JPWO2017187805A1 - タッチセンサー用導電シート、タッチセンサー用積層体、タッチセンサー、タッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
タッチセンサー用導電シートは、通常、基材上に、検出電極(センサー電極)及び引き出し配線(周辺電極)となるパターン状の金属細線からなる導電部を有する。
昨今、ハンドリング性を向上させる目的で、或いは、検出電極又は引き出し配線となる導電部の耐擦傷性又は耐溶剤性を向上させる目的で、タッチセンサー用導電シートの導電部の表面に保護膜として透明絶縁層を形成する場合がある。
例えば、特許文献1の段落0056に、タッチパネル作製時に検出電極となる第一導電層及び第二導電層、引き出し配線となる第一リード線電極及び第二リード線電極等を少なくとも部分的に被覆する透明保護層を設置してよい旨が記載されている。
また、タッチパネルの狭額縁化に伴って、タッチセンサー中の引き出し配線の配置される領域、及び、フレキシブルプリント配線板と接続される領域を折り曲げて、タッチセンサーの裏面に配置することが望まれている。
つまり、タッチセンサーに適用可能な導電シートに関しても、折り曲げ可能であることが望まれている。
また、透明絶縁層を含むタッチセンサー用導電シートを折り曲げた後、タッチセンサー用導電シートを高温高湿環境下にて保存すると、金属細線のひび割れ及び/又は断線が生じやすいという問題もあった。
また、本発明は、上記タッチセンサー用導電シートを含む、タッチパネル用積層体、タッチセンサー、及び、タッチパネルを提供することを目的とする。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
基材上に配置された、金属細線からなる導電部と、
導電部上に配置された透明絶縁層と、を備えるタッチセンサー用導電シートであって、
透明絶縁層が、架橋構造を含み、
透明絶縁層の押し込み硬度が200MPa以下である、タッチセンサー用導電シート。(2) 透明絶縁層の50〜90℃での弾性率が1×105Pa以上である、(1)に記載のタッチセンサー用導電シート。
(3) 透明絶縁層の温度85℃及び相対湿度85%での弾性率が1×105Pa以上である、(1)又は(2)に記載のタッチセンサー用導電シート。
(4) 透明絶縁層の線膨張率と基材の線膨張率との差が300ppm/℃以下である、(1)〜(3)のいずれかに記載のタッチセンサー用導電シート。
(5) 基材の両面に導電部が配置されており、
導電部が、銀細線からなるメッシュパターンを含む、(1)〜(4)のいずれかに記載にタッチセンサー用導電シート。
(6) タッチセンサー用導電シートが、本体部と、本体部から延設され、折り曲げ可能な折り曲げ部とを有する、(1)〜(5)のいずれかに記載のタッチセンサー用導電シート。
(7) 折り曲げ部が折り曲げられて形成される曲げ部を有する、(6)に記載のタッチセンサー用導電シート。
(8) (1)〜(7)のいずれかに記載のタッチセンサー用導電シートと、粘着シートと、剥離シートとをこの順で備える、タッチセンサー用積層体。
(9) (1)〜(7)のいずれかに記載のタッチセンサー用導電シートを含む、タッチセンサー。
(10) (9)に記載のタッチセンサーを含む、タッチパネル。
また、本発明によれば、上記タッチセンサー用導電シートを含む、タッチパネル用積層体、タッチセンサー、及び、タッチパネルを提供することができる。
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に限定されるものではない。
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及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、EUV光等による露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの双方、又は、いずれかを表し、「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタクリルの双方、又は、いずれかを表す。また、「(メタ)アクリロイル」はアクリロイル及びメタクリロイルの双方、又は、いずれかを表す。
金属細線のひび割れ及び断線は、保存環境条件を含めたタッチセンサー用導電シートの折り曲げ形態に伴う応力により発生していると推測される。そのため、金属細線の表面に、その応力を緩和する、及び、金属細線の強度を補強する機能を有した透明絶縁層を敷設する事により、金属細線のひび割れ及び断線が防止できる事を見出した。具体的には、強度を補強する機能を透明絶縁層に付与するために、透明絶縁層に架橋構造が導入され、透明絶縁層の優位な剛性が維持される。また、折り曲げに伴い透明絶縁層にクラックが生じて金属細線が断線することに繋がらないように、透明絶縁層の押し込み硬度が所定の範囲内に調整されている。
以下、本発明のタッチセンサー用導電シートの好適態様について図面を参照して説明する。
図1に、本発明のタッチセンサー用導電シート10の第1実施態様の一部断面図を示す。タッチセンサー用導電シート10は、基材12と、基材12上に配置された、複数の金属細線14からなる導電部16と、導電部16上に配置された(言い換えると、基材12の表面及び導電部16を覆うように配置された)透明絶縁層18とを備える。
以下、タッチセンサー用導電シートを構成する各部材について詳述する。
基材は、導電部を支持できればその種類は制限されず、透明基材であることが好ましく、プラスチックフィルムがより好ましい。
