JP6230559B2 - 転写フィルム、フィルムセンサーの製造方法、フィルムセンサー、前面板一体型センサーおよび画像表示装置 - Google Patents
転写フィルム、フィルムセンサーの製造方法、フィルムセンサー、前面板一体型センサーおよび画像表示装置 Download PDFInfo
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Description
特許文献2には、このような黒色樹脂膜の製造方法として、黒色顔料、アルカリ可溶性高分子化合物、エチレン性不飽和結合含有化合物および光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物を基材上に適用する工程と、基材上の感光性樹脂組成物を露光する工程と、露光された感光性樹脂組成物を現像する工程と、現像工程後にポスト露光を行う工程と、を含み、下記条件(A)または条件(B)を満たす黒色樹脂膜の製造方法が記載されている。
条件(A):光重合開始剤がα−アミノアルキルフェノン系化合物またはα−ヒドロキシアルキルフェノン系化合物である。
条件(B):現像工程後のポスト露光を、感光性樹脂組成物の基材と接している側の表面方向と透明基材と接していない側の表面方向の両面から行う。
特許文献2には、前面板と、前面板の非接触側に少なくとも下記(1)〜(4)の要素を有する静電容量型入力装置の製造方法であって、(1)の要素を、前述の黒色樹脂膜の製造方法で製造する静電容量型入力装置の製造方法が記載されている。
(1)加飾材
(2)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
(3)第一の透明電極パターンと電気的に絶縁され、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
(4)第一の透明電極パターンと第二の電極パターンとを電気的に絶縁する絶縁層
上記課題を解決するための具体的な手段である本発明および本発明の好ましい態様は以下のとおりである。
前述の転写フィルムは、黒色顔料または前述の白色顔料の含有量a質量%と膜厚bμmが下記式1を満たす着色組成物層を有する、転写フィルム。
50>a×b>10・・・式1
[2] [1]に記載の転写フィルムは、前述の黒色顔料または前述の白色顔料が、カーボンブラックまたは酸化チタン粒子であることが好ましい。
[3] [2]に記載の転写フィルムは、前述のカーボンブラックが、表面が樹脂で被覆されたカーボンブラックであることが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の着色組成物層の膜厚が、0.5〜10μmであることが好ましい。
[5] [1]〜[4]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の着色組成物層が、オキシム系開始剤を含むことが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の着色組成物層が、チオール化合物を含有することが好ましい。
[7] [6]に記載の転写フィルムは、前述のチオール化合物が、2官能以上であることが好ましい。
[8] [1]〜[7]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の着色組成物層が、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、
前述のバインダーの酸価が50mgKOH/g以上であることが好ましい。
[9] [1]〜[8]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の着色組成物層が、少なくとも5つのエチレン性不飽和基を有する重合性化合物を含むことが好ましい。
[10] [1]〜[9]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の着色組成物層が、ハロゲンを含む化合物の含有量が1質量%以下であることが好ましい。
[11] [1]〜[10]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、前述の黒色顔料または前述の白色顔料以外の他の粒子を含有することが好ましい。
[12] 透明な基材シートと、
前述の基材シートの両面に配置された電極パターンと、
前述の電極パターンに接続された引き回し配線と、
前述の電極パターンを覆うように積層されたオーバーコート層と、
を備えたフィルムセンサーの少なくとも一方の表面に、[1]〜[11]のいずれか一つに記載の転写フィルムから前述の着色組成物層を転写して加飾層を形成する工程を含む、フィルムセンサーの製造方法。
[13] [12]に記載のフィルムセンサーの製造方法は、前述の着色組成物層を転写する工程の後に、前述のフィルムセンサーを、130〜170℃で熱処理する工程を含むことが好ましい。
[14] [12]または[13]に記載のフィルムセンサーの製造方法は、前述の着色組成物層を転写する前述のフィルムセンサーの一方の表面が、前述の引き回し配線の少なくとも一部の領域および前述のオーバーコート層の少なくとも一部の領域を含むことが好ましい。
[15] 透明な基材シートと、
前述の基材シートの両面に配置された電極パターンと、
前述の電極パターンに接続された引き回し配線と、
前述の電極パターンを覆うように積層されたオーバーコート層と、
を備えたフィルムセンサーであり、
前述のフィルムセンサーの少なくとも一方の表面に加飾層が配置され、
[12]〜[14]のいずれか一つに記載のフィルムセンサーの製造方法で製造された、フィルムセンサー。
[16] 透明な前面板と、
[15]に記載のフィルムセンサーとを有する、前面板一体型センサー。
[17] [16]に記載の前面板一体型センサーは、前述の透明な前面板の一方の表面の一部の領域に第二の加飾層を有し、
前述の第二の加飾層が、前述の透明な前面板と前述のフィルムセンサーの前述の加飾層との間に配置され、
前述の透明な前面板の法線方向から観察した場合に前述の第二の加飾層の正射影が前述のフィルムセンサーの前述の加飾層の少なくとも一部の領域に重なることが好ましい。
[18] [16]または[17]に記載の前面板一体型センサーは、前述の透明な前面板がガラスであることが好ましい。
[19] [18]に記載の前面板一体型センサーを構成要素として備えた、画像表示装置。
本発明の転写フィルムは、フィルムセンサーの少なくとも一方の表面に加飾層を形成するための転写フィルムであり、前述の転写フィルムは、黒色顔料または前述の白色顔料の含有量a質量%と膜厚bμmが下記式1を満たす着色組成物層を有する。
50>a×b>10・・・式1
このような構成の本発明の転写フィルムは、フィルムセンサーの少なくとも一方の表面に加飾層を形成するための転写フィルムであって、光学濃度が高く、感度が高い。転写フィルムの黒色顔料または白色顔料の含有量a質量%と、転写フィルムの膜厚bμmとの積であるa×bの値が下限値より高いことが、光学濃度を高める観点から好ましく、a×bの値は20より大きいことがより好ましく、30より大きいことが特に好ましい。転写フィルムの黒色顔料または白色顔料の含有量a質量%と、転写フィルムの膜厚bμmとの積であるa×bの値が上限値より低いことが、感度を高める観点から好ましく、a×bの値は40より小さいことがより好ましい。
以下、本発明の転写フィルムの好ましい態様について説明する。
図13に、本発明の転写フィルムの好ましい構成の一例を示す。図13は、仮支持体46、着色組成物層48および保護剥離層(保護フィルム)47がこの順で互いに隣接して積層された、本発明の転写フィルム49の概略図である。
本発明の転写フィルムは、フィルムセンサーの少なくとも一方の表面に加飾層を形成するための転写フィルムである。本発明の転写フィルムから着色組成物層48を転写して形成された加飾層45を含む本発明のフィルムセンサーの一例の概略図を図11Aおよび図11Bに示した。本発明のフィルムセンサーの構成については、フィルムセンサーの説明で後述する。本発明の転写フィルムを用いて、フィルムセンサーの少なくとも一方の表面に加飾層を形成する方法については、フィルムセンサーの製造方法の説明で後述する。
本発明の転写フィルムは、黒色顔料または前述の白色顔料の含有量a質量%と膜厚bμmが下記式1を満たす着色組成物層を有する。
50>a×b>10・・・式1
本発明の転写フィルムは、前述の着色組成物層が、ハロゲンを含む化合物の含有量が1質量%以下であることがハロゲンフリーの観点から好ましく、0.2質量%以下であることがより好ましい。
前述の着色組成物層中の黒色顔料または前述の白色顔料の含有量は、着色組成物層の溶媒以外の全固形分に対して計算される。本明細書でいう全固形分とは着色組成物層から溶剤等を除いた不揮発成分の総質量を意味する。
前述の着色組成物層は、黒色顔料または前述の白色顔料の含有量が着色組成物層の溶媒以外の固形分に対して3質量%より大きく、25質量%以下であることが好ましく、3〜20質量%であることがより好ましく、5〜18質量%であることが特に好ましく、10〜18質量%であることがより特に好ましい。黒色顔料または前述の白色顔料の含有量が高いことが、膜厚を薄く保ったまま光学濃度を高める観点から好ましい。黒色顔料または前述の白色顔料の含有量が上限値以下であることが、感度を高める観点から好ましい。
本発明に用いる黒色顔料としては、公知の黒色顔料(有機顔料、無機顔料、染料等)を好適に用いることができる。
光学濃度の観点から、黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、酸化チタン、黒鉛などが挙げられ、中でも、カーボンブラックが好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述のカーボンブラックが、表面が樹脂で被覆されたカーボンブラックであることが好ましい。
白色無機顔料としては、特開2005−7765公報の段落[0015]や[0114]に記載の白色顔料を用いることができる。
具体的には、白色無機顔料としては酸化チタン、酸化亜鉛、リトポン、軽質炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウムが好ましく、酸化チタン、酸化亜鉛がより好ましく、酸化チタンであることが特に好ましく、その中でもルチル型またはアナターゼ型酸化チタンがさらに特に好ましく、ルチル型酸化チタンがよりさらに特に好ましい。
これにより酸化チタンの触媒活性を抑制でき、耐熱性、褪光性等を改善することができる。
加熱後の着色組成物層のb値を抑制する観点から、酸化チタンの表面への表面処理はアルミナ処理、ジルコニア処理が好ましく、アルミナ/ジルコニア併用処理が特に好ましい。
黒色顔料または白色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。更にこの文献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。
本発明の転写フィルムがネガ型材料である場合、着色組成物層には、前述の黒色顔料または前述の白色顔料以外の他の粒子、重合性化合物、バインダー(好ましくはアルカリ可溶性樹脂)、重合開始剤、チオール、溶剤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ない。
