JP6416461B2 - タッチパネル用加飾カバー基材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、スマートフォンやタブレット、ノートＰＣなどの携帯電子端末やオールインワンＰＣに搭載されるタッチパネルに使用するタッチパネル用加飾カバー基材の発明であって、軽量かつ割れなどがないカバー基材の発明、およびロールツーロールによりかつ加飾層を転写方式等で形成することにより、生産性よく製造できるタッチパネル用加飾カバー基材およびその製造方法に関する。
従来、スマートフォンやタブレットＰＣなどの携帯電子端末に搭載されるタッチパネルに使用するカバー基材は、特許文献１の発明のように、厚みが０．５〜２．５ｍｍの板ガラスを切削・研磨して所定の形状に整形し、縁部を化学強化処理して強度を高めたガラス素材を使用するのが一般的であった。そして特許文献２の発明のように、カバー基材内部側の表面上の縁には配線を隠すための塗装膜（本発明の加飾層に相当）等を施して携帯電子端末ディスプレイの外枠にする場合が多い。
しかし、上記特許文献１のようなガラス素材のカバー基材に塗装膜等を施す場合、化学強化処理した後に塗装膜等を形成するとなると生産性が悪く多大なコストと手間が掛かる問題があった。このため、実際には化学強化処理を控えめにして、大判の板ガラスに塗装膜等を形成した後、各々の個片サイズに切削・研磨して所定の形状に整形する順序で生産され、使用されているのが実情である。
特公表２０１２−５１９３４４
特開２０１２−２５２３２７
しかし、上記の順序で生産されるガラス素材のカバー基材は、化学強化処理を控えめにしたことにより必然的に強度が弱くなるため、それを補うにはガラス部材の厚みを厚くせざるを得ない。 その結果、携帯電子端末の総重量が比重の大きいカバーガラスによって重くなるか、またはカバー基材の強度不足により携帯電子端末を消費者が誤って落としてしまったときに、携帯電子端末自体が破損してしまう問題があった。
そして、カバー基材内部側の表面上の縁に設ける塗装膜等は、配線を隠す必要から厚みを厚くするか、隠蔽性の高い黒色や白色等の色にせざるを得ない。厚みを厚くした場合、タッチパネル用のセンサ層（透明導電膜等）をその上に直接形成する際、あるいは別途製造されるタッチパネルセンサをその上に積層形成する際に、塗装膜等の厚みの段差や表面の凹凸によってセンサ回路の断線や泡噛みなどの不具合が生じるため、実際には塗装膜等を厚く形成することができなかった。その結果、携帯電子端末ディスプレイの外枠は黒か白等の隠蔽のある色に限定せざるを得ない問題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、カバー基材を軽量かつ割れのないカバー基材とし、加飾層を転写方式等で形成して該加飾層の厚みの段差や表面の凹凸をなくし、かつロールツーロールによりそれらを生産性よく製造できるタッチパネル用加飾カバー基材及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の第１の特徴構成は、厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに直径０．５〜２０nmの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなるロール状の透明カバー基材と、少なくともディスプレイ画面の外枠としての加飾層が形成されているロール状の転写シートとを連続的に搬送して積層する工程と、前記転写シートから基体シートを剥離し、前記透明カバー基材に加飾層を転写する工程と、前記加飾層が転写された前記透明カバー基材をロール状に巻き取る工程とを備えたタッチパネル用加飾カバー基材の製造方法である。
本発明の第２の特徴構成は、厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなるロール状の透明カバー基材と、ディスプレイ画面の外枠としての加飾層が形成されているロール状の透明なプラスチックフィルムとを各々連続的に搬送して積層形成する工程と、積層された、前記透明カバー基材と前記加飾層が形成されている透明なプラスチックフィルムとをロール状に巻き取る工程とを備えたタッチパネル用加飾カバー基材の製造方法である。
本発明の第３の特徴構成は、厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなるロール状の透明カバー基材と、ロール状の透明なプラスチックフィルムと、ディスプレイ画面の外枠としての加飾層が形成されているロール状の転写シートとを連続的に搬送して積層する工程と、前記転写シートから基体シートを剥離し、前記透明なプラスチックフィルムに加飾層を転写する工程と、積層された、前記透明カバー基材と前記加飾層が転写された前記透明なプラスチックフィルムとをロール状に巻き取る工程とを備えた、タッチパネル用加飾カバー基材の製造方法である。
