JP6470833B2 - タッチパネル用粘着シート、タッチパネル用積層体、静電容量式タッチパネル - Google Patents

タッチパネル用粘着シート、タッチパネル用積層体、静電容量式タッチパネル Download PDF

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Description

本発明は、タッチパネル用粘着シート、タッチパネル用積層体、静電容量式タッチパネルに関する。
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シート(粘着層)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、粘着シート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、上述した特許文献1にも記載されているように、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(言い換えると、動作性を向上するために)、誘電率の高い粘着シートが求められている。なお、動作性が良いとは、タッチ面に触れた際の検知時間が短く、すぐにタッチ部の位置検出がなされることを意図し、動作性が悪いとは、タッチ面に触れた際にタッチ部の位置検出に時間がかかることを意図する。
さらに、タッチパネルに使用される粘着シートは、粘着力に優れることが求められる。
このように、タッチパネルに使用される粘着シートには、粘着力に優れており、タッチパネルの誤動作が生じにくく、タッチパネルの動作性を低下させ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粘着シート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、静電容量式タッチパネルの動作性に優れ、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、粘着性にも優れるタッチパネル用粘着シートを提供することを目的とする。
また、本発明は、上記タッチパネル用粘着シートを含むタッチパネル用積層体および静電容量式タッチパネルを提供することも目的とする。
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、以下の構成により上記目的を達成できることを見出した。
[1]
20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率が4.0以上であり、
下記温度依存性評価試験から求められる温度依存度が25%以下であり、
ガラスに対する180度剥離強度が0.2〜1.2N/mmである、タッチパネル用粘着シート。
温度依存性評価試験:タッチパネル用粘着シートをアルミニウム電極で挟み、−10℃から40℃まで10℃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上記タッチパネル用粘着シートの比誘電率を算出して、算出された各温度における比誘電率のなかから、最小値と最大値とを選択し、式[{(最大値−最小値)/最小値}×100]より求められる値(%)を温度依存度とする。
[2]
20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率が4.0以上であり、かつ、温度依存度Aが25%以下である第1層と、
20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率が4.0以下であり、かつ、温度依存度Bが20%以下である第2層と、
を有し、
上記第2層が上記第1層の両面に設けられており、
上記第1層の20℃における比誘電率が、上記第2層の20℃における比誘電率よりも高い、上記[1]に記載のタッチパネル用粘着シート。
[3]
上記温度依存度が20%以下である、上記[1]または[2]に記載のタッチパネル用粘着シート。
[4]
上記第1層の厚みに対する、上記第2層の厚みの割合が、0.05〜0.5である、上記[2]または[3]に記載のタッチパネル用粘着シート。
[5]
上記第1層のガラス転移温度が、0℃以下である、上記[2]〜[4]のいずれか1つに記載のタッチパネル用粘着シート。
[6]
上記温度依存性評価試験において、上記タッチパネル用粘着シートに代えて上記第1層を用いた場合に、
上記第1層の比誘電率の極大値が−10〜40℃の範囲内にある、上記[2]〜[5]のいずれか1つに記載のタッチパネル用粘着シート。
[7]
上記第1層が(メタ)アクリル系樹脂を含み、
上記(メタ)アクリル系樹脂が、水酸基、含窒素官能基およびカルボキシル基からなる群より選択される少なくとも1種の基を有する単量体に由来する繰り返し単位を有し、
上記単量体が、上記(メタ)アクリル系樹脂の重合に用いられる単量体の全質量100質量%に対して、10質量%以上で使用される、上記[2]〜[6]のいずれか1つに記載のタッチパネル用粘着シート。
[8]
上記第2層が、(メタ)アクリル系樹脂と、疎水性化合物と、含む、上記[2]〜[7]のいずれか1つに記載のタッチパネル用粘着シート。
[9]
上記第2層に含まれる疎水性化合物が、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、クマロンインデン系樹脂、ゴム系樹脂、およびスチレン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含む、上記[8]に記載のタッチパネル用粘着シート。
[10]
上記疎水性化合物の含有量が、上記第2層の全質量に対して20〜80質量%であり、かつ、タッチパネル用粘着シートの全質量に対して1〜30質量%である、上記[8]または[9]に記載のタッチパネル用粘着シート。
[11]
上記[1]〜[10]のいずれか1つに記載のタッチパネル用粘着シートと、静電容量式タッチパネルセンサーとを含む、タッチパネル用積層体。
[12]
さらに、保護基板を含み、
上記静電容量式タッチパネルセンサーと、上記タッチパネル用粘着シートと、上記保護基板とをこの順で有する、上記[11]に記載のタッチパネル用積層体。
[13]
表示装置と、上記[1]〜[10]のいずれか1つに記載のタッチパネル用粘着シートと、静電容量式タッチパネルセンサーと、をこの順で少なくとも有する、静電容量式タッチパネル。
本発明によれば、静電容量式タッチパネルの動作性に優れ、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、粘着性にも優れるタッチパネル用粘着シートを提供することができる。
温度依存性評価試験で使用される評価用サンプルの概略図である。 温度依存性評価試験の結果の一例である。 本発明のタッチパネル用積層体の第1実施態様の断面図である。 本発明のタッチパネル用積層体の第2実施態様の断面図である。 本発明の静電容量式タッチパネルの断面図である。 静電容量式タッチパネルセンサーの一実施形態の平面図である。 図6に示した切断線A−Aに沿って切断した断面図である。 第1検出電極の拡大平面図である。 静電容量式タッチパネルセンサーの他の実施形態の一部断面である。 静電容量式タッチパネルセンサーの他の実施形態の一部断面である。 静電容量式タッチパネルセンサーの他の実施形態の一実施形態の一部平面図である。 図11に示した切断線A−Aに沿って切断した断面図である。
以下に、本発明のタッチパネル用粘着シート(以下、単に「粘着シート」ともいう。)について詳細に説明する。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル系樹脂とは、アクリル系樹脂および/またはメタアクリル系樹脂(メタクリル系樹脂)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。なお、モノマーは、単量体と同義である。
なお、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。
[タッチパネル用粘着シート(粘着シート)]
本発明の粘着シートは、部材間の密着性を担保するためのシートである。特に、本発明の粘着シートは、後述するようにタッチパネル用途に好適に使用される。
本発明者らは、鋭意検討の結果、粘着シートの比誘電率、温度依存度および180度剥離強度(180度ピール強度)のそれぞれの特性を特定値とすることで、静電容量式タッチパネルの動作性に優れ、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、粘着性にも優れることを見出した。
まず、本発明の粘着シートの特性について詳細に説明する。
<粘着シートの特性>
本発明の粘着シートは、20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率が4.0以上であり、後述する温度依存性評価試験から求められる温度依存度が25%以下であり、ガラスに対する180度剥離強度が0.2〜1.2N/mmであることを特徴とする。
なお、本明細書において、「20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率」を単に「20℃における比誘電率」と略記する場合がある。
(粘着シートの温度依存度)
本発明の粘着シートは、後述する温度依存性評価試験から求められる温度依存度(比誘電率の温度依存度)が25%以下であり、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、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。粘着シートの温度依存度が25%以下であることで、タッチパネルの誤動作の発生が抑制される。
一方、粘着シートの温度依存度が25%を超えると、タッチパネルの誤動作が生じる。
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−10〜40℃と想定し、本評価試験では−10〜40℃を試験環境とする。
まず、図1に示すように、測定対象である粘着シート12(厚み:100〜500μm)を一対のアルミニウム電極100(電極面積:20mm×20mm)で挟み、40℃、5気圧、60分の加圧脱泡処理をして、評価用サンプルを作製する。
その後、サンプル中の粘着シートの温度を−10℃から40℃まで10℃ずつ段階的に昇温して、各温度においてインピーダンスアナライザー(Agilent社4294A)を用いた1MHzでのインピーダンス測定により静電容量Cを求める。その後、求められた静電容量Cと粘着シートの厚みTとを掛け合わせた後、得られた値をアルミニウム電極の面積Sと真空の誘電率ε0(8.854×10−12F/m)の積で割り、比誘電率を算出する。つまり、式(X):比誘電率=(静電容量C×厚みT)/(面積S×真空の誘電率ε0)にて比誘電率を算出する。
より具体的には、粘着シートの温度が−10℃、0℃、10℃、20℃、30℃および40℃となるように段階的に昇温して、各温度において粘着シートの温度が安定するまで5分間放置した後、その温度において1MHzでのインピーダンス測定により静電容量Cを求め、得られた値から各温度における比誘電率を算出する。
なお、粘着シートの厚みは、少なくとも5箇所以上の任意の点における粘着シートの厚みを測定して、それらを算術平均した値である。
その後、算出された比誘電率のなかから、最小値と最大値を選択して、両者の差分の最小値に対する割合を求める。より具体的には、式[{(最大値−最小値)/最小値}×100]より計算される値(%)を求め、その値を温度依存度とする。
図2に、温度依存性評価試験結果の一例を示す。なお、図2の横軸は温度、縦軸は比誘電率を示す。また、図2は2種の粘着シートの測定結果の一例であり、一方は白丸、他方は黒丸の結果で示される。
図2を参照すると、白丸で示される粘着シートAにおいては、各温度における比誘電率が比較的近接しており、その変化も小さい。つまり、粘着シートAの比誘電率は、温度による変化が少ないことを示しており、寒冷地および温暖地においても粘着シートAの比誘電率が変わりにくい。結果として、粘着シートAを含むタッチパネルにおいては検出電極間の静電容量が、当初設定されていた値からずれにくく、誤動作を生じにくい。なお、粘着シートAの温度依存度(%)は、図2中の白丸の最小値であるA1と最大値であるA2とを選択して、式[(A2−A1)/A1×100]により求めることができる。
