JP6148217B2 - タッチパネル用粘着フィルム、タッチパネル用積層体、粘着層の剥離方法、タッチパネルの使用方法、タッチパネルシステム - Google Patents

タッチパネル用粘着フィルム、タッチパネル用積層体、粘着層の剥離方法、タッチパネルの使用方法、タッチパネルシステム Download PDF

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Description

本発明は、タッチパネル用粘着フィルムに係り、特に、比誘電率の温度依存度が所定値以下であり、かつ、酸価および水酸基価の合計値が制御された粘着層を有するタッチパネル用粘着フィルムに関する。
また、本発明は、タッチパネル用粘着フィルムを含むタッチパネル用積層体、粘着層の剥離方法、タッチパネルの使用方法、および、タッチパネルシステムにも関する。
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可能な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
一方で、タッチパネルに使用される粘着層(粘着シート)には様々な特性が求められる。例えば、タッチパネルの環境適応性の点から、粘着層を含む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。また、粘着層は、各種部材に対する優れた粘着力を示すことが求められる。さらに、粘着層は湿熱環境下において、白化しないことも求められる。
上記のように、タッチパネルに使用される粘着層には、粘着力に優れること、白化の発生が抑制されること、並びに、粘着層を含むタッチパネルの誤動作が生じにく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両面粘着テープについて検討を行ったところ、上記3つの要件を全ては満たしておらず、さらなる改良が必要であった。
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、粘着力に優れ、かつ、湿熱環境下においても白化の発生が抑制される粘着層を備えるタッチパネル用粘着フィルムを提供することを目的とする。
また、本発明は、タッチパネル用粘着フィルムを含むタッチパネル用積層体、粘着層の剥離方法、タッチパネルの使用方法、および、タッチパネルシステムを提供することも目的とする。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、後述する所定の温度依存度を示し、所定量の酸価および水酸基価を含む粘着層を使用することにより、所望の効果を奏することを見出した。
つまり、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。
すなわち、本発明の第1の態様は、粘着層と、粘着層の少なくとも片面に配置された剥離フィルムとを備えるタッチパネル用粘着フィルムであって、後述する温度依存性評価試験から求められる粘着層の比誘電率の温度依存度が30%以下であり、粘着層の酸価および水酸基価の合計が0.5〜20mgKOH/gである、タッチパネル用粘着フィルムである。
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、粘着層の酸価および水酸基価の合計が1.0〜15mgKOH/gであることが好ましい。
第1の態様において、粘着層に、ゴム成分が含まれることが好ましい。
第1の態様において、粘着層が、軟化点110℃以上を示す粘着付与剤を含むことが好ましい。
第1の態様において、粘着層のガラス基板に対する180度剥離強度が0.5N/mm以上であることが好ましい。
第1の態様において、粘着層の両面に剥離フィルムが配置されることが好ましい。
本発明の第2の態様は、第1の態様のタッチパネル用粘着フィルムと、タッチパネル用粘着フィルム中の粘着層の前記剥離フィルム側とは反対側の表面上に配置された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。
本発明の第3の態様は、第1の態様のタッチパネル用粘着フィルム中の粘着層と被着体とが接着した積層体から、粘着層を剥離する粘着層の剥離方法であって、粘着層を50℃以上に加熱して、粘着層を剥離する工程を有する、粘着層の剥離方法である。
第3の態様において、粘着層を相対湿度50%以上の雰囲気下に曝して、粘着層を剥離することが好ましい。
第3の態様において、粘着層と、水およびアルコールを含む混合溶媒とを接触させて、粘着層を剥離することが好ましい。
本発明の第4の態様は、第1の態様のタッチパネル用粘着フィルム中の粘着層を含むタッチパネルの使用方法であって、直径0.1mm以上10.0mm以下のスタイラスを用いてタッチパネルを操作する、タッチパネルの使用方法である。
本発明の第5の態様は、第1の態様のタッチパネル用粘着フィルム中の粘着層を含むタッチパネルと、タッチパネルを操作する際に用いる、直径0.1mm以上10.0mm以下のスタイラスとを含むタッチパネルシステムである。
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、粘着力に優れ、かつ、湿熱環境下においても白化の発生が抑制される粘着層を備えるタッチパネル用粘着フィルムを提供することができる。
また、本発明によれば、タッチパネル用粘着フィルムを含むタッチパネル用積層体、粘着層の剥離方法、タッチパネルの使用方法、および、タッチパネルシステムを提供することもできる。
本発明の粘着フィルムの第1実施態様の断面図である。 本発明の粘着フィルムの第2実施態様の断面図である。 本発明の粘着フィルムの第3実施態様の断面図である。 本発明の粘着フィルムの第4実施態様の断面図である。 本発明の粘着フィルムの第5実施態様の断面図である。 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図である。 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。 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平面図である。 図13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、本発明のタッチパネル用粘着フィルム(以後、単に「粘着フィルム」とも称する)の好適態様について図面を参照して説明する。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル系粘着剤とは、アクリル系粘着剤および/またはメタアクリル系粘着剤(メタクリル系粘着剤)を意図する。(メタ)アクリル系ポリマーとは、アクリル系ポリマーおよび/またはメタアクリル系ポリマー(メタクリル系ポリマー)を意図する。また、(メタ)アクリレートモノマーとは、アクリレートモノマーおよび/またはメタアクリレートモノマー(メタクリレートモノマー)を意図する。
さらに、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
なお、本発明の粘着フィルムの特徴点としては、粘着層の比誘電率の温度依存度を制御している点、および、粘着層の酸価および水酸基価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。
まず、本発明者らは、環境によってタッチパネルの誤動作が生じる要因の一つとして、粘着層の温度依存度が関連していることを知見している。そこで、粘着層の比誘電率の温度依存度を小さくしようとすると、粘着剤層の親水性が低下する傾向になり、粘着層の白化や、粘着層の粘着性の低下という問題が生じてしまった。一方で、粘着層の白化耐性や粘着層の粘着性を高める方法として粘着層の酸価および水酸基価を上げる方法に想到したがこれらを上げ過ぎると、粘着層の比誘電率の温度依存度が悪化してしまい、誤動作が生じやすかった。つまり、所望の効果を得るためには、粘着層の温度依存度、並びに、酸価および水酸基価を所定範囲に調整することが必要であることを見出し、本発明を完成するに至った。
図1は、本発明の粘着フィルムの第1実施態様の断面図である。
図1に示すように、粘着フィルム10は、粘着層12と剥離フィルム14とを備える。粘着層12の剥離フィルム14側とは反対側の表面12aは、他の部材と密着することが可能となる。なお、図1に示すように、粘着フィルム10は、透過視認に用いられる基材レス粘着フィルムであることが好ましい。つまり、粘着層12中に基材(粘着性を示さない基材)が含まれない粘着フィルムであることが好ましい。また、後述するように、図1に示す粘着フィルム10は、タッチパネル用途(特に、静電容量式のタッチパネル)に使用される。
以下、粘着フィルム10の各部材について詳述する。以下では、まず、粘着層について詳述する。
<粘着層>
粘着層12は、部材間の密着性を担保するために使用される層である。
粘着層12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11に示すように、測定対象である粘着層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、評価用サンプル中の粘着層の温度を−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と粘着層の厚み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、粘着層の温度が−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層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、粘着層の厚みは、少なくとも5箇所以上の任意の点における粘着層の厚みを測定して、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12に、温度依存性評価試験結果の一例を示す。なお、図12の縦軸は比誘電率、横軸は温度を示す。また、図12は2種の粘着層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12を参照すると、白丸で示される粘着層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、粘着層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層Aの比誘電率が変わりにくい。結果として、粘着層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、タッチパネルの誤動作を生じにくい。なお、粘着層Aの温度依存度(%)は、図12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層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、粘着層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、タッチパネルの誤動作を生じやすい。なお、粘着層Bの温度依存度(%)は、図12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小さく、誤動作を起こしにくいこととなる。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大きく、タッチパネルの誤動作が起き易くなる。
