WO2009113668A1 - タッチパネル用光学部材及びその製造方法 - Google Patents

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WO2009113668A1
WO2009113668A1 PCT/JP2009/054895 JP2009054895W WO2009113668A1 WO 2009113668 A1 WO2009113668 A1 WO 2009113668A1 JP 2009054895 W JP2009054895 W JP 2009054895W WO 2009113668 A1 WO2009113668 A1 WO 2009113668A1
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剛 野尻
健 吉田
郁夫 向
桂子 舟生
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日立化成工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical member for a touch panel and a manufacturing method thereof.
  • the touch panel is an input device that can sense a position touched with a finger or a pen, and in many cases also has a function as a display device. Examples of the use of the touch panel include mobile devices such as a mobile phone and a personal digital assistant (PDA), and an automatic teller machine at a bank.
  • PDA personal digital assistant
  • a method for detecting the position where the touch panel is touched for example, a resistance film method, a capacitance method, and an optical sensor method are known.
  • a resistive film type touch panel is generally a film in which a transparent conductive film is formed on the surface of a glass substrate placed on the screen of a display device, a minute spacer is placed thereon, and a transparent conductive film is further formed thereon. Is pasted.
  • the transparent conductive films are not in contact with each other due to the spacers.
  • the film is deflected by pressure and the transparent conductive films are brought into contact with each other to cause conduction.
  • the touched position is detected based on the resistance change in the conductive portion.
  • the resistive film method can be input with either a finger or a pen, and has the feature that the production cost can be reduced.
  • the transparent conductive film is fragile, deterioration such as peeling occurs due to repeated bending when touched, resulting in low durability such as detection sensitivity, resolution loss, and reduced transmittance.
  • the capacitive touch panel has a structure including a single layer of a transparent conductive film that detects capacitance. By sensing a change in the capacitively coupled electrical signal of the touched portion, the touched position can be detected.
  • the capacitance method is superior in durability and transmittance as compared to the resistance film method. However, it can be operated only with a finger or a special pen having conductivity, and there is a problem that input cannot be performed with a finger wearing a glove or a non-conductive pen (Patent Document 1).
  • an optical sensor having a function of sensing light is mounted on the display device.
  • the presence or absence of touch is detected by the optical sensor as a change in the amount of light received.
  • the display device is a liquid crystal display (LCD)
  • the optical sensor is disposed in a liquid crystal cell, for example.
  • a finger is placed on the touch panel, external light incident on the optical sensor is blocked by the finger, and the amount of light received by the optical sensor changes.
  • the touched position is detected by this change (Patent Document 3).
  • an optical sensor can be arranged in each pixel of the display device, it can be used as an image sensor and has an advantage of providing an image scanner function.
  • the optical sensor type touch panel has many advantages such as durability and multipoint input.
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the object of the present invention is that there are few malfunctions even in an environment where the external light is weak, and input is possible without using a special pen.
  • An object of the present invention is to provide an optical member that makes it possible to obtain a touch panel that allows input even when an image is displayed black in a liquid crystal display device.
  • the present invention relates to an optical member for a touch panel provided with a film-like rubber elastic body having an uneven shape on one side or both sides.
  • the optical member according to the present invention When the optical member according to the present invention is placed inside the screen of the touch panel and a predetermined position on the screen is pressed, the surface having the concavo-convex shape of the optical member is adjacent to the pressed surface. It is reversibly deformed by contact with the member. As a result, when a substance having a refractive index different from that of the optical member (rubber elastic body) is present on the surface having the concavo-convex shape, the state of the reflected light amount on the surface having the concavo-convex shape optically changes. . By detecting this optical change with an optical sensor, the pressed position can be recognized. According to this method, since light emitted from the display device is used, malfunction does not easily occur even in an environment where external light is weak.
  • the backlight member can be used even in the black display state by providing the optical member inside the polarizing plate in the liquid crystal display device.
  • the reflected light can be used effectively.
  • “reversibly deformed” means that the deformation by the load of the mechanical pressure and the restoration by the unloading of the mechanical pressure are reversible, that is, elastic deformation.
  • the maximum height of the uneven shape is preferably 0.01 to 50 ⁇ m. Thereby, the effect by this invention is exhibited notably especially.
  • the optical member according to the present invention may further include an intermediate layer having a refractive index different from that of the rubber elastic body provided on the surface of the rubber elastic body having the concavo-convex shape. This makes it more resistant to environmental changes such as temperature and atmospheric pressure compared to the case where voids are formed without providing an intermediate layer between the surface having an uneven shape and an adjacent member in the touch panel. An excellent touch panel can be obtained.
  • the intermediate layer preferably has adhesiveness.
  • the optical member according to the present invention can be stored in the state of a laminate including, for example, a support film and an optical member provided on the support film.
  • a laminate including, for example, a support film and an optical member provided on the support film.
  • the present invention relates to a method for manufacturing the optical member.
  • the manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a film-like rubber elastic body having a concavo-convex shape transferred from the concavo-convex surface on the concavo-convex surface of the mold, and a step of peeling the rubber elastic body from the mold.
  • the optical member according to the present invention can be efficiently manufactured with good workability.
  • a touch panel that has few malfunctions even in an environment with low external light, can be input without using a special pen, and can be input even when an image is displayed black on a liquid crystal display device. It is possible to obtain.
  • the function of the touch panel is expressed based on the reversible deformation of the rubber elastic body, it is possible to recognize the position with high sensitivity and accuracy, and to obtain an excellent effect in terms of resistance to repeated use. Can do.
  • SYMBOLS 1 Optical member (rubber elastic body), 2 ... Air gap, 4 ... Liquid crystal cell, 20, 21 ... Polarizing plate, 22 ... Phase difference plate, 23 ... Glass substrate, 24 ... Glass substrate, 25 ... Color filter, 30, 31 ... Adhesive layer, 40, 41 ... Transparent electrode, 42, 43 ... Alignment film, 45 ... Liquid crystal layer, 47 ... Spacer, 50 ... Light-shielding film, 51 ... Thin film transistor, 52 ... Photosensor, 54 ... Insulating film, 60 ... Back Light, 100 ... touch panel, S100 ... screen.
  • FIG. 1 is an end view showing an embodiment of a touch panel including an optical member.
  • a touch panel 100 shown in FIG. 1 includes a liquid crystal cell 4, a backlight 60 as a light source provided on one side of the liquid crystal cell 4, an optical member 1 provided on the other side of the liquid crystal cell 4, and a liquid crystal cell. 4 is mainly provided with an optical sensor 52 provided in 4 and a pair of polarizing plates 20 and 21 disposed to face each other with the liquid crystal cell 4 and the optical member 1 interposed therebetween.
  • the liquid crystal cell 4 covers the two glass substrates 23 and 24 arranged opposite to each other, the thin film transistor 51 and the optical sensor 52 provided on the glass substrate 24 on the backlight 60 side, and the thin film transistor 51 and the optical sensor 52.
  • the insulating film 54 includes a transparent electrode 41, an alignment film 43, a liquid crystal layer 45, an alignment film 42, and a transparent electrode 40 stacked on the insulating film 54.
  • a light shielding film 50 is provided between the glass substrate 24, the thin film transistor 51, and the optical sensor 52.
  • a spacer 47 is provided between the alignment film 42 and the alignment film 43.
  • the adhesion layer 31, the optical member 1, the adhesion layer 30, the phase difference plate 22, and the polarizing plate 20 are laminated in this order.
  • the touch panel 100 shown in FIG. 1 is an input device having a function as a liquid crystal display device and a function of detecting a position when a predetermined position on the screen S100 is touched with a finger or the like.
  • the optical member 1 is a film-like rubber elastic body in which one surface 1a has an uneven shape and the other main surface S1 is flat.
  • a phase difference plate 22 having a flat surface is adjacent to the surface 1a side having an uneven shape of the optical member 1.
  • the optical member 1 is disposed in such a direction that a flat surface is positioned on the backlight 60 and the optical sensor 52 side.
  • the surface 1a of the optical member 1 and the surface of the phase difference plate 22 which is another member adjacent to the optical member 1 are partially separated from each other, and are located between the optical member 1 and the phase difference plate 22 at a distant position.
  • a void 2 is formed.
  • the gas in the gap 2 may be air, or may be a stable and harmless gas such as nitrogen, helium and argon. Alternatively, the inside of the gap 2 may be a vacuum.
  • FIG. 2 and 3 are schematic views for explaining the function of the optical member 1.
  • the screen S ⁇ b> 100 of the touch panel 100 when the screen S ⁇ b> 100 of the touch panel 100 is not pressed, a part of the light emitted from the backlight 60 and entering the optical member 1 is reflected and reflected by the surface 1 a of the optical member 1. It becomes light L1. Since the surface 1a has a concavo-convex shape, light is easily reflected or scattered, and the amount of reflected light including scattered light received by the optical sensor 52 provided on the flat surface S1 side is relatively large.
  • the phase difference plate 22 adjacent to the optical member 1 is locally bent toward the optical member 1 side, and the phase difference The plate 22 and the optical member 1 are pressed against each other. If it does so, the convex part in the uneven
  • the amount of reflected light L2 reflected at the interface between the finger F and the screen S100 is generally smaller than the amount of reflected light L1.
  • transmits an optical member becomes large. In this state, the amount of light received by the optical sensor 52 is often smaller than when the optical member 1 is not pressed.
  • the optical member 1 when the optical member 1 is pressed from the surface (main surface) 1a side having an uneven shape, the amount of reflected light of the light incident from the surface S1 on the backlight 60 side changes. By detecting this optical change using an optical sensor provided on the surface S1 side, it is possible to recognize a predetermined position where the touch panel 100 is touched. Further, since the optical member 1 is provided between the polarizing plate 20 on the screen S100 side and the backlight 60, the backlight light and the reflected light thereof can be transmitted even during black display as in white display. It can be used efficiently.
  • the optical sensor 52 is not particularly limited as long as it can detect an optical parameter of reflected light such as the amount of light.
  • Specific examples include semiconductor elements that exhibit a photoelectric effect, such as amorphous silicon and polycrystalline silicon.
  • the rubber elastic body as the optical member 1 has rubber elasticity capable of reversible deformation with respect to mechanical pressure. When the optical member 1 is pressed, the surface 1a having the irregular shape of the rubber elastic body 1 as the optical member 1 is easily and reversibly deformed.
  • the compression elastic modulus of the rubber elastic body 1 is preferably 0.01 to 100 MPa.
  • the compression modulus is less than 0.01 MPa, the surface is deformed even when no mechanical pressure is applied, and reflection and scattering of light incident from the light source tend not to occur.
  • the compression modulus exceeds 100 MPa, the surface 1a is not easily deformed when pressed with a weak pressure, and therefore, it tends to be difficult to convert a change in mechanical pressure into an optical change.
  • the compression modulus is preferably 0.01 to 100 MPa, 0.05 to 90 MPa, 0.1 to 80 MPa, 0.5 to 70 MPa, 1 to 60 MPa, or 1 to 10 MPa.
  • the compression modulus is obtained from the slope of a load-displacement curve measured by a compression test under the following conditions using an ultra micro hardness tester.
  • Sample thickness 100 ⁇ m (compressed in the thickness direction)
  • Temperature 25 ° C
  • Maximum pressure 0.1 mN / ⁇ m 2
  • Indenter Circular flat indenter (diameter: 50 ⁇ m)
  • the irregular shape of the surface 1a of the rubber elastic body 1 may be any shape that can reflect or scatter a part of the incident light.
  • the maximum height of the concavo-convex shape (the maximum value of the height difference between the top of the convex portion and the bottom of the concave portion in a cross section having a predetermined length (for example, 10 mm)) is preferably 0.01 to 50 ⁇ m.
  • the maximum height of the concavo-convex shape is preferably 0.1 to 45 ⁇ m, 0.5 to 40 ⁇ m, 0.7 to 35 ⁇ m, or 1 to 30 ⁇ m.
  • the distance between the vertices of adjacent convex portions is preferably 0.01 to 150 ⁇ m, 0.1 to 100 ⁇ m, 0.5 to 90 ⁇ m, 0.7 to 70 ⁇ m, or 1 to 50 ⁇ m. .
  • the rubber elastic body 1 is preferably made of a highly transparent material.
  • the visible light transmittance of a double-sided flat film having a thickness of 20 ⁇ m formed of the material constituting the rubber elastic body 1 is 70 to 100%, 75 to 98%, 80 to 97%, 83 to 96%. Alternatively, it is preferably 85 to 95%.
  • This visible light transmittance is measured by a method similar to a method for measuring changes in visible light transmittance before and after pressing, which will be described later, using a double-sided flat film formed using the material constituting the rubber elastic body 1. be able to.
  • the absolute value of the difference in refractive index between the rubber elastic body 1 and other members adjacent thereto is preferably 0 to 0.1.
  • the refractive index of the rubber elastic body 1 and the member adjacent thereto is 1.3 or more. It is preferable that These refractive indexes are measured by a known method such as a prism coupling method or a spectroscopic ellipsometry method.
  • the material constituting the rubber elastic body as the optical member 1 is preferably various elastomers.
  • suitable elastomers include natural rubber, synthetic polyisoprene, styrene and butadiene copolymer, butadiene and acrylonitrile copolymer, butadiene and alkyl acrylate copolymer, butyl rubber, bromobutyl rubber, chlorobutyl rubber, neoprene (chloroprene, 2-chloro -1,3-butadiene), olefin rubber (eg, ethylene propylene rubber (EPR), and ethylene propylene genomonomer (EPDM) rubber), nitrile elastomer, polyacrylic elastomer, polysulfide polymer, silicone elastomer, thermoplastic elastomer, heat Plastic copolyester, ethylene acrylic elastomer, vinyl acetate ethylene copolymer, epichlorohydrin, chlor
  • silicone elastomer examples include peroxide vulcanization type silicone rubber, addition reaction type silicone rubber, photoreactive type silicone rubber and photo radical polymerization type silicone rubber.