一方、黒丸で示される粘着シートBにおいては、温度が上昇するにつれて、比誘電率が大きく上昇し、その変化が大きい。つまり、粘着シートBの比誘電率は温度による変化が大きいことを示しており、検出電極間の静電容量が当初設定されていた値からずれやすく、誤動作を生じやすい。なお、粘着シートBの温度依存度(%)は、図2中の黒丸の最小値であるB1と最大値であるB2とを選択して、式[(B2−B1)/B1×100]により求めることができる。
つまり、上記温度依存度とは温度による誘電率の変化の程度を示しており、この値が小さいと、低温(−10℃)から高温(40℃)にわたって比誘電率の変化が起きにくい。一方、この値が大きいと、低温(−10℃)から高温(40℃)にわたって比誘電率の変化が起こりやすい。
なお、一般的に、電極などの導電体の間に絶縁体が存在する場合、電極間の絶縁体の静電容量Cは、静電容量C=誘電率ε×面積S÷層厚みTにより与えられ、誘電率ε=比誘電率εr×真空の誘電率ε0で与えられる。
(粘着シートの比誘電率)
本発明の粘着シートの、20℃での1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率は、4.0以上であり、4.5〜9.0であることが好ましく、5.0〜8.5であることがより好ましく、5.5〜8.0であることが特に好ましい。このように、粘着シートの比誘電率の値が4.0以上であることで、タッチパネルの感度が良好になり、動作性が向上する。また、粘着シートの比誘電率を9.0以下とすることで、粘着シートが有する寄生容量を低減することができ、タッチパネルの温度依存度をより低くすることが容易になるため、誤動作の発生をより抑制できる。
一方で、粘着シートの比誘電率が4.0未満になると、タッチパネルの感度が低下して、動作性が低下してしまう。
本発明において、粘着シートの比誘電率は、20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められ、上記温度依存性評価試験の手順と同様にして求められる。
(粘着シートの180度剥離強度)
本発明の粘着シートの180度剥離強度は、0.2〜1.2N/mmであり、0.3〜1.1N/mmが好ましく、0.4〜1.0N/mmがより好ましく、0.5〜0.9N/mmが特に好ましい。
剥離強度が上記範囲であれば、静電容量式タッチパネルセンサーと保護基板(カバー部材)との間、静電容量式タッチパネルセンサーと表示装置との間、または、静電容量式タッチパネルセンサー内の基板と基板上に配置された検出電極を備える導電フィルム同士の間に粘着シートを使用した際に、幅広い温度領域にて優れた密着保持力(粘着性)が維持され、経時変性などによるタッチパネルの誤動作が生じにくくなる。
粘着性評価試験の測定方法としては、粘着シートをガラス基板に貼り合せて、粘着シートのJIS Z0237内の「10.4 引き剥がし粘着力の測定」に準拠した方法にて、180度剥離強度(180度ピール強度)を求める。
より具体的には、粘着シート(幅25mm×長さ40mm〜50mm)を、ガラス板(40mm以上×60mm以上)の中心付近に粘着シートの粘着面とガラス板とを向い合せにして、粘着シートとガラス板との長手方向を揃えるようにして10〜40kPaで貼り合せする。その後、露出した粘着シート上にカプトンフィルム(幅25mm×長さ150mm以上)の長手方向を揃え、カプトンフィルムの一端が粘着シートに接しないように、かつ、粘着シート全域をカプトンフィルムが覆うように、カプトンフィルムと粘着シートとを貼り合せし、積層体を得る。次に、オートグラフ(島津製作所製)に粘着シートと接していないカプトンフィルムの一端を180度方向に引っ張る(剥離する)形状でセットし、剥離強度を測定する。
(その他の特性)
本発明の粘着シートの厚みは特に制限されないが、5〜2500μmであることが好ましく、20〜500μmであることがより好ましい。上記範囲内であれば所望の可視光の透過率が得られ、且つ、取り扱いも容易である。本発明における粘着シートの厚みは、例えばマイクロメーターを用いて測定できる。
粘着シートは、光学的に透明であることが好ましい。つまり、透明粘着シートであることが好ましい。光学的に透明とは、全光線透過率は85%以上であることを意図し、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。全光線透過率は、積分球式光線透過率測定装置(例えば、コニカミノルタ社製の商品名「CM−3600A」)を用いて測定できる。
<粘着シートの組成>
上述した粘着シート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、粘着剤組成物(以後、単に「組成物」とも称する)を所定の基材(例えば、剥離シート)上に塗布して、必要に応じて硬化処理を施して粘着シートを形成する方法が挙げられる。粘着シートの形成後、必要に応じて、形成された粘着シートの露出した表面上に剥離シートを積層してもよい。
以下では、粘着シートを形成する方法として、粘着剤組成物を用いた方法を詳述する。以下に説明する粘着剤組成物の一例である粘着剤組成物Aおよび粘着剤組成物Bは、一方を用いてもよいし、両方を使用してもよいが、粘着剤組成物Aを単独、または粘着剤組成物Aおよび粘着剤組成物Bの両方を用いることが好ましく、粘着剤組成物Aおよび粘着剤組成物Bの両方を用いることがより好ましい。
<粘着剤組成物A>
粘着剤組成物Aは、粘着シートに粘着性を付与する成分として、後述する特定モノマーAに由来する繰り返し単位を有する(メタ)アクリル系樹脂((メタ)アクリル系ポリマー)を含有する。すなわち、粘着剤組成物Aを用いて形成される粘着シートには、特定モノマーAに由来する繰り返し単位を有する(メタ)アクリル系樹脂が含まれるものとなる。
このように、特定モノマーAに由来する繰り返し単位を有することで、粘着シートの比誘電率をより向上させることができる。
ここで、「特定モノマーA」とは、水酸基、カルボキシル基および含窒素官能基からなる群より選択される少なくとも1種の基を有するモノマー(単量体)のことをいう。含窒素官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、イミド基、ウレア基、3級のアミノ基、アンモニウム基、アミジノ基、トリアジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール基、イミダゾール基、ベンズイミダゾール基、キノリン基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、キナゾリン基、キノキサリン基、プリン基、トリアジン基、ピペリジン基、ピペラジン基、ピロリジン基、ピラゾール基、アニリン基、アルキルアミン構造を含む基、イソシアヌル構造を含む基、ニトロ基、ニトロソ基、アゾ基、ジアゾ基、アジド基、シアノ基、シアネート基(R−O−CN)、モルホリン基およびラクタム基などが挙げられる。
上記特定モノマーAとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、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、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10−ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシラウリル(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−ビニルピロリドンおよびN−ビニルカプロラクタムなどが挙げられる。これらのモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
このような上記(メタ)アクリル系樹脂の重合に用いられる特定モノマーAは、(メタ)アクリル系樹脂の重合に用いられる単量体(モノマー)の全質量100質量%に対して、10質量%以上で使用されることが好ましく、10〜50質量%で使用されることがより好ましく、15〜30質量%で使用されることが特に好ましい。特定モノマーAの使用量が10質量%以上であることで、粘着シートの比誘電率をより一層向上させることができる。また、特定モノマーAの使用量が50質量%以下であることで、温度依存度の向上を抑制でき、誤作動をより低減できる傾向にある。
(メタ)アクリル系樹脂の重合には、さらに以下の(メタ)アクリレートモノマーを用いることが好ましい。
(メタ)アクリレートモノマーとして具体的には、例えば、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)アクリレートおよび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、粘着性を向上させるという観点から、炭素数4〜20(好ましくは炭素数6〜18)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を有することが好ましく、へキシル(メタ)アクリレートおよび2−エチルヘキシル(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)アクリレートモノマーを用いることがより好ましい。これらのモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
上記炭素数4〜20の炭化水素基を有する(メタ)アクリレートモノマーは、上記(メタ)アクリル系樹脂の重合に用いられる単量体(モノマー)の全質量100質量%に対して、25〜90質量%の範囲で使用されることが好ましく、40〜80質量%の範囲で使用されることがより好ましい。これにより粘着性がより発揮される傾向にある。
(メタ)アクリル系樹脂は、粘着剤のガラス転移温度(Tg)の設計が容易になったり、比誘電率の調節が容易になったりするという観点から、少なくとも、上述した炭素数4〜20の炭化水素基を有する(メタ)アクリレートモノマーと、上述した特定モノマーAと、を用いて重合されたものであることが好ましい。
なお、(メタ)アクリル系樹脂には、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(以下、「その他モノマー」ともいう。)由来の繰り返し単位が含まれていてもよい。また、(メタ)アクリル系樹脂は、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は、例えば、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、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および3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらのモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
さらに、(メタ)アクリル系樹脂は、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、および、(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。
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および/または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および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または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、粘着シート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および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および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および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および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および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、粘着剤組成物Aの全固形分(100質量%)に対して、0.3〜10質量%が好ましく、粘着シートの柔軟性と粘着性の両立の観点から、0.5〜7質量%がより好ましく、1〜5質量%がさらに好ましい。
