TWI653270B - Hardened film laminate for touch panel and touch panel display device - Google Patents
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Abstract
本發明之觸控面板用水性樹脂組合物具有1.60以上之折射率,且含有具有至少2個聚合性官能基之水溶性交聯劑,並且於將觸控面板用水性樹脂組合物在23℃下形成為5質量%水溶液時,表面張力為40mN/m以下。
Description
本發明係關於一種水性感光樹脂組合物等,更詳細而言,係關於一種適於液晶顯示裝置、有機EL(Electroluminescence,電致發光)顯示裝置、觸控面板顯示裝置、積體電路元件、固體攝像元件等電子零件之平坦化膜;轉印薄膜、保護膜及層間絕緣膜之形成之水性感光樹脂組合物及使用其之樹脂圖案之製造方法。
近年來,隨著電子機器之高性能化、多樣化及小型輕量化發展,於液晶等顯示元件之整個面上安裝有透明觸控面板(觸控感測器)之機器增加。藉由透明觸控面板而進行顯示於顯示元件之文字、符號、圖樣等之視認及選擇,藉由透明觸控面板之操作進行機器之各功能之切換之情況亦不斷增加。觸控面板不僅用於個人電腦、電視等大型電子機器,亦用於汽車導航系統、行動電話、電子辭典等小型電子機器及OA(Office Automation,辦公自動化)、FA(Factory Automation,工廠自動化)機器等顯示機器,於觸控面板上設置有包含透明導電電極材之電極。作為透明導電電極材,已知有ITO(Indium-Tin-Oxide,氧化銦錫)、氧化銦及氧化錫,該等材料由於具有較高之可見光透過率,故而主要用作液晶顯示元件用基板等之電極材。
作為現有之觸控面板之方式,可列舉:電阻膜方式、光學方式、壓
力方式、靜電電容方式、電磁波感應方式、圖像識別方式、振動檢測方式、超音波方式等,且各種方式已實用化,近年來,靜電電容方式觸控面板之利用最先進。靜電電容方式觸控面板中,若作為導電體之指尖與觸控輸入面接觸,則指尖與導電膜之間進行靜電電容結合,而形成電容器。因此,靜電電容方式觸控面板藉由捕捉指尖之接觸位置之電荷之變化,而檢測其座標。尤其是投影型靜電電容方式之觸控面板由於可進行指尖之多點檢測,故而具備可進行複雜之指示之良好之操作性,因此作為行動電話、攜帶型音樂播放器等具有小型顯示裝置之機器之顯示面上之輸入裝置而進行利用。通常,於投影型靜電電容方式之觸控面板中,為了顯示出由X軸與Y軸所形成之2維座標,複數個X電極、及與複數個X電極正交之複數個Y電極形成2層結構,且可使用ITO作為電極材。
靜電電容方式觸控面板係揭示於專利文獻1、2等中,為了防止觀察者之手指等所接觸之位置之誤識別,於其積層結構之中設置有絕緣膜或保護膜。
作為對絕緣膜或保護膜要求之性能,要求對基材、基底、其他層、例如玻璃、無機材料、金屬材料及ITO等透明電極或有機材料之密接性;對觸控面板製造步驟中之高溫煅燒步驟之耐熱性;及形成積層基板時之較高之透過率。進而,於在ITO透明電極圖案等其他層之表面塗佈絕緣膜或保護膜用塗料時,由於其他層與絕緣膜或保護膜之間之折射率差增大,故而存在容易看到ITO圖案,液晶畫面之視認性降低之不良情況。
因此,近年來,藉由在靜電電容式觸控面板、液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置等中設置高折射率層,抑制光之反射,且提高透過率或視認性之情況增多。作為高折射率層,揭示有包含無機氧化物微粒子之層(專
利文獻3)及具有高折射率之硬塗層、保護膜(專利文獻4)等,但於形成硬塗層、保護膜等之圖案時,必須使用光阻材料,步驟數較多,故而生產性較差。
為了改善圖案之生產性,於專利文獻5、6中揭示有具有感光性之高折射材料,但用作熱硬化性化合物之三聚氰胺化合物之烷氧基烷基或羥甲基就長期保存穩定性之觀點而言尚不充分。又,於專利文獻5、6中所記述之高折射材料中使用有有機溶劑,就環境協調之觀點而言亦欠佳。
[專利文獻1]日本專利特開2009-015489號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-044453號公報
[專利文獻3]日本專利第5169269號公報
[專利文獻4]日本專利特開2007-084815號公報
[專利文獻5]日本專利特開2014-071306號公報
[專利文獻6]國際公開第2013/054868號
因此,本發明所欲解決之問題在於提供一種與基材、基底等之密接性良好,透明性及保存穩定性優異,且高折射率之水性感光樹脂組合物;適於觸控面板之製造之水性感光樹脂組合物;使用水性感光樹脂組合物製作之轉印薄膜、感光性樹脂積層體及光硬化物;使用水性感光樹脂組合物之樹脂圖案之製造方法;與具有樹脂圖案或光硬化物之改善視認性之觸控面板顯示裝置。
本發明者鑒於先前技術之問題,進行努力研究並反覆進行實驗,結果發現,藉由使用特定之水溶性樹脂、無機氧化物微粒子水分散液、光聚合起始劑、特定之水溶性交聯劑、界面活性劑等,可獲得解決上述課題之水溶性樹脂組合物、及包含其之感光性樹脂組合物,從而完成本發明。
即,本發明如下所述。
[1]一種觸控面板用水性樹脂組合物,其折射率為1.60以上,含有具有至少2個聚合性官能基之水溶性交聯劑,且製備為具有5質量%之固形物成分之水溶液時於23℃下之表面張力為40mN/m以下。
[2]如[1]中所記載之觸控面板用水性樹脂組合物,其中上述具有至少2個聚合性官能基之水溶性交聯劑之重量平均分子量為1,000~12,000之範圍內。
[3]如[1]或[2]中所記載之觸控面板用水性樹脂組合物,其中上述具有至少2個聚合性官能基之水溶性交聯劑具有胺基甲酸酯骨架。
[4]一種轉印薄膜,其係於暫時支持體上具備2層薄膜者,並且上述2層薄膜係由如下層所形成:第1感光層,其積層於上述暫時支持體,且包含如下感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物含有包含源自(甲基)丙烯酸之構成單元3質量%~25質量%之黏合劑聚合物、具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、及光聚合起始劑;及第2感光層,其積層於上述第1感光層,且包含如[1]至[3]中任一項所記載之觸控面板用水性感光樹脂組合物。
[5]一種觸控面板用轉印薄膜,其係於暫時支持體上,依序具有:
第1感光層,其折射率為1.48~1.56之範圍內,且膜厚為1μm~15μm之範圍內;及第2感光層,其折射率為1.60~1.75之範圍內,且膜厚為30nm~200nm之範圍內;並且於上述第2感光層中,包含(D-1)重量平均分子量為2,000~10,000之範圍內,且分子內具有至少2個聚合性官能基之含氮交聯劑。
[6]如[5]中所記載之觸控面板用轉印薄膜,其中上述含氮交聯劑具有胺基甲酸酯骨架。
[7]一種觸控面板用硬化膜積層體,其於加速電壓30kV下之剖面之STEM(Scanning Transmission Electron Microscope,掃描穿透式電子顯微鏡)-EDX(Energy Dispersive X-ray Spectrometer,能量色散X射線光譜儀)測定中,於導體上,依序具有:.有機層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比未達0.5;.第2硬化層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比為0.5以上;及.第1硬化層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比未達0.5;並且於剖面之SEM(Scanning Electron Microscope,掃描式電子顯微鏡)觀察中上述有機層之平均膜厚為5nm~50nm,上述第2硬化層之平均膜厚為30nm~200nm,上述第1硬化層之平均膜厚為1μm~15μm,且存在於第2硬化層之每寬度5μm之區域之針孔之平均數為1個以下。
[8]一種觸控面板顯示裝置,其具有如[7]中所記載之觸控面板用硬化膜積層體。
[9]一種水性感光樹脂組合物,其係包含如下成分者:
(A)水溶性樹脂;(B)具有2.0以上之折射率之無機氧化物粒子;(C)光聚合起始劑;(D)具有至少2個聚合性官能基之水溶性交聯劑;及(E)界面活性劑;且上述(A)水溶性樹脂係選自由聚乙烯吡咯啶酮、聚(甲基乙烯基醚)、聚乙烯醇及其衍生物、聚氧環氧烷、聚丙烯酸衍生物、聚丙烯醯胺、與纖維素所組成之群中之至少1種之化合物,並且相對於上述水性感光樹脂組合物100質量%,包含40質量%以上之上述(B)無機氧化物粒子。
[10]如[9]中所記載之水性感光樹脂組合物,其進而包含(F)有機矽化合物。
[11]如[10]中所記載之水性感光樹脂組合物,其中上述(F)有機矽化合物具有至少1個聚合性官能基。
[12]一種轉印薄膜,其係於暫時支持體上具備2層薄膜者,並且上述2層薄膜係由如下層所形成:第1感光層,其積層於上述暫時支持體,且包含如下感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物含有包含源自(甲基)丙烯酸之構成單元3質量%~25質量%之黏合劑聚合物、具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、及光聚合起始劑;及第2感光層,其積層於上述第1感光層,且包含如[9]至[11]中任一項所記載之水性感光樹脂組合物。
[13]一種水性感光樹脂組合物,其係包含如下成分者:
(A)水溶性樹脂;(B)具有2.0以上之折射率之無機氧化物粒子;(C)光聚合起始劑;及(D)具有至少2個聚合性官能基之水溶性交聯劑;且上述(A)水溶性樹脂係選自由聚乙烯吡咯啶酮、聚(甲基乙烯基醚)、聚乙烯醇及其衍生物、聚氧環氧烷、聚丙烯酸衍生物、聚丙烯醯胺、與纖維素類所組成之群中之至少1種之化合物,上述(D)水溶性交聯劑為(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯多官能乙烯基單體,並且相對於上述水性感光樹脂組合物100質量%,以40質量%以上且70質量%以下之比率包含上述(B)無機氧化物粒子。
[14]如[13]中所記載之水性感光樹脂組合物,其進而包含(E)界面活性劑。
[15]如[14]中所記載之水性感光樹脂組合物,其進而包含(F)有機矽化合物。
[16]如[15]中所記載之水性感光樹脂組合物,其中上述(F)有機矽化合物具有至少1個聚合性官能基。
[17]一種轉印薄膜,其係於暫時支持體上具備2層薄膜者,並且上述2層薄膜係由如下層所形成:第1感光層,其積層於上述暫時支持體,且包含如下感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物含有包含源自(甲基)丙烯酸之構成單元3質量%~25質量%之黏合劑聚合物、具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、及光聚合起始劑;及
第2感光層,其積層於上述第1感光層,且包含如[13]至[16]中任一項所記載之水性感光樹脂組合物。
[18]如[12]中所記載之轉印薄膜,其中上述2層薄膜於400nm~700nm下之可見光透過率為93%以上。
[19]如[12]或[18]中所記載之轉印薄膜,其中上述2層薄膜之霧度值為0.5%以下。
[20]一種樹脂圖案之製造方法,其依序包括以下之步驟(a)~(d):(a)轉印薄膜製作步驟,其藉由將包含含有源自(甲基)丙烯酸之構成單元3質量%~25質量%之黏合劑聚合物、具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、及光聚合起始劑之感光性樹脂組合物塗佈於暫時支持體而形成第1感光層,並將如技術方案1至3中任一項所記載之觸控面板用水性感光樹脂組合物塗佈於上述第1感光層而形成第2感光層,從而於上述暫時支持體上形成包含上述第1感光層及上述第2感光層之2層薄膜,並自上述2層薄膜去除溶劑而獲得轉印薄膜;(b)曝光步驟,其將上述轉印薄膜轉印至基材,並利用活性光線而曝光為圖案狀;(c)顯影步驟,其藉由水性顯影液去除上述轉印薄膜之未曝光部,而使上述轉印薄膜顯影;及(d)熱處理步驟,其對附有顯影後之上述轉印薄膜之上述基材進行熱處理。
[21]一種觸控面板用硬化膜積層體,其具有藉由如[20]中所記載之方法而製造之樹脂圖案。
[22]一種觸控面板顯示裝置,其具有如[21]中所記載之觸控面板用硬
化膜積層體。
根據本發明,可提供一種與基材、基底等之密接性良好,熱轉印性、塗佈性、界面形成性、透過性及保存穩定性優異,且高折射率之水性感光樹脂組合物、塗膜、轉印薄膜、樹脂圖案及光硬化物、與具有光硬化物之改善視認性之觸控面板顯示裝置。
1‧‧‧具有10μm之厚度之第1感光層
2‧‧‧具有100nm之厚度之第2感光層
3‧‧‧具有16μm之厚度之PET暫時支持體
4‧‧‧於雙面將ITO製膜而成之薄膜
圖1係於PET(Polyethylene Terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)暫時支持體上積層有第1感光層與第2感光層之轉印薄膜之模式性剖視圖。
圖2係將圖1所示之轉印薄膜積層於ITO薄膜之雙面之積層體之模式性剖視圖。
圖3(a)為實施例104中所獲得之觸控面板用硬化膜積層體之剖面STEM觀察圖像,且圖3(b)為圖3(a)之部分放大圖。
圖4表示圖3(b)所表示之位置(1)處之有機層之STEM-EDX結果。
圖5表示圖3(b)所表示之位置(2)處之第2硬化層之STEM-EDX結果。
圖6表示圖3(b)所表示之位置(3)處之第1硬化層之STEM-EDX結果。
圖7表示實施例104之膜厚測定中之觸控面板用硬化膜積層體之剖面SEM觀察圖像與構成硬化膜積層體之各層的關係。
圖8係比較例27中所獲得之觸控面板用硬化膜積層體之剖面SEM觀察圖像,且表示針孔部之放大觀察圖像。
<水性感光樹脂組合物>
本發明之實施形態之所謂水性感光樹脂組合物,係於以水作為主成
分之溶劑中於40℃下溶解2質量%以上、或均勻地分散之樹脂組合物。所謂以水作為主成分之溶劑,為水與溶解於水之有機溶劑之混合溶劑,關於其混合比率,水/有機溶劑之質量比率為100/0~50/50。進而,本實施形態之水性感光樹脂組合物之特徵在於:其折射率為1.60以上,且5質量%之水溶液於23℃下之表面張力為40mN/m以下。以下針對構成本實施形態之水性感光樹脂組合物之各成分,具體地進行說明。
(A)水溶性樹脂
本實施形態之水溶性樹脂係相對於23℃之水溶解2質量%以上之樹脂(相對於水100g溶解2g以上之樹脂)或均勻地分散之樹脂。相對於水溶解2質量%以上之樹脂之水溶解性越高越佳,更詳細而言,較佳為顯示出5質量%以上之水溶解性之水溶性樹脂。關於樹脂於水中之溶解性,於溶解於熱水中後,冷卻至23℃,維持溶解狀態之情形亦包含於本實施形態之水溶性樹脂之定義。本實施形態中之溶解係定義為於使樹脂溶解於水時,藉由目測未確認到白濁、析出或相分離,樹脂溶解於水之狀態。又,所謂均勻地分散於水中之樹脂係以固形物成分濃度成為2質量%之方式添加水,且於23℃之環境下靜置24小時後,藉由目測未確認到析出、沈澱、或相分離之樹脂。該等水溶性樹脂可單獨使用或併用而使用。
