JP6554165B2 - 転写フィルム、透明積層体、静電容量型入力装置および画像表示装置 - Google Patents

転写フィルム、透明積層体、静電容量型入力装置および画像表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、転写フィルム、透明積層体、静電容量型入力装置および画像表示装置に関する。詳しくは、透明電極パターン隠蔽性が良くて色ムラが少ない透明積層体を形成でき、フォトリソグラフィ性を有する転写フィルム、透明電極パターン隠蔽性が良くて色ムラが少ない透明積層体、この透明積層体を含む静電容量型入力装置、およびこの静電容量型入力装置を構成要素として備えた画像表示装置に関する。
携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、券売機、銀行の端末などの電子機器は、近年、タッチパネル式の入力装置を有する液晶表示装置を備え、液晶表示装置に表示された画像等に指またはタッチペンなどを接触させて所望の指示を入力することが出来る電子機器がある。
このような入力装置(タッチパネル)には、抵抗膜型、静電容量型などがある。
静電容量型入力装置は、単に一枚の基板に透光性導電膜を形成すればよいという利点がある。かかる静電容量型入力装置では、例えば、互いに交差する方向に電極パターンを延在させて、指などが接触した際、電極間の静電容量が変化することを検知して入力位置を検出するタイプのものがある(例えば、特許文献1〜3参照)。
さらに特許文献4には、特許文献1〜3に記載されている静電容量型入力装置の透明電極パターンが視認されないようにするために、透明基板、屈折率1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの第一の透明膜、透明電極パターン、および、屈折率1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの第二の透明膜がこの順に積層された領域を面内に含む透明積層体が開示されている。
特許文献4に記載のような透明膜の形成方法としては様々な方法が知られている。特許文献4では、金属酸化物をスパッタする方法や、仮支持体上に形成された硬化性透明樹脂層を基板上に転写する方法が記載されている。特許文献4には、転写フィルムを用いることで、前面板(直接指で接触する面)の一部に、感圧(静電容量変化ではなく、押圧式のメカニカルな機構)スイッチを設置するための開口部が形成されている場合に、透明樹脂層を形成するときに、開口部からのレジスト成分のモレやはみ出しを生じさせず、モレやはみ出しをした部分を除去する工程を省いて生産効率を高められると記載されている。
特許文献5には、仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、この第一の硬化性透明樹脂層に隣接して配置された第二の透明樹脂層とをこの順で有し、第二の透明樹脂層の屈折率が第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、第二の透明樹脂層の屈折率が1.6以上である転写フィルムが開示されている。特許文献5によれば、透明電極パターン(好ましくはITO)および第二の透明樹脂層の屈折率差、ならびに、第二の透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層の屈折率差を小さくすることにより、光反射が低減して透明電極パターンが見えにくくなり、視認性を改善することができる、と記載されている。また、特許文献5の転写フィルムは、静電容量型入力装置の透明絶縁層用または透明保護層用であることが好ましい、と記載されている。
特許文献6には、側鎖に酸性基を有する樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤と、を含む感光性組成物を用いて、現像性などが良好な樹脂パターンを形成する方法が記載されている。
特開2010−86684号公報 特開2010−152809号公報 特開2010−257492号公報 特開2014−010814号公報 特開2014−108541号公報 特開2012−078528号公報
特許文献5では、仮支持体の上に第一の硬化性透明樹脂層を形成した後、露光により第一の硬化性透明樹脂層を硬化してから第二の透明樹脂層を塗布により積層することにより、2層以上の透明樹脂層を一度に積層できる転写フィルムを形成している。特許文献4および6では、2層以上の透明樹脂層を一度に積層する方法は検討されていなかった。
ここで、一般的に用いられる静電容量型入力装置は、画像表示領域の周囲に枠部が設けられる。そのため、転写フィルムを用いて静電容量型入力装置の屈折率調整層(透明電極パターンを見えにくくして、透明電極パターン隠蔽性を良くするための層)や透明保護層(オーバーコート層とも言われる)を形成する場合は、画像表示領域の上に屈折率調整層を積層して透明電極パターンが視認される問題を解決すると同時に、枠部には屈折率調整層や透明保護層を積層しないように所望のパターン形状に成形しやすいことが求められている。所望のパターンを形成する方法としては、転写フィルムの形状を静電容量型入力装置の枠部の形状にあわせてカットする方法(ダイカット法やハーフカット法)が考えられる。しかしながら、より生産性を高める観点からは、転写フィルムから屈折率調整層および透明保護層を透明電極パターン上に転写した後で、フォトリソグラフィによって所望のパターンに現像できるというパターニング性が良好である透明積層体を形成することが望まれている。特許文献5に記載の転写フィルムは、第一の硬化性透明樹脂層を硬化してから第二の透明樹脂層を塗布しているため、文言上は「第一の硬化性透明樹脂層」を有すると記載されているがすでに1層目の透明樹脂層から「硬化性」は大幅に失われており、転写後のフォトリソグラフィには適さないものであった。また、特許文献6の実施例では、1層目の硬化性樹脂層を転写および硬化してから、別の転写フィルムを用いて2層目の硬化性樹脂層を転写および硬化して積層体を形成しているため、転写後のフォトリソグラフィには適さないものであった。そのため、2層以上の透明樹脂層を一度に(換言すると、同時に)積層でき、フォトリソグラフィに適する転写フィルムは知られていなかった。
このような状況のもと、特許文献4〜6に記載の方法で透明樹脂層を1層設けた後に、本発明の発明者らがフォトリソグラフィ性を付与する目的で1層目の透明樹脂層を硬化せずに2層目の透明樹脂層を塗布により製膜したところ、層間混合が生じることがわかった。この層間混合を原因とする第一の硬化性樹脂層と第二の硬化性樹脂層の界面の乱れにより、転写フィルムの面内において、ランダムに、第一の硬化性樹脂層および第二の硬化性樹脂層の厚みが異なる部分を生じさせることがわかった。一般に、2層構造の透明体においては、光の反射が、空気界面と、空気界面に面する第二の層の空気界面とは反対の面とで発生し、その光路差を原因とする位相のずれによって起こる光干渉現象が、透明積層体の透過特性や反射特性に影響を及ぼす事が分かっている。このとき、前述のように、転写フィルムの面内において、ランダムに、第二の硬化性樹脂層の厚みが異なる部分生じさせている透明体の場合、反射光の強度や色味が転写フィルムの面内で異なるように視認され、いわゆる色ムラが発生してしまう。実際、本発明の発明者らが、透明樹脂層を特許文献4〜6に記載の方法で1層設けた後に硬化せずに、2層目の透明樹脂層を塗布により製膜した転写フィルムを目視観察すると、色ムラが顕著に発生しており、特許文献4〜6に記載の方法を改良する必要があった。
つまり、透明電極パターンが視認される問題を解決するための透明電極パターン隠蔽性が良い転写フィルムにおいて、色ムラが少ない透明積層体を形成でき、フォトリソグラフィによって所望のパターンに現像でき、2層以上の透明樹脂層を一度に積層できるため生産性が良好な転写フィルムは知られていなかった。
本発明はかかる現状を鑑みてなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、透明電極パターン隠蔽性が良くて色ムラが少ない透明積層体を形成でき、2層以上の透明樹脂層を一度に転写でき、かつ、フォトリソグラフィ性を有する転写フィルムを提供することである。本発明が解決しようとする課題は、透明電極パターン隠蔽性が良くて色ムラが少ない透明積層体、この透明積層体を含む静電容量型入力装置、およびこの静電容量型入力装置を構成要素として備えた画像表示装置を提供することである。
本発明の発明者らは、特許文献5とは異なり第一の硬化性透明樹脂層を硬化せずに硬化性を有する状態とすることを検討した。本発明の発明者らは、硬化性を有する状態の第一の硬化性透明樹脂層に直接接して配置された第二の透明樹脂層を有する転写フィルムを、第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の屈折率を特定の関係を満たすように制御し、第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を平均厚みで割った値(いわゆる変動係数)を特定の範囲を満たすように制御することにより、上記課題を解決できることを見出すに至った。
上記課題を解決するための具体的な手段である本発明と、本発明の好ましい態様は以下のとおりである。
[1] 仮支持体と、
第一の硬化性透明樹脂層と、
第一の硬化性透明樹脂層に直接接して配置された第二の透明樹脂層とをこの順で有し、
下記式1および式2Aを満たす転写フィルム;
式1: n<n
式2A: 100×σ/T≦5.0
は第一の硬化性透明樹脂層の屈折率を表し、nは第二の透明樹脂層の屈折率を表し、σは第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
[2] [1]に記載の転写フィルムは、下記式2Bを満たすことが好ましい;
式2B: 0.2≦100×σ/T
σは第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
[3] [1]または[2]に記載の転写フィルムは、下記式3Aを満たすことが好ましい;
式3A: 100×H/T≦20
は第二の透明樹脂層の厚みの最大値と最小値の差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
[4] [1]〜[3]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、下記式3Bを満たすことが好ましい;
式3B: 2≦100×H/T
は第二の透明樹脂層の厚みの最大値と最小値の差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
[5] [1]〜[4]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、下記式4Aを満たすことが好ましい。
式4A: X≦100
は、転写フィルムの垂直断面における、第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ4cmあたりの、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計を表す。
[6] [1]〜[5]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、下記式4Bを満たすことが好ましい。
式4B: 3≦X
は、転写フィルムの垂直断面における、第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ4cmあたりの、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計を表す。
[7] [1]〜[6]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、第一の硬化性透明樹脂層が、フッ素原子を含有する界面活性剤を第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して0.01〜0.5質量%含むことが好ましい。
[8] [1]〜[7]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、第一の硬化性透明樹脂層が有機溶剤に可溶な樹脂を含むことが好ましい。
[9] [1]〜[8]のいずれか一つに記載の転写フィルムは、ドライレジスト用フィルムであることが好ましい。
[10] 透明電極パターンと、
透明電極パターンに直接接して配置された第二の透明樹脂層と、
第二の透明樹脂層に直接接して配置された第一の硬化性透明樹脂層とを有し、
下記式1および式2Aを満たす透明積層体;
式1: n<n
式2A: 100×σ/T≦5.0
は第一の硬化性透明樹脂層の屈折率を表し、nは第二の透明樹脂層の屈折率を表し、σは第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
[11] [10]に記載の透明積層体は、透明電極パターンの上に、[1]〜[9]のいずれか一つに記載の転写フィルムの第二の透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層がこの順で積層されることが好ましい。
[12] 透明電極パターンの上に、[1]〜[9]のいずれか一つに記載の転写フィルムの第二の透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層がこの順で積層される透明積層体。
[13] [10]〜[12]のいずれか一つに記載の透明積層体を含む静電容量型入力装置。
[14] [13]に記載の静電容量型入力装置を構成要素として備えた画像表示装置。
本発明によれば、透明電極パターン隠蔽性が良くて色ムラが少ない透明積層体を形成でき、2層以上の透明樹脂層を一度に転写でき、かつ、フォトリソグラフィ性を有する転写フィルムを提供することができる。
本発明の静電容量型入力装置の構成の一例を示す断面概略図である。 本発明の静電容量型入力装置の構成の他の一例を示す断面概略図である。 本発明における前面板の一例を示す説明図である。 本発明における透明電極パターンと、非パターン領域の関係の一例を示す説明図である。 開口部が形成された前面板の一例を示す上面図である。 マスク層が形成された前面板の一例を示す上面図である。 第一の透明電極パターンが形成された前面板の一例を示す上面図である。 第一および第二の透明電極パターンが形成された前面板の一例を示す上面図である。 第一および第二の透明電極パターンとは別の導電性要素が形成された前面板の一例を示す上面図である。 本発明の転写フィルムの構成の他の一例を示す断面概略図である。 透明電極パターンの端部のテーパー形状の一例を示す説明図である。 本発明の透明積層体の構成の一例を示す断面概略図である。 本発明の転写フィルムの構成の一例を示す断面概略図である。 本発明の静電容量型入力装置の構成の他の一例を示す上面図であり、パターン露光され、第一の硬化性透明樹脂層に覆われていない、引き回し配線の端末部(末端部分)を含む態様を示す。 第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を有する本発明の転写フィルムを、静電容量型入力装置の透明電極パターンの上にラミネートにより積層し、露光等によって硬化する前の状態の一例を示す概略図である。 第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層が硬化された所望のパターンの一例を示す概略図である。 本発明の転写フィルムの構成の他の一例を示す断面概略図である。 本発明の転写フィルムの構成の他の一例を示す断面概略図である。
以下、本発明の転写フィルム、透明積層体、静電容量型入力装置および画像表示装置について説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されない。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。
[転写フィルム]
本発明の転写フィルムは、仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、第一の硬化性透明樹脂層に直接接して配置された第二の透明樹脂層とをこの順で有し、下記式1および式2Aを満たす転写フィルムである;
式1: n<n
式2A: 100×σ/T≦5.0
は第一の硬化性透明樹脂層の屈折率を表し、nは第二の透明樹脂層の屈折率を表し、σは第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
このような構成とすることで、透明電極パターン隠蔽性が良くて色ムラが少ない透明積層体を形成でき、2層以上の透明樹脂層を一度に転写でき、かつ、フォトリソグラフィ性を有する転写フィルムを提供することができる。
透明電極パターン(好ましくはIndium Tin Oxide;ITOなどの金属酸化物を含む)は一般的に屈折率が樹脂層よりも高い。本発明の転写フィルムは式1:n1<n2を満たすことで、透明電極パターンと前述の第二の透明樹脂層との屈折率差、ならびに、前述の第二の透明樹脂層と前述の第一の硬化性透明樹脂層との屈折率差が小さくなるような転写フィルムを得ることができ、透明積層体を透明電極パターンよりも視認側に形成した場合に光反射が低減して透明電極パターンが見えにくくなり、透明電極パターン隠蔽性を良くすることができる。
また、第一の硬化性透明樹脂層が硬化性を有する状態のまま第二の透明樹脂層と積層されていても、式2Aを満たす場合は層分画が良好であり、上記式1のメカニズムで透明電極パターン視認性を改善することができるとともに、転写フィルムから第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を透明電極パターン上に転写した後で、フォトリソグラフィによって所望のパターンに現像できる。なお、第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の層分画が良いと、上記式1のメカニズムで得られる屈折率調整の効果を十分に得られやすく、透明電極パターン視認性が十分に改善される傾向がある。フォトリソグラフィは、転写後に第二の透明樹脂層よりも外部に近い層となる第一の硬化性透明樹脂層に対して少なくとも行うことが実用上求められる。転写後に第一の硬化性透明樹脂層よりも内部に近い層となる第二の透明樹脂層は、フォトリソグラフィ性を有していなくてもよい。本発明では、第一の硬化性透明樹脂層が転写フィルムの状態で硬化性を有するため、転写後に第二の透明樹脂層よりも外部に近い層となる第一の硬化性透明樹脂層がフォトリソグラフィ性を有する。
さらに、本発明の転写フィルムは式2Aを満たすことで、第二の硬化性透明樹脂層の面内での厚みの違いに起因する色ムラを視認しにくくでき、色ムラを少なくできる。
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。
<転写フィルムの層構成>
本発明の転写フィルムは、仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層と、第一の硬化性透明樹脂層に直接接して配置された第二の透明樹脂層とをこの順で有する。仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層は直接接して配置されていてもよく、他の層を介して配置されていてもよい。他の層としては、後述の熱可塑性樹脂層や中間層を挙げることができる。仮支持体と、第一の硬化性透明樹脂層は直接接して配置されていることが好ましい。
図12に、本発明の転写フィルムの好ましい層構成の一例を示す。図12は、仮支持体26、第一の硬化性透明樹脂層7、第二の透明樹脂層12および保護剥離層(保護フィルム)29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30の概略図である。
<転写フィルムの特性>
(屈折率)
本発明の転写フィルムは、下記式1を満たす。
式1: n<n
は第一の硬化性透明樹脂層の屈折率を表し、nは第二の透明樹脂層の屈折率を表す。
すなわち、本発明の転写フィルムは、第二の透明樹脂層の屈折率が第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高い。n−nの値は0.03〜0.30であることが好ましく、0.05〜0.20であることがより好ましい。
第一の硬化性透明樹脂層の屈折率nは、1.45≦n≦1.59であることが好ましく、1.5≦n≦1.53であることがより好ましく、1.5≦n≦1.52であることが特に好ましく、1.51≦n≦1.52であることがより特に好ましい。
第二の透明樹脂層の屈折率nは、1.60以上であることが好ましい。一方、第二の透明樹脂層の屈折率は、透明電極パターンの屈折率によって調整する必要があり、値の上限値としては特に制限はないが、2.1以下であることが好ましく、1.78以下であることがより好ましい。第二の透明樹脂層の屈折率nは、1.60≦n≦1.75であることが好ましい。前述の第二の透明樹脂層の屈折率が1.74以下であってもよい。
透明電極パターンの屈折率が、InおよびZnの酸化物(Indium Zinc Oxide;IZO)の場合の様に2.0を超える場合においては、第二の透明樹脂層の屈折率nは、1.7以上1.85以下であることが好ましい。
(第二の透明樹脂層の厚み)
本発明の転写フィルムは、下記式2Aを満たす。
式2A: 100×σ/T≦5.0
σは第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
図16に本発明の転写フィルムの構成の他の一例を示す断面概略図を示す。ここで、第二の透明樹脂層12の厚みは、第二の透明樹脂層12の面内において均一ではないことがある。また、第一の硬化性透明樹脂層7の厚みは、第一の硬化性透明樹脂層7の面内において均一ではないことがある。本発明の転写フィルムでは、第二の透明樹脂層12の厚みが均一ではない場合であっても、第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を平均厚みで割った値(いわゆる変動係数)を特定の範囲を満たすように制御する。第二の透明樹脂層12の厚みは第一の硬化性透明樹脂層7と第二の透明樹脂層12との界面から、第二の透明樹脂層12の反対側(第一の硬化性透明樹脂層7が配置されていない側)の表面までの厚みである。図16では第一の硬化性透明樹脂層7の厚みが均一であって、第一の硬化性透明樹脂層7と第二の透明樹脂層12との界面の高さが均一である態様を示したが、本発明はこの図16によって限定されるものではない。
2は第二の透明樹脂層の厚みを平均して求めることができる。図16に第二の透明樹脂層の平均厚みTを破線で示す。
σは第二の透明樹脂層の厚みを複数の箇所で測定し、統計学上の標準偏差を常法にしたがって算出して求めることができる。
100×σ/Tは5.0以下であり、4.4以下であることが色ムラを少なくする観点からより好ましく、2.9以下であることが特に好ましく、2.5以下であることがより特に好ましい。
色ムラの抑制のためには、100×σ/Tは小さいほど好ましいが、0.2未満にするには、後述のように第一の硬化性透明樹脂層に多量の界面活性剤を処方する方法が容易である。この場合、第二の透明樹脂層を塗布したときに第一の硬化性透明樹脂層中の界面活性剤が第二の透明樹脂層に多量に混入しないようにすることで、さらに第二の透明樹脂層を乾燥させたとき、第二の透明樹脂層の表面に界面活性剤が析出し難くなり、第二の透明樹脂層と透明電極パターンの間に界面活性剤が極度に偏在し難くなることで、第二の透明樹脂層と透明電極パターンとの密着性を低下させ難くなる。この観点からは、100×σ/Tは実用上0.2以上が好ましい。すなわち、本発明の転写フィルムは、下記式2Bを満たすことが、第二の透明樹脂層と透明電極パターンとの密着性を改善する観点から好ましい。