  • Peroxide vulcanized silicone rubber is prepared by blending an organic peroxide with a silicone raw rubber made of linear highly polymerized polyorganosiloxane and heating it to crosslink the silicone raw rubber to form a rubber elastic body. can get.
  • the addition reaction type silicone rubber is obtained by a method of forming a rubber elastic body by performing cross-linking by addition reaction between polyorganosiloxane having an aliphatic unsaturated hydrocarbon group and polyorganohydrogensiloxane in the presence of a platinum catalyst. It is done.
  • the photoreactive silicone rubber is obtained by a method in which an epoxy group-containing polyorganosiloxane is crosslinked by irradiating light in the presence of a photoacid generator to form a rubber elastic body.
  • the photoradical polymerization reaction type silicone rubber is obtained by a method of forming a rubber elastic body by crosslinking an acryloyl group-containing polyorganosiloxane by light irradiation in the presence of a photopolymerization initiator.
  • the polyorganosiloxane used to form the addition reaction type silicone rubber has two or more monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon groups bonded to silicon atoms in one molecule.
  • the monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon group include a vinyl group, an allyl group, a 1-butenyl group, and a 1-hexenyl group. From the viewpoints of easy synthesis, fluidity of the composition before curing, and good heat resistance of the composition after curing, a vinyl group is most preferable.
  • the monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon group may be present either at the terminal or in the middle of the polyorganosiloxane molecular chain, or may be present in both of them.
  • the polyorganosiloxane preferably has a monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon group at both ends of the molecular chain.
  • organic groups bonded to the silicon atom of the polyorganosiloxane include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl and dodecyl, aryl groups such as phenyl, benzyl, 2- Examples include aralkyl groups such as phenylethyl and 2-phenylpropyl, and substituted hydrocarbon groups such as chloromethyl, chlorophenyl, 2-cyanoethyl and 3,3,3-trifluoropropyl.
  • a methyl group is most preferable from the viewpoint of easy synthesis and excellent balance of properties such as fluidity before crosslinking and compression elastic modulus of the formed rubber elastic body.
  • the polyorganosiloxane may be linear or branched. Further, the degree of polymerization of the polyorganosiloxane is not particularly limited, but the composition before crosslinking has good fluidity and workability, and the composition after crosslinking has an appropriate compression modulus at 25 ° C.
  • the viscosity is preferably 500 to 500,000 MPa ⁇ s, particularly preferably 1000 to 100,000 MPa ⁇ s.
  • the polyorganohydrogensiloxane used for forming the addition reaction type silicone rubber is obtained by adding a hydrosilyl group contained in a molecule to a monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon group in the polyorganosiloxane. Functions as a crosslinking agent for siloxane.
  • the polyorganohydrogensiloxane preferably has at least three hydrogen atoms bonded to silicon atoms. Examples of the organic group bonded to the silicon atom of the siloxane unit include the same organic groups other than the monovalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group in the polyorganosiloxane, and among these, from the viewpoint of easy synthesis The methyl group is most preferred.
  • the siloxane skeleton in the polyorganohydrogensiloxane may be linear, branched or cyclic, or a mixture thereof.
  • the degree of polymerization of the polyorganohydrogensiloxane is not particularly limited, but it is difficult to synthesize a polyorganohydrogensiloxane in which two or more hydrogen atoms are bonded to the same silicon atom. It is preferable to have the above siloxane units.
  • the compounding amount of the polyorganohydrogensiloxane is 0.5 to 0.5 hydrogen atoms bonded to silicon atoms in the polyorganohydrogensiloxane with respect to one monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon group in the polyorganosiloxane.
  • the amount is preferably 5 pieces, preferably 1 to 3 pieces.
  • the addition reaction type silicone rubber contains a platinum compound as a catalyst for accelerating the addition reaction between the monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon group in the polyorganosiloxane and the hydrosilyl group of the polyorganohydrogensiloxane. It is preferable to use it.
  • platinum compounds include chloroplatinic acid, reaction products of chloroplatinic acid and alcohol, platinum-olefin complexes, platinum-vinylsiloxane complexes, and platinum-phosphine complexes.
  • a reaction product of chloroplatinic acid and alcohol and a platinum-vinylsiloxane complex are preferred from the viewpoints of solubility in polyorganosiloxane and polyorganohydrogensiloxane and good catalytic activity.
  • the compounding amount of the platinum-based compound is preferably 1 to 200 ppm by weight, more preferably 1 to 100 ppm by weight, more preferably 2 to 50 ppm by weight in terms of platinum atoms, relative to the polyorganosiloxane. Particularly preferred. If it is less than 1 ppm by weight, the curing rate is insufficient, and the production efficiency of the optical member tends to decrease. If it exceeds 200 ppm by weight, the crosslinking rate becomes excessively fast, so that each component is blended. Workability tends to be impaired.
  • Other members adjacent to the optical member 1 (rubber elastic body) on the surface side having the concavo-convex shape substantially have rubber elasticity from the viewpoint that the concavo-convex shape of the optical member 1 can be effectively deformed by mechanical pressure. It is preferable to be composed of a hard material not shown.
  • the other member adjacent to the optical member 1 is composed of an inorganic material selected from glass and ceramics, or an organic material selected from triacetyl cellulose, polyether sulfone, polyethylene terephthalate, and polyether naphthalate. It is preferable.
  • the difference between the visible light transmittance when the optical member 1 is not pressed and the visible light transmittance when the optical member 1 is pressed is 0.1 to 50. % Is preferred. If this difference is less than 0.1%, it tends to be difficult to detect an optical change when a mechanical pressure is applied by an optical sensor, and if it exceeds 50%, no mechanical pressure is applied. It is necessary to increase the reflection or scattering in the optical member 1 at. If it does so, while it becomes difficult to design uneven
  • the change in visible light transmittance before and after pressing can be measured by the following procedures 1) to 7).
  • Visible light means light in a wavelength range of 380 to 780 nm that is generally visible.
  • 1) A sample in which an optical member is placed on a glass substrate and a disk-shaped glass plate having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm is placed thereon is prepared.
  • the optical member is removed from the state, and the luminance b is measured in the same manner.
  • T1 (a / b) ⁇ 100 (%).
  • T1 (a / b) ⁇ 100 (%).
  • T1 (a / b) ⁇ 100 (%).
  • T1 (a / b) ⁇ 100 (%).
  • 4) A sample similar to the above is prepared, and a load of 5 ⁇ 10 3 Pa is applied between the glass substrate and the disk-shaped glass plate. 5) While applying a load to the sample, irradiate the sample with a light beam in the visible region in the normal direction, and use a color luminance meter to determine the luminance c of the light beam transmitted through the sample in the range of the measurement viewing angle of 1 °. taking measurement. The optical member is removed from this state, and the luminance d is measured by the same method.
  • the difference between the visible light reflectance when the optical member 1 is not pressed and the visible light reflectance when the optical member 1 is pressed is 0.1 to 50. % Is preferred. If this difference is less than 0.1%, it tends to be difficult to detect an optical change when a mechanical pressure is applied by an optical sensor, and if it exceeds 50%, no mechanical pressure is applied. It is necessary to increase the reflection or scattering in the optical member 1 at. If it does so, while it becomes difficult to design uneven
  • the change in visible light reflectance before and after pressing can be measured by the following procedure. 1) A 0.7 mm-thick glass substrate and a disk-shaped glass plate having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm are placed on a white plate such as magnesium oxide, and rays in the visible region are normal to the white plate. The brightness a ′ of the light beam reflected at an angle of 25 ° with respect to the normal direction of the white plate is measured using a spectrocolorimeter or the like. Next, an optical member is placed between the glass substrate and the disk-shaped glass plate, and the brightness b ′ of the reflected light is measured by the same method.
  • the film thickness of the optical member 1 which is a rubber elastic body is preferably 1 to 500 ⁇ m. If the film thickness of the rubber elastic body 1 is less than 1 ⁇ m, it tends to be difficult to produce the rubber elastic body 1 having an uneven shape, and if it exceeds 500 ⁇ m, pressure transmission when pressure is applied to the optical member is weak. Therefore, there is a tendency that the surface shape of the rubber elastic body hardly changes. From the same viewpoint, the thickness of the rubber elastic body 1 is more preferably 5 to 400 ⁇ m, and further preferably 10 to 300 ⁇ m.
  • the optical member 1 preferably has an absolute value of a difference in transmittance between visible light incident on one surface and visible light incident on the opposite surface of 1 to 20%.
  • the absolute value of the transmittance difference is less than 1%, the touch panel tends to reflect outside light and tends to deteriorate the display quality.
  • the absolute value exceeds 20% it is difficult to design the concave-convex shape to realize this.
  • the absolute value of the transmittance difference is preferably 1.5 to 17%, 2 to 15%, 2.5 to 12%, or 3 to 10%.
  • the visible light transmittance is determined by measuring the visible light transmittance from both surfaces of the optical member 1 by the same method as the above-mentioned measurement of “change in visible light transmittance before and after pressing”, and the absolute difference between them is measured. It can be obtained by calculating a value.
  • An intermediate layer having a refractive index different from that of the rubber elastic body 1 may be provided on the surface of the rubber elastic body 1 having an uneven shape.
  • the absolute value ( ⁇ n) of the difference between the refractive index of the rubber elastic body 1 having the uneven surface 1a and the refractive index of the intermediate layer is preferably 0.01 to 1.0.
  • the absolute value of the refractive index difference is less than 0.01, the optical sensor cannot efficiently detect the reflected light from the optical member 1 when the optical member is not pressed. It tends to be difficult to recognize.
  • the absolute value of the refractive index difference exceeds 1.0, it tends to be difficult to select a material having a refractive index necessary to achieve this.
  • the absolute value of the refractive index difference is preferably 0.03 to 0.7, 0.05 to 0.5, 0.07 to 0.3, or 0.1 to 0.2.
  • the refractive index is measured by a known method such as a prism coupling method or a spectroscopic ellipsometry method.
  • the intermediate layer is preferably sticky.
  • the resin used for forming the adhesive intermediate layer is not particularly limited as long as it exhibits adhesiveness to the rubber elastic body 1.
  • an acrylic resin, a cross-linked acrylic resin, an acrylic single resin is used.
  • examples include a monomer, a silicone resin, a fluororesin, and a polyvinyl alcohol resin. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the acrylic resin a copolymer containing an unsaturated monomer exhibiting a low glass transition temperature is preferable.
  • the unsaturated monomer exhibiting a low glass transition temperature include butyl acrylate, butyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and 2-ethylhexyl methacrylate.
  • unsaturated monomers used in the copolymer containing unsaturated monomers exhibiting a low glass transition temperature include, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, acrylic N-propyl acid, n-propyl methacrylate, iso-propyl acrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl acrylate, iso-butyl methacrylate, acrylic acid sec-butyl, sec-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, pentyl acrylate, pentyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, heptyl acrylate, heptyl methacrylate, 2-acrylic acid 2- Ethylhexy
  • the cross-linked acrylic resin is a copolymer containing an unsaturated monomer having a functional group as a copolymer component, such as acrylic acid, methacrylic acid, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylamide, and acrylonitrile. Is crosslinked with a crosslinking agent.
  • cross-linking agent known cross-linking agents such as isocyanate, melamine, and epoxy can be used. Further, as the crosslinking agent, a polyfunctional crosslinking agent such as trifunctional or tetrafunctional is more preferably used in order to form a network structure that gradually spreads in the crosslinked acrylic resin.
  • the weight average molecular weight (value measured by gel permeation chromatography and converted to standard polystyrene) of the acrylic resin and the copolymer used to obtain the cross-linked acrylic resin is the viewpoint of the adhesiveness to the rubber elastic body 1 Therefore, it is preferably 1000 to 300000, more preferably 5000 to 150,000.
  • a monomer having adhesiveness can be used.
  • the monomer include polyethylene glycol diacetate, polypropylene glycol diacetate, urethane monomer, nonylphenyl dixylene acrylate, nonylphenyl dixylene methacrylate, ⁇ -chloro- ⁇ -hydroxypropyl- ⁇ '-acryloyloxyethyl-o -Phthalate, ⁇ -chloro- ⁇ -hydroxypropyl- ⁇ '-methacryloyloxyethyl-o-phthalate, ⁇ -hydroxyethyl- ⁇ '-acryloyloxyethyl-o-phthalate, ⁇ -hydroxyethyl- ⁇ '-methacryloyloxyethyl -O-phthalate, ⁇ -hydroxypropyl- ⁇ '-acryloyloxyethyl-o-phthalate, ⁇ -hydroxypropyl- ⁇ '-me
  • the glass transition temperature (Tg) of the intermediate layer is preferably ⁇ 20 ° C. or lower.
  • Tg glass transition temperature
  • the thickness of the intermediate layer (the thickness of the portion excluding the portion filled in the concave and convex portions) is preferably 1 to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the intermediate layer is less than 1 ⁇ m, there is a tendency to entrap bubbles when laminating the rubber elastic body 1, and when it exceeds 50 ⁇ m, pressure is not easily transmitted when the touch panel is touched. There is a tendency that the surface shape of the rubber elastic body 1 is not easily deformed.
  • the thickness of the intermediate layer is more preferably 2 to 40 ⁇ m, and further preferably 3 to 30 ⁇ m.
