CN101063922A - 触摸面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用在薄膜基材上设置有导电性薄膜的面板的触摸面板,所述导电性薄膜的耐久性优良,所述触摸面板具有第一面板和第二面板,所述第一面板具有透明的第一薄膜基材和设在该第一薄膜基材的单面的透明的第一导电性薄膜;所述第二面板具有透明的第二薄膜基材和设在该第二薄膜基材的单面的透明的第二导电性薄膜,第一面板和第二面板通过隔离件对置配置以使第一导电性薄膜和第二导电性薄膜对置,其特征在于,第一导电性薄膜的表面硬度为1GPa以上,弹性模量为5GPa以上,第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)为0.3~1.0nm,并且,第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值比第一导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用薄膜基材上设置有导电性薄膜的面板作为上下基板的触摸面板。
背景技术
作为触摸面板,使用使设置有透明的导电性薄膜的基材经由隔离件对置配置,且将所述导电性薄膜作为透明电极而用的面板。目前,作为这种导电性薄膜,公知的有在玻璃上形成氧化铟薄膜的所谓导电玻璃,但由于基材是玻璃,可挠性、加工性差,在用途上存在有时不能使用的情况。
因此,近年来,不仅从可挠性、加工性而且从耐冲击性优良、轻量等优点出发,用以聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜为首的各种合成树脂薄膜为基材的导电性薄膜被使用。
使用这种薄膜基材的导电性薄膜在触摸面板中,用笔反复输入且在笔端按压过剩的负荷时,由导电性薄膜构成的透明电极劣化且破损。另外,在已劣化的破损部位电阻值变大,存在触摸面板的寿命缩短的问题。即,在触摸面板上,导电性薄膜彼此依靠来自一面板侧的按压打点强有力地接触,因此,希望具有能够抵抗这些的良好的耐久性即打点特性、尤其是笔输入耐久性的触摸面板。
于是,有关在触摸面板中,设置有作为面板用的导电性薄膜的薄膜基材已被进行改良上述问题的尝试。本文申请人也提案如下:在透明的薄膜基材的一面上,将透明的第一电介质薄膜、透明的第二电介质薄膜及透明的导电性薄膜按照该顺序叠层,在上述薄膜基材的另一面上,将经由透明的胶粘剂贴合有透明基体的透明导电叠层体用于触摸面板(参照特许文献1,2)。使用了上述透明导电叠层体的触摸面板,虽然可以提高耐久性,可是由于触摸面板市场的扩大,对触摸面板来说,更高的耐久性被要求。
特许文献1:特开2002-316378号公报(第2~4页)
特许文献2:特开2002-326301号公报(第2~5页)
发明内容
本发明是对照上述的情况开发的,使用在薄膜基材上设置有导电性薄膜的面板的触摸面板,目的在于提供一种导电性薄膜的耐久性优良的触摸面板。
本发明者们重复进行用于解决上述课题的锐意研讨,直到完成本发明,结果发现,利用下述触摸面板能够达到上述目的。
即,本发明涉及一种触摸面板,其具有第一面板和第二面板,所述第一面板具有透明的第一薄膜基材和设在该第一薄膜基材的单面的透明的第一导电性薄膜;所述第二面板具有透明的第二薄膜基材和设在该第二薄膜基材的单面的透明的第二导电性薄膜,第一面板和第二面板按照第一导电性薄膜和第二导电性薄膜对置的方式经由隔离件而对置配置,其特征在于第一导电性薄膜的表面硬度为1GPa以上,弹性模量为5GPa以上,
第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)为0.3~1.0nm,
并且,第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值比第一导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值小。
由上述本发明发现,在触摸面板中,对于用于上板(按压侧)的第一面板的第一导电性薄膜、和用于下板的第二面板的第二导电性薄膜,通过将它们的硬度、弹性模量及中心线平均粗糙度(Ra)控制并组合为规定的关系,能够提高耐久性。即发现,通过对上板提高硬度和弹性模量,另一方面,对下板控制小的中心线平均粗糙度,能够抑制对置配置的第一导电性薄膜和第二导电性薄膜的劣化和损伤,从而能够延长触摸面板的寿命。
第一导电性薄膜的表面硬度优选1GPa以上,更优选1.5GPa以上,进一步优选2GPa以上,另外,弹性模量优选5GPa以上,更优选8GPa以上,进一步优选10GPa以上。通过具备这样的物性,即使第一面板弯曲,也不会招致裂纹进入第一导电性薄膜、电阻值劣化等障碍,耐久性良好,能够合适地用作触摸面板的上板。在第一导电性薄膜的表面硬度不足1GPa或弹性模量不足5GPa的情况下,触摸面板的耐久性不充分。另外,从耐久性方面考虑,所述导电性薄膜的表面硬度的上限优选5GPa以下,更优选4GPa以下,同样从耐久性方面考虑,所述弹性模量优选20GPa以下,更优选16GPa以下。
