマー単位のモル比率を表し、a1は3〜60(モル%)、b1は30〜95(モル%)、c1は0.5〜25(モル%)、d1は0.5〜40(モル%)、e1は1〜10(モル%)を表す。
a1の好ましい範囲は上記xの好ましい範囲と同じであり、b1の好ましい範囲は上記yの好ましい範囲と同じであり、c1の好ましい範囲は上記zの好ましい範囲と同じであり、d1の好ましい範囲は上記wの好ましい範囲と同じである。
e1は1〜10モル%であり、好ましくは2〜9モル%であり、より好ましくは2〜8モル%である。
一般式(1)で表されるポリマーの具体例を以下に示すが、これらに限定されない。
一般式(1)で表されるポリマーの重量平均分子量は、1000〜100万が好ましく、2000〜75万がより好ましく、3000〜50万が更に好ましい。
一般式(1)で表されるポリマーは、例えば特許第3305459号および特許第3754745号公報などを参照して合成することができる。
導電性細線34中における金属とバインダーとの体積比(金属の体積/バインダーの体積)は、1.0以上が好ましく、1.5以上がさらに好ましい。金属とバインダーの体積比を1.0以上とすることで、導電性細線34の導電性をより高めることができる。上限は特に制限されないが、生産性の観点から、6.0以下が好ましく、4.0以下がより好ましく、2.5以下がさらに好ましい。
なお、金属とバインダーの体積比は、導電性細線34中に含まれる金属およびバインダーの密度より計算することができる。例えば、金属が銀の場合、銀の密度を10.5g/cm3として、バインダーがゼラチンの場合、ゼラチンの密度を1.34g/cm3として計算して求めるものとする。
導電性細線34の線幅は特に制限されないが、低抵抗の電極を比較的容易に形成できる観点から、30μm以下が好ましく、15μmがより好ましく、10μmがさらに好ましく、9μm以下が特に好ましく、7μm以下が最も好ましく、0.5μm以上が好ましく、1.0μm以上がより好ましい。
導電性細線34の厚みは特に制限されないが、導電性と視認性との観点から、0.00001mm〜0.2mmから選択可能であるが、30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、0.01〜9μmがさらに好ましく、0.05〜5μmが最も好ましい。
格子36は、導電性配線34で囲まれる開口領域を含んでいる。格子36の一辺の長さWは、800μm以下が好ましく、600μm以下がより好ましく、400μm以上であることが好ましい。
第1検出電極24および第2検出電極28では、可視光透過率の点から開口率は85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが最も好ましい。開口率とは、所定領域において第1検出電極24または第2検出電極28中の導電性細線34を除いた透過性部分が全体に占める割合に相当する。
格子36は、略ひし形の形状を有している。但し、その他、多角形状(例えば、三角形、四角形、六角形)としてもよい。また、一辺の形状を直線状の他、湾曲形状でもよいし、円弧状にしてもよい。円弧状とする場合は、例えば、対向する2辺については、外方に凸の円弧状とし、他の対向する2辺については、内方に凸の円弧状としてもよい。また、各辺の形状を、外方に凸の円弧と内方に凸の円弧が連続した波線形状としてもよい。もちろん、各辺の形状を、サイン曲線にしてもよい。
なお、図8においては、導電性細線34はメッシュパターンとして形成されているが、この態様には限定されず、ストライプパターンであってもよい。
第1引き出し配線26および第2引き出し配線30は、それぞれ上記第1検出電極24および第2検出電極28に電圧を印加するための役割を担う部材である。
第1引き出し配線部26は、外側領域EOの基板22上に配置され、その一端が対応する第1検出電極24に電気的に接続され、その他端はフレキシブルプリント配線板32に電気的に接続される。
第2引き出し配線30は、外側領域EOの基板22上に配置され、その一端が対応する第2検出電極28に電気的に接続され、その他端はフレキシブルプリント配線板32に電気的に接続される。
なお、図6においては、第1引き出し配線26は5本、第2引き出し配線30は5本記載されているが、その数は特に制限されず、通常、検出電極の数に応じて複数配置される。
第1引き出し配線26および第2引き出し配線30を構成する材料としては、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)などの金属や、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化ガリウム、酸化チタンなどの金属酸化物などが挙げられる。なかでも、導電性が優れる理由から、銀であることが好ましい。また、銀ペーストや銅ペーストなどの金属ペーストや、アルミニウム(Al)やモリブデン(Mo)などの金属や合金薄膜で構成されていてもよい。金属ペーストの場合は、スクリーン印刷やインクジェット印刷法で、金属や合金薄膜の場合は、スパッタ膜をフォトリソグラフィー法などのパターニング方法が好適に用いられる。
なお、第1引き出し配線26および第2引き出し配線30中には、基板22との密着性がより優れる点から、バインダーが含まれていることが好ましい。バインダーの種類は、上述の通りである。
フレキシブルプリント配線板32は、基板上に複数の配線および端子が設けられた板であり、第1引き出し配線26のそれぞれの他端および第2引き出し配線30のそれぞれの他端に接続され、静電容量式タッチパネルセンサー180と外部の装置(例えば、表示装置)とを接続する役割を果たす。
(静電容量式タッチパネルセンサーの製造方法)
静電容量式タッチパネルセンサー180の製造方法は特に制限されず、公知の方法を採用することができる。例えば、基板22の両主面上に形成された金属箔上のフォトレジスト膜を露光、現像処理してレジストパターンを形成し、レジストパターンから露出する金属箔をエッチングする方法が挙げられる。また、基板22の両主面上に金属微粒子または金属ナノワイヤを含むペーストを印刷し、ペーストに金属めっきを行う方法が挙げられる。また、基板22上にスクリーン印刷版またはグラビア印刷版によって印刷形成する方法、または、インクジェットにより形成する方法も挙げられる。