  • the optical member 1 may be used in the state of a laminate comprising the support film and the optical member 1 provided on the support film.
  • the support film include films having a thickness of about 5 to 100 ⁇ m made of polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polyethersulfone, and triacetyl cellulose.
  • a resin layer having adhesiveness or adhesiveness may be provided between the support film and the optical member 1.
  • a cover film may be further laminated on the rubber elastic body (optical member 1).
  • the cover film include films made of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, triacetyl cellulose, and the like and having a thickness of about 5 to 100 ⁇ m.
  • a resin layer having adhesiveness or adhesiveness may be provided between the cover film and the rubber elastic body.
  • FIG. 4 is an end view showing an embodiment of a method for manufacturing the optical member 1.
  • the manufacturing method shown in FIG. 4 includes a step of forming a film-like rubber elastic body 1 having a concavo-convex surface 1a transferred from the concavo-convex surface on the concavo-convex surface of the mold 7, and the rubber elastic body 1 as a mold. And a step of peeling from 7.
  • a liquid material containing components constituting the rubber elastic body 1 is applied onto the uneven surface of the mold 7 using a roll 8.
  • the applied liquid material is changed into a solid state by heat or light (FIG. 4B).
  • the rubber elastic body 1 is peeled off from the mold 7 (FIG. 4C).
  • the liquid material 1 for forming a rubber elastic body is applied to a flat substrate, a mold having an uneven surface is pressed there, and the liquid material is changed to a solid state in that state. You can also
  • a rubber elastic body 1 having both concavo-convex shapes is obtained by laminating another mold having a concavo-convex surface on the liquid 7 applied on the mold 7 and changing the liquid into a solid state in that state. You can also.
  • the mold 7 is a film having a large number of fine irregularities formed on the surface.
  • the mold 7 is obtained, for example, by a method in which an original having an uneven surface is pressed against a photosensitive resin composition layer formed on a flat support film, and the photosensitive resin composition layer is photocured in that state. be able to. Moreover, it can also obtain by the method of pressing the flat surface of a film directly on the original
  • the above-mentioned prototype is, for example, a photoresist applied on a glass plate is exposed and developed using a photomask having a predetermined mask pattern, or laser-cutting to form a resist pattern, and a vacuum evaporation method is formed there It can be obtained by forming a metal film such as silver or nickel (conducting treatment) by sputtering or the like, laminating a metal such as copper and nickel by electroforming, and then peeling the metal film from the glass plate. .
  • the uneven shape can be controlled to a random shape, a line shape, a rectangular shape, a prismatic shape, a cylindrical shape, a dot lens shape, a cylindrical lens shape, etc. according to the mask pattern shape or the resist pattern shape.
  • the shape is transferred to the surface of the rubber elastic body 1.
  • the prototype By performing metal plating such as copper or nickel on the conductive metal surface, it is possible to produce a prototype in which a number of fine irregularities are formed on the surface. In this case, a random uneven shape is formed.
  • the prototype can also be produced by a method in which a diamond indenter is pressed against a smooth prototype substrate such as stainless steel. At this time, the diamond indenter is pressed while moving the original substrate in the horizontal direction, or the indenter is pressed while moving the indenter while the original substrate is stationary, so that it is flat, spherical or curved. A large number of concave and convex shapes having a part of can be formed.
  • the shape of the diamond indenter it is possible to control to a random shape, a line shape, a rectangular shape, a prismatic shape, a cylindrical shape, a dot lens shape, a cylindrical lens shape, and the like.
  • the prototype may be a flat plate or a roll having a curved surface.
  • the uneven shape may be arranged randomly, or may be arranged according to a predetermined rule.
  • a known application method can be used. For example, doctor blade coating method, Mayer bar coating method, roll coating method, screen coating method, spinner coating method, ink jet coating method, spray coating method, dip coating method, gravure coating method, curtain coating method, die coating method, etc. .
  • liquid material for forming the rubber elastic body contains a solvent, it can be applied and then dried to remove the solvent.
  • the optical member thus obtained can be stored in a roll or stored.
  • An optical member having an intermediate layer is formed by forming a rubber elastic body on a support film, applying a solution containing components constituting the intermediate layer thereon by the known method, and drying if necessary. It can be obtained by laminating a rubber elastic body on the intermediate layer.
  • the touch panel 100 includes, for example, a step of laminating the optical member 1 on one side of the liquid crystal cell 4, a step of laminating the retardation plate 22 and the polarizing plate 20 on the optical member 1, and the other side of the liquid crystal cell 4. And providing the polarizing plate 21 and the backlight 60 in this order.
  • the optical film 1 is laminated on the liquid crystal cell 4 via the adhesive layer 31 after removing the cover film.
  • the crimping roll may be provided with a heating means so that it can be thermocompression bonded.
  • the heating temperature for thermocompression bonding is preferably 10 to 100 ° C, more preferably 20 to 80 ° C, and even more preferably 30 to 60 ° C.
  • the heating temperature is less than 10 ° C., the adhesion between the optical member 1 and the liquid crystal cell 4 tends to decrease, and when the heating temperature exceeds 100 ° C., the liquid crystal cell 4 tends to deteriorate.
  • the pressure during the thermocompression bonding is preferably 50 to 1 ⁇ 10 5 N / m, more preferably 2.5 ⁇ 10 2 to 5 ⁇ 10 4 N / m in terms of linear pressure, and 5 ⁇ 10 2 to 4 ⁇ . 10 4 N / m is more preferable. If this pressure is less than 50 N / m, the adhesion between the optical member 1 and the liquid crystal cell 4 tends to decrease. If it exceeds 1 ⁇ 10 5 N / m, the liquid crystal cell 4 may be destroyed. Get higher. Can be laminated on top.
  • the retardation film 22 and the polarizing plate 20 can also be laminated on the optical member 1 by the same method as described above. Moreover, the polarizing plate 21 can be laminated
  • the method of mounting the backlight 60 on the liquid crystal cell 4 is not particularly limited, and a known method can be used. Examples include a method in which the liquid crystal cell 4 is incorporated into a housing for constituting a module, or thermocompression bonding is performed with a sealing material.
  • the backlight 60 includes, for example, a light emitting diode, a light guide plate, a reflection plate, and a diffusion plate.
  • both sides of the rubber elastic body may have an uneven shape.
  • the display device combined with the optical member according to the present invention is not limited to the liquid crystal display device as long as it includes a light source and an optical sensor. Examples of other display devices include a plasma display, an organic electroluminescence display, and electronic paper.
  • Example 1 Production of optical member (i) A polyethylene terephthalate film was sandblasted to form an uneven surface, which was used as a mold for forming a rubber elastic body as an optical member. On the concavo-convex surface of the polyethylene terephthalate film, an addition reaction type silicone resin solution (Momentive Performance Materials Japan GK, trade name TSE-3032) was uniformly applied using a comma coater. Thereafter, a solid silicone rubber layer as an optical member (i) having a flat surface on one side and an uneven surface on the other side was formed by heating for 30 minutes using a hot air convection dryer at 100 ° C. .
  • an addition reaction type silicone resin solution Momentive Performance Materials Japan GK, trade name TSE-3032
  • the obtained silicone rubber layer is peeled from the polyethylene terephthalate film, and the maximum height of the concavo-convex shape and the film thickness (thickness of the portion excluding the concavo-convex shape) are measured by a surface shape measuring device manufactured by Kosaka Laboratory. (Surfcoder SE-30D type) was used for measurement. As a result, the maximum height was 3 ⁇ m and the film thickness was 100 ⁇ m.
  • Compression elastic modulus The addition reaction type silicone resin solution used to form the optical member (i) was uniformly applied on the smooth surface of the polyethylene terephthalate film using a comma coater, and then heated with a 100 ° C hot air convection dryer. Heated for 30 minutes to form a solid silicone rubber layer.
  • the obtained silicone rubber layer was peeled from the polyethylene terephthalate film to obtain a silicone rubber layer alone having flat surfaces.
  • the thickness of the obtained silicone rubber layer alone was 100 ⁇ m.
  • the obtained silicone rubber layer alone was laminated on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm to obtain a sample for evaluation of compression modulus.
  • Optical member (i) is laminated on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm using a laminator (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name HLM-3000 type). did. At this time, it laminated
  • the lamination conditions at this time were a roll temperature of 25 ° C., a substrate feed rate of 1 m / min, and a pressure bonding pressure (cylinder pressure) of 4 ⁇ 10 5 Pa. In the following Examples and Comparative Examples, the lamination of the optical member on the glass substrate was performed under the same conditions in principle.
  • a disk-shaped glass plate having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm was placed on the surface of the optical member (i) having an uneven shape.
  • the sample is irradiated with a visible light beam using a LED backlight used in a liquid crystal display device as a light source in the normal direction, and measured using a color luminance meter (BM-5A) manufactured by Topcon Corporation.
  • the luminance a of the light beam that passed through the sample was measured within a viewing angle range of 1 °.
  • a disk-shaped glass plate was placed on the optical member (i) on the glass substrate in the same manner as described above, and a compressive load of 5 ⁇ 10 3 Pa was applied between the glass substrate and the disk-shaped glass plate.
  • the luminance c of the light beam transmitted through the sample in the range of the measurement viewing angle 1 ° was measured.
  • the absolute value ( ⁇ T) of the difference between the obtained visible light transmittances T1 and T2 was 15%. From this result, it was confirmed that the visible light transmittance of the obtained optical member (i) was sufficiently changed by applying a mechanical pressure.
  • the optical member (i) was laminated on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm.
  • the optical member (i) was laminated such that the flat surface of the optical member (i) was in contact with the glass substrate.
  • a disk-shaped glass plate having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm was placed thereon.
  • the sample is irradiated with visible light in the normal direction by the same method as described above, and the brightness b ′ of the reflected light reflected in the direction at an angle of 25 ° with respect to the normal direction of the sample is measured. did.
  • the sample was irradiated with visible light in the normal direction in the same manner as described above, and the normal of the sample
  • the brightness c ′ of the reflected light reflected in a direction at an angle of 25 ° with respect to the direction was measured.
  • the absolute value ( ⁇ R) of the difference between the obtained visible light reflectances R1 and R2 was 30%. From this result, it was confirmed that the visible light reflectance of the obtained optical member (i) was sufficiently changed by applying a mechanical pressure.
  • Visible light transmittance of a double-sided flat film formed of the material constituting the optical member (i) The addition reaction type silicone resin solution used to form the optical member (i) is applied on the flat surface of the polyethylene terephthalate film. And then heated for 30 minutes with a hot air convection dryer at 100 ° C. to form a solid silicone rubber layer.
  • the obtained silicone rubber layer was peeled from the polyethylene terephthalate film to obtain a single silicone rubber layer (thickness 20 ⁇ m) for visible light transmittance evaluation having flat surfaces.
  • This silicone rubber layer alone was laminated on a 0.7 mm thick glass substrate to produce a sample for evaluating visible light transmittance.
  • the sample is irradiated in the normal direction with respect to the sample using a LED backlight as a light source, and the sample is measured with a Topcon Co., Ltd. color luminance meter (BM-5A) within a measurement viewing angle range of 1 °.
  • the luminance A of the light beam that passed through was measured. From this state, only the silicone rubber layer alone was removed, and the luminance B was measured in the same manner.
  • optical member (i) Difference in transmittance of optical member (i) depending on incident direction of visible light
  • the optical member (i) was laminated on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm. At this time, the optical member (i) was laminated such that the flat surface of the optical member (i) was in contact with the glass substrate.
  • the difference ( ⁇ T ′) between the obtained visible light transmittances T′1 and T′2 was 6%. From this result, when the optical member (i) is disposed on the surface of the display device, it was confirmed that the reflection of external light can be suppressed and the display device has a characteristic that provides good display quality.
  • Example 2 Production of optical member (ii) A polyethylene terephthalate film was sandblasted to form an uneven surface, which was used as a mold for forming an optical member. On the uneven surface of the polyethylene terephthalate film, an addition reaction type silicone resin solution (product name TSE-3450, manufactured by Momentive Performance Materials Japan GK) was uniformly applied using a comma coater. Thereafter, by heating for 30 minutes using a hot air convection dryer at 100 ° C., a solid silicone rubber layer having a flat surface on one side and an uneven surface on the other side was formed as the optical member (ii). When the maximum height and film thickness of the surface of the obtained optical member (ii) having an uneven shape were measured in the same manner as in Example 1, the maximum height was 6 ⁇ m and the film thickness was 100 ⁇ m.
  • Compression elastic modulus The addition reaction type silicone resin solution used for forming the optical member (ii) was uniformly applied on the smooth surface of the polyethylene terephthalate film using a comma coater, and then heated with a 100 ° C hot air convection dryer. Heated for 30 minutes to form a solid silicone rubber layer. The compression elastic modulus of the formed silicone rubber layer was measured in the same manner as in the case of the optical member (i), and was 5 MPa. From this result, it was confirmed that the optical member (ii) has rubber elasticity that allows reversible deformation and restoration of the surface.
  • Visible light transmittance of a double-sided flat film formed from the material constituting the optical member (ii) The addition-reactive silicone resin solution used to form the optical member (ii) is separated on the smooth surface of the polyethylene terephthalate film. It was uniformly coated using a coater and heated for 30 minutes with a 100 ° C. hot air convection dryer to form a solid silicone rubber layer.
  • the obtained silicone rubber layer was peeled from the polyethylene terephthalate film to obtain a single silicone rubber layer (thickness 20 ⁇ m) for visible light transmittance evaluation having flat surfaces.