上述第一导电性薄膜的硬度及弹性模量通过压痕试验(压头压入试验),例如用扫描型探针显微镜(JEOL.LTD/日本电子:JSPM-4200)等能够测定。在测定薄膜硬度的情况下,通常压头的压入深度必须纳入膜厚深度的十分之一程度。对于第二导电性薄膜的表面硬度及弹性模量也是同样的程度条件。
在压痕试验的情况下,在被试验体(即,透明导电叠层体的导电性薄膜侧)加上负荷且将压头压入,则得到压痕曲线(负荷-压入深度曲线)。根据此时的最大负荷Pmax、压头和被试验体之间的接触投影面积A的比,由下述的式(1)求出被试验体的硬度H。另外,由压痕曲线的去荷曲线的初期坡度S,由下述的式(2)求出被试验体的复合弹性模量Er。进而,由压头的纵弹性模量Ei、压头的泊松比vi、被试验体的泊松比vs,用下述的式(3)求出被试验体的弹性模量Es。
在此,下述的式(2)中,β是常数。另外,压头是金Ei刚石,其纵弹性模量Ei是1140GPa,泊松比是0.07。
H=Pmax/A ...(1)
S=(2/√-π·Er·β·√-A ...(2)
Er=1/{(1-vs2)/Es+(1-vi2)/Ei} ...(3)
在这种情况下,被试验体即导电薄膜的泊松比vs不明,因此,以上述的复合弹性模量Er为本发明所说的弹性模量。关于详细的测定,被记载为例如:W.C.Olive and G.M.Phar,J.Meter.Res.,Vol.7,No.6,June1992、和Handbook of Micro/Nanotribolgy等,用公知的方法可以测定。
另一方面,第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)为0.3~1.0nm,并且,第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值比第一导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值小。这样,通过将控制了第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的第二面板(下板)和控制了第一导电性薄膜的表面硬度和弹性模量的第以面板(上板)进行组合,能够提高耐久性。在所述中心线平均粗糙度(Ra)不足0.3nm的情况下,有招致第一面板和第二面板发生阻滞现象的情况,另一方面,超过1.0nm时,有时会损伤第一导电性薄膜,就耐久性来说都不理想。第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)优选0.4~0.9nm。中心线平均粗糙度(Ra)按照实施例记载的方法进行测定。关于第一导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra),测定条件相同。
在上述触摸面板中,第一导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值是比第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值大的值,而第一导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值为0.7~2.0nm的情况,从耐久性方面考虑是理想的。第一导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)优选0.8~1.8nm。
在上述触摸面板中,第二导电性薄膜表面的硬度和弹性模量的值都比第一导电性薄膜表面的硬度和弹性模量的值小的情况,从耐久性方面考虑是理想的。第二导电性薄膜的表面硬度优选0.4~2.0GPa,更优选0.5~1.8GPa。弹性模量优选2.0~8.0GPa,更优选2.0~6.0GPa。
在上述触摸面板中,第一薄膜基材可以使用将两张以上透明的薄膜基材经由透明的粘接剂层贴合后的叠层体。
在上述触摸面板中,理想的是第一导电性薄膜经由至少一层透明的电介质薄膜设置于第一薄膜基材上。通过设置电介质薄膜,在提高第一导电性薄膜的耐擦伤性和耐弯曲性的同时提高触摸面板的耐久性(打点特性)方面是理想的。
在上述触摸面板中,与第一导电性薄膜最近的电介质薄膜优选用干式工艺形成的SiO2膜。作为与第一导电性薄膜接触的电介质薄膜,用干式法形成SiO2膜的情况,在将第一导电性薄膜的表面硬度、弹性模量、而且,中心线平均粗糙度(Ra)控制在所述范围方面是合适的。
在上述触摸面板中,理想的是第二导电性薄膜经由至少一层透明的电介质薄膜设置于第二薄膜基材上。通过设置电介质薄膜,在提高第二导电性薄膜的耐擦伤性和耐弯曲性的同时提高触摸面板的耐久性(打点特性)方面是理想的。
在上述触摸面板中,与第二导电性薄膜最近的电介质薄膜优选用湿式涂敷法形成的SiO2膜。作为与第二导电性薄膜接触的电介质薄膜,用湿式涂敷法形成SiO2膜的情况,在将第二导电性薄膜的表面硬度、弹性模量、而且,中心线平均粗糙度(Ra)控制在所述范围方面是合适的。
