JP7008127B2 - ニュートンリング防止フィルム並びにその製造方法及び用途 - Google Patents
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Description
ニュートンリング防止フィルム(アンチニュートンリングフィルム)は、少なくともアンチニュートンリング層で構成されている。このアンチニュートンリング層の相分離構造は、液相からのスピノーダル分解(湿式スピノーダル分解)により形成されていてもよい。すなわち、1又は複数のポリマーと1又は複数の硬化性樹脂前駆体と溶媒とで構成された樹脂組成物の液相(又は均一溶液やその塗布層)から、溶媒を乾燥などにより蒸発又は除去する過程で、濃縮に伴って、スピノーダル分解による相分離が生じ、相間距離が比較的規則的な相分離構造を形成できる。より具体的には、前記湿式スピノーダル分解は、通常、1又は複数のポリマーと1又は複数の硬化性樹脂前駆体と溶媒とを含む混合液又は樹脂組成物(均一溶液)を支持体にコーティングし、形成された塗布層から溶媒を蒸発させることにより行うことができる。前記支持体として剥離性支持体を用いる場合には、塗布層を硬化させて支持体から剥離することによりアンチニュートンリング層単独で構成されたニュートンリング防止フィルムを得ることができ、支持体として非剥離性支持体(好ましくは透明支持体)を用いる場合には、支持体とアンチニュートンリング層とで構成された積層構造のニュートンリング防止フィルムを得ることができる。
ポリマーとしては、通常、熱可塑性樹脂が使用される。熱可塑性樹脂としては、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、有機酸ビニルエステル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、オレフィン系樹脂(脂環式オレフィン系樹脂を含む)、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリスルホン系樹脂(ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなど)、ポリフェニレンエーテル系樹脂(2,6-キシレノールの重合体など)、セルロース誘導体(セルロースエステル類、セルロースカーバメート類、セルロースエーテル類など)、シリコーン樹脂(ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサンなど)、ゴム又はエラストマー(ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのジエン系ゴム、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなど)などが例示できる。これらの熱可塑性樹脂は、特開2011-2820号公報(特許文献1)に記載の熱可塑性樹脂であってもよい。これらの熱可塑性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
硬化性樹脂前駆体としては、熱や活性エネルギー線(紫外線や電子線など)などにより反応する官能基を有する化合物であり、熱や活性エネルギー線などにより硬化又は架橋して樹脂(特に硬化又は架橋樹脂)を形成可能な種々の硬化性化合物が使用できる。前記樹脂前駆体としては、例えば、熱硬化性化合物又は樹脂[エポキシ基、重合性基、イソシアネート基、アルコキシシリル基、シラノール基などを有する低分子量化合物(例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂など)]、活性光線(紫外線など)により硬化可能な光硬化性化合物(光硬化性モノマー、オリゴマーなどの紫外線硬化性化合物など)などが挙げられ、光硬化性化合物は、EB(電子線)硬化性化合物などであってもよい。なお、光硬化性モノマー、オリゴマーや低分子量であってもよい光硬化性樹脂などの光硬化性化合物を、単に「光硬化性樹脂」という場合がある。
ポリマーと硬化樹脂前駆体とは、少なくとも1つのポリマー及び少なくとも1つの硬化性樹脂前駆体のうち、少なくとも2つの成分が、加工温度付近で互いに相分離する組み合わせで使用される。相分離する組み合わせとしては、例えば、(a)複数のポリマー同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせ、(b)ポリマーと硬化性樹脂前駆体とが非相溶で相分離する組み合わせ、(c)複数の硬化性樹脂前駆体同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせなどが挙げられる。これらの組み合わせのうち、通常、(a)複数のポリマー同士の組み合わせや、(b)ポリマーと硬化性樹脂前駆体との組み合わせであり、特に(a)複数のポリマー同士の組み合わせが好ましい。相分離させる両者の相溶性が高い場合、溶媒を蒸発させるための乾燥過程で両者が有効に相分離せず、アンチニュートンリング層としての機能が低下する。
透明支持体(又は基材シート)としては、ガラス、セラミックスの他、樹脂シートが例示できる。透明支持体を構成する樹脂としては、前記アンチニュートンリング層と同様の樹脂が使用できる。好ましい透明支持体としては、透明ポリマーフィルムが挙げられる。透明ポリマーフィルムを構成する樹脂としては、例えば、セルロース誘導体[セルローストリアセテート(TAC)、セルロースジアセテートなどのセルロースアセテートなど]、ポリエステル系樹脂[ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアリレート系樹脂など]、ポリスルホン系樹脂[ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなど]、ポリエーテルケトン系樹脂[ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンなど]、ポリカーボネート系樹脂(ビスフェノールA型ポリカーボネートなど)、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、環状ポリオレフィン系樹脂[トパス(TOPAS)、アートン(ARTON)、ゼオネックス(ZEONEX)などの商品名で市販されている樹脂]、ハロゲン含有樹脂(ポリ塩化ビニリデンなど)、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂(ポリスチレンなど)、酢酸ビニル系又はビニルアルコール系樹脂(ポリビニルアルコールなど)が挙げられる。透明支持体は1軸又は2軸延伸されていてもよい。