式2B: 0.2≦100×σ/T
σは第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
100×σ/Tは0.3以上であることがより好ましく、0.4以上であることが特に好ましく、1.0以上であることがより特に好ましい。
本発明の転写フィルムは、色ムラが少ない透明積層体を形成できるようにする観点から、下記式3Aを満たすことが好ましい。
式3A: 100×H/T≦20
は第二の透明樹脂層の厚みの最大値と最小値の差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
は第二の透明樹脂層の最大値と最小値の差として求めることができる。図16に第二の透明樹脂層の厚みの最大値と最小値とから求められるHを示した。
は小さいほど、色ムラを少なくできるが、式3Aを満たすとわずかな面積の色ムラであっても視認されにくくなり、色ムラを少なくできる。
100×H/Tは18以下であることがより好ましく、15以下であることが特に好ましく、13以下であることがより特に好ましい。
100×H/Tは小さいほど好ましいが、2未満の転写フィルムを作製するためには、乾燥温度を極端に低くするなど、作製工程に大きな制約を設ける必要がある。転写フィルムの生産性(生産効率)を高めるため、実用上2以上が好ましい。すなわち、本発明の転写フィルムは、下記式3Bを満たすことが好ましい;
式3B: 2≦100×H/T
は第二の透明樹脂層の厚みの最大値と最小値の差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
100×H/Tは3以上であることがより好ましい。
本発明の転写フィルムは、下記式4Aを満たすことが好ましい。
式4A: X≦100
は、転写フィルムの垂直断面における、第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ4cmあたりの、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計を表す。
第二の透明樹脂層の平均厚みから離れた一群の箇所が(大きくても、小さくても)1つのムラとして視認されるため、転写フィルム4cmあたりの、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計Xが式4Aを満足することで、色ムラを少なくできる。Xは、転写フィルム4cmあたりであることを規定しており、転写フィルム4cmについて測定した値を用いてもよいし、4cm未満の長さや4cmを超える長さの転写フィルムについては測定した後で4cmあたりに換算した値を用いてもよい。
図17および図9に本発明の転写フィルムの構成の他の一例を示す断面概略図を示す。図17では、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分41が転写フィルム4cmあたり3つ存在し、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分42が転写フィルム4cmあたり2つ存在するため、X=5と求められる。図9では、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分41が転写フィルム4cmあたり2つ存在し、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分42が転写フィルム4cmあたり1つ存在するため、X=3と求められる。
特に図9では、図9における左側の第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みT2より厚い部分41は、ちょうど第二の透明樹脂層の平均厚みT2と等しい厚みの部分(後述の測定方法における測定ポイント)を有する態様を示したが、この場合は1つの色ムラとして視認されるため、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みT2より厚い部分41を1つとして数える。第二の透明樹脂層の平均厚みT2よりも薄い部分から厚い部分に変わった場合、あるいは、第二の透明樹脂層の平均厚みT2よりも厚い部分から薄い部分に変わった場合(すなわち、実際の測定ポイントをグラフ化した場合にT2をまたいだ場合)のみが別の色ムラとして視認されるため、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みT2より厚い部分41が1つと、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みT2より薄い部分42が1つの合計2つとしてX2は算出する。
は80以下であることが好ましく、50以下であることがより好ましく、30以下であることが特に好ましい。
本発明の転写フィルムは、下記式4Bを満たすことが、第二の透明樹脂層と透明電極パターンとの密着性を改善する観点から好ましい。
式4B: 3≦X
は、転写フィルムの垂直断面における、第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ4cmあたりの、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計を表す。
換言すると、Xは、転写フィルムの第二の透明樹脂層の厚みを仮支持体の表面に垂直な平面に沿って測定する場合に、第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ4cmあたりの、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計を表す。
別の表現で換言すると、Xは、転写フィルムの第一の硬化性透明樹脂層の表面への正射影における線分4cmあたりの、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計を表す。
なお、X2を算出する際の第一の硬化性透明樹脂層の表面は、第一の硬化性透明樹脂層の第二の透明樹脂層が形成された側とは反対側(仮支持体側)の表面を用いる。
第二の透明樹脂層と透明電極パターンとの密着性を改善する観点から、Xは4以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、15以上であることが特に好ましい。
本発明の転写フィルムは、第二の透明樹脂層の厚みが、500nm以下であることが好ましく、130nm以下であることがより好ましい。第二の透明樹脂層の厚みが20nm以上であることが好ましい。第二の透明樹脂層の厚みが55〜125nmであることが特に好ましく、60〜120nmであることがより特に好ましく、70〜115nmであることがさらにより特に好ましい。
<仮支持体>
本発明の転写フィルムに用いられる仮支持体としては特に制限はなく、ガラス、Siウェハ、紙、不織布、フィルムなどを挙げることができる。その中でも、仮支持体としてはフィルムであることが好ましく、樹脂フィルムであることがより好ましい。
仮支持体として用いられるフィルムとしては、可撓性を有し、加圧下または、加圧および加熱下で著しい変形、収縮もしくは伸びを生じない材料を用いることができる。このような仮支持体の例として、ポリエチレンテレフタレートフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等が挙げられ、中でも2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが特に好ましい。
仮支持体の厚みには、特に制限はなく、5〜200μmの範囲が一般的であり、取扱い易さ、汎用性などの点で、特に10〜150μmの範囲が好ましく、軽量化の観点から10〜20μmの範囲がより好ましい。
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。
<第一の硬化性透明樹脂層>
第一の硬化性透明樹脂層は、熱硬化性であっても、光硬化性であっても、熱硬化性かつ光硬化性であってもよい。その中でも、第一の硬化性透明樹脂層は少なくとも熱硬化性であることが、転写後に熱硬化して膜の信頼性を付与できる観点から好ましく、熱硬化性かつ光硬化性であることが、転写後に光硬化して製膜しやすく、かつ、製膜後に熱硬化して膜の信頼性を付与できる観点からより好ましい。
(フッ素原子を含有する界面活性剤)
本発明の転写フィルムは、第一の硬化性透明樹脂層が、フッ素原子を含有する界面活性剤を第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して0.01〜0.5質量%含むことが好ましい。第一の硬化性透明樹脂層がフッ素原子を含有する界面活性剤を含むと、界面活性剤の従来の効果である「表面張力を抑制し、塗布後の湿潤状態の塗膜の表面が平滑化する」効果が得られる。加えて、第一の硬化性透明樹脂層がフッ素原子を含有する界面活性剤を含むと、第一の硬化性透明樹脂層を塗布乾燥させたとき、第一の硬化性透明樹脂層の表面にフッ素系界面活性剤の薄い層が形成され、これが保護層となって、第二の透明樹脂層を塗布したときに、第一の硬化性透明樹脂層との層間混合を抑制できることが、新たに分かった。第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して0.01質量%以上のフッ素原子を含有する界面活性剤を含むことでこの効果が顕著に得られ、0.02質量%以上のフッ素原子を含有する界面活性剤を含むことでさらにこの効果をより顕著に得られる。
第一の硬化性透明樹脂層が、フッ素原子を含有する界面活性剤を第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して0.01〜0.5質量%含むことがより好ましく、0.02〜0.4質量%含むことが特に好ましい。第二の透明樹脂層と透明電極パターンとの密着性を良好に保つために、フッ素原子を含有する界面活性剤を第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して0.5質量%以下含むことが好ましく、0.4質量%以下含むことがより好ましい。
さらに、第一の硬化性透明樹脂層の樹脂にアクリル樹脂を選択し、フッ素系界面活性剤を併用すると、よりこの効果が顕著に得られる。
第一の硬化性透明樹脂層に好ましく用いられるフッ素原子を含有する界面活性剤としては、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を挙げることができる。また、第一の硬化性透明樹脂層に好ましく用いられるフッ素原子を含有する界面活性剤としては、市販のフッ素系界面活性剤を利用できる。特に、下記のフッ素系界面活性剤が好ましい。
DIC(株)社製 メガファック F251、メガファック F253、メガファック F281、メガファック F444、メガファック F477、メガファック F551、メガファック F552、メガファック F553、メガファック F554、メガファック F555、メガファック F556、メガファック F557、メガファック F558、メガファック F559、メガファック F560、メガファック F561、メガファック F562、メガファック F563、メガファック F565、メガファック F568、メガファック F569、メガファック F570、メガファック F571、メガファック R40、メガファック R41、メガファック R43、メガファック R94、メガファック RS−55、メガファック RS56、メガファック RS72−K、メガファック RS75、メガファック RS76−E、メガファック RS76−NS、メガファック RS78、メガファック RS90、メガファック F780F。
また、下記構造式(3)で表される化合物(重量平均分子量1.5万、固形分30%、メチルエチルケトン70%)も好ましく、用いる事ができる。
構造式(3)
Figure 0006554165
転写フィルムは、第一の硬化性透明樹脂層が、バインダーポリマー、光重合性化合物および光重合開始剤を含むことが好ましい。
転写フィルムの第一の硬化性透明樹脂層は、ネガ型材料であってもポジ型材料であってもよい。
転写フィルムの第一の硬化性透明樹脂層がネガ型材料である場合、第一の硬化性透明樹脂層には、金属酸化物粒子、バインダーポリマー(好ましくはアルカリ可溶性樹脂)、光重合性化合物、光重合開始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。
第一の硬化性透明樹脂層の屈折率を制御する方法としては特に制限はないが、所望の屈折率の透明樹脂層を単独で用いたり、金属粒子や金属酸化物粒子などの粒子を添加した透明樹脂層を用いたり、また金属塩と高分子の複合体を用いることができる。
さらに、前述の第一の硬化性透明樹脂層には、添加剤を用いてもよい。前述の添加剤としては、特許第4502784号公報の段落0018に記載の熱重合防止剤、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。
第一の硬化性透明樹脂層の材料の好ましい範囲の詳細は後述の転写フィルムの製造方法にて説明する。
本発明の転写フィルムは、前述の第一の硬化性透明樹脂層が硬化性であるため、転写後の第一の硬化性透明樹脂層にフォトリソグラフィ性を付与できる。本発明の転写フィルムは、第一の硬化性透明樹脂層が有機溶剤に可溶な樹脂を含むことが好ましい。一方、第二の透明樹脂層は水系樹脂組成物から形成されることが好ましいが、形成された第二の透明樹脂層は水に可溶な樹脂を含んでいなくてもよく、例えば形成された第二の透明樹脂層は塩基性の水溶液(例えばアンモニア水)に可溶な樹脂を含む態様が好ましい。本発明の転写フィルムを製造する場合に、第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる有機溶剤系樹脂組成物を塗布し、乾燥した後に、露光せずに前述の第二の透明樹脂層の形成に用いられる水系樹脂組成物を塗布することで、ドライレジスト用フィルムとして用いる状態で第一の硬化性透明樹脂層に硬化性を付与することが好ましい。
第一の硬化性透明樹脂層に硬化性を付与する方法の詳細は後述の転写フィルムの製造方法にて説明する。
本発明の転写フィルムは、前述の第一の硬化性透明樹脂層の厚みが、第一の硬化性透明樹脂層を用いて静電容量型入力装置の透明保護層を形成するときに十分な表面保護能を発揮させる観点から、1μm以上であることが好ましく、1〜15μmであることがより好ましく、2〜12μmであることが特に好ましく、3〜10μmであることがより特に好ましい。
<第二の透明樹脂層>
本発明の転写フィルムは、前述の第一の硬化性透明樹脂層に隣接して配置される第二の透明樹脂層を有する。
第二の透明樹脂層は硬化性透明樹脂層であっても、硬化性を有さない透明樹脂層であってもよいが、硬化性透明樹脂層であることが転写フィルムのフォトリソグラフィ性を高める観点から好ましい。
第二の透明樹脂層は、熱硬化性であっても、光硬化性であっても、熱硬化性かつ光硬化性であってもよい。その中でも、第二の透明樹脂層は少なくとも熱硬化性であることが、転写後に熱硬化して膜の信頼性を付与できる観点から好ましく、熱硬化性かつ光硬化性であることが、転写後に光硬化して製膜しやすく、かつ、製膜後に熱硬化して膜の信頼性を付与できる観点からより好ましい。
第二の透明樹脂層が、バインダー、光重合性化合物および光重合開始剤を含むことが好ましい。
転写フィルムがネガ型材料である場合、第二の透明樹脂層には、金属酸化物粒子、バインダー樹脂(好ましくはアルカリ可溶性樹脂)、光重合性化合物、光重合開始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。
第二の透明樹脂層の屈折率を制御する方法としては特に制限はないが、所望の屈折率の透明樹脂層を単独で用いたり、金属粒子や金属酸化物粒子などの粒子を添加した透明樹脂層を用いたり、また金属塩と高分子の複合体を用いることができる。
さらに、第二の透明樹脂層には、添加剤を用いてもよい。前述の添加剤としては、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、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。
第二の透明樹脂層の材料の好ましい範囲の詳細は後述の転写フィルムの製造方法にて説明する。
以上、本発明の転写フィルムがネガ型材料である場合を中心に説明したが、本発明の転写フィルムは、ポジ型材料であってもよい。本発明の転写フィルムがポジ型材料である場合、前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層に、例えば特開2005−221726号公報に記載の材料などが用いられるが、これに限られない。
<保護フィルム>
本発明の転写フィルムは、前述の第二の透明樹脂層の表面に保護フィルム(「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。
<熱可塑性樹脂層>
本発明の転写フィルムは、前述の仮支持体と前述の第一の硬化性透明樹脂層との間に熱可塑性樹脂層を設けることもできる。
前述の熱可塑性樹脂層はアルカリ可溶性であることが好ましい。熱可塑性樹脂層は、下地表面の凹凸(既に形成されている画像などを原因とする凹凸等も含む)を吸収することができるようにクッション材としての役割を担うものであり、下地表面の凹凸に応じて変形しうる性質を有していることが好ましい。
熱可塑性樹脂層は、特開平5−72724号公報に記載の有機高分子物質を成分として含む態様が好ましく、ヴィカー(Vicat)法〔具体的には、アメリカ材料試験法エーエステーエムデーASTMD1235に基づくポリマー軟化点測定法〕で求められる軟化点が約80℃以下の有機高分子物質より選ばれる少なくとも1種を含む態様が特に好ましい。
具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニルまたはそのケン化物等とのエチレン共重合体、エチレンとアクリル酸エステルまたはそのケン化物との共重合体、ポリ塩化ビニルや塩化ビニルと酢酸ビニルまたはそのケン化物等との塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、スチレンと(メタ)アクリル酸エステルまたはそのケン化物等とのスチレン系共重合体、ポリビニルトルエン、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸エステルまたはそのケン化物等とのビニルトルエン共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等との(メタ)アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル共重合体ナイロン、共重合ナイロン、N−アルコキシメチル化ナイロン、N−ジメチルアミノ化ナイロン等のポリアミド樹脂などの有機高分子が挙げられる。
熱可塑性樹脂層の厚みは、3〜30μmが好ましい。前述の熱可塑性樹脂層の厚みとしては、4〜25μmが更に好ましく、5〜20μmが特に好ましい。
熱可塑性樹脂層は、熱可塑性の有機高分子を含む調製液を塗布等して形成することができ、塗布等の際に用いる調製液は溶媒を用いて調製できる。溶媒には、熱可塑性樹脂層を構成する高分子成分を溶解し得るものであれば特に制限なく、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、n−プロパノール、2−プロパノール等が挙げられる。
<中間層>
本発明の転写フィルムは、前述の熱可塑性樹脂層と前述の第一の硬化性透明樹脂層との間に中間層を設けることもできる。中間層としては、特開平5−72724号公報に「分離層」として記載されている。
<転写フィルムの製造方法>
本発明の転写フィルムの製造方法は特に限定されず、公知の方法で製造することができる。
その中でも本発明の転写フィルムは、仮支持体上に第一の硬化性透明樹脂層を形成する工程と、前述の第一の硬化性透明樹脂層の上に直接第二の透明樹脂層を形成する工程とを有する製造方法によって製造されることが好ましい。
第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の層間混合を抑制することで、式2Aを満たしやすくできる。そのためには、第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物(例えば塗布液)を有機溶剤系樹脂組成物とし、第二の透明樹脂層形成用組成物(例えば塗布液)を水系樹脂組成物とすることが好ましい。この場合、第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物を硬化せずにその上に第二の透明樹脂層を塗布しても第一の硬化性透明樹脂層が溶解しないので、層間混合し難い。
第一の硬化性透明樹脂層を形成する工程が有機溶剤に可溶な樹脂を含む有機溶剤系樹脂組成物を前述の仮支持体上に塗布する工程であり、第二の透明樹脂層を形成する工程が水系樹脂組成物を塗布する工程であると、第二の透明樹脂層の厚みの均一性が良好になり、色ムラが顕著に少なくなるため、好ましい。水系樹脂組成物は、「水に可溶な樹脂、あるいは、水に可溶ではないがアンモニア水に可溶な樹脂」を含むことが好ましく、水に可溶ではないがアンモニア水に可溶な樹脂を含むことがより好ましい。詳しくは、有機溶剤系樹脂組成物によって得られた第一の硬化性透明樹脂層の上に、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む水系樹脂組成物を塗布すると、第一の硬化性透明樹脂層を硬化せずに第二の透明樹脂層を形成しても層間混合が生じ難くなり、第二の透明樹脂層の厚みの均一性が良好となる結果、第二の透明樹脂層が式2A、式3Aおよび式4Aを満たしやすくなる。
このとき、第一の硬化性透明樹脂層の樹脂にフォトリソグラフィ性を有する樹脂を含むことでフォトリソグラフィ性を付与することができる。フォトリソグラフィ性を有する樹脂としては、特定のアクリル樹脂などを挙げることができ、アルカリ可溶性樹脂であるアクリル樹脂が好ましく、特開2008−146018号公報の[0028]〜[0072]に記載のアクリル樹脂がより好ましい。
また、第二の透明樹脂層の樹脂に酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含むことで、得られる膜の湿熱耐久性を改善することができる。詳しくは、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む水系樹脂組成物を用いて得られた塗布膜を乾燥させるときに、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩から、水よりも沸点の低いアンモニアが乾燥工程で揮発しやすいため、酸基を生成(再生)して酸基を有するモノマーまたは酸基を有する樹脂として第二の透明樹脂層に存在させることができる。そのため、高温高湿下で経時させて吸湿させた場合に第二の透明樹脂層を構成する酸基を有するモノマーまたは酸基を有する樹脂はすでに水に溶解しなくなっているため、転写フィルムが吸湿したときの湿熱耐久性の問題も抑制することができる。