在上述触摸面板中,优选第二导电性薄膜经由具有微小凹凸形状的树脂层设置于第二薄膜基材上。通过具有微小凹凸形状的树脂层,能够防止在指压触摸面板等情况下产生条纹状的中心圈发生。另一方面,在设置有所述树脂层时,目前,在控制了透明导电性薄膜的凹凸形状的透明导电薄膜的情况下,不能满足耐久性,但在本发明中,如上所述,通过控制并组合第一导电性薄膜和第二导电性薄膜的物性,耐久性被提高,因此,设置有所述树脂层时,耐久性也是良好的。
附图说明
图1是表示本发明的触摸面板之一例的剖面图;
图2是表示本发明的第一面板之一例的剖面图;
图3(A)是表示本发明的第一面板之一例的剖面图;
图3(B)是表示本发明的第一面板之一例的剖面图;
图3(C)是表示本发明的第一面板之一例的剖面图;
图4是表示本发明的第二面板之一例的剖面图;
图5(A)是表示本发明的第二面板之一例的剖面图;
图5(B)是表示本发明的第二面板之一例的剖面图;
图5(C)是表示本发明的第二面板之一例的剖面图;
图6是表示第一导电性薄膜、第二导电性薄膜的表面硬度及弹性模量的测定的概要的说明图;
图7是表示直线性测定的概要的说明图。
符号说明
A 第一面板
B 第二面板
s 隔离件
1 第一薄膜基材
2 第一导电性薄膜
3 电介质薄膜
4 硬涂层
101 第二薄膜基材
102 第二导电性薄膜
103 电介质薄膜
104 硬涂层
20 试料台
21 压头
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明。图1是表示触摸面板之一例的图,第一面板A和第二面板B通过隔离件s对置配置以使第一导电性薄膜2和第二导电性薄膜102对置。第一面板A具有透明的第一薄膜基材1和设在该第一薄膜基材1的单面上的透明的第一导电性薄膜2。第二面板B具有透明的第二薄膜基材101和设在该第二薄膜基材101的单面上的透明的第二导电性薄膜102。
在图1的触摸面板中,第一面板A是上板,第二面板B是下板。在图1的触摸面板上,从第一面板A用输入笔按压打点,第一导电性薄膜2和第二导电性薄膜102接触成为电路的ON状态,解除上述按压时回复到原来的OFF状态,作为透明开关横体发挥作用。
在图1的触摸面板中,示例有具有第一薄膜基材1和第一导电性薄膜2的面板作为第一面板A,但例如可使用图2、图3(A)~(C)中记载的面板作为第一面板A。另外,在图1的触摸面板中,示例有具有第二薄膜基材101和第二导电性薄膜102的面板作为第二面板B,但例如可使用图4、图5(A)~(C)中记载的面板作为第二面板B。
图2、图3(A)~(C)是表示第一面板A之一例的图,在第一薄膜基材1的一侧的面上具有第一导电性薄膜2,在其相反侧具有硬涂层4。在图3(A)~(C)中,第一导电性薄膜2通过透明电介质薄膜3设置。电介质薄膜3可设置两层以上。在图3(C)中,自第一薄膜基材1的一侧设有电介质薄膜31和电介质薄膜32两层电介质薄膜,然后为第一导电性薄膜2的顺序设置各薄膜。
在图2、图3(A)中,作为第一薄膜基材1使用一片薄膜基材。图3(B)、(C)是表示了代替薄膜基材1而使用通过胶粘剂层11b将透明的薄膜基材11a和透明的薄膜基材12a贴合的叠层体1的情况之一例的图。图3(B)、(C)中薄膜基材叠层有两张,但薄膜基材的叠层是三张以上也可以。
本发明的第一面板A是具有第一薄膜基材1和第一导电性薄膜2的面板,在图2、图3(A)~(C)中记载的硬涂层4、电介质薄膜3、甚至薄膜基材1的叠层数等可任意设计。
图4、图5(A)~(C)是表示第二面板B之一例的图,在第二薄膜基材101的一侧的面上具有第二导电性薄膜102,在其相反侧具有硬涂层104。在图5(A)~(C)中,第二导电性薄膜102经由透明电介质薄膜103设置。电介质薄膜103可设置两层以上。在图5(C)中,按照自第二薄膜基材101的一侧开始,设置电介质薄膜131和电介质薄膜132两层电介质薄膜,然后设置第二导电性薄膜2的顺序设置各薄膜。
另外,如图5(B)、(C)所述,第二导电性薄膜102可以经由具有微小凹凸形状的树脂层105而设置。如图5(C)所示,在设有电介质薄膜103和树脂层105的情况下,优选按照自第二薄膜基材101的一侧开始,设置树脂层105,然后设置电介质103的顺序进行设置。
本发明的第二面板B是具有第二薄膜基材101和第二导电性薄膜102的面板,在图4、图5(A)~(C)中记载的硬涂层104、电介质薄膜103、树脂层105可任意设计。而且对于薄膜基材101,也可以作成两张以上的的叠层体。
本发明中的第一薄膜基材和第二薄膜基材对其材质没有特别限定,可以使用合适的材质。具体而言,例举:聚酯类树脂、醋酸盐类树脂、聚醚砜类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚烯烃类树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚苯硫醚类树脂、聚偏二氯乙烯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂等。其中,特别理想的是聚酯类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚烯烃类树脂等。