作為相對於23℃之水溶解2質量%以上之樹脂,可列舉:聚乙烯吡咯啶酮、聚(甲基乙烯基醚)、聚乙烯醇及聚乙烯醇衍生物(例如使聚乙烯醇之羥基之一部分加成聚環氧烷基、丙烯醯基/丙烯酸基等親水性基、及聚矽氧基、烴基等疏水性基而成之聚合物等)、聚環氧烷(例如聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、Alcox CP系列(明成化學工業股份有限公司、商品名)等)、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸衍生物(例如聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、及該等之共
聚物等)、纖維素類(例如羥甲基纖維素、羧甲基纖維素等)等。該等樹脂與以單體使用之情形相比,就塗膜形成性之觀點而言,較佳為組合兩種以上而使用。
作為均勻地分散於水之樹脂,可列舉:丙烯酸系樹脂乳膠、丙烯酸矽樹脂乳膠、胺基甲酸酯樹脂乳膠、氟樹脂乳膠、環氧樹脂乳膠、聚酯樹脂乳膠、醇酸樹脂乳膠、三聚氰胺樹脂乳膠等。
作為水溶性樹脂,較佳為相對於23℃之水溶解2質量%以上之樹脂,該等之中,就塗膜形成性與無機氧化物粒子之分散性之觀點而言,較佳為聚乙烯吡咯啶酮、聚(甲基乙烯基醚)、聚環氧烷、聚丙烯酸衍生物(聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、及該等之共聚物),於併用聚乙烯吡咯啶酮與聚丙烯酸衍生物(聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、及該等之共聚物)之情形時尤佳。
關於使用水溶性樹脂之優點,由於使用以水作為主成分之溶劑,故而可減少有機溶劑之使用量,於環境方面較佳。又,由於水溶性樹脂為親水性,故而亦可期待作為用以使未實施表面處理之無機氧化物粒子分散之分散劑之效果。藉由使樹脂溶解於無機氧化物粒子之水分散液中,可容易地使無機氧化物粒子與樹脂均勻地混合於水中,而獲得混合溶液。藉由使用該混合溶液,可製造使無機氧化物粒子均勻地分散於樹脂中之薄膜。
就薄膜之光透過性之觀點而言,水溶性樹脂較佳為抑制水性感光樹脂組合物中所含之(B)無機氧化物粒子之凝聚。由於產生(B)無機氧化物粒子之凝聚,故而水溶液之光透過性降低。通常,於無機氧化物粒子之二次凝聚體之尺寸成為100nm以上之情形時,可見光範圍(400nm~700nm)中之光透過性大幅降低。
水溶性樹脂之重量平均分子量較佳為1,000~500,000。若使用重量
平均分子量為1,000~500,000之水溶性樹脂,則無塗佈膜之裂縫,就向水中之分散性之觀點而言較佳。重量平均分子量為1,000~10,000之低分子量水溶性樹脂於進行鹼性顯影時,就高溶解性之觀點而言較佳。重量平均分子量為40,000~500,000之高分子量水溶性樹脂就維持無機氧化物粒子之分散性之觀點而言較佳。因此,更佳為併用低分子量水溶性樹脂與高分子量水溶性樹脂。再者,重量平均分子量係藉由實施例中所記載之方法而進行測定。
關於水溶性樹脂之含量,相對於水性感光樹脂組合物之總固形物成分100質量%,較佳為3質量%~30質量%之範圍內,更佳為5質量%~25質量%,尤佳為7質量%~20質量%。若水溶性樹脂之含量為3質量%~30質量%之範圍內,則可獲得無機氧化物粒子之分散良好,透過性較高且良好之薄膜,亦可進行本發明所需之折射率之製備。
(B)無機氧化物粒子
若本實施形態之無機氧化物粒子之折射率為2.0以上,則即便降低水性感光樹脂組合物中之無機氧化物粒子之含量,為了改善ITO之視認性,亦可充分地調整ITO基材及樹脂積層體之折射率。
作為無機氧化物粒子,例如可列舉鈦、鋯、鋅、鈮、鎢等之氧化物,且係基於提高水性感光樹脂組合物之折射率之觀點而使用。該等可單獨使用,亦可將兩種以上混合而使用。氧化物之中,若使用二氧化鈦及/或氧化鋯(IV),則可獲得折射率為2.0以上且填料粒徑較小之無機氧化物粒子,故而較佳。然而,由於存在氧化鈦具有表面活性(有機物分解性)之情形,故而尤佳為氧化鋯(IV)。
無機氧化物微粒子之平均分散一次粒徑較佳為1nm~30nm,更佳為
5nm~10nm。若無機氧化物微粒子之平均分散一次粒徑未達1nm,則變得缺乏結晶性,故而折射率降低,若超過30nm,則由無機氧化物微粒子所引起之光之散射(雷來散射(Rayleigh scattering))變得顯著,故而可見光範圍內之塗佈膜之透過性降低。進而,於形成二次凝聚體時,平均分散一次粒徑超過30nm之無機氧化物微粒子之透過性之降低變得顯著。氧化鋯(IV)係藉由對其表面進行修飾,可抑制凝聚。然而,由於有經表面修飾之氧化鋯(IV)與未經修飾之氧化鋯(IV)相比折射率降低之傾向,故而為了獲得與使用未經修飾之氧化鋯(IV)之情形時同等之折射率,必須更多地添加至組合物中。作為未經修飾之氧化鋯(IV),例如可列舉可自堺工業化學股份有限公司獲取之SZR-W、SZR-CW等。另一方面,作為二氧化鈦,就抑制上述有機物分解性之觀點而言,較佳為金紅石型二氧化鈦,例如可列舉可自堺化學工業股份有限公司獲取之SRD-W等。
如此,由於無機氧化物微粒子為奈米尺寸之粒子,故而於使該無機氧化物微粒子分散於樹脂中而製成組合物之情形時光散射亦較小,可維持透明性,可認為於塗佈膜中亦同樣。
關於無機氧化物微粒子之含量,相對於水性感光樹脂組合物之總固形物成分100質量%,較佳為30質量%以上,更佳為35質量%~70質量%之範圍內,進而較佳為45質量%~65質量%,尤佳為50質量%~60質量%。若無機氧化物微粒子之含量為35質量%以上,則可獲得透過性較高且良好之薄膜,亦可進行本發明所需之折射率之製備。
(C)光聚合起始劑
本實施形態之光聚合起始劑較佳為不會阻礙水性感光樹脂組合物中所含之(B)無機氧化物粒子之分散。作為光聚合起始劑,例如可列舉:
2,2-二乙氧基苯乙酮、2,4-二乙氧基苯乙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁烷-1-酮、[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-苯丙酮(Irgacure2959(BASF股份有限公司製造,商品名))等苯乙酮系光聚合起始劑;安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、苯偶醯二甲基縮酮等安息香系光聚合起始劑;二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯基化二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯硫醚等二苯甲酮系光聚合起始劑;1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)、PBG305(常州強力電子材料股份有限公司製造,商品名)等肟酯系光聚合起始劑;1-Irgacure754(BASF股份有限公司製造,商品名)等光聚合起始劑混合物。光聚合起始劑可單獨使用或將兩種以上混合而使用。
該等之中,就所形成之保護膜之透明性、圖案形成後之對基材之密接性之觀點而言,較佳為苯乙酮系光聚合起始劑或肟酯系光聚合起始劑。
關於光聚合起始劑之含量,相對於水性感光樹脂組合物之總固形物成分100質量%,較佳為0.1質量%~15質量%之範圍內,更佳為1質量%~10質量%,尤佳為2質量%~5質量%。若光聚合起始劑之含量為0.1質量%~15質量%之範圍內,則於將組合物薄膜化而轉印至基材後,可實現良好之圖案化。
(D)水溶性交聯劑
本實施形態之水溶性交聯劑係相對於23℃之水溶解1質量%以上之交聯劑(相對於水100g溶解1g以上之交聯劑)、或均勻地分散之交聯劑。水
溶性交聯劑於水中之溶解性越高越佳,更詳細而言,較佳為顯示出3質量%以上之水溶解性之水溶性交聯劑。就交聯性之觀點而言,水溶性交聯劑較佳為具有至少2個聚合性官能基。
作為水溶性交聯劑,例如可列舉:具有乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、具有烷氧基甲基或羥甲基之聚合性化合物、封端異氰酸酯化合物等。
作為具有乙烯性不飽和基之光聚合性化合物,例如可列舉:單官能乙烯基單體、2官能乙烯基單體、及具有至少3個可進行聚合之乙烯性不飽和基之多官能乙烯基單體。
作為單官能乙烯基單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯醯胺、環氧烷改性(甲基)丙烯酸酯、與可與該等進行共聚合之水溶性單體或水溶性低聚物。水溶性單體及水溶性低聚物係具有與水溶性交聯劑同等之於水中之溶解性之化合物。
作為2官能乙烯基單體,例如可列舉:聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚伸烷基二醇改性三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A改性聚伸烷氧基二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、甘油衍生物與丙烯酸之酯化合物、多元羧酸(鄰苯二甲酸酐等酸酐)與具有羥基及乙烯性不飽和基之物質(例如(甲基)丙烯酸β-羥基乙酯)之酯化合物、作為二異氰酸酯化合物與二醇及具有羥基及乙烯性不飽和基之物質之反應物之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、或作為使用聚伸烷基二醇(例如聚乙二醇、聚丙二醇等)代替二醇之情形時之反應物之丙烯酸胺基甲酸酯低聚物、二丙烯醯胺等。
作為多官能乙烯基單體,例如可列舉:利用伸烷基氧基進行改性而
成之三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯或使多元醇與α,β-不飽和羧酸進行反應而獲得之化合物(例如使三羥甲基丙烷三縮水甘油醚三丙烯酸酯等含縮水甘油基之化合物加成α,β-不飽和羧酸而獲得之化合物)、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯化合物、N-[三(3-丙烯醯胺丙氧基甲基)甲基]丙烯醯胺等。
該等之中,就圖案化性之觀點而言,較佳為使用2官能以上之乙烯基單體,就於水中之溶解性之觀點而言,乙烯基單體較佳為丙烯酸酯化合物、或丙烯醯胺化合物。
作為就於水中之溶解性之觀點而言尤佳之2官能乙烯基單體,可列舉:下述式(1):
{式中,EO表示環氧乙烷基,且m及n係滿足m+n=17之關係之數}
所表示之雙酚A改性聚伸烷氧基二丙烯酸酯、下述式(2):
所表示之聚伸烷氧基二丙烯酸酯、N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等。作為多官能乙烯基單體,可列舉:季戊四醇四丙烯酸酯、N-[三(3-丙烯醯胺丙氧基甲基)甲基]丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等。
作為2官能(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,可使用Artresin TX-1N、Artresin TX-17N、Artresin TX-36N(根上工業股份有限公司製造)、UA-W2A、UA-W2、UA-7000(新中村化學工業股份有限公司製造)等市售品。
作為多官能(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,可使用UA-7100、UA-7200(新中村化學工業股份有限公司製造)等市售品。
作為具有烷氧基甲基或羥甲基之聚合性化合物,可列舉N位經羥甲基或烷氧基甲基取代之三聚氰胺樹脂、低聚物及其單體。作為該等之例,可列舉:烷氧基甲基化三聚氰胺樹脂、烷氧基甲基化苯并胍胺樹脂、烷氧基甲基化甘脲樹脂、烷氧基甲基化脲樹脂、及該等之單體。該等之中,烷氧基甲基化三聚氰胺樹脂、烷氧基甲基化苯并胍胺樹脂、烷氧基甲基化甘脲樹脂、烷氧基甲基化脲樹脂、及該等之單體可藉由將對應之已知之羥甲基化三聚氰胺樹脂、羥甲基化苯并胍胺樹脂、羥甲基化甘脲樹脂及羥甲基化脲樹脂與該等之單體之羥甲基轉換為烷氧基甲基而獲得。
作為烷氧基甲基,例如可列舉:甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基等,作為具有該等官能基之聚合性化合物,可較佳地使用市售之Cymel300、301、303、370、325、327、701、266、267、238、1141、272、202、1156、1158、1123、1170及1174、與UFR65及300(Mitsui Cytec股份有限公司製造)、NIKALAC MX-270、-280及-
290、NIKALAC MS-11、NIKALAC MW-30、-100、-300、-390及-750(三和化學公司製造)等。該等化合物可單獨使用或進行混合而使用。
作為含封端異氰酸酯基之化合物,例如可列舉:2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI)、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、苯二甲基二異氰酸酯(XDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、甲基環己基二異氰酸酯(H6TDI)、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)、1,3-雙(異氰酸酯基甲基)環己烷(H6XDI)、四甲基苯二甲基二異氰酸酯(TMXDI)、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMHDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、降烯二異氰酸酯(NBDI)、2,4,6-三異丙基苯基二異氰酸酯(TIDI)、1,12-二異氰酸酯十二烷(DDI)、2,4-雙-(8-異氰酸酯辛基)-1,3-二辛基環丁烷(OCDI)、正戊烷-1,4-二異氰酸酯及該等之異氰尿酸酯改性體、加成物改性體、縮二脲改性體、脲基甲酸酯改性體、將於該等之聚合物中具有1個以上之異氰酸酯基者利用聚環氧烷基、羧基等進行改性,而設為水溶性及/或水分散性者。進而,含封端異氰酸酯基之化合物亦可為將該等異氰酸酯基利用封端劑(苯酚、ε己內醯胺等)進行封閉而成者。其中,就耐候性之觀點而言,較佳為使用無黃變或難黃變之異氰酸酯。
上述中所說明之含封端異氰酸酯基之化合物通常係作為交聯劑而於市面上有售,例如可列舉:Sumika Bayer Urethane股份有限公司製造之Bihydule 3100、Bihydule 2336、Bihydule LS2150/l、Bihydule BL116、Bihydule BL5140、Bihydule BL5235、Bihydule TPLS2186、Bayhydrol TPLS2153、Mitsui Chemicals Polyurethanes股份有限公司製造之Takenate WD-220、Takenate WD-240、Takenate WD-720、Takenate WD-725、Takenate WD-726、Takenate WD-730、Takenate
WB-700、Takenate WB-720、Takenate WB-730、Takenate WB-920、Nippon Polyurethane Industry股份有限公司製造之AQUANATE 100、AQUANATE 110、AQUANATE 200、AQUANATE 210、AQUANATE 120、Asahi Kasei Chemicals股份有限公司製造之Duranate WB40-100、Duranate WB40-80D、Duranate WT20-100、Duranate WT30-100、Duranate WM44-L70G等。