最終的に230〜240℃程度で加熱される前面板に設けられる後述の第二の加飾層(マスク層)用途の転写フィルムの着色組成物層やカラーフィルター用途の転写フィルムの着色組成物層とは異なり、フィルムセンサー用途の転写フィルムの着色組成物層は最終的に130〜170℃程度でしか加熱されない。そのため、加熱による重合があまり期待できないフィルムセンサー用途の転写フィルムの着色組成物層の組成の好ましい範囲は光重合で十分に重合できるような範囲であり、前面板に設けられる第二の加飾層用途の転写フィルムの着色組成物層やカラーフィルター用途の転写フィルムの着色組成物層の好ましい範囲とは異なる。
着色組成物層には、本発明の効果を損なわない範囲で、前述の黒色顔料または前述の白色顔料以外の他の粒子を添加することが、転写性の観点から好ましい。他の粒子のうち顔料を用いる場合には、着色組成物層中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が0.1μm以下、特には0.08μm以下であることが好ましい。
他の粒子としては、ビクトリア・ピュアーブルーBO(Color Index(以下C.I.)42595)、オーラミン(C.I.41000)、ファット・ブラックHB(C.I.26150)、モノライト・エローGT(C.I.ピグメント・エロー12)、パーマネント・エローGR(C.I.ピグメント・エロー17)、パーマネント・エローHR(C.I.ピグメント・エロー83)、パーマネント・カーミンFBB(C.I.ピグメント・レッド146)、ホスターバームレッドESB(C.I.ピグメント・バイオレット19)、パーマネント・ルビーFBH(C.I.ピグメント・レッド11)、ファステル・ピンクBスプラ(C.I.ピグメント・レッド81)、モナストラル・ファースト・ブルー(C.I.ピグメント・ブルー15)、モノライト・ファースト・ブラックB(C.I.ピグメント・ブラック1)及びカーボン、C.I.ピグメント・レッド97、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド149、C.I.ピグメント・レッド168、C.I.ピグメント・レッド177、C.I.ピグメント・レッド180、C.I.ピグメント・レッド192、C.I.ピグメント・レッド215、C.I.ピグメント・グリーン7、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:4、C.I.ピグメント・ブルー22、C.I.ピグメント・ブルー60、C.I.ピグメント・ブルー64、C.I.ピグメント・バイオレット23等が挙げられる。
他の粒子の内、着色組成物層において好ましく添加できるものとしてはC.I.ピグメント・レッド177が挙げられる。
他の粒子は、黒色顔料または前述の白色顔料に対して30質量%以下であることが好ましく、3〜20質量%であることがより好ましく、5〜15質量%であることが特に好ましい。
着色組成物層に用いられる重合性化合物としては、光重合性化合物が好ましい。光重合性化合物の有する光重合性基としては特に制限は無く、エチレン性不飽和基、エポキシ基などを挙げることができる。着色組成物層に用いられる重合性化合物は、エチレン性不飽和結合含有化合物が好ましく、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含むことがより好ましい。
エチレン性不飽和結合含有化合物としては、特許第4098550号の段落[0023]〜[0024]に記載の重合性化合物や、トリシクロデカンジオールジメタノールジアクリレートなどの2官能の重合性化合物を用いることができる。
着色組成物層には、DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)、ジペンタエリスリトール(ペンタ/ヘキサ)アクリレートやトリペンタエリスリトールオクタアクリレートなどの少なくとも5つのエチレン性不飽和基を有する重合性化合物;ウレタン(メタ)アクリレート化合物などのウレタン系モノマー;エトキシ化ビスフェノールAジアクリレートやトリシクロデカンジオールジメタノールジアクリレートなどの2官能の重合性化合物を好ましく用いることができる。
本発明の転写フィルムは、前述の着色組成物層が、少なくとも5つのエチレン性不飽和基を有する重合性化合物を含むことが感度の観点から好ましい。
光重合性化合物は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、2種以上を組み合わせて用いることが、感度の観点から好ましい。本発明の転写フィルムの着色組成物層に使用する重合性化合物は、少なくとも5つのエチレン性不飽和基を有する重合性化合物と2官能の重合性化合物を組みあわせて使用することが好ましい。2官能の重合性化合物はすべての重合性化合物に対して10〜90質量%の範囲で使用することが好ましく、20〜85質量%の範囲で使用することがより好ましく、30〜80質量%の範囲で使用することが特に好ましい。少なくとも5つのエチレン性不飽和基を有する重合性化合物はすべての重合性化合物に対して10〜90質量%の範囲で使用することが好ましく、15〜80質量%の範囲で使用することがより好ましく、20〜70質量%の範囲で使用することが特に好ましい。
重合性化合物は、平均分子量が200〜3000であることが好ましく、250〜2600であることがより好ましく、280〜2200であることが特に好ましい。
着色組成物層中、重合性化合物のバインダーに対する割合(重合性化合物の含有量/バインダーの含有量)は、0.1〜2倍であることが好ましく、0.2〜1.5倍であることがより好ましく、0.3〜1倍であることが特に好ましい。
着色組成物層に用いられるバインダーとしては本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限は無く、公知のものの中から適宜選択でき、アルカリ可溶性高分子化合物が好ましい。
アルカリ可溶性高分子化合物としては、特開2011−95716号公報の段落[0025]、特開2010−237589号公報の段落[0033]〜[0052]に記載のポリマーを用いることができる。
本発明の転写フィルムは、着色組成物層が、カルボキシル基を有するバインダーを含有することがエッジラフネスを良化する観点から好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述のバインダーの酸価が50mgKOH/g以上であることがエッジラフネスを良化する観点から好ましく、60mgKOH/g以上であることがより好ましく、65mgKOH/g以上であることが特に好ましい。
着色組成物層に用いられるバインダーとしては、特に制限はないが、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸のランダム共重合体、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を用いることができ、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が好ましい。
着色組成物層に用いられる開始剤としては、光重合開始剤が好ましい。
光重合開始剤としては、特開2011−95716号公報の[0031]〜[0042]に記載の重合開始剤、特開2015−014783号公報の[0064]〜[0081]に記載のオキシム系重合開始剤を用いることができる。例えば、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)](商品名:IRGACURE OXE−01、BASF製)の他、エタン−1−オン,[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(0−アセチルオキシム)商品名:IRGACURE OXE−02、BASF製)、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:IRGACURE 379EG、BASF製)、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(商品名:IRGACURE 907、BASF製)、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(商品名:IRGACURE 127、BASF製)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(商品名:IRGACURE 369、BASF製)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(商品名:IRGACURE 1173、BASF製)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(商品名:IRGACURE 184、BASF製)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(商品名:IRGACURE 651、BASF製)、オキシムエステル系の商品名:Lunar 6(DKSHジャパン株式会社製)、2,4−ジエチルチオキサントン(日本化薬社製「カヤキュアDETX−S」)、フルオレンオキシム系重合開始剤であるDFI−091、DFI−020(ともにダイトーケミックス社製)などを好ましく用いることができる。
その中でも、カラーフィルター材料などに用いられるトリクロロメチルトリアジン系化合物などのハロゲン含有開始剤以外の他の開始剤を用いることが感度を高める観点から好ましく、α−アミノアルキルフェノン系化合物、α−ヒドロキシアルキルフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物などのオキシム系開始剤がより好ましい。本発明の転写フィルムは、前述の着色組成物層がオキシム系開始剤を含むことが、感度を高める観点から特に好ましい。
着色組成物層中における、重合開始剤の、重合性化合物に対する質量比が、0.05〜0.125であることが、テーパー角および析出抑制の観点から好ましく、0.070〜0.100であることがさらに好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述の着色組成物層が、チオール化合物を含有することが感度を高める観点から好ましい。チオール化合物としては、チオール基(メルカプト基とも言われる)の数である官能数が1官能であっても2官能以上であってもよい。本発明の転写フィルムは、前述のチオール化合物が、2官能以上であることが感度を高める観点から好ましく、2〜4官能であることがより好ましく、2〜3官能であることが特に好ましい。
着色組成物層に用いられる1官能のチオール化合物としては、N−フェニルメルカプトベンゾイミダゾールが挙げられる。着色組成物層に用いられる2官能以上のチオールとしては、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン(カレンズMT BD1 昭和電工製)、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン(カレンズMT NR1 昭和電工製)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)(カレンズMT PE1 昭和電工製)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(堺化学工業社製「PEMP」)が挙げられる。
本発明の転写フィルムの着色組成物層には、絶縁層又は加飾層を取り除いた領域において金属配線部(電極パターンや取り回し配線)を表面処理して金属配線部に保護性を付与するために、必要に応じて金属酸化抑制剤を含むことができる。本発明に用いられる金属酸化抑制剤としては、分子内に窒素原子を含む芳香環を有する化合物であることが好ましい。