第一薄膜基材的厚度优选75~400μm左右。更优选100~200μm。第一薄膜基材的厚度小于75μm时,存在耐久性问题及加工性上也存在问题。第一薄膜基材的厚度大于400μm时,不仅触摸面板部位变大而且作为触摸面板的输入特性需要重触摸力,这是不理想的。
另外,在第一薄膜基材为两张以上的透明薄膜基材的叠层体的情况下,各薄膜基材的厚度可以适当地选择材料,但至少一个优选20~125μm
在第一薄膜基材成为透明薄膜基材的叠层体的情况下,作为其也使用的胶粘剂层,不特别限定于使用具有透明性的胶粘剂层。例如,可使用丙烯酸类胶粘剂、硅类胶粘剂、橡胶类胶粘剂等。根据叠层后的胶粘剂层的缓冲效果,将薄膜基材设置在薄膜基材的一侧的面上,具有提高第一导电性薄膜的耐擦伤性及作为触摸面板用的打点特性的作用。为了更好地发挥该作用,优选将胶粘剂层的弹性系数设定为1~100N/cm2的范围、厚度设定为1μm以上,通常设定为5~100μm的范围。
在所述弹性系数不足1N/cm2的情况下,胶粘剂层变为非弹性,因此,由于加压容易变形且在第一薄膜基材上、甚至第一导电性薄膜上产生凹凸,另外,容易产生自加工切断面的胶粘剂的挤出等,并且降低第一导电性薄膜的耐擦伤性及作为触摸面板的打点特性的提高效果。另一方面,弹性系数超过100N/cm2时,胶粘剂层***,不能期望其缓冲效果,因此,不能提高第一导电性薄膜的耐擦伤性及作为触摸面板的打点特性。另外,胶粘剂层的厚度不足1μm时,仍不能期望其缓冲效果,因此,不能期望导电性薄膜的耐擦伤性及作为触摸面板的打点特性的提高。相反地,厚度变厚时,透明性降低,并且在胶粘剂的形成及薄膜基材的贴合作业性甚至成本方面,有时不易得到最佳结果。
第二薄膜基材的厚度没有特别限定,但优选在2~300μm的范围,特别优选10~130μm的范围。在厚度不足2μm的情况下,作为薄膜基材的机械强度可能不够,且难以进行将该基材作成辊子状连续形成第二导电性薄膜等薄膜的操作。另外,厚度超过300μm时,在卷绕性方面容易产生问题,可能难以进行透明导电性薄膜的卷曲加工。
所述第一薄膜基材、第二薄膜基材,也可以在其表面预先施行溅射、电晕放电、火焰、紫外线照射、电子线照射、生成、氧化等蚀刻处理及底涂处理,从而提高其与设置于其上的导电性薄膜、硬涂层、电介质薄膜或具有微小凹凸形状的树脂层之间的粘附性。另外,也可以根据需要通过溶剂清洗及超声波清洗等施行除尘及清洁化。
用于第一导电性薄膜和第二导电性薄膜的形成的薄膜材料没有特别限定,适当选择使用能够形成透明的导电性的膜的材料。例如使用金、银、白金、钯、铜、铝、镍、铬、钛、铁、钴、锡及由它们的合金等构成的金属,还有氧化铟、氧化锡、氧化钛、氧化镉及由它们构成的金属氧化物,由碘化铜等构成的其它金属化合物等。所述导电性薄膜是结晶层、非结晶层的哪一个都可以。优选使用含有氧化锡的氧化铟和含有镝的氧化锡等作为所述材料。
作为所述达到目的形成方法,可以适当选择真空蒸镀法、溅射法、离子镀膜法、喷雾热分解法、化学镀敷法、电镀法或它们的组合法等各种表面形成法。从导电性薄膜的形成速度及大面积形成性和生产性等方面出发,作为所述表面形成法,优选采用真空蒸镀法及溅射法。
所述导电性薄膜的厚度可以根据使用目的适当决定。厚度通常为10~300nm,优选10~200nm。厚度比10nm薄时,不易形成具有表面电阻为1×103Ω/□以下的良好的导电性的连续被膜,厚度过厚时,容易导致透明性下降。
第一导电性薄膜和第二导电性薄膜的表面硬度、弹性模量、中心线平均粗糙度(Ra)的值被控制在所述范围。其制造方法没有特别限定,但例如可通过经由透明的电介质薄膜设置导电性薄膜控制。可设置一层或两层以上电介质薄膜。作为电介质薄膜,可以通过无机物、有机物或无机物和有机物的混合物形成。
作为形成电介质薄膜的无机材料,例如可列举NaF、Na3AlF6、LiF、MgF2、CaF2、BaF2、SiO2、LaF3、CeF3、Al2O3等作为无机物。
另外,作为电介质薄膜,相对于氧化铟,可通过含有特定量的氧化锡及氧化铈的、高折射率的复合氧化物形成。在所述复合氧化物中,从光学特性方面考虑,氧化锡的比例相对于氧化铟100重量份为0~20重量份。更优选3~15重量份。另外,从高电阻值(绝缘性)及光学特性方面考虑,氧化铈的比例相对于氧化铟100重量份为10~40重量份。更优选15~30重量份。作为形成材料,优选使用各氧化物成分的混合物的烧结体。
作为形成电介质薄膜的有机物可举出:丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、硅氧烷类聚合物等有机物。作为有机物,最理想的是使用由三聚氰胺树脂和醇酸树脂和有机硅烷缩合物的混合物构成的热硬化型树脂。
所述电介质薄膜可使用上述材料通过真空蒸镀法、溅射法、离子镀膜法等干法工艺等形成。另外,可通过将涂敷液用喷涂、金属型涂料机、浇铸、旋涂、喷涂测量法、凹版涂敷等适当的方式涂敷的湿式涂敷法形成。
所述电介质薄膜的厚度根据使用材料适当决定,但通常优选10~300nm,更优选10~200nm。在设置两层以上电介质薄膜的情况下,也优选以其合计厚度控制于所述范围。
在第一面板中,为了将第一导电性薄膜的表面物理参数控制在所述范围,合适的方法是通过用干法工艺形成SiO2膜作为与第一导电性薄膜最近的电介质薄膜进行控制。作为干法工艺,合适是的真空蒸镀法,因为其表面粗糙度和强度的控制容易。