就對基材之密接性之觀點而言,水溶性交聯劑之至少1種之重量平均分子量較佳為1,000~12,000。藉由水溶性交聯劑之重量平均分子量為1,000以上,可對水性樹脂組合物賦予可承受密接性評價之適度之韌性,推測藉由重量平均分子量為12,000以下,可於塗佈於基材上或藉由熱轉印形成水性樹脂組合物時賦予適度之流動性。更佳之重量平均分子量之範圍為2,000~10,000。重量平均分子量係設為根據實施例中所記載之方法及條件進行測定者。再者,亦可併用重量平均分子量為1,000~12,000之範圍內之水溶性交聯劑與重量平均分子量未達1,000、或超過12,000之水溶性交聯劑。又,進而較佳為於水溶性交聯劑中包含胺基甲酸酯骨架、醯胺骨架、異氰酸酯骨架、三聚氰胺骨架、脲骨架等之氮原子。水溶性交聯劑藉由在分子內包含該等氮原子,可與基底之導體強烈地進行相互作用,故而密接性提高。
關於水溶性交聯劑之含量,相對於水性感光樹脂組合物之總固形物成分100質量%,較佳為5質量%~50質量%之範圍內,更佳為10質量%~40質量%,尤佳為15質量%~35質量%。若水溶性交聯劑之含量為5質量%以上,則於將組合物薄膜化而轉印至基材後,對可實現良好之圖案化之基材之熱轉印性及密接性亦變得良好。若水溶性交聯劑之含量為50質量%以
下,則可將水性感光樹脂組合物之折射率調整為1.60以上,而可進一步提高觸控面板之視認性。
(E)界面活性劑
本實施形態之界面活性劑係基於改善水性感光樹脂組合物向基材之塗敷性、塗佈不均或膜厚均一性之觀點而使用。
作為界面活性劑,可列舉:羧基甜菜鹼型、磺基甜菜鹼型或咪唑鎓型之兩性界面活性劑;烷基醚磷酸酯等陰離子性界面活性劑;以大日本油墨KP系列(信越化學工業公司製造:商品名)、DBE系列(Gelest公司製造:商品名)、Glanol(共榮社化學公司製造:商品名)等有機矽氧烷界面活性劑或Fluorad(住友3M公司製造:商品名)、MEGAFAC(大日本油墨化學工業公司製造:商品名)、Lumiflo(Asahi Glass公司製造:商品名)等氟系界面活性劑、及聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、聚乙二醇單月桂酸酯等聚氧伸烷基烷基系界面活性劑為代表之非離子(非離子)界面活性劑。
就塗佈不均之觀點而言,較佳為兩性界面活性劑為磺基甜菜鹼型,作為磺基甜菜鹼型兩性界面活性劑之具體例,可列舉:LSB-R及LSB(Kawaken Fine Chemical製造:商品名)或Amphitol 20HD(花王製造:商品名)等。非離子系界面活性劑較佳為溶解於水。作為較佳之水溶性非離子系界面活性劑之具體例,可列舉:DBE814及DBE821(Gelest公司製造:商品名)、KP104(信越化學公司製造:商品名)等有機矽氧烷界面活性劑、LE605(共榮公司製造:商品名)等氟系界面活性劑、及Noigen LF-80X(第一工業製藥公司製造:商品名)、ADEKA NOL B-733(ADEKA公司製造:商品名)等聚氧伸烷基烷基系界面活性劑。
藉由界面活性劑向水性感光樹脂組合物之添加,於聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、於製作多層轉印薄膜時成為基底之樹脂組合物薄膜等疏水性薄膜上塗敷塗佈膜時,與薄膜之接觸角減小,塗敷性得到改善。所使用之界面活性劑就塗敷性之觀點而言,表面張力較佳為40mN/m以下,進而較佳未達35mN/m。
關於界面活性劑之含量,相對於水性感光樹脂組合物之總固形物成分100質量%,較佳為1質量%~15質量%之範圍內,更佳為2質量%~10質量%,尤佳為3質量%~7質量%。若界面活性劑之含量為1質量%~15質量%之範圍內,則可獲得向疏水性基材之塗敷性良好,透過性良好之薄膜。
(F)有機矽化合物
本實施形態之有機矽化合物係基於進而提高水性感光樹脂組合物向基板(玻璃、ITO等)之良好之密接性之觀點而使用。
有機矽化合物係含有單官能以上之烷氧基、及矽烷醇基之化合物、或包含矽烷醇部分地縮合而成之低聚物之化合物,於水性感光樹脂組合物中,成為用以提高與玻璃或ITO之接著性之接著助劑。關於有機矽化合物,就於使用界面活性劑時於水中之分散性之觀點而言,碳數較佳為5~20,更佳為5~13。若使用於水中之溶解性較低之有機矽化合物,則可將水之一部分置換成醇。於使用醇之情形時,就減少環境負荷之觀點而言,較佳為碳數較低之醇、例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇等或該等之混合溶液。於在塗佈膜形成後使溶劑乾燥之步驟及顯影後之退火步驟中,由於有機矽化合物會殘留於塗佈膜,故而有機矽化合物較佳為包含至少1個聚合性官能基,該聚合性官能基尤佳為自由基性聚合基或陽離子性聚合基。
作為具體之有機矽化合物,並無限定,可列舉:(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE503)、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE502)、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM503)、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM502)、(3-丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM5103)、(3-縮水甘油氧基丙基)三乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE403)、(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE402)、(3-縮水甘油氧基丙基)三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM403)、(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM402)、乙烯基三乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE1003)、乙烯基三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM1003)、(3-巰基丙基)三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM803)、(3-巰基丙基)甲基二甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM802)、3-巰基丙基三乙氧基矽烷(Azmax股份有限公司製造:商品名SIM6475.0)等。
作為具體之有機矽化合物,並無限定,可列舉:(3-脲基丙基)三烷氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE585)、胺基甲酸(3-三乙氧基矽烷基丙基)-第三丁酯、N-(3-二乙氧基甲氧基矽烷基丙基)脲、N-(3-乙氧基二甲氧基矽烷基丙基)脲、N-(3-三丙氧基矽烷基丙基)脲、N-(3-二乙氧基丙氧基矽烷基丙基)脲、N-(3-乙氧基二丙氧基矽烷基丙基)
脲、N-(3-二甲氧基丙氧基矽烷基丙基)脲、N-(3-甲氧基二丙氧基矽烷基丙基)脲、N-(3-三甲氧基矽烷基乙基)脲、N-(3-乙氧基二甲氧基矽烷基乙基)脲、N-(3-三丙氧基矽烷基乙基)脲、N-(3-三丙氧基矽烷基乙基)脲、N-(3-乙氧基二丙氧基矽烷基乙基)脲、N-(3-二甲氧基丙氧基矽烷基乙基)脲、N-(3-甲氧基二丙氧基矽烷基乙基)脲、N-(3-三甲氧基矽烷基丁基)脲、N-(3-三乙氧基矽烷基丁基)脲、N-(3-三丙氧基矽烷基丁基)脲、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷等。
上述中所列舉之有機矽化合物可單獨使用亦可將複數種組合而使用。於水溶液中,若使用該等烷氧基矽烷,則會產生水解、縮合,而生成矽烷之低聚物,相對於本實施形態中所使用之(B)無機氧化物粒子100質量%,若(F)有機矽化合物未達25質量%,則作為良好之密接助劑而發揮作用。
有機矽化合物之中,就無機氧化物粒子之分散性之觀點而言,較佳為(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE503)、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE502)、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM503)、(3-甲基丙烯醯氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM502)、(3-丙烯醯氧基丙基)三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM5103)、(3-縮水甘油氧基丙基)三乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE403)、(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBE402)、(3-縮水甘油氧基丙基)三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商
品名KBM403)、及(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造:商品名KBM402)。
關於有機矽化合物之含量,相對於水性感光樹脂組合物之總固形物成分100質量%,較佳為1質量%~15質量%之範圍內,更佳為3質量%~12質量%,尤佳為5質量%~10質量%。若有機矽化合物之含量為1質量%~15質量%之範圍內,則確認到改善對基材之密接性之效果,而可獲得良好之薄膜。
其他含有物
於本實施形態之水性感光樹脂組合物中,視需要相對於(A)~(E)成分之合計量100質量份,可分別含有塑化劑、填充劑、消泡劑、阻燃劑、穩定劑、抗氧化劑、香料、聚合抑制劑等約0.01質量份~約20質量份。該等可單獨使用或將兩種以上組合而使用。
<感光層>
本實施形態之水性感光樹脂組合物於觸控面板用途等中,可用以於具有電極之基材上形成感光層。例如,使感光性樹脂組合物均勻地溶解或分散於溶劑中而製備塗佈液,並塗佈於基材上,藉此形成塗膜,並藉由乾燥去除溶劑,藉此可形成感光層。
(S)溶劑
作為塗佈水性感光樹脂組合物時可使用之塗佈液之溶劑,除可使用水以外,可使用水與水溶性有機溶劑之混合物。作為水溶性有機溶劑,例如可使用醇類、多元醇類、溶纖劑、卡必醇、酮類等。該等有機溶劑可將兩種以上混合而使用。
作為醇類,例如可列舉:甲醇、乙醇、丁醇、丙醇、戊醇。
作為多元醇類,例如可列舉:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、甘油、己三醇、丁三醇、戊三醇、甘油等。
作為溶纖劑,例如可列舉:甲氧基乙醇、乙氧基乙醇、丙氧基乙醇、丁氧基乙醇等。
作為卡必醇,例如可列舉:甲氧基乙氧基乙醇、乙氧基乙氧基乙醇、丙氧基乙氧基乙醇、丁氧基乙氧基乙醇等。
作為酮類,例如可列舉:丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基異丁基酮、二丙酮醇等。
該等有機溶劑相對於溶劑整體,可添加0~99質量%,就2層轉印薄膜之界面形成性之觀點而言,較佳為0~50質量%,更佳為0~30質量%,最佳為0質量%(即水為100%)。
作為水,可利用使用離子交換樹脂將鈉離子成分、鉀離子成分或鈣離子成分去除而得之純水。
作為於具有觸控面板用電極之基材上形成感光層之方法,可考慮將包含本實施形態之水性感光樹脂組合物之塗佈液直接塗佈於基材之方法;預先於暫時支持體上塗佈水性感光樹脂組合物而製作轉印薄膜,並於其後之步驟中轉印至基材上之方法等,較佳為製成轉印薄膜而使用之方法。藉由將轉印薄膜中之感光層使用熱輥貼合機等積層於具有觸控面板用電極之基材上,可如捲對捲(roll-to-roll)製程之容易實施、溶劑乾燥步驟之縮短等般,有助於製造步驟之縮短及成本降低。
上述轉印薄膜之製膜方法包括如下步驟:將塗佈液塗佈於PET薄膜等暫時支持體上,並進行乾燥。塗佈液可藉由使構成上述本實施形態之水性
感光樹脂組合物之各成分均勻地溶解或分散於溶劑而獲得。
作為塗佈方法,例如可列舉:刮刀塗佈法、邁耶棒式塗佈法、輥塗法、網版塗佈法、旋轉塗佈法、噴墨塗佈法、噴霧塗佈法、浸漬塗佈法、凹版塗佈法、淋幕式塗佈法、模塗法等。
塗佈液之乾燥條件並無特別限制,乾燥溫度較佳為50℃~130℃,乾燥時間較佳為30秒鐘~30分鐘。
於將本實施形態之水性感光樹脂組合物薄膜化時,基於改善觸控面板之視認性之觀點,不僅可將包含水性感光樹脂組合物之單層製成轉印薄膜而進行處理,為了改善觸控面板之視認性,並且保護設置於觸控面板之基板上之配線免受鏽等之傷害,亦可製成除包含水性感光樹脂組合物之感光層以外進而包含保護膜(第1感光層)之2層轉印薄膜而進行處理。
<包含第1感光層與第2感光層之2層轉印薄膜>
對包含本實施形態之第1感光層與第2感光層之2層薄膜及其製造方法進行說明。於本實施形態中,亦提供一種於暫時支持體上,由第1感光層與第2感光層所形成之2層轉印薄膜。
以下對2層轉印薄膜之製造方法之一例進行說明:與針對感光層而於上述中所說明之塗敷方法同樣地,於PET薄膜等暫時支持體上形成第1感光層,並與針對感光層而於上述中所說明之乾燥條件同樣地進行乾燥。
進而,將本實施形態之水性感光樹脂組合物(第2感光層)製成塗佈液而使用,並藉由同樣之塗敷方法,於塗佈於暫時支持體上之乾燥後之第1感光層上形成第2感光層,並同樣地進行乾燥,藉此可獲得包含第1感光層與第2感光層之2層轉印薄膜。作為第1感光層之構成成分,就對觸控面板
基材之配線賦予防銹效果之觀點而言,較佳為調配疏水性之化合物,故而於水中之溶解性極低。另一方面,由於形成第2感光層之水性感光樹脂組合物之溶劑係以水作為主成分,故而可不溶解乾燥後之第1感光層而進行塗佈。因此,可於2層轉印薄膜中之於第1感光層與第2感光層之間,形成明確之界面。
於製作2層轉印薄膜後,就保護表面之觀點而言,較佳為於2層薄膜之不與暫時支持體接觸之面側設置保護薄膜。
第1感光層
第1感光層於在鹼性顯影中形成樹脂圖案之情形時,可由包含含有源自(甲基)丙烯酸之構成單元3~25質量%之黏合劑聚合物、具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、及光聚合起始劑之感光樹脂組合物而形成。
包含源自(甲基)丙烯酸之構成單元3質量%~25質量%之黏合劑聚合物較佳為包含源自(甲基)丙烯酸之構成單元3質量%~25質量%,進而包含選自由源自(甲基)丙烯酸烷基酯之構成單元、源自(甲基)丙烯酸芳香族酯之構成單元、源自(甲基)丙烯酸羥烷基酯之構成單元、及源自順丁烯二酸酐衍生物之構成單元所組成之群中之至少1個構成單元之共聚物。該等共聚物之中,就於基材上所製作之電極之防銹性之觀點而言,更佳為含有源自(甲基)丙烯酸之構成單元與源自(甲基)丙烯酸芳香族酯之構成單元之共聚物。
作為黏合劑聚合物之共聚物除已說明之構成單元以外,可含有可與該等構成單元進行共聚合之其他單體作為構成單元。作為其他單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)