上記第１から第３の特徴構成によると、間断なく連続的に生産できるので、大判の板ガラスを間欠的に搬送して、各々板ガラスごとに塗装膜等を形成しなければならなかった従来の方式よりも、生産性が格段に向上する。そして、製造した加飾カバー基材をロール状に巻き取ることができるので、従来の方式よりも保管スペースを大幅に削減できる効果もある。さらに、第１及び第３の特徴構成においては、透明なプラスチックフィルム上に直接形成するのが困難な加飾層の場合、転写シート上に代替して加飾層を形成しておくことができるので、意匠性に優れた美麗な外観の携帯電子端末ディスプレイを得ることができる効果もある。
本発明の第４の特徴構成は、ロール状に巻き取られた第１から第３の特徴構成のいずれかに記載のタッチパネル用加飾カバー基材を連続的に巻き出す工程と、巻き出された前記タッチパネル用加飾カバー基材の所定の箇所にレーザー光線を照射して、連続的に個片のタッチパネル用加飾カバー基材に切断する工程とを備えた、タッチパネル用加飾カバー基材の製造方法である。
この特徴構成によると、大判の板ガラスを個片サイズに切削・研磨して所定の形状に整形していた従来の方式よりも、生産性が格段に向上し、切断面も綺麗になる。また、第２及び第３の特徴構成において、加飾カバー基材のプラスチックフィルム部分の割合が高く、透明カバー基材の切断面が少ない場合は、レーザー照射で容易に切断できるため、充分に化学強化のされた透明カバー基材を使用しても、容易にレーザー照射でタッチパネル用加飾カバー基材を切断することができる。
本発明の第５の特徴構成は、硬質のディスプレイパネルにダイレクトボンディングするか、またはフレキシブルディスプレイパネルに積層するためのタッチパネル用加飾カバー基材であって、厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなる透明カバー基材に、ディスプレイ画面の外枠としての加飾層が形成された、タッチパネル用加飾カバー基材である。
この特徴構成によると、透明カバー基材には無機粒子が含有されているので、厚みが薄くとも通常のプラスチックカバー基材よりも表面強度が強く、また有機ポリマーのマトリックスからなるので、ガラスのように割れることはなく垂直に加わる応力に耐え得ることが可能である。また透明カバー基材の厚みが薄くとも硬質のディスプレイパネルにダイレクトボンディングするか、またはフレキシブルディスプレイパネルに積層するため透明カバー基材に撓みが生じたとしても該ディスプレイパネルに応力が集中することはない。したがって、携帯電子端末を消費者が誤って落としてしまっても携帯電子端末自体が破損してしまうことはない。また、厚みが薄く比重もガラス素材より低いので従来の方式のカバーガラスよりもカバー基材全体の重量が大幅に軽量化されることになる。さらに、有機ポリマーのマトリックスからなるので、ガラスのようにヒビやクラックなどの不具合も発生しない。したがって、カバーガラスのように切断面の研磨をしなくともよい効果もある。
本発明の第６の特徴構成は、厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなる透明カバー基材と、ディスプレイ画面の外枠としての加飾層が形成されている透明なプラスチックフィルムとが積層された、タッチパネル用加飾カバー基材である。
この特徴構成によると、透明カバー基材には無機粒子が含有されているので、厚みが薄くとも通常のプラスチックカバー基材よりも表面強度が強く、また有機ポリマーのマトリックスからなるので、ガラスのように割れることはなく垂直に加わる応力に耐え得ることが可能である。そして、仮に透明カバー基材がその応力によってち切れたとしても、プラスチックフィルムはち切れたりしないので、加飾カバー基材全体が破損してしまうことは全くない。したがって、携帯電子端末を消費者が誤って落としてしまっても携帯電子端末自体が破損してしまうことはない。
本発明の第７の特徴構成は、第６の特徴構成において、前記透明カバー基材と前記加飾層が形成されている透明なプラスチックフィルムとの厚みの比率が１：１〜１：１０であるタッチパネル用加飾カバー基材である。
この特徴構成によると、同じ厚みの透明カバー基材よりも比重の小さいプラスチックフィルムの割合が高くなるので、カバー基材全体の重量が軽量化されることになる。さらに、透明カバー基材の切断面が小さくなるので、透明カバー基材の部分に特有に発生する粗雑な断面形状や反り・バリなどの不具合の頻度も前記プラスチックフィルムの割合に比例して少なくなる。
本発明の第８の特徴構成は、第６又は第７の特徴構成において、前記加飾層が形成されている透明なプラスチックフィルムが、光学等方性プラスチックであるタッチパネル用加飾カバー基材である。また、本発明の第９の特徴構成は、第６から第８の特徴構成において、前記加飾層が形成されている透明なプラスチックフィルムが、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂のいずれかであるタッチパネル用加飾カバー基材である。