これらの架橋剤は単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル系樹脂に使用する(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および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)アクリレートおよび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)アクリレートおよび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)アクリレートおよび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、粘着剤組成物Aの全固形分(100質量%)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。
これらの多官能(メタ)アクリレートモノマーは単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
上記の(メタ)アクリル系樹脂の重合方法は特に制限されるものではなく、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合、交互共重合などの公知の方法により重合できる。また、得られる共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体など何れでもよい。
上記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、10万〜250万であることが好ましく、20万〜200万であることがより好ましく、40万〜150万であることがさらに好ましい。
なお、本発明における各成分の重量平均分子量は、ポリスチレン換算によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により求めた値である。
より具体的には、重量平均分子量の測定は、下記条件で、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて行う。
装置:東ソー社製 EcoSEC HLC−8320GPC
カラム:東ソー社製 TSK−GEL SuperHZM−H
東ソー社製 TSK−GEL SuperHZ4000
東ソー社製 TSK−GEL SuperHZ2000
カラム温度:40℃
流速:0.35mL/min
検量線:東ソー社製 TSKstandard POLYSTYRENE
溶離液:和光純薬工業社製 THF(安定剤含有)
粘着剤組成物A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。
粘着剤組成物Aには、上記以外にも、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、熱カチオン重合開始剤、光カチオン重合開始剤など)、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、ならびに、金属粉および顔料などの粉体、粒子状または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。
粘着剤組成物Aは、粘着シートの比誘電率をより向上させるという観点から、後述する粘着剤組成物Bの説明で挙げる疎水性化合物を実質的に含有しないことが好ましい。
なお、「実質的に含有しない」とは、粘着剤組成物Bの調製時に意図的に添加しないという程度の意味であり、製造時に不可避的に混入する場合は含まれる。
<粘着剤組成物B>
粘着剤組成物Bは、粘着シートに粘着性を付与する成分として、(メタ)アクリル系樹脂((メタ)アクリル系ポリマー)と、疎水性化合物と、を含有する。すなわち、粘着剤組成物Bを用いて形成される粘着シートには、(メタ)アクリル系樹脂と、疎水性化合物と、が含まれることとなる。
粘着剤組成物Bにおいて、(メタ)アクリル系樹脂の重合に用いられる(メタ)アクリレートモノマー((メタ)アクリレート単量体)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)アクリル系樹脂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)アクリレートおよび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)アクリル系樹脂中、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)アクリル系樹脂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、粘着剤組成物Bにおいて、(メタ)アクリル系樹脂には、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)アクリル系樹脂は1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。
このようなモノマーの具体例としては、粘着剤組成物Aの説明で挙げた「特定モノマーA」および「その他のモノマー」等が挙げられる。
さらに、粘着剤組成物Bにおいて、(メタ)アクリル系樹脂は、架橋構造を有していてもよい。架橋構造の形成方法は、上述の粘着剤組成物Aと同様である。また、架橋剤(多官能モノマーも含む)の具体例、使用量等についても、粘着剤組成物Aと同様である。
粘着剤組成物Bにおける(メタ)アクリル系樹脂の重合方法は、上記粘着剤組成物Aの(メタ)アクリル系樹脂と同様である。
粘着剤組成物Bにおいて、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、20万〜200万であることが好ましく、30万〜150万であることがより好ましく、40万〜100万であることがより好ましい。重量平均分子量の測定方法は、上述した通りである。
粘着剤組成物Bに含まれる疎水性化合物としては、例えば、粘着付与剤やゴム系樹脂が好ましく挙げられる。
粘着付与剤としては、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、テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水添テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、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)およびスチレン系樹脂(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。
上記の樹脂において、例えばテルペン系樹脂は、市販品を用いることができ、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およびクリアロンP85(ヤスハラケミカル製)などが挙げられる。
なお、粘着付与剤としては、1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。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、得られる粘着シート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。
ゴム系樹脂(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および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、ポリイソプレンおよび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。ゴム系樹脂としては、1種のみを使用しても、2種以上を併用してもよい。
上記の疎水性化合物の中でも、粘着性をより向上できるという観点から、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、クマロンインデン系樹脂、スチレン系樹脂およびゴム系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を用いることが好ましい。より好ましくは、テルペン系樹脂(好ましくは、テルペン樹脂および水添テルペン樹脂、より好ましくは水添テルペン樹脂)およびゴム系樹脂から選択する少なくとも1種の樹脂を用いることである。
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。
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。
粘着剤組成物B中おいて、(メタ)アクリル系樹脂に対する疎水性化合物の含有割合(疎水性化合物の含有量/(メタ)アクリル系樹脂の含有量)は、0.25〜4であることが好ましく、0.5〜2であることがより好ましい。
上記O/C比は、粘着剤組成物Bにより形成される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、粘着剤組成物Bにより形成される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、粘着剤組成物Bにより形成される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、粘着剤組成物Bにより形成される粘着層が、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、粘着剤組成物Bにより形成される粘着層中に(メタ)アクリル系樹脂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)アクリル系樹脂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)アクリル系樹脂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、粘着剤組成物Bにより形成される粘着層に上記(メタ)アクリル系樹脂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)アクリル系樹脂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)アクリル系樹脂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。
粘着剤組成物Bにより形成さ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。
粘着剤組成物Bには、必要に応じて、粘着剤組成物Aで挙げた溶媒が含まれていてもよい。また、粘着剤組成物Bは、上記粘着剤組成物Aの説明で挙げた従来公知の各種の添加剤を含有してもよい。
<粘着シートの構造>
次に、本発明の粘着シートの好適な構造について説明する。
本発明の粘着シートは、第1領域と、第2領域と、を有する。第1領域と、第2領域とは、互いに粘着シートにおける存在位置が異なっており、20℃における比誘電率および温度依存度の少なくとも一方の値が互いに異なる。