本発明のニュートンリング防止フィルムは、表面に前記相分離構造に対応した微細な凹凸構造が形成されているため、タッチパネル(特に抵抗膜方式タッチパネル)におけるニュートンリングの発生を有効に予防又は抑制できる。さらに、前記ニュートンリング防止フィルムは、透過像の鮮明性も高いため、表示装置の表示部に対して、高精細デバイスにおいてもギラツキが抑制された鮮明な画像を表示でき、コントラストも向上できる。
本発明のニュートンリング防止フィルムは、前記ポリマーと硬化性樹脂前駆体と溶媒とを含む液相(又は液状組成物)を、前記溶媒の蒸発に伴うスピノーダル分解により相分離させて相分離構造を形成する工程(相分離工程)と、前記硬化性樹脂前駆体を硬化させ、少なくともアンチニュートンリング層を形成する工程(硬化工程)とを経ることによりを得ることができる。
本発明の電極基板は、タッチパネル(特に抵抗膜方式タッチパネル)の電極基板であり、前記ニュートンリング防止フィルムのアンチニュートンリング層の上に透明導電層が形成されている。
本発明のタッチパネル(特に抵抗膜方式タッチパネル)は、前記電極基板を備えている。図1は、本発明のタッチパネルの一例を示す概略断面図である。このタッチパネル10は、上部電極基板11と下部電極基板13とがスペーサー12を介して積層されており、上部電極基板11の透明導電層11aと下部電極基板13の透明導電層13aとが対向し、液晶パネル20の上に配設されている。
側鎖に重合性基を有するアクリル樹脂(ACAZ322M):(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体のカルボキシル基の一部に、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチルアクリレートを付加させた化合物;(株)ダイセル製、商品名「サイクロマーP(ACA)Z322M」、固形分40重量%、溶剤:1-メトキシ-2-プロパノール(MMPG)(沸点119℃)
セルロースアセテートプロピオネート(CAP):アセチル化度=2.5%、プロピオニル化度=46%、ポリスチレン換算数平均分子量75,000;イーストマン社製、商品名「CAP-482-20」
六官能アクリル系UV硬化モノマー(DPHA):ダイセル・オルネクス(株)製、商品名「DPHA」)
三官能アクリル系UV硬化モノマー(PETRA):ダイセル・オルネクス(株)製、商品名「PETRA」
フッ素含有UV硬化性化合物(Polyfox3320):Omnova Solution社製、商品名「Polyfox3320」
光開始剤A(Irg184):BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」
光開始剤B(Irg907):BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア907」
ハードコート液:サンノプコ(株)製、商品名「ノプコキュアSHC-017R」
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム:三菱ケミカル(株)製、商品名「O321E188」、厚み188μm。
ヘイズメーター(日本電色(株)製、商品名「NDH-5000W」)を用いて、JIS K7136に準拠して測定した。なお、ヘイズの測定は、凹凸構造を有する表面が受光器側となるように配置して測定した。
ニュートンリング防止フィルムの写像鮮明度を、写像測定器(スガ試験機(株)製、商品名「ICM-1T」)を用いて、光学櫛(櫛歯の幅=0.5mm)で、JIS K7105に基づいて測定した。
JIS B0601に準拠して、接触式表面粗さ計(東京精密(株)製「サーフコム570A)を用いて、走査範囲3mm、走査回数2回の条件で、算術平均表面粗さ(Ra)を測定した。
ニュートンリング防止フィルムのアンチニュートンリング層の上に酸化インジウム-酸化錫系複合酸化物(ITO)をスパッタリングすることにより透明導電層を形成し、上部電極基板とした。このITO処理による透明導電層の厚みは0.02μmであった。更に、基板としてガラス基板を用い、同様のITO処理を行って透明導電層を設けることにより、下部電極基板を作製した。下部電極基板の透明導電層の上に、光硬化性アクリル樹脂(デュポン(株)製「リストン」)を塗布して層を設け、パターニングして紫外線露光することによりスペーサーを形成した。このスペーサーは、高さ9μm、直径30μmの円柱で、スペーサー間隔は3mmとした。このようにして作製した上部電極基板と下部電極基板とを透明電極層が対向するように配置することにより、タッチパネルを構成した。上部電極基板と下部電極基板との間の間隔はスペーサーの高さに相当する。タッチパネルの上部電極基板を26g/cm2の圧力でペン先によって押圧し、ニュートンリングの発生状況を目視にて確認し、以下の基準で判定した。
△:ニュートンリングが若干発生した
×:ニュートンリングが発生した。
表示装置としてスマートフォン(三星電子(株)製「Galaxy SII」)を用い、そのディスプレイの表面に、各サンプルのニュートンリング防止フィルムを光学糊により貼り付けた。なお、このスマートフォンのディスプレイの解像度は217ppiとなる。そして、ギラツキ検査機(コマツNTC(株)製)を用い、各サンプルのニュートンリング防止フィルムを介して、ディスプレイの輝度分布の標準偏差(ギラツキ値)を測定し、以下の基準でギラツキを評価した。なお、ニュートンリング防止フィルムを貼り付けていないディスプレイの輝度分布の標準偏差(ギラツキ値)をブランクとした。