上記第８及び第９の特徴構成によると、従来の方式のカバーガラスの光学特性とほぼ同一の光学特性を維持したまま、軽量かつ割れない加飾カバー基材を得ることができる。
本発明の第１０の特徴構成は、第１又は第３の特徴構成に記載のタッチパネル用加飾カバー基材の製造方法に用いられる転写シートである。
これらの特徴構成によると、形成された加飾層の表面の凹凸はもとの転写シートの基体シートの表面粗さに依存するため、該基体シートの表面粗さを少なくして平滑性を向上さえすれば、加飾層の厚みが厚くなってもその凹凸が大きくなることはない。したがって、加飾層の表面の凹凸によってセンサ回路の断線や泡噛みなどの不具合が生じることはなく、加飾層の厚みを厚く形成しても問題は生じない。その結果、加飾層は隠蔽のない色でも充分使用でき、携帯電子端末のディスプレイ画面の外枠を意匠性に優れた美麗な外観とすることができる効果がある。
以下、本発明に係る加飾カバー基材の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０は、硬質のディスプレイパネルにダイレクトボンディングするか、またはフレキシブルディスプレイパネルに積層するためのタッチパネル用加飾カバー基材であって、厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックス６に平均直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子７が島状に形成されたプラスチックフィルムからなる透明カバー基材１に少なくともディスプレイ画面の外枠としての加飾層３が形成されている（図１）。
本発明の第１実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０は、硬質のディスプレイパネルにダイレクトボンディングするか、またはフレキシブルディスプレイパネルに積層するためのタッチパネル用加飾カバー基材であって、厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックス６に平均直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子７が島状に形成されたプラスチックフィルムからなる透明カバー基材１に少なくともディスプレイ画面の外枠としての加飾層３が形成されている（図１）。
まず、透明カバー基材１の厚みを０．０２〜０．３５ｍｍにすることが最も重要である。従来の方式のカバーガラスは、内部のタッチパネルセンサや液晶パネルを保護するために、厚みが０．５〜２．５ｍｍの板ガラスを使用しており、それらを切削・研磨して所定の形状に整形し、縁部を化学強化処理して強度を高めたガラス部材を使用するのが一般的であり、この場合には、厚みの厚いカバーガラスによって携帯電子端末全体の重量が大きくなり、持ち運びに支障が生じていた。また、透明カバー基材１の厚みが０．４ｍｍより厚いと高エネルギーのレーザー光線５を照射してもカットすることが困難となる。したがって、図５のようにタッチパネル用加飾カバー基材１０を連続的に個片に切断したりすることができなくなり、生産性が大幅に低下する。一方、透明カバー基材１の厚みを０．０２ｍｍより薄くすると、透明カバー基材１自体がち切れやすくなり、表面の強度も無機粒子が多く含有されていても低下する。
つぎに、透明カバー基材１は、透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックス６に無機粒子７が均一に分布するよう島状に形成することが必要である（図２）。無機粒子７がマトリックス６に偏って分布してしまうと不具合が生じる。すなわち、無機粒子７が過密に分布した箇所は脆くなって衝撃により破損しやすくなり、無機粒子７が過疎になった箇所は表面強度が弱くなって傷がつきやすくなってしまう不具合が生じる。また、上記無機粒子７の平均直径は０．５〜２０ｎｍにする必要がある。直径０．５ｎｍ未満の無機粒子は凝集しやすく偏って分布してしまう頻度が高くなり、また直径が小さいと有機ポリマーのマトリックス６の膜中に埋もれてしまい無機粒子７の高硬度・高い耐裂傷性の利点が発揮できなくなる。一方、直径２０ｎｍを越える無機粒子は透明カバー基材１の表面平滑性を大きく阻害し、その無機粒子の割合が多いと透明カバー基材１の表面粗さは格段に大きくなって、表面に加飾層３を形成するのが困難となる。さらに、透明カバー基材１とタッチパネル基板を積層する際、透明カバー基材１の表面粗さが大きいと、泡噛みなどの不良の原因となる。