さらに、第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物(例えば塗布液)がフッ素原子を含有する界面活性剤(フッ素系界面活性剤とも言う)を含むことで、第一の硬化性透明樹脂層を硬化せずに第二の透明樹脂層を形成しても層間混合が生じず、第二の透明樹脂層の厚みの均一性が良好となる。また、第一の硬化性透明樹脂層の界面活性剤の固形分に対する含有量を0.01〜0.50質量%となるように第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物への界面活性剤の含有量を調整することで、後述の透明積層体を製造する場合に第二の透明樹脂層と透明電極パターンとの密着性が良好になる。第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物の固形分に対する界面活性剤の含有量の好ましい範囲は、第一の硬化性透明樹脂層がフッ素原子を含有する界面活性剤を第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して含む量の好ましい範囲と同様である。
特に、前述の第一の硬化性透明樹脂層を形成する工程が、アクリル樹脂およびフッ素系界面活性剤を含む有機溶剤系樹脂組成物を前述の仮支持体上に塗布する工程であり、前述の第二の透明樹脂層を形成する工程が、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む水系樹脂組成物を塗布する工程である態様は、第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の層間混合が抑制でき、第二の透明樹脂層の厚みの均一性が良好になり、色ムラが顕著に少なくなるため、好ましい。この態様は、さらに、第二の透明樹脂層と透明電極パターンとの密着性が良好になり、かつ、高温高湿下で経時させた場合に水系樹脂組成物を用いて形成された透明樹脂層(ここでは第二の透明樹脂層)の吸湿を原因とする問題を抑制できるため、好ましい。
(仮支持体上に第一の硬化性透明樹脂層を形成する工程)
第一の硬化性透明樹脂層の表面が平滑になるほど、第二の透明樹脂層の厚みのばらつきは低減するため、第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物(第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物)の固形分の含有量、界面活性剤の固形分の含有量、乾燥温度を調整する事で、第二の透明樹脂層が式2A、式2B、式3A、式3B、式4Aおよび式4Bを満たしやすくできる。ただし、これらの条件以外の製造条件を調整して、式2A、式2B、式3A、式3B、式4Aおよび式4Bを満たす第二の透明樹脂層を形成してもよい。
仮支持体上に第一の硬化性透明樹脂層を形成する工程が、仮支持体上に第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物を塗布する工程であることが好ましい。
第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物は、固形分濃度が15〜30質量%であることが好ましく、20〜24質量%であることがより好ましく、21〜23質量%であることが特に好ましい。
仮支持体上に第一の硬化性透明樹脂層を形成する工程が、有機溶剤系樹脂組成物を前述の仮支持体上に塗布する工程であることが好ましい。
有機溶剤系樹脂組成物とは、有機溶剤に溶解することができる樹脂組成物のことを言う。
有機溶剤としては、一般的な有機溶剤が使用できる。有機溶剤の例としては、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、メチルイソブチルケトン、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム等を挙げることができる。
第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物が、バインダーポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含むことが好ましい。
−バインダーポリマー−
前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物に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、静電容量型入力装置の透明保護層として用いる観点から、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、公知の感光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。第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる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。第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物に含まれるバインダーポリマーと後述の第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物に含まれる酸基を有する樹脂またはバインダーポリマーがいずれもアクリル樹脂を含有することが、第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層を転写する前および後の層間密着性を高める観点からより好ましい。第一の硬化性透明樹脂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。
前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる有機溶剤系樹脂組成物に用いられ、有機溶剤に対して溶解性を有する樹脂(「バインダー」または、「ポリマー」とも言う。)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、アルカリ可溶性樹脂が好ましい。前述のアルカリ可溶性樹脂としては、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。
また第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物は、ポリマーラテックスを含んでいても良い。ここで言うポリマーラテックスとは、水に不溶のポリマーの微粒子が水に分散したものである。ポリマーラテックスについては、例えば室井宗一著「高分子ラテックスの化学(高分子刊行会発行(昭和48年))」に記載されている。
使用できるポリマー粒子としてはアクリル系、酢酸ビニル系、ゴム系(例えばスチレン−ブタジエン系、クロロプレン系)、オレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリスチレン系などのポリマー、およびこれらの共重合体からなるポリマー粒子が好ましい。
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で生じ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、二級および三級アミノ基、アンモニウム塩基、スルホン酸基(スチレンスルホン酸基など)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、スルホン酸基などに、エポキシ化合物、ブロックイソシアネート、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。
ポリマーの重量平均分子量は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は、乳化重合によって得られるものでもよいし、乳化によって得られるものでもよい。これらポリマーラテックスの調製方法については、例えば「エマルジョン・ラテックスハンドブック」(エマルジョン・ラテックスハンドブック編集委員会編集、(株)大成社発行(昭和50年))に記載されている。
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%)(商品名:ケミパールS100 三井化学(株)製。固形分27%)(商品名:ケミパールS111 三井化学(株)製。固形分27%)(商品名:ケミパールS200 三井化学(株)製。固形分27%)(商品名:ケミパールS300 三井化学(株)製。固形分35%)(商品名:ケミパールS650 三井化学(株)製。固形分27%)(商品名: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℃、TgはGlass Transition Temperatureの略称)(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)をアンモニアで中和し、乳化した物を挙げることができる。
−光重合性化合物−
有機溶剤系樹脂組成物に用いられる光重合性化合物としては、特許第4098550号の段落0023〜0024に記載の光重合性化合物を用いることができる。その中でも、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、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エチレンオキサイド付加物のテトラアクリレートを好ましく用いることができる。これらの光重合性化合物は単独で用いてもよく、複数を含みあわせて用いてもよい。ペンタエリスリトールテトラアクリレートとペンタエリスリトールトリアクリレートの混合物を用いる場合、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとペンタエリスリトールトリアクリレートの混合物全体に対するペンタエリスリトールトリアクリレートの比率は質量比で0〜80%であることが好ましく、10〜60%であることがより好ましい。
有機溶剤系樹脂組成物に用いられる光重合性化合物としては、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、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン、ビスフェノール等の多官能アルコールに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加反応した後で(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号等の各公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号等の各公報に記載されているポリエステルアクリレート類;エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、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テトラ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートおよびペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(NKエステル A−TMMT新中村化学工業(株)製)、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物のテトラアクリレート(カヤラッドRP−1040 日本化薬(株)製)を好ましく用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−光重合開始剤−
前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物が、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、第一の硬化性透明樹脂層のパターンを形成しやすくできる。
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。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、エタノン,1−[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光重合開始剤(商品名:Lunar 6、DKSHジャパン株式会社製)などを好ましく用いることができる。
前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物中、前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられ樹脂組成物の固形分に対して、前述の光重合開始剤は、1質量%以上含まれることが好ましく、2質量%以上含まれることがより好ましい。前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物中、前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物の固形分に対して、前述の光重合開始剤は、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本発明の透明積層体のパターニング性を改善する観点からより好ましい。
−金属酸化物粒子−
前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物は、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第一の硬化性透明樹脂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(好ましくは光重合性化合物)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。前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物中、前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物の固形分に対して、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、透明性に優れた第一の硬化性透明樹脂層形成用組成物が得られる。
前述の金属酸化物粒子の屈折率は、金属酸化物粒子を含まない、第一の硬化性透明樹脂層または第二の透明樹脂層の屈折率より高いことが好ましい。具体的には、本発明の転写フィルムは第二の透明樹脂層が、400〜750nmの波長を有する光における屈折率が1.50以上の粒子を含有することがより好ましく、屈折率が1.55以上の粒子を含有することが更に好ましく、屈折率が1.70以上の粒子を含有することが特に好ましく、1.90以上の粒子を含有することが最も好ましい。
ここで、400〜750nmの波長を有する光における屈折率が1.50以上であるとは、上記範囲の波長を有する光における平均屈折率が1.50以上であることを意味し、上記範囲の波長を有する全ての光における屈折率が1.50以上であることを要しない。また、平均屈折率は、上記範囲の波長を有する各光に対する屈折率の測定値の総和を、測定点の数で割った値である。
なお、前述の金属酸化物粒子の金属には、B、Si、Ge、As、Sb、Te等の半金属も含まれるものとする。
光透過性で屈折率の高い金属酸化物粒子としては、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Gd、Tb、Dy、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Zn、B、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Te等の原子を含む酸化物粒子が好ましく、酸化チタン、チタン複合酸化物、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、インジウム/スズ酸化物、アンチモン/スズ酸化物がより好ましく、酸化チタン、チタン複合酸化物、酸化ジルコニウムが更に好ましく、酸化チタン、酸化ジルコニウムが特に好ましく、酸化チタンが最も好ましい。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。
第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の透明性の観点から、前述の金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、1〜200nmが好ましく、3〜80nmが特に好ましい。ここで粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡により任意の粒子200個の粒子径を測定し、その算術平均をいう。また、粒子の形状が球形でない場合には、最も長い辺を径とする。
また、前述の金属酸化物粒子は、1種単独で使用してよいし、2種以上を併用することもできる。
本発明の転写フィルムは、第二の透明樹脂層が、ZrO粒子、Nb粒子およびTiO粒子のうち少なくとも一方を有することが、前述の第二の透明樹脂層の屈折率の範囲に屈折率を制御する観点から好ましく、ZrO粒子およびNb粒子がより好ましい。第一の硬化性透明樹脂層は金属酸化物粒子を含まない方が好ましいが、金属酸化物粒子を式(1)に反しない範囲で含む場合も本発明に含まれる。第一の硬化性透明樹脂層が金属酸化物粒子を含む場合の金属酸化物粒子の種類としてはZrO粒子、Nb粒子およびTiO粒子を挙げることができる。
前述の第二の透明樹脂層は、金属酸化物粒子を含んでいても含んでいなくてもよいが、金属酸化物粒子を含むことが、上述の範囲に前述の第二の透明樹脂層の屈折率を制御する観点から好ましい。前述の第二の透明樹脂層には、使用するポリマーや重合性化合物(好ましくは光重合性化合物)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。
(第二の透明樹脂層を形成する工程)
第二の透明樹脂層は、表面が平滑になるほど、第二の透明樹脂層の厚みのばらつきは低減するため、第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物(以下、「第二の透明樹脂層形成用組成物」とも言う。)の固形分、溶剤の組成比、乾燥温度を調整する事で、第二の透明樹脂層が式2A、式2B、式3A、式3B、式4Aおよび式4Bを満たしやすくできる。ただし、これらの条件以外の製造条件を調整して、式2A、式2B、式3A、式3B、式4Aおよび式4Bを満たす第二の透明樹脂層を形成してもよい。
第一の硬化性透明樹脂層の上に直接第二の透明樹脂層を形成する工程が、第一の硬化性透明樹脂層の上に第二の透明樹脂層形成用組成物を塗布する工程であることが好ましい。
第二の透明樹脂層形成用組成物は、固形分濃度が1.0〜5.0質量%であることが好ましく、1.2〜3.0質量%であることがより好ましく、1.5〜2.0質量%であることが特に好ましい。
第一の硬化性透明樹脂層の上に直接第二の透明樹脂層を形成する工程が、第二の透明樹脂層形成用の水系樹脂組成物を塗布する工程であることがより好ましい。第一の硬化性透明樹脂層の上に直接第二の透明樹脂層を形成する工程が、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む第二の透明樹脂層形成用の水系樹脂組成物を塗布する工程であることが特に好ましい。
水系樹脂組成物とは、水系溶媒に溶解することができる樹脂組成物のことを言う。
第二の透明樹脂層形成用組成物は、第二の透明樹脂層が式2A、式2B、式3A、式3B、式4Aおよび式4Bを満たしやすくする観点から、全溶媒を100質量部とした場合の水添加量が15〜85質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましく、25〜75質量部であることが特に好ましい。
水系溶媒としては、水、もしくは、炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水との混合溶媒が好ましい。第二の透明樹脂層の形成に用いる水系樹脂組成物の溶媒が、水および炭素原子数1〜3のアルコールを含むことが好ましく、水/炭素原子数1〜3のアルコール含有率が質量比で15/85〜85/15の水または混合溶媒を含むことがより好ましい。水/炭素原子数1〜3のアルコール含有率は、質量比で20/80〜80/20の範囲がより好ましく、25/75〜75/25が特に好ましい。
水、水およびメタノールの混合溶剤、水およびエタノールの混合溶剤が好ましく、乾燥および塗布性の観点から水およびメタノールの混合溶剤がより好ましい。
水系樹脂組成物の25℃におけるpH(power of Hydrogen)が、7.0以上12.0以下であることが好ましく、7.0〜10.0であることがより好ましく、7.0〜8.5であることが特に好ましい。例えば、酸基に対して過剰量のアンモニアを用い、酸基を有するモノマーまたは酸基を有する樹脂を添加して、上記の好ましい範囲に水系樹脂組成物のpHを調整することができる。
また、第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物が、熱硬化性および光硬化性のうち少なくとも一方であることが好ましい。第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層がこのような硬化性透明樹脂層である場合、第一の硬化性透明樹脂層を積層した後に硬化させることなく第二の透明樹脂層を積層しても層分画が良好となって透明電極パターン視認性を改善することができる。この場合、さらに、後述の透明積層体は、得られた転写フィルムからオーバーコート層および屈折率調整層(すなわち第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層)を同時に透明電極パターン上に転写した後で、フォトリソグラフィによって少なくとも転写後に第二の透明樹脂層よりも外部に近い層となる第一の硬化性透明樹脂層を所望のパターンに現像できる。第二の透明樹脂層が硬化性を有する態様がより好ましく、この態様では、第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に透明電極パターン上に転写した後で、フォトリソグラフィによって同時に所望のパターンに現像できる。
第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物が、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を有し、バインダーポリマーと、光または熱重合性化合物と、光または熱重合開始剤とを含むことが好ましい。酸基を有する樹脂のアンモニウム塩のみがバインダーポリマーであってもよく、酸基を有する樹脂のアンモニウム塩の他にさらに他のバインダーポリマーを併用してもよい。酸基を有するモノマーのアンモニウム塩が光または熱重合性化合物であってもよく、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩の他にさらに光または熱重合性化合物を併用してもよい。
−酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩−
水系樹脂組成物は、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含むことが好ましい。
酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩としては特に制限はない。
第二の透明樹脂層の前述の酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩が、酸基を有するアクリルモノマーまたはアクリル樹脂のアンモニウム塩であることが好ましい。