  • This silicone rubber layer alone was laminated on a 0.7 mm thick glass substrate to produce a sample for evaluating visible light transmittance. Visible light rays in the visible region using an LED backlight used in a liquid crystal display device as a light source are irradiated in the normal direction to the sample, and using a Topcon Co., Ltd. color luminance meter (BM-5A), measurement viewing angle The luminance A of the light beam transmitted through the sample in the range of 1 ° was measured. From this state, only the silicone rubber layer alone was removed, and the luminance B was measured in the same manner.
  • BM-5A color luminance meter
  • Example 3 Production of Optical Member (iii) A photosensitive resin having the following composition was dissolved in propylene glycol monoethyl ether acetate to prepare a photosensitive resin solution.
  • This photosensitive resin solution was uniformly applied on a 50 ⁇ m thick polyethylene terephthalate film using a comma coater. Thereafter, it was dried for 5 minutes with a hot air convection dryer at 100 ° C. to form a photosensitive layer made of a photosensitive resin.
  • the photosensitive resin was irradiated with ultraviolet rays at an exposure amount of 5 ⁇ 10 3 J / m 2 (measured value at i-line (wavelength 365 nm)). Photocured. Thereafter, the roll master was separated, and irregular irregular shapes were formed on the surface of the photosensitive layer.
  • the photosensitive layer having the uneven surface was used as a mold for forming the optical member (iii).
  • the addition reaction type silicone resin solution (Momentive Performance Materials Japan G.K., trade name TSE-3032) was uniformly coated on the uneven surface of the photosensitive layer using a comma coater. Then, it heated for 30 minutes with a 100 degreeC hot-air convection dryer, and formed the solid silicone rubber layer which one side is flat and the opposite surface has uneven
  • the maximum height and film thickness (thickness of the portion excluding the uneven surface) of the uneven surface of the obtained optical member (iii) were measured in the same manner as in Example 1, the maximum height was 5 ⁇ m, and the film thickness was It was 100 ⁇ m.
  • the compression elastic modulus of the optical member (iii) The addition reaction type silicone resin solution used for forming the optical member (iii) was uniformly applied on the smooth surface of the polyethylene terephthalate film using a comma coater, The solid silicone rubber layer was formed by heating for 30 minutes in a hot air convection dryer. When the compression elastic modulus of the formed silicone rubber layer was measured in the same manner as in the case of the optical member (i), it was 3 MPa. From this result, it was confirmed that the optical member (iii) has rubber elasticity that allows reversible deformation and restoration of the surface shape.
  • Visible light transmittance of the double-sided flat film formed from the material constituting the optical member (iii) Add the addition reaction type silicone resin solution used to form the optical part (iii) on the smooth surface of the polyethylene terephthalate film It applied uniformly using the comma coater, and it heated for 30 minutes with a 100 degreeC hot-air convection-type dryer, and formed the solid silicone rubber layer.
  • the obtained silicone rubber layer was peeled from the polyethylene terephthalate film to obtain a single silicone rubber layer (thickness 20 ⁇ m) for visible light transmittance evaluation having flat surfaces.
  • the silicone rubber layer alone was laminated on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm using the same apparatus and conditions as described above to prepare a sample for evaluating visible light transmittance. Visible light rays in the visible region using an LED backlight used in a liquid crystal display device as a light source are irradiated in the normal direction to the sample, and using a Topcon Co., Ltd. color luminance meter (BM-5A), measurement viewing angle The luminance A of the light beam transmitted through the sample in the range of 1 ° was measured.
  • BM-5A color luminance meter
  • Example 4 Production of Optical Member (iv) A resin solution was prepared by dissolving a tacky resin having the following composition in propylene glycol monoethyl ether acetate. This resin solution was uniformly applied on a flat surface of a triacetyl cellulose film with a comma coater and dried for 5 minutes with a hot air convection dryer at 100 ° C. to form an intermediate layer which is an adhesive resin layer.
  • a silicone rubber layer similar to the optical member (i) obtained in the same manner as in Example 1 was obtained.
  • the intermediate layer was laminated on the surface of the silicone rubber layer having an uneven shape to obtain an optical member (iv) composed of the silicone rubber layer and the intermediate layer.
  • the addition reaction type silicone resin solution used to form the silicone rubber layer was diluted with methyl ethyl ketone and uniformly applied onto a silicon wafer using a spin coater. Subsequently, it heated for 30 minutes with a 100 degreeC hot-air convection-type dryer, and formed the silicone rubber layer (2 micrometers in thickness).
  • the above-mentioned adhesive resin used for forming the intermediate layer was dissolved in methyl ethyl ketone and uniformly coated on a silicon wafer using a spin coater. Subsequently, it heated for 30 minutes with a 100 degreeC hot-air convection-type dryer, and formed the resin layer (2 micrometers in thickness) which has adhesiveness.
  • the difference ( ⁇ n) between the refractive index n1 of the silicone rubber constituting the silicone rubber layer and the refractive index n2 of the adhesive resin constituting the intermediate layer was 0.15. From this result, the optical member (vi) has a function of reflecting or scattering the incident visible light in a state where no mechanical pressure is applied, and the visible light transmittance is sufficient by applying the mechanical pressure. It was confirmed that
  • Comparative Example 1 Preparation of optical member for comparison On a polyethylene terephthalate film having a flat film thickness of 100 ⁇ m on both sides, a photosensitive resin solution prepared by dissolving a photosensitive resin having the following composition in propylene glycol monoethyl ether acetate was uniformly applied with a comma coater. A photosensitive layer was formed by drying for 5 minutes in a hot air convection dryer at 100 ° C.
  • composition of photosensitive resin 55% by weight of methacrylic acid / benzyl methacrylate / methyl methacrylate copolymer resin Dipentaerythritol hexaacrylate 40% by weight Benzophenone 4.7% by weight N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone 0.3% by weight
  • the photosensitive layer was irradiated with ultraviolet rays at an exposure amount of 5 ⁇ 10 3 J / m 2 (measured value at i-line (wavelength 365 nm)), An acrylic resin film having flat surfaces was formed as a comparative optical member. It was 50 micrometers when the thickness of this optical member was measured using the surface shape measuring apparatus (Surfcoder SE-30D type
  • the photosensitive resin solution used to form the optical member for comparison was uniformly applied on a flat surface of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 ⁇ m using a comma coater, and hot air convection drying at 100 ° C.
  • a photosensitive layer was formed by drying for 5 minutes on a machine. Thereafter, using a parallel light exposure machine (EXM1201 manufactured by Oak Seisakusho Co., Ltd.), with an exposure amount of 5 ⁇ 10 3 J / m 2 (measured value at i-line (wavelength 365 nm)), the polyethylene terephthalate film side and photosensitive Each was irradiated with ultraviolet rays from the side of the functional resin composition layer.
  • a photosensitive layer for evaluation of compression modulus having a film thickness of 100 ⁇ m formed from the same material as that of the comparative optical member was formed.