さらに、上記方法以外にハロゲン化銀を使用した方法が挙げられる。より具体的には、基板22の両面にそれぞれ、ハロゲン化銀とバインダーとを含有するハロゲン化銀乳剤層(以後、単に感光性層とも称する)を形成する工程(1)、感光性層を露光した後、現像処理する工程(2)を有する方法が挙げられる。
以下に、各工程に関して説明する。
[工程(1):感光性層形成工程]
工程(1)は、基板22の両面に、ハロゲン化銀とバインダーとを含有する感光性層を形成する工程である。
感光性層を形成する方法は特に制限されないが、生産性の点から、ハロゲン化銀およびバインダーを含有する感光性層形成用組成物を基板22に接触させ、基板22の両面上に感光性層を形成する方法が好ましい。
以下に、上記方法で使用される感光性層形成用組成物の態様について詳述した後、工程の手順について詳述する。
感光性層形成用組成物には、ハロゲン化銀およびバインダーが含有される。
ハロゲン化銀に含有されるハロゲン元素は、塩素、臭素、ヨウ素およびフッ素のいずれであってもよく、これらを組み合わせでもよい。ハロゲン化銀としては、例えば、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀を主体としたハロゲン化銀が好ましく用いられ、さらに臭化銀や塩化銀を主体としたハロゲン化銀が好ましく用いられる。
使用されるバインダーの種類は、上述の通りである。また、バインダーはラテックスの形態で感光性層形成用組成物中に含まれていてもよい。
感光性層形成用組成物中に含まれるハロゲン化銀およびバインダーの体積比は特に制限されず、上述した導電性細線34中における金属とバインダーとの好適な体積比の範囲となるように適宜調整される。
感光性層形成用組成物には、必要に応じて、溶媒が含有される。
使用される溶媒としては、例えば、水、有機溶媒(例えば、メタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ホルムアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、酢酸エチル等のエステル類、エーテル類等)、イオン性液体、またはこれらの混合溶媒を挙げることができる。
使用される溶媒の含有量は特に制限されないが、ハロゲン化銀およびバインダーの合計質量に対して、30〜90質量%の範囲が好ましく、50〜80質量%の範囲がより好ましい。
(工程の手順)
感光性層形成用組成物と基板22とを接触させる方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、感光性層形成用組成物を基板22に塗布する方法や、感光性層形成用組成物中に基板22を浸漬する方法などが挙げられる。
形成された感光性層中におけるバインダーの含有量は特に制限されないが、0.3〜5.0g/m2が好ましく、0.5〜2.0g/m2がより好ましい。
また、感光性層中におけるハロゲン化銀の含有量は特に制限されないが、導電性細線34の導電特性がより優れる点で、銀換算で1.0〜20.0g/m2が好ましく、5.0〜15.0g/m2がより好ましい。
なお、必要に応じて、感光性層上にバインダーからなる保護層をさらに設けてもよい。保護層を設けることにより、擦り傷防止や力学特性の改良がなされる。
[工程(2):露光現像工程]
工程(2)は、上記工程(1)で得られた感光性層をパターン露光した後、現像処理することにより第1検出電極24および第1引き出し配線26、並びに、第2検出電極28および第2引き出し配線30を形成する工程である。
まず、以下では、パターン露光処理について詳述し、その後現像処理について詳述する。
(パターン露光)
感光性層に対してパターン状の露光を施すことにより、露光領域における感光性層中のハロゲン化銀が潜像を形成する。この潜像が形成された領域は、後述する現像処理によって導電性細線を形成する。一方、露光がなされなかった未露光領域では、後述する定着処理の際にハロゲン化銀が溶解して感光性層から流出し、透明な膜が得られる。
露光の際に使用される光源は特に制限されず、可視光線、紫外線などの光、または、X線などの放射線などが挙げられる。
パターン露光を行う方法は特に制限されず、例えば、フォトマスクを利用した面露光で行ってもよいし、レーザービームによる走査露光で行ってもよい。なお、パターンの形状は特に制限されず、形成したい導電性細線のパターンに合わせて適宜調整される。
(現像処理)
現像処理の方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、銀塩写真フィルム、印画紙、印刷製版用フィルム、フォトマスク用エマルジョンマスク等に用いられる通常の現像処理の技術を用いることができる。
現像処理の際に使用される現像液の種類は特に制限されないが、例えば、PQ現像液、MQ現像液、MAA現像液等を用いることもできる。市販品では、例えば、富士フイルム社処方のCN−16、CR−56、CP45X、FD−3、パピトール、KODAK社処方のC−41、E−6、RA−4、D−19、D−72等の現像液、またはそのキットに含まれる現像液を用いることができる。また、リス現像液を用いることもできる。
現像処理は、未露光部分の銀塩を除去して安定化させる目的で行われる定着処理を含むことができる。定着処理は、銀塩写真フィルムや印画紙、印刷製版用フィルム、フォトマスク用エマルジョンマスク等に用いられる定着処理の技術を用いることができる。
定着工程における定着温度は、約20℃〜約50℃が好ましく、25〜45℃がより好ましい。また、定着時間は5秒〜1分が好ましく、7秒〜50秒がより好ましい。
現像処理後の露光部(導電性細線)に含まれる金属銀の質量は、露光前の露光部に含まれていた銀の質量に対して50質量%以上の含有率であることが好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。露光部に含まれる銀の質量が露光前の露光部に含まれていた銀の質量に対して50質量%以上であれば、高い導電性を得ることができるため好ましい。