基材を構成する材料の具体例としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)(258℃)、ポリシクロオレフィン(134℃)、ポリカーボネート(250℃)、(メタ)アクリル樹脂(128℃)、PEN(ポリエチレンナフタレート)(269℃)、PE(ポリエチレン)(135℃)、PP(ポリプロピレン)(163℃)、ポリスチレン(230℃)、ポリ塩化ビニル(180℃)、ポリ塩化ビニリデン(212℃)、又は、TAC(トリアセチルセルロース)(290℃)等の融点が約290℃以下であるプラスチックフィルムが好ましく、(メタ)アクリル樹脂、PET、ポリシクロオレフィン、又は、ポリカーボネートがより好ましい。( )内の数値は融点である。
基材の全光線透過率は、85〜100%であることが好ましい。
基材の厚みは特に制限されないが、タッチパネルへの応用の点からは、通常、25〜500μmの範囲で任意に選択することができる。なお、基材の機能の他にタッチ面の機能をも兼ねる場合は、500μmを超えた厚みで設計することも可能である。
下塗り層の形成方法は特に制限されないが、例えば、高分子を含む下塗り層形成用組成物を基材上に塗布して、必要に応じて加熱処理を施す方法が挙げられる。下塗り層形成用組成物には、必要に応じて、溶剤が含まれていてもよい。溶剤の種類は特に制限されず、公知の溶剤が例示される。また、高分子を含む下塗り層形成用組成物として、高分子の微粒子を含むラテックスを使用してもよい。
下塗り層の厚みは特に制限されないが、導電部の密着性がより優れる点で、0.02〜0.3μmが好ましく、0.03〜0.2μmがより好ましい。
導電部は、上記基材上に配置され、複数の金属細線からなる。導電部は、主に、後述するように、タッチセンサーの検出電極又は引き出し配線を構成することが好ましい。
金属細線が引き出し配線として適用される場合には、金属細線の線幅は500μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、30μm以下がさらに好ましい。上記範囲であれば、低抵抗のタッチパネル電極を比較的容易に形成できる。
開口部20は、金属細線14で囲まれる開口領域である。開口部20の一辺の長さWは、上限は800μm以下が好ましく、600μm以下がより好ましく、400μm以下がさらに好ましく、下限は5μm以上が好ましく、30μm以上がより好ましく、80μm以上がさらに好ましい。
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%以上であることがさらに好ましい。開口率とは、導電部中において金属細線を除いた透過性部分(開口部)が全体に占める割合に相当する。
金属細線の中には、金属細線と基材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、金属細線と基材との密着性がより優れる理由から、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリジエン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、セルロース系重合体及びキトサン系重合体からなる群から選ばれる少なくともいずれかの樹脂、又は、これらの樹脂を構成する単量体からなる共重合体等が挙げられる。
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、特開2014−209332号公報の段落0056〜0114に記載の方法が挙げられる。
透明絶縁層は、基材の表面(導電部がない領域)及び導電部上にこれらを覆うように配置されている。透明絶縁層は、導電部を保護する機能を有する。なお、導電部の一部が露出するように(導電部の一部を覆わないように)透明絶縁層は配置してもよい。但し、後述するように、タッチセンサー用導電シートの折り曲げられる部分については、透明絶縁層を配置することが好ましい。
透明絶縁層の押し込み硬度は、微小硬度試験機(ピコデンタ―)により測定することができる。
なお、透明絶縁層が上記押し込み硬度を示すために、透明絶縁層を構成する樹脂の主鎖構造が柔らかい構造であること、又は、架橋点間の距離が長い構造であることが好ましい。
また、透明絶縁層の温度85℃及び相対湿度85%での弾性率は、1×105Pa以上であることが好ましく、1×106Pa以上であることがより好ましく、1.5×106Pa以上であることがさらに好ましい。上限は特に制限されないが、1×1010MPa以下の場合が多い。弾性率が上記範囲内であれば、高温高湿環境下にてタッチセンサー用導電シートを折り曲げた状態で使用しても、金属細線のひび割れ及び断線がより生じにくい。
なお、透明絶縁層の上記弾性率は、所定の測定環境(例えば、温度85℃及び相対湿度85%)にて、微小硬度試験機(ピコデンター)により測定することができる。
なお、透明絶縁層の線膨張率は、透明絶縁層からなる測定試料に熱を加えた際のカール値(カールの曲率半径)を測定し、以下の2つの式より算出することができる。
式1:(透明絶縁層の線膨張率−基材の線膨張率)×温度差=測定試料の歪み
式2:測定試料の歪み={(基材の弾性率×(基材の厚み)2}/{3×(1−基材のポアソン比)×透明絶縁層の弾性率×カールの曲率半径}
なお、金属細線の断線をより抑制できる点で、透明絶縁層の線膨張率は、基材の線膨張率との差が小さいことが好ましく、上限は、差分が300ppm/℃以下であることが好ましく、150ppm/℃以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、0ppm/℃が挙げられる。
なお、透明絶縁層を含むタッチセンサー用導電シートの全光線透過率は、可視光領域(波長400〜700nm)に対し、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い。