好ましくは、20℃における比誘電率の値が第1領域>第2領域の関係にあり、かつ、温度依存度が第1領域≦第2領域の関係にあることである。ここで、比誘電率の向上と、温度依存度の低減とは、相反する関係となる傾向にある。すなわち、比誘電率を向上させると、温度依存度も向上しやすく、比誘電率を低下させると、温度依存度も低減しやすい。そのため、第1領域と、第2領域と、における温度依存度および比誘電率の関係を、上記のようにすることで、粘着シートの20℃における比誘電率を高くし、温度依存度を低減させることがより容易になる。
第1領域の好ましい態様としては、20℃における上述した比誘電率が4.0以上であり、かつ、上記温度依存度が25%以下である。
第1領域の20℃における比誘電率は、4.0以上であることが好ましく、4.5以上であることがより好ましく、5.0以上であることがさらに好ましい。これにより、粘着シート全体としての比誘電率を上記特定値にすることがより容易になる。また、上限値としては特に限定されないが、粘着シートの温度依存度を低下させて、誤作動の発生をより抑制する観点から、9.0以下であることが好ましく、8.5以下であることがより好ましく、8.0以下であることがさらに好ましい。
第1領域の上記温度依存度は、25%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましい。これにより、粘着シートの誤作動の発生をより低減できる。
なお、第1領域における比誘電率および温度依存度は、第1領域のみからなる粘着シートを形成し、これを上述した温度依存性評価試験に用いることで測定される。
ここで、第1領域の形成は、上述した粘着剤組成物Aを用いて行うことが好ましい。上述した粘着剤組成物Aは、特定モノマーAに由来する繰り返し単位を有するアクリル系樹脂を含む。特定モノマーAに由来する繰り返し単位を有すると、高誘電率層の比誘電率を向上しやすくなるためである。一方で、特定モノマーAに由来する上記水酸基などの運動性が温度によって変化しやすいため、この基を導入した粘着シートの比誘電率も温度によって大きく変化する傾向にある(すなわち、温度依存度が低下する)。そこで、発明者が鋭意検討した結果、第1領域のガラス転移温度(Tg)を制御して、タッチパネルの実使用温度域(−10〜40℃付近)に比誘電率の極大値があるように設計すれば、20℃における比誘電率の向上と、温度依存度の低減と、の両特性をより高いレベルで両立できることを見出した。
なお、−10〜40℃における第1領域の比誘電率の極大値の測定は、上述した温度依存性評価試験において、第1領域のみからなる粘着シートを用いて行われる。
また、20℃における比誘電率の向上と、温度依存度の低減と、をより一層高いレベルで両立させるという観点から、第1領域のガラス転移温度(Tg)は、0℃以下であることが好ましく、−2℃以下であることがより好ましく、−50〜−5℃であることがさらに好ましく、−40〜−8℃であること特に好ましい。第1領域のガラス転移温度は、後述する実施例に記載した方法により測定される。
第2領域の好ましい態様としては、20℃における上述した比誘電率が4.0以下あり、かつ、上記温度依存度が20%以下である。これにより、本発明における粘着シートの比誘電率、温度依存度および180度剥離強度のそれぞれの特性を、上述した特定値にすることが容易になる。
第2領域の20℃における比誘電率は、4.0以下であることが好ましく、3.8以下であることがより好ましく、3.5以下であることがさらに好ましい。これにより、粘着シート全体としての比誘電率を上記特定値にすることがより容易になる。また、上限値としては特に限定されないが、タッチパネルの感度が良好になり、動作性が向上する観点から、2.0以上であることが好ましく、2.5以上であることがより好ましく、2.8以上であることがさらに好ましい。
第2領域の上記温度依存度は、20%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。これにより、粘着シートの誤作動の発生をより低減できる。
なお、第2領域における比誘電率および温度依存度は、第2領域のみからなる粘着シートを形成し、これを上述した温度依存性評価試験に用いることで測定される。
ここで、第2領域の形成は、上述した粘着剤組成物Bを用いて行われることが好ましい。粘着剤組成物Bは、上述したように(メタ)アクリル系樹脂と疎水性化合物とを含むものである。これにより、粘着シートの180度剥離強度を向上できる。一方で、疎水性化合物の作用により、温度依存度を向上できるものの、比誘電率を低下させてしまう傾向にある。そこで、発明者が鋭意検討した結果、粘着シートに上記第1領域に加えて、第2領域も形成することで、第1領域による比誘電率をより向上させる効果を維持しつつ、第2領域による180度剥離強度をより向上させる効果を発揮できることを見出した。
すなわち、本発明の粘着シートが第1領域および第2領域を有することで、20℃における比誘電率、温度依存度および180度剥離強度のすべての特性をより高いレベルで満たすことができる。
本発明の粘着シートにおいて、第1領域と第2領域との位置関係は、特に限定されるものではないが、第1領域からなる層(以下、「第1層」ともいう。)と、第2領域からなる層(以下、「第2層」ともいう。)と、を有する積層構造にあることが好ましい。また、第1層の比誘電率は、第2層の比誘電率よりも高いことが好ましい。
具体的には、粘着シートにおける他部材と接着される面が、少なくとも第2層であることが好ましく、第2層が第1層の両面に設けられていることがより好ましい。これにより、粘着シートの20℃における比誘電率および温度依存度の特性を高いレベルで満たしつつ、180度剥離強度もより向上することができる。
第1層の厚みに対する、第2層の厚みの割合(第2層/第1層)は、0.05〜0.5であることが好ましく、0.06〜0.3であることがより好ましく、0.1〜0.2であることがさらに好ましい。これにより、比誘電率、温度依存度および180度剥離強度のすべての特性をより高いレベルで満たすことができる。
ここで、第2層の厚みは、第1層の一方の面に設けられた厚みを指す。
本発明の粘着シートを第1層および第2層を含む積層構造とする場合において、第2層に含まれる上記疎水性化合物の含有量は、第2層の全質量に対して20〜80質量%(好ましくは25〜75質量%、より好ましくは30〜70質量%)であり、かつ、粘着シートの全質量に対して1〜30質量%(好ましくは2〜28質量%、より好ましくは4〜25質量%)である。これにより、第2層を用いたことによる比誘電率の低下を抑制することができるので、比誘電率の高い粘着シートを得ることができる。
<粘着シートの製造方法>
粘着シートを形成する形成方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、所定の基材(例えば、剥離シート)上に上記粘着剤組成物を塗布して、必要に応じて硬化処理を施して粘着シートを形成する方法が挙げられる。なお、粘着シートの形成後、粘着シート表面上に剥離シートを積層してもよい。
また、粘着シートを積層構造とする場合においては、例えば、所望の積層順に粘着剤組成物を順次塗布して形成してもよいし、あらかじめ各層を個別に形成した後にこれらを貼り合せることで形成してもよい。
粘着剤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、ダイコーターおよび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、熱硬化処理および光硬化処理などが挙げられる。
なお、粘着シートは、基材を有しないタイプ(基材レス粘着シート)であっても、基材の少なくとも一方の主面に粘着シートが配置された基材を有するタイプ(基材付き粘着シート。例えば、基材の両面に粘着シートを有する基材付き両面粘着シート、基材の片面にのみ粘着シートを有する基材付き片面粘着シート)であってもよい。
[タッチパネル用積層体、静電容量式タッチパネル]
上記粘着シートは、静電容量式タッチパネル用途に使用され、各種部材同士を密着させるために配置される。
例えば、図3に示すように、上記粘着シート12は、静電容量式タッチパネルセンサー18上に配置され、タッチパネル用積層体200を構成してもよい。
また、図4に示すように、粘着シート12は、保護基板20と静電容量式タッチパネルセンサー18との間に配置され、タッチパネル用積層体300を構成してもよい。なお、上述したように、粘着シート12が第1層および第2層を含む積層構造を有し、第2層が第1層の両面に設けられている場合には、粘着シート12における第2層は、保護基板20と接する面側と、静電容量式タッチパネルセンサー18と接する面側と、に位置している。
また、図5(A)に示すように、粘着シート12は、表示装置50と静電容量式タッチパネルセンサー18との間に配置され、静電容量式タッチパネル400を構成してもよい。
さらに、図5(B)に示すように、粘着シート12は、表示装置50と静電容量式タッチパネルセンサー18との間、および、静電容量式タッチパネルセンサー18と保護基板20との間に配置され、静電容量式タッチパネル500を構成してもよい。
以下、タッチパネル用積層体および静電容量式タッチパネルで使用される各種部材について詳述する。
(静電容量式タッチパネルセンサー)
静電容量式タッチパネルセンサー18とは、表示装置上(操作者側)に配置され、人間の指などの外部導体が接触(接近)するときに発生する静電容量の変化を利用して、人間の指などの外部導体の位置を検出するセンサーである。
静電容量式タッチパネルセンサー18の構成は特に制限されないが、通常、検出電極(特に、X方向に延びる検出電極およびY方向に延びる検出電極)を有し、指が接触または近接した検出電極の静電容量変化を検出することによって、指の座標を特定する。
図6を用いて、静電容量式タッチパネルセンサー18の好適態様について詳述する。
図6に、静電容量式タッチパネルセンサー180の平面図を示す。図7は、図6中の切断線A−Aに沿って切断した断面図である。静電容量式タッチパネルセンサー180は、基板22と、基板22の一方の主面上(表面上)に配置される第1検出電極24と、第1引き出し配線部26と、基板22の他方の主面上(裏面上)に配置される第2検出電極28と、第2引き出し配線部30と、フレキシブルプリント配線板32とを備える。なお、第1検出電極24および第2検出電極28がある領域は、使用者によって入力操作が可能な入力領域EI(物体の接触を検知可能な入力領域(センシング部))を構成し、入力領域EIの外側に位置する外側領域EOには第1引き出し配線部26、第2引き出し配線部30およびフレキシブルプリント配線板32が配置される。
以下では、上記構成について詳述する。
基板22は、入力領域EIにおいて第1検出電極24および第2検出電極28を支持する役割を担うと共に、外側領域EOにおいて第1引き出し配線26および第2引き出し配線30を支持する役割を担う部材である。
基板22は、光を適切に透過することが好ましい。具体的には、基板22の全光線透過率は、85〜100%であることが好ましい。
基板22は、絶縁性を有する(絶縁基板である)ことが好ましい。つまり、基板22は、第1検出電極24および第2検出電極28の間の絶縁性を担保するための層である。
基板22としては、透明基板(特に、透明絶縁性基板)であることが好ましい。その具体例としては、例えば、絶縁樹脂基板、セラミックス基板および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、ポリ塩化ビニルおよび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、ポリカーボネートおよびトリアセチルセルロース樹脂であることが好ましい。
図6において、基板22は単層であるが、2層以上の複層であってもよい。
基板22の厚み(基板22が2層以上の複層の場合は、それらの合計厚み)は特に制限されないが、5〜350μmであることが好ましく、30〜150μmであることがより好ましい。上記範囲内であれば所望の可視光の透過率が得られ、且つ、取り扱いも容易である。
また、図6においては、基板22の平面視形状は実質的に矩形状とされているが、これには限られない。例えば、円形状、多角形状であってもよい。
第1検出電極24および第2検出電極28は、静電容量の変化を感知するセンシング電極であり、感知部(センサ部)を構成する。つまり、指先をタッチパネルに接触させると、第1検出電極24および第2検出電極28の間の相互静電容量が変化し、この変化量に基づいて指先の位置をIC回路(集積回路)によって演算する。