丙烯酸二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯腈、二丙酮(甲基)丙烯醯胺、苯乙烯、及乙烯基甲苯。
關於黏合劑聚合物中之源自(甲基)丙烯酸之構成單元之含量,以黏合劑聚合物之質量作為基準為3質量%~25質量%,就防銹性更優異之觀點而言,較佳為20質量%以下,更佳為18質量%以下,尤佳為15質量%以下。該含量就鹼性顯影性優異之觀點而言,較佳為5質量%以上,更佳為8質量%以上,尤佳為10質量%以上。
黏合劑聚合物之分子量係無限定,就塗佈性、塗膜強度及顯影性之觀點而言,通常,黏合劑聚合物之重量平均分子量較佳為10,000~200,000,更佳為30,000~150,000,尤佳為50,000~100,000。再者,黏合劑聚合物之重量平均分子量係藉由與(A)水溶性樹脂之重量平均分子量之測定方法相同之方法而進行測定。
作為具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物,例如可列舉:使聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚伸烷基二醇改性三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A改性聚伸烷氧基二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等多元醇與α,β-不飽和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸等)進行反應而獲得之化合物;使三羥甲基丙烷三縮水甘油醚三(甲基)丙烯酸酯等含縮水甘油基之化合物加成α,β-不飽和羧酸而獲得之化合物等。
就對保護基材、電極等而言充分之防銹性等觀點而言,關於感光性樹脂組合物,作為光聚合性化合物,較佳為包含選自具有源自季戊四醇之骨架之(甲基)丙烯酸酯化合物、具有源自二季戊四醇之骨架之(甲基)丙烯酸酯化合物、具有源自三羥甲基丙烷之骨架之(甲基)丙烯酸酯化合物、及具有源自甘油之骨架之(甲基)丙烯酸酯化合物之至少1種,更佳為包含選自具有源自二季戊四醇之骨架之(甲基)丙烯酸酯化合物及具有源自三羥甲基丙烷之骨架之(甲基)丙烯酸酯化合物之至少1種。
此處,所謂具有源自二季戊四醇之骨架之(甲基)丙烯酸酯,係指二季戊四醇與(甲基)丙烯酸之酯化物,於該酯化物中亦包含利用伸烷基氧基進行改性而成之化合物。上述酯化物之一分子中之酯鍵之數量較佳為6,但酯鍵之數量為1~5之化合物可進行混合。
所謂具有源自三羥甲基丙烷之骨架之(甲基)丙烯酸酯化合物,係指三羥甲基丙烷與(甲基)丙烯酸之酯化物,於酯化物中亦包含利用伸烷基氧基進行改性而成之化合物。上述酯化物之一分子中之酯鍵之數量較佳為3,但酯鍵之數量為1~2之化合物可進行混合。
上述中所說明之具有至少3個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物之中,就對保護基材、電極等而言充分之防銹性等觀點而言,較佳為選自環氧烷改性三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯化合物、環氧烷改性四羥甲基甲烷(甲基)丙烯酸酯化合物、環氧烷改性季戊四醇(甲基)丙烯酸酯化合物、環氧烷改性二季戊四醇(甲基)丙烯酸酯化合物、環氧烷改性甘油(甲基)丙烯酸酯化合物、及環氧烷改性三羥甲基丙烷三縮水甘油醚(甲基)丙烯酸酯中之至少1種化合物,更佳為選自環氧烷改性二季戊四醇(甲基)丙烯酸酯化合物及環氧烷改性三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯化合物中之至少1種化合
物。
作為環氧烷改性四羥甲基甲烷(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可使用EO改性季戊四醇四丙烯酸酯。EO改性季戊四醇四丙烯酸酯能夠以RP-1040(日本化藥股份有限公司製造)獲取。
上述光聚合性化合物可單獨使用或組合兩種以上而使用。
關於具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物於感光樹脂組合物中之含量,相對於包含源自(甲基)丙烯酸之構成單元3~25質量%之黏合劑聚合物100質量份,較佳為20質量份~100質量份之範圍內,更佳為30質量份~90質量份,尤佳為40質量份~80質量份。若光聚合性化合物之含量少於20質量份,則於照射活性光線,進行圖案化時會產生問題。另一方面,若多於100質量份,則有因未反應單體之影響而膜之密接性降低之擔憂。
作為光聚合起始劑,例如可列舉:二苯甲酮、N,N,N',N'-四甲基-4,4'-二胺基二苯甲酮(米其勒酮)、N,N,N',N'-四乙基-4,4'-二胺基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基胺基二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基-丙酮-1等芳香族酮;安息香甲醚、安息香乙醚、安息香苯醚等安息香醚化合物;安息香、甲基安息香、乙基安息香等安息香化合物;1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)等肟酯化合物;苯偶醯二甲基縮酮等苄基衍生物;9-苯基吖啶、1,7-雙(9,9'-吖啶基)庚烷等吖啶衍生物;N-苯基甘胺酸等N-苯基甘胺酸衍生物;香豆素化合物;唑化合物;及2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦等氧化膦化合物。
該等之中,就所形成之保護膜之透明性、及將膜厚調整為15μm以下時之圖案形成能力之觀點而言,較佳為肟酯化合物及/或氧化膦化合物。
若考慮觸控面板之視認性及美觀,則保護膜之透明性越高越佳。另一方面,本發明者等人發現,於將透明性較高之薄膜之感光層圖案化之情形時,有解像性降低之傾向。關於其原因,本發明者等人認為,若感光層之厚度減小,則容易受到源自基材之光散射之影響,而產生暈光。相對於此,感光樹脂組合物藉由含有肟酯化合物及/或氧化膦化合物作為光聚合起始劑,能夠以充分之解像度形成圖案。認為此種效果係作為如下結果而獲得:由於肟酯化合物中所含之肟部位或氧化膦化合物中所含之氧化膦部位具有相對較高之光分解效率,並且具有不會因些許漏光而分解之適度之閾值,故而抑制由漏光所引起之影響。
作為肟酯化合物,尤佳為1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)。1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯基肟)]能夠以IRGACURE OXE 01(BASF股份有限公司製造,商品名)之形式以商業途徑獲取。乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)能夠以IRGACURE OXE 02(BASF股份有限公司製造,商品名)之形式以商業途徑獲取。該等係單獨使用、或將兩種以上組合而使用。
作為氧化膦化合物,可列舉於鄰接P原子之α位具有羰基之各種化合物,就所形成之保護膜之透明性、及將膜厚調整為12μm以下時之圖案形成能力之觀點而言,較佳為2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦。2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦例如能夠以LUCIRIN TPO(BASF股份有限公司製造,商品名)之形式以商業途徑獲取。
關於光聚合起始劑於感光樹脂組合物中之含量,相對於具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物100質量份,較佳為0.1質量份~15質量份,更佳為1質量份~10質量份,進而較佳為2質量份~5質量份。若光聚合起始劑之含量少於0.1質量份,則光感度不充分,於將組合物薄膜化,並轉印至基材後,於照射活性光線,進行圖案化時會產生問題。若光聚合起始劑之含量多於20質量份,則會產生於組合物表面之光吸收增大而內部之光硬化變得不充分、保護膜之透過性降低等不良情況。
作為使構成第1感光層之成分溶解之溶劑,就各成分之溶解性、塗膜形成容易性等觀點而言,可使用乙基甲基酮等酮溶劑;甲苯等芳香族烴溶劑;乙醇等醇溶劑;二醇醚溶劑;二醇烷基醚溶劑;二醇烷基醚乙酸酯溶劑、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯溶劑;二乙二醇溶劑;氯仿;二氯甲烷等。該等溶劑可單獨使用一種,亦可製成包含兩種以上之溶劑之混合溶劑而使用。
上述溶劑之中,較佳為使用酮溶劑、醇溶劑、及/或酯溶劑。
於用以形成第1感光層之感光樹脂組合物中,除可添加上述中所說明之成分以外,視需要可添加調平劑、塑化劑、填充劑、消泡劑、阻燃劑、穩定劑、抗氧化劑、防銹劑、香料、聚合抑制劑等。該等可單獨使用或將兩種以上組合而使用。
關於第1感光層之厚度,就對保護基材、電極等而言充分之防銹性等觀點而言,以乾燥後之厚度計,較佳為1μm以上且15μm以下,更佳為2μm以上且10μm以下,尤佳為3μm以上且8μm以下。
第1感光層之折射率就提高觸控面板之視認性之觀點而言,較佳為1.48~1.56之範圍內。
第2感光層
第2感光層係包含本實施形態之水性感光樹脂組合物之感光層。第2感光層之厚度就提高觸控面板之視認性之觀點而言,以乾燥後之厚度計,較佳為30nm以上且200nm以下,更佳為70nm以上且120nm以下,尤佳為80nm以上且100nm以下。
第2感光層之折射率就提高觸控面板之視認性之觀點而言,較佳為1.60~1.75之範圍內。
塗敷於暫時支持體上之包含第1感光層與第2感光層之2層轉印薄膜於400nm~700nm下之可見光透過率的最小值較佳為90%以上,更佳為93%以上,進而較佳為95%以上。
2層轉印薄膜之可見光透過率係以如下方式求出:於PET薄膜等透明之暫時支持體上,將含有如下感光性樹脂組合物之塗佈液以乾燥後之厚度成為15μm以下之方式進行塗佈,並將其乾燥,藉此形成第1感光層,該感光性樹脂組合物含有如下成分:包含源自(甲基)丙烯酸之構成單元3~25質量%之黏合劑聚合物、具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、及光聚合起始劑。
其次,於第1感光層以乾燥後之厚度成為1μm以下之方式塗佈含有本實施形態之水性感光樹脂組合物之塗佈液,並將其乾燥,藉此形成第2感光層。將如此獲得之2層轉印薄膜以感光層接觸之方式使用貼合機熱壓接於玻璃基板上,而獲得感光層及暫時支持體積層於玻璃基板上之測定用試樣。
其次,於對所獲得之測定用試樣照射紫外線而使感光層光硬化後,對所獲得之保護膜(感光層之硬化物),使用紫外可見分光光度計,對測定
波長區域400nm~700nm下之透過率進行測定。
於保護觸控面板(觸控感測器)之感測區域之透明電極之情形時,例如,於在保護觸控面板(觸控感測器)之邊框區域之金屬層(於ITO電極上形成有銅層之層等)時自感測區域之端部可看到保護膜之情形時等,若通常之可見光波長區域之400nm~700nm之波長區域下之保護膜之透過率之最小值為90%以上,則可充分抑制感測區域中之圖像顯示品質、色調、或亮度降低。
關於2層薄膜,就進而提高觸控面板之視認性之觀點而言,CIELAB表色系統中之b*較佳為-0.2~1.0,更佳為0.0~0.7,進而較佳為0.1~0.5。與可見光透過率之最小值為90%以上之情形同樣地,就防止感測區域之圖像顯示品質或色調之降低之觀點而言,b*亦較佳為-0.2~1.0。再者,CIELAB表色系統中之b*例如係藉由如下方法而求出:使用Konica Minolta製造之分光測色計「CM-5」,於厚度0.7mm之玻璃基板上形成厚度為15μm以下之第1感光層,並於其上形成厚度為1μm以下之第2感光層,進而照射紫外線,使包含第1感光層及第2感光層之2層薄膜光硬化後,將測定條件設定為D65光源及視角2°而進行測定。
就進而提高觸控面板之視認性之觀點而言,根據JIS K 7136中所記載之測定方法測得之2層薄膜之霧度值較佳為2%以下,進而較佳為1%以下,尤佳為0.5%以下。
保護薄膜
作為保護薄膜,可使用聚合物薄膜。作為聚合物薄膜,例如可列舉包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、及聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物與聚乙烯之積層薄膜等之薄膜。
於保護薄膜中,存在在藉由將材料熱熔融並混練,進行擠出而延伸之方法或澆鑄法製造薄膜時,將材料之未溶解物及劣化物導入至薄膜中之情形時出現之缺陷(以下,稱為魚眼)。
魚眼之直徑根據材料而有所不同,為約10μm~1mm,距薄膜表面之高度為約1~50μm。此處,魚眼之直徑之測定方法例如可利用光學顯微鏡、接觸型表面粗糙度計、或掃描式電子顯微鏡而進行測定。再者,魚眼之直徑係指最大直徑。
保護薄膜中之魚眼之直徑越小越佳,魚眼之個數越少越佳。直徑50μm以上之魚眼之數量更佳為300個/m2以下,進而較佳為100個/m2以下,尤佳為50個/m2以下。聚合物薄膜就魚眼之觀點而言,較佳為由聚丙烯所形成。
關於保護薄膜之表面粗糙度,中心線平均粗糙度Ra較佳為0.005μm~0.05μm,進而較佳為0.01μm~0.03μm。表面粗糙度可使用接觸型表面粗糙度計而進行測定。
保護薄膜之膜厚較佳為5μm~100μm,就捲成捲狀而保管之觀點而言,更佳為10μm~70μm,尤佳為15μm~50μm。於膜厚未達5μm之情形時,有難以製造保護薄膜之傾向,於膜厚超過100μm之情形時,有保護薄膜之價格增高之傾向。
<觸控面板用硬化膜積層體>
對本實施形態之觸控面板用硬化膜積層體進行說明。將上述2層轉印薄膜熱壓接於具有觸控面板用電極之基材上,自基材上之電極(導體)依序設置包含第2感光層、及第1感光層之保護膜。於該用途之情形時保護膜亦較佳為滿足針對2層薄膜而於上述中所說明之膜厚、可見光透過率及
CIE(Commission Internationale de L'Eclairage,國際照明委員會)LAB表色系統中之b*之條件。
本實施形態之觸控面板用硬化膜積層體之製造方法包括以下之步驟:第1步驟,其係於具有觸控面板用電極之觸控面板用基材上,設置上述包含第1感光層及第2感光層之保護膜;第2步驟,藉由照射活性光線使保護膜之特定部分硬化;第3步驟,於照射活性光線後,去除保護膜之特定部分以外之部分(保護膜之未照射活性光線之部分),以被覆電極之一部分或全部之方式,形成包含保護膜之特定部分之硬化物且經圖案化之保護膜;及第4步驟,對設置有圖案化之保護膜之觸控面板用基材進行熱處理。
觸控面板用硬化膜積層體之製造方法並無限定,可依序包括第1步驟、第2步驟、第3步驟及第4步驟。
作為觸控面板用基材,可列舉:通常可用作觸控面板或觸控感測器用之玻璃板、塑膠板、陶瓷板等基板。於該基板上設置有成為形成保護膜之對象之觸控面板用電極。作為電極,可列舉:ITO、Cu、Al、Ag、Mo等電極、薄膜電晶體(TFT)等。於基板與電極之間亦可設置絕緣層。
具有觸控面板用電極之觸控面板用基材例如能夠以如下順序獲得。於PET薄膜等觸控面板用基材上,依ITO、Cu之順序藉由濺鍍法而形成金屬膜後,於金屬膜上貼附蝕刻用感光性薄膜,而形成所需之抗蝕圖案,利用氯化鐵水溶液等蝕刻液去除不需要之Cu,進而將抗蝕圖案剝離、去除。
於觸控面板用硬化膜積層體之製造方法中之第1步驟中,於將設置於
