JP6030966B2 - 透明積層体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1では、基板上にITOパターンを形成する前に、ITOパターンの下側のみにSiO2等の低屈折率層とNb2O5等の高屈折率層とを積層してからITOパターンを形成することで、透明電極パターン形状が現れることを防止できると記載されている。
特許文献2および3には、基板上にITOパターンを形成する前に、ITOパターンの下側のみにSiO2等の低屈折率層とNb2O5等の高屈折率層とを積層してからITOパターンを形成することで、透明電極パターンやパターン同士の交差部を目立たなくすることができると記載されている。
これらの文献では透明電極パターンの上側に屈折率が大きい光学調整層を設けることについて何ら記載がなかった。例えば、特許文献2では透明電極パターンの上側に透光性の層間絶縁膜や粘着剤層(透光性樹脂層)が設けられていたものの、いずれも屈折率が小さい材料を使用していた。
本発明が解決しようとする課題は、透明基板、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および透明電極パターンがこの順に積層された領域を面内に含む透明電極パターン付き基板を用いる場合に、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提供することである。
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。
仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、該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、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記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を用いて、
前記透明電極パターン上に前記第二の硬化性透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層をこの順で積層されるように転写することにより製造されたことを特徴とする透明積層体。
[2] [1]に記載の透明積層体は、前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率が、1.5〜1.53であることが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載の透明積層体は、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が1.65以上であることが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記第二の硬化性透明樹脂層の膜厚が、500nm以下であることが好ましい。
[5] vは、前記第二の硬化性透明樹脂層の膜厚が、100nm以下であることが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記第一の硬化性透明樹脂層の膜厚が、1μm以上であることが好ましい。
[7] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記第一の硬化性透明樹脂層が、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。
[8] [1]〜[7]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記第一の硬化性透明樹脂層の二重結合消費率が10%以下であることが好ましい。
[9] [1]〜[8]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記第二の硬化性透明樹脂層が、屈折率1.55以上の微粒子を含有することが好ましい。
[10] [1]〜[9]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記第二の硬化性透明樹脂層が、重合性化合物を含むことが好ましい。
[11] [1]〜[10]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記第一の硬化性樹脂層および前記第二の硬化性樹脂層が、いずれも熱硬化性樹脂層であることが好ましい。
[12] [1]〜[11]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜が、いずれも無機膜であることが好ましい。
[13] [1]〜[12]のいずれか一項に記載の透明積層体は、前記異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜により形成された多層膜が、ニオブ酸化膜とシリコン酸化膜の積層膜であることが好ましい。
[14] 透明基板、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および透明電極パターンがこの順に積層された領域を面内に含む透明電極パターン付き基板に対して、
仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、該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、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記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を用いて、
前記透明電極パターン上に前記第二の硬化性透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層をこの順で積層されるように転写する工程を含むことを特徴とする透明積層体の製造方法。
本明細書において、各層の屈折率は、特に明記されていない限り、550nmの波長における屈折率を意味する。
本発明の透明積層体は、透明基板、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および透明電極パターンがこの順に積層された領域を面内に含む透明電極パターン付き基板に対して、仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、該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、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記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を用いて、前記透明電極パターン上に前記第二の硬化性透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層をこの順で積層されるように転写することにより製造されたことを特徴とする。
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る。
本発明の透明積層体は、透明基板、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および透明電極パターンがこの順に積層された領域を面内に含む透明電極パターン付き基板と、第二の硬化性透明樹脂層と、該第二の硬化性透明樹脂層に隣接して配置された第一の硬化性透明樹脂層とをこの順で有する領域を面内に含み、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が1.6以上であることが好ましい。
本発明の透明積層体は、前記第一の硬化性透明樹脂層の二重結合消費率が10%以下であることが、前記第一の硬化性透明樹脂層と前記第二の硬化性透明樹脂層の界面を形成しやすくでき、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。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、該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、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が1.6以上である。
このような構成とすることで、透明基板、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および透明電極パターンがこの順に積層された領域を面内に含む透明電極パターン付き基板を用いる場合に、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形成することができる。いかなる理論に拘泥するものでもないが、透明電極パターン(好ましくはITO)および前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率差、ならびに、前記第二の硬化性透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層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、視認性を改善することができる。
以下、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムの好ましい態様について説明する。なお、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、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。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、仮支持体を有する。
前記仮支持体としては、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、仮支持体は透明でもよいし、染料化ケイ素、アルミナゾル、クロム塩、ジルコニウム塩などを含有していてもよい。