第1検出電極24は、入力領域EIに接近した使用者の指のX方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。第1検出電極24は、第1方向(X方向)に延び、第1方向と直交する第2方向(Y方向)に所定の間隔をあけて配列された電極であり、後述するように所定のパターンを含む。
第2検出電極28は、入力領域EIに接近した使用者の指のY方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。第2検出電極28は、第2方向(Y方向)に延び、第1方向(X方向)に所定の間隔をあけて配列された電極であり、後述するように所定のパターンを含む。図6においては、第1検出電極24は5つ、第2検出電極28は5つ設けられているが、その数は特に制限されず複数あればよい。
図6中、第1検出電極24および第2検出電極28は、導電性細線により構成される。図8に、第1検出電極24の一部の拡大平面図を示す。図8に示すように、第1検出電極24は、導電性細線34により構成され、交差する導電性細線34による複数の格子36を含んでいる。なお、第2検出電極28も、第1検出電極24と同様に、交差する導電性細線34による複数の格子36を含んでいる。
導電性細線34の材料としては、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)およびアルミニウム(Al)などの金属、これらの金属の合金、ならびに、ITO、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化ガリウムおよび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(例えば、ゼラチンなど)であることが好ましい。
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。
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、導電性配線34で囲まれる開口領域を含んでいる。格子36の一辺の長さWは、800μm以下が好ましく、600μm以下がより好ましく、400μm以上であることが好ましい。
第1検出電極24および第2検出電極28では、可視光透過率の点から開口率は85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが最も好ましい。開口率とは、所定領域において第1検出電極24または第2検出電極28中の導電性細線34を除いた透過性部分が全体に占める割合に相当する。
格子36は、略ひし形の形状を有している。但し、その他、多角形状(例えば、三角形、四角形、六角形、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。
なお、図8においては、導電性細線34はメッシュパターンとして形成されているが、この態様には限定されず、ストライプパターンであってもよい。
第1引き出し配線26および第2引き出し配線30は、それぞれ上記第1検出電極24および第2検出電極28に電圧を印加するための役割を担う部材である。
第1引き出し配線部26は、外側領域EOの基板22上に配置され、その一端が対応する第1検出電極24に電気的に接続され、その他端はフレキシブルプリント配線板32に電気的に接続される。
第2引き出し配線30は、外側領域EOの基板22上に配置され、その一端が対応する第2検出電極28に電気的に接続され、その他端はフレキシブルプリント配線板32に電気的に接続される。
なお、図6においては、第1引き出し配線26は5本、第2引き出し配線30は5本記載されているが、その数は特に制限されず、通常、検出電極の数に応じて複数配置される。
第1引き出し配線26および第2引き出し配線30を構成する材料としては、例えば、金(Au)、銀(Ag)および銅(Cu)などの金属や、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化ガリウムおよび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。
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。
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、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現像液およびMAA現像液等を用いることもできる。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、印画紙、印刷製版用フィルムおよび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、粘着シート40と、第1検出電極24と、第1検出電極24の一端に電気的に接続している第1引き出し配線(図示せず)と、第1検出電極24および第1引き出し配線が隣接する第2基板42と、フレキシブルプリント配線板(図示せず)とを備える。
図9に示すように、静電容量式タッチパネルセンサー280は、第1基板38、第2基板42、および粘着シート40の点を除いて、静電容量式タッチパネルセンサー180と同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
第1基板38および第2基板42の定義は、上述した基板22の定義と同じである。
粘着シート40は、第1検出電極24および第2検出電極28を密着させるための層であり、光学的に透明であることが好ましい(透明粘着シートであることが好ましい)。粘着シート40を構成する材料としては公知の材料が使用され、粘着シート40としては上記粘着シート12が使用されてもよい。
図9中の第1検出電極24と第2検出電極28とは、図6に示すようにそれぞれ複数使用されており、両者は図6に示すように互いに直交するように配置されている。
なお、図9に示す、静電容量式タッチパネルセンサー280は、基板と基板表面に配置された検出電極および引き出し配線とを有する電極付き基板を2枚用意し、電極同士が向き合うように、粘着シートを介して貼り合せて得られる静電容量式タッチパネルセンサーに該当する。
静電容量式タッチパネルセンサーの他の態様としては、図10に示す態様が挙げられる。
静電容量式タッチパネルセンサー380は、第1基板38と、第1基板38上に配置された第2検出電極28と、第2検出電極28の一端に電気的に接続し、第1基板38上に配置された第2引き出し配線(図示せず)と、粘着シート40と、第2基板42と、第2基板42上に配置された第1検出電極24と、第1検出電極24の一端に電気的に接続し、第2基板42上に配置された第1引き出し配線(図示せず)と、フレキシブルプリント配線板(図示せず)とを備える。
図10に示す静電容量式タッチパネルセンサー380は、各層の順番が異なる点を除いて、図9に示す静電容量式タッチパネルセンサー280と同様の層を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
また、図10中の第1検出電極24と第2検出電極28とは、図6に示すようにそれぞれ複数使用されており、両者は図6に示すように互いに直交するように配置されている。
なお、図10に示す、静電容量式タッチパネルセンサー380は、基板と基板表面に配置された検出電極および引き出し配線とを有する電極付き基板を2枚用意し、一方の電極付き基板中の基板と他方の電極付き基板の電極とが向き合うように、粘着シートを介して貼り合せて得られる静電容量式タッチパネルセンサーに該当する。
静電容量式タッチパネルセンサーの他の態様としては、例えば、図6において、第1検出電極24および第2検出電極28の導電性細線34が、金属酸化物粒子、銀ペーストや銅ペーストなどの金属ペーストで構成されていてもよい。なかでも導電性と透明性に優れる点で、銀細線による導電膜と銀ナノワイヤ導電膜が好ましい。
また、第1検出電極24および第2検出電極28は導電性細線34のメッシュ構造で構成されていたが、この態様には限定されず、例えば、ITO、ZnOなどの金属酸化物薄膜(透明金属酸化物薄膜)、銀ナノワイヤや銅ナノワイヤなどの金属ナノワイヤでネットワークを構成した透明導電膜で形成されていてもよい。
より具体的には、図11に示すように、透明金属酸化物で構成される第1検出電極24aおよび第2検出電極28aを有する静電容量式タッチパネルセンサー180aであってもよい。図11は、静電容量式タッチパネルセンサー180aの入力領域における一部平面図を示す。図12は、図11中の切断線A−Aに沿って切断した断面図である。静電容量式タッチパネルセンサー180aは、第1基板38と、第1基板38上に配置された第2検出電極28aと、第2検出電極28aの一端に電気的に接続し、第1基板38上に配置された第2引き出し配線(図示せず)と、粘着シート40と、第2基板42と、第2基板42上に配置された第1検出電極24aと、第1検出電極24aの一端に電気的に接続し、第2基板42上に配置された第1引き出し配線(図示せず)と、フレキシブルプリント配線板(図示せず)とを備える。
図11および図12に示す静電容量式タッチパネルセンサー180aは、第1検出電極24aおよび第2検出電極28a以外の点を除いて、図10に示す静電容量式タッチパネルセンサー380と同様の層を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
図11および図12に示す、静電容量式タッチパネルセンサー180aは、基板と基板表面に配置された検出電極および引き出し配線とを有する電極付き基板を2枚用意し、一方の電極付き基板中の基板と他方の電極付き基板の電極とが向き合うように、粘着層(粘着シート)を介して貼り合せて得られる静電容量式タッチパネルセンサーに該当する。
上述したように、第1検出電極24aおよび第2検出電極28aはそれぞれX軸方向およびY軸方向に延びる電極で、透明金属酸化物で構成され、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)で構成される。なお、図11および図12においては、透明電極ITOをセンサーとして生かすため、インジウム錫酸化物(ITO)自体の抵抗の高さを、電極面積を稼いで配線抵抗総量を小さくして、さらに厚みを薄くし透明電極の特性を生かし、光透過率を確保する設計になっている。
なお、ITOのほかに上記態様で使用できる材料としては、例えば、亜鉛酸化物(ZnO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、ガリウム亜鉛酸化物(GZO)および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。レジストマスクスクリーン印刷−エッチング法、インクジェット法および印刷法などを用いてもよい。
(保護基板)
保護基板20は、粘着シート上に配置される基板であり、外部環境から後述する静電容量式タッチパネルセンサー18を保護する役割を果たすと共に、その主面はタッチ面を構成する。
保護基板20として、透明基板であることが好ましくプラスチックフィルム、プラスチック板、ガラス板などが用いられる。基板の厚みはそれぞれの用途に応じて適宜選択することが望ましい。
上記プラスチックフィルムおよびプラスチック板の原料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)および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)、ポリスチレンおよびエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン類;ビニル系樹脂;その他、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)、シクロオレフィン系樹脂(COP)等を用いることができる。
また、保護基板20としては、偏光板、円偏光板などを用いてもよい。
(表示装置)
表示装置50は、画像を表示する表示面を有する装置であり、表示画面側に各部材が配置される。