〇:ブランクのギラツキ値との差が2未満
×:ブランクのギラツキ値との差が2以上。
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂4.0重量部、セルロースアセテートプロピオネート0.2重量部、六官能アクリル系UV硬化モノマー20.7重量部、三官能アクリル系UV硬化モノマー13.8重量部、後述する配合量のフッ素含有UV硬化性化合物、光開始剤A、光開始剤Bを、メチルエチルケトン(MEK)(沸点80℃)37.0重量部、1-ブタノール(1-BuOH)(沸点113℃)12.5重量部、及び1-メトキシ-2-プロパノール(MMPG)(沸点119℃)10.1重量部の混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー♯18を用いてPETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で60秒間放置し、溶媒を蒸発させて厚み約7μmの塗膜(アンチニュートンリング層)を形成した。なお、フッ素含有UV硬化性化合物、光開始剤A及び光開始剤Bの割合は、それぞれアンチニュートンリング層中0.5重量%、0.7重量%及び0.4重量%である。その後、コートフィルムを紫外線照射装置(ウシオ電機(株)製、高圧水銀ランプ、紫外線照射量:800mJ/cm2)に通して、紫外線硬化処理を行い、ハードコート性及び表面凹凸構造を有する層(アンチニュートンリング層)を形成した。さらに、アンチニュートンリング層が形成されていない面に、ハードコート液を、ワイヤーバー♯10を用いて流延した後、80℃のオーブン内で60秒間放置し、溶媒を蒸発させてハードコート層を形成し、試験用ニュートンリング防止フィルムを得た。
原料及び溶媒の組成を表1に示す組成に変更する以外は実施例1と同様にしてニュートンリング防止フィルムを得た。
原料及び溶媒の組成を表1に示す組成に変更し、アンチニュートンリング層を形成するためのワイヤーバーを♯28に変更し、かつ乾燥条件を50℃、30秒間に変更する以外は実施例1と同様にして厚み約12μmのアンチニュートンリング層を有するニュートンリング防止フィルムを得た。
原料及び溶媒の組成を表1に示す組成に変更し、かつ乾燥条件を60℃、60秒間に変更する以外は実施例1と同様にして厚み約8μmのアンチニュートンリング層を有するニュートンリング防止フィルムを得た。
11…上部電極基板
12…スペーサー
13…下部電極基板
11a,13a…透明導電層
11b…アンチニュートンリング層
11c,13c…透明基板
11d,13d…ハードコート層
20…液晶パネル
Claims (12)
- 1又は複数のポリマーと1又は複数の硬化した硬化性樹脂前駆体とを含むアンチニュートンリング層を含むフィルムであって、0.5mm幅の光学櫛を用いた写像性測定器で測定した透過像鮮明度が92%以上であり、前記アンチニュートンリング層が相分離構造を有し、かつ前記アンチニュートンリング層表面の算術平均表面粗さRaが3~15nmであるニュートンリング防止フィルム。
- 平行光線透過率が90%以上である請求項1記載のニュートンリング防止フィルム。
- ヘイズが3%以下である請求項1又は2記載のニュートンリング防止フィルム。
- アンチニュートンリング層が、ポリマーと硬化性樹脂前駆体とを1/99~60/40(重量比)の割合で含む請求項1~3のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- 複数のポリマーが、重合性基を有する(メタ)アクリル系樹脂とセルロースエステル類とを含み、重合性基を有する(メタ)アクリル系樹脂とセルロースエステル類との重量割合が、前者/後者=80/20~99/1である請求項1~4のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- 硬化性樹脂前駆体が、3以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能硬化性化合物及びフッ素含有硬化性化合物を含み、前記フッ素含有硬化性化合物の割合が、アンチニュートンリング層中0.05~1.5重量%である請求項1~5のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- 粒子を含まない請求項1~6のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- アンチニュートンリング層と透明支持体とを含む請求項1~7のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルム。
- 1又は複数のポリマーと1又は複数の硬化性樹脂前駆体と溶媒とを含む液相を、前記溶媒の蒸発に伴うスピノーダル分解により相分離させて相分離構造を形成し、前記硬化性樹脂前駆体を硬化させてアンチニュートンリング層を形成する請求項1~8のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルムの製造方法。
- 請求項1~8のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルムと、このニュートンリング防止フィルムのアンチニュートンリング層の上に透明導電層とを備えた抵抗膜方式タッチパネルの電極基板。
- 請求項10記載の電極基板を備えた抵抗膜方式タッチパネル。
- 請求項1~8のいずれかに記載のニュートンリング防止フィルムを用いて抵抗膜方式タッチパネルにおけるニュートンリングの発生を防止する方法。
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