通过干法工艺形成的SiO2膜(与第一导电性薄膜最近的电介质薄膜)的厚度没有特别限制,但作为连续被膜,为了提高透明性及耐杀伤性,优选10nm以上,更优选10~120nm以上,还优选15~60nm。
在第一面板中,在电介质薄膜设置两层以上的情况下,该电介质薄膜的材料、形成法和厚度可以从上述的范围进行适当的选择。
在第二面板中,为了将第二导电性薄膜的表面物理参数控制在所述范围,合适的是通过由湿式涂敷法形成SiO2膜作为与第二导电性薄膜最近的电介质薄膜进行控制。在湿式涂敷法中,适宜使用硅胶等,从生产性方面考虑,合适的是凹版涂敷法。
通过所述湿式涂敷法形成的SiO2膜(与第一导电性薄膜最近的电介质薄膜)厚度没有特别限制,但作为连续被膜,为了提高透明性及耐杀伤性,优选10nm以上,更优选10~120nm以上,还优选15~60nm。
在第二面板中,在电介质薄膜设置两层以上的情况下,该电介质薄膜的材料、形成法和厚度可以从上述的范围进行适当的选择。其中,从可以高的生产性作成透明性等光学特性优良的电介质薄膜这一点出发,相对于氧化铟,尤其优选由含有特定量的氧化锡及氧化铈的高折射率的复合氧化物形成的电介质薄膜。由复合氧化物形成的电介质薄膜的厚度没有特别限制,优选10~200nm,更优选15~60nm。
另外,在第二面板中,第二导电性薄膜可以经由具有微小凹凸形状的树脂层设置于第二薄膜基材上。
具有微小凹凸形状的树脂层的形成方法没有特别限制,可以采用适当的方式,例如可以举出列举:将用于所述树脂层的形成的表面,预先通过喷砂及压花辊、化学蚀刻等适宜的方式进行粗糙化处理而给予表面微小凹凸形状的方法等,使形成树脂层的材料其薄膜的表面形成微小凹凸形状的方法。还可以举出在树脂层上涂敷附加另外的树脂层且在该树脂层表面,通过金属模的复制等方式给予微小凹凸形状的方法。还可以举出在树脂层上分散含有微粒且给予微小凹凸形状的方法。这些微小凹凸形状的形成方法也可以组合两种以上的方法形成作为复合有不同状态的微小凹凸形状表面的层。在所述树脂层的形成方法中,从微小凹凸形状表面的形成性等观点出发,尤其优选设置分散含有微粒的树脂层的方法。
下面,对设置分散含有微粒的树脂层的方法进行说明。作为形成该树脂层的树脂没有特别限制,只要是可进行微粒的分散且作为树脂层形成后的被膜具有足够的强度、有透明性的树脂即可。作为所述树脂可以列举:热硬化型树脂、热可塑型树脂、紫外线硬化型树脂、电子硬化型树脂、双液混合型树脂等,但其中尤其合适的是能够通过紫外线照射进行硬化处理、通过简单的加工操作高效形成光扩散层的紫外线硬化型树脂。
作为紫外线硬化型树脂可以列举:聚酯类、丙烯酸类、尿烷类、酰胺类、硅酮类、环氧类等各种树脂,且包含紫外线硬化型的单体、低聚物、聚合物等。优选使用的紫外线硬化型树脂,可列举:例如具有紫外线重合性的官能团的树脂,其中尤其是包含具有两个以上特别是3~6个该官能团的丙烯酸类的单体及低聚物成分的树脂。另外,紫外线硬化型树脂中配合有紫外线聚合引发剂。
树脂层的形成材料不仅可使用所述材料而且可使用匀染剂、触变剂、防带电剂等添加剂。使用触变剂时,有利于微小凹凸形状表面的突出粒子的形成。作为触变剂可列举0.1μm以下的二氧化硅、云母等。这些添加剂的含有量合适的是相对于紫外线硬化型树脂100重量份,通常为15重量份以下,或0.1~15重量份。
作为微粒没有特别限制可以使用各种金属氧化物、玻璃、塑料等具有透明性的微粒。例如可列举:二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化钙等无机类微粒、聚甲酯丙烯酸甲脂、聚苯乙烯、聚胺脂、丙烯酸类树脂、丙烯苯乙烯共聚物、苯胍胺、密胺、聚碳酸脂等各种聚合物构成的交联或未交联的有机类微粒及硅酮类微粒等。所述微粒可适当选择一种或两种以上来使用,但优选有机微粒。从折射率的观点考虑,优选丙烯酸类树脂作为有机类微粒。
微粒的平均粒径通常可使用1~10μm,优选使用具有1~4μm范围的微粒。另外,微粒可以组合使用不同粒径的微粒。
含有微粒的树脂层的形成方法没有特别限制,可以采用适当的方式。例如,通过在所述透明的薄膜基材上涂敷含有微粒的树脂层(例如:紫外线硬化型树脂:涂敷液),干燥后进行硬化处理在表面形成呈凹凸形状的树脂层。涂敷液用喷涂、金属型涂料机、浇铸、旋涂、喷涂测量法、凹版涂敷等适宜的方式进行涂敷。
所述涂敷液中含有的微粒的比例没有特别限制,相对于树脂100重量份,优选0.1~20重量份,更优选1~10重量份的微粒形成微小凹凸形状的表面。
树脂层的厚度没有特别限制,从裂痕、卷曲特性方面出发,优选0.5~7μm,特别优选0.5~2μm。树脂层的厚度是由用于形成树脂层的材料和涂敷面积算出的值。在使用涂敷液形成树脂层的情况下,从涂敷涂敷液前后的重量差可求出树脂层的膜厚。
在第一薄膜基材中不设置第一导电性薄膜侧的面和第二薄膜基材中不设置第二导电性薄膜侧的面上,可以设置硬涂层。硬涂层可对薄膜基材所述面进行硬涂化处理而形成。硬涂化处理例如可以通过涂敷丙烯酸尿烷类树脂(acryl urethane resin)及硅氧烷类树脂等硬涂化处理的方法进行。