表示装置50の種類は特に制限されず、公知の表示装置を使用することができる。例えば、陰極線管(CRT)表示装置、液晶表示装置(LCD)、有機発光ダイオード(OLED)表示装置、真空蛍光ディスプレイ(VFD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、表面電界ディスプレイ(SED)、電界放出ディスプレイ(FED)および電子ペーパー(E−Paper)などが挙げられる。
上述した粘着シートは、静電容量式タッチパネルの製造に好適使用できる。例えば、表示装置と上記静電容量式タッチパネルセンサーとの間や、上記静電容量式タッチパネルセンサーと保護基板との間や、または、静電容量式タッチパネルセンサー内の基板と基板上に配置された検出電極を備える導電フィルム同士の間に配置される粘着シートを付与するために使用される。
特に、本発明の粘着シートは、静電容量式タッチパネル中の検出電極に隣接する粘着層を付与するために使用されることが好ましい。このような態様に使用される場合、上記変動要因の影響によるタッチ誤動作を顕著に削減することができるため、好ましい。
なお、上記検出電極に粘着シートが隣接する場合としては、例えば、静電容量式タッチパネルセンサーが基板の裏表面に検出電極が配置された態様である際に、その両面の検出電極に接するように粘着シートが配置される場合が挙げられる。また、他の場合としては、静電容量式タッチパネルセンサーが基板と基板の片面に配置された検出電極とを備える導電フィルムを2枚有し、この2枚の導電フィルムを貼り合せる際に、検出電極に接するように粘着シートが配置される場合が挙げられる。より具体的には、図9および図10の粘着シート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。
また、通常、静電容量式タッチパネルセンサーの入力領域が大きくなるにつれて、表示装置の表示画面のサイズも大きくなる。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準である。
以下の説明において、粘着層(粘着シート)が積層構造を有している場合においては、粘着シートを構成する層のうち、中間に存在する層(上述した「第1層」)を「高誘電率層A」または「高誘電率層」といい、この高誘電率層Aの両面に設けられた層(上述した「第2層」)を「低誘電率層B」または「低誘電率層」という場合がある。また、粘着層が積層構造を有していない場合においては、粘着層を「高誘電率層A」または「高誘電率層」という場合がある。
<実施例1>
(アクリルポリマーAの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)90質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)10質量部、および、酢酸エチル100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)0.57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40質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーAの重量平均分子量(Mw)は42万であった。
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2.0質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた粘着剤組成物A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、25℃で7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>
(アクリルポリマーBの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)80質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)20質量部、酢酸エチル100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)0.09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)0.57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40質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーBの重量平均分子量(Mw)は65万であった。
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2.0質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた粘着剤組成物B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、25℃で7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3>
(アクリルポリマーCの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)60質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)40質量部、酢酸エチル100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)0.15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)0.57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40質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーCの重量平均分子量(Mw)は72万であった。
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2.0質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた粘着剤組成物C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、25℃で7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4>
(アクリルポリマーDの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中にn−ヘキシルアクリレート(HA、和光純薬製)80質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)80質量部、酢酸エチル100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)0.12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)0.65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40質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーDの重量平均分子量(Mw)は69万であった。
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2.0質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた粘着剤組成物D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、25℃で7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5>
(アクリルポリマーaの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)35質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)5質量部、イソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学製)60質量部、酢酸エチル100質量部を入れて75℃とした。そこに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN、和光純薬製)0.01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)0.25質量部を入れ、2時間攪拌した。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーaの重量平均分子量(Mw)は45万であった。得られたポリマー溶液100質量部にYSレジンTO85(ヤスハラケミカル製)37.5質量部とYSレジンLP(ヤスハラケミカル製)37.5質量部、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0.8質量%となるように添加し、さらにトルエンで固形分濃度が60質量%となるように希釈し粘着剤組成物aを得た。
上記で得られた粘着剤組成物a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10μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらに上記実施例2で作製した粘着剤組成物Bを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が80μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらにその上に上記で作製した粘着剤組成物aを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が10μm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、25℃で7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。
なお、高誘電率層(粘着剤組成物B)の両面に設けられた低誘電率層(粘着剤組成物aにより得られる層)に含まれる疎水性化合物(YSレジンTO85およびYSレジンLP)の合計量は、両面に設けられた低誘電率層の全質量に対して60質量%であり、粘着層全体に対して12質量%であった。
<実施例6>
(アクリルポリマーbの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)50質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)5質量部、イソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学製)45質量部、酢酸エチル100質量部を入れて75℃とした。そこに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN、和光純薬製)0.01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)0.25質量部を入れ、2時間攪拌した。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーbの重量平均分子量(Mw)は52万であった。得られたポリマー溶液100質量部にYSレジンTO85(ヤスハラケミカル製)13.3質量部とYSレジンLP(ヤスハラケミカル製)20.0質量部、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0.8質量%となるように添加し、さらにトルエンで固形分濃度が60質量%となるように希釈し粘着剤組成物bを得た。