  • the compression elastic modulus was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was 70 GPa. Further, this photosensitive layer was plastically deformed when greatly distorted, and had substantially no rubber elasticity.
  • Table 1 summarizes the structure and evaluation results of the optical member produced above.
  • a retardation plate and a polarizing plate were sequentially laminated on the optical member (i) laminated on the evaluation liquid crystal cell by the same lamination method as described above. Moreover, the polarizing plate was laminated
  • This liquid crystal module was connected to a drive circuit and driven by a program that developed a touch panel function.
  • the liquid crystal screen is touched from the optical member (i) side using a non-conductive pen in a dark place, the position touched by the pen is recognized by the optical sensor, and the image as programmed is not malfunctioned. was gotten. From this result, it was confirmed that the touch panel function operates without problems by mounting the optical member (i). Moreover, reflection of external light was suppressed and display quality was good.
  • Comparative Example 2 A liquid crystal module for touch panel function evaluation was produced in the same manner as in Example 7 except that the comparative optical member obtained in Comparative Example 1 was used in place of the optical member (i).
  • the obtained liquid crystal module was connected to a drive circuit, driven by a program for developing a touch panel function, and a liquid crystal screen was touched using a non-conductive pen in a dark place.
  • the position touched with the pen was not recognized, and no change was observed in the image. That is, the liquid crystal module cannot be operated normally as a touch panel.

Abstract

本発明のタッチパネル用光学部材は、片面又は両面が凹凸形状を有するフィルム状のゴム弾性体1を備える。本発明のタッチパネル用光学部材によれば、外光が弱い環境下でも誤動作が少なく、特殊なペンを使用せずとも入力が可能であり、さらには液晶表示装置において画像を黒表示した場合でも入力が可能なタッチパネルを得ることができる。

Description

タッチパネル用光学部材及びその製造方法
 本発明は、タッチパネル用光学部材及びその製造方法に関する。
 表示装置の多機能化にともない、タッチパネルに代表される入力装置が近年広く用いられている。タッチパネルは、指またはペンなどでタッチした位置を感知することのできる入力装置であり、多くの場合、表示装置としての機能も有している。タッチパネルの用途としては、例えば携帯電話や携帯情報端末機(PDA)などのモバイル機器、銀行の現金自動預入支払機が挙げられる。
 タッチパネルがタッチされた位置を検出する方式といては、例えば、抵抗膜方式、静電容量方式、光センサー方式が知られている。
 抵抗膜方式タッチパネルは、一般に、表示装置の画面上に配置されたガラス基板表面に透明導電膜が形成され、その上に微小なスペーサーを配置し、さらにその上に透明導電膜が形成されたフィルムを貼り付けた構造を有している。フィルム面がタッチされていないときは透明導電膜同士はスペーサーによって非接触の状態にあるが、フィルム面をタッチすることによってフィルムが圧力でたわんで透明導電膜同士が接触し、導通を生じる。この導通部分における抵抗変化に基づいて、タッチされた位置が検出される。抵抗膜方式は、指でもペンでも入力が可能であり、生産コストを安くすることができるなどの特長を持つ。その反面、透明導電膜が脆いため、タッチしたときの屈曲を繰り返すことによって剥がれなどの劣化が生じ、検出の感度、分解能損失、透過率低下を引き起こすなど耐久性が低く、また一般的に透過率が低いなどの問題を有している(特許文献1及び2)。
 静電容量方式タッチパネルは、電気容量を検出する1層の透明導電膜を含む構造を有している。タッチされた部分の容量結合電気信号の変化を感知することによって、タッチされた位置を検出することができる。静電容量方式は、抵抗膜方式に比べて耐久性及び透過率に優れている。しかしながら、指または導電性を有する特殊なペンでのみ操作可能であり、手袋を装着した指や非導電性のペンでは入力ができないなどの問題がある(特許文献1)。
 光センサー方式では、光を感知する機能を有する光センサーが表示装置に実装される。タッチの有無を光センサーが受光量の変化として検出する。表示装置が液晶ディスプレイ(LCD)である場合、光センサーは例えば液晶セル内に配置される。タッチパネル上に指を置くと、光センサーに入射する外光が指によって遮光され、光センサーの受光量が変化する。この変化によってタッチした位置が検出される(特許文献3)。光センサー方式では、表示装置の各画素に光センサーを配置することも可能であるため、イメージセンサーとしても利用することができ、イメージスキャナーの機能を付与できる利点がある。また、抵抗膜方式や静電容量方式では困難な多点入力が可能であることから、様々なアプリケーションへの応用が期待できる。光センサー方式に関して、光源を有するライトペンを入力手段として利用する方法も提案されている。
 また、液晶ディスプレイなどの表示装置の場合、光センサーが検出する光源としてバックライトの反射光を利用する方法も提案されている。この方法では、画面上に置かれた指とタッチパネル面との界面でバックライト光が反射し、その反射光を光センサーが感知することによりタッチした部分の位置が認識される。
特表2005-530996号公報 特表2007-522586号公報 特開昭61-3232号公報 特開平2-211421号公報 特開平4-222918号公報
 上記のように、光センサー方式のタッチパネルは、耐久性、多点入力など多くの有利な点を有している。
 しかしながら、光センサー方式のタッチパネルは、外光の受光量が不十分な環境、例えば薄暗い環境においては、タッチパネル上に指を置いても光センサーが受光量の変化を検出することが困難となり、位置認識の誤動作を起こしやすいという問題を有している。ライトペンを利用すればこの問題は解消され得るが、入力のために特殊なライトペンが必要となり、利便性に欠ける。バックライト光の反射光を利用する方法も外光不足の対策としてある程度有効と考えられるが、この方法では液晶表示装置を黒表示したときにタッチパネル上に指を置いてもバックライト光を反射させることができず、タッチした部分の位置の検出ができない。
 本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外光が弱い環境下でも誤動作が少なく、特殊なペンを使用せずとも入力が可能であり、さらには液晶表示装置において画像を黒表示した場合でも入力が可能なタッチパネルを得ることを可能にする光学部材を提供することにある。
 本発明は、片面又は両面が凹凸形状を有するフィルム状のゴム弾性体を備える、タッチパネル用光学部材に関する。
 上記本発明に係る光学部材を、タッチパネルの画面の内側に配置し、画面の所定の位置を押圧すると、押圧された面のたわみにともなって、光学部材の凹凸形状を有する表面が、隣接する他の部材との接触により可逆的に変形する。その結果、光学部材(ゴム弾性体)と屈折率が異なる物質が凹凸形状を有する表面上に存在する場合には、の凹凸形状を有する表面における反射光の光量等の状態が光学的に変化する。この光学的変化を光センサーで検知することにより、押圧された位置を認識することができる。この方式によれば、表示装置から発せられた光を利用するため、外光が弱い環境下でも誤動作を生じにくい。また、ライトペンや導電性を有するペンなどの特殊な入力手段を必要とすることもない。さらには、光学部材の凹凸形状を有する表面で反射する反射光を利用することから、液晶表示装置において偏光板の内側に光学部材を設けることにより、黒表示の状態であってもバックライト光及びその反射光を有効に利用することができる。なお、「可逆的に変形する」とは、力学的圧力の負荷による変形と力学的圧力の除荷による復元とが可逆的に可能であること、すなわち弾性変形することを意味する。
 上記凹凸形状の最大高さは0.01~50μmであることが好ましい。これにより本発明による効果が特に顕著に発揮される。
 本発明に係る光学部材は、ゴム弾性体の凹凸形状を有する表面上に設けられた、ゴム弾性体とは屈折率の異なる中間層を更に備えていてもよい。これにより、タッチパネル内において、凹凸形状を有する表面と、隣接する部材との間に中間層が設けられることなく空隙が形成されている場合と比較して、温度、気圧などの環境変化に対する耐性に優れたタッチパネルを得ることが可能になる。中間層は粘着性を有することが好ましい。
 本発明に係る光学部材は、例えば、支持体フィルムと、該支持体フィルム上に設けられた光学部材とを具備する積層体の状態で保管することができる。この積層体を用いることにより良好な作業性で光学部材を取り扱うことができ、低コスト化に寄与し得る。
 別の側面において、本発明は、上記光学部材の製造方法に関する。本発明に係る製造方法は、型の凹凸表面上に、該凹凸表面から転写された凹凸形状を有する表面を有するフィルム状のゴム弾性体を形成する工程と、ゴム弾性体を型から剥離する工程とを備える。この製造方法によれば、本発明に係る光学部材を、良好な作業性で効率的に製造することが可能である。
 本発明によれば、外光が弱い環境下でも誤動作が少なく、特殊なペンを使用せずとも入力が可能であり、さらには液晶表示装置において画像を黒表示した場合でも入力が可能なタッチパネルを得ることが可能である。また、ゴム弾性体の可逆的な変形に基づいてタッチパネルの機能を発現することから、高い感度及び精度での位置の認識が可能であり、繰り返しの使用に対する耐性の点でも優れた効果を得ることができる。
光学部材を実装したタッチパネルの一実施形態を示す端面図である。 光学部材の機能を説明するための端面図である。 光学部材の機能を説明するための端面図である。 光学部材の製造方法の一実施形態を示す端面図である。
符号の説明
 1…光学部材(ゴム弾性体)、2…空隙、4…液晶セル、20,21…偏光板、22…位相差板、23…ガラス基板、24…ガラス基板、25…カラーフィルター、30,31…粘着層、40,41…透明電極、42,43…配向膜、45…液晶層、47…スペーサー、50…遮光膜、51…薄膜トランジスター、52…光センサー、54…絶縁膜、60…バックライト、100…タッチパネル、S100…画面。
 以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
 図1は、光学部材を備えるタッチパネルの一実施形態を示す端面図である。図1に示すタッチパネル100は、液晶セル4と、液晶セル4の一方面側に設けられた光源としてのバックライト60と、液晶セル4の他方面側に設けられた光学部材1と、液晶セル4内に設けられた光センサー52と、液晶セル4及び光学部材1を挟んで対向配置された一対の偏光板20,21とを主として備える。
 液晶セル4は、対向配置された2枚のガラス基板23,24と、バックライト60側のガラス基板24上に設けられた薄膜トランジスター51及び光センサー52と、薄膜トランジスター51及び光センサー52を覆う絶縁膜54と、絶縁膜54上に積層された透明電極41、配向膜43、液晶層45、配向膜42及び透明電極40とを含む。ガラス基板24と薄膜トランジスター51及び光センサー52との間には遮光膜50が設けられている。配向膜42と配向膜43との間にはスペーサ47が設けられている。ガラス基板23上には、粘着層31、光学部材1、粘着層30、位相差板22及び偏光板20がこの順で積層されている。
 図1に示すタッチパネル100は、液晶表示装置としての機能とともに、画面S100の所定の位置が指等でタッチされたときにその位置を検出する機能も有する入力装置である。
 光学部材1は、一方の表面1aが凹凸形状を有し、他方の主面S1が平坦なフィルム状のゴム弾性体である。光学部材1の凹凸形状を有する表面1a側には、平坦な表面を有する位相差板22が隣接している。光学部材1は、平坦な面がバックライト60及び光センサー52側に位置する向きで配置されている。
 光学部材1の表面1aと、光学部材1に隣接する他の部材である位相差板22の表面とは互いに部分的に離れており、離れた位置において光学部材1と位相差板22の間に空隙2が形成されている。空隙2内の気体は空気であってもよいし、窒素、ヘリウム及びアルゴンのような安定で無害な気体であってもよい。あるいは、空隙2内が真空であってもよい。
 図2、3は、光学部材1の機能を説明するための模式図である。図2に示すように、タッチパネル100の画面S100が押圧されていないとき、バックライト60から発せられて光学部材1内に進入した光の一部は、光学部材1の表面1aにおいて反射して反射光L1となる。表面1aは凹凸形状を有していることから光が反射又は散乱し易く、平坦な表面S1側に設けられた光センサー52が受光する、散乱光を含む反射光の光量は比較的大きい。
 図3に示すように、タッチパネル100の画面S100の所定の位置が指Fによってタッチされたとき、光学部材1に隣接する位相差板22が光学部材1側に向けて局所的にたわみ、位相差板22及び光学部材1が互いに押し付けられる。そうすると表面1aの凹凸形状における凸部が位相差板22との接触により押しつぶされて、表面1aが可逆的に変形する。その結果、光学部材1の表面1aが、押圧された位置において位相差板22の平坦な表面に沿うほぼ平坦な形状に変化する。表面1aが平坦になると、そこで反射又は散乱する光が減少し、光学部材1内に進入した光は主として指Fと画面S100との界面で反射するようになる。指Fと画面S100との界面で反射した反射光L2の光量は、一般に反射光L1の光量よりも小さい。また、光学部材を透過する光の光量又は輝度が大きくなる。この状態で光センサー52が受光する光量は、光学部材1が押圧されていないときと比較すると小さくなる場合が多い。
 このように、光学部材1が凹凸形状を有する表面(主面)1a側から押圧されたときに、バックライト60側の表面S1から入射した光の反射光の光量等が変化する。この光学的な変化を表面S1側に設けられた光センサーを用いて検知することにより、タッチパネル100がタッチされた所定の位置を認識することが可能である。また、光学部材1が画面S100側の偏光板20とバックライト60との間に設けられていることから、黒表示のときでも白表示等のときと同様にバックライトの光及びその反射光を効率的に利用することができる。
 光センサー52としては、光量等の反射光の光学的なパラメータを検知可能なものであれば、特に制限なく用いられる。具体的には、アモルファスシリコン、多結晶シリコンなど、光電効果を発現する半導体素子が挙げられる。
 光学部材1としてのゴム弾性体は、力学的圧力に対して可逆的な変形が可能なゴム弾性を有する。光学部材1が押圧されたときに、光学部材1としてのゴム弾性体1の凹凸形状を有する表面1aが容易に可逆的に変形する。
 タッチパネルの耐久性、操作性、誤動作防止等の観点から、ゴム弾性体1の圧縮弾性率は好ましくは0.01~100MPaである。圧縮弾性率が0.01MPa未満であると、力学的圧力を加えない状態でも表面が変形して、光源から入射した光の反射及び散乱が生じにくくなる傾向がある。圧縮弾性率が100MPaを超えると、弱い圧力で押圧されたときに表面1aが変形しにくくなるために、力学的圧力の変化を光学的変化に変換することが困難になる傾向がある。同様の観点から、圧縮弾性率は0.01~100MPa、0.05~90MPa、0.1~80MPa、0.5~70MPa、1~60MPa又は1~10MPaであることが好ましい。
 圧縮弾性率は、超微小硬度計を用いて下記条件の圧縮試験により測定される荷重-変位曲線の傾きから求められる。
試料膜厚:100μm(厚さ方向に圧縮)
温度:25℃
最大加圧:0.1mN/μm
測定時間:20秒
圧子:円形平面圧子(直径φ50μm)
 ゴム弾性体1の表面1aの凹凸形状は、入射した光の一部を反射又は散乱させることができる形状であればよい。凹凸形状の最大高さ(所定の長さ(例えば10mm)の断面における、凸部の頂点と凹部の底との高低差の最大値)は0.01~50μmであることが好ましい。これにより、バックライト60から入射した光を特に効率的に反射し、光センサー52で有効に検出できる。また、タッチパネル100をタッチした位置をさらに感度よく認識できる。同様の観点から、凹凸形状の最大高さは0.1~45μm、0.5~40μm、0.7~35μm又は1~30μmであることが好ましい。また、同様の観点から、隣り合う凸部の頂点間の距離は、0.01~150μm、0.1~100μm、0.5~90μm、0.7~70μm又は1~50μmであることが好ましい。