上記工程以外に必要に応じて、以下の下塗層形成工程、アンチハレーション層形成工程、または加熱処理を実施してもよい。
(下塗層形成工程)
基板22とハロゲン化銀乳剤層との密着性に優れる理由から、上記工程(1)の前に、基板22の両面に上記バインダーを含む下塗層を形成する工程を実施することが好ましい。
使用されるバインダーは上述の通りである。下塗層の厚みは特に制限されないが、密着性と相互静電容量の変化率がより抑えられる点で、0.01〜0.5μmが好ましく、0.01〜0.1μmがより好ましい。
(アンチハレーション層形成工程)
導電性細線34の細線化の観点で、上記工程(1)の前に、基板22の両面にアンチハレーション層を形成する工程を実施することが好ましい。
(工程(3):加熱工程)
工程(3)は、上記現像処理の後に加熱処理を実施する工程である。本工程を実施することにより、バインダー間で融着が起こり、導電性細線34の硬度がより上昇する。特に、感光性層形成用組成物中にバインダーとしてポリマー粒子を分散している場合(バインダーがラテックス中のポリマー粒子の場合)、本工程を実施することにより、ポリマー粒子間で融着が起こり、所望の硬さを示す導電性細線34が形成される。
加熱処理の条件は使用されるバインダーによって適宜好適な条件が選択されるが、40℃以上であることがポリマー粒子の造膜温度の観点から好ましく、50℃以上がより好ましく、60℃以上がさらに好ましい。また、基板のカール等を抑制する観点から、150℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましい。
加熱時間は特に限定されないが、基板のカール等を抑制する観点、および、生産性の観点から、1〜5分間であることが好ましく、1〜3分間であることがより好ましい。
なお、この加熱処理は、通常、露光、現像処理の後に行われる乾燥工程と兼ねることができるため、ポリマー粒子の造膜のために新たな工程を増加させる必要がなく、生産性、コスト等の観点で優れる。
なお、上記工程を実施することにより、導電性細線34間にはバインダーを含む光透過性部が形成される。光透過性部における透過率は、380〜780nmの波長領域における透過率の最小値で示される透過率は90%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、97%以上がさらに好ましく、98%以上が特に好ましく、99%以上が最も好ましい。
光透過性部には上記バインダー以外の材料が含まれていてもよく、例えば、銀難溶剤などが挙げられる。
静電容量式タッチパネルセンサーの態様は、上記図6の態様に限定されず、他の態様であってもよい。
例えば、図9に示すように、静電容量式タッチパネルセンサー280は、第1基板38と、第1基板38上に配置された第2検出電極28と、第2検出電極28の一端に電気的に接続し、第1基板38上に配置された第2引き出し配線(図示せず)と、粘着シート40と、第1検出電極24と、第1検出電極24の一端に電気的に接続している第1引き出し配線(図示せず)と、第1検出電極24および第1引き出し配線が隣接する第2基板42と、フレキシブルプリント配線板(図示せず)とを備える。
図9に示すように、静電容量式タッチパネルセンサー280は、第1基板38、第2基板42、および粘着シート40の点を除いて、静電容量式タッチパネルセンサー180と同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
第1基板38および第2基板42の定義は、上述した基板22の定義と同じである。
粘着シート40は、第1検出電極24および第2検出電極28を密着させるための層であり、光学的に透明であることが好ましい(透明粘着シートであることが好ましい)。粘着シート40を構成する材料としては公知の材料が使用され、粘着シート40としては上記粘着シート12が使用されてもよい。
図9中の第1検出電極24と第2検出電極28とは、図6に示すようにそれぞれ複数使用されており、両者は図6に示すように互いに直交するように配置されている。
なお、図9に示す、静電容量式タッチパネルセンサー280は、基板と基板表面に配置された検出電極および引き出し配線とを有する電極付き基板を2枚用意し、電極同士が向き合うように、粘着シートを介して貼り合せて得られる静電容量式タッチパネルセンサーに該当する。
静電容量式タッチパネルセンサーの他の態様としては、図10に示す態様が挙げられる。
静電容量式タッチパネルセンサー380は、第1基板38と、第1基板38上に配置された第2検出電極28と、第2検出電極28の一端に電気的に接続し、第1基板38上に配置された第2引き出し配線(図示せず)と、粘着シート40と、第2基板42と、第2基板42上に配置された第1検出電極24と、第1検出電極24の一端に電気的に接続し、第2基板42上に配置された第1引き出し配線(図示せず)と、フレキシブルプリント配線板(図示せず)とを備える。
図10に示す静電容量式タッチパネルセンサー380は、各層の順番が異なる点を除いて、図9に示す静電容量式タッチパネルセンサー280と同様の層を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
また、図10中の第1検出電極24と第2検出電極28とは、図6に示すようにそれぞれ複数使用されており、両者は図6に示すように互いに直交するように配置されている。
なお、図10に示す、静電容量式タッチパネルセンサー380は、基板と基板表面に配置された検出電極および引き出し配線とを有する電極付き基板を2枚用意し、一方の電極付き基板中の基板と他方の電極付き基板の電極とが向き合うように、粘着シートを介して貼り合せて得られる静電容量式タッチパネルセンサーに該当する。