上記で得られた粘着剤組成物b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10μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらに上記実施例2で作製した粘着剤組成物Bを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が80μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらにその上に上記で作製した粘着剤組成物bを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が10μm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、25℃で7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。
なお、高誘電率層(粘着剤組成物B)の両面に設けられた低誘電率層(粘着剤組成物bにより得られる層)に含まれる疎水性化合物(YSレジンTO85およびYSレジンLP)の合計量は、両面に設けられた低誘電率層の全質量に対して40質量%であり、粘着層全体に対して8質量%であった。
<実施例7>
(光硬化性粘着剤組成物Gと粘着フィルムの作製方法)
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、溶解させて光硬化性粘着剤組成物G(以下、単に「粘着剤組成物G」ともいう。)を得た。
上記で得られた光硬化性粘着剤組成物G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10μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、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た。さらに上記実施例2で作製した粘着剤組成物Bを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が80μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらにその上に上記で作製した光硬化性粘着剤組成物Gを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が10μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、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、さらに剥離フィルムを被せ、25℃で7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。
なお、高誘電率層(粘着剤組成物Bにより得られる層)の両面に設けられた低誘電率層(粘着剤組成物Gにより得られる層)に含まれる疎水性化合物(POLYVEST110、CLEARON P135およびUC−102)の合計量は、両面に設けられた低誘電率層の全質量に対して70質量%であり、粘着層全体に対して14質量%であった。
<実施例8〜12>
粘着剤組成物aから得られる低誘電率層と粘着剤組成物Bから得られる高誘電率層との膜厚構成を下記第1表に示す通りにした以外は、実施例5と同様にして、実施例8〜12の粘着フィルムを得た。
なお、第1表における低誘電率層の膜厚は、高誘電率層の片面における膜厚を示す。また、高誘電率層の両面に設けられた低誘電率層の膜厚はそれぞれ、同一である。
また、実施例8〜12において高誘電率層の両面に設けられた低誘電率層に含まれる疎水性化合物の合計量は、それぞれ、両面に設けられた低誘電率層の全質量に対して60質量%であり、粘着層全体に対して36質量%、29質量%、19質量%、7質量%、4質量%であった。
<実施例13>
(アクリルポリマーEの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)85質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)10質量部、アクリル酸(AA、和光純薬製)5質量部、酢酸エチル100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)0.58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40質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーEの重量平均分子量(Mw)は69万であった。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2.0質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた粘着剤組成物Eとした。
実施例5で得られた粘着剤組成物a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10μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらに上記で作製した粘着剤組成物Eを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が80μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらにその上に上記で作製した粘着剤組成物aを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が10μm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、25℃で7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。
なお、高誘電率層(粘着剤組成物Eにより得られる層)の両面に設けられた低誘電率層(粘着剤組成物aにより得られる層)に含まれる疎水性化合物(YSレジンTO85およびYSレジンLP)の合計量は、両面に設けられた低誘電率層の全質量に対して60質量%であり、粘着層全体に対して12質量%であった。
<実施例14>
(アクリルポリマーFの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)80質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)5質量部、N−ビニルピロリドン(NVP、和光純薬製)15質量部、酢酸エチル100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)0.02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)0.54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40質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーFの重量平均分子量(Mw)は71万であった。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2.0質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた粘着剤組成物Fとした。
実施例5で得られた粘着剤組成物a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10μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらに上記で作製した粘着剤組成物Fを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が80μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらにその上に上記で作製した粘着剤組成物aを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が10μm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、25℃で7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。
なお、高誘電率層(粘着剤組成物Fにより得られる層)の両面に設けられた低誘電率層(粘着剤組成物aにより得られる層)に含まれる疎水性化合物(YSレジンTO85およびYSレジンLP)の合計量は、両面に設けられた低誘電率層の全質量に対して60質量%であり、粘着層全体に対して12質量%であった。
<実施例15>
実施例5で得られた粘着剤組成物a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10μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらに実施例3で作製した粘着剤組成物Cを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が80μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、100℃で3分乾燥した。さらにその上に上記で作製した粘着剤組成物aを乾燥膜厚(粘着層の厚み)が10μm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、25℃で7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。
なお、高誘電率層(粘着剤組成物Cにより得られる層)の両面に設けられた低誘電率層(粘着剤組成物aにより得られる層)に含まれる疎水性化合物(YSレジンTO85およびYSレジンLP)の合計量は、両面に設けられた低誘電率層の全質量に対して60質量%であり、粘着層全体に対して12質量%であった。
<比較例1>
(アクリルポリマーXの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)25質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)25質量部、イソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学製)50質量部、酢酸エチル100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)0.12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)0.52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40質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーXの重量平均分子量(Mw)は47万であった。
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2.0質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた粘着剤組成物X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、25℃で7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。
<比較例2>
(アクリルポリマーYの合成と粘着フィルムの作製方法)
ガラス容器中に2−エチルヘキシルアクリレート(EHA、和光純薬製)33質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA、和光純薬製)2質量部、イソボルニルアクリレート(IBXA、共栄社化学製)65質量部、酢酸エチル100質量部を入れて75℃とした。そこに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN、和光純薬製)0.02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)0.52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40質量%のポリマー溶液を得た。GPC(ポリスチレン標準)により得られたアクリルポリマーYの重量平均分子量(Mw)は43万であった。