粘着層12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により求められる。なお、誘電率εは、誘電率ε=比誘電率εr×真空の誘電率ε0で求められる。
静電容量式タッチパネルにおいて、粘着層は、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。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、粘着層12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く、3.0以下が最も好ましい。
また、粘着層12の20℃における比誘電率は、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く、3.0以下が最も好ましい。
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。
粘着層12の酸価および水酸基価の合計は0.5〜20mgKOH/gであり、粘着層の白化がより抑制される、粘着力がより優れる、または、誤動作の発生がより抑制される点(以下、単に「本発明の効果がより優れる点」とも称する)で、1.0〜15mgKOH/gが好ましく、2.0〜9.0mgKOH/gがより好ましい。
酸価および水酸基価の合計が0.5mgKOH/g未満の場合、粘着力が劣る。また、酸価および水酸基価の合計が20mgKOH/g超の場合、粘着層の白化しやすく、誤動作も発生しやすい。
粘着層12の酸価および水酸基価とは、粘着層12中に存在する酸価および水酸基価を意図し、これらの測定方法としてはJIS K 0070(1992)に準ずる方法が挙げられる。
また、粘着層12中における酸価および水酸基価の調整は、粘着層に使用される材料の種類およびその成分量を調整することによりなされる。例えば、所定範囲の酸価および水酸基価を示す粘着剤を用いて粘着層を製造する方法や、酸価および水酸基価の合計値が上記範囲よりも過剰の粘着剤と、酸価または水酸基価に寄与する基(例えば、水酸基)と反応する架橋剤(例えば、イソシアネート系架橋剤)とを混合して、所定の酸価および水酸基価を示す粘着層を製造する方法などが挙げられる。
粘着層12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く、50〜300μmがさらに好ましい。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、シート状へのカッティングの加工性の観点で、粘着層12の厚みは、50〜100μmが最も好ましく、段差のあるパネルへの貼り付けの加工性の観点では、150〜300μmが最も好ましい。
なお、粘着層12は、構成成分が異なる複数の粘着層を積層した層であってもよい。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。
粘着層12は、光学的に透明であることが好ましい。つまり、透明粘着層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。
(粘着層に含まれる成分)
粘着層12を構成する粘着剤としては上記温度依存度、並びに、酸価および水酸基価の合計量を満たしていれば、その種類は特に制限されない。例えば、(メタ)アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤などが挙げられる。なお、ここで(メタ)アクリル系粘着剤とは、アクリレートモノマーおよび/またはメタクリレートモノマーを含むモノマー成分の重合体((メタ)アクリルポリマー、(メタ)アクリル重合体)を含む粘着剤である。上記(メタ)アクリル系粘着剤には、上記重合体がベースポリマーとして含まれるが、他の成分(後述する粘着付与剤、ゴム成分など)が含まれていてもよい。
なお、(メタ)アクリルポリマーとは、アクリルポリマーおよびメタアクリルポリマーの両方を含む概念である。また、本明細書においては、(メタ)アクリル系粘着剤に含まれる(メタ)アクリルポリマーを製造する際に使用されるモノマー成分には、アクリレートモノマーおよびメタクリレートモノマー以外の他の種類のモノマー(例えば、アクリルアミドモノマー、ビニルモノマーなど)が含まれていてもよい。
粘着層12中に含まれる粘着剤の好適態様の一つとしては、(メタ)アクリル系粘着剤が挙げられる。(メタ)アクリル系粘着剤中の(メタ)アクリルポリマーに使用される(メタ)アクリレートモノマーとしては特に制限されないが、なかでも、炭素数6以上(好ましくは、炭素数6〜20、より好ましくは、炭素数8〜18)の炭化水素基(好ましくは、脂肪族炭化水素基)を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の繰り返し単位(以後、繰り返し単位Xとも称する)を有する(メタ)アクリルポリマーを含む(メタ)アクリル系粘着剤が比誘電率を低く抑えることができることから好ましい。
上記炭素数の炭化水素基(好ましくは、脂肪族炭化水素基)を有する(メタ)アクリレートモノマーとしては、上記炭素数の鎖状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート、および、上記炭素数の環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレートが挙げられ、より具体的には、へキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレート、n−ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。上記(メタ)アクリレートモノマーの中でも、粘着剤のガラス転移温度(Tg)を制御しやすく、より低誘電率を実現できる観点から、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、または、n−ドデシル(メタ)アクリレートなどの鎖状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレートと、イソボルニル(メタ)アクリレート、または、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートなどの環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレートとの組み合わせがより好ましい。より具体的には、(メタ)アクリルポリマーの好適態様の一つとしては、鎖状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の繰り返し単位、および、環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の繰り返し単位を有する(メタ)アクリルポリマーが挙げられる。
(メタ)アクリルポリマー中、繰り返し単位Xの含有量としては、本発明の効果がより優れる点で、(メタ)アクリルポリマーの全繰り返し単位に対して、90モル%以上が好ましく、95モル%以上がより好ましい。なお、上限は特に制限されないが、100モル%である。
なお、(メタ)アクリルポリマーの好適態様の一つとして、本発明の効果がより優れる点で、上記炭素数の環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート由来の繰り返し単位と、2種の異なる上記炭素数の鎖状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート由来の繰り返し単位(好ましくは、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート由来の繰り返し単位、および、直鎖状の脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート由来の繰り返し単位を含む態様)とを有する態様が好ましい。
なお、(メタ)アクリル系粘着剤に含まれる(メタ)アクリルポリマーには、本発明の効果を損なわない範囲で上述した以外のモノマー由来の繰り返し単位が含まれていてもよい。また、(メタ)アクリルポリマーは1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。
その他モノマーとして、例えば、(メタ)アクリル酸、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチレングリコール(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、メトキシトリエチレングリコール(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−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、オクタエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールメチルエーテル(メタ)アクリレート、ヘプタプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールエチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−オクチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタムなどが挙げられる。
さらに、(メタ)アクリル系粘着剤中に含まれる(メタ)アクリルポリマーは、架橋構造を有していてもよい。架橋構造の形成方法は特に制限されず、2官能(メタ)アクリレートモノマーを使用する方法や、(メタ)アクリルポリマーに反応性基(例えば、ヒドロキシル基)を導入し、反応性基と反応する架橋剤と反応させる方法などが挙げられる。
(メタ)アクリル系粘着剤に使用する、(メタ)アクリレートモノマー由来の繰り返し単位を有する(メタ)アクリルポリマー((メタ)アクリル重合体)を架橋する架橋剤としては、上記反応性基と反応する架橋剤として、例えば、イソシアネート系架橋剤やエポキシ系架橋剤が使用できる。
イソシアネート系架橋剤や、エポキシ系架橋剤は、特に限定されず公知のものを適宜使用できる。