静電容量式タッチパネルセンサーの他の態様としては、例えば、図6において、第1検出電極24および第2検出電極28の導電性細線34が、金属酸化物粒子、銀ペーストや銅ペーストなどの金属ペーストで構成されていてもよい。なかでも導電性と透明性に優れる点で、銀細線による導電膜と銀ナノワイヤ導電膜が好ましい。
また、第1検出電極24および第2検出電極28は導電性細線34のメッシュ構造で構成されていたが、この態様には限定されず、例えば、ITO、ZnOなどの金属酸化物薄膜(透明金属酸化物薄膜)、銀ナノワイヤや銅ナノワイヤなどの金属ナノワイヤでネットワークを構成した透明導電膜で形成されていてもよい。
より具体的には、図11に示すように、透明金属酸化物で構成される第1検出電極24aおよび第2検出電極28aを有する静電容量式タッチパネルセンサー180aであってもよい。図11は、静電容量式タッチパネルセンサー180aの入力領域における一部平面図を示す。図12は、図11中の切断線A−Aに沿って切断した断面図である。静電容量式タッチパネルセンサー180aは、第1基板38と、第1基板38上に配置された第2検出電極28aと、第2検出電極28aの一端に電気的に接続し、第1基板38上に配置された第2引き出し配線(図示せず)と、粘着層40と、第2基板42と、第2基板42上に配置された第1検出電極24aと、第1検出電極24aの一端に電気的に接続し、第2基板42上に配置された第1引き出し配線(図示せず)と、フレキシブルプリント配線板(図示せず)とを備える。
図11および図12に示す静電容量式タッチパネルセンサー180aは、第1検出電極24aおよび第2検出電極28a以外の点を除いて、図10に示す静電容量式タッチパネルセンサー380と同様の層を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
図11および図12に示す、静電容量式タッチパネルセンサー180aは、基板と基板表面に配置された検出電極および引き出し配線とを有する電極付き基板を2枚用意し、一方の電極付き基板中の基板と他方の電極付き基板の電極とが向き合うように、粘着層を介して貼り合せて得られる静電容量式タッチパネルセンサーに該当する。
上述したように、第1検出電極24aおよび第2検出電極28aはそれぞれX軸方向およびY軸方向に延びる電極で、透明金属酸化物で構成され、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)で構成される。なお、図11および図12においては、透明電極ITOをセンサーとして生かすため、インジウム錫酸化物(ITO)自体の抵抗の高さを、電極面積を稼いで配線抵抗総量を小さくして、さらに厚みを薄くし透明電極の特性を生かし、光透過率を確保する設計になっている。
なお、ITOのほかに上記態様で使用できる材料としては、例えば、亜鉛酸化物(ZnO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、ガリウム亜鉛酸化物(GZO)、アルミニウム亜鉛酸化物(AZO)などが挙げられる。
なお、電極部(第1検出電極24aおよび第2検出電極28a)のパターニングは、電極部の材料に応じて選択でき、フォトリソグラフィー法やレジストマスクスクリーン印刷−エッチング法、インクジェット法、印刷法などを用いてもよい。
(保護基板)
保護基板20は、粘着シート上に配置される基板であり、外部環境から後述する静電容量式タッチパネルセンサー18を保護する役割を果たすと共に、その主面はタッチ面を構成する。
保護基板20として、透明基板であることが好ましくプラスチックフィルム、プラスチック板、ガラス板などが用いられる。基板の厚みはそれぞれの用途に応じて適宜選択することが望ましい。
上記プラスチックフィルムおよびプラスチック板の原料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル類;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、EVA等のポリオレフィン類;ビニル系樹脂;その他、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)、シクロオレフィン系樹脂(COP)等を用いることができる。
また、保護基板20としては、偏光板、円偏光板などを用いてもよい。
(表示装置)
表示装置50は、画像を表示する表示面を有する装置であり、表示画面側に各部材が配置される。
表示装置50の種類は特に制限されず、公知の表示装置を使用することができる。例えば、陰極線管(CRT)表示装置、液晶表示装置(LCD)、有機発光ダイオード(OLED)表示装置、真空蛍光ディスプレイ(VFD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、表面電界ディスプレイ(SED)または電界放出ディスプレイ(FED)または電子ペーパー(E−Paper)などが挙げられる。
上述した粘着シートは、静電容量式タッチパネルの製造に好適使用できる。例えば、表示装置と上記静電容量式タッチパネルセンサーとの間や、上記静電容量式タッチパネルセンサーと保護基板との間や、または、静電容量式タッチパネルセンサー内の基板と基板上に配置された検出電極を備える導電フィルム同士の間に配置される粘着シートを付与するために使用される。
特に、本発明の粘着シートは、静電容量式タッチパネル中の検出電極に隣接する粘着層を付与するために使用されることが好ましい。このような態様に使用される場合、上記変動要因の影響によるタッチ誤動作を顕著に削減することができるため、好ましい。
なお、上記検出電極に粘着シートが隣接する場合としては、例えば、静電容量式タッチパネルセンサーが基板の裏表面に検出電極が配置された態様である際に、その両面の検出電極に接するように粘着シートが配置される場合が挙げられる。また、他の場合としては、静電容量式タッチパネルセンサーが基板と基板の片面に配置された検出電極とを備える導電フィルムを2枚有し、この2枚の導電フィルムを貼り合せる際に、検出電極に接するように粘着シートが配置される場合が挙げられる。より具体的には、図9および図10の粘着層40の態様として使用される場合が挙げられる。