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2.0質量%となるように添加してからよく攪拌し、得られた粘着剤組成物Y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、25℃で7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。
<<各種評価>>
上記粘着シートの作製で示した粘着層の厚みは、マイクロメーターを用いて、厚さを5か所測定した算術平均値である。なお、高誘電率層および低誘電率層からなる粘着層については、同様の方法で、層毎に厚みを測定した。
(粘着層のガラス転移温度Tgの測定)
得られた粘着フィルムの剥離フィルムを剥がし、動的粘弾性測定装置DVA-255(アイティー計測制御株式会社製)を用い、せん断モード、昇温速度5℃/min、10Hzで粘弾性測定(貯蔵弾性率、損失弾性率)を行い、tanδ=損失弾性率/貯蔵弾性率の値が最大となるときの温度をガラス転移温度Tgとした。
なお、低誘電率層と、高誘電率層との積層構造体である実施例5〜15の粘着シートのTgついては、高誘電率層の作製に用いる粘着剤組成物のみを用いた粘着フィルムを実施例1と同様の条件で作製した後、得られた高誘電率層のみからなる粘着フィルムのTgを上記の条件で測定した。
(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PET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PET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、温度依存性評価試験用サンプルを作製した。
なお、各サンプル中における粘着層の厚みは、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(粘着層全体の比誘電率)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−10℃から40℃まで10℃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。
また、実施例1〜4、比較例1〜2においては、温度依存性評価試験から求められた各温度における比誘電率に基づいて、極大値が存在する温度(℃)を記録し、これを高誘電率層Aの比誘電率の極大値が存在する温度(℃)として、第2表に示した。また、上記温度依存性評価試験により求められる温度依存度、および20℃における比誘電率も第2表に示す。
なお、低誘電率層と高誘電率層との積層構造体である実施例5〜15の粘着シートについては、高誘電率層の作製に用いる粘着剤組成物のみを用いた粘着フィルムを実施例1と同様の条件で作製した後、これを用いて上記の温度依存性評価試験に準じて各温度における比誘電率を測定し、極大値が存在する温度(℃)を記録した。また、上記温度依存性評価試験により求められる高誘電率層の温度依存度、および20℃における比誘電率も第2表に示す。
さらに、実施例5〜15の粘着シートについて、低誘電率層の作製に用いる粘着剤組成物のみを用いた粘着フィルムを実施例1と同様の条件で作製した後、これを用いて上記温度依存性評価試験に準じて、低誘電率層の温度依存度、および20℃における比誘電率を求めた。この結果を第2表に示す。
(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)(180度剥離強度試験)を行い、粘着力を求めた。
(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、富士フィルム社製)を用いて現像処理を行った。さらに、純水でリンスし、乾燥することで、両面にAg細線からなる検出電極および引き出し配線を備える静電容量式タッチパネルセンサーAを得た。
なお、得られた静電容量式タッチパネルセンサーAにおいては、検出電極はメッシュ状に交差する導電性細線で構成されている。また、上述したように、第1検出電極はX方向に延びる電極で、第2検出電極はY方向に延びる電極であり、それぞれ4.5〜5mmピッチでフィルム上に配置されている。
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上記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分の環境に曝し、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。
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−10℃から40℃まで10℃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、−10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、および40℃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。
(動作性評価方法)
上記で作製したタッチパネルを20℃の環境下にて24時間放置した後、20℃の環境下にて、タッチパネルの保護基板上のタッチ面を指で触れて、4人の被験者で動作性を確認し、以下基準で官能評価から点数付けを行い、平均値を切り上げて評価点とした。
「5」:タッチ動作を良好に認識可能である
「4」:タッチ動作を認識可能である
「3」:僅かに動作の遅れを感じるものの、タッチ動作は認識可能である
「2」:動作が遅いなど実用上問題がある
「1」:動作がかなり遅く、実用上問題がある
<<評価結果>>
上記の各種評価試験の結果を第2表に示す。
第2表に示す通り、特定の比誘電率、温度依存度、180度剥離強度を有する粘着層(粘着シート)を用いることで、タッチパネルの動作性に優れ、低温から高温までの幅広い温度環境下にてタッチパネルの誤動作の発生を抑制することができ、粘着性にも優れることが示された(実施例)。
実施例2と実施例5〜12との比較から、高誘電率層の両面に低誘電率層が設けられた積層構造体である粘着シート(実施例5〜12)を用いることで、粘着性により優れることが示された。
実施例5〜12によれば、高誘電率層の膜厚に対する低誘電率層の膜厚の割合を特定範囲内(0.05〜0.5)にすることで、動作性および密着力の両性能を高いレベルで満たすことができることが示された。
実施例5と実施例15との比較から、高誘電率層の両面に低誘電率層が設けられた積層構造体である粘着シートを用いた場合、Tgの低い高誘電率層を有する粘着シートを用いることで、温度依存度がより低くなり、誤動作の発生をより抑制できることが示された。
一方、比較例1によれば、粘着シートの温度依存度が高いと、タッチパネルの誤動作が生じやすくなることが示された。
また、比較例2によれば、粘着シートの比誘電率が低いと、タッチパネルの動作性が低下することが示された。
12 粘着シート
18,180,180a,280,380 静電容量式タッチパネルセンサー
20 保護基板
22 基板
24,24a 第1検出電極
26,26a 第1引き出し配線
28,28a 第2検出電極
30 第2引き出し配線
32 フレキシブルプリント配線板
34 導電性細線
36 格子
38 第1基板
40 粘着シート
42 第2基板
100 アルミニウム電極
200,300 タッチパネル用積層体
400,500 静電容量式タッチパネル

Claims (12)

  1. 20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率が4.0以上であり、
    下記温度依存性評価試験から求められる温度依存度が25%以下であり、
    ガラスに対する180度剥離強度が0.2〜1.2N/mmであるタッチパネル用粘着シートであって
    前記タッチパネル用粘着シートは、20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率が4.0以上であり、かつ、温度依存度Aが25%以下である第1層と、20℃において1MHzでのインピーダンス測定により求められる比誘電率が4.0以下であり、かつ、温度依存度Bが20%以下である第2層と、を有し、
    前記第2層が前記第1層の両面に設けられており、
    前記第1層の20℃における比誘電率が、前記第2層の20℃における比誘電率よりも高い、タッチパネル用粘着シート。
    温度依存性評価試験:タッチパネル用粘着シートをアルミニウム電極で挟み、−10℃から40℃まで10℃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タッチパネル用粘着シートの比誘電率を算出して、算出された各温度における比誘電率のなかから、最小値と最大値とを選択し、式[{(最大値−最小値)/最小値}×100]より求められる値(%)を温度依存度とする。
  2. 前記温度依存度が20%以下である、請求項に記載のタッチパネル用粘着シート。
  3. 前記第1層の厚みに対する、前記第2層の厚みの割合が、0.05〜0.5である、請求項またはに記載のタッチパネル用粘着シート。
  4. 前記第1層のガラス転移温度が、0℃以下である、請求項のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着シート。
  5. 前記温度依存性評価試験において、前記タッチパネル用粘着シートに代えて前記第1層を用いた場合に、
    前記第1層の比誘電率の極大値が−10〜40℃の範囲内にある、請求項のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着シート。
  6. 前記第1層が(メタ)アクリル系樹脂を含み、
    前記(メタ)アクリル系樹脂が、水酸基、含窒素官能基およびカルボキシル基からなる群より選択される少なくとも1種の基を有する単量体に由来する繰り返し単位を有し、
    前記単量体が、前記(メタ)アクリル系樹脂の重合に用いられる単量体の全質量100質量%に対して、10質量%以上で使用される、請求項のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着シート。
  7. 前記第2層が、(メタ)アクリル系樹脂と、疎水性化合物と、含む、請求項のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着シート。
  8. 前記第2層に含まれる疎水性化合物が、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、クマロンインデン系樹脂、ゴム系樹脂、およびスチレン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含む、請求項に記載のタッチパネル用粘着シート。
  9. 前記疎水性化合物の含有量が、前記第2層の全質量に対して20〜80質量%であり、かつ、タッチパネル用粘着シートの全質量に対して1〜30質量%である、請求項またはに記載のタッチパネル用粘着シート。
  10. 請求項1〜のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着シートと、静電容量式タッチパネルセンサーとを含む、タッチパネル用積層体。
  11. さらに、保護基板を含み、
    前記静電容量式タッチパネルセンサーと、前記タッチパネル用粘着シートと、前記保護基板とをこの順で有する、請求項10に記載のタッチパネル用積層体。
  12. 表示装置と、請求項1〜のいずれか1項に記載のタッチパネル用粘着シートと、静電容量式タッチパネルセンサーとをこの順で少なくとも有する、静電容量式タッチパネル。
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