また、本発明に用いられる金属酸化抑制剤としては、上記窒素原子を含む芳香環が、イミダゾール環、トリアゾ−ル環、テトラゾール環、チアジアゾール環、及び、それらと他の芳香環との縮合環よりなる群から選ばれた少なくとも一つの環であることが好ましく、上記窒素原子を含む芳香環が、イミダゾール環、又はイミダゾール環と他の芳香環との縮合環であることがより好ましい。
上記他の芳香環としては、単素環でも複素環でもよいが、単素環であることが好ましく、ベンゼン環又はナフタレン環であることがより好ましく、ベンゼン環であることが更に好ましい。
好ましい金属酸化抑制剤としては、イミダゾール、ベンズイミダゾール、テトラゾール、メルカプトチアジアゾール、及び、ベンゾトリアゾールが好ましく例示され、イミダゾール、ベンズイミダゾール及びベンゾトリアゾールがより好ましい。
また、金属酸化抑制剤の含有量は、本発明に用いられる着色組成物層の全質量に対し、0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5〜10質量%であることがより好ましく、1〜5質量%であることが更に好ましい。
着色組成物層には、添加剤を用いてもよい。添加剤としては、例えば特許第4502784号公報の段落[0017]、特開2009−237362号公報の段落[0060]〜[0071]に記載の界面活性剤や、特許第4502784号公報の段落[0018]に記載の熱重合防止剤(重合禁止剤とも言う。好ましくはフェノチアジン)、さらに、特開2000−310706号公報の段落[0058]〜[0071]に記載のその他の添加剤が挙げられる。
着色組成物層は、さらに溶剤を含むことが好ましい。
着色組成物層を塗布により製造した場合に含まれていてもよい溶剤としては、以下の溶剤を挙げることができる。
溶剤としては、通常用いられる溶剤を特に制限なく用いることができる。具体的には例えば、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類等が挙げられる。
また、US2005/282073A1号明細書の段落番号[0054][0055]に記載のSolventと同様のメチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、メチルイソブチルケトン、乳酸エチル、及び乳酸メチル等も本発明においても好適に用いることができる。
これら溶剤のうち、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(エチルカルビトールアセテート)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(ブチルカルビトールアセテート)、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、及びメチルエチルケトン等が本発明における溶剤として好ましく用いられる。これらの溶剤は、1種単独でもあるいは2種以上組み合わせて用いてもよい。
また、必要に応じて沸点が180℃〜250℃である有機溶剤を使用することができる。これらの高沸点溶剤としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、3,5,5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−n−プロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、2−エチルヘキシルアセテート、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、γ−ブチロラクトン、トリプロピレングリコールメチルエチルアセテート、ジプロピレングリコール−n−ブチルアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテルアセテート、1,3−ブタンジオールジアセテート等が挙げられる。
着色組成物層は、溶剤として、蒸発速度が酢酸ブチルの200%以上である第1の溶剤と、蒸発速度が酢酸ブチルの50%以下である第2の溶剤を含むことが好ましい。溶剤として、多価アルコール誘導体である溶剤と、ケトンである溶剤を含むことが好ましい。
本発明の転写フィルムは、前述の着色組成物層の膜厚が、0.5〜10μmであることが前面板と貼り合わせた際の意匠性の観点から好ましく、1.0〜8.0μmであることがより好ましく、1.5〜5.0μmであることが特に好ましい。
本発明の転写フィルムは、仮支持体を有することが好ましい。
このような仮支持体の例として、シクロオレフィンコポリマーフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PETとも言う)、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PETがハンドリングの観点から特に好ましい。
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、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。
本発明の転写フィルムは、仮支持体と着色組成物層の間に、特許4502784号の[0026]に記載の熱可塑性樹脂層や特許4502784号の[0027]に記載の中間層をさらに含んでいてもよい。
本発明の転写フィルムは、前述の着色組成物層の表面に保護フィルム(以下、「保護剥離層」とも言う。)などを更に設けることが好ましい。前述の保護フィルムとしては、特開2006−259138号公報の段落0083〜0087および0093に記載の保護フィルムを適宜使用することができる。
本発明の転写フィルムは、特開2006−259138号公報の段落0094〜0098に記載の硬化性転写材料の作製方法に準じて作製することができる。本発明の転写フィルムは、以下の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。
本発明のフィルムセンサーは、透明な基材シートと、前述の基材シートの両面に配置された電極パターンと、前述の電極パターンに接続された引き回し配線と、前述の電極パターンを覆うように積層されたオーバーコート層と、を備えたフィルムセンサーであり、前述のフィルムセンサーの少なくとも一方の表面に加飾層が配置され、本発明のフィルムセンサーの製造方法で製造されたフィルムセンサーである。
図11Aに本発明のフィルムセンサーの一例の概略図を示す。
図11Aに示した構成の本発明のフィルムセンサーは、基材シート1Aの一方の両方の表面にそれぞれ透明膜11が配置されている。
図11Aに示した構成の本発明のフィルムセンサーは、基材シートAの表面の内、後述の前面板と積層される側の表面側に、電極パターン4、遮光性導電膜9、オーバーコート層7、引き回し配線6、加飾層45が配置されている。
図11Aに示した構成の本発明のフィルムセンサーは、基材シートAの表面の内、後述の前面板と積層される側とは反対の表面側に、電極パターン3、遮光性導電膜9、オーバーコート層7、引き回し配線6が配置されている。
一定の厚みが必要な引き回し配線6とオーバーコート層とにまたがって本発明の転写フィルムから前述の着色組成物層をラミネートする場合でも、本発明の転写フィルムを用いることで真空ラミネーターなどの高価な設備を用いなくても、簡単な工程でマスク部分境界に泡の発生がないラミネートが可能になる。
加飾層は、枠状の加飾層であることが好ましい。すなわち、本発明のフィルムセンサーを後述の本発明の前面板一体型センサーを構成要素として備えた、画像表示装置に用いた場合に、中央の画像表示部分(電子機器表示窓)を加飾層が枠状に囲むことが好ましい。本発明のフィルムセンサーの加飾層の好ましい態様としては、特許5020580号公報に記載の枠状遮光層と同様の態様を挙げることができる。
なお、フィルムセンサーの加飾層45の厚みの好ましい範囲は、本発明の転写フィルムの着色組成物層の膜厚の範囲と同様である。
図3を用いて第一の電極パターン3および第二の電極パターン4について説明する。図3は、第一の電極パターンおよび第二の電極パターンの一例を示す説明図である。図3に示すように、第一の電極パターン3は、パッド部分3aが接続部分3bを介して第一の方向に延在して形成されている。また、第二の電極パターン4は、第一の電極パターン3と絶縁層5によって電気的に絶縁されており、第一の方向に交差する方向(図3における第二の方向)に延在して形成された複数のパッド部分によって構成されている。ここで、第一の電極パターン3を形成する場合、前述のパッド部分3aと接続部分3bとを一体として作製してもよいし、接続部分3bのみを作製して、パッド部分3aと第二の電極パターン4とを一体として作製(パターニング)してもよい。パッド部分3aと第二の電極パターン4とを一体として作製(パターニング)する場合、図3に示すように接続部分3bの一部とパッド部分3aの一部とが連結され、且つ、絶縁層5によって第一の電極パターン3と第二の電極パターン4とが電気的に絶縁されるように各層が形成される。図3では説明のために絶縁層5を不連続な膜として記載したが、本発明のフィルムセンサーでは絶縁層5として基材シート1Aを用いることができる。
図11Aには、前述の基材シート1Aの上に隣接して前述の透明膜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、前述の基材シート1Aおよび前述の透明膜の間に、第三の透明膜が積層されていてもよい。例えば、前述の基材シート1Aおよび前述の透明膜11の間に、屈折率1.5〜1.52の第三の透明膜(図11Aには不図示)を有していてもよい。
前述の電極パターン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、前述の基材シート1A側の面の方が、前述の基材シート1A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、前述の電極パターンの端部がテーパー形状であるときの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、前述の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、電極パターンの膜厚の好ましい範囲と同様である。
図11Aにおいては、引き回し配線6が遮光性導電膜9を介して、第二の電極パターン4に接続されている図が示されている。引き回し配線は、枠状であることが好ましい。すなわち、本発明のフィルムセンサーを後述の本発明の前面板一体型センサーを構成要素として備えた、画像表示装置に用いた場合に、中央の画像表示部分を引き回し配線が枠状に囲むことが好ましい。
遮光性導電膜は枠状であることが好ましい。すなわち、本発明のフィルムセンサーを後述の本発明の前面板一体型センサーを構成要素として備えた、画像表示装置に用いた場合に、中央の画像表示部分を遮光性導電膜が枠状に囲むことが好ましい。
フィルムセンサーは、前述の透明膜およびオーバーコート層によって、前述の電極パターンおよび前述の電極パターンが形成されていない非パターン領域の両方が連続して直接または他の層を介して被覆されたことが好ましい。
ここで、「連続して」とは、前述の透明膜および前述のオーバーコート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、前述の透明膜および前述のオーバーコート層は、開口部を有していないことが、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、前述の透明膜および前述のオーバーコート層によって、前述の電極パターンおよび前述の非パターン領域が、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「他の層」としては、フィルムセンサーに遮光性導電膜が含まれる場合の遮光性導電膜などを挙げることができる。