電子機器のインターフェースはグラフィカルユーザーインターフェースから、より直感的なタッチセンシングの時代に移行しており、移動電話以外のモバイルユース環境も進展の一途をたどっている。静電容量式タッチパネル搭載のモバイル機器も、小型のスマートフォンを筆頭に、中型のタブレットやノート型PC等へ用途が拡大され、使用される画面サイズの拡大化傾向が強まっている。
静電容量式タッチパネルセンサーの物体の接触を検知可能な入力領域の対角線方向のサイズが大きくなるに伴って、操作線数(検出電極の本数)が増えるため、線あたりのスキャン所要時間が圧縮される必要がある。モバイルユースで適切なセンシング環境を維持するには、静電容量式タッチパネルセンサーの寄生容量および温度変化量を小さくすることが課題である。従来の粘着層では比誘電率の温度依存度が大きく、サイズが大きくなるほどセンシングプログラムが追随できない(誤動作が生じる)おそれがある。一方、比誘電率の温度依存度が小さい上記粘着層を用いる場合においては、静電容量式タッチパネルセンサーの物体の接触を検知可能な入力領域(センシング部)の対角線方向のサイズが5インチよりも大きいほど、適切なセンシング環境が得られ、より好ましくはサイズが8インチ以上、更に好ましくは10インチ以上であると誤動作の抑制に高い効果を発現できる。なお、上記サイズの示す入力領域の形状は、矩形状である。
以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(合成例1)
以下の成分を混合して、溶液S−1を製造した。
クリアロンP−85(ヤスハラケミカル(株)製) 23質量部
ポリベスト110(Evonik Degussa GmbH製) 31質量部
ファンクリルFA−512M(日立化成工業(株)製) 15質量部
ライトエステルHOB(N)(共栄社化学(株)製) 4質量部
ライトエステルIB−X(共栄社化学(株)製) 3質量部
クラプレンUC−203((株)クラレ製) 21.8質量部
IRGACURE184(BASF製) 2.3質量部
LUCIRIN TPO(BASF製) 0.7質量部
得られた溶液S−1を剥離PETフィルム上に塗布し、その塗布液上に剥離PETフィルムの剥離面を貼り合せた。高圧水銀UVランプ光(DEEP UV ランプ UXM−501MD,ウシオ電機(株)製)を用いて、剥離PETフィルムで挟まれたサンプルに照射エネルギーが3J/cm2になるようにUV光を照射することにより、粘着シートが剥離PETフィルムで挟まれた粘着フィルムG−1を製造した。
(合成例2)
クリアロンP−85の使用量を50質量部に、ポリベスト110の使用量を5質量部に、ファンクリルFA−512Mの使用量を20質量部に、ライトエステルIB−XおよびライトエステルHOB(N)を用いなかった以外は、合成例1と同様の手順に従って、粘着フィルムG−2を製造した。
(合成例3)
クリアロンP−85の使用量を22.7質量部に、ポリベスト110の使用量を32.6質量部に、ファンクリルFA−512Mの使用量を4.8質量部に、ライトエステルHOB(N)の使用量を2質量部に、クラプレンUC−203の使用量を23.1質量部に、IRGACURE184の使用量を1.5質量部に、LUCIRIN TPOの使用量を0.6質量部に変更し、さらにファンクリルFA―BZA(日立化成工業(株)製)を2.8質量部、アクリロイルモルホリン(東京化成工業(株)製)を8質量部加えた以外は、合成例1と同様の手順に従って、粘着フィルムG−3を製造した。
(合成例4)
クリアロンP−85の使用量を23.8質量部に、ポリベスト110の使用量を31.7質量部に、ファンクリルFA−512M(15質量部)の代わりにファンクリルFA−513M(日立化成工業(株)製)(19.8質量部)に、IRGACURE184の使用量を2.4質量部に、LUCUIRIN TPOの使用量を0.6質量部に変更し、ライトエステルIB−XおよびライトエステルHOB(N)を用いなかった以外は、合成例1と同様の手順に従って、粘着フィルムG−4を製造した。
(合成例5)
クリアロンP−85(23質量部)をクリアロンP−135(ヤスハラケミカル(株)製)(38.8質量部)に、ポリベスト110の使用量を16.6質量部に、ファンクリルFA−512Mの使用量を19.8質量部に、IRGACURE184の使用量を2.4質量部に、LUCUIRIN TPOの使用量を0.6質量部に変更し、ライトエステルHOB(N)とライトエステルIB−Xを用いなかった以外は、合成例1と同様の手順に従って、粘着フィルムG−5を製造した。
(合成例6)
ポリベスト110の使用量を32質量部に、ライトエステルIB−Xの使用量を20質量部に変更し、ファンクリルFA512MとライトエステルHOB(N)を用いなかった以外は、合成例1と同様の手順に従って、粘着フィルムG−6を製造した。
(合成例7)
ライトアクリレートL−A(共栄社化学(株)製)(31質量部)と、ブチルアクリレート(東京化成工業(株)製)(67質量部)と、IRGACURE184(2質量部)とを混合して得た溶液を合成例1の溶液S−1の代わりに用いた以外は、合成例1と同様の手順に従って、粘着フィルムG−8を製造した。
なお、後述する比較例で使用される粘着フィルムG−7としては、高透明性接着性転写テープ8146−2(3M製)を用いた。なお、粘着フィルムG−7の使用時には、剥離フィルムを剥がして使用した。
(合成例8)
ポリベスト110を33質量部に、ファンクリルFA−512Mを6質量部に、クラプレンUC−203を23質量部に、IRGACURE184を1.6質量部に、LUCIRIN TPOを0.6質量部に変更し、ファンクリルFA−BZA(日立化成工業(株)製)を6質量部、アクリロイルモルホリン(東京化成工業(株)製)を2質量部、ライトエステルL(共栄社化学(株)製)を2質量部、それぞれ新たに加えて、さらにライトエステルHOB(N)を用いなかった以外は、合成例1と同様の手順に従って、粘着フィルムG−9を得た。
<実施例1〜9、比較例1〜6>
<A>銀メッシュ配線の製造方法
