JP2013161323A - 静電容量式タッチパネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タッチパネル用基板の最表層に、親水性層を設けたことを特徴とする静電容量式タッチパネルと、タッチパネル用基板上に、親水性層を有する親水性部材が設けられ、前記親水性層が最表層を形成していることを特徴とする静電容量式タッチパネル。
【選択図】なし
Description
タッチパネルとしては、静電容量式、抵抗膜式、表面弾性波式、赤外線遮光式、電磁誘導式等が知られている。中でも静電容量式はマルチタッチへの対応が有利である等の理由から、携帯機器用途を中心に採用が進んでいる。一方で、携帯電子機器を中心として電化製品に対する堅牢性に対するニーズは強く、中でも防水性に対する要求は強い。そのような背景から、静電容量式タッチパネルを搭載した防水電子機器が増えつつある。しかしながら、静電容量式タッチパネルは表面電荷の変化を認識しているため、水滴が付着した際に誤作動が頻繁に起き、細かい操作ができないという問題点があった。この対策として、手の動きを認識するジェスチャーコントロール機能を設けた浴室用テレビも販売されている。しかしながら、この方法では手の動きを認識するセンサーを搭載する必要があり、水滴付着時の誤作動に対しては十分な対策が施されておらず、細かい操作も出来ず、静電容量式タッチパネルの特長であるマルチタッチ性も犠牲になっているという問題があった。
すなわち本発明は、 タッチパネル用基板の最表層に、親水性層を設けたことを特徴とする静電容量式タッチパネルを提供するものである。
また本発明は、タッチパネル用基板上に、親水性層を有する親水性部材が設けられ、前記親水性層が最表層を形成していることを特徴とする静電容量式タッチパネルを提供するものである。
本発明の静電容量式タッチパネルは、上記のように タッチパネル用基板の最表層に、親水性層を設けたもの;あるいは、タッチパネル用基板上に、親水性層を有する親水性部材が設けられ、前記親水性層が最表層を形成しているもの;であることを特徴とし、その他の部位については、従来から公知の静電容量式タッチパネルと同じ構成を採用することができる。
例えば、タッチパネル用基板としては、透明基板と、該透明基板の片面に設けられた透明導電性膜と、該透明導電性膜を覆う絶縁膜とから構成され、操作者の指先等の接触体がタッチパネルに接触すると、透明導電性膜が、接触位置で透明導電性膜と接触体との間の絶縁膜により形成された静電容量を介して接地され、接触位置に応じて変化した抵抗値を検出し、接触位置が検出されるようになっている。
透明基板としては、例えば、各種ガラス等の無機材料、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリイミド、ノルボルネン系樹脂、シロキサン系樹脂、エポキシアクリル樹脂などのプラスチック類)等の高分子材料などで形成された板状物やフィルム状物(シート状物を含む)等を用いることができる。また、透明導電性膜や絶縁膜についても、従来から公知の材料を適宜選択することができる。
また本発明の静電容量式タッチパネルは、形態(2)として、上記のようにタッチパネル用基板上に、親水性層を有する親水性部材が設けられ、前記親水性層が最表層を形成している。
ここで本発明でいう最表層とは、操作者の指先等の接触体がタッチパネルに接触する面を意味する。
また、ここで本発明でいう親水性とは、水接触角が30度以下を意味し、好ましくは20度以下、さらに好ましくは10度以下である。
上記形態(1)において、親水性層は、例えば、光触媒機能を有する無機酸化物を含む塗膜や、アルコキシシリル基を有する親水性ポリマーと金属アルコキシド化合物とを含有する組成物から形成された塗膜等が挙げられ、これら塗膜は公知である。
上記形態(2)において、本発明に好適な親水性部材としては、例えば、基材フィルム上に光触媒機能を有する無機酸化物を含む親水性層を設けた機能性フィルムや、基材フィルム上にアルコキシシリル基を有する親水性ポリマーと金属アルコキシド化合物とを含有する組成物から形成された親水性層を設けたフィルム等が挙げられ、これら親水性部材は公知である。
特定親水性部材で使用する基材フィルムは、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられ、中でも透明性を有するプラスチックフィルムが好ましく、とくに、親水性層との密着性の観点からポリエチレンテレフタレート(PET)がとくに好ましい。これらの基材フィルム表面(親水性層の形成面)は必要に応じてコロナ処理等の物理的または化学的処理を施したり、プライマー処理を施したりすることもできる。
化学的処理としては、例えば化学薬品等を用いて処理する酸化処理等が挙げられる。
プライマー処理としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂あるいはその共重合体ないし変性樹脂、セルロース系樹脂等をビヒクルの主成分とする樹脂組成物からなるコート剤を、基材フィルムに塗布し形成する処理が挙げられる。