塗佈於暫時支持體上之包含第1感光層與第2感光層之2層轉印薄膜上的保護薄膜去除後,一面加熱2層轉印薄膜,一面設置於基材上之觸控面板用電極表面壓接2層薄膜,藉此進行轉印並積層,藉此,於觸控面板用基材及觸控面板用電極上形成依感光層、第1感光層、暫時支持體之順序進行積層而成之結構體。
作為壓接機構,可列舉壓接輥等。壓接輥為了可進行加熱壓接,亦可具備加熱機構。
關於進行加熱壓接之情形時之加熱溫度,為了充分確保2層薄膜與觸控面板用基材之密接性、及2層薄膜與觸控面板用電極之密接性,並且2層薄膜之構成成分不易進行熱硬化或熱解,較佳為10℃~180℃,更佳為30℃~150℃,就保持2層轉印薄膜之處理容易性及基底之觸控面板用基材之尺寸穩定性的觀點而言,進而較佳為50℃~100℃。
關於加熱壓接時之壓接壓力,就充分確保2層薄膜與觸控面板用基材之密接性,並且抑制觸控面板用基材之變形之觀點而言,以線壓計,較佳為50N/m~1×105N/m,更佳為2.5×102N/m~5×104N/m,進而較佳為5×102N/m~4×104N/m。
於本實施形態中,可代替使用包含第1感光層與第2感光層之2層轉印薄膜,製備含有上述中所說明之水性感光樹脂組合物及溶劑之塗佈液,直接塗佈於觸控面板用基材上之設置有電極之表面,並進行乾燥而形成感光層。
於觸控面板用硬化膜積層體之製造方法中之第2步驟中,對包含第1感光層與第2感光層之保護膜之特定部分,介隔具有任意圖案之光罩,以圖案狀照射活性光線。
於照射活性光線時,於包含第1感光層與第2感光層之2層薄膜上之暫時支持體為透明之情形時,可直接照射活性光線。於暫時支持體不透明之情形時,較佳為於去除暫時支持體後照射活性光線。就保護2層薄膜之表面之觀點而言,較佳為使用PET等透明之聚合物薄膜作為暫時支持體,於使該聚合物薄膜殘留之狀態下,通過該聚合物薄膜而照射活性光線。
作為照射活性光線中所使用之光源,可使用已知之活性光源,例如可列舉:碳弧燈、超高壓水銀燈、高壓水銀燈及氙氣燈,若有效地發射紫外線,則並無特別限制。
於第2步驟中,活性光線照射量通常為10mJ/cm2~1,000mJ/cm2,於照射時亦可伴有加熱。於活性光線照射量未達10mJ/cm2時,有光硬化變得不充分之傾向,若活性光線照射量超過1,000mJ/cm2,則有2層薄膜發生變色之傾向。
於觸控面板用硬化膜積層體之製造方法中之第3步驟中,利用顯影液使積層於基材上之照射活性光線後之2層薄膜顯影,並去除未照射活性光線之部分(即,2層薄膜之特定部分以外之部分),以被覆電極之一部分或全部之方式形成包含2層薄膜之特定部分之硬化物的保護膜。所形成之保護膜根據具有任意圖案之光罩,可具有特定之圖案。
再者,於照射活性光線後,於暫時支持體積層於2層薄膜之情形時,於將其去除後,進行利用顯影液去除未照射活性光線之部分之顯影。
作為顯影方法,可列舉使用鹼性水溶液、水性顯影液、有機溶劑等已知之顯影液,藉由噴霧、噴淋、振盪浸漬、刷洗、刮除等已知之方法進行顯影,並去除不需要之部分之方法等,其中,就對環境之考慮及安全性之觀點而言,較佳為使用鹼性水溶液。
作為鹼性水溶液,較佳為碳酸鈉之水溶液。例如可適宜地使用20℃~50℃之碳酸鈉之稀薄溶液(0.5質量%~5質量%水溶液)。
顯影溫度及時間可根據本實施形態之感光性樹脂組合物之顯影性而加以調整。
於鹼性水溶液中,可混入界面活性劑、消泡劑、用以促進顯影之少量之有機溶劑等。
顯影後,可使用有機酸、無機酸或該等酸水溶液,將殘留於光硬化後之2層薄膜之鹼性水溶液之鹼藉由噴霧、振盪浸漬、刷洗、刮除等已知之方法進行酸處理(中和處理)。
進而,亦可於酸處理(中和處理)後,進行對光硬化後之2層薄膜進行水洗之步驟。
顯影後,視需要藉由照射活性光線(例如2×103J/m2~2×104J/m2之照射量),可進而使硬化物硬化。
於觸控面板用硬化膜積層體之製造方法中之第4步驟中,對附有顯影後之包含含有第1感光層與第2感光層之2層薄膜之特定部分之硬化物之保護膜的觸控面板用基材進行熱處理,進而使光硬化物硬化。
關於熱處理之加熱溫度,為了使觸控面板用基材、形成於該基材上之觸控面板用電極、及保護該等之包含第1感光層與第2感光層之保護膜不會因熱而發生劣化,較佳為40℃~180℃,更佳為50℃~160℃,進而較佳為60℃~150℃。
經過以上所示之第1步驟~第4步驟,第1感光層成為第1硬化層,並且第2感光層成為第2硬化層。本實施形態之觸控面板用硬化膜積層體於基材上依序具備電極(導體)、第2硬化層、及第1硬化層。該等硬化層亦可分
別配置於基材之雙面。
關於第1硬化層之折射率,就提高觸控面板之視認性之觀點而言,較佳為與上述第1感光層之折射率之適宜之範圍同樣地,為1.48~1.56之範圍內。
關於第2硬化層之折射率,就提高觸控面板之視認性之觀點而言,較佳為與上述第2感光層之折射率之適宜之範圍同樣地,為1.60~1.75之範圍內。
於使用包含第1感光層及第2感光層之2層轉印薄膜,藉由熱壓接積層於基材之電極上,而製作觸控面板用硬化膜積層體之情形時,第2感光層及第2硬化層中所含之氧化鋯、氧化鈦等(B)具有2.0以上之折射率之無機氧化物粒子成為弊端,有熱轉印性及與基材上之導體之密接性惡化之傾向。發明者等人為了解決弊端而進行努力研究,結果發現藉由使(D)水溶性交聯劑之調配量、化學結構、及重量平均分子量最佳化,包含可保持高折射率之量之無機氧化物粒子,並且轉印薄膜之熱轉印性及與基材上之導體之密接性優異之觸控面板用硬化膜積層體。
對該觸控面板用硬化膜積層體之剖面進行觀察,結果得知,於導體與第2硬化層之間存在極薄有機層。進而,對該剖面,於加速電壓30kV之條件下實施組合有掃描穿透式電子顯微鏡(STEM)與能量分散型X線分光分析器(EDX)之高分解能力觀察(以下,稱為「STEM-EDX」),結果於本實施形態之觸控面板用硬化膜積層體中,於導體上,依序具有:.極薄有機層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比未達0.5;.第2硬化層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比為0.5以上;及
.第1硬化層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比未達0.5;又,得知,於剖面之SEM(掃描式電子顯微鏡)觀察中,存在於第2硬化層之每寬度5μm之區域之針孔的平均數為1個以下。
該極薄有機層係源自第2感光層中所含之有機成分。又,由於(D)水溶性交聯劑之調配量與極薄有機層之膜厚存在相關性,因此推測,(D)水溶性交聯劑與極薄有機層之存在相關,極薄有機層對2層轉印薄膜之熱轉印性及與基材上之導體之密接性帶來好影響。另一方面,由於認為極薄有機層之折射率未達1.60,故而認為,對觸控面板之視認性帶來不良影響,發明者等人查明,若該極薄有機層之厚度未達30nm,則可於實用上並無問題地使用。即,極薄有機層之厚度較佳為5~30nm之範圍內。該厚度為使用2層轉印薄膜製作觸控面板硬化膜積層體之情形時之適宜範圍,於基材之導體上直接塗佈第2感光層及第1感光層而製作之觸控面板硬化膜積層體於無法充分地獲得與導體之密接性之情形時,亦未確認到極薄有機層。
如上所述,本實施形態之水性感光樹脂組合物及使用其之轉印薄膜係為了形成觸控面板用基材之保護膜、及觸控面板用硬化膜積層體而較佳地使用。
<樹脂圖案製造方法、硬化膜及顯示裝置>
藉由依序包括以下之步驟(a)~(d)之方法,可製造樹脂圖案:(a)轉印薄膜製作步驟,其藉由將包含含有源自(甲基)丙烯酸之構成單元3質量%~25質量%之黏合劑聚合物、具有至少2個乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、及光聚合起始劑之感光性樹脂組合物塗佈於暫時支持體而形成第1感光層,將本實施形態之水性感光樹脂組合物塗佈於第1感光層
而形成第2感光層,從而於暫時支持體上形成包含第1感光層及第2感光層之2層薄膜,並自2層薄膜去除溶劑而獲得轉印薄膜;(b)曝光步驟,其將去除了溶劑之轉印薄膜轉印至基材,並利用活性光線而曝光為圖案狀;(c)顯影步驟,其藉由水性顯影液去除轉印薄膜之未曝光部,而使轉印薄膜顯影;及(d)熱處理步驟,其對附有顯影後之轉印薄膜之基材進行熱處理。
步驟(a)、(b)、(c)及(d)能夠分別以與觸控面板用硬化膜積層體之製造方法中之第1步驟、第2步驟、第3步驟及第4步驟相同之態樣進行。第1感光層及第2感光層經過該等步驟,分別成為第1硬化層及第2硬化層。
使用藉由依序包括步驟(a)、(b)、(c)及(d)之方法而製造之樹脂圖案,可提供具有樹脂圖案之硬化膜、及具備硬化膜之觸控面板顯示裝置。
[實施例]
以下,列舉實施例對本發明更具體地進行說明。但是,本發明不限定於以下之實施例。
再者,關於實施例中所使用之(D)水溶性交聯劑、(D-1)分子內具有至少2個聚合性官能基之含氮交聯劑,係示於表5。
1.水性感光樹脂組合物之製備及評價
<水性感光樹脂組合物之製備>
將下述表1、2及6所示之材料分別稱量置於250ml之塑膠瓶中,以固形物成分濃度成為5質量%之方式投入離子交換水,並使用攪拌機歷時2小時進行溶解、混合,而分別製備用以形成第2感光層之水性感光樹脂組合物之塗佈液(V-1)(實施例1~34及72~81、比較例1~6及13~15)。於使用
幾乎不溶於離子交換水之有機矽化合物(KBM-503、KBM-803)之情形時(實施例10及14),將離子交換水之一部分置換成乙醇,而製備組合物(參照表1及2)。
實施例1~27、實施例29~34為無色透明之水溶液,實施例28為淡黃色之水溶液。又,比較例2中所使用之甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚合比率:20/80Mw:43,000)之聚合物不溶於離子交換水,而未能獲得均勻之水性感光樹脂組合物。同樣地,比較例5中所使用之三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯不溶於離子交換水,而未能獲得均勻之水性感光樹脂組合物。
<固形物成分濃度之測定>
計量盤:鋁輪圈培養皿型號2001(東京硝子器械公司製造)
容量12mL、下徑39mm
烘箱:強制熱風循環、換氣方式烘箱SPH-202(ESPEC股份有限公司製造)
溫度條件:步驟1:保持40℃ 10分鐘
步驟2:40→80℃升溫 8分鐘
步驟3:保持80℃ 60分鐘
於預先測定過重量之計量盤上稱量塗佈液(V-1)1g,並測定重量(對各等級分吧準備3個樣品)。其後,於上述烘箱內,於上述溫度條件下使塗佈液之溶劑乾燥後,取出計量盤,取出後經過30秒後測定重量,根據熱歷程前後之重量變化算出固形物成分濃度(n=3之平均值),結果固形物成分濃度均為5±0.1質量%之範圍內。
<5質量%水溶液之表面張力之測定>
將製備為固形物成分濃度5質量%之水性感光樹脂組合物之塗佈液(V-1)於23℃之恆溫環境下保管24小時。對該塗佈液(V-1),使用LSE-B100(NIC股份有限公司製造)測定表面張力(懸滴式)。表面張力之值係至少測定3次於23℃之環境下製作液滴後經過2分鐘後之值,並求出表面張力之平均值。將結果示於表1及表2。
<(D)水溶性交聯劑成分、含氮交聯劑之重量平均分子量測定>
裝置:凝膠滲透層析儀(日本分光股份有限公司製造)
泵:Gulliver、PU-1580型
管柱:昭和電工股份有限公司製造之Shodex(註冊商標)(KF-802.5/KF-802/KF-802/KF-801)4根串聯
管柱溫度:40℃
測定流量:1.0mL/min
流動層溶劑:四氫呋喃
校準曲線:使用聚苯乙烯標準樣品規定之校準曲線
將水溶性或非水溶性交聯劑成分之重量平均分子量測定結果示於表5。
<保存穩定性之評價>
於將塗佈液(V-1)於加熱至40℃之烘箱中放置3天後,對有無塗佈液(V-1)之混濁、析出物產生進行確認(實施例1~34、比較例1~6(於調製時未能獲得均勻之塗佈液之比較例2及比較例5除外))。根據以下之評分評價保存穩定性。將評價結果示於下述表3。
A:混濁(亦包含相分離)、析出物均不存在
B:存在混濁(亦包含相分離)
C:存在析出物
D:混濁(亦包含相分離)、析出物均存在
於實施例1~34中,於任一樣品中均未確認到混濁、析出物之產生,但於比較例1中,確認到混濁,暗示水溶液之保存穩定性較差。
<塗佈性之評價>
將塗佈液(V-1)利用Mikasa塗佈機(Mikasa公司製造之1H-360S)旋轉塗佈於6英吋矽晶圓(300rpm下2秒+500rpm下5秒+1000rpm下10秒之程式運轉:目標為乾燥後塗膜厚100nm),於加熱板上於100℃下預烘烤90秒鐘,而獲得塗膜。藉由目測觀察所獲得之塗膜,並根據以下之評分評價塗佈性。
A:相對於矽晶圓整個面積,未塗佈部分之總面積未達1%
B:相對於矽晶圓整個面積,未塗佈部分之總面積為1%以上且未達5%
C:相對於矽晶圓整個面積,未塗佈部分之總面積為5%以上
D:於塗佈液中存在溶解殘留成分而未能評價
關於5質量%水溶液於23℃下之表面張力為40mN/m以下之實施例1~24、實施例26~28、比較例1、3、4,塗敷性良好。實施例25之(E)界面活性劑之添加量較少,5%水溶液於23℃下之表面張力為40mN/m,但成為塗敷性稍差之結果。比較例6由於未添加(E)界面活性劑,故而5質量%水溶液於23℃下之表面張力超過40mN/m,故而成為塗敷性較差之結果。關於比較例2、5,由於未能獲得均勻之塗敷液,故而未能評價。
<折射率評價用樣品之製作>
將塗佈液(V-1)利用Mikasa塗佈機(Mikasa公司製造之1H-360S)旋轉
塗佈於6英吋矽晶圓,於加熱板上於100℃下預烘烤90秒鐘,並以膜厚成為100nm±5nm之方式加以調整,而獲得塗膜。使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),對塗膜以450mJ/cm2進行曝光,其後,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘之退火,而獲得折射率評價用樣品。
<折射率測定>
對上述中所獲得之樣品使用高速分光橢圓偏光計(J.A.Woolam JAPAN公司製造之M-2000),而獲得折射率參數A、B、C,並使用下述式求出波長550nm下之折射率(實施例1~34、比較例1~6(於調製時未能獲得均勻之塗佈液之比較例2及比較例5除外))。
折射率=A+B/λ+(C/λ)2
{式中,λ表示波長}
再者,關於塗佈液(V-1)之5質量%水溶液於23℃下之表面張力超過40mN/m之系統(比較例6),僅於折射率之測定時將作為塗佈液之溶劑之離子交換水全部100質量%中之50質量%部分置換成甲醇,使用降低了溶液之表面張力之塗佈液(V-2)製作折射率測定用樣品,並測定折射率。
將評價結果示於下述表1~表3。
於實施例1~34中,於任一樣品中折射率均成為1.60以上,於比較例3中,折射率成為未達1.60。就下述視認性之觀點而言,暗示折射率為1.60以上可獲得較佳之結果(參照表4)。另一方面,於比較例1中,利用旋轉塗佈機旋轉塗佈於矽晶圓,並進行乾燥而獲得之薄膜不透明,並產生白色混濁,故而未能測定折射率。
<密接性評價用樣品之製作(基材直接塗佈法)>
將塗佈液(V-1)利用Mikasa塗佈機(Mikasa公司製造之1H-360S)旋轉塗佈於雙面形成有透明導電膜之ITO薄膜(日東電工公司製造),於加熱板上於100℃下預烘烤90秒鐘,並以膜厚成為100nm±5nm之方式加以調整。對所獲得之塗膜使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以450mJ/cm2進行曝光,其後,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘退火,而獲得密接性評價用樣品。
<密接性評價>