転写フィルムの製造方法は、酸基を有するモノマーまたは酸基を有する樹脂をアンモニア水溶液に溶解させ、前述の酸基の少なくとも一部がアンモニウム塩化したモノマーまたは樹脂を含む水系樹脂組成物を調製する工程を含むことが好ましい。
本発明に用いることができるアンモニア水溶液の濃度としては特に制限はないが、アンモニア濃度が0.1〜25質量%のアンモニア水溶液が好ましく、0.5〜10質量%のアンモニア水溶液がより好ましく、1〜5質量%のアンモニア水溶液が特に好ましい。
−−酸基を有する樹脂−−
酸基を有するモノマーまたは酸基を有する樹脂としては、酸基を有する樹脂であることが好ましく、1価の酸基(カルボキシル基など)を有する樹脂であることがより好ましい。
第二の透明樹脂層の形成に用いられる水系樹脂組成物に用い、水系溶媒(好ましくは水、もしくは、炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水との混合溶媒)に対して溶解性を有する樹脂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る。
水系樹脂組成物に用いられる酸基を有する樹脂は、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。アルカリ可溶性樹脂は、線状有機高分子重合体であって、分子(好ましくは、アクリル系共重合体、スチレン系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基(すなわち酸基:例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基など)を有するアルカリ可溶性樹脂の中から適宜選択することができる。このうち、更に好ましくは、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものである。酸基としては、カルボキシル基が好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の製造には、例えば、公知のラジカル重合法を用いる方法を適用することができる。ラジカル重合法でアルカリ可溶性樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類およびその量、溶媒の種類等々の重合条件は、当業者において容易に設定可能であり、実験的に条件を定めることもできる。
上記の線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマーが好ましい。例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号、特開昭46−2121号公報や特公昭56−40824号公報の各公報に記載されているような、ポリ(メタ)アクリル酸、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、スチレン/マレイン酸等のマレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等、並びにカルボキシアルキルセルロースおよびカルボキシアルキル澱粉等の側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等であり、更に側鎖に(メタ)アクリロイル基等の反応性官能基を有する高分子重合体も好ましいものとして挙げられる。
これらの中では特に、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体やベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好適である。
この他、2−ヒドロキシエチルメタクリレートを共重合したもの等も有用なものとして挙げられる。このポリマーは任意の量で混合して用いることができる。
上記以外に、特開平7−140654号公報に記載の、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体などが挙げられる。
アルカリ可溶性樹脂の具体的な構成単位については、特に(メタ)アクリル酸と、これと共重合可能な他の単量体との共重合体が好適である。
(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体としては、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート、ビニル化合物などが挙げられる。ここで、アルキル基およびアリール基の水素原子は、置換基で置換されていてもよい。
アルキル(メタ)アクリレートおよびアリール(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジルアクリレート、トリルアクリレート、ナフチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等を挙げることができる。
また、ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー、CH=CR、CH=C(R)(COOR)〔ここで、Rは水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、Rは炭素数6〜10の芳香族炭化水素環を表し、Rは炭素数1〜8のアルキル基または炭素数6〜12のアラルキル基を表す。〕等を挙げることができる。
これら共重合可能な他の単量体は、1種単独で或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましい共重合可能な他の単量体は、CH=CR、CH=C(R)(COOR)、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートおよびスチレンから選択される少なくとも1種であり、特に好ましくは、CH=CRおよび/またはCH=C(R)(COOR)である。
この他に反応性官能基を有する(メタ)アクリル化合物、ケイ皮酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン性不飽和二重結合をこの線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等をあげることができる。
これらの中でも、酸基を有する樹脂としては、酸基を有するアクリル樹脂であることが好ましい。なお、本明細書中、アクリル樹脂には、メタクリル樹脂とアクリル樹脂の両方が含まれ、同様に(メタ)アクリルにはメタクリルとアクリルが含まれる。
−−酸基を有するモノマー−−
酸基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸やその誘導体などのアクリルモノマーや、以下のモノマーを好ましく用いることができる。
例えば、3〜4官能のラジカル重合性モノマー(ペンタエリスリトールトリおよびテトラアクリレート骨格にカルボン酸基を導入したもの(酸価=80〜120mg−KOH/g))、5〜6官能のラジカル重合性モノマー(ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート骨格にカルボン酸基を導入したもの(酸価=25〜70mg−KOH/g))等が挙げられる。具体的な名称は記載していないが、必要に応じ、2官能のアルカリ可溶性ラジカル重合性モノマーを用いても良い。
その他、特開2004−239942号公報の[0025]〜[0030]に記載の酸基を有するモノマーも好ましく用いることができ、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸やその誘導体などのアクリルモノマーをより好ましく用いることができる。なお、本明細書中、アクリルモノマーは、メタクリルモノマーとアクリルモノマーの両方が含まれる。
−他のバインダーポリマー−
水系樹脂組成物に用いられる酸基を有さない他のバインダーポリマーとしては特に制限はなく、前述の第一の硬化性透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物に用いられるバインダーポリマーを用いることができる。
−重合性化合物−
前述の第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物が、前述の光重合性化合物または熱重合性化合物などの重合性化合物を含むことが、硬化させて膜の強度などを高める観点から好ましい。前述の酸基を有するモノマー以外の他の光重合性化合物を含むことがより好ましい。
水系樹脂組成物に用いられる重合性化合物としては、特許第4098550号の段落0023〜0024に記載の重合性化合物を用いることができる。その中でも、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、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エチレンオキサイド付加物のテトラアクリレートを好ましく用いることができる。これらの重合性化合物は単独で用いてもよく、複数を含みあわせて用いてもよい。ペンタエリスリトールテトラアクリレートとペンタエリスリトールトリアクリレートの混合物を用いる場合、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとペンタエリスリトールトリアクリレートの混合物全体に対するペンタエリスリトールトリアクリレートの比率は質量比で0〜80%であることが好ましく、10〜60%であることがより好ましい。
水系樹脂組成物に用いられる光重合性化合物として、具体的には、下記構造式1で表される水溶性の重合性化合物、ペンタエリスリトールテトラアクリレート混合物(NKエステル A−TMMT新中村化学工業(株)製、不純物としてトリアクリレート約10%含有)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM3LM−N 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート37%)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM−3L 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート55%)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM3 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート57%)、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物のテトラアクリレート(カヤラッドRP−1040 日本化薬(株)製)、アロニックスTO−2349(東亞合成社製)などを挙げることができる。
水系樹脂組成物に用いられる光重合性化合物としては、これらの中でも、本発明の転写フィルムのレチキュレーションを改善する観点からは、下記構造式1で表される水溶性の重合性化合物、ペンタエリスリトールテトラアクリレート混合物(NKエステル A−TMMT新中村化学工業(株)製)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM3LM−N 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート37%)、ペンタエリスリトールテトラアクリレートとトリアクリレートの混合物(NKエステル A−TMM−3L 新中村化学工業(株)製、トリアクリレート55%)を好ましく用いることができる。
Figure 0006554165
その他の水系樹脂組成物に用いられる光重合性化合物としては、メタノールなどの炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水との混合溶媒にも溶解性を有することが、後述する金属酸化物粒子のアルコール分散液を水系樹脂組成物に併用する場合に好ましい。水もしくは炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水との混合溶媒に対して溶解性を有する重合性化合物としては、水酸基を有するモノマー、分子内にエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイド、およびリン酸基を有するモノマーが使用できる。炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水との混合溶媒にも溶解性を有する重合性化合物としては、カヤラッドRP−1040(日本化薬(株)製)、アロニックスTO−2349(東亞合成社製)、重合性モノマー A−9300(新中村化学工業(社)製)、A−GLY−20E (新中村化学工業(社)製)などが好ましい。なお、重合性化合物が炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水との混合溶媒にも溶解性を有するとは、アルコールと水との混合溶媒に0.1質量%以上溶解することを言う。
また、重合性化合物の含有量は、第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物の固形分の全質量に対し、0〜20質量%であることが好ましく、0〜10質量%であることがより好ましく、0〜5質量%であることが更に好ましい。
−光重合開始剤−
第二の透明樹脂層形成用組成物に用いられ、水もしくは炭素原子数1乃至3の低級アルコールと水との混合溶媒に対して溶解性を有する光重合開始剤としてはIrgacure 2959や、下記構造式2の開始剤が使用できる。
また、光重合開始剤の含有量は、第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物の固形分の全質量に対し、0〜5質量%であることが好ましく、0〜1質量%であることがより好ましく、0〜0.5質量%であることが更に好ましい。
Figure 0006554165
−金属酸化物粒子−
前述の第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物は、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が、金属酸化物粒子を含むことが、上述の範囲に前述の第二の透明樹脂層の屈折率を制御する観点から好ましい。第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物には、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。前述の第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物中、前述の第二の透明樹脂層の全固形分に対して、前述の金属酸化物粒子は、40〜95質量%含まれることが好ましく、55〜95質量%含まれることがより好ましく、62〜90質量%含まれることが特に好ましく、62〜75質量%含まれることが本発明の透明積層体の密着性を改善する観点からより特に好ましく、62〜70質量%含まれることがさらにより特に好ましい。
−金属酸化抑制剤−
前述の第二の透明樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物は、金属酸化抑制剤を含むことが好ましい。第二の透明樹脂層が金属酸化抑制剤を含有することにより、第二の透明樹脂層を透明基板(透明基板は、透明電極パターン、金属配線部等を含むことが好ましい)上に積層する際に、第二の透明樹脂層と直接接する金属配線部を表面処理することが可能となる。上記表面処理をすることで付与される金属配線部の保護性は、第二の透明樹脂層(および第一の硬化性透明樹脂層)を除去した後にも有効であると考えられる。
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、および、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、また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、ベンゼン環また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、および、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およ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、第二の透明樹脂層の全質量に対し、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。
(乾燥)
加熱および乾燥する工程の詳細な条件の好ましい範囲について、以下に示す。
加熱および乾燥方法としては、加熱装置を備えた炉内を通過させる方法や、又、送風により実施することもできる。加熱および乾燥条件は、使用する有機溶剤等に応じて適宜設定すれば良く、40〜150℃の温度に加熱する方法等が挙げられる。
これらの条件の中でも、第二の透明樹脂層が式2A、式2B、式3A、式3B、式4Aおよび式4Bを満たしやすくする観点から、第一の硬化性透明樹脂層を工程1と工程2の順に2段階で乾燥することが好ましい。第一の硬化性透明樹脂層を形成する場合の工程1では、乾燥温度を70〜120℃の温度で加熱することが特に好ましく、80〜100℃の温度に加熱することが更に好ましい。第一の硬化性透明樹脂層を形成する場合の工程2では、乾燥温度を100〜130℃の温度で加熱することが特に好ましく、110〜120℃の温度に加熱することが更に好ましい。
第二の透明樹脂層が式2A、式2B、式3A、式3B、式4Aおよび式4Bを満たしやすくする観点から、第二の透明樹脂層を工程1と工程2の順に2段階で乾燥することが好ましい。第二の透明樹脂層を形成する場合の工程1では、乾燥温度を80〜110℃の温度で加熱することが特に好ましく、90〜100℃の温度に加熱することが更に好ましい。第二の透明樹脂層を形成する場合の工程2では、乾燥温度を100〜130℃の温度で加熱することが特に好ましく、110〜120℃の温度に加熱することが更に好ましい。
加熱および乾燥後の組成物としては、湿潤基準における含水率が5質量%以下とすることが好ましく、3質量%以下にすることがより好ましく、1質量%以下にすることが更に好ましい。
さらに転写フィルムの製造方法は、酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩から、アンモニアを揮発させることで、酸基を生成する工程を含むことが好ましい。前述の酸基を有するモノマーのアンモニウム塩または酸基を有する樹脂のアンモニウム塩から、アンモニアを揮発させることで、酸基を生成する工程が、塗布された前述の水系樹脂組成物を加熱する工程であることが好ましい。
<その他の工程>
転写フィルムの製造方法は、前述の仮支持体上に前述の第一の硬化性透明樹脂層を形成する前に、さらに熱可塑性樹脂層を形成する工程を含んでいてもよい。
前述の熱可塑性樹脂層を形成する工程の後に、前述の熱可塑性樹脂層と前述の第一の硬化性透明樹脂層の間に中間層を形成する工程を含んでいてもよい。具体的に中間層を有する転写フィルムを形成する場合には、仮支持体上に、熱可塑性の有機高分子と共に添加剤を溶解した溶解液(熱可塑性樹脂層用塗布液)を塗布し、乾燥させて熱可塑性樹脂層を設けた後、この熱可塑性樹脂層上に熱可塑性樹脂層を溶解しない溶剤に樹脂や添加剤を加えて調製した調製液(中間層用塗布液)を塗布し、乾燥させて中間層を積層することが好ましい。この中間層上に更に、中間層を溶解しない溶剤を用いて調製した感光性樹脂層用塗布液を塗布し、乾燥させて感光性樹脂層を積層することが好ましい。
その他の透明樹脂層の製造方法は、特開2006−259138号公報の段落0094〜0098に記載の感光性転写材料の作製方法を採用することができる。
<転写フィルムの用途>
本発明の転写フィルムは、ドライレジスト用フィルムであることが好ましい。本明細書中、ドライレジストとは、転写フィルムがフィルム状の形態をとった製品のことを言う。
本発明の転写フィルムは、静電容量型入力装置の透明絶縁層用または透明保護層用であることが好ましい。より詳しくは、本発明の転写フィルムは、透明電極パターンの上に、フォトリソグラフィ方式により、屈折率調整層およびオーバーコート層(透明保護層)の積層パターンを形成するための転写材料として好ましく用いることができる。
[透明積層体]
本発明の透明積層体の第1の態様は、透明電極パターンと、透明電極パターンに直接接して配置された第二の透明樹脂層と、第二の透明樹脂層に直接接して配置された第一の硬化性透明樹脂層とを有し、下記式1および式2Aを満たす透明積層体である。
式1: n<n
式2A: 100×σ/T≦5.0
は第一の硬化性透明樹脂層の屈折率を表し、nは第二の透明樹脂層の屈折率を表し、σは第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
本発明の透明積層体の第2の態様は、透明電極パターンの上に、本発明の転写フィルムの第二の透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層がこの順で積層された透明積層体である。
本発明の透明積層体の第1の態様は、透明電極パターンの上に、本発明の転写フィルムの第二の透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層がこの順で積層されてなることが好ましい。
<透明積層体の構成>
本発明の透明積層体は、前述の透明電極パターンの前述の第二の透明樹脂層が形成された側と反対側に、屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜をさらに有することが、透明電極パターンの視認性をより改善する観点から、好ましい。なお、本明細書中、特に断りがなく「透明膜」と記載する場合は、上記の「屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜」を指す。
本発明の透明積層体は、前述の屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜の前述の透明電極パターンが形成された側と反対側に、透明基板をさらに有することが好ましい。
図11に本発明の透明積層体の構成の1例を示す。
図11では、透明基板1、屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜11を有し、さらに透明電極パターン4、第二の透明樹脂層12および第一の硬化性透明樹脂層7がこの順に積層された領域21を面内に有する。また、図11では、前述の透明積層体は、上記領域に加えて、透明基板1、および透明膜11がこの順に積層された領域(図11の構成では、第二の透明樹脂層12と第一の硬化性透明樹脂層7がこの順に積層された領域22(すなわち、透明電極パターンが形成されていない非パターン領域22))を含むことが示されている。
換言すれば、前述の透明積層体は、透明基板1、透明膜11、透明電極パターン4、第二の透明樹脂層12および第一の硬化性透明樹脂層7がこの順に積層された領域21を面内方向に含む。
面内方向とは、透明積層体の透明基板と平行な面に対して略平行方向を意味する。したがって、透明電極パターン4、第二の透明樹脂層12および第一の硬化性透明樹脂層7がこの順に積層された領域を面内に含むとは、透明電極パターン4、第二の透明樹脂層12および第一の硬化性透明樹脂層7がこの順に積層された領域の、透明積層体の透明基板と平行な面への正射影が、透明積層体の透明基板と平行な面内に存在することを意味する。