以下、フィルムセンサーの材料について説明する。
本発明の転写フィルムの前述の着色組成物層を転写して形成された加飾層45の材料は、本発明の転写フィルムの前述の着色組成物層の材料と同じである。
基材シートは、光学的に歪みがないものや、透明度が高いものを用いることがより好ましく、具体的な素材には、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、ポリカーボネート(PC)、トリアセチルセルロース(TAC)、シクロオレフィンポリマー(COP)をあげることができる。
透明膜は、屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜であることが、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。
前述の透明膜の屈折率が1.6〜1.78であることが好ましく、1.65〜1.74であることがより好ましい。ここで、前述の透明膜は、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。前述の透明膜が2層以上の積層構造である場合、前述の透明膜の屈折率とは、全層の屈折率を意味する。
このような屈折率の範囲を満たす限りにおいて、前述の透明膜の材料は特に制限されない。
前述の透明膜の厚みが55〜110nmであることが好ましく、60〜110nmであることがより好ましく、70〜90nmであることが特に好ましい。
ここで、前述の透明膜は、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。前述の透明膜が2層以上の積層構造である場合、前述の透明膜の膜厚とは、全層の合計膜厚を意味する。
本発明のフィルムセンサーは、基材シートの両面に配置された電極パターンを有する。
本発明のフィルムセンサーは、前述の第一の電極パターンが透明電極パターンであっても、透明電極パターンでなくてもよいが、透明電極パターンであることが好ましい。
本発明のフィルムセンサーは、前述の第二の電極パターンが透明電極パターンであっても、透明電極パターンでなくてもよいが、透明電極パターンであることが好ましい。
前述の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。
前述の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、前述の第一の電極パターン3と、第二の電極パターン4と、後述する引き回し配線6とは、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等によって第一の電極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、前述の電極パターンは、ITO膜であることが好ましい。
本発明のフィルムセンサーは、引き回し配線を有する。引き回し配線は、電極パターンの引き回し配線であることが好ましく、電極パターンとは別の導電性要素である。引き回し配線は後述の遮光性導電膜とは別の導電性要素であってもよく、引き回し配線は後述の遮光性導電膜とは同じ部材であってもよい。
引き回し配線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。従来は導電性が高く微細加工が容易な点から、引き回し配線の材料としてMo/Al/Moの3層構造のMAMが一般的に用いられてきたが、上述の電極パターンの材料と同じ材料を好ましく用いることができ、さらにAu(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Mo(モリブデン)、Pd(パラジウム)、Pt(白金)、C(炭素)、Fe(鉄)などの金属を用いることもできる。これらの金属が含まれる導電性ペーストまたは導電性インクをウェット法により成膜することで、蒸着法に比べてより安価なプロセスで引き回し配線を得ることができる。引き回し配線の材料は金属であることが好ましく、銅またはアルミニウムであることがより好ましい。
遮光性導電膜9は、導電率が高くかつ遮光性の良い単一の金属膜やそれらの合金または化合物などからなる層が挙げられ、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などで形成するとよい。また、遮光性導電膜9は、電極パターンはエッチングされないが遮光性導電膜9自身はエッチングされるというエッチャントが存在することが好ましい。その好ましい金属の例としては、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、錫などが挙げられる。とくに銅箔からなる厚み20〜1000nmの金属膜は、導電性、遮光性に優れ、電極パターンはエッチングされない酸性雰囲気下でも過酸化水素水で容易にエッチングできるため非常に好ましい。遮光性導電膜9の厚みはより好ましくは、厚み30nm以上である。遮光性導電膜9の厚みはさらに好ましくは、100〜500nmにするとよい。100nm以上の厚みに設定することで高い導電性の遮光性導電膜9が得られ、500nm以下にすることで取り扱いやすく加工性に優れた遮光性導電膜9が得られるからである。
フィルムセンサーは、オーバーコート層を電極パターンの上に転写して作製されてなることが好ましい。
フィルムセンサー上に作製されたフレキシブル配線である電極パターンおよび引き回し配線を、引き回し配線の端末部31に直接つなぐことができ、これにより、フィルムセンサーの信号を電気回路に送ることが可能になる。
オーバーコート層は、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、オーバーコート層は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好ましい。
前述のオーバーコート層に好ましくは含まれるバインダーポリマーとしては任意のポリマー成分を特に制限なく用いることができるが、表面硬度、耐熱性が高いものが好ましく、アルカリ可溶性樹脂がより好ましく、アルカリ可溶性樹脂の中でも、公知の硬化性シロキサン樹脂材料、アクリル樹脂材料などが好ましく用いられる。オーバーコート層の形成に用いられる有機溶媒系樹脂組成物に含まれるバインダーポリマーが、アクリル樹脂を含有することが好ましい。オーバーコート層の前述のバインダーポリマーの好ましい範囲を具体的に説明する。
ポリマー粒子を構成するポリマー鎖相互間の結合力を強くすることが好ましい。ポリマー鎖相互間の結合力を強くする手段としては水素結合による相互作用を利用するものと共有結合を生成する方法が挙げられる。水素結合力を付与する手段としてはポリマー鎖に極性基を有するモノマーを共重合、もしくはグラフト重合して導入することが好ましい。極性基としてはカルボキシル基(アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、クロトン酸、部分エステル化マレイン酸等に含有される)、一級、二級及び三級アミノ基、アンモニウム塩基、スルホン酸基(スチレンスルホン酸)などが挙げられ、カルボキシル基、スルホン酸基が特に好ましい。
これらの極性基を有するモノマーの共重合比の好ましい範囲は、ポリマー100質量%に対し5〜35質量%であり、より好ましくは5〜20質量%、更に好ましくは15〜20質量%の範囲内である。一方、共有結合を生成させる手段としては、水酸基、カルボキシル基、一級、二級アミノ基、アセトアセチル基、スルホン酸などに、エポキシ化合物、ブロックドイソシアネート、イソシアネ−ト、ビニルスルホン化合物、アルデヒド化合物、メチロール化合物、カルボン酸無水物などを反応させる方法が挙げられる。
これらの反応を利用したポリマーの中でもポリオール類とポリイソシアネ−ト化合物の反応で得られるポリウレタン誘導体が好ましく、鎖延長剤として多価アミンを併用するのがより好ましく、さらにポリマー鎖に上記極性基を導入してアイオノマー型にしたものが特に好ましい。
ポリマーの質量平均分子量は1万以上が好ましく、さらに好ましくは2万〜10万である。本発明に好適なポリマーとしてエチレンとメタクリル酸の共重合体であるエチレンアイオノマー、ポリウレタンアイオノマーが挙げられる。
本発明に用いることができるポリマーラテックスとしては、例えば、ポリエチレンアイオノマーの水性ディスパージョン(商品名:ケミパールS120 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS100 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS111 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS200 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS300 三井化学(株)製。固形分35%)、ケミパールS650 三井化学(株)製。固形分27%)、ケミパールS75N 三井化学(株)製。固形分24%)や、ポリエーテル系ポリウレタンの水性ディスパージョン(商品名:ハイドランWLS−201 DIC(株)製。固形分35%、Tg−50℃)(商品名:ハイドランWLS−202 DIC(株)製。固形分35%、Tg−50℃)(商品名:ハイドランWLS−221 DIC(株)製。固形分35%、Tg−30℃)(商品名:ハイドランWLS−210 DIC(株)製。固形分35%、Tg−15℃)(商品名:ハイドランWLS−213 DIC(株)製。固形分35%、Tg−15℃)(商品名:ハイドランWLI−602 DIC(株)製。固形分39.5%、Tg−50℃)(商品名:ハイドランWLI−611 DIC(株)製。固形分39.5%、Tg−15℃)、アクリル酸アルキルコポリマーアンモニウム(商品名:ジュリマーAT−210 日本純薬製)、アクリル酸アルキルコポリマーアンモニウム(商品名:ジュリマーET−410 日本純薬製)、アクリル酸アルキルコポリマーアンモニウム(商品名:ジュリマーAT−510 日本純薬製)、ポリアクリル酸(商品名:ジュリマーAC−10L 日本純薬製)をアンモニア中和し、乳化した物を挙げることができる。
オーバーコート層は、重合性化合物を含むことが好ましい。重合性化合物としては、光重合性化合物であっても、熱重合性化合物であってもよい。
オーバーコート層は、光重合性化合物を有することが好ましい。光重合性化合物の有する光重合性基としては特に制限は無く、エチレン性不飽和基、エポキシ基などを挙げることができる。オーバーコート層の光重合性化合物として、エチレン性不飽和基を有する化合物を含むことが好ましく、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含むことがより好ましい。