なお、上記全光線透過率は、分光測色計CM−3600A(コニカミノルタ株式会社製)によって測定される。
なお、透明絶縁層自体の全光線透過率は、タッチセンサー用導電シートが上記全光線透過率を示すように調整されることが好ましく、少なくとも85%以上であることが好ましい。
また、透明絶縁層は、導電部だけでなく、基材(又は、下塗り層若しくはバインダー層)の導電部の形成されていない領域とも接するため、基材(又は、下塗り層若しくはバインダー層)との密着性に優れていることが好ましい。なお、バインダー層とは、基材上であって金属細線間に配置されるバインダーからなる層であり、ハロゲン化銀法により金属細線を製造する際に形成される場合が多い。
上記のように透明絶縁層と基材及び導電部との密着性が高い場合、金属細線のひび割れ及び断線をより抑制することができる。
また、導電部の金属細線にバインダー成分が含まれている場合には、透明絶縁層の屈折率と、上記バインダー成分の屈折率との屈折率差が小さいほど好ましく、透明絶縁層を形成する樹脂成分と、上記バインダー成分とが同じ材料であることがより好ましい。
なお、透明絶縁層を形成する樹脂成分と、上記バインダー成分とが同じ材料であるとは、バインダー成分及び透明絶縁層を形成する樹脂成分のいずれもが(メタ)アクリル系樹脂である場合が一例として挙げられる。
架橋構造を形成するためには、後述するように、多官能化合物を用いて透明絶縁層を形成することが好ましい。
なかでも、透明絶縁層の特性の制御が容易である点から、重合性基を有する重合性化合物を含む透明絶縁層形成用組成物を用いて形成される層であることが好ましい。
以下では、透明絶縁層形成用組成物を用いた態様について詳述する。
透明絶縁層形成用組成物を用いて透明絶縁層を形成する方法は特に制限されない。例えば、基材及び導電部上に透明絶縁層形成用組成物を塗布して、必要に応じて塗膜に硬化処理を施し、透明絶縁層を形成する方法(塗布法)、又は、仮基板上に透明絶縁層を形成して、導電部表面に転写する方法(転写法)等が挙げられる。なかでも、厚みの制御がしやすい観点からは、塗布法が好ましい。
なお、乾燥処理の条件は特に制限されないが、生産性がより優れる点で、室温〜220℃(好ましくは50〜120℃)で、1〜30分間(好ましく1〜10分間)実施することが好ましい。
生産性の観点からは、さらに、透明絶縁層形成用組成物は溶剤成分を含まず、乾燥工程がない状況が好ましい。
露光する方法は特に制限されないが、例えば、活性光線又は放射線を照射する方法が挙げられる。活性光線による照射としては、UV(紫外線)ランプ、及び、可視光線等による光照射等が用いられる。光源としては、例えば、水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、及び、カーボンアーク灯等が挙げられる。また、放射線としては、電子線、X線、イオンビーム、及び、遠赤外線等が挙げられる。
塗膜を露光することにより、塗膜中の化合物に含まれる重合性基が活性化され、化合物間の架橋が生じ、層の硬化が進行する。露光エネルギーとしては、10〜8000mJ/cm2程度であればよく、好ましくは50〜3000mJ/cm2の範囲である。
重合性基の種類は特に制限されず、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のラジカル重合性基、及び、エポキシ基、オキセタン基等のカチオン重合性基等が挙げられる。なかでも、反応性の点で、ラジカル重合性基が好ましく、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。
重合性化合物は、モノマー、オリゴマー及びポリマーから選ばれるいずれの形態であってもよい。つまり、重合性化合物は、重合性基を有するオリゴマーであっても、重合性基を有するポリマーであってもよい。
なお、モノマーとしては分子量が1,000未満である化合物が好ましい。
また、オリゴマー及びポリマーは、有限個(一般的には5〜100個)のモノマーが結合した重合体である。オリゴマーとは重量平均分子量が3000以下である化合物であり、ポリマーとは重量平均分子量が3000超である化合物である。
重合性化合物は、1種であっても、複数種を併用してもよい。
なお、2以上の重合性基を有するウレタン(メタ)アクリレート化合物は、上記ウレタン(メタ)アクリレート化合物に該当し、多官能化合物には含まれない。また、2以上の重合性基を有するエポキシ(メタ)アクリレート化合物は、上記エポキシ(メタ)アクリレート化合物に該当し、多官能化合物には含まれない。
具体的には、2官能の(メタ)アクリレートとしては、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、トリ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、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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3プロパンジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(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、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラ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ヒドロキシピバレートジ(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、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、ヘキサメチレングリコールジアクリレート、ヘキサ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、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2,2’−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、及び、ビスフェノールAテトラエチレングリコールジアクリレート等が挙げられる。