また、前記仮支持体には、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。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、第一の硬化性透明樹脂層と、該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を有し、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が1.6以上である。
前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層は、熱硬化性であっても、光硬化性であっても、熱硬化性かつ光硬化性であってもよい。その中でも、前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層は少なくとも熱硬化性透明樹脂層であることが、転写後に熱硬化して膜の信頼性を付与できる観点から好ましく、熱硬化性透明樹脂層かつ光硬化性透明樹脂層であることが、転写後に光硬化して製膜しやすく、かつ、製膜後に熱硬化して膜の信頼性を付与できる観点からより好ましい。
なお、本明細書中では説明の都合上、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムの前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層を透明電極パターン上に転写し、これらの層を光硬化した後にこれらの層が光硬化性を失った場合において、これらの層が熱硬化性を有するか否かによらずそれぞれ引き続き前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層と呼ぶ。さらに、これらの層を光硬化した後、熱硬化を行う場合もあるが、その場合もこれらの層が硬化性を有するか否かによらずそれぞれ引き続き前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層と呼ぶ。
上述のような屈折率の範囲を満たす限りにおいて、前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層の材料は特に制限されない。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、ネガ型材料であってもポジ型材料であってもよい。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムがネガ型材料である場合、前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層には、金属酸化物粒子、樹脂(好ましくは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たものではない。
前記無機膜としては、特開2010−86684号公報、特開2010−152809号公報および特開2010−257492号公報などに用いられている無機膜を用いることができ、これらの文献に記載されている低屈折率材料と高屈折率材料の積層構造の無機膜や、低屈折率材料と高屈折率材料の混合膜の無機膜を用いることが屈折率を制御する観点から好ましい。前記低屈折率材料と前記高屈折率材料は、上記の特開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、これらの文献の内容は本明細書中に組み込まれる。
前記無機膜は、SiO2とNb2O5の混合膜であってもよく、その場合はスパッタによって形成されたSiO2とNb2O5の混合膜であることがより好ましい。
前記透明樹脂膜の屈折率を制御する方法としては特に制限はないが、所望の屈折率の透明樹脂膜を単独で用いたり、金属微粒子や金属酸化物微粒子などの微粒子を添加した透明樹脂膜を用いたりすることができる。
前記金属酸化物粒子は、当該粒子を除いた材料からなる樹脂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く、具体的には、400〜750nmの波長を有する光における屈折率が1.50以上の粒子がより好ましく、屈折率が1.70以上の粒子が更に好ましく、1.90以上の粒子が特に好ましい。
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。
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。
前記樹脂組成物における金属酸化物粒子の含有量は、樹脂組成物により得られる光学部材に要求される屈折率や、光透過性等を考慮して、適宜決定すればよいが、前記樹脂組成物の全固形分に対して、5〜80質量%とすることが好ましく、10〜70質量%とすることがより好ましい。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、前記透明樹脂膜が、ZrO2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、前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化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粒子がより好ましい。
前記重合開始剤または重合開始系としては、特開2011−95716号公報に記載の[0031]〜[0042]に記載の重合性化合物を用いることができる。
また、前記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、特開2011−95716号公報の段落[0043]〜[0044]に記載の溶剤を用いることができる。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、前記第一の硬化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。
前記第一の硬化性透明樹脂層中、前記第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して、前記光重合開始剤は、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く、3質量%以上含まれることが特に好ましい。
また、前記第一の硬化性透明樹脂層中の光重合開始剤の含有量は、前記第二の硬化性透明樹脂層中の光重合開始剤の含有量よりも多くすることが、上述の前記第一の硬化性透明樹脂層を形成した後から前記第二の硬化性透明樹脂層を形成する前までの間に前記第一の硬化性透明樹脂層の光硬化を適切に行う観点から好ましく、前記第一の硬化性透明樹脂層中の光重合開始剤の含有量は、前記第二の硬化性透明樹脂層中の光重合開始剤の含有量の1.5倍以上とすることが好ましく、1.5〜5倍とすることがより好ましく、2〜4倍とすることが特に好ましい。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、前記第一の硬化性透明樹脂層に隣接して配置され、屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、屈折率が1.6以上である第二の硬化性透明樹脂層を有する。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が1.65以上であることが好ましい。
一方、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率の上限値としては特に制限はないが、1.78以下であることが実用上好ましく、1.74以下であってもよい。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、前記仮支持体と前記第一の硬化性透明樹脂層との間に熱可塑性樹脂層が設けられることが好ましい。前記熱可塑性樹脂層を有する転写フィルムを用いて、第一の硬化性透明樹脂層および第二の硬化性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。
前記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。
前記熱可塑性樹脂層の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。
式(A):熱可塑性樹脂層の粘度<光硬化性樹脂層の粘度
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、前記第一の硬化性透明樹脂層と前記熱可塑性樹脂層との間に、さらに中間層を含むことが、複数層を塗布する際および塗布後の保存の際における成分の混合を防止する観点から、好ましい。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、酸素遮断機能のある酸素遮断膜が好ましく、露光時の感度がアップし、露光機の時間負荷を低減し得、生産性が向上する。
本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、特開2006−259138号公報の段落[0094]〜[0098]に記載の感光性転写材料の作製方法に準じて作製することができる。その中でも、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムは、以下の本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムの製造方法によって製造されることが好ましい。
このような構成により、前記第一の硬化性透明樹脂層の二重結合消費率を10%以上まで高め、前記第一の硬化性透明樹脂層と前記第二の硬化性樹脂層の界面を明確にして透明電極パターンの視認性をより改善することができる。特に、前記第一の硬化性透明樹脂層と前記第二の硬化性樹脂層に用いるポリマーおよび重合性化合物が同じ場合でも、このような構成によって、両者の界面を明確にすることができる。
図11および図12に本発明の透明積層体の構成の1例を示す。