(ハロゲン化銀乳剤の調製)
38℃、pH4.5に保たれた下記1液に、下記の2液および3液の各々90%に相当する量を攪拌しながら同時に20分間にわたって加え、0.16μmの核粒子を形成した。続いて下記4液および5液を8分間にわたって加え、さらに、下記の2液および3液の残りの10%の量を2分間にわたって加え、0.21μmまで成長させた。さらに、ヨウ化カリウム0.15gを加え、5分間熟成し粒子形成を終了した。
1液:
水 750ml
ゼラチン 9g
塩化ナトリウム 3g
1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−チオン 20mg
ベンゼンチオスルホン酸ナトリウム 10mg
クエン酸 0.7g
2液:
水 300ml
硝酸銀 150g
3液:
水 300ml
塩化ナトリウム 38g
臭化カリウム 32g
ヘキサクロロイリジウム(III)酸カリウム
(0.005%KCl 20%水溶液) 8ml
ヘキサクロロロジウム酸アンモニウム
(0.001%NaCl 20%水溶液) 10ml
4液:
水 100ml
硝酸銀 50g
5液:
水 100ml
塩化ナトリウム 13g
臭化カリウム 11g
黄血塩 5mg
その後、常法に従い、フロキュレーション法によって水洗した。具体的には、温度を35℃に下げ、硫酸を用いてハロゲン化銀が沈降するまでpHを下げた(pH3.6±0.2の範囲であった)。次に、上澄み液を約3リットル除去した(第一水洗)。さらに3リットルの蒸留水を加えてから、ハロゲン化銀が沈降するまで硫酸を加えた。再度、上澄み液を3リットル除去した(第二水洗)。第二水洗と同じ操作をさらに1回繰り返して(第三水洗)、水洗・脱塩工程を終了した。水洗・脱塩後の乳剤をpH6.4、pAg7.5に調整し、ゼラチン3.9g、ベンゼンチオスルホン酸ナトリウム10mg、ベンゼンチオスルフィン酸ナトリウム3mg、チオ硫酸ナトリウム15mgと塩化金酸10mgを加え55℃にて最適感度を得るように化学増感を施し、安定剤として1,3,3a,7−テトラアザインデン100mg、防腐剤としてプロキセル(商品名、ICI Co.,Ltd.製)100mgを加えた。最終的に得られた乳剤は、沃化銀を0.08モル%含み、塩臭化銀の比率を塩化銀70モル%、臭化銀30モル%とする、平均粒子径0.22μm、変動係数9%のヨウ塩臭化銀立方体粒子乳剤であった。
(感光性層形成用組成物の調製)
上記乳剤に1,3,3a,7−テトラアザインデン1.2×10-4モル/モルAg、ハイドロキノン1.2×10-2モル/モルAg、クエン酸3.0×10-4モル/モルAg、2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−1,3,5−トリアジンナトリウム塩0.90g/モルAgを添加し、クエン酸を用いて塗布液pHを5.6に調整して、感光性層形成用組成物を得た。
(感光性層形成工程)
厚み100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムにコロナ放電処理を施した後、上記PETフィルムの両面に、下塗層として厚み0.1μmのゼラチン層、さらに下塗層上に光学濃度が約1.0で現像液のアルカリにより脱色する染料を含むアンチハレーション層を設けた。上記アンチハレーション層の上に、上記感光性層形成用組成物を塗布し、さらに厚み0.15μmのゼラチン層を設け、両面に感光性層が形成されたPETフィルムを得た。得られたフィルムをフィルムAとする。形成された感光性層は、銀量6.0g/m2、ゼラチン量1.0g/m2であった。
(露光現像工程)
上記フィルムAの両面に、図6に示すような、検出電極(第1検出電極および第2検出電極)および引き出し配線(第1引き出し配線および第2引き出し配線)を配したフォトマスクを介し、高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて露光を行った。露光後、下記の現像液で現像し、さらに定着液(商品名:CN16X用N3X−R、富士フィルム社製)を用いて現像処理を行った。さらに、純水でリンスし、乾燥することで、両面にAg細線からなる検出電極および引き出し配線を備える静電容量式タッチパネルセンサーAを得た。
なお、得られた静電容量式タッチパネルセンサーAにおいては、検出電極はメッシュ状に交差する導電性細線で構成されている。また、上述したように、第1検出電極はX方向に延びる電極で、第2検出電極はY方向に延びる電極であり、それぞれ4.5〜5mmピッチでフィルム上に配置されている。
<ITO配線を有する静電容量式タッチパネルセンサー>
公知の方法により、図11に示す、ITOから構成される検出電極を有する静電容量式タッチパネルセンサーBを製造した。
ITO検出電極を有する静電容量式タッチパネルセンサーBのより具体的な構成としては、上述した図11に示すように、第1基板38と第1基板38上に配置されたITOからなる第2検出電極28aとを有する第1電極付き基板と、第2基板42と第2基板42上に配置されたITOからなる第1検出電極24aとを有する第2電極付き基板とを、粘着層40を介して貼り合せた静電容量式タッチパネルセンサーである。なお、第1検出電極と第2検出電極とは、互いに直交する。また、第1検出電極および第2検出電極には、それぞれ引き出し配線が接続される。
次に、粘着フィルムG−1〜G−9を用いて、液晶表示装置、下部粘着層、静電容量式タッチパネルセンサー、上部粘着層、ガラス基板をこの順で含むタッチパネルを製造した。なお、静電容量式タッチパネルセンサーとしては、上記で製造した静電容量式タッチパネルセンサーAまたは静電容量式タッチパネルセンサーBを使用した。
タッチパネルの製造方法としては、上記粘着フィルムの一方の剥離PETを剥離して、静電容量式タッチパネルセンサー上に、2kg重ローラーを使用して上記粘着シートを貼り合せて上部粘着層を作製し、さらに他方の剥離PETを剥離して、上部粘着層上に同サイズのガラス基板を、同様に2kg重ローラーを使用して貼合した。その後、高圧恒温槽にて、40℃、5気圧、20分の環境にさらし、脱泡処理した。