上記光重合性基は、ラジカル重合可能な重合性基である。光重合性基を1分子中に2つ以上含む多官能のウレタン(メタ)アクリレート化合物は、高硬度な透明絶縁層を形成するうえで有用である。
ウレタン(メタ)アクリレート化合物1分子中に含まれる光重合性基の数は、少なくとも2つであることが好ましく、例えば、2〜10つがより好ましく、2〜6つがさらに好ましい。なお、ウレタン(メタ)アクリレート化合物に含まれる2つ以上の光重合性基は同一のものであっても、異なるものであってもよい。
光重合性基としては、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基が好ましい。
なお、1分子中にウレタン結合を2つ含むウレタン(メタ)アクリレート化合物において、光重合性基は一方のウレタン結合のみに直接又は連結基を介して結合していてもよく、2つのウレタン結合にそれぞれ直接又は連結基を介して結合していてもよい。
一態様では、連結基を介して結合している2つのウレタン結合に、それぞれ1つ以上の光重合性基が結合していることが、好ましい。
なお、本明細書において、特記しない限り、記載されている基は置換基を有してもよく無置換であってもよい。ある基が置換基を有する場合、置換基としては、アルキル基(例えば、炭素数1〜6のアルキル基)、ヒドロキシ基、アルコキシル基(例えば、炭素数1〜6のアルコキシル基)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アシル基、及び、カルボキシル基等を挙げることができる。
合成方法の一例としては、例えば、アルコール、ポリオール、及び/又はヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有化合物とイソシアネートとを反応させる方法が挙げられる。また、必要に応じて、上記反応によって得られたウレタン化合物を(メタ)アクリル酸でエステル化する方法を挙げることができる。なお、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸とメタクリル酸を包含する意味で用いるものとする。
6官能以上のウレタン(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、根上工業(株)製のアートレジンUN−3320HA、アートレジンUN−3320HC、アートレジンUN−3320HS、アートレジンUN−904、日本合成化学(株)製の紫光UV−1700B、紫光UV−7605B、紫光UV−7610B、紫光UV−7630B、紫光UV−7640B、新中村化学工業(株)製のNKオリゴU−6PA、NKオリゴU−10HA、NKオリゴU−10PA、NKオリゴU−1100H、NKオリゴU−15HA、NKオリゴU−53H、NKオリゴU−33H、ダイセル・サイテック(株)製のKRM8452、EBECRYL1290、KRM8200、EBECRYL5129、KRM8904、日本化薬(株)製のUX−5000等を挙げることができる。
また、2〜3官能のウレタン(メタ)アクリレート化合物としては、Nagase(株)製のナトコUV自己治癒、DIC株式会社製のEXP DX‐40等も挙げることができる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート等の長鎖アルキル(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、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(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、ノニルフェノキシエチルテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラフルフリル(メタ)アクリレート、イソボニル(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート等の環状構造を有する(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェート、及び、ジエチエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(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、イソボルニル(メタ)アクリレート、及び、(メタ)アクリル酸と多価アルコールとのエステル等が挙げられる。