 押圧による力学的圧力変化から変換された光学的変化を効率的に検出でき、かつ良好な表示品質を維持できるという観点から、ゴム弾性体1は透明性の高い材料から構成されることが好ましい。具体的には、ゴム弾性体1を構成する材料により形成された厚さ20μmの両面平坦膜の可視光線透過率が、70~100%、75~98%、80~97%、83~96%又は85~95%であることが好ましい。この可視光線透過率は、ゴム弾性体1を構成する材料を用いて形成した両面平坦膜を用いて、後述する、押圧前後での可視光線透過率の変化の測定方法と同様の方法により測定することができる。
 表面1aの変形前後の光量変化を効果的に発現させる観点から、ゴム弾性体1とこれに隣接する他の部材の屈折率差の絶対値は、0~0.1であることが好ましい。同様の観点から、本実施形態のように光学部材1とこれに隣接する部材の間に空隙2が形成されている場合、ゴム弾性体1及びこれに隣接する部材の屈折率は1.3以上であることが好ましい。これらの屈折率は、プリズムカップリング法、分光エリプソメトリー法など公知の方法で測定される。
 光学部材1としてのゴム弾性体を構成する材料は、好ましくは各種のエラストマーである。好適なエラストマーの具体例としては、天然ゴム、合成ポリイソプレン、スチレンとブタジェンのコポリマー、ブタジェンとアクリロニトリルのコポリマー、ブタジェンとアルキルアクリレートのコポリマー、ブチルゴム、ブロモブチルゴム、クロロブチルゴム、ネオブレン(クロロプレン、2-クロロ-1,3-ブタジェン)、オレフィン系ゴム(例えばエチレンプロピレンゴム(EPR)、およびエチレンプロピレンジェノモノマー(EPDM)ゴム)、ニトリルエラストマー、ポリアクリル系エラストマー、ポリスルフィドポリマー、シリコーンエラストマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑性コポリエステル、エチレンアクリル系エラストマー、酢酸ビニルエチレンコポリマー、エピクロルヒドリン、塩素化ポリエチレン、化学的に架橋したポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、フルオロカーボンゴム、フルオロシリコーンゴムが挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。これらゴム弾性を有する具体的材料の中で、シリコーンエラストマーは、前述した凹凸形状の成形性に優れるという観点から、特に好ましい。
 シリコーンエラストマーとしては、例えば、過酸化物加硫型シリコーンゴム、付加反応型シリコーンゴム、光反応型シリコーンゴム及び光ラジカル重合反応型シリコーンゴムがある。過酸化物加硫型シリコーンゴムは、直鎖状の高重合ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン生ゴムに有機過酸化物を配合し、加熱することによりシリコーン生ゴムを架橋してゴム弾性体を形成する方法により得られる。付加反応型シリコーンゴムは、脂肪族不飽和炭化水素基を有するポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンの間の付加反応による架橋を白金触媒の存在下で行ってゴム弾性体を形成する方法により得られる。光反応型シリコーンゴムは、エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを光酸発生剤の存在下で光照射することにより架橋してゴム弾性体を形成する方法により得られる。光ラジカル重合反応型シリコーンゴムは、アクリロイル基含有ポリオルガノシロキサンを光重合開始剤存在下で光照射することにより架橋してゴム弾性体を形成する方法により得られる。
 付加反応型シリコーンゴムを形成するために用いられるポリオルガノシロキサンは、ケイ素原子に結合した1価の脂肪族不飽和炭化水素基を1分子中に2個以上有する。1価の脂肪族不飽和炭化水素基としては、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基及び1-ヘキセニル基が例示される。合成が容易で、また硬化前の組成物の流動性や、硬化後の組成物の耐熱性が良好であるという観点から、ビニル基が最も好ましい。さらに、1価の脂肪族不飽和炭化水素基は、ポリオルガノシロキサン分子鎖の末端または途中のいずれに存在してもよく、その双方に存在してもよい。ただし、架橋後の組成物に優れた機械的性質を与えるためには、ポリオルガノシロキサンは、少なくとも分子鎖の両末端に1価の脂肪族不飽和炭化水素基を有していることが好ましい。
 また、ポリオルガノシロキサンのケイ素原子に結合する他の有機基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル及びドデシルなどのアルキル基、フェニルなどのアリール基、ベンジル、2-フェニルエチル及び2-フェニルプロピルなどのアラルキル基、クロロメチル、クロロフェニル、2-シアノエチル及び3,3,3-トリフルオロプロピルなどの置換炭化水素基が挙げられる。これらのうち、合成が容易であって、架橋前の流動性や形成されるゴム弾性体の圧縮弾性率などの特性のバランスが優れているという観点から、メチル基が最も好ましい。
 ポリオルガノシロキサンは、直鎖状でも分岐状であってもよい。また、ポリオルガノシロキサンの重合度はとくに限定されないが、架橋前の組成物が良好な流動性および作業性を有し、架橋後の組成物が適度の圧縮弾性率を有するには、25℃における粘度が500~500000MPa・sであることが好ましく、1000~100000MPa・sであることが特に好ましい。
 付加反応型シリコーンゴムを形成するために用いられるポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、分子中に含まれるヒドロシリル基がポリオルガノシロキサン中の1価の脂肪族不飽和炭化水素基に付加することにより、ポリオルガノシロキサンの架橋剤として機能する。網目構造を効率的に形成するために、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも3個有していることが好ましい。シロキサン単位のケイ素原子に結合した有機基としては、上記ポリオルガノシロキサンにおける1価の不飽和脂肪族炭化水素基以外の有機基と同様のものが挙げられ、それらの中でも、合成が容易な点から、メチル基が最も好ましい。また、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンにおけるシロキサン骨格は、直鎖状、分岐状および環状のいずれであってもよく、またこれらの混合物を用いてもよい。ポリオルガノハイドロジェンシロキサンの重合度は特に限定されないが、同一のケイ素原子に2個以上の水素原子が結合したポリオルガノハイドロジェンシロキサンは合成が困難であることから、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンは3個以上のシロキサン単位を有することが好ましい。
 ポリオルガノハイドロジェンシロキサンの配合量は、ポリオルガノシロキサン中の1価の脂肪族不飽和炭化水素基1個に対して、ポリオルガノハイドロジェンシロキサン中のケイ素原子に結合した水素原子が0.5~5個、好ましくは1~3個となるような量であることが好ましい。この水素原子の存在比が0.5未満であると、架橋が不完全になる傾向があり、存在比が5を越えるような量の場合は、架橋の際に発泡が起こりやすく、表面状態が低下する傾向がある。
 付加反応型シリコーンゴムには、ポリオルガノシロキサン中の1価の脂肪族不飽和炭化水素基とポリオルガノハイドロジェンシロキサンのヒドロシリル基との間の付加反応を促進させるための触媒として、白金系化合物を用いることが好ましい。白金系化合物としては、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコールの反応生成物、白金-オレフィン錯体、白金-ビニルシロキサン錯体、及び白金-ホスフィン錯体が例示される。ポリオルガノシロキサン及びポリオルガノハイドロジェンシロキサンへの溶解性や、触媒活性が良好な点から、塩化白金酸とアルコールの反応生成物および白金-ビニルシロキサン錯体が好ましい。白金系化合物の配合量は、ポリオルガノシロキサンに対し、白金原子換算で1~200重量ppmであることが好ましく、1~100重量ppmであることがさらに好ましく、2~50重量ppmであることが特に好ましい。1重量ppm未満の場合には、硬化速度が不十分で、光学部材の製造効率が低下する傾向があり、200重量ppmを越えると、架橋速度が過度に早まるために各成分を配合した後の作業性が損なわれる傾向がある。
 凹凸形状を有する面側で光学部材1(ゴム弾性体)と隣接する他の部材は、光学部材1の凹凸形状を力学的圧力によって効果的に変形させられるという観点から、ゴム弾性を実質的に示さない硬質な材料から構成されることが好ましい。具体的には、光学部材1に隣接する他の部材は、ガラス及びセラミックスから選ばれる無機材料、または、トリアセチルセルロース、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレンテレフタレート及びポリエーテルナフタレートから選ばれる有機材料から構成されることが好ましい。
 光学部材1が押圧されていないときの可視光線透過率と、光学部材1が押圧されたときの可視光線透過率との差(押圧前後での可視光線透過率の変化)は0.1~50%であることが好ましい。この差が0.1%未満では、力学的圧力が加えられたときの光学的変化を光センサーで検出すことが困難になる傾向があり、50%を超えると、力学的圧力を加えない状態での光学部材1における反射または散乱を強くする必要がある。そうすると凹凸形状を設計しにくくなるとともに、表示装置としての表示品質が低下する傾向がある。同様の観点から、押圧前後での可視光線透過率の変化は0.5~45%、1~40%、2~35又は3~30%であることが好ましい。
 押圧前後での可視光線透過率の変化は、以下の1)~7)の手順で測定することができる。なお、可視光線とは一般的に視認可能な波長領域380~780nmの光線を意味する。
1)光学部材をガラス基板上に載置し、その上に直径φ10mm、厚さ0.7mmの円盤状ガラス板を載置した試料を準備する。
2)試料に対して可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、色彩輝度計を使用して、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度aを測定し、その状態から光学部材を取り除いて同様に輝度bを測定する。
3)押圧されていないときの可視光線透過率T1を式:T1=(a/b)×100(%)により算出する。
4)上記と同様の試料を準備し、ガラス基板と円盤状ガラス板間に5×10Paの荷重を加える。
5)試料に荷重を加えながら、可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、色彩輝度計を使用して、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度cを測定する。この状態から光学部材を取り除き、同様の方法で輝度dを測定する。
6)押圧されたときの可視光線透過率T2を式:T2=(c/d)×100(%)により算出する。
7)可視光線透過率T1とT2の差の絶対値(ΔT)を、押圧前後での可視光線透過率の変化として求める。
 光学部材1が押圧されていないときの可視光線反射率と、光学部材1が押圧されたときの可視光線反射率との差(押圧前後での可視光線反射率の変化)は0.1~50%であることが好ましい。この差が0.1%未満では、力学的圧力が加えられたときの光学的変化を光センサーで検出すことが困難になる傾向があり、50%を超えると、力学的圧力を加えない状態での光学部材1における反射または散乱を強くする必要がある。そうすると凹凸形状を設計しにくくなるとともに、表示装置としての表示品質が低下する傾向がある。同様の観点から、押圧前後での可視光線反射率の変化は、0.5~48%、1~45%、2~43%又は3~40%であることが好ましい。
 押圧前後での可視光線反射率の変化は、以下の手順で測定することができる。
1)酸化マグネシウムなどの白色板上に厚さ0.7mmのガラス基板及び直径φ10mm、厚さ0.7mmの円盤状ガラス板を載置し、可視領域の光線を白色板に対して法線方向に照射して、分光測色計などを使用して、白色板の法線方向に対して角度25°に反射した光線の明度a’を測定する。次いで、ガラス基板と円盤状ガラス板との間に光学部材を載置して同様の方法で反射光線の明度b’を測定する。
2)光学部材が押圧されていないときの可視光線反射率R1を式:R1=(b’/a’)×100(%)により算出する。
3)ガラス基板と円盤状ガラス板との間に5×10Paの荷重を加えながら1)と同様の方法で反射光線の明度をc’を測定する。
4)光学部材が押圧されたときの可視光線反射率R2を式:R2=(c’/a’)×100(%)により算出する。
5)押圧前後での可視光線反射率R1とR2の差の絶対値(ΔR)を、押圧前後での可視光線反射率の変化として求める。
 ゴム弾性体である光学部材1の膜厚(ゴム弾性体のうち、厚さ方向において凹凸形状を除いた部分の厚さ)は、1~500μmであることが好ましい。ゴム弾性体1の膜厚が1μm未満では、凹凸形状を有するゴム弾性体1を作製することが困難となる傾向があり、500μmを超えると、光学部材に圧力を加えた場合の圧力伝達が弱くなるために、ゴム弾性体の表面形状が変化しにくくなる傾向がある。同様の観点から、ゴム弾性体1の膜厚は5~400μmがより好ましく、10~300μmがさらに好ましい。
 光学部材1は、タッチパネル100の表示品質の観点から、一方の面に入射した可視光線と反対面に入射した可視光線の透過率差の絶対値が、1~20%であることが好ましい。この透過率差の絶対値が1%未満の場合にはタッチパネルが外光を反射しやすくなり、表示品質を低下させる傾向があり、20%を超えるとこれを実現させる凹凸形状の光学設計が困難になる傾向がある。同様の観点から、透過率差の絶対値は1.5~17%、2~15%、2.5~12%、又は3~10%であることが好ましい。
 可視光線の透過率は、上述の「押圧前後での可視光線透過率の変化」の測定と同様の方法により、光学部材1の両面からの可視光線透過率をそれぞれ測定し、それらの差の絶対値を算出することによって求めることができる。
 ゴム弾性体1の凹凸形状を有する表面上に、ゴム弾性体1とは屈折率が異なる中間層が設けられていてもよい。中間層を設けることにより、空隙2が形成される場合と比較して、使用環境の変化に対する耐久性が更に優れるタッチパネルを得ることができる。
 凹凸形状を有する表面1aを有するゴム弾性体1の屈折率と、中間層の屈折率との差の絶対値(Δn)は、0.01~1.0であることが好ましい。この屈折率差の絶対値が、0.01未満では、光学部材が押圧されていないときの光学部材1からの反射光を光センサーが効率的に検知できなくなるために、タッチした位置を正常に認識することが困難になる傾向がある。また、また屈折率差の絶対値が1.0を超えると、これを達成するために必要な屈折率を有する材料の選択が困難になる傾向がある。同様の観点から、屈折率差の絶対値は0.03~0.7、0.05~0.5、0.07~0.3又は0.1~0.2であることが好ましい。屈折率は、プリズムカップリング法、分光エリプソメトリー法など公知の方法で測定される。
 中間層は粘着性を有することが好ましい。粘着性を有する中間層を形成するために用いられる樹脂としては、ゴム弾性体1に対して粘着性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、アクリル樹脂、架橋型アクリル樹脂、アクリル系単量体、シリコーン樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 アクリル樹脂としては、低いガラス転移温度を示す不飽和単量体を含む共重合体が好ましい。低いガラス転移温度を示す不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシルが挙げられる。また、低いガラス転移温度を示す不飽和単量体を含む共重合体に用いられるその他の不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、メタクリル酸n-プロピル、アクリル酸iso-プロピル、メタクリル酸iso-プロピル、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸n-ブチル、アクリル酸iso-ブチル、メタアクリル酸iso-ブチル、アクリル酸sec-ブチル、メタクリル酸sec-ブチル、アクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸tert-ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、メタクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸テトラデシル、メタクリル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸エイコシル、メタクリル酸エイコシル、アクリル酸ドコシル、メタクリル酸ドコシル、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロヘプチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸2-クロロエチル、メタクリル酸2-クロロエチル、アクリル酸2-フルオロエチル、メタクリル酸2-フルオロエチル、スチレン、α-メチルスチレン、シクロヘキシルマレイミド、アクリル酸ジシクロペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンタニル、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、N-ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、及びクロロプレンが挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用できる。