ここで、本発明の透明積層体を後述する静電容量型入力装置に用いる場合、透明電極パターンは行方向と列方向の略直交する2つの方向にそれぞれ第一の透明電極パターンおよび第二の透明電極パターンとして設けられることがある(例えば、図3参照)。例えば図3の構成では、本発明の透明積層体における透明電極パターンは、第二の透明電極パターン4であっても、第一の透明電極パターン3のパッド部分3aであってもよい。言い換えると、以下の本発明の透明積層体の説明では、透明電極パターンの符号を「4」で代表して表すことがあるが、本発明の透明積層体における透明電極パターンは、本発明の静電容量型入力装置における第二の透明電極パターン4への使用に限定されず、例えば第一の透明電極パターン3のパッド部分3aとして使用してもよい。
本発明の透明積層体は、前述の透明電極パターンが形成されていない非パターン領域を含むことが好ましい。本明細書中、非パターン領域とは、透明電極パターン4が形成されていない領域を意味する。
図11には、本発明の透明積層体が非パターン領域22を含む態様が示されている。
本発明の透明積層体は、前述の透明電極パターンが形成されていない非パターン領域22の少なくとも一部に、前述の透明基板、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層がこの順に積層された領域を面内に含むことが好ましい。
本発明の透明積層体は、前述の透明基板、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層がこの順に積層された領域において、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層が互いに隣接していることが好ましい。
但し、前述の非パターン領域22のその他の領域には、本発明の趣旨に反しない限りにおいてその他の部材を任意の位置に配置してもよく、例えば本発明の透明積層体を後述する静電容量型入力装置に用いる場合、図1Aにおけるマスク層2や、絶縁層5や別の導電性要素6などを積層することができる。
本発明の透明積層体は、前述の透明基板および透明膜が互いに隣接していることが好ましい。
図11には、前述の透明基板1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、前述の透明基板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、前述の透明基板および前述の透明膜の間に、屈折率1.5〜1.52の第三の透明膜(図11には不図示)を含むことが好ましい。
本発明の透明積層体は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、前述の透明膜の厚みとは、全層の合計厚みを意味する。
本発明の透明積層体は、前述の透明膜および前述の透明電極パターンが互いに隣接していることが好ましい。
図11には、前述の透明膜11の一部の領域上に隣接して前述の透明電極パターン4が積層している態様が示されている。
前述の透明電極パターン4の端部は、その形状に特に制限はないが、図11に示すようにテーパー形状を有していてもよく、例えば、前述の透明基板側の面の方が、前述の透明基板と反対側の面よりも広いテーパー形状を有していてもよい。
ここで、前述の透明電極パターンの端部がテーパー形状であるときの透明電極パターンの端部の角度(以下、テーパー角とも言う)は、30°以下であることが好ましく、0.1〜15°であることがより好ましく、0.5〜5°であることが特に好ましい。
本明細書中におけるテーパー角の測定方法は、前述の透明電極パターンの端部の顕微鏡写真を撮影し、その顕微鏡写真のテーパー部分を三角形に近似し、テーパー角を直接測定して求めることができる。
図10に透明電極パターンの端部がテーパー形状である場合の一例を示す。図10におけるテーパー部分を近似した三角形は、底面が800nmであり、高さ(底面と略平行な上底部分における厚み)が40nmであり、このときのテーパー角αは約3°である。テーパー部分を近似した三角形の底面は、10〜3000nmであることが好ましく、100〜1500nmであることがより好ましく、300〜1000nmであることが特に好ましい。
なお、テーパー部分を近似した三角形の高さの好ましい範囲は、透明電極パターンの厚みの好ましい範囲と同様である。
本発明の透明積層体は、前述の透明電極パターンおよび前述の第二の透明樹脂層が互いに隣接している領域を含むことが好ましい。
図11には、前述の透明電極パターン、前述の第二の透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層がこの順に積層された領域21において、前述の透明電極パターン、前述の第二の透明樹脂層および第一の硬化性透明樹脂層が互いに隣接している態様が示されている。
また、本発明の透明積層体は、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層によって、前述の透明電極パターンおよび前述の透明電極パターンが形成されていない非パターン領域22の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第二の透明樹脂層がパターン膜ではなく、連続膜であることを意味する。すなわち、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層は、開口部を有していないことが、透明電極パターンを視認されにくくする観点から好ましい。
また、前述の透明膜および前述の第二の透明樹脂層によって、前述の透明電極パターンおよび前述の非パターン領域22が、他の層を介して被覆されるよりも、直接被覆されることが好ましい。他の層を介して被覆される場合における「他の層」としては、後述する本発明の静電容量型入力装置に含まれる絶縁層5や、後述する本発明の静電容量型入力装置のように透明電極パターンが2層以上含まれる場合は2層目の透明電極パターンなどを挙げることができる。
図11には、前述の第二の透明樹脂層12が積層している態様が示されている。前述の第二の透明樹脂層12は、前述の透明膜11上の透明電極パターン4が積層していない領域と、透明電極パターン4が積層している領域との上にまたがって積層している。すなわち、前述の第二の透明樹脂層12は、前述の透明膜11と隣接しており、さらに、前述の第二の透明樹脂層12は、透明電極パターン4と隣接している。
また、透明電極パターン4の端部がテーパー形状である場合は、テーパー形状に沿って(テーパー角と同じ傾きで)前述の第二の透明樹脂層12が積層していることが好ましい。
図11では、前述の第二の透明樹脂層12の表面のうち、前述の透明電極パターンが形成された表面とは反対側の表面上に、第一の硬化性透明樹脂層7が積層された態様が示されている。
<透明積層体の材料>
(透明基板)
本発明の透明積層体は、前述の透明基板がガラス基板または透明フィルム基板であることが好ましく、透明フィルム基板であることがより好ましい。前述の透明基板の屈折率は、1.5〜1.55であることが好ましく、1.5〜1.52であることが特に好ましい。
前述の透明基板は、ガラス基板等の透光性基板で構成されていてもよく、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、前述の透明基板としては、特開2010−86684号公報、特開2010−152809号公報および特開2010−257492号公報に用いられている材料を好ましく用いることができる。
透明基板として透明フィルム基板を用いる場合は、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い。具体的な透明フィルム基板には、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate;PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロースまたはシクロオレフィン樹脂を含む透明フィルム基板を挙げることができる。
(透明電極パターン)
前述の透明電極パターンの屈折率は1.75〜2.1であることが好ましい。
前述の透明電極パターンの材料は特に制限されることはなく、公知の材料を用いることができる。例えば、ITOやIZOなどの透光性の導電性の金属酸化物膜や、金属膜を用いて作製することができる。このような金属酸化物膜および金属膜としては、ITO膜;Al、Zn、Cu、Fe、Ni、Cr、Mo等の金属膜;SiO等の金属酸化物膜などが挙げられる。この際、各要素の、厚みは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、前述の第一の透明電極パターン3と、第二の透明電極パターン4と、後述する別の導電性要素6とは、導電性繊維を用いた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製造することもできる。その他、ITO等によって第一の導電性パターン等を形成する場合には、特許第4506785号公報の段落0014〜0016等を参考にすることができる。その中でも、前述の透明電極パターンは、ITO膜であることが好ましい。
本発明の透明積層体は、前述の透明電極パターンが屈折率1.75〜2.1のITO膜であることが好ましい。
(第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層)
本発明の透明積層体に含まれる第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の好ましい範囲は、本発明の転写フィルムにおける前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層の好ましい範囲と同様である。
(透明膜)
本発明の透明積層体は、前述の透明膜の屈折率が1.6〜1.78であり、1.65〜1.74であることが好ましい。ここで、前述の透明膜は、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。
前述の透明膜の材料の好ましい範囲と屈折率などの物性の好ましい範囲は、前述の第二の透明樹脂層のそれらの好ましい範囲と同様である。
本発明の透明積層体は、前述の透明膜と前述の第二の透明樹脂層が、同一材料によって構成されたことが光学的均質性の観点から好ましい。
本発明の透明積層体は、前述の透明膜が透明樹脂膜であることが好ましい。
透明樹脂膜に用いられる金属酸化物粒子や樹脂(バインダー)やその他の添加剤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、本発明の転写フィルムにおける前述の第二の透明樹脂層に用いられる樹脂やその他の添加剤を好ましく用いることができる。
本発明の透明積層体は、前述の透明膜が無機膜であってもよい。無機膜に用いられる材料としては、前述の第二の透明樹脂層に用いられる材料が挙げられる。
(第三の透明膜)
前述の第三の透明膜の屈折率は、1.5〜1.55であることが前述の透明基板の屈折率に近付けて、透明電極パターンの視認性を改善する観点から好ましく、1.5〜1.52であることがより好ましい。
<透明積層体の製造方法>
本発明の透明積層体を製造する方法は限定されず、公知の方法で製造することができる。
その中でも本発明の透明積層体は、透明電極パターン上に、本発明の転写フィルムの前述の第二の透明樹脂層および前述の第一の硬化性透明樹脂層をこの順で積層する工程を含む製造方法によって製造されることが好ましい。このような構成により、透明積層体の第二の透明樹脂層および前述の第一の硬化性透明樹脂層を一括して転写することができ、透明電極パターンが視認される問題がない透明積層体を容易に、生産性良く製造することができる。
なお、透明積層体の製造方法における前述の第二の透明樹脂層は、前述の透明電極パターン上と、前述の非パターン領域では前述の透明膜上に直接、または、他の層を介して、製膜される。
(透明基板の表面処理)
また、後の転写工程におけるラミネートを行った後の各層の密着性を高めるために、予め透明基板(前面板)の非接触面(静電容量型入力装置を構成する透明基板の表面のうち、指などの入力手段を接触させる側の面とは反対側の面)に表面処理を施すことができる。前述の表面処理としては、シラン化合物を用いた表面処理(シランカップリング処理)を実施することが好ましい。シランカップリング剤としては、感光性樹脂と相互作用する官能基を有するものが好ましい。例えばシランカップリング液(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシランの0.3質量%水溶液、商品名:KBM603、信越化学(株)製)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄する。この後、加熱により反応させる。加熱槽を用いてもよく、ラミネータの基板予備加熱でも反応を促進できる。
(透明電極パターンの製膜)
前述の透明電極パターンは、後述する本発明の静電容量型入力装置の説明における、第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6の形成方法などを用いて、透明基板上または前述の屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜上に製膜することができ、後述する感光性フィルムを用いる方法が好ましい。
(第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の製膜)
前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を形成する方法は、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と、前述の保護フィルムが除去された本発明の転写フィルムの前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を透明電極パターン上に転写する転写工程と、透明電極パターン上に転写された第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を露光する露光工程と、露光された第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を現像する現像工程と、を有する方法が挙げられる。
−転写工程−
前述の転写工程は、前述の保護フィルムが除去された本発明の転写フィルムの前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を透明電極パターン上に転写する工程である。
この際、本発明の転写フィルムの前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を透明電極パターンにラミネート後、仮支持体を取り除く工程を含む方法が好ましい。
前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層の透明電極パターン表面への転写(貼り合わせ)は、前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を透明電極パターン表面に重ね、加圧、加熱することに行われる。貼り合わせには、ラミネータ、真空ラミネータ、および、より生産性を高めることができるオートカットラミネーター等の公知のラミネータを使用することができる。
−露光工程、現像工程、およびその他の工程−
前述の露光工程、現像工程、およびその他の工程の例としては、特開2006−23696号公報の段落0035〜0051に記載の方法を本発明においても好適に用いることができる。
前述の露光工程は、透明電極パターン上に転写された前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を露光する工程である。
具体的には、前述の透明電極パターン上に形成された前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層ならびに仮支持体の上方に所定のマスクを配置し、その後マスク上方の光源から(マスク、仮支持体を介して)前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂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、前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を硬化しうる波長域の光(例えば、365nm、405nmなど)を照射できるものであれば適宜選択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/cm程度であり、好ましくは10〜100mJ/cm程度である。
前述の現像工程は、露光された第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層を現像する工程である。
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第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を現像液によってパターン現像する狭義の意味の現像工程である。
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が溶解型の現像挙動をする現像液が好ましく、例えば、pKa(The negative logarithm of the acid dissociation constant;Kaはacid dissociation constant)=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、前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層自体が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。
前述の現像の方式としては、パドル現像、シャワー現像、シャワー&スピン現像、ディップ現像等のいずれでもよい。ここで、前述のシャワー現像について説明すると、露光後の前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層に現像液をシャワーにより吹き付けることにより、未硬化部分を除去することができる。尚、熱可塑性樹脂層や中間層を設けた場合には、現像の前に光硬化性樹脂層の溶解性が低いアルカリ性の液をシャワーなどにより吹き付け、熱可塑性樹脂層、中間層などを除去しておくことが好ましい。また、現像の後に、洗浄剤などをシャワーにより吹き付け、ブラシなどで擦りながら、現像残渣を除去することが好ましい。現像液の液温度は20℃〜40℃が好ましく、また、現像液のpHは8〜13が好ましい。
前述の静電容量型入力装置の製造方法は、ポスト露光工程、ポストベーク工程等、その他の工程を有していてもよい。前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層が、熱硬化性である場合は、ポストベーク工程を行うことが好ましい。
尚、パターニング露光や全面露光は、仮支持体を剥離してから行ってもよいし、仮支持体を剥離する前に露光し、その後、仮支持体を剥離してもよい。マスクを介した露光でも良いし、レーザー等を用いたデジタル露光でも良い。
(透明膜の製膜)
本発明の透明積層体が、前述の透明電極パターンの前述の第二の透明樹脂層が形成された側と反対側に、屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜をさらに有する場合、前述の透明膜は、前述の透明電極パターンの上に直接、または、前述の第三の透明膜などの他の層を介して、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。
その中でも、本発明の透明積層体は、前述の透明膜が、仮支持体上に形成された透明硬化性樹脂膜を、前述の透明基板上に転写して製膜されることが好ましく、転写後に硬化して製膜されることがより好ましい。転写および硬化の方法としては、後述する本発明の静電容量型入力装置の説明における感光性フィルムを用い、透明積層体の製造方法における前述の第一の硬化性透明樹脂層および前述の第二の透明樹脂層を転写する方法と同様に転写、露光、現像およびその他の工程を行う方法を挙げることができる。その場合は、感光性フィルム中の光硬化性樹脂層に前述の金属酸化物粒子を分散させることで、上述の範囲に前述の透明膜の屈折率を調整することが好ましい。
一方、前述の透明膜が無機膜である場合は、スパッタによって形成されてなることが好ましい。すなわち、本発明の透明積層体は、前述の透明膜が、スパッタによって形成されてなることも好ましい。
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。
(第三の透明膜の製膜)
前述の第三の透明膜の製膜方法は、透明基板上に屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜を製膜する方法と同様である。
透明積層体の製造方法は、第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化する工程を含むことが好ましく、同時にパターン硬化する工程を含むことがより好ましい。本発明の転写フィルムは、第一の硬化性透明樹脂層を積層した後に、第一の硬化性透明樹脂層を硬化させることなく、第二の透明樹脂層を積層されることが好ましい。このようにして得られた本発明の転写フィルムから転写された第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層は、同時に硬化することができる。これにより、本発明の転写フィルムから第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を透明電極パターン上に転写した後で、フォトリソグラフィによって所望のパターンに現像できる。
透明積層体の製造方法は、第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化する工程の後に、第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の未硬化部分(光硬化の場合は、未露光部のみ、または、露光部のみ)を現像して、取り除く工程を含むことがより好ましい。
[静電容量型入力装置]
本発明の静電容量型入力装置は、本発明の透明積層体を含む。
静電容量型入力装置は、本発明の転写フィルムを用いて、透明電極パターンを含む透明基板上に転写フィルムの前述の第二の透明樹脂層および前述の第一の硬化性透明樹脂層をこの順で積層することにより作製されてなることが好ましい。本発明の転写フィルムから第二の透明樹脂層と前述の第二の透明樹脂層に隣接して配置された第一の硬化性透明樹脂層とを、静電容量型入力装置の透明電極パターンの上に転写して作製されてなることがより好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、本発明の転写フィルムから転写された第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化されてなることが好ましく、第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時にパターン硬化されてなることがより好ましい。なお、本発明の転写フィルムから転写された第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化する際、本発明の転写フィルムから仮支持体を剥離しないことが好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、本発明の転写フィルムから転写され、同時にパターン硬化されてなる第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の未硬化部分を現像し、取り除かれてなることがより好ましい。なお、本発明の転写フィルムから転写された第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を同時に硬化した後、現像する前に本発明の転写フィルムから保護フィルムを剥離することが好ましい。本発明の静電容量型入力装置は、引き回し配線の端末部で、ポリイミドフィルム上に形成されたフレキシブル配線と接続する必要があるため、第一の硬化性透明樹脂層(および第二の透明樹脂層)に覆われていないことが好ましい。