なお、透明カバー基材１の厚みが薄いと撓みが発生しやすいので、内部のディスプレイパネルが割れやすいガラス質の材質で構成されていると、外部から透明カバー基材１に加わった応力がディスプレイパネルにまで伝わり、透明カバー基材１が無事でも内部のディスプレイパネルの方が割れてしまうことがある。したがって、該ディスプレイパネルは例えば有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルなどのようなフレキシブルなディスプレイパネルにするのが好ましい。しかし、液晶ディスプレイパネルなどのように主に硬質のガラス素材で構成されるディスプレイパネルを使用せざるを得ない場合であっても、ダイレクトボンディング法で積層すれば透明カバー基材１の撓みの原因となる空気層がほとんど無くなり、かつ応力がディスプレイパネル全体に分散するようになるので、充分使用可能である。
ダイレクトボンディングの方法としては、例えばタッチパネル用加飾カバー基材１０の全面に紫外線硬化型の光学接着剤を塗布し、液晶ディスプレイパネルに積層した後、紫外線を照射して前記光学接着剤を紫外線硬化させるように構成する方法が挙げられる。あるいは、粘着性があり光学的に透明性の高い光学透明両面テープや感圧性の接着剤が形成されたテープなどをタッチパネル用加飾カバー基材１０の全面に予め貼付しておいて、液晶ディスプレイパネルに積層する方法もある。
加飾層３は最終的にディスプレイ画面の外周すなわち引き回し回路等を覆い隠す外枠になる層である。加飾層３は透明カバー基材１に直接形成しても構わないが、別の転写シート２０上に形成して透明カバー基材１に転写する方式にした方が好ましい。透明カバー基材１は無機粒子７が含有されているため通常のプラスチックフィルムよりも表面粗さが大きく、精巧なパターンの加飾層３は直接形成しにくいからである。また、直接形成した場合、加飾層３の厚みによる段差や表面の凹凸が原因となって、加飾層３に順次して透明カバー基材１上にセンサ回路等も設ける場合には断線などの不具合が生じ、別のセンサ基板を積層したりディスプレイパネルなどに直貼りする場合には貼り合せの際にさらに泡噛みなどの不具合が発生しやすくなる。したがって、透明カバー基材１に加飾層３を直接形成する場合には、加飾層３は厚みが薄くても引き回し回路等を覆い隠せる黒または白一色などの隠蔽性の高い単純な意匠に限定されることになる。
その点、別の転写シート２０上に加飾層３を形成して透明カバー基材１に転写する方式にした場合には、透明カバー基材１に転写形成された加飾層３の表面の凹凸はもとの転写シート２０の基体シート２１の表面粗さに依存するため、該基体シート２１の表面粗さを少なくして平滑性を向上さえすれば、加飾層３の厚みを厚くしても透明カバー基材１に転写形成された加飾層３の表面の凹凸が大きくなることはない。また、基体シート２１上に加飾層３を設けた後、その上に無色透明の接着層インキ層２２を全面に形成し、かつ加飾層３の厚みより厚く形成さえすれば、接着層インキのレべリングによって、加飾層３の厚みの段差もほとんど無くなる（図３）。そして、本発明の透明カバー基材１では、表面強度を向上させるために無機粒子７が透明カバー基材１の表面付近に存在させて多少の凹凸が表面に形成される構成に成らざるを得ず、透明カバー基材１の表面粗さは従来のガラス基材に比べて大きくなるが、接着層インキ層２２の厚みが厚いと透明カバー基材１の表面粗さが大きくとも、その凹凸部分に接着層インキ層２２が追随していくので接着性も向上する。したがって、別の転写シート２０上に形成して接着層インキ層２２に転写する方式にすれば、透明カバー基材１の大きな表面粗さや加飾層３の厚みの段差や表面の凹凸によってセンサ回路の断線や泡噛みなどの不具合が生じることはなく、加飾層３の厚みを厚く形成しても問題は生じない。その結果、加飾層３は隠蔽のない色でも充分使用でき、携帯電子端末ディスプレイの外枠は意匠性に優れた美麗な外観となる。
基体シート２１の例としては、表面粗さが少なくて平滑性に優れ、安価かつ強度・耐熱性に優れた２０〜５０μｍ程度の二軸延伸ポリエステルフィルムが挙げられる。なお、加飾層３や接着層インキ層２２の転写性を向上させるために基体シート２１上に離型層を設けてもよい。離型層としては、メラミン系樹脂、シリコン系樹脂などからなり、表面平均粗さが１５ｎｍ以下になるよう形成するとよい。
加飾層３は、ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、アルキド系樹脂などをバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。形成方法は、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、などの通常印刷法などを用いるとよい。該加飾層３の厚みは０．５〜１０μｍ程度とするのが一般的である。また加飾層３は、金属薄膜層からなるものあるいは金属薄膜層と上記印刷層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は金属光沢を表現するものであり、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、などにより形成される。この場合、表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、亜鉛などの金属、これらの合金または化合物を使用できる。金属薄膜層の厚みは０．０５μｍ程度とするのが一般的である。また、金属薄膜層を設ける際に、他の層との密着性を向上させるために前アンカー層や後アンカー層を設けてもよい。また、基体シート２１からの剥離を円滑にするために剥離層を設けてもよい。