 架橋型アクリル樹脂は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリルアミド、アクリロニトリルなどの、官能基を有する不飽和単量体を共重合成分として含む共重合体を架橋剤により架橋したものである。
 上記架橋剤としては、イソシアネート系、メラミン系、エポキシ系等の公知の架橋剤を用いることができる。また、架橋剤としては、架橋型アクリル樹脂中に緩やかに広がった網目状構造を形成するために、3官能、4官能といった多官能架橋剤がより好ましく使用される。
 アクリル樹脂、及び、架橋型アクリル樹脂を得るために使用される共重合体の重量平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン換算した値)は、ゴム弾性体1に対する粘着性の観点から、1000~300000であることが好ましく、5000~150000であることがより好ましい。
 粘着性を有する樹脂は、高い流動性を発現させ、ゴム弾性体1の表面形状を効果的に変形させるという観点から、単量体を使用することもできる。単量体としては、例えば、ポリエチレングリコールジアセテート、ポリプロピレングリコールジアセテート、ウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレンアクリレート、ノニルフェニルジオキシレンメタクリレート、γ-クロロ-β-ヒドロキシプロピル-β′-アクリロイルオキシエチル-o-フタレート、γ-クロロ-β-ヒドロキシプロピル-β’-メタクリロイルオキシエチル-o-フタレート、β-ヒドロキシエチル-β′-アクリロイルオキシエチル-o-フタレート、β-ヒドロキシエチル-β′-メタクリロイルオキシエチル-o-フタレート、β-ヒドロキシプロピル-β′-アクリロイルオキシエチル-o-フタレート、β-ヒドロキシプロピル-β′-メタクリロイルオキシエチル-o-フタレート、o-フェニルフェノールグリシジルエーテルアクリレート、o-フェニルフェノールグリシジルエーテルメタクリレート、あるいはアクリル樹脂に使用される不飽和単量体を使用することができる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用できる。
 中間層のガラス転移温度(Tg)は、-20℃以下であることが好ましい。中間層のガラス転移温度が-20℃よりも高いと粘着性が低下し、ゴム弾性体1に対する適度な粘着力が得られなくなる傾向がある。
 中間層の厚さ(凹凸形状の凹部に充填された部分を除いた部分の厚さ)は、1~50μmであることが好ましい。中間層の厚さが1μm未満であると、ゴム弾性体1を積層する際に、気泡を巻き込む傾向があり、50μmを超えると、タッチパネルがタッチされたときに圧力が伝達されにくくなるために、ゴム弾性体1の表面形状が変形しにくくなる傾向がある。同様の観点から、中間層の厚さは2~40μmであることがより好ましく、3~30μmであることが更に好ましい。
 支持体フィルムと、該支持体フィルム上に設けられた光学部材1とを具備する積層体の状態で光学部材1を用いてもよい。支持体フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、トリアセチルセルロースからなる厚さ5~100μm程度のフィルムが挙げられる。
 支持体フィルムと光学部材1との間に、粘着性又は接着性を有する樹脂層が設けられていてもよい。
 ゴム弾性体(光学部材1)の上に、さらにカバーフィルムが積層されていてもよい。カバーフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等からなる厚さ5~100μm程度のフィルムが挙げられる。カバーフィルムとゴム弾性体との間に、粘着性または接着性を有する樹脂層が設けられていてもよい。
 図4は、光学部材1を製造する方法の一実施形態を示す端面図である。図4に示す製造方法は、型7の凹凸表面上に、該凹凸表面から転写された凹凸形状を有する表面1aを有するフィルム状のゴム弾性体1を形成する工程と、ゴム弾性体1を型7から剥離する工程とを備える。
 図4(a)に示されるように、ゴム弾性体1を構成する成分を含む液状物がロール8を用いて型7の凹凸表面上に塗布される。塗布された液状物を熱または光などにより固体状に変化させる(図4(b))。その後、型7からゴム弾性体1を剥離する(図4(c))。この方法に代えて、ゴム弾性体を形成するための液状物1を平坦な基板に塗布し、そこに凹凸表面を有する型を押し当て、その状態で液状物を固体状に変化させる方法を採用することもできる。
 型7上に塗布された液状物1上に、凹凸表面を有する別の型を積層し、その状態で液状物を固体状に変化させる方法により、両面が凹凸形状を有するゴム弾性体1を得ることもできる。
 型7は、表面に多数の微細な凹凸が形成されたフィルムである。型7としては、例えば、平坦な支持体フィルム上に形成された感光性樹脂組成物層に、凹凸表面を有する原型を押し当て、その状態で感光性樹脂組成物層を光硬化させる方法により得ることができる。また、凹凸表面を有する原型にフィルムの平坦面を直接押し当てて、フィルム表面に凹凸形状を転写する方法により得ることもできる。あるいは、フィルムの平坦面をサンドブラスト処理する方法でもよい。
 上記原型は、例えば、ガラス板上に塗布したフォトレジストを、所定のマスクパターンを有するフォトマスクを用いて露光し現像するか、またはレーザーカッティングして、レジストパターンを形成し、そこに真空蒸着法やスパッタリング法等により銀またはニッケルなどの金属膜を形成(導電化処理)し、銅及びニッケルなどの金属を電鋳により積層し、その後、金属膜をガラス板から剥離する方法によって得ることができる。このとき、凹凸形状はマスクパターン形状またはレジストパターンの形状により、ランダム形状、ライン形状、矩形状、角柱状、円柱状、ドットレンズ形状、シリンドリカルレンズ形状などに制御することができ、この原型の凹凸形状がゴム弾性体1の表面に転写される。
 導電性の金属表面に銅またはニッケルなどの金属めっきを施すことによって、表面に多数の微細な凹凸が形成された原型を作製することもできる。この場合、ランダムな凹凸形状が形成される。ステンレス鋼などの平滑な原型用基材にダイヤモンド圧子を押し当てる方法により原型を作製することもできる。このとき、原型用基材を水平方向に移動させながら、ダイヤモンド圧子を押圧させるか、または、原型用基材を静止させて圧子を移動させながら、圧子を押圧することにより、平面、球面または曲面の一部を有する凹凸形状を多数形成することができる。ダイヤモンド圧子の形状を選択することにより、ランダム形状、ライン形状、矩形状、角柱状、円柱状、ドットレンズ形状、シリンドリカルレンズ形状などに制御することができる。この場合、原型は平板であっても曲面を有するロールであってもよい。また、凹凸形状はランダムに配置されていてもよく、定められた規則にしたがって配置されていてもよい。
 ゴム弾性体を形成するための液状物1を塗布する方法としては、公知の塗布方法を用いることができる。例えば、ドクターブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法が挙げられる。
 ゴム弾性体を形成するための液状物に溶剤が含まれている場合には、これを塗布した後、乾燥して溶剤を除去することもできる。
 このようにして得られる光学部材は、ロール状に巻いて保管し、あるいは使用することができる。
 中間層を有する光学部材は、ゴム弾性体を支持体フィルム上に形成し、その上に中間層を構成する成分を含む溶液を前記公知の方法で塗布して、必要とあれば乾燥した後に、ゴム弾性体を中間層の上に積層する方法により得ることができる。
 タッチパネル100は、例えば、液晶セル4の一方面側に光学部材1を積層する工程と、光学部材1上に位相差板22及び偏光板20を積層する工程と、液晶セル4の他方面側に偏光板21及びバックライト60をこの順に設ける工程とを備える方法により得ることができる。
 光学部材1上にカバーフィルムが存在している場合、そのカバーフィルムを除去後、液晶セル4上に光学部材1を粘着層31を介して液晶セル4上に積層する。積層の際、圧着ロールで圧着させることが好ましい。
 圧着ロールは、加熱圧着できるように加熱手段を備えたものであってもよい。加熱圧着する場合の加熱温度は、10~100℃が好ましく、20~80℃がより好ましく、30~60℃が更に好ましい。この加熱温度が、10℃未満では、光学部材1と液晶セル4との密着性が低下する傾向があり、100℃を超えると、液晶セル4が劣化する傾向がある。
 また、加熱圧着時の圧着圧力は、線圧で50~1×10N/mが好ましく、2.5×10~5×10N/mがより好ましく、5×10~4×10N/mが更に好ましい。この圧着圧力が、50N/m未満では、光学部材1と液晶セル4との密着性が低下する傾向があり、1×10N/mを超えると、液晶セル4が破壊される可能性が高くなる。上に積層することができる。
 位相差板22及び偏光板20も、上記と同様の方法で光学部材1上に積層することができる。また、同様の方法で、液晶セル4の光学部材1とは反対側に偏光板21を積層することができる。
 バックライト60を液晶セル4に実装する方法としては、特に制限はなく、公知の方法を利用できる。液晶セル4をモジュールを構成するための筐体に組み込むか、あるいはシール材で熱圧着するなどの方法が挙げられる。バックライト60は、例えば、発光ダイオード、導光板、反射板及び拡散板を有する。
 本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り、適宜変形が可能である。例えば、ゴム弾性体の両面が凹凸形状を有していてもよい。また、本発明に係る光学部材と組合わせる表示装置は光源及び光センサーを備えていればよく、液晶表示装置に限定されない。他の表示装置としては例えば、プラズマディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、電子ペーパーが挙げられる。
 以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1
光学部材(i)の作製
 ポリエチレンテレフタレートフィルムに対してサンドブラスト処理を施して凹凸表面を形成させ、これを光学部材としてのゴム弾性体形成用の型として用いた。このポリエチレンテレフタレートフィルムの凹凸表面上に、付加反応型シリコーン樹脂溶液(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、商品名TSE-3032)を、コンマコーターを用いて均一に塗布した。その後、100℃の熱風対流式乾燥機を用いた30分間の加熱により、片面が平坦でその反対側の表面が凹凸形状を有する光学部材(i)としての固体状のシリコーンゴム層を形成させた。
 次いで、得られたシリコーンゴム層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離し、その凹凸形状の最大高さと、膜厚(凹凸形状を除いた部分の厚さ)を(株)小坂研究所製の表面形状測定装置(サーフコーダー SE-30D型)を用いて測定した。その結果、最大高さは3μmであり、膜厚は100μmであった。
圧縮弾性率
 光学部材(i)を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの平滑面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、固体状のシリコーンゴム層を形成させた。
 次いで、得られたシリコーンゴム層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、両面が平坦なシリコーンゴム層単体を得た。得られたシリコーンゴム層単体の厚さは、100μmであった。得られたシリコーンゴム層単体を厚さ0.7mmのガラス基板上に積層して、圧縮弾性率評価用の試料を得た。
 (株)島津製作所製超微小硬度計(DUH-201型)を使用して、試料の厚さ方向に、温度25℃において、最大加圧0.1mN/μm、時間20秒で、直径φ50μmの円形平面圧子により加圧し、そのときの荷重-変位を連続的に測定した。得られた荷重-変位の傾きから圧縮弾性率を算出したところ、3MPaであった。この結果から、光学部材(i)は、表面形状の可逆的な変形及び復元が可能なゴム弾性を有することが確認できた。
光学部材(i)の可視光線透過率変化
 光学部材(i)を、厚さ0.7mmのガラス基板上に、ラミネータ(日立化成工業(株)製、商品名HLM-3000型)を用いて積層した。このとき、光学部材(i)の平坦面がガラス基板に接するように積層し、可視光線透過率変化評価用試料を作製した。また、このときの積層条件は、ロール温度25℃、基板送り速度1m/分、圧着圧力(シリンダ圧力)4×10Paであった。以下の実施例及び比較例では、光学部材のガラス基板上への積層等の積層は原則として同様の条件で行った。
 次いで、光学部材(i)の凹凸形状を有する表面上に、直径φ10mm、厚さ0.7mmの円盤状ガラス板を載置した。そして、液晶表示装置に用いられるLEDバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、(株)トプコン製色彩輝度計(BM-5A)を使用して、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度aを測定した。また、試料から光学部材(i)のみを取り除き、その状態でガラス基板及び円盤状のガラス板を透過した光線の輝度bを同様に測定した。測定した輝度a及び輝度bから、光学部材(i)に対して力学的圧力を加えていない状態の可視光線透過率T1(=a/b×100(%))を求めた。
 さらに、上記と同様にガラス基板上の光学部材(i)上に円盤状ガラス板を載置し、ガラス基板と円盤状ガラス板間に5×10Paの圧縮荷重を加えた。その状態で、上記と同様に、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度cを測定した。また、試料から光学部材(i)のみを取り除き、その状態でガラス基板及びガラス板を透過した光線の輝度dを測定した。測定した輝度c及び輝度dから、光学部材に力学的圧力を加えたときの可視光線透過率T2(=(c/d)×100(%))を求めた。求めた可視光線透過率T1とT2の差の絶対値(ΔT)は15%であった。この結果から、得られた光学部材(i)の可視光線透過率は、力学的圧力を加えることによって十分に変化することを確認できた。
光学部材(i)の可視光線反射率変化
 酸化マグネシウム製の白色板に厚さ0.7mmのガラス基板及び直径φ10mm、厚さ0.7mmの円盤状ガラス板を載置した。そして、コニカミノルタホールディングス(株)製cm512m3型分光測色計を使用して、白色板に対して法線方向に可視光線を照射し、白色板の法線方向に対して角度25°の方向に反射した反射光の明度a’を測定した。
 次いで、光学部材(i)を厚さ0.7mmのガラス基板上に積層した。このとき、光学部材(i)の平坦面がガラス基板に接する向きで光学部材(i)を積層した。その上に直径φ10mm、厚さ0.7mmの円盤状ガラス板を載置した。その状態で、前記と同様の方法により、試料に対して法線方向に可視光線を照射して、試料の法線方向に対して角度25°の方向に反射した反射光の明度b’を測定した。
 測定した明度a’及び明度b’から、光学部材(i)に力学的圧力を加えていない状態での光学部材の可視光線反射率R1(=b’/a’×100(%))を求めた。
 さらに、ガラス基板と円盤状ガラス板との間に5×10Paの荷重を加えながら、上記と同様の方法により、試料に対して法線方向に可視光線を照射して、試料の法線方向に対して角度25°の方向に反射した反射光の明度c’を測定した。測定した明度c’及び明度a’から、光学部材(i)に力学的圧力を加えた状態での光学部材(i)の可視光線反射率R2(=(c’/a’)×100(%))を求めた。求めた可視光線反射率R1とR2の差の絶対値(ΔR)は30%であった。この結果から、得られた光学部材(i)の可視光線反射率は、力学的圧力を加えることによって十分に変化することを確認できた。
光学部材(i)を構成する材料により形成した両面平坦膜の可視光線透過率
 光学部材(i)を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの平坦面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、固体状のシリコーンゴム層を形成させた。
 得られたシリコーンゴム層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、両面が平坦な可視光線透過率評価用のシリコーンゴム層単体(厚さ20μm)を得た。このシリコーンゴム層単体を、厚さ0.7mmのガラス基板上に積層して、可視光線透過率評価用の試料を作製した。LEDバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、(株)トプコン製色彩輝度計(BM-5A)を使用して、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度Aを測定した。この状態から、シリコーンゴム層単体のみを取り除いて、同様に輝度Bを測定した。測定した輝度A及び輝度Bから、光学部材(i)を構成する材料から形成された両面平坦膜の可視光線透過率T(=A/B×100(%))を求めところ、T=99%であり、高透明であることを確認できた。
光学部材(i)の可視光線の入射方向による透過率差
 光学部材(i)を厚さ0.7mmのガラス基板上に積層した。このとき、光学部材(i)の平坦な表面がガラス基板に接する向きで光学部材(i)を積層した。
 次いで、LEDバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向にガラス基板側から照射し、(株)トプコン製色彩輝度計(BM-5A)を使用して、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度A’を測定した。この状態から光学部材(i)のみを取り除き、同様に輝度B’を測定した。測定した輝度A’及び輝度B’から、平坦面側から可視光線が入射した場合の可視光線透過率T’1(=A’/B’×100(%))を求めた。