その態様を図13に示した。図13は透明電極パターンの引き回し配線(別の導電性要素6)と引き回し配線の端末部31を含む、以下の構成の静電容量型入力装置を示した。
引き回し配線の端末部31上の第一の硬化性透明樹脂層が未硬化部(未露光部)となっているため、現像で除去され、引き回し配線の端末部31が露出している。
具体的な露光、現像の態様を図14および図15に示した。図14は、第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を有する本発明の転写フィルム30を、静電容量型入力装置の透明電極パターンの上にラミネートにより積層し、露光等によって硬化する前の状態を示す。フォトリソグラフィを利用する場合、すなわち露光により硬化する場合は、図15に示した形状の第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の硬化部(露光部)33を、マスクを用いてパターン露光および未露光部の現像をすることにより、得ることができる。具体的には、図15では、第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の未硬化部として引き回し配線の端末部に対応する開口部34と、静電容量型入力装置の枠部の輪郭の外側にはみ出していた第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層を有する本発明の転写フィルムの端部とが取り除かれた、引き回し配線の端末部(取出配線部)を覆わないための第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の硬化部(所望のパターン)が得られる。
これにより、ポリイミドフィルム上に作製されたフレキシブル配線を、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、センサーの信号を電気回路に送ることが可能になる。
本発明の静電容量型入力装置は、透明電極パターンと、この透明電極パターンに隣接して配置された第二の透明樹脂層と、この第二の透明樹脂層に隣接して配置された第一の硬化性透明樹脂層とを有し、前述の第二の透明樹脂層の屈折率が前述の第一の硬化性透明樹脂層の屈折率よりも高く、前述の第二の透明樹脂層の屈折率が1.6以上である、透明積層体を有することが好ましい。
以下、本発明の静電容量型入力装置の好ましい態様の詳細を説明する。
本発明の静電容量型入力装置は、前面板(本発明の透明積層体における前述の透明基板に相当する)と、前述の前面板の非接触面側に少なくとも下記(3)〜(5)、(7)および(8)の要素を有し、本発明の透明積層体を有することが好ましい。
(3)複数のパッド部分が接続部分を介して第一の方向に延在して形成された複数の第一の透明電極パターン;
(4)前述の第一の透明電極パターンと電気的に絶縁され、前述の第一の方向に交差する方向に延在して形成された複数のパッド部分からなる複数の第二の電極パターン;
(5)前述の第一の透明電極パターンと前述の第二の電極パターンとを電気的に絶縁する絶縁層;
(7) 前述の(3)〜(5)の要素の全てまたは一部を覆うように形成された第二の透明樹脂層;
(8) 前述の(7)の要素を覆うように隣接して形成された第一の硬化性透明樹脂層。
ここで、前述の(7)第二の透明樹脂層が、本発明の透明積層体における前述の第二の透明樹脂層に相当する。また、前述の(8)第一の硬化性透明樹脂層が、本発明の透明積層体における前述の第一の硬化性透明樹脂層に相当する。なお、前述の第一の硬化性透明樹脂層は、通常公知の静電容量型入力装置におけるいわゆる透明保護層であることが好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、前述の(4)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。
本発明の静電容量型入力装置は、さらに、(6)前述の第一の透明電極パターンおよび前述の第二の電極パターンの少なくとも一方に電気的に接続される、前述の第一の透明電極パターンおよび前述の第二の電極パターンとは別の導電性要素を有していてもよい。
ここで、前述の(4)第二の電極パターンが透明電極パターンでなく、前述の(6)別の導電性要素を有さない場合は、前述の(3)第一の透明電極パターンが、本発明の透明積層体における透明電極パターンに相当する。
前述の(4)第二の電極パターンが透明電極パターンであり、前述の(6)別の導電性要素を有さない場合は、前述の(3)第一の透明電極パターンおよび前述の(4)第二の電極パターンのうち少なくとも一つが、本発明の透明積層体における透明電極パターンに相当する。
前述の(4)第二の電極パターンが透明電極パターンでなく、前述の(6)別の導電性要素を有する場合は、前述の(3)第一の透明電極パターンおよび前述の(6)別の導電性要素のうち少なくとも一つが、本発明の透明積層体における透明電極パターンに相当する。
前述の(4)第二の電極パターンが透明電極パターンであり、前述の(6)別の導電性要素を有する場合は、前述の(3)第一の透明電極パターン、前述の(4)第二の電極パターンおよび前述の(6)別の導電性要素のうち少なくとも一つが、本発明の透明積層体における透明電極パターンに相当する。
本発明の静電容量型入力装置は、さらに(2)透明膜を、前述の(3)第一の透明電極パターンと前述の前面板の間、前述の(4)第二の電極パターンと前述の前面板の間、または、前述の(6)別の導電性要素と前述の前面板の間に有することが好ましい。ここで、前述の(2)透明膜が、本発明の透明積層体における、屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜に相当することが、透明電極パターンの視認性をより改善する観点から好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、さらに必要に応じて(1)マスク層および/または加飾層を有することが好ましい。前述のマスク層は、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、透明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、例えば白色の加飾層を設けることが好ましい。
前述の(1)マスク層および/または加飾層は、前述の(2)透明膜と前述の前面板の間、前述の(3)第一の透明電極パターンと前述の前面板の間、前述の(4)第二の透明電極パターンと前述の前面板の間、または、前述の(6)別の導電性要素と前述の前面板の間に有することが好ましい。前述の(1)マスク層および/または加飾層は、前述の前面板に隣接して設けられることがより好ましい。
本発明の静電容量型入力装置は、このような様々な部材を含む場合であっても、透明電極パターンに隣接して配置された前述の第二の透明樹脂層と、前述の第二の透明樹脂層に隣接して配置された前述の第一の硬化性透明樹脂層を含むことによって、透明電極パターンを目立たなくすることができ、透明電極パターンの視認性の問題を改善することができる。さらに、上述のとおり、前述の屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜と前述の第二の透明樹脂層を用いて、透明電極パターンを挟みこむ構成とすることによって、より透明電極パターンの視認性の問題を改善することができる。
<静電容量型入力装置の構成>
まず、本発明の静電容量型入力装置の好ましい構成について、装置を構成する各部材の製造方法とあわせて説明する。図1Aは、本発明の静電容量型入力装置の好ましい構成を示す断面図である。図1Aにおいて静電容量型入力装置10は、透明基板(前面板)1と、マスク層2と、屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜11と、第一の透明電極パターン(図示されているのは第一の透明電極パターンの接続部分3b)と、第二の透明電極パターン4と、絶縁層5と、別の導電性要素6と、第二の透明樹脂層12と、第一の硬化性透明樹脂層7と、から構成されている態様が示されている。
また、後述する図3におけるX−Y断面を表した図1Bも同様に、本発明の静電容量型入力装置の好ましい構成を示す断面図である。図1Bにおいて静電容量型入力装置10は、透明基板(前面板)1と、屈折率が1.6〜1.78であり厚みが55〜110nmの透明膜11と、第一の透明電極パターン3と、第二の透明電極パターン4と、第二の透明樹脂層12と、第一の硬化性透明樹脂層7と、から構成されている態様が示されている。
透明基板(前面板)1は、本発明の透明積層体における透明電極パターンの材料として挙げた材料を用いることができる。また、図1Aにおいて、前面板である透明基板1の各要素が設けられている側を非接触面側と称する。本発明の静電容量型入力装置10においては、前面板である透明基板1の接触面(非接触面の反対の面)に指などを接触させて入力が行われる。
また、前面板である透明基板1の非接触面上にはマスク層2が設けられている。マスク層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。
本発明の静電容量型入力装置10には、図2に示すように、前面板である透明基板1の一部の領域(図2においては入力面以外の領域)を覆うようにマスク層2が設けられている。更に、前面板である透明基板1には、図2に示すように一部に開口部8を設けることができる。開口部8には、押圧式のメカニカルなスイッチを設置することができる。
前面板である透明基板1の非接触面には、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と、第一の透明電極パターン3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透明電極パターン4と、第一の透明電極パターン3と第二の透明電極パターン4を電気的に絶縁する絶縁層5とが形成されている。前述の第一の透明電極パターン3と、第二の透明電極パターン4と、後述する別の導電性要素6とは、本発明の透明積層体における透明電極パターンの材料として挙げたものを用いることができ、ITO膜であることが好ましい。
また、第一の透明電極パターン3および第二の透明電極パターン4の少なくとも一方は、前面板である透明基板1の非接触面およびマスク層2の前面板である透明基板1とは逆側の面の両方の領域にまたがって設置することができる。図1Aにおいては、第二の透明電極パターン4が、前面板である透明基板1の非接触面およびマスク層2の前面板である透明基板1とは逆側の面の両方の領域にまたがって設置されている図が示されている。
このように、一定の厚みが必要なマスク層と前面板の非接触面とにまたがって感光性フィルムをラミネートする場合でも、後述する特定の層構成を有する感光性フィルムを用いることで真空ラミネータ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。
図3を用いて第一の透明電極パターン3および第二の透明電極パターン4について説明する。図3は、本発明における第一の透明電極パターンおよび第二の透明電極パターンの一例を示す説明図である。図3に示すように、第一の透明電極パターン3は、パッド部分3aが接続部分3bを介して第一の方向Cに延在して形成されている。また、第二の透明電極パターン4は、第一の透明電極パターン3とは絶縁層5によって電気的に絶縁されており、第一の方向Cに交差する方向(図3における第二の方向D)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、第一の透明電極パターン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と第二の透明電極パターン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と第二の透明電極パターン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によって第一の透明電極パターン3と第二の透明電極パターン4とが電気的に絶縁されるように各層が形成される。
また、図3における第一の透明電極パターン3や第二の透明電極パターン4や後述する別の導電性要素6が形成されていない領域が、本発明の透明積層体における非パターン領域22に相当する。
図1Aにおいて、マスク層2の前面板である透明基板1とは逆側の面側には別の導電性要素6が設置されている。別の導電性要素6は、第一の透明電極パターン3および第二の透明電極パターン4の少なくとも一方に電気的に接続され、且つ、第一の透明電極パターン3および第二の透明電極パターン4とは別の要素である。
図1Aにおいては、別の導電性要素6が第二の透明電極パターン4に接続されている一態様が示されている。
また、図1Aにおいては、各構成要素の全てを覆うように第一の硬化性透明樹脂層7が設置されている。第一の硬化性透明樹脂層7は、各構成要素の一部のみを覆うように構成されていてもよい。絶縁層5と第一の硬化性透明樹脂層7とは、同一材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。絶縁層5を構成する材料としては、本発明の透明積層体における第一の硬化性透明樹脂層または第二の透明樹脂層の材料として挙げたものを好ましく用いることができる。
<静電容量型入力装置の製造方法>
本発明の静電容量型入力装置を製造する過程で形成される態様例として、図4〜8の態様を挙げることができる。図4は、開口部8が形成された透明基板1の一例を示す上面図である。図5は、マスク層2が形成された前面板の一例を示す上面図である。図6は、第一の透明電極パターン3が形成された前面板の一例を示す上面図である。図7は、第一の透明電極パターン3と第二の透明電極パターン4が形成された前面板の一例を示す上面図である。図8は、第一および第二の透明電極パターンとは別の導電性要素6が形成された前面板の一例を示す上面図である。これらは、以下の説明を具体化した例を示すものであり、本発明の範囲はこれらの図面により限定的に解釈されることはない。
静電容量型入力装置の製造方法において、前述の第二の透明樹脂層12および前述の第一の硬化性透明樹脂層7を形成する場合、本発明の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前面板である透明基板1の表面に前述の第二の透明樹脂層および前述の第一の硬化性透明樹脂層を転写することで形成することができる。
静電容量型入力装置の製造方法においては、マスク層2と、第一の透明電極パターン3と、第二の透明電極パターン4と、絶縁層5と、別の導電性要素6の少なくとも一要素が、仮基材と光硬化性樹脂層とをこの順で有する前述の感光性フィルムを用いて形成されることが好ましい。
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各要素を形成すると、開口部を有する透明基板(前面板)でも開口部からレジスト成分のモレやはみ出しがなく、特に前面板の縁部の境界線直上まで遮光パターンを形成する必要のあるマスク層において、透明基板縁部からのレジスト成分のモレやはみ出しがないため透明基板の非接触面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タッチパネルを製造することができる。
前述のマスク層、絶縁層、導電性光硬化性樹脂層を用いた場合の第一の透明電極パターン、第二の透明電極パターンおよび導電性要素などの永久材を、前述の感光性フィルムを用いて形成する場合、感光性フィルムは、仮基材にラミネートされた後、必要に応じてパターン様に露光されてもよい。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がネガ型材料の場合は未露光部、ポジ型材料の場合は露光部を現像処理して除去することでパターンを得ることができる。現像は熱可塑性樹脂層と、光硬化性樹脂層を別々の液で現像除去してもよいし、同一の液で除去してもよい。必要に応じて、ブラシや高圧ジェットなどの公知の現像設備を組み合わせてもよい。現像の後、必要に応じて、ポスト露光、ポストベークを行ってもよい。
(感光性フィルム)
本発明の静電容量型入力装置を製造するときに好ましく用いられる、本発明の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、仮基材と光硬化性樹脂層を有し、仮基材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、マスク層等を形成すると、光硬化性樹脂層を転写して形成した要素に気泡が発生し難くなり、画像表示装置に画像ムラなどが発生し難くなり、優れた表示特性を得ることができる。
−光硬化性樹脂層以外の層、作製方法−
前述の感光性フィルムにおける前述の仮基材、前述の熱可塑性樹脂層としては、本発明の転写フィルムに仮支持体、熱可塑性樹脂層としてそれぞれ用いられるものと同様のものを用いることができる。また、前述の感光性フィルムの作製方法としても、本発明の転写フィルムの作製方法と同様の方法を用いることができる。
−光硬化性樹脂層−
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剤を加える。即ち、マスク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がネガ型材料である場合、光硬化性樹脂層には、アルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、重合開始剤を含むことが好ましい。さらに、導電性繊維、着色剤、その他の添加剤、などが用いられるがこれに限られない。
−−アルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、または前述の重合開始剤−−
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、または重合開始剤を用いることができる。
−−導電性繊維(導電性光硬化性樹脂層として用いる場合)−−
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透明電極パターン、あるいは別の導電性要素の形成に用いる場合には、以下の導電性繊維などを光硬化性樹脂層に用いることができる。
導電性繊維の構造としては、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、中実構造および中空構造のいずれかが好ましい。
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。
前述の金属ナノワイヤーの材料としては、特に制限はなく、例えば、長周期律表(The International Union of Pure and Applied Chemistry;IUPAC1991)の第4周期、第5周期、および第6周期からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属が好ましく、第2族〜第14族から選ばれる少なくとも1種の金属がより好ましく、第2族、第8族、第9族、第10族、第11族、第12族、第13族、および第14族から選ばれる少なくとも1種の金属が更に好ましく、主成分として含むことが特に好ましい。
前述の金属としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、これらの合金などが挙げられる。これらの中でも、導電性に優れる点で、銀を主に含有するもの、または銀と銀以外の金属との合金を含有するものが好ましい。
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形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円柱状、直方体状、断面が多角形となる柱状など任意の形状をとることができるが、高い透明性が必要とされる用途では、円柱状、断面の多角形の角が丸まっている断面形状が好ましい。
前述の金属ナノワイヤーの断面形状は、仮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(Transmission Electron Microscope;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平均短軸長さとしては、150nm以下が好ましく、1nm〜40nmがより好ましく、10nm〜40nmが更に好ましく、15nm〜35nmが特に好ましい。
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。
前述の金属ナノワイヤーの平均長軸長さとしては、1μm〜40μmが好ましく、3μm〜35μmがより好ましく、5μm〜30μmが更に好ましい。
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。
導電性光硬化性樹脂層の厚みは、塗布液の安定性や塗布時の乾燥やパターニング時の現像時間などのプロセス適性の観点から、0.1〜20μmが好ましく、0.5〜18μmが更に好ましく、1〜15μmが特に好ましい。
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。
−−着色剤(マスク層として用いる場合)−−
また、前述の感光性フィルムをマスク層として用いる場合には、光硬化性樹脂層に着色剤を用いることができる。本発明に用いる着色剤としては、公知の着色剤(有機顔料、無機顔料、染料等)を好適に用いることができる。尚、本発明においては、黒色着色剤の他に、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることができる。
前述の光硬化性樹脂層を黒色のマスク層として用いる場合には、光学濃度の観点から、黒色着色剤を含むことが好ましい。黒色着色剤としては、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。
前述の光硬化性樹脂層を白色のマスク層として用いる場合には、特開2005−7765公報の段落0015や0114に記載のホワイト顔料を用いることができる。その他の色のマスク層として用いるためには、特許第4546276号公報の段落0183〜0185などに記載の顔料、あるいは染料を混合して用いてもよい。具体的には、特開2005−17716号公報の段落0038〜0054に記載の顔料および染料、特開2004−361447号公報の段落0068〜0072に記載の顔料、特開2005−17521号公報の段落0080〜0088に記載の着色剤等を好適に用いることができる。
前述の着色剤(好ましくは顔料、より好ましくはカーボンブラック)は、分散液として使用することが望ましい。この分散液は、前述の着色剤と顔料分散剤とを予め混合して得られる組成物を、有機溶剤(またはビヒクル)に添加して分散させることによって調製することができる。前述のビヒクルとは、塗料が液体状態にある時に顔料を分散させている媒質の部分をいい、液状であって前述の顔料と結合して塗膜を形成する成分(バインダー)と、これを溶解希釈する成分(有機溶剤)とを含む。