光重合性化合物は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、2種以上を組み合わせて用いることが、転写後のオーバーコート層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性を改善する観点から好ましい。光重合性化合物は、3官能以上の光重合性化合物と2官能の光重合性化合物を組みあわせて使用することが転写後のオーバーコート層を露光した後の塩水付与後の湿熱耐性を改善する観点から、好ましい。2官能の光重合性化合物はすべての光重合性化合物に対して10〜90質量%の範囲で使用することが好ましく、20〜85質量%の範囲で使用することがより好ましく、30〜80質量%の範囲で使用することが特に好ましい。3官能以上の光重合性化合物はすべての光重合性化合物に対して10〜90質量%の範囲で使用することが好ましく、15〜80質量%の範囲で使用することがより好ましく、20〜70質量%の範囲で使用することが特に好ましい。前述の光重合性化合物として、2つのエチレン性不飽和基を有する化合物および少なくとも3つのエチレン性不飽和基を有する化合物を少なくとも含むことが好ましく、2つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物および少なくとも3つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物を少なくとも含むことがより好ましい。
また、前述の光重合性化合物として、ウレタン(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート化合物の混合量はすべての光重合性化合物に対して10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート化合物は光重合性基の官能基数、すなわち(メタ)アクリロイル基の数が3官能以上であることが好ましく、4官能以上であることがより好ましい。
2官能のエチレン性不飽和基を有する光重合性化合物は、エチレン性不飽和基を分子内に2つ持つ化合物であれば特に限定されず、市販の(メタ)アクリレート化合物が使用できる。例えば、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A−DCP 新中村化学工業(株)製)、トリシクロデカンジメナノールジメタクリレート(DCP 新中村化学工業(株)製)、1,9−ノナンジオールジアクリレート(A−NOD−N 新中村化学工業(株)製)、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(A−HD−N 新中村化学工業(株)製)などを好ましく用いることができる。
3官能以上のエチレン性不飽和基を有する光重合性化合物は、エチレン性不飽和基を分子内に3つ以上持つ化合物であれば特に限定されず、例えば、ジペンタエリスリトール(トリ/テトラ/ペンタ/ヘキサ)アクリレート、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、イソシアヌル酸アクリレート等の骨格の(メタ)アクリレート化合物が使用できるが、(メタ)アクリレート間のスパン長が長いものが好ましい。具体的には、前述のジペンタエリスリトール(トリ/テトラ/ペンタ/ヘキサ)アクリレート、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、イソシアヌル酸アクリレート等の骨格の(メタ)アクリレート化合物のカプロラクトン変性化合物(日本化薬製KAYARAD DPCA、新中村化学工業製A−9300−1CL等)、アルキレンオキサイド変性化合物(日本化薬製KAYARAD RP−1040、新中村化学工業製ATM−35E、A−9300、ダイセル・オルネクス製 EBECRYL 135等)等が好ましく用いることができる。また、カルボキシル基含有の多塩基酸変性の(メタ)アクリレートモノマー(東亞合成(株)製アロニックスM−510、M−520等)を好ましく用いることができる。また、3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートとしては、8UX−015A(大成ファインケミカル(株)製)、UA−32P(新中村化学工業(株)製)、UA−1100H(新中村化学工業(株)製)などを好ましく用いることができる。
光重合性化合物は、平均分子量が200〜3000であることが好ましく、250〜2600であることがより好ましく、280〜2200であることが特に好ましい。
熱重合性化合物としては、上記の光重合性化合物のうち熱重合性化合物でもあるものを好ましく用いることができる。
前述のオーバーコート層中、重合性化合物の前述のバインダーポリマーに対する割合(重合性化合物の含有量M/バインダーポリマーの含有量B)は、0.1〜2倍であることが好ましく、0.2〜1.5倍であることがより好ましく、0.3〜1倍であることが特に好ましい。
前述のオーバーコート層は、重合開始剤を含むことが好ましい。重合開始剤としては、光重合開始剤であっても、熱重合開始剤であってもよい。
オーバーコート層は、光重合開始剤を有することが好ましい。前述の硬化性透明樹脂層が、前述の光重合性化合物および前述の光重合開始剤を含むことによって、硬化性透明樹脂層のパターンを形成しやすくすることができる。
有機溶剤系樹脂組成物に用いられる光重合開始剤としては、特開2011−95716号公報に記載の段落0031〜0042に記載の光重合開始剤を用いることができる。
熱重合開始剤としては、特開2011−32186号公報の0193〜0195段落に記載のものを好ましく用いることができ、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
前述のオーバーコート層中、前述のオーバーコート層に対して、前述の重合開始剤は、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い。前述のオーバーコート層中、前述のオーバーコート層に対して、前述の重合開始剤は、10質量%以下含まれることが好ましく、5質量%以下含まれることがパターニング性、基板密着性を改善する観点からより好ましい。
前述のオーバーコート層は、屈折率や光透過性を調節することを目的として、粒子(好ましくは金属酸化物粒子)を含んでいても含んでいなくてもよい。上述の範囲に前述のオーバーコート層の屈折率を制御するために、使用するポリマーや重合性化合物の種類に応じて、任意の割合で金属酸化物粒子を含めることができる。前述のオーバーコート層中、前述のオーバーコート層に対して、前述の金属酸化物粒子は、0〜35質量%含まれることが好ましく、0〜10質量%含まれることがより好ましく、含まれないことが特に好ましい。
金属酸化物粒子は、透明性が高く、光透過性を有するため、高屈折率で、透明性に優れたポジ型硬化性樹脂組成物が得られる。
前述の金属酸化物粒子は、オーバーコート層からこの粒子を除いた材料からなる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い。
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。
オーバーコート層が、ZrO2粒子、Nb2O5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、前述のオーバーコート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粒子及びNb2O5粒子がより好ましい。
本発明のフィルムセンサーの製造方法は、透明な基材シートと、前述の基材シートの両面に配置された電極パターンと、前述の電極パターンに接続された引き回し配線と、前述の電極パターンを覆うように積層されたオーバーコート層と、を備えたフィルムセンサーの少なくとも一方の表面に、本発明の転写フィルムから前述の着色組成物層を転写して加飾層を形成する工程を含む。
本発明のフィルムセンサーが、屈折率が1.6〜1.78であり膜厚が55〜110nmの透明膜をさらに有する場合、前述の透明膜は、前述の透明な基材シートの上に直接、または、他の層を介して、製膜される。
前述の透明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。
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る。
前述の電極パターン、前述の遮光性導電膜および前述の引き回し配線は、感光性フィルムを用いてフィルム基材上に製膜することができる。
第一の電極パターン3と、第二の電極パターン4と、引き回し配線6の少なくとも一要素が、仮支持体と光硬化性樹脂層とをこの順で有する感光性フィルムを用いて形成されることが好ましい。前述の感光性フィルムを用いて前述の各要素を形成すると、簡略な工程で、薄層化および軽量化された前面板一体型センサーを製造することができる。
また、前述の電極パターン、前述の遮光性導電膜は、特許5026580号の[0030]〜[0042]に記載の方法で製膜することも好ましい。
本発明のフィルムセンサーまたは後述の前面板一体型センサーを製造するときに好ましく用いられる、本発明の転写フィルム以外の前述の感光性フィルムについて説明する。前述の感光性フィルムは、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。前述の熱可塑性樹脂層を有する感光性フィルムを用いて、前述の電極パターン、前述の遮光性導電膜、前述の引き回し配線または第二の加飾層等を形成すると、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。
前述の感光性フィルムは、ネガ型材料であってもポジ型材料であってもよい。
前述の感光性フィルムにおける前述の仮支持体、前述の熱可塑性樹脂層としては、特開2014−108541号公報の[0041]〜[0047]に記載の熱可塑性樹脂層を用いることができる。また、前述の感光性フィルムの作製方法としても、特開2014−108541号公報の[0041]〜[0047]に記載の作製方法と同様の方法を用いることができる。
前述の感光性フィルムは、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、第二の加飾層の形成に前述の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、前述の電極パターン、前述の遮光性導電膜、前述の引き回し配線の形成をするために前述の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、前述の光硬化性樹脂層に導電性繊維等が含有される。
前述の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、前述の重合開始剤としては、本発明の転写フィルムに用いられるものと同様のアルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、重合開始剤を用いることができる。
前述の導電性光硬化性樹脂層を積層した前述の感光性フィルムを電極パターン、あるいは引き回し配線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1nm〜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。
前述の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、前述の導電性繊維は、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。
前述の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。
前述の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。
前述の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。