光重合開始剤の種類は特に制限されず、公知の光重合開始剤(ラジカル光重合開始剤、カチオン光重合開始剤)を使用できる。例えば、アセトフェノン、2、2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−シクロヘキシルフェニルケトン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、オリゴ(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−(1−メチルビニル)フェニル)プロパノン)、2−ヒドロキシ−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、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、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、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイド、エチル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィネート、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)]、メチルベンゾイルホルメート、4−メチルベンゾフェノン、4−フェニルベンソフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、1−[4−(4−ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル]−2−メチル−2−(4−メチルフェニルスルホニル)プロパン−1−オン等のカルボニル化合物、及び、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物等が挙げられる。
重合開始剤は、1種を単独で、又は、2種以上を組み合わせて使用できる。
レベリング剤としては、透明絶縁層形成用組成物の塗布対象への濡れ性付与作用、表面張力の低下作用を有するものであれば、公知のレベリング剤を用いることができる。例えば、シリコーン変性樹脂、フッ素変性樹脂、及び、アルキル変性樹脂等が挙げられる。
なお、透明絶縁層形成用組成物が溶剤を含有する場合、使用できる溶剤は特に限定されず、例えば、水及び有機溶剤が挙げられる。
図1においては、基材12上の片面のみに導電部16及び透明絶縁層18が配置されたタッチセンサー用導電シートを説明したが、本発明のタッチセンサー用導電シートは、基材12上の両面に導電部16及び透明絶縁層18が配置されていてもよい。
なお、後述するように、タッチセンサー用導電シートに折り曲げ部が含まれる場合、折り曲げ部に含まれる金属細線を覆うように、透明絶縁層が配置されることが好ましい。つまり、タッチセンサー用導電シートの折り曲げ領域に位置する導電部上には透明絶縁層が配置されることが好ましい。
図3に、タッチセンサー用導電シートの第2実施態様について詳述する。
図3に、タッチセンサー用導電シート100の平面図を示す。図4は、図3中の切断線IV−IVに沿って切断した断面図である。タッチセンサー用導電シート100は、基材12と、基材12の一方の主面上(おもて面上)に配置される複数の第1検出電極24と、複数の第1引き出し配線26と、基材12の他方の主面上(裏面上)に配置される複数の第2検出電極28と、複数の第2引き出し配線30と、第1検出電極24及び第1引き出し配線26を覆うように配置される第1透明絶縁層40と、第2検出電極28及び第2引き出し配線30を覆うように配置される第2透明絶縁層42とを備える。
なお、後述するように、第1検出電極24及び第2検出電極28は、金属細線により構成される。
タッチセンサー用導電シート100は、本体部50と、本体部50から延設され、折り曲げ可能な折り曲げ部52とを有する。折り曲げ部52の端部付近には、第1引き出し配線26及び第2引き出し配線30のそれぞれの一端部が位置され、フレキシブルプリント配線板と電気的に接続可能である。
以下では、上記構成について詳述する。
基材12の定義及び好適態様は、上述した通りである。
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3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。
第1検出電極24及び第2検出電極28は、上述した導電部に該当し、複数の金属細線からなるメッシュパターンを有する。第1検出電極24及び第2検出電極28を構成する金属細線の定義及び好適態様は、上述した通りである。また、開口部36の定義(例えば、一辺の長さW)も、上述の通りである。
第1引き出し配線26は、外側領域EOの基材12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の基材12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に電気的に接続される。
なお、図3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透明絶縁層40及び第2透明絶縁層42の定義は、上述した通りである。
なお、第1透明絶縁層40及び第2透明絶縁層42は、上述したフレキシブルプリント配線板32が配置される領域以外の基材12上に配置される。
なお、1回の塗布工程によって透明絶縁層を形成できる点からは、入力領域EI及び外側領域EOの両方の同一の透明絶縁層が配置されることが好ましい。
図6においては、折り曲げ部52が本体部50の一端から延設されるタッチセンサー用導電シートについて説明したが、この態様に限定されず、折り曲げ部は複数含まれていてもよい。
例えば、図3では、基材12の両面からの引き出し配線(第1引き出し配線26、及び、第2引き出し配線30)が折り曲げ部52に共通に配置されているが、第1引き出し配線26と第2引き出し配線30とは基材12の異なる辺からそれぞれ別に延設された2つの折り曲げ部にそれぞれ配置されていてもよい。その場合、延設された折り曲げ部は2か所になる。