次に、上部粘着層の作製に使用した粘着シートを用いて、上記上部粘着層を作製した同様の手順により、上記のガラス基板、上部粘着層、静電容量式タッチパネルセンサーの順に貼合した構造体の静電容量式タッチパネルセンサーと液晶表示装置との間に下部粘着層を配置して、両者を貼り合せた。
その後、上記で得られた上記のタッチパネルを高圧恒温槽にて、40℃、5気圧、20分の環境にさらした。
なお、上記タッチパネル中の下部粘着層および上部粘着層としては、上記粘着フィルムG−1〜G−9中の粘着シートが使用されている(表1参照)。
なお、各実施例および比較例において、検出電極および引き出し配線を作製する際に使用するフォトマスクの種類を変更し、液晶表示装置の表示画面のサイズ(対角線の長さ)と合うように静電容量式タッチパネルセンサー中のタッチ部(センシング部)の対角線の長さが所定の長さになるように調整した。
(温度依存性評価試験用サンプル作製)
粘着フィルムG−1〜G−9(厚み:100〜500μm)の一方の剥離PETを剥離して、露出している表面を縦20mm×横20mm、厚さ0.5mmのAl基板上に貼り合せた後、他方の剥離PETを剥離して、露出している表面に上記Al基板を貼り合せて、その後40℃、5気圧、60分の加圧脱泡処理をして、温度依存性評価試験用サンプルを作製した。
なお、各サンプル中における粘着シートの厚みは、マイクロメーターで温度依存性評価試験用サンプルの厚さを5か所測定し、その平均値からAl基板2枚分の厚さを差し引き、粘着シートの厚さを算出した。
(温度依存性評価試験の方法)
上記で作製した温度依存性評価試験用サンプルを用いて、インピーダンスアナライザー(Agilent社4294A)にて1MHzでのインピーダンス測定を行い、粘着シートの比誘電率を測定した。
具体的には、温度依存性評価試験用サンプルを−40℃から80℃まで20℃ずつ段階的に昇温して、各温度においてインピーダンスアナライザー(Agilent社4294A)を用いた1MHzでのインピーダンス測定により静電容量Cを求めた。なお、各温度では、サンプルの温度が一定になるまで5分間静置した。
その後、求められた静電容量Cを用いて、以下の式(X)より各温度における比誘電率を算出した。
式(X):比誘電率=(静電容量C×厚みT)/(面積S×真空の誘電率ε0
なお、厚みTは粘着シートの厚みを、面積Sはアルミニウム電極の面積(縦20mm×横20mm)を、真空の誘電率ε0は物理定数(8.854×10-12F/m)を意図する。
算出された比誘電率のなかから、最小値と最大値とを選択し、式[(最大値−最小値)/最小値×100]より温度依存度(%)を求めた。
なお、温度の調整は、低温の場合は液体窒素冷却ステージを用いて、高温の場合はホットプレートを用いて実施した。
(誤動作評価方法)
上記で作製したタッチパネルを、一旦、85℃85%RHの条件下に2hさらした。その後、高温高湿処理が施されたタッチパネルを−40℃から80℃まで20℃ずつ段階的に昇温して、各温度におけるタッチ時の誤動作発生率を測定した。つまり、−40℃、−20℃、0℃、20℃、40℃、60℃、および80℃環境下において、任意の箇所を100回、タッチをし、正常に反応しなかった場合の回数から、タッチパネルの誤動作発生率(%)[(正常に反応しなかった回数/100)×100]を測定した。
測定された各温度での誤動作発生率のなかから最大値を算出し、その値が5%以下の場合をOK、5%超の場合NGと評価した。結果を表1に示す。
なお、上記のように該誤動作評価方法は、一旦、高温高湿下に曝した後評価を実施し、より厳しい評価を実施している。
(I/O比の計算方法)
有機概念図におけるI値やO値の定義は上記「新版 有機概念図 基礎と応用」(以下、叢書とも称する)に詳細に記載されており、本発明もその記載に従い、上記叢書に記載の方法に従って、粘着剤のI/O比を計算した。
より具体的には、まず、公知の方法(例えば、HNMR測定)を用いて、各合成例で製造されたポリマー(粘着剤)中に含まれる各繰り返し単位のモル%を算出する。
I値とO値は、上記叢書においては各繰り返し単位に含まれる各原子(例えば、炭素原子やハロゲンやリン原子)や、各基(例えば、不飽和結合基、芳香環基、ヘテロ原子を含む連結基、シアノ基、ニトロ基、等)に定められたパラメータ値と、それらの各原子や各基の割合との積の和から算出される。したがって、上記の各繰り返し単位中に含まれる各基の割合と各繰り返し単位のモル%とから、全ポリマー中における各基の割合を算出し、これらと上記叢書に記載されるパラメータ値とを用いて、I値およびO値を算出することができる。なお、I/O比とはI値をO値で除した数として得られる。
(粘着性評価試験)
粘着性評価試験の測定方法としては、各粘着シートをガラス基板に貼り合せて、JIS Z0237内の「10.4 引き剥がし粘着力の測定」に準拠した方法にて、粘着シートの180度剥離強度を求めた。
より具体的には、上述した各粘着フィルムG−1〜G−9(幅25mm×長さ40mm〜50mm)の一方の剥離PETフィルムを剥がし、ガラス板(40mm以上×60mm以上)の中心付近に粘着シートの粘着面とガラス板とを向い合せにして、粘着フィルムとガラス板との長手方向を揃えるようにして10〜40kPaで貼り合せた。その後、もう一つの剥離フィルムを除去して、露出した粘着シート上にカプトンフィルム(幅25mm×長さ150mm以上)の長手方向を揃え、カプトンフィルムの一端が粘着シートに接しないように、かつ、粘着シート全域をカプトンフィルムが覆うように、カプトンフィルムと粘着シートとを貼り合せし、積層体を得た。次に、オートグラフ(島津製作所製)に粘着シートと接していないカプトンフィルムの一端を180度方向に引っ張る(剥離する)形状でセットし、剥離強度を測定した。
なお、以下表1の「誤動作発生率」は、上記最大値を示す。
また、粘着シートの温度依存度は、同一の材料で構成される上部粘着層および下部粘着層の温度依存度を示す。
また、表1中、「密着力(N/mm)」は上述した粘着性評価試験に沿った評価を示す。