前述の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、前述の「断面の各辺」の合計長さに対する前述の「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。前述の鋭利度は60%以下が好ましく、50%以下がより好ましい。前述の鋭利度が75%を超えると、この角に電子が局在し、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。前述の鋭利度の下限は、30%が好ましく、40%がより好ましい。
前述の平均短軸長さが、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。
前述の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、前述の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。
前述の平均長軸長さが、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。
前述の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、前述の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。
前述の導電性光硬化性樹脂層の全固形分に対する前述の導電性繊維の含有量は、導電性と塗布液の安定性の観点から、0.01〜50質量%が好ましく、0.05〜30質量%が更に好ましく、0.1〜20質量%が特に好ましい。
また、前述の感光性フィルムを第二の加飾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。
前述の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、ビーズミル等の公知の分散機が挙げられる。
更にこの文献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、前述の光硬化性樹脂層は、その他の添加剤を用いてもよい。前述の添加剤としては、本発明の転写フィルムに用いられるものと同様の添加剤を用いることができる。
また、前述の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溶剤を用いることができる。
前述の第一の電極パターン3、第二の電極パターン4および引き回し配線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述の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、前述の第一の電極パターン3、第二の電極パターン4および引き回し配線6を形成する場合、まず第二の加飾層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、前述の透明電極層上に前述の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述の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、第一の電極パターン3等を形成することができる。
前述のエッチング後、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述の感光性フィルムを用いて、前述の第一の電極パターン3、第二の電極パターン4および引き回し配線6を形成する場合、前述の前面板1の表面に前述の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。
前述の第一の電極パターン3等を、前述の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述の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電極パターン3、第二の電極パターン4および引き回し配線6を形成することができる。
また、前述の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引き回し配線を形成することもできる。
この場合、前述の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述の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)。
フィルムセンサーの製造方法において、前述のオーバーコート層7を形成する場合、転写フィルムを用いて、各要素が任意に形成された前述のフィルム基材1Aの表面に前述のオーバーコート層を転写することで形成することができる。
段差を有する基材の上にオーバーコート層を積層する工程には、ラミネーター、真空ラミネーター、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ーを使用することができる。ラミネーターはゴムローラーなどの任意の加熱可能なローラーを備え、加圧および加熱をできることが好ましい。
オーバーコート層を積層する工程におけるオーバーコート層と段差を有する基材とを貼り合わせる際の温度は、60〜150℃であることが好ましく、65〜130℃であることがより好ましく、70〜100℃であることが特に好ましい。
オーバーコート層を積層する工程におけるオーバーコート層と段差を有する基材の間には、線圧60〜200N/cmをかけることが好ましく、線圧70〜160N/cmをかけることがより好ましく、線圧80〜120N/cmをかけることが特に好ましい。
オーバーコート層を積層する工程におけるオーバーコート層の搬送速度は、2.0m/min以上が好ましく、3.0m/min以上がより好ましく、4.0m/min以上が更に好ましい。このような高速ラミネート時においても、段差を有する基材へのラミネート時の気泡混入を抑制できる。
オーバーコート層の露光工程、現像工程は後述する。
本発明のフィルムセンサーの製造方法は、加飾層を形成する工程を含む。
加飾層を形成する工程は、透明な基材シートと、前述の基材シートの両面に配置された電極パターンと、前述の電極パターンに接続された引き回し配線と、前述の電極パターンを覆うように積層されたオーバーコート層と、を備えたフィルムセンサーの少なくとも一方の表面に、本発明の転写フィルムから前述の着色組成物層を転写して加飾層を形成する工程である。
本発明のフィルムセンサーの製造方法は、前述の着色組成物層を転写する前述のフィルムセンサーの一方の表面が、前述の引き回し配線の少なくとも一部の領域および前述のオーバーコート層の少なくとも一部の領域を含むことがより好ましい。
フィルムセンサーの製造方法は、本発明の転写フィルムが保護フィルムを含む場合は、加飾層を積層する工程の前に、本発明の転写フィルムから前述の保護フィルムを除去する保護フィルム除去工程を含むことが好ましい。
フィルムセンサーの製造方法は、段差を有する基材上に転写された硬化性透明樹脂層や前述の着色組成物層を露光する露光工程と、露光された硬化性透明樹脂層(好ましくはさらに前述の第二の透明樹脂層)を現像する現像工程と、を有することが好ましい。
具体的には、前述の電極パターン上に形成された前述の硬化性透明樹脂層や前述の着色組成物層の上方に所定のマスクを配置し、その後このマスク、仮支持体を介してマスク上方から前述の硬化性透明樹脂層や前述の着色組成物層を露光する方法が挙げられる。
ここで、前述の露光の光源としては、前述の硬化性透明樹脂層や前述の着色組成物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、前述の現像工程は、パターン露光された前述の硬化性透明樹脂層や前述の着色組成物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ある。
前述の現像は、現像液を用いて行うことができる。前述の現像液としては、特に制約はなく、特開平5−72724号公報に記載の現像液など、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や前述の着色組成物層が溶解型の現像挙動をする現像液が好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/Lの濃度で含む現像液が好ましい。一方、前述の硬化性透明樹脂層や前述の着色組成物層自体はパターンを形成しない場合の現像液は前述の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現像液が好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/Lの濃度で含む現像液が好ましい。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。有機溶剤の濃度は0.1質量%〜30質量%が好ましい。
また、前述の現像液には、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。
本発明のフィルムセンサーの製造方法は、前述の着色組成物層を転写する工程の後に、前述のフィルムセンサーを、130〜170℃で熱処理する工程(ポストベーク工程)を含むことが好ましい。このような温度で熱処理することによって、フィルム基材にあらかじめ電極パターンや引き回し配線や遮光性導電膜やオーバーコート層などの他の部材が形成された後に加飾層を形成するフィルムセンサーの製造方法においても、他の部材に悪影響を与えずに熱処理をすることができる。
熱処理する工程の温度は、140〜160℃であることがより好ましく、140〜150℃であることが特に好ましい。
熱処理する工程の時間は、1〜60分であることが好ましく、10〜60分であることがより好ましく、20〜50分であることが特に好ましい。
フィルムセンサーの製造方法は、ポスト露光工程、その他の工程を有していてもよい。
本発明の前面板一体型センサーは、透明な前面板と、本発明のフィルムセンサーとを有する。
前面板一体型センサーは、静電容量型入力装置であることが好ましい。
以下、本発明の前面板一体型センサーの好ましい態様の詳細を説明する。
まず、本発明の前面板一体型センサー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1は、本発明の前面板一体型センサーの好ましい構成を示す断面図である。図1において前面板一体型センサーは、透明基板(前面板)1と、第二の加飾層(マスク層)2と、本発明のフィルムセンサー43と、から構成されている態様が示されている。
透明な前面板が屈折率1.5〜1.55のガラス基板であることがより好ましい。前述の透明な前面板の屈折率は、1.5〜1.52であることが特に好ましい。前述の透明な前面板は、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、前述の透明な前面板としては、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る。
図1では透明な前面板1の非接触面上には第二の加飾層2が設けられている。第二の加飾層2は、タッチパネル前面板の非接触面側に形成された表示領域周囲の額縁状のパターンであり、引回し配線等が見えないようにするために形成される。
前面板一体型センサーには、図2に示すように、透明な前面板1の一部の領域(図2においては入力面以外の領域)を覆うように第二の加飾層2が設けられていることが好ましい。