對上述中所獲得之樣品,以JIS標準K5400為參考,實施100柵格之交叉切割試驗。對試驗面使用截切刀,置入1×1mm見方之棋盤格之劃痕,將隱形膠帶# 810(3M股份有限公司製造)牢固地壓接於棋盤格部分,將膠帶之端部以大致0°之角度緩慢地剝離後,觀察棋盤格之狀態,並根據以下之評分評價交叉切割密接性(實施例1~34、比較例1~6(於調製時未能獲得均勻之塗佈液之比較例2及比較例5除外)。將評價結果示於下述表3。
A:於整個面積中,幾乎無剝離
B:於整個面積中,未達5%而存在剝離
C:於整個面積中,存在5~15%之剝離
D:於整個面積中,存在15~35%之剝離
E:於整個面積中,存在35~65%之剝離
F:於整個面積中,存在65%以上之剝離
於實施例1~25、及實施例28中,於任一樣品中ITO基板上之剝離均未達5%而可獲得良好之密接性。於實施例26中,由於界面活性劑之含量
較多,故而ITO基板上之密接性略微降低,但剝離為5~15%,可獲得相對良好之密接性。於實施例27中,由於無機氧化物粒子之含量較多,故而與實施例26同樣地ITO基板上之密接性略微降低,但剝離為5~15%,可獲得相對良好之密接性。於實施例29~34中,變更(D)水溶性交聯劑之種類而進行評價。其結果為,可知,若使用(D)水溶性交聯劑之重量平均分子量為1,000~12,000者,則可獲得良好之密接性(實施例29~32、34)。又,暗示於(D)水溶性交聯劑中包含胺基甲酸酯骨架者之密接性進一步提高。
另一方面,於比較例1、及比較例4中,觀察到35%以上之剝離。於比較例1中,於塗膜中存在被認為源自作為(B)成分之無機氧化物粒子之凝聚體之白色混濁,且認為此種凝聚體會抑制密接性。於比較例4中,由於未添加(D)水溶性交聯劑,故而成為密接性較低之結果。又,於比較例6中,由於塗佈液於ITO基材上被排斥,因此未能塗覆。
<解像性評價用樣品之製作、及解像性評價>
將塗佈液(V-1)利用Mikasa塗佈機(Mikasa公司製造之1H-360S)旋轉塗佈於雙面形成有透明導電膜之ITO薄膜(日東電工公司製造),於加熱板上於100℃下預烘烤120秒鐘,並以膜厚成為1.5μm之方式加以調整,而獲得塗膜。對塗膜使用曝光部與未曝光部之寬度為1:1之比率之線圖光罩,使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以100mJ/cm2進行曝光。其後,於30℃下將1.0質量%之碳酸鈉水溶液噴霧特定時間,並利用離子交換水進行沖洗,而溶解去除塗膜之未曝光部分。此時,將未曝光部分完全溶解所需之最少之時間作為最小顯影時間,實際之顯影時間係以最小顯影時間之2倍進行顯影。根據以
下之評分對解像性評價進行評價。將評價結果示於下述表3。
A:解像度未達50μm
B:解像度未達60μm
C:解像度未達70μm
D:解像度為80μm以上
E:無法圖案化
於實施例1~22、及實施例24~34中,可獲得於任一樣品中解像度均未達60μm之圖案。於實施例23中,由於交聯劑之含量較少,故而解像度略微降低,但未達70μm,可獲得相對良好之解像性。
另一方面,於比較例1、及比較例4中,未能進行圖案化之形成。關於比較例1,認為其原因在於,塗膜產生白色混濁,對水性樹脂組合物之感光性帶來不良影響,關於比較例4,認為其原因在於,由於不存在曝光步驟中進行硬化之(D)水溶性交聯劑之成分,故而利用顯影液將圖案去除。
2.包含第1感光層與第2感光層之轉印薄膜之製作及評價
其次,為了製作包含第1感光層與第2感光層之轉印薄膜,首先製備第1感光層用之感光樹脂組合物。
<黏合劑聚合物溶液之製作(第1感光層用)>
於具備攪拌機、回流冷凝器、惰性氣體導入口及溫度計之燒瓶中,添加乙基甲基酮100質量%,於氮氣氣氛下升溫至60℃,歷時2小時均勻地滴加甲基丙烯酸20質量%、甲基丙烯酸苄酯80質量%、偶氮系聚合起始劑(和光純藥公司製造之V-601)。滴加後,於60℃下持續攪拌24小時,而獲得源自(甲基)丙烯酸之構成單元為20質量%、重量平均分子量為約
43,000、酸值為130mgKOH/g之黏合劑聚合物之溶液(固形物成分50質量%)。
[黏合劑聚合物及(A)水溶性樹脂成分之重量平均分子量測定]
裝置:凝膠滲透層析儀(日本分光股份有限公司製造)
泵:Gulliver、PU-1580型
管柱:昭和電工股份有限公司製造之Shodex(註冊商標)(KF-807、KF-806M、KF-806M、KF-802.5)4根串聯
流動層溶劑:四氫呋喃
校準曲線:使用聚苯乙烯標準樣品規定之校準曲線
[酸值之測定方法]
酸值係以如下方式進行測定。首先,將黏合劑聚合物之溶液於130℃下加熱1小時,去除揮發分,而獲得固形物成分。然後,於精確稱量應測定酸值之聚合物1.0g後,將精確稱量之聚合物添加至錐形瓶中,向聚合物中添加丙酮30g,均勻地使其溶解。繼而,將作為指示劑之酚酞適量添加至該溶液中,並使用0.1N之KOH水溶液進行滴定。然後,算出中和黏合劑聚合物之丙酮溶液所需之KOH之mg數,藉此求出酸值。
<第1感光層用感光樹脂組合物之製備>
稱量包含上述中所合成之黏合劑聚合物溶液之如下所示之材料置於250ml之塑膠瓶中,以固形物成分濃度成為45質量%之方式投入乙基甲基酮,使用攪拌機進行2小時溶解、混合而獲得感光樹脂組合物。其後,使感光樹脂組合物通過3μm之過濾器,而製備用以形成第1感光層之塗佈液(W-1)。
‧黏合劑聚合物:56.3質量%
上述中所合成之甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚合比率:20/80)
重量平均分子量:43,000
酸值:130mgKOH/g
‧光聚合起始劑:0.7質量%
PBG305(商品名、常州強力電子新材料公司製造)
‧光聚合性化合物:合計43質量%
TMPT(商品名、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新中村化學工業公司製造)23質量%
BPE-200(商品名、新中村化學工業公司製造)20質量%
<折射率評價用樣品之製作>
將塗佈液(W-1)利用Mikasa塗佈機(Mikasa公司製造之1H-360S)旋轉塗佈於6英吋矽晶圓,於加熱板上於100℃下預烘烤180秒鐘,並以膜厚成為10μm之方式加以調整而獲得塗膜。對塗膜使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以450mJ/cm2進行曝光,其後,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘之退火,而獲得折射率評價用樣品。
<折射率測定>
對上述中所獲得之樣品使用高速分光橢圓偏光計(J.A.Woolam JAPAN公司製造之M-2000),而獲得折射率參數A、B、C,並使用下述式求出波長550nm下之折射率。
折射率=A+B/λ+(C/λ)2
{式中,λ表示波長}
所獲得之折射率為1.55。
<包含第1感光層之轉印薄膜之製作>
使用厚度16μm之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(Mitsubishi Chemical Polyester Film股份有限公司製造)作為暫時支持體。將上述中所獲得之用以形成第1感光層之塗佈液(W-1)使用棒式塗佈機均勻地塗佈於暫時支持體上,並利用100℃之熱風對流式乾燥機進行3分鐘乾燥而去除溶劑,最後對保護薄膜(厚度12μm之聚丙烯薄膜)進行壓接,而形成厚度10μm之包含第1感光層之感光性樹脂組合物層(X-1)。
<包含第1感光層之積層體之評價~霧度測定~>
自轉印薄膜(X-1)剝離保護薄膜,使用貼合機AL-70(Asahi Kasei製造,商品名)熱壓接於厚度1mm之玻璃基板上,而製作依第1感光層、PET暫時支持體之順序進行積層而成之積層體。層壓條件為層壓速度:1.0m/min、層壓輥溫度:100℃、層壓壓力:0.4MPa。其後,使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以450mJ/cm2進行曝光。其後,剝離PET暫時支持體,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘之退火,而製作於玻璃基板上設置有第1感光層之積層體。繼而,依據JIS K7136之標準,使用霧度計(日本電飾工業公司製造之日本電飾濁度計NDH2000)對上述積層體之霧度進行測定。霧度之值為0.4%。
<包含第1感光層之積層體之評價~透過率測定~>
使用霧度值之測定中所使用之上述積層體,進行上述積層體之透過率測定。透過率測定係對400nm~700nm下之全透過率依據JIS K7361-1之標準,使用UV(Ultra Violet,紫外線)分光器(Hitachi High-Tech
Science公司製造之U-3010)而進行測定。400nm~700nm下之透過率為94.8%。
<包含第1感光層與第2感光層之轉印薄膜之製作>
其次製作包含第1感光層與第2感光層之感光性樹脂積層體。使用厚度16μm之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(Mitsubishi Chemical Polyester Film股份有限公司製造)作為暫時支持體。將上述中所獲得之用以形成第1感光層之塗佈液(W-1)使用棒式塗佈機均勻地塗佈於暫時支持體上,並利用100℃之熱風對流式乾燥機進行3分鐘乾燥而去除溶劑,從而形成厚度10μm之包含第1感光層之感光性樹脂組合物層(X-1)。
繼而,將上述中所獲得之用以形成第2感光層之塗佈液(V-1:實施例1~34、比較例1~6(於調製時未能獲得均勻之塗佈液之比較例2及比較例5除外))使用棒式塗佈機而均勻地塗佈於上述感光性樹脂組合物層(X-1)上,並利用100℃之熱風對流式乾燥機進行4分鐘乾燥而去除溶劑,從而形成厚度100nm之第2感光層(感光性樹脂組合物層),最後對保護薄膜(厚度12μm聚丙烯薄膜)進行壓接,而製作包含第1感光層與第2感光層之轉印薄膜(Y-1)。將Y-1之模式性剖視圖示於圖1。Y-1具有依序積層有PET暫時支持體(3)、第1感光層(1)、第2感光層(2)、及保護薄膜(未圖示)之積層結構。
再者,於使用實施例25之塗佈液而製作感光性樹脂積層體時,界面活性劑之含量較少,5質量%水溶液於23℃下之表面張力較高,故而於感光性樹脂組合物層(X-1)上觀察到塗佈液之極輕微之排斥。於比較例6之塗佈液中,於感光性樹脂組合物層(X-1)上確認到較大之排斥,而未能獲得良好之轉印薄膜。
又,使用將製備塗佈液(V-1:實施例1)時之作為溶劑之離子交換水置換成50%甲醇而製備之塗佈液(V-2:實施例35)、及使用甲醇代替製備塗佈液(V-1:實施例1)時之作為溶劑之離子交換水而製備之塗佈液(V-3:實施例36),同樣地製作轉印薄膜(Y-2、及Y-3)。
用以形成第2感光層之塗佈液(V-1)由於將水作為溶劑,故而可於不溶解、侵蝕第1感光層之情況下於第1感光層上形成第2感光層。因此,於第1感光層與第2感光層之間,可形成明確之界面。該明確之界面形成就ITO之改善視認性之觀點而言非常重要。
於藉由如上所述之棒式塗佈機、及刮刀塗佈法、邁耶棒式塗佈法、輥塗法、網版塗佈法、旋轉塗佈法、噴墨塗佈法、浸漬塗佈法、凹版塗佈法、淋幕式塗佈法、模塗法等進行塗佈時,上述明確之界面形成需要塗佈液(V-1)及塗佈液(W-1)中所使用之溶劑之SP(Solubility Parameter,溶解性參數)值大不相同。
於本實施形態中,塗佈液(V-1)使用水,塗佈液(W-1)使用乙基甲基酮(SP值乙基甲基酮:9.5SP值水:23.4)。若將塗佈液(V-1)之溶劑自水變更為SP值較低之甲醇等醇(SP值甲醇:14.5),則由於(V-3)、作為轉印薄膜之感光性樹脂組合物層(X-1)部分地溶解,故而未改善視認性。
上述SP值係摘自由資訊機構所出版之書籍「溶解性參數應用事例集」之221頁中所記載之表。
<包含第1感光層與第2感光層之積層體之製作>
將剝離保護薄膜之上述轉印薄膜(Y-1~Y-3、及X-1)使用貼合機AL-70(Asahi Kasei製造,商品名)熱壓接於雙面形成有透明導電膜之ITO薄膜(日東電工公司製造)上,而製作於雙面形成有透明導電膜之ITO薄膜之雙
面上,依第2感光層、第1感光層、PET暫時支持體之順序進行積層而成之積層體。層壓條件為層壓速度:1.0m/min、層壓輥溫度:100℃、層壓壓力:0.4MPa。
其次,使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以450mJ/cm2進行曝光。其後,剝離PET暫時支持體,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘之退火,而製作於ITO雙面上設置第1感光層與第2感光層、或僅設置有第1感光層之積層體(Z-1~Z-4)。積層體(Z-1)係使用轉印薄膜(Y-1)而製作者,積層體(Z-2)係使用轉印薄膜(Y-2)而製作者,積層體(Z-3)係使用轉印薄膜(Y-3)而製作者,積層體(Z-4)係使用轉印薄膜(X-1)而製作者。將Z-1~Z-3之模式性剖視圖示於圖2。Z-1~Z-3具有依序積層PET暫時支持體(未圖示)、第1感光層(1)、第2感光層(2)、於雙面將ITO製膜而成之薄膜(4)、第2感光層(2)、第1感光層(1)、及PET暫時支持體(未圖示)而成之積層結構。
<積層體(Z-1~Z-4)之視認性評價~反射率評價~>
於上述中所製作之積層體(Z-1~Z-4)之單面介隔透明黏著帶(3M公司製造、商品名、OCA膠帶8171CL),貼合黑色之丙烯酸板,於幾乎無自樣品之最背面之反射或自背面側之光之入射之狀態下,使用Hitachi High-Technologies公司製造之分光光度計「U-4100」(商品名)之積分球測定模式,測定分光反射率(鏡面反射率+擴散反射率),並藉由計算求出D65光源/2°視野之全反射率(Y值)(實施例37~實施例71、比較例7~12)。測定係對各等級各進行3點,並根據以下之評分對解像性評價進行評價。將評價結果示於下述表4。將ITO薄膜本身於同樣之條件下進行測定而得之反射率為3.3%。
A:反射率未達1.5%
B:反射率為1.5%以上~未達2.0%
C:反射率為2.0%以上~未達2.5%
D:反射率為2.5%以上
除實施例58、60及71以外,於任一樣品中全反射率均未達1.5%。於實施例58及60中,折射率為1.60,相對於轉印薄膜(X-1)之折射率1.55,值相對較近,故而其他實施例與相比,反射率之降低效果略低,但可充分地確認到其改善效果。又,於實施例71中,由於將製備塗佈液(V-1)時之作為溶劑之水50質量%置換成醇,故而認為與僅使用水之情形相比,於與轉印薄膜(X-1)之界面形成性方面產生微小之差異,反射率之降低效果略微變低,但可充分地確認到其改善效果。
另一方面,於比較例7中,由於使用醇代替製備塗佈液(V-1)時之作為溶劑之水(V-3),故而與轉印薄膜(X-1)之界面形成並不良好,未確認到反射率之降低效果。於比較例8中,由於僅積層轉印薄膜(X-1),無折射率調整層,故而未確認到反射率之降低效果。又,於比較例10中,由於第2感光層之折射率為1.57,相對於轉印薄膜(X-1)之第1感光層之折射率1.55,幾乎無差異,故而未確認到反射率之降低效果。於比較例9中,於轉印薄膜(Y-1)中存在混濁,而未能測定反射率。
若全反射率未達1.5%,則ITO之視認性可確認到明確之改善效果。於比較例12中,由於塗佈於轉印薄膜(X-1)上之塗佈液(V-1)之表面張力較高,產生塗敷不均,故而測定數3點中之測定結果產生不均(評分B~D)。
<積層體之評價~霧度測定~>
將上述中所製作之轉印薄膜(Y-1~Y-3)使用貼合機AL-70(Asahi