また、表2中、「検出電極」は、静電容量式タッチパネルセンサー中の検出電極が銀配線で構成される場合を「銀」、ITOで構成される場合を「ITO」と示す。
また、表1中、「サイズ」は表示画面のサイズ(および、入力領域のサイズ)を意図する。
表1に示すように、本発明の粘着シートを用いたタッチパネルにおいては、低温から高温にわたって誤動作が生じにくいことが確認された。
一方、比較例1〜6に示すように、粘着シートの温度依存度が高い場合、または、密着力(剥離強度)が小さい場合、誤動作が発生しやすかった。
12 粘着シート
18,180,180a,280,380 静電容量式タッチパネルセンサー
20 保護基板
22 基板
24,24a 第1検出電極
26,26a 第1引き出し配線
28,28a 第2検出電極
30 第2引き出し配線
32 フレキシブルプリント配線板
34 導電性細線
36 格子
38 第1基板
40 粘着シート
42 第2基板
100 アルミニウム電極
200,300 タッチパネル用積層体
400,500 静電容量式タッチパネル

Claims (7)

  1. 下記温度依存性評価試験から求められる比誘電率の温度依存度が30%以下であり、下記粘着性評価試験から求められる180度剥離強度が0.20N/mm以上である、粘着シートであって、
    無機性値(I値)と有機性値(O値)との比(I/O比)が0.13〜0.3である粘着剤を含み、
    1種以上のポリオレフィンと、1種以上のアクリルモノマーと、1種以上の粘着付与剤とを含有する樹脂組成物をフィルム状に形成して、光または熱により重合させることにより得られる、粘着シート。
    (温度依存性評価試験:粘着シートをアルミニウム電極で挟み、−40℃から80℃まで20℃毎に昇温して、各温度において1MHzでのインピーダンス測定により前記粘着シートの比誘電率を算出して、算出された各温度における比誘電率のなかから、最小値と最大値とを選択し、式[(最大値−最小値)/最小値×100]より求められる値(%)を温度依存度とする。
    粘着性評価試験:粘着シートをガラス基板に貼り合せて、前記粘着シートのJIS0237に準拠した180度剥離強度を求める。)
    ただし、以下の重合性組成物Aおよび重合性組成物Bを、前記粘着シートの形成に使用される前記樹脂組成物から除く。
    (重合性組成物A)
    前記重合性組成物Aには、以下の成分(1)から成分(4)が含まれる。
    成分(1):ポリオレフィン構造単位を有する(メタ)アクリロイル基含有化合物、水添ポリオレフィン構造単位を有する(メタ)アクリロイル基含有化合物、(ポリ)エステル構造単位を有する(メタ)アクリロイル基含有化合物および(ポリ)カーボネート構造単位を有する(メタ)アクリロイル基含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種
    成分(2):成分(1)以外の液状(メタ)アクリロイル基含有化合物
    成分(3):液状水添ポリブタジエンポリオール、液状水添ポリイソプレンポリオールおよび水添ダイマージオールからなる群より選ばれる少なくとも1種
    成分(4):光重合開始剤
    (重合性組成物B)
    前記重合性組成物Bには、以下の第一の成分から第四の成分が含まれる。
    第一の成分:水添ポリオレフィンポリオール及びアクリル酸エステルの間のエステル交換反応によって生成された化合物、水添ポリオレフィンポリオール及びメタクリル酸エステルの間のエステル交換反応によって生成された化合物、水添ポリオレフィンポリオール及びアクリル酸の間の脱水縮合反応によって生成された化合物、並びに水添ポリオレフィンポリオール及びメタクリル酸の間の脱水縮合反応によって生成された化合物からなる群より選択された成分
    第二の成分:炭素数6以上の炭化水素基及びアクリロイル基を含有する化合物並びに炭素数6以上の炭化水素基及びメタクリロイル基を含有する化合物からなる群より選択された成分
    第三の成分:光重合開始剤からなる群より選択された成分
    第四の成分:25℃で液体である化合物であって、ポリ(α−オレフィン)液状物、エチレン−プロピレン共重合液状物、エチレン−α−オレフィン共重合液状物、プロピレン−α−オレフィン共重合液状物、液状ポリブテン、液状水添ポリブテン、液状ポリブタジエン、液状水添ポリブタジエン、液状ポリイソプレン、液状水添ポリイソプレン、液状ポリブタジエンポリオール、液状水添ポリブタジエンポリオール、液状ポリイソプレンポリオール、液状水添ポリイソプレインポリオール、及び水添ダイマージオールからなる群より選択される物質。
  2. 前記ポリオレフィンが、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリブテン、スチレンブタジエン共重合体、若しくは、これらの群から任意に選ばれた組み合わせの共重合体であるか、または、これらの混合物である、請求項1に記載の粘着シート。
  3. −40〜80℃までの20℃毎の各温度における比誘電率の最大値が3.8以下である、請求項1または2に記載の粘着シート。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着シートと、静電容量式タッチパネルセンサーとを含む、タッチパネル用積層体。
  5. さらに、保護基板を含み、
    前記静電容量式タッチパネルセンサーと、前記粘着シートと、前記保護基板とをこの順で有する、請求項に記載のタッチパネル用積層体。
  6. 表示装置と、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着シートと、静電容量式タッチパネルセンサーとをこの順で少なくとも有する、静電容量式タッチパネル。
  7. 前記静電容量式タッチパネルセンサーの物体の接触を検知可能な入力領域の対角線方向のサイズが5インチ以上である、請求項に記載の静電容量式タッチパネル。
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