接着層インキ層２２は、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などをバインダーとする無色透明のインキを用いて形成するとよい。形成方法は、上記通常印刷法以外に厚みを稼げるダイレクトコーター法、リップコーター法、リバースコーター法などの各種コーターによる方法を用いるとよい。該接着層インキ層２２の厚みは、加飾層３の厚みによる段差を少なくするためにドライで加飾層３の厚みよりも厚くなるようにすることが肝心である。また、接着層インキ層２２表面のレベリング性も必要なため、接着層インキには変性シリコン系などのレベリング剤も添加しておくのが好ましい。
なお、転写シート２０には上記加飾層３や接着層インキ層２２の他に、タッチセンサとしての透明導電膜や引き回し回路を設けてもよい。透明導電膜としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）などの金属酸化物の膜のほか、導体繊維（すなわち金属ナノファイバーまたは金属ナノワイヤやカーボンナノチューブ）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）などのチオフェン系導電ポリマーなどの膜が挙げられる。引き回し回路としては、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、パラジウムなどの導体金属や、銀ペーストや銅ペーストなどからなる回路が挙げられる。
本発明の第１実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０の製造方法は、ロール状の透明カバー基材１と、加飾層３が形成されているロール状の転写シート２０とから、該透明カバー基材１と該加飾層３が形成されている転写シート２０とを各々連続的に搬送して積層形成した後、ロール状に巻き取って製造するのが好ましい(図４)。連続的に搬送してロール状に巻き取るので、間断なく連続的に生産でき保管スペースも大幅に削減できる。したがって、大判の板ガラスを間欠的に搬送して、各々板ガラスごとに塗装膜等を形成しなければならなかった従来の方式よりも、生産性が格段に向上する。また、加飾層３が透明カバー基材１上に直接形成するのが困難な金属薄膜層などの場合であっても、転写シート２０上に代替して加飾層３を形成しておくことができるので、意匠性に優れた従来の方式では得られない美麗な外観の携帯電子端末ディスプレイを得ることもできる。
転写方法は、金属ロール２５とゴムロール２６の間隙、あるいはゴムロール２５とゴムロール２６の間隙に透明カバー基材１および転写シート２０を搬送し、金属ロール２５またはゴムロール２６を上下させて、透明カバー基材１および転写シート２０に押圧力を加えて転写する方法が挙げられる（図４）。あるいは、上記金属ロールやゴムロールの代わりに転写ベルトを搭載したラミネート装置を使用して、線状ではなく面状に圧力を加え転写する方法も挙げられる。
なお、より表面硬度・耐裂傷性を向上させるため無機粒子７の含有率を高くせざるを得ない場合、接着層インキ層２２にシランカップリング剤などの接着補助添加物を加えていても接着力が不足する場合がある。その場合には、透明カバー基材１上または転写シート２０の接着インキ層２２上のいずれか一方に、予めアクリル系などの光学接着剤を形成しておくのが好ましい。形成方法としては、ロールから搬送されて積層されるまでのライン上にコーターや印刷機を置いて積層のスピードと同期させてインキ化した紫外線硬化型の光学接着剤を塗布し、転写装置のごく近傍に紫外線照射装置を置いて、透明カバー基材１と転写シート２０とが積層された瞬間に紫外線を照射して光学接着剤を紫外線硬化させるように構成する方法が効率的で好ましい。
前記巻き取ったタッチパネル用加飾カバー基材１０のロールは、多数のタッチパネル用加飾カバー基材１０が縦横に連なった集合体であるので、これらを各々の個片サイズにカットする必要がある。この各々の個片サイズにカットすることを連続的に効率よく行うには、タッチパネル用加飾カバー基材１０を連続的に搬送し、その搬送スピードと同期させてレーザー光線５を照射して個片サイズにカットして、個片のタッチパネル用加飾カバー基材１１を得る方法が効率的で好ましい（図５）。このレーザー光線５を照射してカットする方法では透明カバー基材１の切断面も綺麗になる。なお、タッチパネル用加飾カバー基材１０は有機ポリマーのマトリックス６も含有しているので、無機粒子７の含有量が比較的少ない場合には、カット刃での打ち抜き加工などで切断する方法を採ることも可能である。