例えば、イソシアネート系架橋剤として、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、およびこれらのポリイソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、これらポリイソシアネート化合物のビュレット体やイソシアヌレート体等が挙げられる。イソシアネート系架橋剤のなかでも、粘着層の誘電率の観点から、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートが好ましく、経時での着色の観点から、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートがより好ましい。
上記エポキシ系架橋剤としては、例えば、ビスフェノールA・エピクロルヒドリン型のエポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエリスリトール、ジグリセロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。エポキシ系架橋剤のなかでも、粘着層の柔軟性の観点から、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルが好ましく、誘電率の観点から、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルがより好ましい。
上記イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤の使用量としては特に限定されないが、後述する粘着層形成用組成物中の全固形分に対して、0〜3質量%が好ましく、粘着層の柔軟性と粘着性の両立の観点から、0.01〜2質量%がより好ましく、0.1〜1質量%がさらに好ましく、0.1〜0.5質量%が最も好ましい。
これらの架橋剤は単独で使用しても、2種類以上を併用することも可能であり、架橋剤の総量として上記使用量に含まれていることが好ましい。
(メタ)アクリル系粘着剤に使用する(メタ)アクリルポリマー((メタ)アクリル重合体)を架橋する架橋剤として、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレートモノマーを使用できる。
2官能の(メタ)アクリレートモノマーとしては、(メタ)アクリロイル基を2つ含有するモノマーであればよく、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(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、1,6−ヘキサンジオールエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェートジエステル等が挙げられる。
3官能以上の(メタ)アクリレート系モノマーとしては、(メタ)アクリロイル基を3つ以上含有するモノマーであればよく、例えば、トリメチロールプロパントリ(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、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トリ(メタ)アクリレート、ジ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、トリ(メタ)アクリロイルオキシエトキシトリメチロールプロパン、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記多官能(メタ)アクリレートモノマーのなかでも、粘着層の柔軟性の観点から、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレートが好ましく、誘電率を低減する観点から、ポリプロピレングリコールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレートがより好ましい。
多官能(メタ)アクリレートモノマーの使用量としては特に限定されないが、後述する粘着層形成用組成物中の全固形分に対して、0〜5質量%が好ましく、粘着層の柔軟性と粘着性の両立の観点から0.01〜2質量%がより好ましく、0.02〜1質量%が更に好ましく、0.05〜0.5質量%が最も好ましい。
これらの架橋剤は単独で使用しても、2種類以上を併用することも可能であり、架橋剤の総量として上記使用量に含まれていることが好ましい。
なお、架橋構造の形成方法としては、重合開始剤(例えば、光重合開始剤や熱重合開始剤)を用いて、紫外線照射や加熱処理などで、重合性基同士を架橋する方法なども挙げられる。重合開始剤の態様については後段で詳述する。
粘着層を構成する材料の他の好適な態様としては、(メタ)アクリルポリマーと、疎水性化合物とを含有する態様が挙げられる。
(メタ)アクリルポリマー)の好適態様は上述の通りである。
粘着層に(メタ)アクリルポリマーと疎水性化合物とが含まれる場合、粘着層全質量に対する、(メタ)アクリルポリマーの含有量は特に制限されず、10〜75質量%が好ましく、15〜50質量%がより好ましく、20〜45質量%がさらに好ましい。
疎水性化合物としては、例えば、粘着付与剤やゴム成分が好ましく挙げられる。
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、クマロ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。より好ましい粘着付与剤としては、極性基を含有しない石油系樹脂、テルペン系樹脂、スチレン系樹脂が挙げられ、テルペン系樹脂が最も好ましい。
テルペン系樹脂は、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水添テルペンフェノール樹脂、水添テルペン樹脂、芳香族変性水添テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂等が挙げられるが、テルペン樹脂、水添テルペン樹脂が好ましく、水添テルペン樹脂が最も好ましい。
具体的には、クリアロンP150、クリアロンP135、クリアロンP125、クリアロンP115、クリアロンP105、クリアロンP85(ヤスハラケミカル製)が挙げられる。なお、上記クリアロンPの後に続く数値は、各成分の軟化点を表す。つまり、クリアロンP150は、軟化点が150℃を意図する。
なお、得られる粘着層の粘着性がより優れる点で、上記粘着付与剤の軟化点は105℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、120℃以上がさらに好ましい。上限は特に制限されないが、160℃以下の場合が多く、150℃以下の場合がより多い。
なお、粘着付与剤の軟化点の測定は、JIS K 2531の環球法に従って測定された値である。
なお、ゴム成分(柔軟化剤)としては、天然ゴム、ポリオレフィンまたは変性ポリオレフィンなどが挙げられる。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(例えば、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、ポリブテン、水添ポリイソプレン、水添ポリブタジエン、スチレンブタジエン共重合体、または、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。より好ましいゴム成分としては、ポリイソブチレン、ポリイソプレン、ポリブタジエンが挙げられる。ポリイソプレンが最も好ましい。なお、本明細書においては、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどは、ポリオレフィンの1種とする。
疎水性化合物は、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やTgの異なる樹脂を組み合わせてもよい。
粘着層中における疎水性化合物の含有量は特に制限されないが、粘着層の粘着性がより優れる点で、粘着層全質量に対して、1〜60質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましい。
なお、後述する疎水性化合物(特に、ゴム成分)のO/C比は0であること、つまり酸素原子を含まず、炭素原子のみで構成されていることが望ましい。
誘電率を下げる観点では、粘着層全質量に対して、疎水性化合物の含有量が、1〜90質量%が好ましく、32〜90質量%がより好ましく、32〜80質量%が最も好ましい。
より具体的には、疎水性化合物として粘着付与剤が使用される場合、本発明の効果がより優れる、または、粘着層の接着性がより優れる点で、粘着層中における粘着付与剤の含有量は、粘着層全質量に対して、10〜60質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましく、33〜45質量%が最も好ましい。
より具体的には、疎水性化合物としてゴム成分が使用される場合、本発明の効果がより優れる、または、粘着層の接着性がより優れる点で、粘着層中におけるゴム成分の含有量は、粘着層全質量に対して、5〜50質量%が好ましく、5〜35質量%がより好ましい。
また、上述したように、疎水性化合物としては、粘着付与剤とゴム成分とを併用してもよい。両者を併用する場合は、粘着層中におけるそれぞれの含有量は、それぞれ上記好適範囲となることが好ましい。
粘着層12の粘着性は、後述する180度剥離強度の測定方法で測定した場合、本発明の効果がより優れる点で、0.2N/mmが好ましく、0.4N/mmがより好ましく、0.5N/mmがさらに好ましい。上限は特に制限されないが、1.5N/mm以下が好ましく、1.2N/mm以下がより好ましく、1.1N/mm以下がさらに好ましい。
上記180度剥離強度の測定方法としては、まず、粘着層12(幅:2.5cm、長さ:5.0cm、厚み:100μm)の一方の表面をガラス基板に貼り付け、他方の表面にポリイミドフィルム(カプトンフィルム100H、幅:3cm、長さ:15cm、厚み:25μm)を貼り合せる。なお、ポリイミドフィルムを貼り合せる際には、ポリイミドフィルムの一端と、粘着層12の一端とが合うように貼り合せる。次に、得られたサンプルに、40℃、5気圧、60分の加圧脱泡処理を施した後、島津製作所製オートグラフAGS−Xを用いて、ポリイミドフィルムの他端(自由端)を把持して、180℃方向に引っ張って(速度:50mm/s)、180℃剥離強度を測定する。
粘着層12の20℃における引張り貯蔵弾性率(E’)は特に制限されないが、0.01〜10MPaが好ましく、0.1〜5.0MPaがより好ましく、20℃におけるせん断貯蔵弾性率(G’)は特に制限されないが、0.001〜5.0MPaが好ましく、0.01〜1.0MPaがより好ましい。
粘着層12の酸素原子のモル数と炭素原子のモル数との比(酸素原子のモル数/炭素原子のモル数)(以後、「O/C比」とも称する)は、本発明の効果がより優れる点で、0.01〜0.30が好ましく、0.02〜0.20がより好ましく、0.025〜0.15がさらに好ましく、0.03〜0.10が最も好ましい。