図11および図12では、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を有し、さらに透明電極パターン4、第二の硬化性透明樹脂層12および第一の硬化性透明樹脂層7がこの順に積層された領域21を面内に有する。図11では、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を説明の都合上、単層であるかのように記載しているが、実際は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は複数層からなる。図12は、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、異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜14aおよび14bの2層からなる場合における本発明の透明積層体の構成の一例である。図12中、異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜14aおよび14bは、積層順に特に制限はなく、いずれが低屈折率材料であっても高屈折率材料であってもよいが、例えば透明薄膜14aを高屈折率材料とし、透明薄膜14bを低屈折率材料とすることができる。
図11および図12では、前記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および透明電極パターン4がこの順に積層された領域(この領域は、2透明電極パターンと第二の硬化性透明樹脂層と第一の硬化性透明樹脂層がこの順に積層された領域21に、図11および図12の構成では相当する)を含むことが示されている。
面内とは、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。透明電極パターン4、第二の硬化性透明樹脂層12および第一の硬化性透明樹脂層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、第二の硬化性透明樹脂層12および第一の硬化性透明樹脂層7がこの順に積層された領域について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、本発明の透明積層体を用いた後述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るものではなく、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および図12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、前記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、前記透明基板、前記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および前記第二の硬化性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、前記透明基板、前記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および前記第二の硬化性透明樹脂層がこの順に積層された領域において、前記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および前記第二の硬化性透明樹脂層が互いに隣接していることが好ましい。
但し、前記非パターン領域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および図12には、前記透明基板1の上に隣接して前記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、前記透明基板および前記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の間に、第三の透明膜が積層されていてもよい。例えば、前記透明基板および前記透明膜の間に、屈折率1.5〜1.52の第三の透明膜(図11および図12には不図示)を含むことが好ましい。
ここで、前記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の膜厚とは、全層の合計膜厚を意味する。
図11および図12には、前記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の一部の領域上に隣接して前記透明電極パターン4が積層している態様が示されている。
図11および図12に示すように、前記透明電極パターン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、前記透明基板側の面の方が、前記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、前記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、前記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および図12には、前記透明電極パターン、前記第二の硬化性透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層がこの順に積層された領域21において、前記透明電極パターン、前記第二の硬化性透明樹脂層および第一の硬化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、前記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および前記第二の硬化性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、前記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および前記第二の硬化性透明樹脂層は、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、前記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および前記第二の硬化性透明樹脂層によって、前記透明電極パターンおよび前記非パターン領域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該「他の層」としては、後述する本発明の透明積層体を用いた静電容量型入力装置に含まれる絶縁層5や、後述する本発明の透明積層体を用いた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および図12には、前記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との上にまたがって、両者とそれぞれ隣接して、前記第二の硬化性透明樹脂層12が積層している態様が示されている。
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)前記第二の硬化性透明樹脂層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、前記透明基板が屈折率1.5〜1.55のガラス基板であることが好ましい。前記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。
前記透明基板は、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、前記透明基板としては、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、これらの文献の内容は本明細書中に組み込まれる。
前記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。
前記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、前記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、前記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、前記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、前記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。
第一の硬化性透明樹脂層および第二の硬化性透明樹脂層の好ましい範囲は、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムにおける前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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、前記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、前記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は、2層以上の積層構造であり、前記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の屈折率とは、全層の屈折率を意味する。
前記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の材料は、前記第二の硬化性透明樹脂層の材料と同様のものを用いることができる。
本発明の透明積層体は、前記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を構成する、前記異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜がいずれも無機膜であることが好ましい。無機膜に用いられる材料としては、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムにおける前記第二の硬化性透明樹脂に用いられる材料を好ましく用いることができる。具体的には、前記無機膜としては、特開2010−86684号公報、特開2010−152809号公報および特開2010−257492号公報などに用いられている無機膜を用いることができ、これらの文献に記載されている低屈折率層と高屈折率層の積層構造の無機膜や、低屈折率材料と高屈折率材料の混合膜の無機膜を用いることが屈折率を制御する観点から好ましい。