[第２実施形態]
上記の本発明の第１実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０と重複する部分については説明を省略する。
上記の本発明の第１実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０と重複する部分については説明を省略する。
本発明の第２実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０は、厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなる透明カバー基材１と、ディスプレイ画面の外枠としての加飾層３が形成されている透明なプラスチックフィルム４との積層物からなる（図６）。
まず、本発明の第２実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０は、前記透明カバー基材１とプラスチックフィルム２の厚みの比率が１：１〜１：１０となるよう構成することが重要である。比重の小さいプラスチックフィルム２の比率を高くすることで、従来の方式よりもタッチパネル用加飾カバー基材１０全体の重量が軽量化されることになるからである。さらに、透明カバー基材１の切断面が小さくなるので、透明カバー基材１の部分に特有に発生する粗雑な断面形状や反り・バリなどの不具合の頻度もその厚みに比例して小さくなる。したがって、上記比率が１：４〜１：１０では無機粒子７の含有量が比較的多い場合でも、通常のフィルム切断に使用されるカット刃での打ち抜き加工で何の問題も発生しない。また、上記比率が１：１〜１：４でかつ無機粒子７の含有量が比較的多い場合であっても、透明カバー基材１の切断方法がレーザー照射によるものであれば、透明カバー基材１の切断面が綺麗であるため上記不具合も発生しにくい。
つぎに、透明なプラスチックフィルム２は、光学的にガラスに近い透明性、光線透過率、リタデーション値、ヘイズ値を持ち、光学等方性があるプラスチック基材にすることが好ましい。無色透明に見えるプラスチックフィルムであっても、液晶画面等を通して見ればガラスより視認性が劣る場合があるからである。そのような好ましい透明なプラスチックフィルム２の材質としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂が挙げられる。そして、これらのプラスチックフィルムは単独の材質であってもよいし、アロイや複層品（たとえば、アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂の積層フィルム）であってもよい。さらに、これらのプラスチックフィルムは延伸方向とその強度を調節すれば、偏光フィルムにもなり、通常は液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ上に貼り付けて設けられている偏光フィルム層を削減することもできる。
透明なプラスチックフィルム２の厚みは、材質や使用方法によって大きく異なるが０．０２〜１．５ｍｍが好ましい。１．５ｍｍ以上の厚みではプラスチックフィルムといえどもロール状にすることが困難であり、０．０２ｍｍ未満の厚みでは透明カバー基材１と積層する際にシワが発生して生産性が低下するからである。タッチパネル用加飾カバー基材１０自体に一定の耐衝撃性や剛性を持たせる使用方法の場合は、比較的厚みの厚い０．５〜１．５ｍｍ程度のポリカーボネート系樹脂を主としたプラスチックフィルムが好ましい。一方、タッチパネル用加飾カバー基材１０を液晶ディスプレイパネルなどにダイレクトボンディングして剛性をディスプレイパネル自体で持たせる使用方法の場合や他のセンサ基板と積層する使用方法の場合、ディスプレイパネルや他のセンサ基板を保護できる０．０５〜０．５ｍｍ程度の厚みのトリアセチルセルロース系樹脂、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂を主としたプラスチックフィルムが好ましい。タッチパネル用加飾カバー基材１０を有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルなどに貼りつけて最終的に折り曲げで使用するようなフレキシブルディスプレイパネルの場合、充分に曲げ可能な厚みの薄い０．０２〜０．２ｍｍ程度のシクロオレフィン系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂を主としたプラスチックフィルムが好ましい。