上記O/C比は、粘着層中に含まれる素材の酸素原子のモル数(モル量)および炭素原子のモル数(モル量)を計算し、それらの比率を求める。
例えば、粘着層に使用された素材が、炭素原子を10個および酸素原子を2個含む繰り返し単位のみからなるポリマーである場合、O/C比は2/10=0.2と計算される。
また、粘着層に使用された素材に、2種以上の繰り返し単位が含まれる場合は、それぞれの繰り返し単位の含有モル量を用いて、O/C比を求める。以下に、具体的な例について述べる。
ここでは、粘着層が、炭素原子を14個および酸素原子を2個含むモノマーX由来の繰り返し単位X、および、炭素原子を6個および酸素原子を2個含むモノマーY由来の繰り返し単位Yを含む場合のO/C比の計算方法について詳述する。なお、ここでは、上記繰り返し単位Xおよび繰り返し単位Yの含有モル量を、それぞれ0.8モルおよび0.2モルとする。なお、ここでモノマーXおよびモノマーYはそれぞれ繰り返し単位Xおよび繰り返し単位Yとなった場合も炭素原子および酸素原子の数の変化はなく、上記繰り返し単位のモル量はモノマーXとモノマーYとのモル量とも同義である。
まず、炭素原子のモル数は、繰り返し単位X由来の炭素原子のモル数と、繰り返し単位Y由来の炭素原子のモル数とを計算し、合計する。具体的には、炭素原子のモル数は、[0.8(繰り返し単位Xのモル量)×14(繰り返し単位X中の炭素原子の数)]+[0.2(繰り返し単位Yのモル量)×6(繰り返し単位Y中の炭素原子の数)]=12.4と計算される。
また、酸素原子のモル数は、[0.8(繰り返し単位Xのモル量)×2(繰り返し単位X中の酸素原子の数)]+[0.2(繰り返し単位Yのモル量)×2(繰り返し単位Y中の酸素原子の数)]=2.0と計算される。
よって、O/C比は、2.0/12.4=0.16と計算される。
また、例えば、粘着層中に(メタ)アクリルポリマーおよび疎水性化合物の2種のみが含まれる場合は、粘着層のO/C比は、(((メタ)アクリルポリマーの酸素原子のモル数+疎水性化合物の酸素原子のモル数)/((メタ)アクリルポリマーの炭素原子のモル数+疎水性化合物の炭素原子のモル数)より求められる。
また、粘着層に上記(メタ)アクリルポリマーおよび疎水性化合物以外の炭素原子および/または酸素原子を含む添加剤X(任意成分)がある場合は、その添加剤Xの炭素原子のモル数および酸素原子のモル数を考慮して、粘着層のO/C比を計算する。より具体的には、この場合の粘着層のO/C比は、((メタ)アクリルポリマーの酸素原子のモル数+疎水性化合物の酸素原子のモル数+添加剤Xの酸素原子のモル数)/(メタ)アクリルポリマーの炭素原子のモル数+疎水性化合物の炭素原子のモル数+添加剤Xの炭素原子のモル数)より求められる。
粘着層中の酸素原子および炭素原子のモル数は、使用される構造式が公知の素材の仕込み量や、元素分析により算出できる。
(粘着層の製造方法)
上述した粘着層12の製造方法は特に制限されず、公知の方法より製造できる。例えば、上述した粘着剤(例えば、所定の炭素数の炭化水素基(例えば、脂肪族炭化水素基)を有する(メタ)アクリレートモノマー由来の繰り返し単位を有する(メタ)アクリルポリマー、および、必要に応じて添加される架橋剤)を含む組成物(粘着層形成用組成物(以後、単に「組成物」とも称する))を所定の基材(例えば、剥離フィルム)上に塗布して、必要に応じて硬化処理を施して粘着層を形成する方法が挙げられる。なお、この組成物には、必要に応じて、疎水性化合物(例えば、粘着付与剤およびゴム成分からなる群から選択される少なくとも1種)が含まれていてもよい。粘着層の形成後、必要に応じて、形成された粘着層の露出した表面上に剥離フィルムを積層してもよい。
組成物には、必要に応じて、溶媒が含まれていてもよい。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)、またはこれらの混合溶媒を挙げることができる。
組成物には、上記以外にも、表面潤滑剤、レベリング剤、酸化防止剤、腐食防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、シランカップリング剤、無機または有機の充填剤、金属粉、顔料などの粉体、粒子状、箔状物などの従来公知の各種の添加剤を使用する用途に応じて適宜添加することができる。
組成物を塗布する方法としては、例えば、グラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ナイフコーター、ダイコーター、ロールコーターなどが挙げられる。
また、硬化処理としては、光硬化処理や熱硬化処理などが挙げられる。
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硬化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。
上記光硬化処理の際に使用される光源は特に制限されず、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、無電極ランプなどが挙げられる。光硬化処理の使用される光としては紫外光が好ましく、例えば、一般的な紫外線照射装置、より具体的には、ベルトコンベア式の紫外線照射装置を用いることが好ましい。
上記光硬化処理の際の条件は使用される組成物の成分などによって適宜選択されるが、照射量(例えば、紫外線照射量)として100〜2500mJ/cmが好ましく、200〜1100mJ/cmが好ましい。
なお、仮支持体上で上記粘着層を製造した後、剥離フィルム上に粘着層を転写する方法も使用できる。
粘着層を形成するために使用される粘着層形成用組成物の好適実施態様の一つとしては、上述した(メタ)アクリレートモノマー、重合開始剤、および、疎水性化合物を含む組成物が挙げられ、本発明の効果がより優れ、粘着性と膜の柔軟性の両立ができる点で、(メタ)アクリレートモノマー、重合開始剤、粘着付与剤、および、ゴム成分を含む組成物がより好ましく、(メタ)アクリレートモノマー、重合開始剤、粘着付与剤、液状ゴム成分、および、重合性基を有するゴム成分を含む組成物がさらに好ましい。なお、上記組成物には、さらに多官能(メタ)アクリレートが含まれていてもよい。
(メタ)アクリレートモノマー、粘着付与剤、および、ゴム成分の定義は上述の通りである。
粘着層形成用組成物中における(メタ)アクリレートの含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、組成物中の全固形分に対して、10〜75質量%が好ましく、15〜50質量%がより好ましく、20〜45質量%がさらに好ましい。
なお、固形分とは粘着層を形成する成分を意図し、溶媒などは含まれない。
重合開始剤の種類は特に制限されず、公知の重合開始剤が使用される。例えば、ラジカル重合開始剤(例えば、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤)、カチオン重合開始剤(例えば、熱カチオン重合開始剤、光カチオン重合開始剤)が挙げられる。
重合開始剤としては、例えば、ベンゾインアルキルエーテル誘導体、ベンゾフェノン誘導体、α−アミノアルキルフェノン系、オキシムエステル誘導体、チオキサントン誘導体、アントラキノン誘導体、アシルホスフィンオキサイド誘導体、グリオキシエステル誘導体、有機過酸化物系、トリハロメチルトリアジン誘導体、チタノセン誘導体等が挙げられる。
具体的には、IRGACURE 651、IRGACURE 184、DAROCURE1173、IRGACURE 500、IRGACURE 2959、IRGACURE 754、IRGACURE 907、IRGACURE 369、IRGACURE 1300、IRGACURE 819、IRGACURE 819DW、IRGACURE 1880、IRGACURE 1870、DAROCURE TPO、DAROCURE 4265、IRGACURE 784、IRGACURE OXE01、IRGACUREOXE02、IRGACURE 250(チバスペシャリティーケミカルズ社製)、KAYACURE DETX−S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE 2−EAQ(日本化薬社製)、TAZ−101、TAZ−102、TAZ−103、TAZ−104、TAZ−106、TAZ−107、TAZ−108、TAZ−110、TAZ−113、TAZ−114、TAZ−118、TAZ−122、TAZ−123、TAZ−140、TAZ−204(みどり化学社製)等が挙げられる。なかでも、アシルフォスフィンオキサイド(アシルホスフィンオキサイド)系光重合開始剤が好ましく、DAROCURE TPO、IRGACURE 819が挙げられるが、DAROCURE TPOが最も好ましい。DAROCURE TPOはLUCIRIN TPOとも呼ばれる。
これらの重合開始剤は単独で使用しても、2種類以上を併用することも可能である。
また、粘着層形成用組成物中における重合開始剤の含有量は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、組成物中の全固形分に対して、0.2〜5.0質量%が好ましく、0.5〜5.0質量%がより好ましく、1.0〜4.0質量がさらに好ましい。
また、粘着層形成用組成物中における粘着付与剤の含有量は特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、10〜60質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましく、33〜45質量%が最も好ましい。
粘着層形成用組成物中における粘着付与剤と(メタ)アクリレートモノマーとの質量比は特に制限されないが、(メタ)アクリレートモノマー100質量部に対して、80〜320質量部が好ましく、120〜270質量部がより好ましい。
粘着層形成用組成物中におけるゴム成分と(メタ)アクリレートモノマーとの質量比は特に制限されないが、(メタ)アクリレートモノマー100質量部に対して、5〜320質量部が好ましく、5〜280質量部がより好ましい。
液状ゴム成分とは、上述したゴム成分のうち、室温で液状のものを意図する。この液状ゴム成分には、重合性基が含まれていても含まれていなくてもよい。なお、重合性基としては、公知のラジカル重合性基(ビニル基、(メタ)アクリロイル基など)や、公知のカチオン重合性基(エポキシ基など)が挙げられる。液状ゴム成分としては、例えば、POLYVEST110(デグザ製)、TETRAX 3T(JX日石日鉱エネルギー製)、LIR−50(クラレ製)などが挙げられる。
粘着層形成用組成物中における液状ゴム成分の含有量は特に限定されないが、組成物中の全固形分に対して、1〜40質量%が好ましく、粘着層の柔軟性と粘着性の両立の観点から1〜35質量%がより好ましく、5〜30質量%がより好ましい。