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。
前述の着色剤は、分散安定性の観点から、数平均粒径が0.001μm〜0.1μmの着色剤が好ましく、更に0.01μm〜0.08μmの着色剤が好ましい。尚、ここで言う「粒径」とは粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径を言い、また「数平均粒径」とは多数の粒子について前述の粒径を求め、このうち、任意に選択する100個の粒径の平均値をいう。
着色剤を含む光硬化性樹脂層の厚みは、他層との厚み差の観点から、0.5〜10μmが好ましく、0.8〜5μmが更に好ましく、1〜3μmが特に好ましい。前述の着色感光性樹脂組成物の固形分中の着色剤の含有率としては、特に制限はないが、十分に現像時間を短縮する観点から、15〜70質量%であることが好ましく、20〜60質量%であることがより好ましく、25〜50質量%であることが更に好ましい。
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全質量を意味する。
尚、前述の感光性フィルムを用いて絶縁層を形成する場合、光硬化性樹脂層の厚みは、絶縁性の維持の観点から、0.1〜5μmが好ましく、0.3〜3μmが更に好ましく、0.5〜2μmが特に好ましい。
−−その他の添加剤−−
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。
以上、前述の感光性フィルムがネガ型材料である場合を中心に説明したが、前述の感光性フィルムは、ポジ型材料であってもよい。前述の感光性フィルムがポジ型材料である場合、光硬化性樹脂層に、例えば特開2005−221726号公報に記載の材料などが用いられるが、これに限られない。
(感光性フィルムを用いるマスク層、絶縁層の形成)
前述のマスク層2、絶縁層5は、前述の感光性フィルムを用いて光硬化性樹脂層を前面板である透明基板1などに転写することで形成することができる。例えば、黒色のマスク層2を形成する場合には、前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、前述の前面板である透明基板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。絶縁層5を形成する場合には、前述の光硬化性樹脂層として絶縁性の光硬化性樹脂層を有する前述の感光性フィルムを用いて、第一の透明電極パターンが形成された前述の前面板である透明基板1に形成された第一の透明電極パターンの表面に前述の光硬化性樹脂層を転写することで形成することができる。
さらに、遮光性が必要なマスク層2の形成に、光硬化性樹脂層と仮基材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マスク層2等を形成することができる。
(感光性フィルムを用いる第一および第二の透明電極パターン、別の導電性要素の形成)
前述の第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6は、エッチング処理または導電性光硬化性樹脂層を有する前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−
エッチング処理によって、前述の第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6を形成する場合、まずマスク層2等が形成された前面板である透明基板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および現像によってエッチングパターンを形成する。その後、透明電極層をエッチングして透明電極をパターニングし、エッチングパターンを除去することで、第一の透明電極パターン3等を形成することができる。
前述の感光性フィルムをエッチングレジスト(エッチングパターン)として用いる場合にも、前述の方法と同様にして、レジストパターンを得ることができる。前述のエッチングは、特開2010−152155公報の段落0048〜0054等に記載の公知の方法でエッチング、レジスト剥離を適用することができる。
例えば、エッチングの方法としては、一般的に行われている、エッチング液に浸漬するウェットエッチング法が挙げられる。ウェットエッチングに用いられるエッチング液は、エッチングの対象に合わせて酸性タイプまたはアルカリ性タイプのエッチング液を適宜選択すればよい。酸性タイプのエッチング液としては、塩酸、硫酸、フッ酸、リン酸等の酸性成分単独の水溶液、酸性成分と塩化第2鉄、フッ化アンモニウム、過マンガン酸カリウム等の塩の混合水溶液等が例示される。酸性成分は、複数の酸性成分を組み合わせたものを使用してもよい。また、アルカリ性タイプのエッチング液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、有機アミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなどの有機アミンの塩等のアルカリ成分単独の水溶液、アルカリ成分と過マンガン酸カリウム等の塩の混合水溶液等が例示される。アルカリ成分は、複数のアルカリ成分を組み合わせたものを使用してもよい。
エッチング液の温度は特に限定されないが、45℃以下であることが好ましい。本発明でエッチングマスク(エッチングパターン)として使用される樹脂パターンは、上述した光硬化性樹脂層を使用して形成されることにより、このような温度域における酸性およびアルカリ性のエッチング液に対して特に優れた耐性を発揮する。したがって、エッチング工程中に樹脂パターンが剥離することが防止され、樹脂パターンの存在しない部分が選択的にエッチングされることになる。
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秒間仮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/cm程度)を適宜調整し行えばよい。
次いで、樹脂パターンの剥離方法としては、特に限定されないが、例えば、30〜80℃、好ましくは50〜80℃にて攪拌中の剥離液に仮基材を5〜30分間浸漬する方法が挙げられる。本発明でエッチングマスクとして使用される樹脂パターンは、上述のように45℃以下において優れた薬液耐性を示すものであるが、薬液温度が50℃以上になるとアルカリ性の剥離液により膨潤する性質を示す。このような性質により、50〜80℃の剥離液を使用して剥離工程を行うと工程時間が短縮され、樹脂パターンの剥離残渣が少なくなるという利点がある。すなわち、前述のエッチング工程と剥離工程との間で薬液温度に差を設けることにより、本発明でエッチングマスクとして使用される樹脂パターンは、エッチング工程において良好な薬液耐性を発揮する一方で、剥離工程において良好な剥離性を示すことになり、薬液耐性と剥離性という、相反する特性を両方とも満足することができる。
剥離液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ成分や、第3級アミン、第4級アンモニウム塩等の有機アルカリ成分を、水、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、またはこれらの混合溶液に溶解させた剥離液が挙げられる。前述の剥離液を使用し、スプレー法、シャワー法、パドル法等により剥離してもよい。
−導電性光硬化性樹脂層を有する感光性フィルム−
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、前述の第一の透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6を形成する場合、前述の前面板である透明基板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。
前述の第一の透明電極パターン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、開口部を有する透明基板(前面板)でも開口部からレジスト成分のモレやはみ出しがなく、基板裏側を汚染することなく、簡略な工程で、薄層/軽量化のメリットがあるタッチパネルの製造を可能となる。
さらに、第一の透明電極パターン3等の形成に、導電性光硬化性樹脂層と仮基材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透明電極パターン3、第二の透明電極パターン4および別の導電性要素6を形成することができる。
−感光性フィルムのリフトオフ材としての使用−
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その他の導電性部材を形成することもできる。
この場合、前述の感光性フィルムを用いてパターニングした後に、仮基材全面に透明導電層を形成した後、積層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)。
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、本発明の静電容量型入力装置を備える。
本発明の静電容量型入力装置、およびこの静電容量型入力装置を構成要素として備えた画像表示装置は、「最新タッチパネル技術」(2009年7月6日発行(株)テクノタイムズ)、三谷雄二監修、「タッチパネルの技術と開発」、シーエムシー出版(2004,12)、FPD International 2009 Forum T−11講演テキストブック、Cypress Semiconductor Corporation アプリケーションノートAN2292等に開示されている構成を適用することができる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されない。なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準である。
実施例2は参考例である。
[実施例1]
<転写フィルムの作製>
(第一の硬化性透明樹脂層の形成)
厚み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、下記の処方101からなる第一の硬化性透明樹脂層用塗布液を、乾燥後の厚みが10μmになるように調整して塗布し、100℃で2分間乾燥させた後、さらに120℃で1分間乾燥させて第一の硬化性透明樹脂層を形成した。
−第一の硬化性透明樹脂層用塗布液:処方101(有機溶剤系)−
・1−メトキシ−2−プロピルアセテート 35.00部
・メチルエチルケトン 25.33部
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート 5.00部
A−DCP:新中村化学工業(株)製
・ウレタンアクリレート 2.50部
U−15HA:新中村化学工業(株)製
・ポリマー1 32.00部
特開2008−146018号公報の段落番号[0061]に記載の下記構造の構造式P−25:重量平均分子量=3.5万、固形分45%、1−メトキシ−2−プロピルアセテート15%、1−メトキシ−2−プロパノール40%
Figure 0006554165
・光重合開始剤 0.15部
Irgacure OXE−01:BASF社製
・フッ素原子を含有する界面活性剤(フッ素系界面活性剤) 0.02部
下記構造式(3)で表される化合物:重量平均分子量1.5万、固形分30%、メチルエチルケトン70%
構造式(3)
Figure 0006554165
なお、明細書中の「wt%」は「質量%」と同義である。
(第二の透明樹脂層の形成)
次に、第一の硬化性透明樹脂層上に、下記の処方201からなる第二の透明樹脂層用塗布液を、乾燥後の厚みが100nmになるように調整して塗布し、80℃で1分間乾燥させた後さらに110℃で1分間乾燥させて、第一の硬化性透明樹脂層に直接接して配置された第二の透明樹脂層を形成した。ここで、処方201は酸基を有する樹脂と、アンモニア水を用いて調製しており、酸基を有する樹脂はアンモニア水溶液で中和され、酸基を有する樹脂のアンモニウム塩を含む水系樹脂組成物である第二の透明樹脂層用塗布液が調製される。第二の透明樹脂層用塗布液における水添加量(質量部)は、水と他の溶媒の合計を100質量部とした場合の塗布液中に含まれる水の合計の添加量を意味し、例えば実施例1では2.5%アンモニア水8.00質量部中の水も含めて以下の計算式より水添加量40質量部となる。
100×{31.08+8.00×(100−2.5)/100}/{31.08+8.00×(100−2.5)/100+54.14+6.00×(100−30.5)/100}=40
計算した水添加量を下記表2に記載した。
また、下記表2中、「樹脂の構造」は、第二の透明樹脂層用塗布液に以下の構造の樹脂を含むことを意味する。第二の透明樹脂層用塗布液に用いられる樹脂は、構造Aまたは構造Cであることが好ましく、構造Aであることがより好ましい。
構造A・・・酸基を有するポリマーのアンモニウム塩である水系樹脂
構造B・・・有機溶剤系樹脂
構造C・・・酸基を有さないため、アンモニウム塩ではない水系樹脂
−第二の透明樹脂層用塗布液:処方201−
・蒸留水 31.08部
・アンモニア水(2.5%) 8.00部
・アクリル樹脂 0.70部
メタクリル酸/メタクリル酸アリルの共重合樹脂、構造A、
重量平均分子量2.5万、組成比(モル比)=40/60、固形分99.8%
・アクリルアミドモノマー 0.07部
下記構造式1で表される化合物
・水溶性光重合開始剤 0.01部
Irgacure 2959:BASF社製
・メタノール 54.14部
・ZrO粒子 6.00部
ナノユースOZ−S30M:日産化学工業(株)製
固形分30.5%、メタノール69.5%、屈折率が2.2であり、平均粒径が約12nmの粒子である。
Figure 0006554165
上記のようにして得られた、仮支持体の上に第一の硬化性透明樹脂層と、第一の硬化性透明樹脂層に直接接して配置された第二の透明樹脂層とをこの順で設けた積層体に対し、その第二の透明樹脂層の上に、最後に保護フィルム(厚み12μmポリプロピレンフィルム)を圧着し、実施例1の転写フィルムを作製した。
[比較例1]
実施例1において、第二の透明樹脂層用塗布液に添加するZrO粒子を同質量部のアクリル樹脂(すなわち、メタクリル酸/メタクリル酸アリルの共重合樹脂、重量平均分子量2.5万、組成比=40/60、固形分99.8%)に置き換えた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の転写フィルムを作製した。
[比較例2]
実施例1において、第二の透明樹脂層用塗布液を下記の処方202の第二の透明樹脂層用塗布液に置き換えた以外は、実施例1の転写フィルムの作製と同様にして、比較例2の転写フィルムを作製した。
−第二の透明樹脂層用塗布液:処方202(有機溶剤系)−
・1−メトキシ−2−プロピルアセテート 32.35部
・メチルエチルケトン 60.00部
・ポリマー1 1.55部
特開2008−146018号公報の段落番号[0061]に記載の構造式P−25の樹脂、構造B:重量平均分子量=3.5万、固形分45%、1−メトキシ−2−プロピルアセテート15%、1−メトキシ−2−プロパノール40%
・アクリルモノマー 0.07部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:新中村化学工業(株)製、固形分76%、1−メトキシ−2−プロピルアセテート24%
・ウレタンモノマー 0.03部
NKオリゴUA−32P:新中村化学工業(株)製、固形分75%、1−メトキシ−2−プロピルアセテート25%
・光重合開始剤 0.01部
Irgacure 379:BASF社製
・ZrO粒子 6.00部
(ZR−010:(株)ソーラー製、溶媒としてメチルエチルケトンを含有する、粒子含有割合30質量%、体積平均粒子径15nm)
[実施例3〜19、比較例3〜5]
実施例1の転写フィルムの作製において、下記表2に示すように、第一の硬化性透明樹脂層用塗布液または第二の透明樹脂層用塗布液の処方または乾燥温度条件を変更した以外は、実施例1の転写フィルムの作製と同様にして、各実施例および比較例の転写フィルムを作製した。
[実施例20]
実施例1の転写フィルムの作製において、第二の透明樹脂層用塗布液に含まれるアクリル樹脂を下記の水系樹脂に変更した以外は、実施例1の転写フィルムの作製と同様にして、実施例20の転写フィルムを作製した。
・セルロース樹脂、構造C、商品名HPC−L:日本曹達(株)製
[実施例21]
実施例1の転写フィルムの作製において、第二の透明樹脂層用塗布液に含まれるアクリル樹脂を下記のアクリル樹脂に変更した以外は、実施例1の転写フィルムの作製と同様にして、実施例21の転写フィルムを作製した。
・アクリル樹脂
メタクリル酸/メタクリル酸メチルの共重合樹脂、構造A、重量平均分子量1.5万、組成比=40/60、固形分99.8%
[実施例22]
実施例1の転写フィルムの作製において、第二の透明樹脂層用塗布液に含まれるアクリル樹脂を下記のアクリル樹脂に変更した以外は、実施例1の転写フィルムの作製と同様にして、実施例22の転写フィルムを作製した。
・アクリル樹脂
メタクリル酸/メタクリル酸ベンジルの共重合樹脂、構造A、重量平均分子量3.0万、組成比=30/70、固形分99.8%
[1.転写フィルムの特性]
<屈折率および第二の透明樹脂層の厚みの特性>
、n、T、σおよびHは、反射分光膜厚計FE−3000(大塚電子(株)製)を用いて、下記のように求めた。
(1)縦横の辺の長さ10cm×10cmに切り出した、各実施例および比較例で用いる仮支持体の一方の表面に、透明接着テープ(OCAテープ8171CL:3M(株)製)を介して、黒色polyethylene terephthalate(PET)材であるPT100 NB(リンテック(株)製)を接着させた積層体を作製した。反射分光膜厚計FE−3000を用いて、仮支持体と黒色PETの積層体の反射スペクトル(波長:430〜800nm)を評価し、各波長における仮支持体の屈折率nを求めた。
(2)縦横の辺の長さ10cm×10cmに切り出した、各実施例および比較例と同様にして第一の硬化性透明樹脂層のみを仮支持体の上に形成したサンプルの仮支持体面に、透明接着テープ(OCAテープ8171CL:3M(株)製)を介して、黒色PET材を接触させた積層体を作製した。透過型電子顕微鏡(TEM:HT7700、(株)日立ハイテクフィールディング)を用いて、第一の硬化性透明樹脂層と仮支持体と黒色PETの積層体を構造解析した。第一の硬化性透明樹脂層の厚みを10点で測定して平均値を求め、第一の硬化性透明樹脂層の厚みの平均値の第1の見込み値T(I)を求めた。大塚電子株式会社製の反射分光膜厚計FE−3000を用いて、第一の硬化性透明樹脂層と仮支持体と黒色PETの積層体の反射スペクトル(波長:430〜800nm)を評価し、各波長における第一の硬化性透明樹脂層の屈折率nおよび第一の硬化性透明樹脂層の厚みの平均値の第2の見込み値T(II)を求め、波長550nmにおける第一の硬化性透明樹脂層の屈折率nを下記表に記載した。このとき、第一の硬化性透明樹脂層と仮支持体の界面の反射を考慮するため、上記(1)で求めた仮支持体の屈折率nの値と、第一の硬化性透明樹脂層の厚みの平均値の第1の見込み値T(I)をFE3000付属の厚み計算ソフトに入力し、その後、第一の硬化性透明樹脂層と仮支持体と黒色PETの積層体の反射スペクトルから第一の硬化性透明樹脂層の屈折率nおよび第一の硬化性透明樹脂層の厚みの平均値の第2の見込み値T(II)をシミュレーション計算により、フィッティングして求めた。
(3)縦横の辺の長さ10cm×10cmに切り出した、保護フィルムを剥離した各実施例および比較例の転写フィルムの仮支持体の表面に、透明接着テープ(OCAテープ8171CL:3M(株)製)を介して、黒色PET材を接触させたサンプル片を作製した。透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてサンプル片を構造解析し、第二の透明樹脂層の厚みを10点で測定して平均値を求め、第二の透明樹脂層の厚みの平均値の見込み値T(I)を求めた。サンプル片について、反射分光膜厚計FE−3000を用いて、測定スポット:直径40μmにて、0.2mm間隔で、任意の方向の直線上に200点の測定ポイント(つまり4cm長)の反射スペクトルを評価し、それを前述の直線方向と直交する方向に1cmおきに5列分、合計1000点について繰り返した。このとき、第一の硬化性透明樹脂層と仮支持体の界面および、第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の界面の反射を考慮する。そのため、上記(1)で求めた仮支持体の屈折率n、上記(2)で求めた第一の硬化性透明樹脂層の屈折率nおよび第一の硬化性透明樹脂層の厚みの平均値の第2の見込み値T(II)、ならびに、第二の透明樹脂層の厚みの平均値の見込み値T(I)を計算式に代入した状態で、第二の透明樹脂層と第一の硬化性透明樹脂層と仮支持体と黒色PETの積層体の反射スペクトルから第二の透明樹脂層の屈折率nと1000点の測定ポイントにおける第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の厚みをシミュレーション計算により、フィッティングして求めた。さらに第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の厚みの平均値、最大値、最小値および標準偏差を算出して、n、n、T、T、σおよびHを求めた。
第一の硬化性透明樹脂層の厚みおよび第二の透明樹脂層の厚みについては構造解析をTEMで行って得られた見込み値を反射分光膜厚計に入力することで、シミュレーションのフィッティング精度を高めることができる。
は、1本の4cm長のサンプル片の測定結果を図17および図9のように分析し、第二の透明樹脂層の平均厚みTと各測定ポイントにおける厚みから、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分41と第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分42の数をそれぞれカウントし、その合計を求め、5列分の合計を平均して、算出した。1本の4cm長のサンプル片は、サンプルの垂直断面における、第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ4cmである。
[2.透明積層体の評価]
<透明積層体の作製>
(透明積層体の作製に用いる透明電極パターンフィルムの作製)
−透明膜の形成−
厚み38μm、屈折率1.53のシクロオレフィン樹脂フィルムを、高周波発振機を用いて、出力電圧100%、出力250Wで、直径1.2mmのワイヤー電極で、電極長240mm、ワーク電極間1.5mmの条件で3秒間コロナ放電処理を行い、表面改質を行った。得られたフィルムを透明フィルム基板とした。
次に、下記表1中に示す材料−Cの材料を、スリット状ノズルを用いて、透明フィルム基板上に塗工した後、紫外線照射(積算光量300mJ/cm)し、約110℃で乾燥することにより、屈折率1.60、厚み80nmの透明膜を製膜した。
Figure 0006554165
−透明電極層の形成−
透明膜が製膜された透明フィルム基板を、真空チャンバー内に導入し、SnO2含有率が10質量%のITOターゲット(インジウム:錫=95:5(モル比))を用いて、DCマグネトロンスパッタリング(条件:透明フィルム基板の温度150℃、アルゴン圧0.13Pa、酸素圧0.01Pa)により、厚み40nm、屈折率1.82のITO薄膜を形成し、透明フィルム基板上に透明膜と透明電極層を形成したフィルムを得た。ITO薄膜の表面抵抗は80Ω/□(Ω毎スクエア)であった。