加飾層３は最終的にディスプレイ画面の外周すなわち引き回し回路等を覆い隠す外枠になる層であり、透明なプラスチックフィルム２の表面上に設ける。加飾層３はプラスチックフィルム２に直接形成しても構わないが、別の転写シート２０上に形成してプラスチックフィルム２に転写する方式にした方が好ましい。プラスチックフィルム２に直接形成した場合、加飾層３の厚みによる段差や表面の凹凸が原因となって、加飾層３に順次してプラスチックフィルム２上にセンサ回路を設ける場合には断線などの不具合が生じ、別のセンサ基板を積層したりディスプレイパネルなどに直貼りする場合には貼り合せの際に泡噛みなどの不具合が生じる。したがって、プラスチックフィルム２に加飾層３を直接形成する場合には、加飾層３は厚みが薄くても引き回し回路等を覆い隠せる黒または白一色などの隠蔽性の高い単純な意匠に限定されることになる。
その点、別の転写シート２０上に加飾層３を形成してプラスチックフィルム２に転写する方式にした場合には、プラスチックフィルム２に転写形成された加飾層３の表面の凹凸はもとの転写シート２０の基体シート２１の表面粗さに依存するため、該基体シート２１の表面粗さを少なくして平滑性を向上さえすれば、加飾層３の厚みを厚くしてもプラスチックフィルム２に転写形成された加飾層３の表面の凹凸が大きくなることはない。また、基体シート２１上に加飾層３を設けた後、その上に無色透明の接着層インキ層２２を全面に設け、かつ加飾層３の厚みより厚く形成さえすれば、接着層インキのレべリングによって、加飾層３の厚みの段差もほとんど無くなる（図２）。したがって、別の転写シート２０上に形成してプラスチックフィルム２に転写する方式にすれば、加飾層３の厚みの段差や表面の凹凸によってセンサ回路の断線や泡噛みなどの不具合が生じることはなく、加飾層３の厚みを厚く形成しても問題は生じない。その結果、加飾層３は隠蔽のない色でも充分使用でき、携帯電子端末ディスプレイの外枠は意匠性に優れた美麗な外観となる。
接着層インキ層２２は、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などをバインダーとする無色透明のインキを用いて形成するとよい。形成方法は、本発明の第１実施形態に係る接着層インキ層２２と同様の方法で形成することができる。接着層インキ層２２の厚みは、本発明の第１実施形態に係る接着層インキ層２２と同様に、加飾層３の厚みによる段差を少なくするためにドライで加飾層３の厚みよりも厚くなるようにすることが肝心である。また、接着層インキ層２２表面のレベリング性も必要なため、接着層インキには変性シリコン系などのレベリング剤を添加しておくのが好ましい。
本発明の第２実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０の製造方法は、ロール状の透明カバー基材と、加飾層３が形成されているロール状の透明なプラスチックフィルムとから、該透明カバー基材１と該加飾層３が形成されているプラスチックフィルム４とを各々連続的に搬送して積層形成した後、ロール状に巻き取って製造するのが好ましい(図７)。連続的に搬送してロール状に巻き取るので、間断なく連続的に生産でき保管スペースも大幅に削減できる。したがって、大判の板ガラスを間欠的に搬送して、各々板ガラスごとに塗装膜等を形成しなければならなかった従来の方式よりも、生産性が格段に向上する。
また本発明の第２実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０の製造方法は、ロール状の透明カバー基材と、ロール状の透明なプラスチックフィルムと、加飾層が形成されているロール状の転写シート２０とから、透明カバー基材１とプラスチックフィルム２と転写シート２０とを、連続的に搬送して積層し、転写シート２０から基体シート２１を剥離除去した後、ロール状に巻き取って製造することができれば、さらに好ましい(図８)。この製造方法では、加飾層３が透明なプラスチックフィルム２上に直接形成するのが困難な金属薄膜層などの場合であっても、転写シート２０上に代替して加飾層３を形成しておくことができるので、意匠性に優れた従来の方式では得られない美麗な外観の携帯電子端末ディスプレイを得ることができるからである。
なお、透明カバー基材１と透明なプラスチックフィルム２とが密着しにくい場合は、いずれか一方に予めアクリル系などの光学接着剤を形成しておくのが好ましい。形成方法としては、ロールから搬送されて積層されるまでのライン上にコーターや印刷機を置いて積層のスピードと同期させてインキ化した紫外線硬化型の光学接着剤を塗布し、積層した後ロールに巻き取られるまでのライン上に紫外線照射装置を置いて塗布した光学接着剤を紫外線硬化させるように構成する方法が効率的で好ましい。あるいは、粘着性があり光学的に透明性の高い光学透明両面テープや感圧性の接着剤が形成されたテープなどを透明カバー基材１か透明なプラスチックフィルム２のどちらかに予め積層しておく方法もある。