また、入力領域のサイズの拡大に従い、フレキシブルプリント配線板に接続する部分を画面の部分別に複数個所に分割する場合がある。その場合、折り曲げ部に相当する部位は、接続する部分の数だけ含まれることになり、3か所以上であってもよい。
上記タッチセンサー用導電シートは、タッチパネルに好適に適用される。タッチセンサー用導電シートがタッチパネルに適用される場合、上記タッチセンサー用導電シートはタッチセンサー(タッチパネルセンサー)の一部として機能する。
より具体的には、上記タッチセンサー用導電シートを含む静電容量式タッチパネルの好適態様としては、図7に示すように、静電容量式タッチパネル60は、保護基板62と、粘着シート64と、静電容量式タッチセンサー66と、粘着シート64と、表示装置68とを備える。
以下、静電容量式タッチパネル60で使用される各種部材について詳述する。
なお、以下では、静電容量式のタッチパネルについて説明するが、本発明のタッチセンサー用導電シートは他の形式のタッチパネルに適用されてもよい。
保護基板は、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センサー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、及び、ガラス板等が用いられる。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及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)、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、EVA(酢酸ビニル共重合ポリエチレン)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)、及び、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、保護基板としては、偏光板、円偏光板等を用いてもよい。
粘着シート(粘着層)は、静電容量式タッチセンサーと、保護基板又は表示装置とを貼り合せるために配置される。粘着シート(粘着層)としては特に限定されず、公知の粘着シートを使用することができる。
静電容量式タッチセンサーは、上述したタッチセンサー用導電シートを用いて形成されるセンサーである。より具体的には、上述した図3で示すようなタッチセンサー用導電シートに、フレキシブルプリント配線板を接続させて形成することができる。
表示装置は、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)、及び、電子ペーパー(E−Paper)等が挙げられる。
なお、本発明のタッチセンサー用導電シートは、取り扱い時及び搬送時においては、タッチセンサー用導電シートと、粘着シートと、剥離シートとをこの順で有するタッチパネル用積層体の形態で用いられてもよい。剥離シートは、タッチパネル積層体を搬送時に、タッチセンサー用導電シートに傷等がつくのを防止するための保護シートとして機能する。このような態様であれば使用時において剥離シートを剥がして、所定の位置に貼り付けて用いることができる。
また、本発明のタッチセンサー用導電シートは、例えば、タッチセンサー用導電シート、粘着シート、及び、保護基板をこの順で有する複合体の形態で取り扱われてもよい。
<<タッチセンサー用導電シートの作製>>
<導電部の形成>
(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液及び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液及び5液を8分間にわたって加え、さらに、下記の2液及び3液の残りの10%の量を2分間にわたって加え、粒子を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。
水 750ml
ゼラチン 8.6g
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) 5ml
ヘキサクロロロジウム酸アンモニウム
(0.001%NaCl 20%水溶液) 7ml
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
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、微量の硬膜剤を添加し、クエン酸を用いて塗布液pHを5.6に調整した。
上記塗布液に、含有するゼラチンに対して、下記式(P−1)で表されるポリマーとジアルキルフェニルPEO(polyethylene glycol)硫酸エステルからなる分散剤を含有するポリマーラテックス(分散剤/ポリマーの質量比が2.0/100=0.02)とをポリマー/ゼラチン(質量比)=0.5/1になるように添加した。
さらに、架橋剤としてEPOXY RESIN DY 022(商品名:ナガセケムテックス社製)を添加した。なお、架橋剤の添加量は、後述するハロゲン化銀含有感光性層中における架橋剤の量が0.09g/m2となるように調整した。
以上のようにして感光性層形成用組成物を調製した。
なお、下記式(P−1)で表されるポリマーは、特許第3305459号及び特許第3754745号を参照して合成した。
厚み100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(線膨張率:20ppm/℃)に上記ポリマーラテックスを塗布して、厚み0.05μmの下塗り層を設けた。