前記高屈折率層は膜厚が4nm〜7nmであることが好ましく、4nm〜6nmであることがより好ましい。前記高屈折率層は屈折率が2.22〜2.37であることが好ましく、2.22〜2.3であることがより好ましい。前記高屈折率層は消衰係数が0〜0.05であることが好ましく、0であることがより好ましい。
前記低屈折率層としては酸化ケイ素膜(シリコン酸化膜とも言う)又はフッ化マグネシウム膜であることが好ましく、シリコン酸化膜がより好ましい。なお、シリコン酸化膜はSiO2と表されることが好ましいが、成膜条件によってはシリコン原子と酸素原子との比がシフトすることもあり、このようなシフトによって屈折率もシフトする。前記低屈折率層は膜厚が40〜70nmであることが好ましく、45〜65nmであることがより好ましい。前記低屈折率層は屈折率が1.425〜1.49であることが好ましく、1.43〜1.48であることがより好ましい。前記低屈折率層は消衰係数が0〜0.05であることが好ましく、0であることがより好ましい。
前記高屈折率層のみの層数は1〜3層であることが好ましく、1〜2層であることがより好ましく、1層であることが特に好ましい。
前記低屈折率層のみの層数は1〜3層であることが好ましく、1〜2層であることがより好ましく、1層であることが特に好ましい。
前記第三の透明膜の屈折率は、1.5〜1.55であることが前記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。
本発明の透明積層体の製造方法は、透明基板、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および透明電極パターンがこの順に積層された領域を面内に含む透明電極パターン付き基板に対して、
仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、該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、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記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を用いて、
前記透明電極パターン上に前記第二の硬化性透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層をこの順で積層されるように転写する工程を含むことを特徴とする。
このような構成により、透明積層体の第二の硬化性透明樹脂層および前記第一の硬化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、本発明の透明積層体の製造方法における前記第二の硬化性透明樹脂層は、前記透明電極パターン上と、前記非パターン領域では前記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。前記表面処理としては、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。
前記透明電極パターンは、後述する本発明の透明積層体を用いた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記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。
前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層を形成する方法は、本発明の透明積層体に用いられる前記転写フィルムから前記保護フィルムを除去する保護フィルム除去工程と、前記保護フィルムが除去された本発明の透明積層体に用いられる前記転写フィルムの前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層を露光する露光工程と、露光された第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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。
前記転写工程は、前記保護フィルムが除去された本発明の透明積層体に用いられる前記転写フィルムの前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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。
この際、本発明の透明積層体に用いられる前記転写フィルムの前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層を透明電極パターンにラミネート後、仮支持体を取り除く工程を含む方法が好ましい。
前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層の基材表面への転写(貼り合わせ)は、前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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。
前記露光工程、現像工程、およびその他の工程の例としては、特開2006−23696号公報の段落番号[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、前記透明電極パターン上に形成された前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層の上方に所定のマスクを配置し、その後該マスク、熱可塑性樹脂層、および中間層を介してマスク上方から前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層を露光する方法や、マスクを用いずに熱可塑性樹脂層、および中間層を介して前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層を全面露光する方法が挙げられる。
ここで、前記露光の光源としては、前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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、前記現像工程は、パターン露光された前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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はなく、全面露光後に熱可塑性樹脂層や中間層を除去するのみで前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性透明樹脂層自体はパターンを形成しない場合も含む現像工程である。
前記現像は、現像液を用いて行うことができる。前記現像液としては、特に制約はなく、特開平5−72724号公報に記載のものなど、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ものが好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/Lの濃度で含むものが好ましい。一方、前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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記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ものが好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/Lの濃度で含むものが好ましい。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。該有機溶剤の濃度は0.1質量%〜30質量%が好ましい。また、前記現像液には、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。
前記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は、前記透明電極パターンの上に直接、または、前記第三の透明膜などの他の層を介して、製膜される。
前記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、前記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が、仮支持体上に形成された透明硬化性樹脂膜を、前記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、本発明の透明積層体の製造方法における前記第一の硬化性透明樹脂層および前記第二の硬化性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記金属酸化物微粒子を分散させることで、上述の範囲に前記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、これらの文献の内容は本明細書中に組み込まれる。
前記第三の透明膜の製膜方法は、透明基板上に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を製膜する方法と同様である。
本発明の透明積層体を有する静電容量型入力装置は、透明電極パターンと、該透明電極パターンに隣接して配置された第二の硬化性透明樹脂層と、該第二の硬化性透明樹脂層に隣接して配置された第一の硬化性透明樹脂層とを有し、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記第二の硬化性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、本発明の透明積層体を有する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)前記第一の透明電極パターンと電気的に絶縁され、前記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)前記第一の透明電極パターンと前記第二の電極パターンとを電気的に絶縁する絶縁層
(7) 前記(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硬化性透明樹脂層