前述の第二の加飾層は、指またはタッチペンなどで触れる領域の周囲に黒色の額縁として、電極パターンの引き回し配線を接触側から視認できないようにしたり、加飾をしたりするためにも設けられる。前述の第二の加飾層は、指またはタッチペンなどで触れる領域の周囲に額縁として加飾のために設けられ、例えば白色または黒色の第二の加飾層を設けることが好ましい。
前述の第二の加飾層は、前述の透明な前面板に隣接して設けられることがより好ましい。
第二の加飾層2の厚みを7μm〜30μmとするのが好ましい。
本発明の前面板一体型センサーは、前述の透明な前面板の法線方向から観察した場合に前述の第二の加飾層の正射影が前述のフィルムセンサーの加飾層の少なくとも一部の領域に重なることが好ましい。
前述のフィルムセンサーの加飾層45の内縁が前述の第二の加飾層2の内縁よりも中央側に位置していることが好ましい。
本発明の前面板一体型センサー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からなる透明な前面板1の一例を示す上面図である。図5は、第二の加飾層2が形成された前面板一体型センサーの一例を示す上面図である。
図6〜8は、フィルムセンサーと積層された前面板一体型センサーの構成の一例である。図6は、フィルムセンサーと積層されて第一の電極パターン3が形成された前面板一体型センサーの一例を示す上面図である。図7は、フィルムセンサーと積層されて第一の電極パターン3と第二の電極パターン4が形成された前面板一体型センサーの一例を示す上面図である。図8は、フィルムセンサーと積層されて第一および第二の電極パターンとは引き回し配線6が形成された前面板一体型センサー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。
本発明の転写フィルムや前述の感光性フィルムを用いて前述の第二の加飾層を形成すると、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、特に前面板の境界線直上まで遮光パターンを形成する必要のある第二の加飾層において、ガラス端からのレジスト成分のはみ出し(モレ)がないため前面板裏側を汚染することなく、簡略な工程で、薄層化および軽量化された前面板一体型センサーを製造することができる。
前述の第二の加飾層2は、前述の感光性フィルムを用いて光硬化性樹脂層を透明な前面板1などに転写することで形成することができる。例えば、黒色の第二の加飾層2を形成する場合には、前述の光硬化性樹脂層として黒色光硬化性樹脂層を有する前述の感光性フィルムを用いて、前述の透明な前面板1の表面に前述の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。
さらに、遮光性が必要な第二の加飾層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述の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第二の加飾層2を形成することができる。
本発明の画像表示装置は、本発明の前面板一体型センサーを構成要素として備えた、画像表示装置である。
本発明の前面板一体型センサー、およびこの前面板一体型センサー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。
<着色感光性樹脂組成物の調製>
下記K顔料分散物1の組成となるようにカーボンブラック、分散剤、ポリマー及び溶剤を混合し、3本ロールとビーズミルを用いてK顔料分散物1を得た。
なお、表1に記載された量は質量基準の部数である。
・特許5320652公報[0036]〜[0042]に従って作製した樹脂被覆カーボンブラック : 13.1質量%
・下記分散剤1 : 0.65質量%
・ポリマー : 6.72質量%
(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)
・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%
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。更に、前述の着色組成物層の形成用の着色組成物である黒色組成物K1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、乾燥膜厚が2.0μmの黒色の着色組成物層を設け、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)とブラック(K)の着色組成物層とが一体となった転写フィルムを作製し、サンプル名を実施例1の転写フィルムとした。
・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
・2,2−ビス[4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン(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
(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、重量平均分子量3万、メチルエチルケトン30質量%溶液、DIC製、商品名:メガファックF780F)
・PVA205 : 32.2質量部
(ポリビニルアルコール、(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
(アイエスピー・ジャパン社製、K−30)
・蒸留水 : 524質量部
・メタノール : 429質量部
得られた実施例1の転写フィルムについて、X−Rite 361T(V)(サカタインクスエンジニアリング(株)製)を用いて光学濃度を測定した。値が大きいほど好ましく、A、BまたはCが実用範囲であり、AまたはBであることが好ましく、Aであることがより好ましい。
〜評価基準〜
A : 3.4以上
B : 2.5以上3.4未満
C : 1.1以上2.5未満
D : 0.6以上1.1未満
E : 0.6未満
得られた結果を下記表3に記載した。
上記の製法にて作製された実施例1の転写フィルムから保護フィルムを除去し、除去後に露出した黒色の着色組成物層の表面とシクロオレフィンコポリマーフィルム(COPフィルム、 TOPAS Advanced Polymers GmbH社製、商品名TOPAS 5013L−10)の表面とが接するように重ね合わせ、ラミネーター(株式会社日立インダストリイズ製(LamicII型))を用いて、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式会社製)で、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と黒色の着色組成物層の間の距離を200μmに設定し、露光量70mJ/cm2でパターン露光した。
る。
A:15μm未満
B:12μm以上15μm未満
C:10μm以上12μm未満
D:5μm以上10μm未満
E:5μm未満
得られた結果を下記表3に記載した。
上記の製法にて作製された実施例1の転写フィルムから保護フィルムを除去し、除去後に露出した黒色の着色組成物層の表面とイーグルXGガラス基板(コーニング社製)の表面とが接するように重ね合わせ、ラミネーター(株式会社日立インダストリイズ製(LamicII型))を用いて、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式会社製)で、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と黒色の着色組成物層の間の距離を200μmに設定し、露光量500mJ/cm2で全面露光した。
この硬化膜について、ハイレスタ−UX MCP−HT800(三菱化学アナリック製)を用いて表面抵抗を測定した。なお、評価基準は下記の通りである。値が小さいほど好ましく、A、BまたはCが実用範囲であり、AまたはBであることが好ましく、Aであることがより好ましい。
A:1×1013以上
B:1×1012以上1×1013未満
C:1×1011以上1×1012未満
D:1×1010以上1×1011未満
E:1×1010未満
得られた結果を下記表3に記載した。
次に、オーバーコート用のドライフィルムレジストの作製法について説明する。撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、下記に示す(1)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で80℃に昇温し、反応温度を80℃±2℃に保ちながら、下記に示す(2)を4時間かけて均一に滴下した。(2)の滴下後、80℃±2℃で6時間撹拌を続け、重量平均分子量が約80,000のバインダーポリマーの溶液(固形分45質量%)(A1)を得た。重量平均分子量は65000、酸価は78mgKOH/gであった。
(1) プロピレングリコールモノメチルエーテル 62質量部
トルエン 62質量部
(2) メタクリル酸 12質量部
メタクリル酸メチル 58質量部
アクリル酸エチル 30質量部
2,2−アゾビスイソブチロニトリル 1.2質量部
バインダーポリマーの溶液(A1) 133質量部
IRGACURE OXE01(BASF製、光重合開始剤) 5質量部
KAYARAD PET−30(日本化薬(株)製、ペンタエリスリトールトリアクリレート/ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物)
40質量部
2,2’−メチレン−ビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)
0.1質量部
オクタメチルシクロテトラシロキサン 0.1質量部
メチルエチルケトン 50質量部
ロールから巻き出した厚さ200μmの無色ポリエステルフィルムを透明な基材シートとし、その片面にインジウムスズ酸化物からなる透明導電膜(第一の電極パターン用または第二の電極パターン用の導電膜)をスパッタリング法で200nmの厚みで形成し、その上に遮光性導電膜用および引き回し配線用の導電膜として銅膜をスパッタリング法で500nmの厚みで形成して導電性フィルムを用意した。
次いで一組の導電性フィルムを、透明粘着材を用いてラミネートし、両面に透明導電膜、遮光性導電膜および引き回し配線用の導電膜を各々積層した積層体を得た。
その後に、炭酸ソーダ1%液で現像が可能なネガタイプのアクリル系感光層を備えたドライフィルムレジストを用い、厚み10nmの第一フォトレジスト層を前述の積層体の両面に各々、全面形成し、表側にはX方向の電極パターンを有するマスクを載置し、裏側にはY方向の電極パターンを有するマスクを載置して、メタルハライドランプによって表裏両面同時に露光し、炭酸ソーダ1%液に浸して現像した。
その後、オーブンにて145℃30分間加熱して硬化させた。
残存した黒色の第四フォトレジスト層を枠状の加飾層とした。
次いで一個分のフィルムセンサーをカットした。得られたフィルムセンサーを実施例1のフィルムセンサーとした。
なお、実施例1のフィルムセンサーは、図11Aに示したフィルムセンサーの概略図から透明膜11を除いた構成であり、遮光性導電膜9の一部は引き回し配線6と同じ部材である。
引き回し配線とオーバーコート層との境界のオーバーコート層に沿った領域における、加飾層を転写により形成するときに巻き込まれた気泡の数を光学顕微鏡を用いて観察し、以下の基準に沿って評価を行った。オーバーコート層に沿った領域とは、転写フィルムのラミネート方向に対して垂直な方向において、オーバーコート層を構成する段の側部の下端に接する部分のことを言う。図11Aに示したフィルムセンサーの概略図において、引き回し配線6とオーバーコート層7との境界に段差が存在する。また、引き回し配線とオーバーコート層との境界のオーバーコート層に沿った領域の概略図を図12に示した。