次に、下塗り層上に、上記ポリマーラテックスとゼラチンとを混合したハロゲン化銀不含有層形成用組成物を塗布して、厚み1.0μmのハロゲン化銀不含有層を設けた。なお、ポリマーとゼラチンとの混合質量比(ポリマー/ゼラチン)は2/1であり、ポリマーの含有量は0.65g/m2であった。
次に、ハロゲン化銀不含有層上に、上記感光性層形成用組成物を塗布し、厚み2.5μmのハロゲン化銀含有感光性層を設けた。なお、ハロゲン化銀含有感光性層中のポリマーとゼラチンとの混合質量比(ポリマー/ゼラチン)は0.5/1であり、ポリマーの含有量は0.22g/m2であった。
次に、ハロゲン化銀含有感光性層上に、上記ポリマーラテックスとゼラチンとを混合した保護層形成用組成物を塗布して、厚み0.15μmの保護層を設けた。なお、ポリマーとゼラチンとの混合質量比(ポリマー/ゼラチン)は0.1/1であり、ポリマーの含有量は0.015g/m2であった。
上記で作製した感光性層に、ライン/スペース=30μm/30μmのパターン(ラインの本数20本)の現像銀像を与えうるフォトマスクを介して高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて露光した。露光後、下記の現像液で現像し、さらに定着液(商品名:CN16X用N3X−R:富士フイルム社製)を用いて現像処理を行った後、純水でリンスし、その後乾燥した。
現像液1リットル(L)中に、以下の化合物が含まれる。
ハイドロキノン 0.037mol/L
N−メチルアミノフェノール 0.016mol/L
メタホウ酸ナトリウム 0.140mol/L
水酸化ナトリウム 0.360mol/L
臭化ナトリウム 0.031mol/L
メタ重亜硫酸カリウム 0.187mol/L
さらに、120℃の過熱蒸気槽に130秒間静置して、加熱処理を行った。
さらに、下記のとおり調製したゼラチン分解液(40℃)に120秒浸漬し、その後、温水(液温:50℃)に120秒間浸漬して洗浄した。
タンパク質分解酵素(ナガセケムテックス社製ビオプラーゼ30L)の水溶液(タンパク質分解酵素の濃度:0.5質量%)に、トリエタノールアミン、硫酸を加えてpHを8.5に調製した。
さらに、カルボジライトV−02−L2(商品名:日清紡株式会社製)1%水溶液に30秒浸漬し、水溶液から取り出し、純水(室温)に60秒間浸漬し、洗浄した。
このようにして、PETフィルム上に銀細線パターンからなる導電部を形成したフィルムAを得た。
3官能以上の多官能化合物としてPETA(ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート、(商品名KAYARAD PET−30)日本化薬株式会社製)30wt%、(メタ)アクリレートオリゴマーとしてナトコUV自己治癒(ナトコ株式会社製)36.9wt%、希釈用モノマーとしてHDDA(1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、大阪有機化学工業株式会社製)30wt%、レベリング剤としてBYK−UV3500(ビックケミー・ジャパン社製)0.1wt%、及び光重合開始剤としてIrgacure184(BASF社製)3wt%の混合液を、スクリーン印刷により、上記で作製したフィルムAの導電部である銀細線パターン上に塗布し、塗膜を形成した。次いで、上記塗膜を、Fusion社製Dバルブを用いて照射強度160mW/cm2で、積算照度が1000mJ/cm2となるように露光し、厚み10μmの硬化膜である透明絶縁層を形成し、タッチセンサー用導電シートを製造した。
<押し込み硬度(押し込み硬さ)の測定>
透明絶縁層の押し込み硬度を以下の手順に従って、測定した。
微小硬度試験機(ピコデンター)HM200により、ベルコビッチ端子を用い、1mN/10sec、クリープ5秒、最大押し込み強さ0.35μmの測定条件で、透明絶縁層の押し込み硬度を測定した。
透明絶縁層の弾性率を以下の手順に従って、測定した。
微小硬度試験機(ピコデンタ―)HM200により、ベルコビッチ端子を用い、0.1mN/10secの測定条件で透明絶縁層の押し込み弾性率を測定した。なお、測定は、温度85℃、相対湿度85%の環境下にて実施した。
透明絶縁層の線膨張率を以下の手順に従って、測定した。
PETフィルム(40μm)上に形成された透明絶縁層に温度を加えた際のカール値(カールの曲率半径)を測定し、以下の2つの式より、透明絶縁層の線膨張率を算出した。
式1:(透明絶縁層の線膨張率−PETの線膨張率)×温度差=測定試料の歪み
式2:測定試料の歪み={(PETの弾性率×(PETの厚み)2}/{3×(1−PETのポアソン比)×透明絶縁層の弾性率×カールの曲率半径}
得られたタッチセンサー用導電シートについて、各種評価を行った。
<クラック評価>
タッチセンサー用導電シートを用いて、以下の手順に従って折り曲げ試験を実施し、光学顕微鏡を用いて透明絶縁層へのクラックの発生の有無を観察した。
折り曲げ試験は、ローラーを用いて、サンプルであるタッチセンサー用導電シートをφ1mmのピアノ線に添わせる形で折り曲げ、その後、戻す事を1回の処理として、この処理を20回行った。上記処理の際、観察する金属細線がある面を外側にして、タッチセンサー用導電シート折り曲げた。
タッチセンサー用導電シートをφ2mmで折り曲げた(2つ折り)後、折り曲げたサンプルを温度85℃、相対湿度85%の環境下にて3日間保管したのち、20本の金属細線中のひび割れの本数、及び、断線した本数を評価した。
なお、ひび割れは、金属細線を光学顕微鏡で観察した評価した。
また、断線は、金属細線の抵抗値をデジタルマルチメーター34410A(Agilent製)を用いて評価し、抵抗値が1MΩ以上となった場合を断線したと評価した。
下記表1〜3に示すように導電部材料又は透明絶縁層形成用組成物の組成若しくは配合を変更した以外は上記実施例1と同様の方法により、実施例2〜11、比較例1〜5のタッチセンサー用導電シートを作製し、同様の評価を行った。結果を表1〜3に示す。