(8) 前記(7)の要素を覆うように隣接して形成された第一の硬化性透明樹脂層
ここで、前記(7)第二の硬化性透明樹脂層が、本発明の透明積層体における前記第二の硬化性透明樹脂層に相当する。また、前記(8)第一の硬化性透明樹脂層が、本発明の透明積層体における前記第一の硬化性透明樹脂層に相当する。なお、前記第一の硬化性透明樹脂層は、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。
本発明の透明積層体を有する静電容量型入力装置は、さらに下記(6)の要素を有していてもよい。
(6)前記第一の透明電極パターンおよび前記第二の透明電極パターンの少なくとも一方に電気的に接続され、前記第一の透明電極パターンおよび前記第二の透明電極パターンとは別の導電性要素
ここで、前記(7)第二の電極パターンが透明電極パターンでなく、前記(8)別の導電性要素を有さない場合は、前記(7)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。
前記(7)第二の電極パターンが透明電極パターンであり、前記(6)別の導電性要素を有さない場合は、前記(3)第一の透明電極パターンおよび前記(7)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。
前記(7)第二の電極パターンが透明電極パターンでなく、前記(6)別の導電性要素を有する場合は、前記(3)第一の透明電極パターンおよび前記(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。
前記(7)第二の電極パターンが透明電極パターンであり、前記(6)別の導電性要素を有する場合は、前記(3)第一の透明電極パターン、前記(7)第二の電極パターンおよび前記(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。
前記(1)マスク層および/または加飾層は、前記(2)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と前記前面板の間、前記(3)第一の透明電極パターンと前記前面板の間、前記(4)第二の透明電極パターンと前記前面板の間、または、前記(6)別の導電性要素と前記前面板の間に有することが好ましい。前記(1)マスク層および/または加飾層は、前記前面板に隣接して設けられることがより好ましい。
まず、本発明の透明積層体を有する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、本発明の透明積層体を有する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、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、第二の硬化性透明樹脂層12と、第一の硬化性透明樹脂層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、本発明の透明積層体を有する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、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、第二の硬化性透明樹脂層12と、第一の硬化性透明樹脂層7と、から構成されている態様が示されている。
本発明の透明積層体を有する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、押圧によるメカニカルなスイッチを設置することができる。
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。
本発明の透明積層体を有する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。
前記各要素を、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムや前記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、特に前面板の境界ギリギリまで遮光パターンを形成する必要のあるマスク層でのガラス端からのレジスト成分のはみ出しがないため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。
本発明の透明積層体を有する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、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルム以外の前記感光性フィルムについて説明する。前記感光性フィルムは、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。前記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。
前記感光性フィルムは、ネガ型材料であってもポジ型材料であってもよい。
前記感光性フィルムにおける前記仮支持体、前記熱可塑性樹脂層としては、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムに用いられるものと同様のものを用いることができる。また、前記感光性フィルムの作製方法としても、本発明の転写フィルムの作製方法と同様の方法を用いることができる。
前記感光性フィルムは、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記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、前記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、前記光硬化性樹脂層に導電性繊維等が含有される。
前記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、前記重合開始剤または重合開始系としては、本発明の透明積層体に用いられる転写フィルムに用いられるものと同様のものを用いることができる。
前記導電性光硬化性樹脂層を積層した前記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5nm〜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。
前記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、前記導電性繊維は、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。
前記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。
前記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。
前記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。
前記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、前記「断面の各辺」の合計長さに対する前記「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。前記鋭利度は60%以下が好ましく、50%以下がより好ましい。前記鋭利度が75%を超えると、該角に電子が局在し、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。前記鋭利度の下限は、30%が好ましく、40%がより好ましい。
前記平均短軸長さが、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。
前記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、前記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。
前記平均長軸長さが、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。
前記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、前記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。
また、前記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。
前記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、サンドミル等の公知の分散機が挙げられる。更に該文献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、前記光硬化性樹脂層は、その他の添加剤を用いてもよい。前記添加剤としては、本発明の転写フィルムに用いられるものと同様のものを用いることができる。
また、前記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ものを用いることができる。
前記熱可塑性樹脂層の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。
式(A):熱可塑性樹脂層の粘度<光硬化性樹脂層の粘度
前記マスク層2、絶縁層5は、前記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、前記光硬化性樹脂層として黒色光硬化性樹脂層を有する前記感光性フィルムを用いて、前記前面板1の表面に前記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、前記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記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記前面板1の表面に前記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記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。