Kasei製造,商品名)熱壓接於厚度1mm之玻璃基板上,而製作於玻璃基板上依第2感光層、第1感光層、PET暫時支持體之順序進行積層而成之積層體。層壓條件為層壓速度:1.0m/min、層壓輥溫度:100℃、層壓壓力:0.4MPa。其後,使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以450mJ/cm2進行曝光。其後,剝離PET暫時支持體,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘之退火,而製作於玻璃基板上設置有第1感光層與第2感光層之積層體。繼而,對上述積層體之霧度,依據JIS K7136之標準,使用霧度計(日本電飾濁度計NDH2000)(日本電飾工業公司製造)進行測定(實施例37~71、比較例7~12)。將評價結果示於下述表4。
於實施例37~63及65~71中,於任一樣品中霧度均為0.5%以下,於比較例7中,霧度為1.1%。於觸控面板之視認性方面,霧度之值較佳為未達0.5%。
<積層體之評價~透過率測定~>
使用霧度值之測定中所使用之上述積層體,進行上述積層體之透過率測定。透過率測定係對400nm~700nm下之全透過率依據JIS K7361-1之標準,使用UV分光器(Hitachi High-Tech Science公司製造之U-3010)進行測定(實施例37~71、比較例7~12)。根據以下之評分對解像性評價進行評價。將評價結果示於下述表4。
A:透過率為94%以上
B:透過率為92%以上
C:透過率為90%以上
D:透過率未達90%
於實施例37~63及65~71中,任一樣品於400nm~700nm下之透過率均為92%以上。於實施例64中,因源自起始劑之著色,透過率為91%,與其他實施例相比略微降低,但於用於觸控面板中之情形時,若透過率為90%以上,則能夠充分地使用。另一方面,於比較例7中,透過率變得未達90%,而不適合用於觸控面板。
根據以上之結果,於實施例中,同時實現水溶性感光性樹脂組合物之保存穩定性、及與基材或基底之密接性良好,且具有感光性之方面;將該組合物製成2層化薄膜而積層於ITO基材時之ITO視認性之改善,於比較例中,顯示未達成上述項目之任一者。
3.熱壓接性及密接性良好之轉印薄膜之製作
其次,為了製作熱壓接性、及對基材之密接性優異之轉印薄膜,而使用上述第1感光層用之感光樹脂組合物塗佈液(W-1)與下述感光性樹脂組合物塗佈液(W-2)。
<黏合劑聚合物溶液之製作(第1感光層用)>
於具備攪拌機、回流冷凝器、惰性氣體導入口及溫度計之燒瓶中,添加乙基甲基酮100質量%,於氮氣氣氛下升溫至60℃,歷時2小時均勻地滴加甲基丙烯酸20質量%、丙烯酸乙酯80質量%、偶氮系聚合起始劑(和光純藥公司製造之V-601)。滴加後,於60℃下持續攪拌24小時,而獲得源自(甲基)丙烯酸之構成單元為20質量%、重量平均分子量為40,000、酸值為130mgKOH/g之黏合劑聚合物之溶液(固形物成分50質量%)。重量平均分子量、酸值係藉由上述方法而求出。
<第1感光層用感光樹脂組合物塗佈液(W-2)之製備>
稱量包含上述中所合成之黏合劑聚合物溶液之如下所示之材料置於
250ml之塑膠瓶中,以固形物成分濃度成為45質量%之方式投入乙基甲基酮,使用攪拌機進行2小時溶解、混合而獲得感光樹脂組合物。其後,使感光樹脂組合物通過3μm之過濾器,而製備用以形成第1感光層之塗佈液(W-2)。
‧黏合劑聚合物:56.3質量%
上述中所合成之甲基丙烯酸/丙烯酸乙酯共聚物(共聚合比率:20/80)
重量平均分子量:40,000
酸值:130mgKOH/g
‧光聚合起始劑:0.7質量%
PBG305(商品名、常州強力電子新材料公司製造)
‧光聚合性化合物:合計43質量%
TMPT(商品名、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新中村化學工業公司製造)23質量%
BPE-200(商品名、新中村化學工業公司製造)20質量%
藉由上述方法對使用塗佈液(W-2)而獲得之硬化膜之折射率進行測定,結果所獲得之折射率為1.51。
<包含第1、第2感光層之2層轉印薄膜之製作>
使用厚度16μm之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(Mitsubishi Chemical Polyester Film股份有限公司製造)作為暫時支持體。將上述中所獲得之用以形成第1感光層之塗佈液(W-1或W-2)使用棒式塗佈機均勻地塗佈於暫時支持體上,並利用100℃之熱風對流式乾燥機進行3分鐘乾燥而去除溶劑,從而形成厚度5、10、15μm之包含第1感光層之感光性樹脂組合物層(X-1或X-2)。
繼而,將用以形成第2感光層之塗佈液(V-1:表6之實施例72~81、比較例13~15)使用棒式塗佈機均勻地塗佈於上述感光性樹脂組合物層(X-1或X-2)上,並利用100℃之熱風對流式乾燥機進行4分鐘乾燥而去除溶劑,從而形成厚度60~120nm之第2感光層(感光性樹脂組合物層),最後對保護薄膜(厚度12μm聚丙烯薄膜)進行壓接,而製作包含第1感光層與第2感光層之轉印薄膜(Y-1)。又,於比較例16中,使用將比較例13之塗佈液(V-1)之作為溶劑之離子交換水均置換成甲醇而成之塗佈液(V-3)製作2層之轉印薄膜(Y-3)(表7)。
<5質量%水溶液之表面張力測定樣品之製作>
將所獲得之2層轉印薄膜(實施例82~97、比較例17~20)切割為5mm□,放入至50ml之塑膠容器中,並置入離子交換水,並於40℃下攪拌30分鐘。其後,濾取轉印薄膜之溶解殘留物,而獲得第2感光層之水溶液。測定溶解前後之第2感光層之膜厚,結果確認到實施例82~97、比較例17~20之任一者之膜厚均為膜厚減小75%以上(溶解於水)。該水溶液之固形物成分濃度係藉由上述方法進行測定,以成為5.0±0.1質量%之方式製備水溶液。該製備為5質量%之水溶液之表面張力測定係藉由上述方法進行。將表面張力測定結果示於表7。關於實施例82~97、比較例17~19,於2層薄膜製作時所使用之5質量%之塗佈液(V-1)與溶解有2層轉印薄膜之第2感光層之5質量%水溶液於23℃下之表面張力的結果為大致相同之值。又,比較例17與比較例20雖然於製作2層轉印薄膜時之塗佈液不同(比較例17使用V-1,比較例20使用V-3),但使用相同之第2感光層之組成成分,溶解有2層轉印薄膜之第2感光層之5質量%水溶液於23℃下之表面張力成為相同之值。
<折射率評價用樣品之製作>
將包含第1感光層與第2感光層之轉印薄膜(Y-1、Y-3)使用貼合機AL-70(Asahi Kasei製造,商品名)熱壓接於6英吋矽晶圓上,而製作於矽晶圓上依第2感光層、第1感光層、PET暫時支持體之順序進行積層而成之積層體(Z-1、Z-3)。層壓條件為層壓速度:1.0m/min、層壓輥溫度:120℃、層壓壓力:0.4MPa。其後,使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以450mJ/cm2進行曝光。其後,剝離PET暫時支持體,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘之退火,而獲得於矽晶圓上設置有第1感光層與第2感光層之折射率評價用樣品。折射率測定係藉由上述方法進行測定。
再者,關於塗佈液(V-1)之5質量%水溶液於23℃下之表面張力超過40mN/m之系統(比較例17),僅於折射率之測定時將作為塗佈液之溶劑之離子交換水全部100質量%中之50質量%部分置換成甲醇,使用降低了溶液之表面張力之塗佈液(V-2)製作折射率測定用樣品,並測定折射率。
將折射率測定結果示於表7。
<第2感光層塗佈性評價>
藉由目測觀察所獲得之轉印薄膜,並根據以下之評分評價塗佈性。
A:第2感光層之未塗敷部於每5cm見方未達1個
B:第2感光層之未塗敷部於每5cm見方為1個以上且未達3個
C:第2感光層之未塗敷部於每5cm見方為3個以上
關於溶解有2層轉印薄膜之第2感光層之5質量%水溶液於23℃下之表面張力為40mN/m以下之實施例83~94、實施例96及97、比較例18及19,塗佈性良好(塗佈性之評價結果為A)。於實施例82、95中所使用之實
施例72之塗佈液(V-1)之(E)界面活性劑之添加量較少,5質量%水溶液於23℃下之表面張力為40mN/m,但成為塗敷性稍差之結果。於比較例20中所使用之溶解有第2感光層(比較例16)之5質量%水溶液於23℃下之表面張力超過40mN/m。然而,於製作2層轉印薄膜時,由於使用將離子交換水均置換成甲醇之塗佈液(V-3),故而塗佈性良好。
<熱轉印性評價>
將包含第1感光層與第2感光層之轉印薄膜(Y-1、Y-3)使用貼合機AL-70(Asahi Kasei製造,商品名)熱壓接於雙面形成有透明導電膜之ITO薄膜(日東電工公司製造)上,而製作於ITO薄膜上依第2感光層、第1感光層、PET之順序進行積層而成之積層體。此時,層壓條件係固定為層壓速度:1.0m/min、層壓壓力:0.4MPa,層壓輥溫度係於80~120℃之間以20℃刻度變動。其後,使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以80mJ/cm2進行曝光,其後,剝離PET暫時支持體,藉由目測觀察有無第1感光層及第2感光層之剝離。熱轉印性係根據以下之評分進行評價。若為A~C,則並無實用上之問題,就感光性組合物之感光性能、顯影性能之保持、及ITO薄膜之尺寸穩定性之觀點而言,較佳為A、B。
A:於80℃之層壓條件下於PET剝離時無感光層之剝離。
B:於100℃之層壓條件下於PET剝離時無感光層之剝離。
C:於120℃之層壓條件下於PET剝離時無感光層之剝離。
D:於120℃之層壓條件下於PET剝離時亦有感光層之剝離。
將熱轉印性評價之結果示於表7。關於實施例82~97、比較例17、19、20,任一者之結果均成為A~C。於實施例75之第2感光層之組成
中,(D)成分僅包含重量平均分子量為570之(D7)。使用該實施例75之第2感光層之組成而實施之實施例88之評價結果成為C。又,關於使用包含重量平均分子量處於1000~12000之範圍內之(D1)、(D2)、(D10)、(D11)、(D12)作為(D)成分之實施例74、76~81之第2感光層之實施例87、89~94、97,評價結果為A。另一方面,關於使用不含(D)成分之比較例14之感光性樹脂組合物之比較例18,評價結果為D。根據該等結果,暗示第2感光層中所含之(D)成分係對用以賦予轉印薄膜之熱轉印性而言較重要之成分,其中若使用於第2感光層中包含重量平均分子量為1000~12000之範圍內者之感光性樹脂組合物,則可進行低溫下之熱轉印。
<密接性評價樣品之製作(基材熱壓接法)>
將表7中所記載之包含第1感光層與第2感光層之轉印薄膜(Y-1、Y-3)使用貼合機AL-70(Asahi Kasei製造,商品名)熱壓接於雙面形成有透明導電膜之ITO薄膜(日東電工公司製造)上,而製作於ITO薄膜上依第2感光層、第1感光層、PET之順序進行積層而成之積層體。此時,層壓條件係固定為層壓速度:1.0m/min、層壓壓力:0.4MPa,層壓輥溫度係設為120℃。其後,使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以450mJ/cm2進行曝光後,剝離作為暫時支持體之PET。其後,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘之退火,而獲得密接性評價用之硬化膜積層體(Z-1、Z-3)之樣品。
<密接性評價>
密接性評價係藉由上述方法而進行。關於比較例18,於PET剝離時雖然會於第1、第2感光層中產生部分剝離,但使用未剝離之部位進行評價。
將密接性評價之結果示於表7。關於實施例82~97、比較例17、19、
20,剝離部位之面積未達15%(A~C)而成為總體上良好之結果。實施例75之感光性組合物之(D)成分僅包含重量平均分子量為500之(D7)。使用該實施例75之感光性樹脂組合物而實施之實施例88之評價結果成為C。又,關於使用含有重量平均分子量處於1000~12000之範圍內之(D1)、(D2)、(D5)、(D10)、(D11)、(D12)作為(D)成分之實施例72~74、76~81之感光性樹脂組合物之實施例81~87、89~97,成為剝離之部位未達5%良好之結果。又,關於雖然於實施例74、78~81中包含丙烯酸胺基甲酸酯(D1)或封端異氰酸酯(D12)等水溶性含氮交聯劑,但使用該等組成作為第2感光層之實施例87、89~94、97,幾乎未觀察到剝離。另一方面,關於使用不含(D)成分之比較例14之感光性樹脂組合物之比較例18,於整個面積中65%以上產生剝離(結果為D)。根據該等結果暗示,第2感光層中所含之(D)成分係對用以賦予轉印薄膜之基材密接性而言較重要之成分,其中若使用於第2感光層中包含重量平均分子量為1000~12000之範圍內及/或含氮水溶性交聯劑之感光性樹脂組合物,則密接性變得非常良好。
<反射率>
使用於與上述密接性評價樣品之製作方法同樣地藉由熱壓接法製作之ITO薄膜上依序具有第2感光層、第1感光層之硬化膜積層體(Z-1、Z-3),藉由上述方法進行反射率之測定。反射率係於3點進行測定。關於比較例18,於硬化膜積層體製作過程之PET剝離時雖然會於第1、第2感光層中產生部分剝離,但使用未剝離之部位進行評價。
於實施例82~85中,使用相同之感光性樹脂組合物(實施例73),並變更第2感光層膜厚而進行評價。其結果為,可知,第2感光層膜厚為80~100nm之間對用以降低反射率而言較有效。
實施例82~實施例97、比較例18於形成第2感光層時使用塗佈液(V-1),包含實施例72~81、比較例14之成分之第2感光層之折射率為1.60~1.64之範圍內。於此種組合中,反射率未達2.0%而可獲得良好之結果。尤其於實施例82、84、85、91~93、95~97、比較例18中,就反射率成為未達1.5%之方面而言,可認為第2感光層之折射率更佳為1.61~1.64之範圍內。
又,關於第1感光層之折射率為1.55之實施例82、91、93與第1感光層之折射率為1.51之實施例95~97,任一者之反射率均成為未達1.5%,而未確認到差異。
可知,比較例17由於第2感光層塗佈性較差而經常發生塗敷缺陷,故而反射率之結果出現不均(A~C),而無法穩定地賦予視認性提高效果。
比較例19中,第2感光層之折射率未達1.60,而成為幾乎無法獲得反射率降低效果之結果。
關於使用變更為將比較例13之感光性樹脂組合物之塗佈液(V-1)之溶劑自水置換成甲醇之塗佈液(V-3)之比較例16之感光性樹脂組合物的比較例20,成為反射率為2.5%以上之較差之結果。推測其原因在於,於製作2層轉印薄膜時,於將塗佈液之溶劑置換成甲醇之情形時,甲醇溶解第1感光層,而未能形成明確之界面。
根據以上之結果,認為,本案之感光性樹脂組合物由於使用以水作為主成分之溶劑,故而可於製作2層轉印薄膜時形成明確之界面,且5質量%水溶液於23℃下之表面張力較低,故而塗佈性亦良好,可穩定地賦予提高觸控面板之視認性效果。
4.以於第2感光層中包含(D-1)重量平均分子量為2,000~10,000之範
圍內,且分子內具有至少2個聚合性官能基之含氮交聯劑為特徵之2層轉印薄膜之評價
<2層轉印薄膜之製作>