 同様に、LEDバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向に、凹凸形状を有する表面側から照射し、色彩輝度計を使用して、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度C’を測定した。この状態から、光学部材(i)のみを取り除いて同様に輝度D’を測定した。測定した輝度C’及び輝度D’から、凹凸形状を有する表面側から可視光線が入射した場合の可視光線透過率T’2(=(C’/D’)×100(%))を求めた。求めた可視光線透過率T’1とT’2の差(ΔT’)は6%であった。この結果から、光学部材(i)を表示装置の表面に配置した場合に、外光の反射を抑制でき、良好な表示品質が得られる特性を有していることを確認できた。
実施例2
光学部材(ii)の作製
 ポリエチレンテレフタレートフィルムに対してサンドブラスト処理を施して凹凸表面を形成させ、これを光学部材形成用の型として用いた。このポリエチレンテレフタレートフィルムの凹凸表面上に、付加反応型シリコーン樹脂溶液(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、商品名TSE-3450)を、コンマコーターを用いて均一に塗布した。その後、100℃の熱風対流式乾燥機を用いた30分間の加熱により、片面が平坦でその反対側の表面が凹凸形状を有する固体状のシリコーンゴム層を光学部材(ii)として形成させた。得られた光学部材(ii)の凹凸形状を有する表面の最大高さ及び膜厚を実施例1と同様に測定したところ、最大高さは6μmであり、膜厚は100μmであった。
圧縮弾性率
 光学部材(ii)を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの平滑面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、固体状のシリコーンゴム層を形成させた。形成されたシリコーンゴム層の圧縮弾性率を光学部材(i)の場合と同様にして測定したところ、5MPaであった。この結果から、光学部材(ii)は、表面の可逆的な変形及び復元が可能なゴム弾性を有することが確認できた。
光学部材(ii)の可視光線透過率変化
 実施例1と同様にして、光学部材(ii)のT1及びT2を測定し、その差(ΔT)を求めたところ、20%であった。この結果から、光学部材(ii)は、力学的圧力を加えることによって可視光線透過率が十分に変化することを確認できた。
光学部材(ii)の可視光線反射率変化
 実施例1と同様にして、光学部材(ii)のR1及びR2を測定し、それらの差(ΔR)を求めたところ、35%であった。この結果から、光学部材(ii)は、力学的圧力を加えることによって可視光線反射率が十分に変化することを確認できた。
光学部材(ii)を構成する材料から形成された両面平坦膜の可視光線透過率
 光学部材(ii)を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの平滑面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、固体状のシリコーンゴム層を形成させた。
 得られたシリコーンゴム層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、両面が平坦な可視光線透過率評価用のシリコーンゴム層単体(厚さ20μm)を得た。このシリコーンゴム層単体を、厚さ0.7mmのガラス基板上に積層して、可視光線透過率評価用の試料を作製した。液晶表示装置に用いられるLEDバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、(株)トプコン製色彩輝度計(BM-5A)を使用して、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度Aを測定した。この状態から、シリコーンゴム層単体のみを取り除いて、同様に輝度Bを測定した。測定した輝度A及び輝度Bから、光学部材(ii)を構成する材料から形成された両面平坦膜の可視光線透過率T(=A/B×100(%))を求めところ、T=99%であり、高透明であることを確認できた。
実施例3
光学部材(iii)の作製
 下記組成を有する感光性樹脂をプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解して、感光性樹脂溶液を準備した。
感光性樹脂の組成:
アクリル酸/ブチルアクリレート/ビニルアセテート=15/30/55(重量部)の共重合樹脂(重量平均分子量6万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法による測定の標準ポリスチレン換算値)) 33重量%
ブチルアクリレート 53重量%
ビニルアセテート 8重量%
アクリル酸 2重量%
ヘキサンジオールアクレレート 1重量%
ベンゾインイソブチルエーテル 3重量%
 この感光性樹脂溶液を厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、コンマコーターを用いて均一に塗布した。その後100℃の熱風対流式乾燥機で5分間乾燥して、感光性樹脂からなる感光層を形成させた。
 次いで、不規則な凹凸パターンを有するロール状の原盤を押し当てながら、露光量5×10J/m(i線(波長365nm)における測定値)で紫外線を照射して、感光性樹脂を光硬化した。その後ロール原盤を分離し、不規則な凹凸形状を感光層の表面に形成した。この凹凸表面を有する感光層を光学部材(iii)を形成するための型として用いた。
 上記感光層の凹凸表面上に、付加反応型シリコーン樹脂溶液(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、商品名TSE-3032)をコンマコーターを用いて均一に塗布した。続いて100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、片面が平坦でその反対面が凹凸形状を有する固体状のシリコーンゴム層を光学部材(iii)として形成させた。
 得られた光学部材(iii)の凹凸表面の最大高さ及び膜厚(凹凸表面を除いた部分の厚さ)を実施例1同様に測定したところ、最大高さは5μmであり、膜厚は100μmであった。
光学部材(iii)の圧縮弾性率
 光学部材(iii)を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの平滑面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、固体状のシリコーンゴム層を形成させた。形成されたシリコーンゴム層の圧縮弾性率を光学部材(i)の場合と同様にして測定したところ、3MPaであった。この結果から、光学部材(iii)は、表面形状の可逆的な変形及び復元が可能なゴム弾性を有することが確認できた。
光学部材(iii)の可視光線透過率変化
 実施例1と同様にして、光学部材(iii)のT1及びT2を測定し、その差(ΔT)を求めたところ、18%であった。この結果から、光学部材(iii)は、力学的圧力を加えることによって可視光線透過率が十分に変化することを確認できた。
光学部材(iii)の可視光線反射率変化
 実施例1と同様にして、光学部材(iii)のR1及びR2を測定し、それらの差(ΔR)を求めたところ、38%であった。この結果から、光学部材(iii)は、力学的圧力を加えることによって可視光線反射率が十分に変化することを確認できた。
光学部材(iii)を構成する材料から形成された両面平坦膜の可視光線透過率
 光学部時(iii)を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの平滑面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、固体状のシリコーンゴム層を形成させた。
 得られたシリコーンゴム層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、両面が平坦な可視光線透過率評価用のシリコーンゴム層単体(厚さ20μm)を得た。このシリコーンゴム層単体を、厚さ0.7mmのガラス基板上に前記と同様の装置及び条件で積層して、可視光線透過率評価用の試料を作製した。液晶表示装置に用いられるLEDバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、(株)トプコン製色彩輝度計(BM-5A)を使用して、測定視野角1°の範囲で試料を透過した光線の輝度Aを測定した。この状態から、シリコーンゴム層単体のみを取り除いて、同様に輝度Bを測定した。測定した輝度A及び輝度Bから、光学部材(iii)を構成する材料から形成された両面平坦膜の可視光線透過率T(=A/B×100(%))を求めところ、T=99%であり、高透明であることを確認できた。
実施例4
光学部材(iv)の作製
 下記組成を有する粘着性を有する樹脂をプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解した樹脂溶液を準備した。この樹脂溶液をトリアセチルセルロースフィルムの平坦面上にコンマコーターで均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で5分間乾燥して、粘着性を有する樹脂層である中間層を形成した。
粘着性を有する樹脂の組成:
メタクリル酸/メタクリル酸ベンジル=15/85(重量部)の共重合樹脂(重量平均分子量3万(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法による測定の標準ポリスチレン換算値)) 30重量%
o-フェニルフェノールグリシジルエーテルアクリレート 70重量%
 実施例1と同様にして得た光学部材(i)と同様のシリコーンゴム層を得た。このシリコーンゴム層の凹凸形状を有する表面上に上記中間層を積層して、シリコーンゴム層及び中間層から構成された光学部材(iv)を得た。
光学部材(iv)の可視光線透過率変化
 実施例1と同様にして、光学部材(iv)のT1及びT2を測定し、その差(ΔT)を求めたところ、12%であった。この結果から、光学部材(iv)は、力学的圧力を加えることによって可視光線透過率が十分に変化することを確認できた。
光学部材(vi)の可視光線反射率変化
 実施例1と同様にして、光学部材(iv)のR1及びR2を測定し、それらの差(ΔR)を求めたところ、27%であった。この結果から、光学部材(iv)は、力学的圧力を加えることによって可視光線反射率が十分に変化することを確認できた。
屈折率
 上記シリコーンゴム層を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液をメチルエチルケトンで希釈し、シリコンウェハ上にスピンコーターを使用して均一に塗布した。次いで100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、シリコーンゴム層(厚さ2μm)を形成した。このシリコーンゴム層の屈折率を、Metricon社製屈折率計(2010型プリズムカプラ、光源レーザー波長633nm)を使用して測定したところ、屈折率n1=1.41であった。
 中間層を形成するために用いた上記の粘着性を有する樹脂をメチルエチルケトンに溶解し、シリコンウェハ上にスピンコーターを使用して均一に塗布した。次いで100℃の熱風対流式乾燥機で30分間加熱して、粘着性を有する樹脂層(厚さ2μm)を形成した。この樹脂層の屈折率を上記と同様の装置を使用して測定したところ、屈折率n2=1.56であった。
 シリコーンゴム層を構成するシリコーンゴムの屈折率n1と中間層を構成する粘着性を有する樹脂の屈折率n2との差(Δn)は0.15であった。この結果から、光学部材(vi)は、力学的圧力を加えない状態で入射した可視光を反射又は散乱させる機能を有しており、また、力学的圧力を加えることによって可視光線透過率が十分に変化させられることが確認された。
比較例1
比較用光学部材の作製
 両面が平坦な膜厚100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、下記組成を有する感光性樹脂をプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解した感光性樹脂溶液をコンマコーターで均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で5分間乾燥して感光層を形成した。
感光性樹脂の組成:
メタクリル酸/メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸メチル共重合樹脂 55重量%
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40重量%
ベンゾフェノン 4.7重量%
N,N’-テトラエチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン 0.3重量%
 平行光線露光機(オーク製作所(株)製、EXM1201)を使用して、露光量5×10J/m(i線(波長365nm)における測定値)で感光層に紫外線を照射して、両面が平坦なアクリル樹脂膜を比較用光学部材として形成した。この光学部材の厚さを(株)小坂研究所製表面形状測定装置(サーフコーダー SE-30D型)を用いて測定したところ、50μmであった。
圧縮弾性率
 比較用光学部材を形成するために用いた上記感光性樹脂溶液を、膜厚50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの平坦面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で5分間乾燥して感光層を形成した。その後、平行光線露光機(オーク製作所(株)製、EXM1201)を使用して、露光量5×10J/m(i線(波長365nm)における測定値)で、ポリエチレンテレフタレートフィルム側及び感光性樹脂組成物層側からそれぞれ紫外線を照射した。これにより、比較用光学部材と同様の材料から形成された膜厚100μmの圧縮弾性率評価用の感光層を形成した。得られた感光層について、実施例1と同様にして圧縮弾性率を測定したところ、70GPaであった。また、この感光層は、大きく歪んだときに塑性変形し、ゴム弾性を実質的に有しないものであった。
比較用光学部材の可視光線透過率変化
 実施例1と同様にして、比較用光学部材のT1及びT2を測定し、その差(ΔT)を求めたところ、0.04%であった。
比較用光学部材の可視光線反射率変化
 実施例1と同様にして、比較用光学部材のR1及びR2を測定し、それらの差(ΔR)を求めたところ、0.05%であった。
 以上作製した光学部材の構成及び評価結果を表1にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
タッチパネル機能の検討
実施例5
 薄膜トランジスター(TFT)、光センサー、遮光膜、配線、絶縁膜、配向膜、電極などが実装された基板と、カラーフィルター、ブラックマトリクス、平坦化膜、透明電極、配向膜、シール材、スペーサー材が実装された基板とが対向させて配設され、両基板間に液晶が封入された評価用液晶セルを準備した。この評価用液晶セル上に光学部材(i)をラミネータ(日立化成工業(株)製、商品名HLM-3000型)を用いて積層した。このとき、光学部材(i)の平坦面が評価用液晶セルに接する向きで光学部材(i)を積層した。このときの積層条件は、ロール温度25℃、基板送り速度1m/分、圧着圧力(シリンダ圧力)1×10Paであった。
 評価用液晶セルに積層された光学部材(i)上に、位相差板及び偏光板を上記と同様の積層方法により順次積層した。また、評価用液晶セルの光学部材(i)とは反対側の面に、上記と同様の積層方法により偏光板を積層した。さらに、発光ダイオードを備えたバックライト装置を光学部材(i)と反対側に取り付け、タッチパネル機能評価用の液晶モジュールを作製した。
 この液晶モジュールを駆動回路に接続し、タッチパネル機能を発現させるプログラムにより駆動した。そして、暗所にて、不導体のペンを使用して光学部材(i)側から液晶画面をタッチしたところ、ペンでタッチした位置が光センサーにより認識され、誤動作することなく、プログラム通りの画像が得られた。この結果から、光学部材(i)を実装することによって、タッチパネル機能が問題なく動作することを確認できた。また、外光の反射が抑制され、表示品質も良好であった。
比較例2
 光学部材(i)に代えて、比較例1で得た比較用光学部材を使用したこと以外は実施例7と同様にして、タッチパネル機能評価用の液晶モジュールを作製した。
 得られた液晶モジュールを駆動回路に接続し、タッチパネル機能を発現させるプログラムで駆動させ、暗所にて、不導体のペンを使用して液晶画面をタッチした。しかし、ペンでタッチした位置は認識されず、画像に変化が認めらなかった。すなわち、液晶モジュールをタッチパネルとして正常に動作させることができなかった。
 

Claims (6)

  1.  片面又は両面が凹凸形状を有するフィルム状のゴム弾性体を備える、タッチパネル用光学部材。
  2.  前記凹凸形状の最大高さが0.01~50μmである、請求項1記載の光学部材。
  3.  前記ゴム弾性体の前記凹凸形状を有する表面上に設けられた、前記ゴム弾性体とは屈折率の異なる中間層を更に備える、請求項1又は2記載の光学部材。
  4.  前記中間層が粘着性を有する、請求項3記載の光学部材。
  5.  支持体フィルムと、該支持体フィルム上に設けられた請求項1~4のいずれか一項に記載の光学部材とを具備する積層体。
  6.  請求項1~5のいずれか一項に記載の光学部材の製造方法であって、
     型の凹凸表面上に、該凹凸表面から転写された凹凸形状を有する表面を有するフィルム状のゴム弾性体を形成する工程と、
     前記ゴム弾性体を前記型から剥離する工程と、
     を備える製造方法。
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