−エッチング用感光性フィルムE1の調製−
厚み75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮基材の上に、スリット状ノズルを用いて、下記の処方H1からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記の処方P1からなる中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、下記の処方E1からなるエッチング用光硬化性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。このようにして仮基材の上に乾燥厚みが15.1μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥厚みが1.6μmの中間層と、厚み2.0μmエッチング用光硬化性樹脂層からなる積層体を得、最後に保護フィルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。こうして仮基材と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とエッチング用光硬化性樹脂層とが一体となった転写材料である、エッチング用感光性フィルムE1を作製した。
−−エッチング用光硬化性樹脂層用塗布液:処方E1−−
・メチルメタクリレート/スチレン/メタクリル酸共重合体
(共重合体組成(質量%):31/40/29、重量平均分子量60,0
00、酸価163mgKOH/g) :16.0質量部
・モノマー1(商品名:BPE−500、新中村化学工業(株)製)
:5.6質量部
・ヘキサメチレンジイソシアネートのテトラエチレンオキシドモノメタクリ
レート0.5モル付加物 :7.0質量部
・分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジメタノー
ルモノアクリレート :2.8質量部
・2−クロロ−N−ブチルアクリドン :0.42質量部
・2,2−ビス(オルトクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフ
ェニルビイミダゾール :2.17質量部
・マラカイトグリーンシュウ酸塩 :0.02質量部
・ロイコクリスタルバイオレット :0.26質量部
・フェノチアジン :0.013質量部
・界面活性剤(商品名:メガファックF−780F、大日本インキ(株)製
) :0.03質量部
・メチルエチルケトン :40質量部
・1−メトキシ−2−プロパノール :20質量部
なお、エッチング用光硬化性樹脂層用塗布液E1の溶剤除去後の100℃の粘度は2,500Pa・secであった。
−−熱可塑性樹脂層用塗布液:処方H1−−
・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、重量平均分子量=10万、Tg≒70℃)
:5.83質量部
・スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)=63/37、
重量平均分子量=1万、Tg≒100℃) 13.6質量部
・モノマー1(商品名:BPE−500、新中村化学工業(株)製)
:9.1質量部
・フッ素系ポリマー :0.54質量部
上記のフッ素系ポリマーは、C13CHCHOCOCH=CH 40部とH(OCH(CH)CHOCOCH=CH 55部と、H(OCHCHOCOCH=CH 5部との共重合体で、重量平均分子量3万、メチルエチルケトン30質量%溶液である(商品名:メガファックF780F、大日本インキ化学工業(株)製)。
−−中間層用塗布液:処方P1−−
・ポリビニルアルコール :32.2質量部
(商品名:PVA205、(株)クラレ製、鹸化度=88%、重合度550)
・ポリビニルピロリドン :14.9質量部
(商品名:K−30、アイエスピー・ジャパン(株)製)
・蒸留水 :524質量部
・メタノール :429質量部
−透明電極パターンの形成−
透明フィルム基板上に透明膜と透明電極層を形成したフィルムを洗浄し、保護フィルムを除去したエッチング用感光性フィルムE1を、透明電極層の表面とエッチング用光硬化性樹脂層の表面とが対向するようにラミネートした(透明フィルム基板の温度:130℃、ゴムローラー温度120℃、線圧100N/cm、搬送速度2.2m/分)。仮基材を剥離後、熱可塑性樹脂層と中間層はエッチング用光硬化性樹脂層とともに、透明電極層の表面に転写された。露光マスク(透明電極パターンを有す石英露光マスク)面と上記エッチング用光硬化性樹脂層との間の距離を200μmに設定し、熱可塑性樹脂層と中間層を介して、エッチング用光硬化性樹脂層を露光量50mJ/cm2(i線)でパターン露光した。
次に、トリエタノールアミン系現像液(トリエタノールアミン30質量%含有、商品名:T−PD2(富士フイルム(株)製)を純水で10倍に希釈した液)を用いて25℃で100秒間現像処理し、熱可塑性樹脂層と中間層を溶解し、界面活性剤含有洗浄液(商品名:T−SD3(富士フイルム(株)製)を純水で10倍に希釈した液)を用いて33℃で20秒間洗浄処理した。超高圧洗浄ノズルから純水を噴射し、回転ブラシで熱可塑性樹脂層上の残渣を除去し、更に130℃30分間のポストベーク処理を行って、透明フィルム基板上に透明膜と透明電極層とエッチング用光硬化性樹脂層パターンとを形成したフィルムを得た。
透明フィルム基板上に透明膜と透明電極層とエッチング用光硬化性樹脂層パターンとを形成したフィルムを、ITOエッチャント(塩酸、塩化カリウム水溶液。液温30℃)を入れたエッチング槽に浸漬し、100秒間処理し(エッチング処理)、エッチング用光硬化性樹脂層で覆われていない露出した領域の透明電極層を溶解除去し、エッチング用光硬化性樹脂層パターンのついた透明電極パターン付のフィルムを得た。
次に、エッチング用光硬化性樹脂層パターンのついた透明電極パターン付のフィルムを、レジスト剥離液(N−メチル−2−ピロリドン、モノエタノールアミン、界面活性剤(商品名:サーフィノール465、エアープロダクツ(株)製)液温45℃)を入れたレジスト剥離槽に浸漬し、200秒間処理し(剥離処理)、エッチング用光硬化性樹脂層を除去し、透明フィルム基板上に透明膜および透明電極パターンを形成した、透明電極パターンフィルムを得た。
(透明積層体の作製)
−転写−
保護フィルムを剥離した各実施例および比較例の転写フィルムを用いて、透明フィルム基板上に透明膜および透明電極パターンを形成した透明電極パターンフィルムの透明膜と透明電極パターンを第二の透明樹脂層が覆うように、各実施例および比較例の転写フィルムから透明電極パターンフィルムに対して第二の透明樹脂層、第一の硬化性透明樹脂層および仮支持体をこの順で転写し積層体を得た(透明フィルム基板の温度:40℃、ゴムローラー温度110℃、線圧3N/cm、搬送速度2m/分)。
−フォトリソグラフィ−
その後、得られた積層体に、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング(株)製)を用いて、露光マスク(オーバーコート形成用パターンを有す石英露光マスク)面と仮支持体との間の距離を125μmに設定し、仮支持体を介して露光量100mJ/cm2(i線)でパターン露光した。仮支持体を剥離後、パターン露光後の積層体(透明フィルム基板)を炭酸ソーダ2%水溶液32℃で60秒間洗浄処理した。洗浄処理後の透明フィルム基板に超高圧洗浄ノズルから超純水を噴射することで残渣を除去した。引き続き、エアを吹きかけて透明フィルム基板上の水分を除去し、145℃、30分間のポストベーク処理を行って、透明フィルム基板上に、透明膜、透明電極パターン、透明電極パターンに直接接して配置された第二の透明樹脂層、および第二の透明樹脂層に直接接して配置された第一の硬化性透明樹脂層をこの順で連続して有する各実施例および比較例の透明積層体を得た。なお、透明電極パターンが存在しない領域では、第二の透明樹脂層は透明膜に直接接して配置されていた。以上の工程より、本発明の転写フィルムはフォトリソグラフィ性を有することが確認された。
<透明積層体の評価>
(透明電極パターン隠蔽性)
透明フィルム基板上に、透明膜、透明電極パターン、第二の透明樹脂層、および第一の硬化性透明樹脂層をこの順で連続して有する各実施例および比較例の透明積層体と、黒色PET材とを、透明接着テープ(3M(株)製、商品名、OCAテープ8171CL)を介して、黒色PET材と第一の硬化性透明樹脂層が隣接するように接着させて、基板全体を遮光した評価用基板を作製した。
暗室において、蛍光灯(光源)と作製した評価用基板とを用いて、評価用基板の透明フィルム基板面側から光を入射させ、透明フィルム基板の光が入射する側の表面からの反射光を、斜めから目視観察し、下記評価基準に基づいて透明電極パターン隠蔽性を評価した。
−評価基準−
A:透明電極パターンが視認されない。
B:透明電極パターンが視認される。
得られた結果を下記表2に記載した。透明電極パターン隠蔽性はAであることが実用上求められる。
(色ムラ)
各実施例および比較例の透明積層体について、透明接着テープ(3M(株)製、商品名、OCAテープ8171CL)を介して、黒色PET材と透明フィルム基板が隣接するように接着させて、基板全体を遮光した評価用基板を作製した。
第一の硬化性透明樹脂層側から光を入射させ、第一の硬化性透明樹脂層表面からの反射光を、斜めから目視観察することにより行った。
−評価基準−
5点:色ムラが全く見えない。
4点:色ムラがわずかに見えるが、ほとんど見えない。
3点:色ムラが見えるが、実用上許容できる。
2点:色ムラが部分的に、はっきり見える。
1点:色ムラが全面に、はっきり見える。
得られた結果を下記表2に記載した。色ムラは5点、4点、3点が実用レベルであり、5点または4点であることが好ましく、5点であることがより好ましい。
(密着性)
JIS K 5600−5−6(JISはJapanese Industrial Standards):ISO2409(クロスカット法、ISOはInternational Organization for Standardization)にしたがって、各実施例および比較例の透明積層体に、1mm幅で第一の硬化性透明樹脂層側から第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層に達する深さまで透明積層体に縦横に11本ずつの切り込みを入れて格子状の100枚の膜片を形成し、第一の硬化性透明樹脂層の上からセロハンテープを貼った後にセロハンテープを剥がした場合に、第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層成分を含む膜片の剥がれが存在するか観察した。すなわち、第二の透明樹脂層と透明電極パターンとの密着性について、以下の基準で評価した。
−評価基準−
5点:第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の膜片が全く剥がれず、密着、非常に良いレベルであった。
4点:第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の切り込みエッジにのみ微かな剥がれがあるが、膜片の表面の部分は剥がれが全くなく、良いレベルであった。
3点:第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の膜片の剥がれが、全膜片のうち0%を超え2%未満で認められた。
2点:第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の膜片の剥がれが、全膜片のうち2%以上5%未満で認められた。
1点:第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の膜片の剥がれが、全膜片のうち5%以上で認められた。
得られた結果を下記表2に記載した。密着性は5点、4点または3点であることが好ましく、5点または4点であることがより好ましく、5点であることが特に好ましい。
(湿熱耐久性)
各実施例および比較例の透明積層体を、150℃で10分間加熱した後、85℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽に、24時間放置した。試験前後の第二の透明樹脂層面からの透過光および反射光を目視および光学顕微鏡で観察し、以下の様に評価を行った。
−評価基準−
A :試験前後での膜面に変化が見られない。
B :試験後に、やや白濁した。
C :試験前後で、膜面の状態が大きく変化し、白濁した。
得られた結果を下記表2に記載した。湿熱耐久性は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。
Figure 0006554165
得られた結果から、本発明の転写フィルムは、透明電極パターン隠蔽性が良くて色ムラが少ない透明積層体を形成でき、2層以上の透明樹脂層を一度に転写でき、かつ、フォトリソグラフィ性を有することが分かった。特に、式3A、式3Bまたは式4Aを満たす実施例の転写フィルムは、極めて色ムラが少なく、良好だった。また、式2Bまたは式4Bを満たす実施例のフィルムや、第一の硬化性透明樹脂層がフッ素原子を含有する界面活性剤を第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して0.01〜0.5質量%含む実施例の転写フィルムは、密着性にも優れていた。
一方、式1を満たさない比較例1の転写フィルムは、透明電極パターン隠蔽性が悪いことがわかった。式2Aを満たさない比較例2〜5の転写フィルムは、色ムラが多いことがわかった。
各実施例および比較例の透明積層体におけるn、n、T、σおよびHは、各実施例および比較例の転写フィルムにおけるn、n、T、σおよびHとそれぞれ一致した。
得られた透明積層体におけるn、n、T、σおよびHは、各実施例および比較例の転写フィルムにおけるn、n、T、σおよびHの算出と同様の方法を1層ごとに繰り返して、反射分光膜厚計FE−3000(大塚電子(株)製)を用いて、求めた。その概略を以下に示した。
(1)実施例および比較例の透明積層体について、各実施例および比較例で用いた透明フィルム基板、透明膜、透明電極パターンを順に積層したサンプルや、透明フィルム基板、透明膜、透明電極パターンおよび第二の透明樹脂層を順に積層したサンプルなどについて、各層の屈折率と各層の厚みの見込み値をあらかじめ測定した。
(2)透明積層体の中で、透明フィルム基板/透明膜/透明電極パターン/第二の透明樹脂層/第一の硬化性透明樹脂層の5層構成の部分について縦横の辺の長さ5cm×5cmに切り出し、透明接着テープ(OCAテープ8171CL:3M(株)製)を介して、黒色PET材を接触させたサンプル片を作製した。透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてサンプル片を構造解析し、各層の厚みの見込み値を求めた。サンプル片について、FE−3000(大塚電子(株)製)を用いて、測定スポット:直径40μmにて、0.2mm間隔で、任意の方向の直線上に100点の測定ポイントでの反射スペクトルを評価した。このとき、第二の透明樹脂層と透明電極パターンの界面および、第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の界面を考慮するため、第二の透明樹脂層、透明フィルム基板、透明膜および透明電極パターンの屈折率および第一の硬化性透明樹脂層の厚みの平均値の見込み値、ならびに、第二の透明樹脂層の厚みの平均値の見込み値を計算式に代入した状態で、透明フィルム基板/透明膜/透明電極パターン/第二の透明樹脂層/第一の硬化性透明樹脂層の5層構成の部分の反射スペクトルから第一の硬化性透明樹脂層の屈折率nと第二の透明樹脂層の屈折率nと100点の測定ポイントにおける第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の厚みをシミュレーション計算により、フィッティングして求めた。さらに第一の硬化性透明樹脂層および第二の透明樹脂層の厚みの平均値、最大値、最小値および標準偏差を算出して、n、n、T、T、σおよびHを算出した。本明細書中では、任意の方向をサンプル片の一辺と平行な方向とし、100点の測定ポイント(つまり2cm長)をサンプル片の一辺の中心から均等に1cmずつの範囲とした。
は、1本の2cm長のサンプル片の測定結果を本明細書中の記載および図17および図9に基づいて分析し、第二の透明樹脂層の平均厚みTと各測定ポイントでの厚みから、第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分41と第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分42の数をそれぞれカウントし、その合計を求め、5列分の合計を平均して、4cmあたりに換算して算出した。1本の2cm長のサンプル片は、サンプルの垂直断面における、第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ2cmである。
本発明の転写フィルムは透明電極パターン隠蔽性が良く、色ムラが少ないため、タッチパネル(特に静電容量型入力装置)用の材料や、タッチパネル(特に静電容量型入力装置)を構成要素として備えた画像表示装置用の材料として好ましく利用可能である。本発明の転写フィルムはフォトリソグラフィ性を有するため、本発明の転写フィルムを用いて所望のパターンを形成したい場合に、カットする方法よりも生産性が優れるフォトリソグラフィでパターンを形成することができる。
1 透明基板
2 マスク層
3 第一の透明電極パターン
3a パッド部分
3b 接続部分
4 透明電極パターン(第二の透明電極パターン)
5 絶縁層
6 別の導電性要素
7 第一の硬化性透明樹脂層(オーバーコート層または透明保護層の機能を有することが好ましい)
8 開口部
10 静電容量型入力装置
11 透明膜
12 第二の透明樹脂層(屈折率調整層。透明絶縁層の機能を有してもよい)
13 透明積層体
21 透明電極パターンと第二の透明樹脂層と第一の硬化性透明樹脂層がこの順に積層された領域
22 非パターン領域
α テーパー角
26 仮支持体
29 保護剥離層(保護フィルム)
30 転写フィルム
31 引き回し配線の端末部
33 第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の硬化部
34 引き回し配線の末端部に対応する開口部(第一の硬化性透明樹脂層と第二の透明樹脂層の未硬化部)
41 第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分
42 第二の透明樹脂層の厚みが第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分
第二の透明樹脂層の厚みの最大値と最小値の差
第二の透明樹脂層の平均厚み
C 第一の方向
D 第二の方向

Claims (15)

  1. 仮支持体と、
    第一の硬化性透明樹脂層と、
    前記第一の硬化性透明樹脂層に直接接して配置された第二の透明樹脂層とをこの順で有し、
    前記第一の硬化性透明樹脂層がフォトリソグラフィ性を有し、
    下記式1式2Aおよび式2Bを満たす転写フィルム;
    式1: n<n
    式2A: 100×σ/T≦5.0
    式2B: 0.2≦100×σ /T
    は前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率を表し、nは前記第二の透明樹脂層の屈折率を表し、σは前記第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは前記第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
  2. 前記第一の硬化性透明樹脂層が光硬化性を有する請求項1に記載の転写フィルム。
  3. 下記式3Aを満たす請求項1または2に記載の転写フィルム;
    式3A: 100×H/T≦20
    は前記第二の透明樹脂層の厚みの最大値と最小値の差を表し、Tは前記第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
  4. 下記式3Bを満たす請求項1〜のいずれか一項に記載の転写フィルム;
    式3B: 2≦100×H/T
    は前記第二の透明樹脂層の厚みの最大値と最小値の差を表し、Tは前記第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
  5. 下記式3Aを満たす請求項1〜のいずれか一項に記載の転写フィルム。
    式4A: X≦100
    は、前記転写フィルムの垂直断面における、前記第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ4cmあたりの、前記第二の透明樹脂層の厚みが前記第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、前記第二の透明樹脂層の厚みが前記第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計を表す。
  6. 下記式4Bを満たす請求項1〜のいずれか一項に記載の転写フィルム。
    式4B: 3≦X
    は、前記転写フィルムの垂直断面における、前記第一の硬化性透明樹脂層の表面に平行な方向の長さ4cmあたりの、前記第二の透明樹脂層の厚みが前記第二の透明樹脂層の平均厚みTより厚い部分の数、および、前記第二の透明樹脂層の厚みが前記第二の透明樹脂層の平均厚みTより薄い部分の数の合計を表す。
  7. 前記第一の硬化性透明樹脂層が、フッ素原子を含有する界面活性剤を前記第一の硬化性透明樹脂層の固形分に対して0.01〜0.5質量%含む請求項1〜のいずれか一項に記載の転写フィルム。
  8. 前記第一の硬化性透明樹脂層が有機溶剤に可溶な樹脂を含む請求項1〜のいずれか一項に記載の転写フィルム。
  9. ドライレジスト用フィルムである請求項1〜のいずれか一項に記載の転写フィルム。
  10. 透明電極パターンと、
    前記透明電極パターンに直接接して配置された第二の透明樹脂層と、
    前記第二の透明樹脂層に直接接して配置された第一の硬化性透明樹脂層とを有し、
    前記第一の硬化性透明樹脂層がフォトリソグラフィ性を有し、
    下記式1式2Aおよび式2Bを満たす透明積層体;
    式1: n<n
    式2A: 100×σ/T≦5.0
    式2B: 0.2≦100×σ /T
    は前記第一の硬化性透明樹脂層の屈折率を表し、nは前記第二の透明樹脂層の屈折率を表し、σは前記第二の透明樹脂層の厚みの標準偏差を表し、Tは前記第二の透明樹脂層の平均厚みを表す。
  11. 前記第一の硬化性透明樹脂層が光硬化性を有する請求項10に記載の透明積層体。
  12. 前記透明電極パターンの上に、請求項1〜のいずれか一項に記載の転写フィルムの前記第二の透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層がこの順で積層される請求項10または11に記載の透明積層体。
  13. 透明電極パターンの上に、請求項1〜のいずれか一項に記載の転写フィルムの前記第二の透明樹脂層および前記第一の硬化性透明樹脂層がこの順で積層される透明積層体。
  14. 請求項1013のいずれか一項に記載の透明積層体を含む静電容量型入力装置。
  15. 請求項14に記載の静電容量型入力装置を構成要素として備えた画像表示装置。
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