積層方法は、金属ロール２５とゴムロール２６の間隙、あるいはゴムロール２５とゴムロール２６の間隙に透明カバー基材１、プラスチックフィルム２、転写シート２０を搬送し、金属ロール２５またはゴムロール２５を上下させて、透明カバー基材１、プラスチックフィルム２、転写シート２０に押圧力を加えて貼り付けする方法が挙げられる（図７、図８）。あるいは、上記金属ロールやゴムロールの代わりに転写ベルトを搭載したラミネート装置を使用して、線状ではなく面状に積層する方法も挙げられる。
なお、図８では加飾層３や接着層インキ層２２を透明カバー基材１と反対側面に形成しているが、透明カバー基材１の面側に設けてもよい。ただし、その場合には図８のような工程で加飾層３を連続的に設けるようなことはできず、まず、プラスチックフィルム２と転写シート２０とを積層し、プラスチックフィルム２上に加飾層３を設けた後、それを連続的に搬送して透明カバー基材１と積層する図９のような工程の製造方法になる。
本発明の第２実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０は、本発明の第１実施形態に係るタッチパネル用加飾カバー基材１０と同様の方法で個片サイズにカットすることができる。このレーザー光線５を照射してカットする方法では透明カバー基材１の切断面も綺麗になり、反りやバリなどの不具合発生も比較的少ない。そして、プラスチックフィルム２はレーザー光線５の照射で容易に切断できる材質である。その結果、非常に断面の綺麗な個片のタッチパネル用加飾カバー基材１１を生産性よく製造できる。
１ 透明カバー基材
２ 透明なプラスチックフィルム
３ 加飾層
４ 加飾層が形成されている透明なプラスチックフィルム
５ レーザー光線
６ 有機ポリマーのマトリックス
７ 無機粒子
１０ タッチパネル用加飾カバー基材
１１ 個片のタッチパネル用加飾カバー基材
２０ 転写シート
２１ 基体シート
２２ 接着層インキ層
２５ 金属ロールまたはゴムロール
２６ ゴムロール
２ 透明なプラスチックフィルム
３ 加飾層
４ 加飾層が形成されている透明なプラスチックフィルム
５ レーザー光線
６ 有機ポリマーのマトリックス
７ 無機粒子
１０ タッチパネル用加飾カバー基材
１１ 個片のタッチパネル用加飾カバー基材
２０ 転写シート
２１ 基体シート
２２ 接着層インキ層
２５ 金属ロールまたはゴムロール
２６ ゴムロール
Claims (5)
- 厚みが０．０２〜０．３５ｍｍの透明樹脂からなり、有機ポリマーのマトリックスに、表面強度を向上させるための無機粒子が含有されたプラスチックフィルムからなるロール状に加工可能なタッチパネル用カバー基材であって、高硬度・高耐裂傷性および表面平滑性を得るために、前記無機粒子の平均直径を０．５〜２０ｎｍにしたタッチパネル用カバー基材。
- 厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに平均直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなるロール状の透明カバー基材と、ロール状の転写シートとを連続的に搬送して積層する工程と、
前記透明カバー基材をロール状に巻き取る工程とを備えた、タッチパネル用カバー基材の製造方法。 - 厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに平均直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなるロール状の透明カバー基材と、ロール状の透明なプラスチックフィルムとを各々連続的に搬送して積層形成する工程と、
積層された前記透明カバー基材と透明なプラスチックフィルムとをロール状に巻き取る工程とを備えた、タッチパネル用カバー基材の製造方法。 - 厚みが０．０２〜０．３５ｍｍで透明樹脂からなる有機ポリマーのマトリックスに平均直径０．５〜２０ｎｍの無機粒子が島状に形成されたプラスチックフィルムからなるロール状の透明カバー基材と、ロール状の透明なプラスチックフィルムと、ロール状の転写シートとを連続的に搬送して積層する工程と、
積層された前記透明カバー基材と前記透明なプラスチックフィルムとをロール状に巻き取る工程とを備えた、タッチパネル用カバー基材の製造方法。 - ロール状に巻き取られた請求項２から請求項４のいずれかに記載のタッチパネル用カバー基材を連続的に巻き出す工程と、
巻き出された前記タッチパネル用カバー基材の所定の箇所にレーザー光線を照射して、連続的に個片のタッチパネル用カバー基材に切断する工程とを備えた、タッチパネル用カバー基材の製造方法。
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