形成硬涂层时,厚度薄时硬度不足,另一方面,厚度过厚时有产生裂纹的情况。另外,卷曲(curl)的防治特性也被考虑在内时,理想的硬化层的厚度为0.1~30μm。
另外在第一薄膜基材中,当硬涂化处理的时候,在所述丙烯酸尿烷类树脂及硅氧烷类树脂等硬质树脂中配合硅酮树脂等将表面粗糙化,同时形成可防止在作为触摸面板等实际应用时由镜面作用产生的写入的不目眩的面。并且,能够形成与硬涂层一起的或与硬涂层分开的反射防止层及防污层。
实施例
下面与比较例对比进行记载,更具体地说明本发明的实施例。另外,在下面,有“部”的地方意思为重量份。
制造例1
(第一面板A1的制作)
在由厚度为23μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(下面叫做PET薄膜)构成的透明的第一薄膜基材的一面上,通过凹版涂敷形成由密胺树脂∶醇酸树脂∶有机硅烷缩合物=2∶2∶1(重量比)的热硬化型树脂构成的厚150nm的硬化被膜(表1中表示为Si涂层)。以这些作为透明的第一电介质薄膜。
接着,在所述第一电介质薄膜上使用真空蒸镀法形成厚30nm的SiO2膜。以此作为透明的第二电介质薄膜。
在上述第二电介质薄膜上,再在由80%的氩气和20%的氧气构成的4×10-3Pa的气氛中,通过使用氧化铟及氧化锡的混合物的烧结体(氧化铟97重量%,氧化锡3重量%)的溅射法形成由厚23nm的氧化铟和氧化锡的复合氧化物构成的透明的导电性薄膜(ITO薄膜)。
其次,在上述PET薄膜的另一面上,以约20μm的厚度形成弹性系数调整为10N/cm2的透明的丙烯酸类胶粘剂层(以丙烯酸丁酯∶丙烯酸∶乙酸乙酯的重量比为100∶2∶5的单体混合物的共聚物100重量份配合1重量份的异氰酸盐类交联剂构成的丙烯酸类胶粘剂),再在其上贴合由厚125μm的PET薄膜构成的透明基体。
然后,在上述透明基体上,涂敷以丙烯酸·尿烷类树脂(大日本インキ化学工业社制的商品名“ユニデイツク17-806”)100重量份上,加上作为光聚合引发剂的羟基环己基苯基酮(チバスペシヤルテイケミカルズ公司制的商品名「イルガキニア184」)5重量份,且稀释为50重量%的浓度的甲苯溶液,在100℃下干燥3分钟后,直接用两只臭氧型高压水银灯(80W/cm,15cm集光型)进行紫外线照射,形成厚5μm的硬涂层,由此制作成图3(C)所示结构的第一面板A1。
制造例2
(第一面板A2的制作)
除将制造例1中的第二电介质薄膜即SiO2膜的厚度变为70nm以外,进行与制造例1相同的步骤制作第一面板A2。
制造例3
(第一面板A3的制作)
除为了代替制造例1中形成由热硬化型树脂构成的厚150nm的硬化被膜作为第一电介质薄膜,而使用真空蒸镀法形成厚15nm的SiO2膜(x:1.8)以外,进行与制造例1相同的步骤制作第一面板A3。
制造例4
(第一面板A4的制作)
除为了代替制造例1中使用真空蒸镀法形成厚30nm的SiO2膜作为第二电介质薄膜,而通过二氧化硅涂敷法形成由厚30nm的SiO2膜构成的第二电介质薄膜,另外,将导电性薄膜(ITO薄膜)的厚度变为21nm以外,进行与制造例1相同的步骤制作第一面板A4。另外,二氧化硅涂敷法为:在上述第一电介质薄膜上,以使硅胶(コルコ一ト社制的“コルコ一トP”)固体成分浓度变为2%的方式,通过凹版涂敷法涂敷用乙醇稀释了的硅胶,在150℃干燥两分钟后硬化而形成薄膜。
制造例5
(涂敷液的调制)
使用平均粒径2.2μm的单分散的填充剂(材料:交联丙烯酸类树脂,标准偏差0.22μm,综研化学(株)制的商品等级:MX-型)0.5重量份及平均粒径3μm的单分散的填充剂(材料:交联丙烯酸类树脂,标准偏差0.3μm,综研化学(株)制的商品等级:MX-型)0.1重量份的混合物作为微粒。以该微粒的混合物、紫外线硬化型树脂(丙烯酸·尿烷类树脂,大日本インキ化学工业(株)制的商品名“ユニデイツク17-806”)100重量份、光聚合引发剂(チバスペシヤデイケミカルズ社制的商品名イルガキユア184)5重量份及其固体成分变为50重量%的方式调制成与被计量的溶剂(甲苯)混合的溶液。
(第二面板B1的制作)
在由厚100μm的PET薄膜构成的透明的薄膜基材的一面上,通过线锭以干燥后的涂敷厚度成为1.1μm的方式涂敷上述涂敷液后,在100℃干燥3分钟后,通过紫外线照射进行硬化处理,微小凹凸形状的表面的树脂层。
接着,在上述树脂层上,在95%氩气和5%氧气的气氛下,由氧化铟100重量份、氧化锡10重量份及氧化铈25重量份的混合物的烧结体,通过下述条件的反应溅射法,形成相对于氧化铟100重量份具有氧化锡10重量份及氧化铈25重量份的复合氧化物,由此形成厚23nm的透明的第一电介质薄膜。
<溅射条件>
靶尺寸:200mm×500mm
输出:3.0KW
电压值:450V
放电时间:1min
真空度:0.5Pa
其次,在上述第一电介质薄膜上,通过二氧化硅(silica)涂敷法形成由SiO2膜构成的第二电介质薄膜。作为二氧化硅涂敷法,在上述第一电介质薄膜上将硅胶(コルコ一ト社制的“コルコ一トP”)以固体成分浓度变为2%的方式,通过凹版涂敷法涂敷用乙醇稀释了的硅胶,在150℃干燥两分钟后硬化而形成厚55nm的SiO2薄膜。以此作为透明的第二电介质薄膜。