泡の個数により、転写性を下記評価基準に従って評価した。値が小さいほど好ましく、A、BまたはCが実用範囲であり、AまたはBであることが好ましく、Aであることがより好ましい。
A:気泡の数が5個未満
B:気泡の数が5個以上30個未満
C:30個以上50個未満
D:50個以上100個未満
E:100個以上
得られた結果を下記表3に記載した。
実施例1のフィルムセンサーにおいて、枠状の加飾層の内側部分について、レーザー顕微鏡(VK−9500、キーエンス(株)製;対物レンズ50倍)を用いて観察し、視野内のエッジ位置のうち、最も膨らんだ箇所(山頂部)と、最もくびれた箇所(谷底部)との差を絶対値として求め、観察した5箇所の平均値を算出し、これをエッジラフネスとした。エッジラフネスは、値が小さい程、カバーガラス一体型センサーの表示画面の輪郭がシャープになり、好ましい。A、BまたはCが実用範囲であり、AまたはBであることが好ましく、Aであることがより好ましい。
A:1μm未満
B:1μm以上2μm未満
C:2μm以上4μm未満
D:4μm以上7μm未満
E:7μm以上
得られた結果を下記表3に記載した。
透明な前面板として、厚み0.7mmのホウケイ酸系ガラスからなるガラス基板を用いた。この透明な前面板の裏面周縁部に、黒色インキを用いてスクリーン印刷にて厚み7μmの第二の加飾層を形成してカバーガラスを得た。
実施例1のフィルムセンサーをカバーガラスの裏面に透明粘着材にて貼り合わせて、第二の加飾層が透明な前面板とフィルムセンサーの加飾層との間に配置された、カバーガラス一体型センサーとした。得られたカバーガラス一体型センサーを、実施例1のカバーガラス一体型センサーとした。
この実施例1のカバーガラス一体型センサーは、フィルムセンサーの加飾層の内縁が、透明な前面板の第二の加飾層の内縁よりも0.1mmだけ中央側に位置しており、透明な前面板の法線方向から観察した場合に第二の加飾層の正射影がフィルムセンサーの加飾層の少なくとも一部の領域に重なっていた。また透明な前面板であるガラス基板の裏面とフィルムセンサーの加飾層との間の距離は25μmであった。
なお、実施例1の前面板一体型センサーは、図1に示した前面板一体型センサーの概略図から透明膜11を除いた構成であり、遮光性導電膜9の一部は引き回し配線6と同じ部材である。
実施例1の転写フィルムの製造において、着色組成物層の形成用の着色組成物である黒色組成物K1を表1または表2に記載の着色組成物と膜厚に変更した以外は実施例1と同様にして、各実施例および比較例の転写フィルムを作製し、評価を行った。
その後、実施例1のフィルムセンサーおよびカバーガラス一体型センサーの製造において、実施例1の転写フィルムを各実施例および比較例の転写フィルムに変更した以外は実施例1と同様にして、各実施例および比較例のフィルムセンサーおよびカバーガラス一体型センサーを作製し、評価を行った。
各実施例および比較例で用いられるK顔料分散物2、R顔料分散物3は下記の組成となるように顔料、分散剤、ポリマー及び溶剤を混合し、3本ロールとビーズミルを用いて作製した。なお、下記のデグッサ社製 Nipex35は、表面が樹脂で被覆されていないカーボンブラックである。
・カーボンブラック(デグッサ社製 Nipex35) : 13.1質量%
・前述の分散剤1 : 0.65質量%
・ポリマー : 6.72質量%
(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)
・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%
・C.I.ピグメント・レッド177(PR177)一次粒子15〜60nm
10質量部
・分散剤(BYK2000、ビックケミー製、固形分40質量%) 10質量部
・スチレン/ベンジルメタクリレート/アクリル酸/2−ヒドロキシメチルアクリレート共重合体(モル比30/40/10/20、酸価:70mgKOH/g、分子量6000)
4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 76質量部
実施例1の転写フィルムの製造において、着色組成物層の形成用の着色組成物である黒色組成物K1を表2に記載の着色組成物に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例12の転写フィルムを作製し、評価を行った。
その後、実施例1のフィルムセンサーの製造において、実施例1の転写フィルムを実施例12の転写フィルムに変更した以外は実施例1と同様にして、実施例12のフィルムセンサーを作製し、評価を行った。
厚み0.2mmのPETベースからなる透明な前面板の裏面周縁部に、黒色インキを用いてスクリーン印刷にて厚み7nmの第二の加飾層を形成して前面板を得た。最後に、実施例12のフィルムセンサーを前面板の裏面の透明粘着材にて貼り合わせて前面板一体型センサーとした。この実施例12の前面板一体型センサーは、フィルムセンサーの加飾層の内縁が、透明な前面板の第二の加飾層の内縁よりも0.1mmだけ中央側に位置しており、透明な前面板の法線方向から観察した場合に第二の加飾層の正射影がフィルムセンサーの加飾層の少なくとも一部の領域に重なっていた。また透明な前面板であるガラス基板の裏面とフィルムセンサーの加飾層との間の距離は25μmであった。
また、実施例1〜11、13〜18の前面板一体型センサーは、カバーガラスである透明な前面板を通してみる表示画面の輪郭がシャープで、視認性に優れ、かつ表示画面を囲う部分に外観的な一体感のあるものであった。実施例12の前面板一体型センサーは、PETフィルムである透明な前面板を通してみる表示画面の輪郭がシャープで、視認性に優れ、かつ表示画面を囲う部分に外観的な一体感のあるものであった。
一方で式1の下限値を下回る比較例1および2の転写フィルムは光学濃度が低かった。また、比較例1および2の前面板一体型センサーは、表示部の縁が透けてしまい、外観的な一体感が得られなかった。
フィルムセンサーの加飾層を形成するための着色組成物として、黒色顔料または白色顔料が高濃度であるカラーレジスト材料を用いる特開2012−133597号公報の方法を検討した比較例3の光学フィルムは式1の上限値を満たさず、感度が悪かった。また、比較例3のフィルムセンサーおよび前面板一体型センサーは着色組成物層が光による重合では硬化不足となり、十分な硬化ができないために、現像工程で欠けてエッジラフネスが悪化するため、表示部の縁が汚く外観が悪いものであった。またベーク温度が低く硬化不十分のために加飾層が傷つきやすく、大きく歩留まりが悪化した。
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、先に製造した各実施例のカバーガラス一体型センサーを貼り合せ、公知の方法で静電容量型入力装置である各実施例のカバーガラス一体型センサーを構成要素として備えた、各実施例の画像表示装置を作製した。
各実施例の画像表示装置は、前面板を通してみる表示画面の輪郭がシャープで、視認性に優れ、かつ表示画面を囲う部分に外観的な一体感のあるものであった。
1A フィルム基材
2 第二の加飾層(マスク層)
3 電極パターン(第一の電極パターン)
3a パッド部分
3b 接続部分
4 電極パターン(第二の電極パターン)
5 絶縁層
6 引き回し配線(別の導電性要素)
7 オーバーコート層
8 開口部
9 遮光性導電膜
10 前面板一体型センサー
11 透明膜(高屈折率層)
α テーパー角
31 引き回し配線の端末部
41 引き回し配線とオーバーコート層との境界のオーバーコート層に沿った領域
43 フィルムセンサー
45 加飾層(フィルムセンサーの加飾層)
46 仮支持体
47 保護剥離層(保護フィルム)
48 着色組成物層
49 転写フィルム
51 粘着材
C 第一の方向
D 第二の方向
Claims (19)
- フィルムセンサーの少なくとも一方の表面に加飾層を形成するための転写フィルムであり、
前記転写フィルムは、黒色顔料または白色顔料の含有量a質量%と膜厚bμmが下記式1を満たす着色組成物層を有する、転写フィルム。
50>a×b>10・・・式1 - 前記黒色顔料または前記白色顔料が、カーボンブラックまたは酸化チタン粒子である請求項1に記載の転写フィルム。
- 前記カーボンブラックが、表面が樹脂で被覆されたカーボンブラックである請求項2に記載の転写フィルム。
- 前記着色組成物層の膜厚が、0.5〜10μmである請求項1〜3のいずれか一項に記載の転写フィルム。
- 前記着色組成物層が、オキシム系開始剤を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の転写フィルム。
- 前記着色組成物層が、チオール化合物を含有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の転写フィルム。
- 前記チオール化合物が、2官能以上である請求項6に記載の転写フィルム。
- 前記着色組成物層が、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、
前記バインダーの酸価が50mgKOH/g以上である請求項1〜7のいずれか一項に記載の転写フィルム。 - 前記着色組成物層が、少なくとも5つのエチレン性不飽和基を有する重合性化合物を含む請求項1〜8のいずれか一項に記載の転写フィルム。
- 前記着色組成物層が、ハロゲンを含む化合物の含有量が1質量%以下である請求項1〜9のいずれか一項に記載の転写フィルム。
- 前記黒色顔料または前記白色顔料以外の他の粒子を含有する請求項1〜10のいずれか一項に記載の転写フィルム。
- 透明な基材シートと、
前記基材シートの両面に配置された電極パターンと、
前記電極パターンに接続された引き回し配線と、
前記電極パターンを覆うように積層されたオーバーコート層と、
を備えたフィルムセンサーの少なくとも一方の表面に、請求項1〜11のいずれか一項に記載の転写フィルムから前記着色組成物層を転写して加飾層を形成する工程を含む、フィルムセンサーの製造方法。 - 前記着色組成物層を転写する工程の後に、前記フィルムセンサーを、130〜170℃で熱処理する工程を含む請求項12に記載のフィルムセンサーの製造方法。
- 前記着色組成物層を転写する前記フィルムセンサーの一方の表面が、前記引き回し配線の少なくとも一部の領域および前記オーバーコート層の少なくとも一部の領域を含む請求項12または13に記載のフィルムセンサーの製造方法。
- 透明な基材シートと、
前記基材シートの両面に配置された電極パターンと、
前記電極パターンに接続された引き回し配線と、
前記電極パターンを覆うように積層されたオーバーコート層と、
を備えたフィルムセンサーであり、
前記フィルムセンサーの少なくとも一方の表面に加飾層が配置され、
請求項12〜14のいずれか一項に記載のフィルムセンサーの製造方法で製造された、フィルムセンサー。 - 透明な前面板と、
請求項15に記載のフィルムセンサーとを有する、前面板一体型センサー。 - 前記透明な前面板の一方の表面の一部の領域に第二の加飾層を有し、
前記第二の加飾層が、前記透明な前面板と前記フィルムセンサーの前記加飾層との間に配置され、
前記透明な前面板の法線方向から観察した場合に前記第二の加飾層の正射影が前記フィルムセンサーの前記加飾層の少なくとも一部の領域に重なる請求項16に記載の前面板一体型センサー。 - 前記透明な前面板がガラスである請求項16または17に記載の前面板一体型センサー。
- 請求項18に記載の前面板一体型センサーを構成要素として備えた、画像表示装置。
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