重合性基を有するゴム成分中のゴム成分の種類としては、上述した例(例えば、ポリイソプレン、ポリブタジエンなど)が挙げられる。また、上記重合性基の種類としては、上記に例示される基が挙げられる。
重合性基を有するゴム成分としては特に限定されないが、例えば、ポリイソプレン(メタ)アクリレートとしてクラレ社製の「UC−102」(分子量17000)、「UC−203」(分子量35000)が挙げられ、ポリブタジエン(メタ)アクリレートとして日本曹達社製の「TEAI−1000」(分子量2000)、「TE−2000」(分子量2500)、「EMA−3000」(分子量3100)が挙げられる。
粘着層形成用組成物中における重合性基を有するゴム成分の含有量は特に限定されないが、組成物中の全固形分に対して、0〜40質量%が好ましく、粘着層の柔軟性と粘着性の両立の観点から1〜35質量%がより好ましく、5〜30質量%がより好ましい。
クラレ社製の「UC−102」、「UC−203」を使用する場合は構造中にカルボン酸基が含まれるためITO等の金属酸化物導電性層を腐食したり、粘着層を形成するための粘着層形成用組成物のポットライフを低下させる懸念があるため使用には注意しなければならない。また、日本曹達社製の「TEAI−1000」、「TE−2000」、「EMA−3000」は、1,2−ブタジエンの繰り返し単位を有するため、反応性が高く光重合反応制御や粘着層形成用組成物のポットライフの低下を考慮しなければならない。つまり、これらの重合性基を有するゴム成分を使用せずに粘着層を形成することがより好ましい。
粘着層形成用組成物には、連鎖移動剤を適宜加えることができる。連鎖移動剤を添加することで光ラジカル重合時の重合度を制御することができるため硬化性、接着力、柔軟性の調整が可能となる。連鎖移動剤の具体例としては、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン(ドデカンチオール)、t−ドデシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、t−テトラデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類;ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲンジスルフィド類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類;クロロホルム、四塩化炭素、四臭化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化炭化水素類;ペンタフェニルエタン、α−メチルスチレンダイマー等の炭化水素類;その他、アクロレイン、メタクロレイン、アリルアルコール、2−エチルヘキシルチオグリコレート、ターピノーレン、α−テルネピン、γ−テルネピン、ジペンテン、1,1−ジフェニルエチレン等を挙げることができる。これらの連鎖移動剤を、1種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、メルカプタン類が好ましく、n−ドデシルメルカプタン(ドデカンチオール)が最も好ましい。添加量が多い場合はITOや金属の導電膜を腐食してしまう可能性があるため、組成物中の全固形分に対して、0〜5質量%が好ましく、0.01〜4.0質量%がより好ましく、0.5〜3.0質量%が最も好ましい。
<剥離フィルム>
剥離フィルム14は、粘着層12の少なくとも片面に配置されるフィルムで、粘着層12に剥離可能に密着する。なお、剥離フィルム14は、粘着層12の両面に配置されていてもよい。
剥離フィルム14としては、例えば、表面をシリコーン系剥離剤やその他の剥離剤で処理したフィルム、それ自体が剥離性を有するフィルムなどが挙げられる。
剥離フィルム14を構成する材料としては、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる。
剥離フィルム14の厚みは特に制限されないが、粘着フィルムの取扱い性が優れる点で、25〜150μmが好ましく、38〜100μmがより好ましい。
本発明の粘着フィルムは上記態様に限定されず、他の態様であってもよい。
例えば、図2に示すように、粘着層12の両面に剥離フィルム14が配置された粘着フィルム110であってもよい。
一方の離型フィルムが、厚さ50μm以上の二軸配向ポリエステルフィルムに離型層を設けた離型フィルムであり、もう一方の離型フィルムを構成する二軸配向ポリエステルフィルムの1.2倍以上の厚みである構成が好ましい。特に、粘着層の膜厚が100μmを超える場合、さらには150μmを超える場合は、2つの離型フィルムとも75μm以上が好ましい。
また、図3に示すように、基材16と粘着層12と剥離フィルム14とを備える積層体であってもよい。
なお、使用される基材16の種類は特に制限されないが、透明基材を使用することが好ましい。透明基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、アクリル樹脂フィルムなどを挙げることができる。
また、図4に示すように、静電容量式タッチパネルセンサー18と粘着層12と剥離フィルム14とをこの順で備える粘着フィルム300(言い換えれば、タッチパネル用積層体)であってもよい。
また、図5に示すように、保護基板20と粘着層12と静電容量式タッチパネルセンサー18と粘着層12と剥離フィルム14とをこの順で備える粘着フィルム400(言い換えれば、タッチパネル用積層体)でもあってもよい。
本態様の粘着フィルム300および粘着フィルム400の使用方法としては、剥離フィルム14を粘着層12上から剥離して、粘着層12と表示装置の表示面に向けて貼り合せる方法が挙げられる。
以下、粘着フィルム300および粘着フィルム400で使用されている、静電容量式タッチパネルセンサー18および保護基板20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、人間の指やスタイラス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、人間の指やスタイラス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26、第2引き出し配線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通常複数あればよい。
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)、澱粉などの多糖類、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。
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以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましく、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、導電性細線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以下がさらに好ましく、5μm以上が好ましく、30μm以上がより好ましく、80μm以上がさらに好ましい。
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、ランダムな多角形)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、必要に応じて実施され、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、粘着層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、および粘着層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。
粘着層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(透明粘着層であることが好ましい)。粘着層40を構成する材料としては公知の材料が使用され、粘着層40としては上記粘着層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。
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。
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13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13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14は、図13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13および図14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13および図14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。
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13および図14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、粘着層12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。
<用途>
上述した粘着フィルムは、静電容量式タッチパネルの製造に好適に使用できる。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層を付与するために使用される。
特に、本発明の粘着フィルム中の粘着層は、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層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層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層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、さらに好ましくは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。
<粘着層の剥離性>
上述したように、本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層は、タッチパネル製造時において各部材を貼り合せる際に好適に使用できる。