在上述第二电介质薄膜上,再在由80%的氩气和20%的氧气构成的4×10-3pa的气氛中,通过使用氧化铟及氧化锡的混合物的烧结体(氧化铟97重量%,氧化锡3重量%)的溅射法,形成由厚23nm的氧化铟和氧化锡的复合氧化物构成的透明的电介质薄膜(ITO薄膜)。
其次,在上述PET薄膜的相反侧(不设置导电性薄膜的一侧),涂敷以丙烯酸·尿烷类树脂(大日本インキ化学工业社制的商品名“ユニデイツク17-806”)100重量份上,加上作为光聚合引发剂的羟基环己基苯基酮(チバスペシヤルテイケミカルズ公司制的商品名「イルガキユア184」)5重量份,且稀释为50重量%的浓度的甲苯溶液,在100℃干燥3分钟后,直接用两只臭氧型高压水银灯(80W/cm,15cm集光型)进行紫外线照射,形成厚5μm的硬涂层,由此制作成图5(C)所示的结构的第二面板B1。
制造例6
(第二面板B2的制作)
除将制造例5中的第二电介质薄膜的厚度变为15nm以外,进行与制造例5相同的步骤制作第二面板B2。
制造例7
(第一面板B3的制作)
除将制造例5中的第二电介质薄膜的厚度变为50nm以外,进行与制造例5相同的步骤制作第二面板B3。
制造例8
(第二面板B4的制作)
除为了代替制造例5中通过二氧化硅涂敷法形成厚55nm的SiO2膜作为第二电介质薄膜,而使用真空蒸镀法形成由厚55nm的SiO2膜构成的第二电介质薄膜以外,进行与制造例5相同的步骤制作第二面板B4。
对制造例1~4得到的第一面板A1~A4和制造例5~8得到的第二面板B1~B4,通过下述的方法测定其导电性薄膜侧的物理参数(硬度、弹性模量及中心线平均粗糙度(Ra))。其结果表示于表1。
另外,在测定上述硬度及弹性模量的时候,以在薄膜基材(PET薄膜)的反面不设置胶粘剂层及透明基体的叠层体,即形成为图6所示的薄膜基材1(101)的一方的面上经由电介质薄膜3(103)二形成导电性薄膜(ITO薄膜)2(102)的叠层体,作为被试验体使用。
<导电性薄膜侧的硬度及弹性模量>
通过压痕试验,用本文具体记述的方法,叠层导电性薄膜侧的硬度及弹性模量。即,如图6所示,将被试验体使其导电性薄膜(ITO薄膜)2(102)朝上固定于试样台20上。在该固定状态,使压头21朝垂直方向将负荷压入导电性薄膜2(102)侧,得到压痕曲线(负荷—压入深度曲线)。由此,根据所述式(1)、(2)计算出导电性薄膜侧的硬度及弹性模量。
测定时使用扫描型探针显微镜(JEOL.LTD/日本电子:JSPM-4200)。另外,压头21使用金刚石压头(三角锥)(T1-037 90°)。在三秒钟内用该压头以20μN沿垂直方向进行一次缩进(压头压入),对一份样品进行五次测定并求出平均值。各次测定要使测定部位的距离保持充分,以使其不产生压痕的影响。
<中心线平均粗糙度(Ra)>
通过AFM观察求出中心线平均粗糙度(Ra)。测定通过セイコ一インスツルメンツ(株)制的SPI3800以触点方式用深针(Si3N4制)进行1μm□扫描。
实施例1
使用上述制造例1得到的第一面板A1作为上板,另一方面,使用制造例5得到的第二面板B1作为下板,将这两个面板以ITO薄膜彼此对置的方式经由厚20μm的隔离件以使两面板的间隙为150μm而对置配置,作成作为开关结构体的触摸面板。另外,两面板的各ITO薄膜先于上述的对置配置,预先以相互垂直的方式形成。
实施例2~5及比较例1~5
除使实施例1中用于触摸面板的上板及下板进行如表1所示的变化以外,进行和实施例1相同的步骤制作触摸面板。
对由上述的实施例及比较例得到的各触摸面板,通过下述的方法进行笔输入耐久性测定。其测定结果表示于表1。
<高负荷笔输入耐久性>
从由透明导电叠层体构成的面板侧使用由聚缩醛构成的笔(笔头R0.8mm),以1.5kg负荷进行10万次滑动。滑动后,按以下进行直线性测定,对高负荷笔输入耐久性进行评价。
<直线性的测定方法>
透明导电叠层体施加5V的电压,测定施加透明导电叠层体中的电压的端子A(测定开始位置)及端子B(测定终止位置)之间的输出电压。
测定开始位置A的输出电压为EA、测定终止位置B的输出电压为EB、各测定点X的输出电压为EX、理论值为EXX时,则直线性可由下面的计算求出。
EXX(理论值)={X·(EB-EA)/(B-A)}+EA
直线性(%)=〔(EXX-EX)/(EB-EA)〕×100
另外,直线性测定的概要如图7所示。在使用触摸面板的图象显示装置中,通过用笔按压由上部面板和下部面板的接触部分的电阻值确定显示在图像上的笔的位置。上部及下部面板表面的输出电压分布成为理论线(理想线)的电压分布的电阻值被确定。于是,电压值如图7的实测值偏离理论线时,由实际的笔位置和电阻值确定的图像上的笔位置不便同一。自理论线的偏离为直线性,其值越大,实际的笔位置和图像上的笔位置的偏差越大。
表1
第一面板(上板) | |||||||||
种类 | 构成 | 物性 | |||||||
ITO膜厚度(nm) | 第二电介质薄膜 | 第一电介质薄膜 | Ra(nm) | 硬度(GPa) | 弹性模量(GPa) | ||||
SiO2形成法 | 厚度(nm) | 形成法 | 厚度(nm) | ||||||
实施例1 | A1 | 23 | 干式 | 30 | Si膜 | 150 | 0.9 | 2.9 | 12.4 |