前記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記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、前記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、前記透明電極層上に前記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記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。
前記エッチング後、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秒間基材を洗浄して行い、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記感光性フィルムを用いて、前記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、前記前面板1の表面に前記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。
前記第一の透明電極パターン3等を、前記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記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、前記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、前記感光性フィルムを用いてパターニングした後に、基材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記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)。
本発明の画像表示装置は、本発明の透明積層体を有する静電容量型入力装置を備えることを特徴とする。
本発明の透明積層体を有する静電容量型入力装置、および当該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。
なお、実施例11は、参考例である。
〔転写フィルムの作製〕
<熱可塑性樹脂層および中間層の形成>
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、下記処方P1からなる中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。
・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
下記表1に記す組成によって調製した第一の硬化性透明樹脂層用の材料−1、材料−2および材料−11を、塗布量を変更しながら、下記表2に記載の所望の膜厚になるように調整し、塗布、乾燥させて、中間層上に第一の硬化性透明樹脂層を形成した。
なお、下記表1および下記一般式(1)中、「%」、「wt%」は、いずれも質量%を表す。
第一層を塗布・乾燥・硬化した時点で、この第一の硬化性透明樹脂層を、ミクロトームを用いて表面から切片を切削した。この切片0.1mgに対して、KBr粉末2mgを加え、黄色灯下でよく混合し、後述の二重結合消費率の測定における塗布・乾燥・硬化後の測定試料とした。
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UV未硬化品のピーク強度(=二重結合残存量)Aと、塗布・乾燥・硬化後の各フィルム切片のピーク強度Bを求めた。各実施例および比較例で形成した第一の硬化性透明樹脂層について下記式にしたがって、二重結合消費率を計算した。
式:
二重結合消費率={1−(B/A)}×100%
《評価基準》
〇 :二重結合消費率が10%以上
△ :二重結合消費率が10%未満
なお、二重結合消費率は、第一層と第二層の界面混合の程度の指標になる。
その後、下記表1に記す組成によって調製した第二の硬化性透明樹脂層用の材料−3〜10を、塗布量を変更しながら、下記表2に記載の所望の膜厚になるように調整し、塗布、乾燥させて、第一の硬化性透明樹脂層上に第二の硬化性透明樹脂層を形成した。
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、下記表2中の乾燥膜厚になるような第一の硬化性透明樹脂層および第二の硬化性透明樹脂層を設け、最後に保護フィルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。
上記にて得られた各転写フィルムを用いて、以下の方法で透明積層体を作製した。
屈折率1.51のガラス製透明基板上に、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を以下の方法で製膜した。
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、上述の処方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、上述の処方P1からなる中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、上記表1に記載の組成によって調製した透明硬化性組成物用の材料−3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、乾燥膜厚80nmになるような透明硬化性樹脂層を設け、最後に保護フィルム(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)と透明硬化性樹脂層と保護フィルムとが一体となった転写材料を作製した。
デュアルマグネトロンスパッタリング(DMS)法により、ガラス基板上に透明積層体を形成した。ガラス基板を、スパッタリング装置内に配置し、ターゲットとしてNb2O5を用いたスパッタリングによりNb2O5(波長550nmの光の屈折率2.27、消衰係数0)からなる厚さ50オングストロームの無機薄膜層を形成し、その上にターゲットとしてSiを用いたスパッタリングにより、SiO2からなる厚さ600オングストロームの無機薄膜層(波長550nmの光の屈折率1.46、消衰係数0)を形成した。その後、基板を200℃、60分間熱処理を行うことで、ガラス製透明基板上に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が積層された基板を得た。
上記にて得られたガラス製透明基板上に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が積層された基板を、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:基材の温度250℃、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、透明電極層を形成した前面板(透明電極パターン付き基板)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、上述の処方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、上述の処方P1からなる中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、エッチング用光硬化性樹脂層用塗布液:処方E1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)と透明硬化性樹脂層とが一体となった転写材料を作製した。
・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。
透明電極層を形成した前面板を洗浄し、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(基材温度: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)面と該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前面板を得た。
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前面板を、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層パターン付の前面板を得た。
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層パターン付の前面板を、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、ガラス製透明基板上に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および透明電極パターンを形成した基板を得た。
形成したITOパターンは、図10の様なテーパー形状となっており、テーパー角α=約3°であった。
上記にて得られたガラス製透明基板上に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および透明電極パターンを形成した基板上に、各転写フィルムを用いて転写製膜して、透明電極パターン、第二の硬化性透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層がこの順で連続された透明積層体を製膜した。
こうして、ガラス製透明基板上に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、透明電極パターン、第二の硬化性透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層をこの順に積層させた透明積層体を得た。得られた透明積層体を、各実施例および比較例の透明積層体とした。
<透明電極パターンの視認性の評価>
ガラス製透明基板上に、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、透明電極パターン、第二の硬化性透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層をこの順に積層させた各実施例および比較例の透明積層体を、透明接着テープ(3M社製、商品名、OCAテープ8171CL)を介して、透明積層体と黒色PET材と接着させ、基板全体を遮光した。