一般的に、粘着層(粘着シート)を用いて部材同士を貼り合わせると貼りあわせ位置がずれたり、気泡が入った場合に再度部材同士を剥がし再利用することがある。その際には、粘着層を一旦剥がして粘着層を溶剤などでふき取り、タッチパネルに用いられる部材(LCDや導電膜など)を再度使用すること(リワーク性)が求められる。しかし、現在一般的に使用されている粘着層は部材同士を剥がすことすら困難であり、無理に剥がすことで再利用したいタッチパネル部材が破損してしまう。
上述したタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層は、優れた剥離性を有する。すなわち、上記粘着層は、通常の使用環境下では高い密着力を保持するが、温度上昇(環境温度を高くする)、湿度上昇(相対湿度を高くする)、または、溶媒の付与(粘着層と溶媒とを接触させる)により、濡れ性が変化して密着力が大きく低下し、容易に被着体から剥離可能となる。密着力が低下する理由としては、例えば、温度上昇により粘着層に含まれるポリマーの緩和時間が変化し、密着力の低下が生じる。また、湿度上昇および溶媒の付与によって、剥離界面の安定化により密着力の低下が生じる。
上述した粘着層においては、低誘電率かつ低温度依存性を達成するための所定のO/C比と化学構造によって、上記の緩和時間温度依存性と濡れ性が適切に制御されることで想定外に高いリワーク性を実現している。
上記粘着層と被着体とが接着した積層体から、粘着層を剥離する方法は特に制限されないが、粘着層の剥離がより良好に進行することから、上述したように、上記積層体中の粘着層を加熱して、粘着層を剥離することが好ましい。加熱の温度条件としては50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70〜100℃がさらに好ましい。50℃以上であれば一層優れた剥離性が発揮され、100℃以下であればタッチパネルセンサー等の部材の故障の発生をより抑制できる。なお、粘着層を上記温度条件下にて静置する時間は特に制限されないが、粘着層の剥離性がより良好に進行する点から、10分間以上が好ましく、20〜60分間がより好ましい。
また、粘着層の剥離方法の他の好適態様として、上述したように、上記積層体中の粘着層を所定の湿度環境下にて曝して、粘着層を剥離することが好ましい。湿度条件としては、相対湿度50%以上が好ましく、55%以上がより好ましく、60〜90%が最も好ましい。なお、粘着層を上記湿度条件下にて静置する時間は特に制限されないが、粘着層の剥離性がより良好に進行する点から、10分間以上が好ましく、20〜60分間がより好ましい。
さらに、粘着層の剥離方法の他の好適態様として、上述したように、上記積層体中の粘着層を溶媒と接触させて、粘着層を剥離することが好ましい。粘着層と接触させる溶媒の種類は特に制限されず、粘着層の構成によって最適な溶媒が選択されるが、アルコールが好適に挙げられる。アルコールとしては特に限定はなく、具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−オクタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−メトキシ−1−プロパノールなどが挙げられ、メタノール、エタノール、イソプロパノールが好ましく、イソプロパノールがより好ましい。
なお、溶媒としては、2種以上の溶媒を混合した混合溶媒を用いてもよく、例えば、水とアルコールを混ぜた混合溶媒を好適に用いることができる。水/アルコールの比率(質量比)としては2/8〜8/2が好ましく、3/7〜7/3がより好ましく、4/6〜6/4がさらに好ましい。水が上記範囲であれば、粘着層の剥離性がより一層発揮され、アルコールが上記範囲であれば、タッチパネルセンサー等の部材の故障の発生をより抑制できる。なお、粘着層と溶媒とを接触させる時間は特に制限されないが、粘着層の剥離性がより良好に進行する点から、10分間以上が好ましく、20〜60分間がより好ましい。
なお、上記では、温度上昇(環境温度を高くする)、湿度上昇(相対湿度を高くする)、または、溶媒の付与(粘着層と溶媒とを接触させる)について述べたが、これらの処理は同時に実施してもよい。例えば、所定の相対湿度の環境下にて、粘着層を加熱してもよいし、所定の環境温度にて、粘着層と溶媒とを接触させてもよい。
粘着層と溶媒とを接触させる方法は特に制限されず、粘着層上に溶媒を塗布する方法や、粘着層を溶媒中に浸漬する方法や、溶媒蒸気中に粘着層を静置する方法などが挙げられる。
なお、粘着層が張り合わされている被着体の種類は特に制限されず、例えば、表示装置、タッチパネルセンサー、保護基板などが挙げられる。
また、粘着層と被着体とを貼り合せる手順は特に制限されず、公知の貼り合わせ方法が用いられる。さらに、粘着層を剥離する手順も特に制限されず、公知の剥離方法が用いされる。
<タッチパネル、スタイラス、タッチパネルシステム>
上述したように、本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層はタッチパネル(特に、静電容量式タッチパネル)に好適に適用できる。
形成されるタッチパネルの構成は上記粘着層が含まれていれば特に制限されないが、例えば、第1保護基板、第1粘着層、静電容量式タッチパネルセンサー、第2粘着層、表示装置をこの順で有する静電容量式タッチパネルが挙げられ、上記第1粘着層および上記第2粘着層の少なくとも一方が上述した粘着層(本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層)であればよい。また、上記態様においては、第2粘着層と表示装置との間に第2保護基板がさらに配置されていてもよい。
また、タッチパネルの他の好適な態様としては、第1保護基板と、第1保護基板上に配置された検出電極および引き出し配線を含む導電層と、粘着層と、表示装置とをこの順で有する静電容量式タッチパネルが挙げられ、上記粘着層が本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層である。
なお、上記第1保護基板および第2保護基板としては、上述した保護基板が挙げられる。また、静電容量式タッチパネルセンサーとしては、上述した態様が挙げられる。さらに、表示装置としては、公知の液晶表示装置や有機EL表示装置が挙げられる。
一般的に、タッチパネルの操作には人の指を使用する場合の他に、タッチパネルを操作する際に用いるスタイラス(いわゆるタッチペン)を使用する場合も挙げられる。
本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層を含む静電容量式タッチパネルにおいては、スタイラスを使用する場合も、誤動作が発生しにくく、優れた位置検出感度を有する。
つまり、まず、上述したように、本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層は温度による誘電率の変化が小さいことから、様々な使用環境下において静電容量式タッチパネルを安定に動作が可能となる。さらに、人の指のようなタッチパネルのタッチ面との接触面積が大きな場合だけでなく、直径が小さくタッチパネルのタッチ面との接触面積が小さいスタイラスを用いた場合にも、誤動作が発生しにくく、優れた位置検出感度を有する。特に、スタイラスの直径が0.1〜10mm(好ましくは、0.3〜6.0mm)の場合でも、位置検出感度が優れる。なお、高精細な画像入力を実現するためには、スタイラスは細い方が好ましく、本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層を用いた場合、スタイラスの直径が0.3mm〜3mmの領域でも誤動作なく動作させることができる。
なお、上記直径0.1〜10mmのスタイラスを使用する場合、タッチパネル(タッチ面)との接触部の直径が0.1〜10mmとなる。つまり、本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層を使用すると、タッチパネル(タッチ面)との接触部の直径が0.1〜10mmのスタイラスを用いてタッチパネルを操作することが好適に実施できる。
上述したように、本発明のタッチパネル用粘着フィルムに含まれる粘着層を含むタッチパネル(好ましくは、静電容量式タッチパネル)の使用方法としては、スタイラス(好ましくは、直径0.1〜10mmのスタイラス)を使用する態様が挙げられる。言い換えれば、上記タッチパネルと、スタイラスとは、位置検出感度に優れるタッチパネルシステムを構成する。
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。なお、以下、実施例1〜15とあるのは、参考例1〜15と読み替えるものとする。
<実施例1>
(アクリルポリマーの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中にFA−512AS(日立化成工業製)45質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)40質量部、ドデシルアクリレート(DDA、和光純薬製)7質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA、和光純薬製)5質量部、アクリル酸(AA、和光純薬製)3質量部、酢酸エチル80質量部を入れて加熱還流した。そこに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN、和光純薬製)0.03質量部を入れ2時間重合反応を行った。さらに、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN、和光純薬製)0.03質量部を入れ、2時間攪拌した。そこにトルエンにて希釈し、固形分量が35質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は53万であった。得られたポリマー溶液にイソシアネート系架橋剤としてコロネートL55E(日本ポリウレタン製)を固形分で0.3質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた液体を50μm厚の剥離フィルム(剥離PET)上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥し、さらに剥離フィルムを被せ、40℃で5日間静置し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例2〜4>
実施例1においてポリマー溶液に加えたコロネートL55E(日本ポリウレタン製)の固形分量(0.3質量%)を以下の通りに変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、粘着フィルムを作製した。
実施例2:0.4質量%
実施例3:0.5質量%
実施例4:0.6質量%
<実施例5〜7>
実施例4においてポリマー溶液に加えたコロネートL55E(日本ポリウレタン製)の固形分量と粘着フィルムを静置する条件(40℃、5日間)を以下に変更した以外は、実施例4と同様の手順に従って、粘着フィルムを作製した。