实施例2 | A2 | 23 | 干式 | 70 | Si膜 | 150 | 1.3 | 2.9 | 12.4 |
实施例3 | A1 | 23 | 干式 | 30 | Si膜 | 150 | 0.9 | 2.9 | 12.4 |
实施例4 | A3 | 23 | 干式 | 30 | SiOx | 15 | 1.5 | 2.9 | 12.4 |
实施例5 | A3 | 23 | 干式 | 30 | SiOx | 15 | 1.5 | 2.9 | 12.4 |
比较例1 | A4 | 21 | 湿式 | 30 | Si膜 | 150 | 0.5 | 0.6 | 4.7 |
比较例2 | A4 | 21 | 湿式 | 30 | Si膜 | 150 | 0.5 | 0.6 | 4.7 |
比较例3 | A4 | 21 | 湿式 | 30 | Si膜 | 150 | 0.5 | 0.6 | 4.7 |
比较例4 | A1 | 23 | 干式 | 30 | Si膜 | 150 | 0.9 | 2.9 | 12.4 |
比较例5 | A3 | 23 | 干式 | 30 | SiOx | 15 | 1.5 | 2.9 | 12.4 |
种类 | 第二面板(下板) | 耐久性(%) | |||||||
构成 | 物性 | ||||||||
ITO膜厚度(nm) | 第二电介质薄膜 | 第一电介质薄膜 | Ra(nm) | 硬度(GPa) | 弹性模量(GPa) | ||||
SiO2形成法 | 厚度(nm) | 形成法 | 厚度(nm) | ||||||
B1 | 23 | 湿式 | 55 | 干式 | 23 | 0.5 | 0.6 | 4.7 | 1.0 |
B1 | 23 | 湿式 | 55 | 干式 | 23 | 0.5 | 0.6 | 4.7 | 1.0 |
B2 | 23 | 湿式 | 15 | 干式 | 23 | 0.8 | 0.6 | 4.7 | 1.5 |
B3 | 23 | 湿式 | 50 | 干式 | 23 | 0.5 | 0.6 | 4.7 | 1.0 |
B2 | 23 | 湿式 | 15 | 干式 | 23 | 0.8 | 0.6 | 4.7 | 1.5 |
B1 | 23 | 湿式 | 55 | 干式 | 23 | 0.5 | 0.6 | 4.7 | 5.0 |
B2 | 23 | 湿式 | 15 | 干式 | 23 | 0.8 | 0.6 | 4.7 | 10.0 |
B4 | 23 | 干式 | 55 | 干式 | 23 | 1.6 | 2.9 | 12.4 | 10.0 |
B4 | 23 | 干式 | 55 | 干式 | 23 | 1.6 | 2.9 | 12.4 | 10.0 |
B4 | 23 | 干式 | 55 | 干式 | 23 | 1.6 | 2.9 | 12.4 | 10.0 |
Claims (10)
1、一种触摸面板,该触摸面板具有第一面板和第二面板,所述第一面板具有透明的第一薄膜基材和设在该第一薄膜基材的单面的透明的第一导电性薄膜;所述第二面板具有透明的第二薄膜基材和设在该第二薄膜基材的单面的透明的第二导电性薄膜,第一面板和第二面板按照第一导电性薄膜和第二导电性薄膜对置的方式经由隔离件而对置配置,其特征在于,第一导电性薄膜的表面的硬度为1GPa以上,弹性模量为5GPa以上,第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)为0.3~1.0nm,并且,第二导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值比第一导电性薄膜的表面的中心线平均粗糙度(Ra)的值小。
2、如权利要求1所述的触摸面板,其特征在于,第一导电性薄膜的表面的中心线粗糙度(Ra)为0.7~2.0nm。
3、如权利要求1所述的触摸面板,其特征在于,第二导电性薄膜的表面的硬度及弹性模量的值分别都比第一导电性薄膜的表面的硬度及弹性模量的值小。
4、如权利要求1所述的触摸面板,其特征在于,第二导电性薄膜的表面的硬度为0.4~2.0GPa,弹性模量为2.0~8.0GPa。
5、如权利要求1所述的触摸面板,其特征在于,第一薄膜基材是经由透明的胶粘剂层而将两张以上的透明的薄膜基材贴合在一起的叠层体。
6、如权利要求1所述的触摸面板,其特征在于,第一导电性薄膜经由至少一层透明的电介质薄膜而设置于第一薄膜基材。
7、如权利要求6所述的触摸面板,其特征在于,与第一导电性薄膜最接近的电介质薄膜是通过干法工艺形成的SiO2膜。
8、如权利要求1所述的触摸面板,其特征在于,第二导电性薄膜经由至少一层透明的电介质薄膜而设置于第二薄膜基材。
9、如权利要求8所述的触摸面板,其特征在于,与第二导电性薄膜最接近的电介质薄膜是通过湿式涂敷法形成的SiO2膜。
10、如权利要求1~9中任一项所述的触摸面板,其特征在于,第二导电性薄膜经由具有微小凹凸形状的树脂层而设置于第二薄膜基材。
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