透明電極パターン視認性は、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。
《評価基準》
◎ :透明電極パターンが全く見えない。
〇 :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。
△ :透明電極パターンが見える(分かりにくい)。
△△:透明電極パターンが見えるが、実用上許容できる。
× :透明電極パターンがはっきり見える(分かりやすい)。
得られた結果を下記表2に記載した。
耐傷性の指標としてJIS K 5400に記載の鉛筆硬度評価を行った。各転写フィルムを、ガラス製透明基板、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および透明電極パターンを有する基板に転写製膜して得られた各実施例および比較例の透明積層体を、温度25℃、相対湿度60%で1時間調湿した後、JIS S 6006に規定する2Hの試験用鉛筆を用いて、500gの荷重にてn=7の評価を行った。
《評価基準》
◎ :傷が3つ未満である。
○ :傷が3つ以上、5つ未満である。
△ :傷が5つ以上、6つ未満である。
× :傷が6つ以上である。
得られた結果を下記表2に記載した。
一方、第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が1.59であり、本発明の範囲を下回る転写フィルムを用いた比較例1では、得られた透明積層体の透明電極パターンがはっきり見えるものであった。第二の硬化性透明樹脂層を含まない転写フィルムを用いた比較例2では、得られた透明積層体の透明電極パターンがはっきり見えるものであった。
《マスク層の形成》
[マスク層形成用感光性フィルムK1の調製]
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、上述の処方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、上述の処方P1からなる中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、下記処方K1からなる黒色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、光学濃度が4.0となるように乾燥膜厚が2.2μmの黒色光硬化性樹脂層を設け、最後に保護フィルム(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)と黒色光硬化性樹脂層とが一体となった転写材料を作製し、サンプル名をマスク層形成用感光性フィルムK1とした。
・K顔料分散物1 :31.2質量部
・R顔料分散物1(下記の組成) :3.3質量部
・MMPGAc(ダイセル化学(株)製) :6.2質量部
・メチルエチルケトン(東燃化学(株)製) :34.0質量部
・シクロヘキサノン(関東電化工業(株)製) :8.5質量部
・バインダー2(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比の
ランダム共重合物、重量平均分子量3.8万) :10.8質量部
・フェノチアジン(東京化成(株)製) :0.01質量部
・DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、 日本化薬(株)製)
のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液(76質量%)
:5.5質量部
・2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4’−(N,N−ビス(エトキシ
カルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジン
:0.4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)
:0.1質量部
なお、黒色光硬化性樹脂層用塗布液K1の溶剤除去後の100℃の粘度は10000Pa・secであった。
・カーボンブラック(商品名:Nipex35、デグッサ社製) :13.1質量%
・下記分散剤1 :0.65質量%
・バインダー1(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比の
ランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) :6.72質量%
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート :79.53質量%
・顔料(C.I.ピグメントレッド177) :18質量%
・バインダー1(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比の
ランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) :12質量%
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート :70質量%
次いで、開口部(15mmΦ)が形成された強化処理ガラス(300mm×400mm×0.7mm)に、25℃に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、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、信越化学工業(株)製)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基材を基材予備加熱装置で140℃2分間加熱した。得られたシランカップリング処理ガラス基材に、上述から得られたマスク層形成用感光性フィルムK1からカバーフィルムを除去し、除去後に露出した黒色光硬化性樹脂層の表面と前記シランカップリング処理ガラス基材の表面とが接するように重ね合わせ、ラミネータ((株)日立インダストリイズ製(LamicII型))を用いて、前記140℃で加熱した基材に、ゴムローラー温度130℃、線圧100N/cm、搬送速度2.2m/分でラミネートした。続いてポリエチレンテレフタレートの仮支持体を、熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、仮支持体を除去した。仮支持体を剥離後、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)で、基材と露光マスク(額縁パターンを有す石英露光マスク)とを垂直に立てた状態で、露光マスク面と該黒色光硬化性樹脂層の間の距離を200μmに設定し、露光量70mJ/cm2(i線)でパターン露光した。
マスク層が形成された前面板に対して、実施例1〜13、比較例1および2の透明積層体の形成におけるガラス製透明基板上への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への製膜と同様にして、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を製膜した。
[透明電極層の形成]
マスク層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が形成された前面板を、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:基材の温度250℃、アルゴン圧0.13Pa、酸素圧0.01Pa)により、厚さ40nmのITO薄膜を形成し、透明電極層を形成した前面板を得た。ITO薄膜の表面抵抗は80Ω/□であった。
前記マスク層形成用感光性フィルムK1の調製において、黒色光硬化性樹脂層用塗布液を、下記処方E1からなるエッチング用光硬化性樹脂層用塗布液に代えた以外はマスク層形成用感光性フィルムK1の調製と同様にして、エッチング用感光性フィルムE1を得た(エッチング用光硬化性樹脂層の膜厚は2.0μmであった)。
・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。
マスク層の形成と同様にして、マスク層、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、透明電極層を形成した前面板を洗浄し、カバー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(基材温度: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)面と該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前面板を得た。
[絶縁層形成用感光性フィルムW1の調製]
マスク層形成用感光性フィルムK1の調製において、黒色光硬化性樹脂層用塗布液を、下記処方W1からなる絶縁層用光硬化性樹脂層用塗布液に代えた以外はマスク層形成用感光性フィルムK1の調製と同様にして、絶縁層形成用感光性フィルムW1を得た(絶縁層用光硬化性樹脂層の膜厚は1.4μm)。
・バインダー3(シクロヘキシルメタクリレート(a)/メチルメタクリレート(b)/メタクリル酸共重合体(c)のグリシジルメタクリレート付加物(d)(組成(質量%):a/b/c/d=46/1/10/43、質量平均分子量:36000、酸価66mgKOH/g)の1−メトキシ−2−プロパノール、メチルエチルケトン溶液(固形分:45%))
:12.5質量部
・DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬(株)製)
のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液(76質量%)
:1.4質量部
・ウレタン系モノマー(商品名:NKオリゴUA−32P、新中村化学(株)製
:不揮発分75%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート:
25%) :0.68質量部
・トリペンタエリスリトールオクタアクリレート(商品名:V#802、
大阪有機化学工業(株)製) :1.8質量部
・ジエチルチオキサントン :0.17質量部
・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:Irgacure379、BASF製) :0.17質量部