実施例5:40℃3日間
実施例6:1.0質量%、40℃3日間
実施例7:1.6質量%、40℃3日間
<実施例8〜10>
実施例4においてポリマー溶液に添加したイソシアネート系架橋剤(コロネートL55E)を以下の種類に変更した以外は、実施例4と同様の手順に従って、粘着フィルムを作製した。
実施例8:タケネートD170N(三井化学製)
実施例9:タケネートD120N(三井化学製)
実施例10:タケネートD140N(三井化学製)
<実施例11〜14>
実施例4において使用したモノマーの種類および量(質量部)を以下の表1に示す内容に変更した以外は実施例4と同様の手順に従って、粘着フィルムを得た。
なお、表1中の「FA513AS」は、FA−513AS(日立化成工業製)を意図する。
<実施例15>
実施例1で使用したポリマー溶液100質量部と、YSレジンTO85(ヤスハラケミカル製)15質量部を均一になるまで混合し、得られた溶液にイソシアネート系架橋剤としてコロネートL55E(日本ポリウレタン製)を固形分で0.6質量%となるように添加してからよく攪拌した。得られた液体を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥し、さらに剥離フィルムを被せ、40℃で5日間静置し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例16>
実施例1で使用したポリマー溶液60質量部と、YSレジンTO85(ヤスハラケミカル製)30質量部を均一になるまで混合し、得られた溶液にイソシアネート系架橋剤としてコロネートL55E(日本ポリウレタン製)を固形分で0.6質量%となるように添加してからよく攪拌した。得られた液体を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥し、さらに剥離フィルムを被せ、40℃で5日間静置し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例17>
実施例1で使用したポリマー溶液60質量部と、YSレジンLP(ヤスハラケミカル製)30質量部を均一になるまで混合し、得られた溶液にイソシアネート系架橋剤としてコロネートL55E(日本ポリウレタン製)を固形分で0.6質量%となるように添加してからよく攪拌した。得られた液体を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥し、さらに剥離フィルムを被せ、40℃で5日間静置し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例18>
ガラス容器中にFA512M(日立化成工業製)3質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート(EHMA、和光純薬製)20質量部、POLYVEST110(デグザ製)12質量部、CLEARON P85(ヤスハラケミカル製)42質量部、UC−203(クラレ製)20質量部、LUCIRIN TPO(BASF製)3質量部を混合し、溶解させた。得られた組成物を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、さらに剥離フィルムを被せ、高圧水銀ランプにて40秒間紫外線照射し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例19>
ガラス容器中にイソボルニルメタクリレート(IBX、共栄社化学製)5質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート(EHMA、和光純薬製)20質量部、POLYVEST110(デグザ製)12質量部、CLEARON P115(ヤスハラケミカル製)38質量部、UC−203(クラレ製)22質量部、LUCIRIN TPO(BASF製)3質量部を混合し、溶解させた。得られた組成物を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、さらに剥離フィルムを被せ、高圧水銀ランプにて40秒間紫外線照射し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例20>
ガラス容器中にイソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学製)20質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)5質量部、POLYVEST110(デグザ製)10.5質量部、CLEARON P135(ヤスハラケミカル製)38質量部、UC−102(クラレ製)22質量部、LUCIRIN TPO(BASF製)3質量部、ドデカンチオール(DDT、和光純薬製)1.5質量部を混合し、溶解させた。得られた組成物を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、さらに剥離フィルムを被せ、高圧水銀ランプにて40秒間紫外線照射し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例21>
ガラス容器中にイソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学製)20質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)5質量部、POLYVEST110(デグザ製)6.2質量部、CLEARON P135(ヤスハラケミカル製)36質量部、UC−102(クラレ製)27質量部、LUCIRIN TPO(BASF製)3質量部、ドデカンチオール(DDT、和光純薬製)2.8質量部を混合し、溶解させた。得られた組成物を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、さらに剥離フィルムを被せ、コンベア式露光機を用いメタルハライドランプにて照射強度1500mW/cmで照射量1500mJ/cmとなるように紫外線照射し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例22>
ガラス容器中にイソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学製)20質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)5質量部、POLYVEST110(デグザ製)10.2質量部、CLEARON P105(ヤスハラケミカル製)36質量部、UC−102(クラレ製)23質量部、LUCIRIN TPO(BASF製)3質量部、ドデカンチオール(DDT、和光純薬製)2.8質量部を混合し、溶解させた。得られた組成物を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、さらに剥離フィルムを被せ、コンベア式露光機を用いメタルハライドランプにて照射強度250mW/cmで照射量1000mJ/cmとなるように紫外線照射し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<実施例23>
ガラス容器中にイソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学製)20質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)5質量部、POLYVEST110(デグザ製)10.2質量部、TETRAX 3T(JX日石日鉱エネルギー製)20質量部、CLEARON P150(ヤスハラケミカル製)19.8質量部、UC−102(クラレ製)21質量部、LUCIRIN TPO(BASF製)3質量部、ドデカンチオール(DDT、和光純薬製)2.0質量部を混合し、溶解させた。得られた組成物を50μm厚の剥離フィルム上に、乾燥膜厚(粘着層の厚み)が100μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、さらに剥離フィルムを被せ、コンベア式露光機を用いメタルハライドランプにて照射強度250mW/cmで照射量1000mJ/cmとなるように紫外線照射し、粘着層の両面に剥離フィルムが配置された粘着フィルムを得た。
<比較例1〜4>
実施例1において使用したモノマーの種類および量(質量部)を以下の表2に示す内容に変更し、ポリマー溶液に加えたコロネートL55E(日本ポリウレタン製)の固形分を0.6質量%に変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、粘着フィルムを作製した。
<<各種評価>>
(酸価、水酸基価)
得られた粘着フィルムから剥離フィルムを剥がし、粘着層をTHFに膨潤させ、JIS K 0070:1992の酸価、水酸基価の測定方法に準じて、粘着層の酸価および水酸基価を測定した。
(比誘電率、および、温度依存度)
(温度依存性評価試験用サンプル作製)
各実施例および比較例で作製した粘着フィルムの一方の剥離フィルムを剥離して露出している粘着層を縦20mm×横20mm、厚さ0.5mmのAl(アルミニウム)電極上に貼り合せた後、他方の剥離フィルムを剥離して、露出している粘着層に上記Al電極を貼り合せて、その後40℃、5気圧、60分の加圧脱泡処理をして、評価用サンプルを作製した。
なお、各サンプル中における粘着層の厚みは、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電極2枚分の厚さを差し引き、粘着層の厚さを算出した。
(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、粘着層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は粘着層の厚みを、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。
(粘着力)
各実施例および比較例で作製した粘着フィルムを2.5cm×5.0cmに切り取り、剥離フィルムの一方を剥がし、露出している粘着層をガラス基板へ貼り合せた。次に、もう一方の剥離フィルムを剥がし、事前に15cm×3cmにカットしたポリイミドフィルム(カプトンフィルム100H(25μm厚、東レ・デュポン製))を、露出している粘着層を張り合わせた。作製した評価用サンプルを40℃、5気圧、60分の加圧脱泡処理をして評価サンプルとした。
次に、島津製作所製オートグラフAGS−Xを用いて、粘着層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、180度ピール引っ張り試験(速度:50mm/s)を行い、粘着力(N/mm)を求めた。
(白化試験)