藉由如下所示之方法製作包含第1感光層與第2感光層之2層轉印薄膜。利用甲基乙基酮稀釋用以形成第2感光層之表8所示之實施例98~100、比較例21~23之感光性樹脂組合物,而製備固形物成分濃度為5質量%之塗佈液(V-4)(表8)。使用厚度30μm之聚丙烯薄膜(Oji F-Tex股份有限公司製造)作為保護薄膜,利用棒式塗佈機將上述塗佈液(V-4)均勻地塗佈於保護薄膜上,並利用100℃之熱風對流式乾燥機進行2分鐘乾燥而去除溶劑,從而形成厚度100nm之第2感光層。另一方面,使用厚度16μm之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(Mitsubishi Chemical Polyester Film股份有限公司製造)作為暫時支持體,使用棒式塗佈機將用以形成第1感光層之塗佈液(W-1)均勻地塗佈於暫時支持體上,並利用100℃之熱風對流式乾燥機進行3分鐘乾燥而去除溶劑,從而形成厚度10μm之包含第1感光層之感光性樹脂組合物層(X-1)。繼而,對所獲得之具有第2感光層之保護薄膜與具有第1感光層之暫時支持體使用貼合機AL-70(Asahi Kasei製造,商品名),以第1感光層與第2感光層接觸之方式於25℃下進行貼合而製作2層轉印薄膜(Y-4)(表9、實施例101~103、比較例24~26)。
<折射率之評價>
使用上述製作2層轉印薄膜時所使用之具有第2感光層之保護薄膜,使用貼合機AL-70(Asahi Kasei製造,商品名)熱壓接於6英吋矽晶圓上,而製作於矽晶圓上依第2感光層、保護薄膜之順序進行積層而成之積層體。層壓條件為層壓速度:1.0m/min、層壓輥溫度:120℃、層壓壓力:
0.4MPa。其後,使用具有超高壓水銀燈之曝光機(ORC MANUFACTURING製造,HMW-801),並以450mJ/cm2進行曝光。其後,剝離保護薄膜,使用熱風對流式乾燥機於150℃下進行30分鐘之退火,而獲得於矽晶圓上設置有第2感光層之折射率評價用樣品。折射率係藉由上述方法而進行測定。實施例101~103、比較例24~26之任一者之第2感光層之折射率均為1.63(表9)。
<熱轉印性評價>
使用2層轉印薄膜(Y-4)藉由上述方法進行熱轉印性評價。於實施例98、99、比較例21、22之感光性樹脂組合物中,任一者均含有丙烯酸胺基甲酸酯,關於在第2感光層中具有該等感光性樹脂組合物之實施例101、102、比較例24、25,熱轉印性評價結果均為A~B。尤其是關於含有重量平均分子量為2000~10000之範圍內之丙烯酸胺基甲酸酯之實施例101、102,熱轉印性評價結果為A。關於在第2感光層中具有包含重量平均分子量為2800之封端異氰酸酯之感光性樹脂組合物(實施例100)之實施例101,熱轉印性亦可獲得B之結果。另一方面,關於在第2感光層中具有不含含氮之骨架之比較例23之感光性樹脂組合物之比較例26,成為熱轉印性稍差之結果(結果為C)。
<密接性評價樣品之製作(基材熱壓接法)>
使用2層轉印薄膜(Y-4),藉由上述熱壓接法同樣地製作密接性評價樣品。
<密接性評價>
藉由上述方法進行密接性評價。於實施例98、99、比較例21、22之感光性樹脂組合物中,任一者均含有丙烯酸胺基甲酸酯,關於在第2感光
層中具有該等感光性樹脂組合物之實施例101、102、比較例24、25,熱轉印性評價結果為A~C。於實施例99之感光性樹脂組合物中,包含重量平均分子量為5700之丙烯酸胺基甲酸酯,於第2感光層中包含該組合物之實施例102之密接性非常良好(結果為A)。又,於實施例98之感光性樹脂組合物中,包含重量平均分子量為2100之丙烯酸胺基甲酸酯,關於在第2感光層中包含該組合物之實施例101,密接性亦良好(結果為B)。於比較例24之感光性樹脂組合物中,包含重量平均分子量為1800之丙烯酸胺基甲酸酯,於比較例25之感光性樹脂組合物中,包含重量平均分子量為12100之丙烯酸胺基甲酸酯,成為密接性差於實施例99、100之結果(結果為C)。又,於實施例100之感光性樹脂組合物中,包含重量平均分子量2800之封端異氰酸酯,關於在第2感光層中包含該組合物之實施例103,密接性良好(結果為B)。另一方面,關於在第2感光層中具有不含含氮之骨架之比較例23之感光性樹脂組合物之比較例26,未能獲得密接性。
根據該結果可知,若應用於第2感光層中含有含氮之骨架作為(D)成分、特定之重量平均分子量範圍(2000~10000)之交聯劑,則可提供一種熱轉印性及密接性非常優異之2層轉印薄膜。認為,藉由分子骨架中包含胺基甲酸酯等之氮原子,可與基底之導體強烈地進行相互作用。又,認為其原因在於,藉由為特定之重量平均分子量範圍內,藉由含氮交聯劑之重量分子量為10000以下,可於在基材上藉由熱轉印而形成第2感光層時賦予適度之流動性,藉由重量平均分子量為2000以上,可對樹脂組合物賦予可承受密接性評價之適度之韌性。
<反射率之評價>
使用於如上所述般製作之ITO薄膜上依序具有第2感光層、第1感光層
之硬化膜積層體(Z-5),並藉由上述方法進行反射率之測定。將結果示於表9。表9之實施例、比較例中所使用之2層轉印薄膜之折射率、膜厚之構成與表7所示之實施例85、91大致相同。然而,實施例101~103、比較例24~26之任一者之反射率均未達2.0%,成為稍差於實施例85、91之結果。實施例101~103、比較例24~26由於第1感光層、第2感光層之任一者均使用有機溶劑系之塗佈液,故而如上所述藉由壓接法製作2層轉印薄膜(Y-4)。然而,推測其原因在於,於其後之熱步驟(例如對ITO薄膜之熱壓接步驟、於150℃下之熱固化步驟)中第1感光層、第2感光層之成分相互混合,界面模糊。
5.觸控面板用硬化膜積層體之評價
對上述實施例之評價中所製作之反射率測定樣品(於ITO薄膜上依序具有第2感光層、第1感光層之硬化膜積層體)之剖面進行觀察。
<STEM-EDX觀察>
(I)超薄切片製作
於對試樣進行粗裁切後,實施樹脂包埋。繼而,利用超薄切片機製作超薄切片,以微細網眼進行回收而其設為顯微鏡檢查試樣。
裝置;LEICA EM UC7
厚度:設定為60nmt
(II)STEM(掃描穿透式電子顯微鏡)觀察
裝置:HITACHI S-5500
加速電壓:30kV
(III)EDX(能量分散型X線分光分析器)測定
裝置:HORIBA EMAX
分析方法:點分析、測定時間60sec
藉由上述方法進行硬化膜積層體之剖面觀察,結果可知,關於實施例104,成為於導體上積層極薄有機層、填充有金屬微粒子之第2硬化層、第1硬化層之3層結構。根據該3層之各部位之利用EDX測定檢測到之源自CKα、ZrLα、TiKα之波峰強度之結果,算出(ZrLα+TiKα)/CKα之值。本實施形態之3層結構定義如下。
‧極薄有機層:(ZrLα+TiKα)/CKα<0.5
‧第2硬化層:(ZrLα+TiKα)/CKα≧0.5
‧第1硬化層:(ZrLα+TiKα)/CKα<0.5
將實施例104中之STEM-EDX結果示於圖3~6。可知,關於實施例105、106、比較例27,亦同樣地存在極薄有機層。認為,由於該等樣品係由包含第2感光層、及第1感光層之2層轉印薄膜而製作,故而極薄有機層中,源自第2感光層之有機成分偏集存在。另一方面,關於比較例28,未能確認到極薄有機層之存在。
<各層之平均膜厚測定>
(I)BIB(Broad Ion Beam,寬離子束)加工
使用裝置:SM-09010(日本電子)
離子種:Ar+
使用上述裝置對硬化膜積層體之各等級,製作任意2處(分別設為正交方向)之SEM(掃描式電子顯微鏡)剖面樣品。
(II)SEM(掃描式電子顯微鏡)觀察
使用裝置:SU-8220(日立)
加速電壓:1kV
觀察倍率:×100k
如上所述,藉由BIB加工而製作剖面樣品,並進行SEM觀察,關於極薄有機層、第2硬化層各者,求出相同視野內之平均膜厚。再者,關於第1硬化層,以膜厚總厚度之範圍處於相同視野內之方式降低觀察倍率,並同樣地求出相同視野內之平均膜厚。SEM觀察係對各等級對上述2個SEM剖面樣品部分進行,2個結果之膜厚平均值求出。將結果示於表10。進而,將實施例104之膜厚測定中之觸控面板用硬化膜積層體之剖面SEM觀察圖像與構成硬化膜積層體之各層的關係示於圖7。
於實施例104~106及比較例27中,觀察到平均膜厚為8nm~23nm之極薄有機層。另一方面,於比較例28中,未能觀察到極薄有機層。根據該等結果,認為,極薄有機層之平均膜厚與第2感光層之組成中所含之(D)成分之含量存在相關性。於實施例105之構成硬化膜積層體之第2感光層中調配有50質量%之(D)成分,成為極薄有機層之厚度最厚(26nm)之結果。另一方面,比較例28中,於第2感光層中不含(D)成分,極薄有機層之厚度為0。由此推測,極薄有機層係源自水溶性交聯劑。又,比較例28中,由於成為熱轉印性評價及密接性評價較差之結果,故而暗示極薄有機層之存在係對轉印薄膜之熱轉印性、密接性帶來好影響之重要之因素。
<針孔數>
SEM觀察
使用裝置:SU-8220(日立)
加速電壓:1kV
觀察倍率:×20k
使用上述SEM剖面觀察樣品,於上述條件下觀察存在於第2硬化層之
每5μm之針孔之數量。本說明書中之所謂針孔,係定義為於第2硬化層中具有未填充金屬微粒子之直徑50nm以上之空隙,且存在第2硬化層之殘膜厚為0~10nm之部位之部分。關於在觀察倍率:×20k下未進行是否符合針孔之定義之判斷之部分,視需要亦併用高倍率下之觀察。SEM觀察係對各等級對上述2個SEM剖面樣品部分進行,求出2個結果之針孔數之平均值。將結果示於表10。進而,針對比較例27中所獲得之觸控面板用硬化膜積層體之剖面SEM觀察圖像,將針孔部之放大觀察圖像示於圖8。
關於實施例104~106及比較例28,觀察寬度每5μm之平均針孔數為1個以下。另一方面,關於比較例27,成為觀察寬度每5μm之平均針孔數為11個之結果。認為其原因在於,比較例27之構成硬化膜積層體之第2感光層(比較例13之組成)中,5質量%水溶液於23℃下之表面張力為44mN/m,製作2層之轉印薄膜時之塗敷性較差。
<3層轉印薄膜之製作(比較例29)>
使用比較例18中所使用之2層轉印薄膜(Y-1)而,於第2感光層上使用棒式塗佈機塗佈將上述W-1之塗佈液利用甲基乙基酮稀釋至1質量%者,並利用80℃之熱風對流式乾燥機乾燥1分鐘而去除溶劑,最後對保護薄膜(厚度12μm聚丙烯薄膜)進行壓接,而製作具有第1感光層、第2感光層、及厚度為約60nm之有機層之3層轉印薄膜(Y-5)(比較例29)。
<3層轉印薄膜之評價(比較例30)>
使用比較例29中所製作之3層轉印薄膜(Y-5)藉由上述方法進行熱轉印性評價、密接性評價、反射率評價、由剖面觀察獲得之各層之膜厚、針孔數測定。將結果示於表10。
關於比較例30,使用3層轉印薄膜,於SEM中之剖面觀察中極薄有機
層之平均膜厚為63nm。又,成為熱轉印性、密接性亦良好之結果,認為其係由有意地形成之有機層所產生之影響。另一方面,比較例30成為反射率較差之結果。
根據以上之結果可知,本發明之2層轉印薄膜之特徵在於熱轉印性、與基材之導體之密接性良好,於使用該2層轉印薄膜之情形時,於觸控面板用硬化膜積層體之導體與第2硬化層之間具有極薄有機層,且可知,該極薄有機層與上述特徵相關。
表中之簡稱之說明
(A1)K-90(聚乙烯吡咯啶酮、東京化成公司製造:商品名Mw360,000)
(A2)聚(甲基乙烯基醚)(東京化成製品)
(A3)SD10(聚丙烯酸酯聚合物、東亞合成公司製造:商品名)
(A4)聚乙二醇4000(東京化成製品)
(A5)SP600(羥乙基纖維素、Daicel Fine Chem公司製造:商品名)
(A6)聚乙烯醇(東京化成製品重複單元n=1750±50)
(A7)甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚合比率:20/80Mw:43,000)
(A8)HL415(聚丙烯酸、日本觸媒公司製造)
(A9)Superflex 500M(胺基甲酸酯分散液、第一工業製藥公司製造:商品名)
(B1)SZR-W(商品名、堺化學工業公司製造:氧化鋯(IV)水分散液平均分散一次粒徑D90:10.8)
(B2)SRD-W(商品名、堺化學工業公司製造:氧化鈦水分散液平均分散一次粒徑D50:4nm)
(B3)SZR-CW(商品名、堺化學工業公司製造:氧化鋯(IV)水分散液平均分散一次粒徑D50:5nm)
(B4)NanoUse OZ-S30M(商品名、日產化學工業公司製造:氧化鋯(IV)甲醇分散液平均分散一次粒徑D50:30nm)
(C1)Irgacure2959(商品名、BASF公司製造)
(C2)2,2',4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基-4',5'-二苯基-1,1'-聯[1H-咪唑]
(C3)OXE-01(商品名、BASF公司製造:肟酯起始劑)
(D1)Artresin X-17N(商品名、根上工業公司製造:2官能丙烯酸胺基甲酸酯)
(D2)MCD-15E(商品名、Sartomer Japan公司製造)
(D3)Blemmer ADE-400A(商品名、日油公司製造)
(D4)NK OLIGO EA-5920(商品名、丙二醇二縮水甘油醚與丙烯酸之反應物、新中村化學工業公司製造)
(D5)NK ESTER A-BPE-20(商品名、新中村化學工業公司製造)
(D6)N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺(MRC Unitec公司製造)
(D7)N-[三(3-丙烯醯胺丙氧基甲基)甲基]丙烯醯胺(商品名、Wako公司製造)
(D8)MX270(商品名、三和化學公司製造)
(D9)TMPT(商品名、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新中村化學工業公司製造)
(D10)Artresin X-1N(商品名、根上工業公司製造:2官能丙烯酸胺基甲酸酯)
(D11)Artresin X-36N(商品名、根上工業公司製造:2官能丙烯酸胺基甲酸酯)
(D12)Duranate WM44-L70G(商品名、Asahi Kasei公司製造:封端異氰酸酯)
(D13)U-15HA(商品名、新中村化學工業公司製造:15官能丙烯酸胺基甲酸酯)
(D14)U-412A(商品名、新中村化學工業公司製造:2官能丙烯酸胺基甲酸酯)
(D15)UA-32P(商品名、新中村化學工業公司製造:9官能丙烯酸胺基甲酸酯)
(D16)UA-340P(商品名、新中村化學工業公司製造:2官能丙烯酸胺基甲酸酯)
(E1)DBE814(商品名、GELEST公司製造)
(E2)LE-605(商品名、共榮社化學公司製造)
(E3)Polyflow WS-314(商品名、共榮社化學公司製造)
(E4)Noigen LF-80X(商品名、第一工業製藥公司製造)
(F1)KBM-5103(商品名、信越化學工業公司製造)
(F2)KBE-403(商品名、信越化學工業公司製造)
(F3)KBM-503(商品名、信越化學工業公司製造)
(F4)KBM-803(商品名、信越化學工業公司製造)
Claims (2)
- 一種觸控面板用硬化膜積層體,其於加速電壓30kV下之剖面之STEM-EDX測定中,於導體上,依序具有:有機層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比未達0.5;第2硬化層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比為0.5以上;及第1硬化層,其(ZrLα+TiKα)/CKα之強度比未達0.5;並且於剖面之SEM觀察中上述有機層之平均膜厚為5nm~50nm,上述第2硬化層之平均膜厚為30nm~200nm,上述第1硬化層之平均膜厚為1μm~15μm,且存在於第2硬化層之每寬度5μm之區域之針孔之平均數為1個以下。
- 一種觸控面板顯示裝置,其具有如請求項1之觸控面板用硬化膜積層體。
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