・分散剤(商品名:ソルスパース20000、アビシア製) :0.19質量部
・界面活性剤(商品名:メガファックF−780F、大日本インキ製)
:0.05質量部
・メチルエチルケトン :23.3質量部
・MMPGAc(ダイセル化学(株)製) :59.8質量部
なお、絶縁層形成用塗布液W1の溶剤除去後の100℃の粘度は4000Pa・secであった。
[透明電極層の形成]
前記第一の透明電極パターンの形成と同様にして、マスク層、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、第一の透明電極パターン、絶縁層パターンを形成した前面板をDCマグネトロンスパッタリング処理し(条件:基材の温度50℃、アルゴン圧0.13Pa、酸素圧0.01Pa)、厚さ80nmのITO薄膜を形成し、透明電極層を形成した前面板を得た。ITO薄膜の表面抵抗は110Ω/□であった。
さらに、第一の透明電極パターンの形成の形成と同様にして、エッチング(30℃50秒間)、エッチング用光硬化性樹脂層を除去(45℃200秒間)することにより、マスク層、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、第一の透明電極パターン、絶縁層パターン、第二の透明電極パターンを形成した前面板を得た。
前記第一、および第二の透明電極パターンの形成と同様にして、マスク層、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、第一の透明電極パターン、絶縁層パターン、第二の透明電極パターンを形成した前面板をDCマグネトロンスパッタリング処理し、厚さ200nmのアルミニウム(Al)薄膜を形成した前面板を得た。
さらに、第一の透明電極パターンの形成の形成と同様にして、エッチング(30℃50秒間)、エッチング用光硬化性樹脂層を除去(45℃200秒間)することにより、マスク層、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、第一の透明電極パターン、絶縁層パターン、第二の透明電極パターン、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を形成した前面板を得た。
マスク層、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、第一の透明電極パターン、絶縁層パターン、第二の透明電極パターン、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が形成された前面板に対して、実施例1〜13および比較例1、2と同様にして、第一の硬化性透明樹脂層と第二の硬化性透明樹脂層を製膜して、ガラス製透明基板上に、マスク層、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、第一の透明電極パターン、絶縁層パターン、第二の透明電極パターン、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、第二の硬化性透明樹脂層ならびに第一の硬化性透明樹脂層がこの順で形成された実施例101〜113、比較例101および102の透明積層体を含む静電容量型入力装置(前面板)を得た。
特開2009−47936号公報に記載の方法で製造した液晶表示素子に、先に製造した実施例101〜113、比較例101および102の透明積層体を含む前面板を貼り合せ、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実施例101〜113、比較例101および102の透明積層体を含む画像表示装置を作製した。
実施例101〜113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、透明電極パターンが視認される問題がなかった。
上述の各工程において、マスク層、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、第一の透明電極パターン、絶縁層パターン、第二の透明電極パターン、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、第二の硬化性透明樹脂層ならびに第二の硬化性透明樹脂層を形成した前面板1は、開口部、および裏面に汚れがなく、洗浄が容易であり、かつ、他部材の汚染の問題がなかった。
また、マスク層にはピンホールがなく、光遮蔽性に優れていた。
そして、第一の透明電極パターン、第二の透明電極パターン、およびこれらとは別の導電性要素の、各々の導電性には問題がなく、一方で、第一の透明電極パターンと第二の透明電極パターンの間では絶縁性を有していた。
さらに、第一の硬化性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 第一の硬化性透明樹脂層(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 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
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
14a、14b 異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜
21 透明電極パターンと第二の硬化性透明樹脂層と第一の硬化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
C 第1の方向
D 第2の方向
Claims (13)
- 透明基板、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および透明電極パターンがこの順に積層された領域を面内に含む透明電極パターン付き基板に対して、
仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、該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、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記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を用いて、
前記透明電極パターン上に前記第二の硬化性透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層をこの順で積層されるように転写することにより製造され、
前記第一の硬化性透明樹脂層の膜厚が1μm以上であり、
前記透明電極パターンが前記第二の硬化性透明樹脂層によって直接被覆されたことを特徴とする透明積層体。 - 前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率が、1.5〜1.53であることを特徴とする請求項1に記載の透明積層体。
- 前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が1.65以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の透明積層体。
- 前記第二の硬化性透明樹脂層の膜厚が、500nm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 前記第二の硬化性透明樹脂層の膜厚が、100nm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 前記第一の硬化性透明樹脂層が、重合性化合物および光重合性開始剤を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 前記第一の硬化性透明樹脂層の二重結合消費率が10%以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 前記第二の硬化性透明樹脂層が、屈折率1.55以上の微粒子を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 前記第二の硬化性透明樹脂層が、重合性化合物を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 前記第一の硬化性樹脂層および前記第二の硬化性樹脂層が、いずれも熱硬化性樹脂層であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 前記異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜が、いずれも無機膜であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 前記異なる屈折率を有する少なくとも2種の透明薄膜により形成された多層膜が、ニオブ酸化膜とシリコン酸化膜の積層膜であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の透明積層体。
- 透明基板、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および透明電極パターンがこの順に積層された領域を面内に含む透明電極パターン付き基板に対して、
仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、該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、前記第二の硬化性透明樹脂層の屈折率が前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前記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を用いて、
前記透明電極パターン上に前記第二の硬化性透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層をこの順で積層されるように転写する工程を含み、
前記第一の硬化性透明樹脂層の膜厚が1μm以上であり、
前記透明電極パターンを前記第二の硬化性透明樹脂層によって直接被覆することを特徴とする透明積層体の製造方法。
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