得られた粘着フィルムを5.0cm×5.0cmに切り取り、剥離フィルムの一方を剥がし、ガラス基板へ貼り合せた。次に、もう一方の剥離フィルムを剥がし、事前に5.5cm×5.5cmにカットしたPETフィルムと粘着層を張り合わせた。作製した評価用サンプルを40℃、5気圧、60分の加圧脱泡処理をして評価サンプルとした。得られた評価サンプルを60℃温水の中に24時間浸漬し、取り出してから30分後のサンプルのヘイズ値をガードナー社製のヘイズガードプラスを用いて測定した。ヘイズ値が高いほど粘着フィルムは白化していることを示す。
(誤動作評価方法)
まず、誤動作評価方法で使用されるタッチパネルの製造方法を以下に示す。
(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1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2水洗)。第2水洗と同じ操作をさらに1回繰り返して(第3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、現像液で現像し、さらに定着液(商品名:CN16X用N3X−R、富士フイルム社製)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。
次に、各実施例および比較例で作製した粘着フィルムをそれぞれ用いて、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フィルムを剥離して、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粘着層を貼り合せて上部粘着層を作製し、さらに他方の剥離フィルムを剥離して、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フィルムを用いて、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、所定のタッチパネルを製造した。
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、各実施例および比較例に記載の粘着層が用いられている(表3参照)。
なお、各実施例および比較例においては、液晶表示装置の表示画面のサイズ(対角線の長さ)および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)の対角線の長さは、5インチであった。
上記で作製したタッチパネルを−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、タッチ面を構成するガラス基板の任意の箇所を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。
以下の表3に上記評価の結果をまとめて示す。
なお、表3中の「比誘電率」は粘着層の20℃における比誘電率を示す。
また、表3中、「O/C比」は粘着層のO/C比を意図し、計算方法としては、粘着層を形成するために使用した各種成分中の炭素原子および酸素原子のモル量、および、各主成分の使用量を参照して、上述した方法より算出した。
なお、表3中、「<1%」は1%未満であることを意図する。
表3に示すように、本発明の粘着フィルム中の粘着層は優れた粘着力を示すと共に、ヘイズの発生も小さく、さらに、粘着層を用いて得られるタッチパネルは誤動作の発生が抑制されていた。
特に、比誘電率が20%以下の場合(実施例7、12、14〜23)、誤動作がより発生し難いことが確認された。また、酸価および水酸基価の合計が1.0〜15mgKOH/g(実施例4〜10、12〜13、15〜20)の場合、接着力がより高く(0.5N/mm以上)、ヘイズもより小さかった(2.0%未満)。
また、実施例21〜23との比較より、粘着付与剤の軟化点が110℃以上の場合、粘着層の粘着力がより優れることが確認された。
一方、酸価および水酸基価の合計量、または、温度依存度が所定範囲外の比較例1〜4においては、所望の効果は得られなかった。
(剥離性評価)
上記実施例および比較例によって得られた粘着フィルム中の粘着層の両面に2枚のガラス板(EAGLE XG、65×110×0.7mm)を貼合した後、下記表3に記載の温度条件、湿度条件、および、溶媒湿潤下(サンプルを溶媒に浸漬)にて30分間暴露し、取り出した後、5分以内に、粘着層にテグスを通した上で、ガラス板同士を手で剥がした。このときの剥離の容易さによって、以下のとおり剥離性を評価した。結果を表4に示す。
「A」:容易にガラス板を剥離可能(力をかける必要がない)
「B」:ガラス板を剥離可能(ただし、力をかけてゆっくり剥がす必要がある)
「C」:ガラス板を剥離不可能
以下、表4中、「IPA」はイソプロピルアルコールを意図する。
また、「−」は評価未実施を意図する。
なお、表4中、混合溶媒を使用する場合、溶媒の温度を「60℃」に設定することを意図する。
表4に示すように、本発明の粘着フィルム中の粘着層は優れた剥離性を示し、さらに酸価および水酸基価の合計が1.0〜15mgKOH/gでかつ温度依存度が低い場合、より剥離性に優れることが示された。
(ペン入力動作評価方法)
上記で作製したタッチパネルを20℃の環境下にて2時間放置した後、20℃の環境下にて、タッチパネルのガラス基板上のタッチ面の任意の一点(点A)を各ペン径の導電性ペン(タッチペン)で触れ、タッチパネルの検出動作が生じるかどうかを確認した。この方法を40回×5箇所で繰り返し、正常に検出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/200)×100]を測定し、以下の基準に従って評価した。結果を表4にまとめて示す。
なお、使用したペン径(直径)は、0.1mm、0.3mm、0.5mm、3.0mm、4.5mm、6.0mm、10.0mmであった。
「5」:誤動作発生率が0.1%未満の場合
「4」:誤動作発生率が0.1%以上〜1%未満の場合
「3」:誤動作発生率が1%以上〜5%未満の場合
「2」:誤動作発生率が5%以上〜10%未満の場合
「1」:誤動作発生率が10%以上の場合
表5に示すように、本発明の粘着フィルム中の粘着層を用いることでより細いタッチペンでも低い誤作動率で動かすことができることを示し、さらに誘電率の温度依存度が低い場合がより誤作動率が低いことが示された。
実施例1から23において、(ペン入力動作評価方法)で使用されるタッチパネルのうち、下部粘着層を比較例1で使用した粘着層に固定し、同様の評価を行ったところ、若干特性が悪化傾向にあるものの、実用に耐えうることを確認した。
また、上記静電容量式タッチパネルセンサーAの変わりに、市販のITOガラス(ジオマテック製)に絶縁層塗布、エッチング工程を経て、上記タッチパネルセンサーAと同等のパターンを施したものを静電容量式タッチパネルセンサーとして使用し、上記と同様の手順に従ってタッチパネルを製造し、同様の評価を行ったところ、実施例のサンプルにおいては良好な特性を示すことが確認できた。
10,110,200,300,400 粘着フィルム
12 粘着層
14 剥離フィルム
16 基材
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 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 粘着層
42 第2基板
100 アルミニウム電極

Claims (13)

  1. 粘着層と、前記粘着層の少なくとも片面に配置された剥離フィルムとを備えるタッチパネル用粘着フィルムであって、
    前記粘着層が(メタ)アクリル系粘着剤からなり、
    前記粘着層の−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が3.8以下であって、
    下記温度依存性評価試験から求められる前記粘着層の比誘電率の温度依存度が30%以下であり、
    前記粘着層の酸価および水酸基価の合計が0.5〜20mgKOH/gであ
    前記粘着層の炭素原子のモル数に対する酸素原子のモル数の比が、0.03〜0.10である、タッチパネル用粘着フィルム。
    温度依存性評価試験:粘着層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層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。
  2. 前記比誘電率の温度依存度が20%以下である、請求項1に記載のタッチパネル用粘着フィルム。
  3. 前記粘着層の酸価および水酸基価の合計が1.0〜15mgKOH/gである、請求項1または2に記載のタッチパネル用粘着フィルム。
  4. 前記粘着層に、ゴム成分が含まれる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着フィルム。
  5. 前記粘着層が、軟化点110℃以上を示す粘着付与剤を含む、請求項4に記載のタッチパネル用粘着フィルム。
  6. 前記粘着層のガラス基板に対する180度剥離強度が0.5N/mm以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着フィルム。
  7. 前記粘着層の両面に剥離フィルムが配置される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着フィルム。
  8. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着フィルムと、前記タッチパネル用粘着フィルム中の粘着層の前記剥離フィルム側とは反対側の表面上に配置された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。
  9. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の前記粘着層と被着体とが接着した積層体から、前記粘着層を剥離する粘着層の剥離方法であって、前記粘着層を50℃以上に加熱して、前記粘着層を剥離する工程を有する、粘着層の剥離方法。
  10. 前記加熱と共に、前記粘着層を相対湿度50%以上の雰囲気下に曝して、前記粘着層を剥離する、請求項9に記載の粘着層の剥離方法。
  11. 前記加熱と共に、前記粘着層と、水およびアルコールを含む混合溶媒とを接触させて、前記粘着層を剥離する、請求項9に記載の粘着層の剥離方法。
  12. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の前記粘着層を含むタッチパネルの使用方法であって、直径0.1mm以上10.0mm以下のスタイラスを用いて前記タッチパネルを操作する、タッチパネルの使用方法。
  13. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の前記粘着層を含むタッチパネルと、前記タッチパネルを操作する際に用いる、直径0.1mm以上10.0mm以下のスタイラスとを含むタッチパネルシステム。
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