(多官能化合物)
「PETA」:ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート(商品名:KAYARAD PET−30、日本化薬株式会社製)
「DPHA」:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(商品名:KAYARAD
DPHA、日本化薬株式会社製)
「ナトコUV自己治癒」:ウレタンアクリレート化合物(ナトコ株式会社製)
「EXP DX−40」:ウレタンアクリレート化合物(DIC株式会社製)
「AH−600」:ウレタンアクリレート化合物(共栄化学株式会社製)
「UA−306H」:ウレタンアクリレート化合物(共栄化学株式会社製)
「UA−306I」:ウレタンアクリレート化合物(共栄化学株式会社製)
「HDDA」:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)
「IBXA」:イソボニルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)
「BYK−UV3500」:(ビックケミー・ジャパン社製)
「Irgacure184」:(BASF社製)
(透明絶縁層形成用組成物)
「Novec」:3M社製 絶縁コート剤
導電部材料としては、下記に示すものを用いた。
・「Agパターン」:Agパターンは、実施例1のタッチセンサー用導電シートで詳述した通りである。
まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムにスパッタリング法により厚さ5nmのNi層を成膜した後、抵抗加熱による真空蒸着法で銅蒸着して厚さ2μmのCu平膜を形成した。次いで、通常のフォトリソグラフィー法により、実施例1で作製した細線パターンと同様のパターニングを実施し、基材上にCuパターンからなる導電部を有するフィルムを作製した。
特開2009−215594号公報に記載の方法に準じて、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にAgナノワイヤーを作製し、厚さ1μmの塗膜を形成した。次いで、通常のフォトリソグラフィー法により、実施例1で作製した細線パターンと同様のパターニングを実施し、基材上にAgワイヤーからなる導電部を有するフィルムを作製した。
なお、実施例1〜3の比較より、金属細線が銀細線の場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
また、実施例5の結果より、透明絶縁層の押し込み硬度が150MPa以下の場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
実施例11の結果より、透明絶縁層の温度85℃及び相対湿度85%での弾性率が1.5×106Pa以上である場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
一方、架橋構造を有さない透明絶縁層を用いた比較例1、透明絶縁層の押し込み硬度が所定範囲外である比較例2、4〜5、及び、透明絶縁層を用いていない比較例3においては、所望の効果が得られなかった。
12 基材
14 金属細線
16 導電部
18 透明絶縁層
20 開口部
24 第1検出電極
26 第1引き出し配線
28 第2検出電極
30 第2引き出し配線
40 第1透明絶縁層
42 第2透明絶縁層
50 本体部
52 折り曲げ部
60 静電容量式タッチパネル
62 保護基板
64 粘着シート
66 静電容量式タッチセンサー
68 表示装置
Claims (10)
- 基材と、
前記基材上に配置された、金属細線からなる導電部と、
前記導電部上に配置された透明絶縁層と、
を備え、
前記透明絶縁層が、架橋構造を含み、
前記透明絶縁層の押し込み硬度が200MPa以下である、タッチセンサー用導電シート。 - 前記透明絶縁層の50〜90℃での弾性率が1×105Pa以上である、請求項1に記載のタッチセンサー用導電シート。
- 前記透明絶縁層の温度85℃及び相対湿度85%での弾性率が1×105Pa以上である、請求項1又は2に記載のタッチセンサー用導電シート。
- 前記透明絶縁層の線膨張率と前記基材の線膨張率との差が300ppm/℃以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタッチセンサー用導電シート。
- 前記基材の両面に前記導電部が配置されており、
前記導電部が、銀細線からなるメッシュパターンを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載にタッチセンサー用導電シート。 - 本体部と、
前記本体部から延設され、折り曲げ可能な折り曲げ部と、
を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のタッチセンサー用導電シート。 - 前記折り曲げ部が折り曲げられて形成される曲げ部を有する、請求項6に記載のタッチセンサー用導電シート。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のタッチセンサー用導電シートと、
粘着シートと、
剥離シートと、をこの順で備える、タッチセンサー用積層体。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のタッチセンサー用導電シートを含む、タッチセンサー。
- 請求項9に記載のタッチセンサーを含む、タッチパネル。
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