コート剤としては、溶剤型、水性型のいずれも使用することができ、例えば、変性ポリオレフィン系、エチルビニルアルコール系、ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、アクリル系、ポリエステル系ポリウレタンエマルジョン、ポリ塩化ビニルエマルジョン、ウレタンアクリルエマルジョン、シリコンアクリルエマルジョン、酢酸ビニルアクリルエマルジョン、アクリルエマルジョン、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、アクリルニトリル−ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタアクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、クロロプレンラテックス、ポリブタジェンラテックスのゴム系ラテックス、ポリアクリル酸エステルラテックス、ポリ塩化ビニリデンラテックス、ポリブタジエンラテックス、あるいはこれらのラテックスのカルボン酸変性物若しくはディスパージョン等が挙げられる。これらのコート剤の塗布法としては、例えば、グラビアコ−ト法、リバースロールコート法、ナイフコート法、キスコート法等が挙げられ、塗布量としては、通常乾燥状態で、例えば0.05g/m2〜5g/m2である。
中でも、本発明の効果がさらに向上するという観点から、コート剤としては溶剤型のポリウレタン系、ポリエステル系、アクリル系が好ましい。
なお、特定親水性部材では基材フィルム上にプライマー処理を施した市販品を使用することができ、例えば三菱樹脂(株)から商品名T−600、T−680として市販されている易接着性PETを好適に使用することができる。
特定親水性部材で使用する基材フィルムの厚さは、例えば25〜300μmである。
条件(A):前記親水性層形成用組成物は、バインダー、親水モノマー、開始剤および溶媒を含む。
条件(B):前記バインダーは、1分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物からなり、かつ、前記バインダー100質量部中、1分子内に5個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が50〜100質量部の範囲で含まれる。
条件(C):前記親水モノマーは、下記一般式(1)で表される。
Xは、下記一般式(1−1)〜(1−4)で示される親水基から選ばれる1種を表す。
条件(D):前記開始剤は、アルキルフェノン系開始剤またはα-ヒドロキシアセトフェノン系開始剤であり、かつ、前記開始剤は、前記バインダー100質量部に対し、0.5〜10.0質量部の範囲で含まれる。
条件(E):前記溶媒は、炭素数1〜2のプロトン性極性溶媒50〜95質量%と、炭素数3以上のプロトン性極性溶媒および/または非プロトン性極性溶媒5〜50質量%とからなる混合溶媒であり、かつ、前記溶媒は、前記バインダー100質量部に対し、10〜100質量部の範囲で含まれる。
以下、各条件について説明する。
ビス{2−(メタ)アクリロイルチオ−エチル}スルフィド、ビス{5−(メタ)アクリロイルチオ−3−チアペンチル}スルフィド;
同様にイソホロンジイソシアナートとのウレタン反応物、
同様にビス(イソシアナトメチル)ノルボルナンとのウレタン反応物、
同様にノルビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタンとのウレタン反応物、
同様に1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンとのウレタン反応物、
同様にm−キシリレンジイソシアナートとのウレタン反応物
等が挙げられる。
M1、M2は、同一または異なっていてもよい水素イオン、アンモニウムイオン、アルカリ金属イオン、またはアルカリ土類金属イオンを表す。式(1)で示す式は電気的に中性である。
Xは、下記一般式(1−1)〜(1−4)で示される親水基から選ばれる1種を表す。Xの分子量は、50〜18、000、好ましくは100〜1,000、さらに好ましくは170〜500の範囲で用いられる。また、Xは、それ自体のオリゴマー(繰り返し単位が2〜20)を用いてもよく、該オリゴマーの分子量は100〜30,000、好ましくは200〜10,000、さらに好ましくは300〜5,000の範囲で用いられる。
前記一般式(1)で表される化合物(I)として、下記一般式(1−1−1)および一般式(1−1−2)が好ましく挙げられる。
Jは、HまたはCH3を表す。
R1及びR2は、独立して、H、CH3、エチル基を表し、合成の容易さからはHが好ましい。
nは、1〜20の整数を表し、同様に合成の容易さから2〜10がより好ましく、2〜4がさらに好ましい。
mは、1〜2の整数を表す。
lは、2〜10の整数を表し、2〜6が比較的に好ましく、2〜4がさらに好ましい。
Mは、H、アミン類、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属を表す。
アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムが挙げられ、アルカリ土類金属としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム等が挙げられる。
H、アミン類、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属金属の中では、1価のアルカリ金属が好ましく、ナトリウム、カリウム、またはルビジウムであればさらに好ましい。
一般式(1)で表される化合物(I)は公知化合物であり、例えば、特公昭49−36214号公報、特公昭51−9732号公報、特開昭63−284157号公報、米国特許第3024221号明細書に記載された方法により製造することができる。より具体的には、一般式(1−1−1)で表される化合物は、アルカリ金属炭酸塩の存在下、(メタ)アクリル酸とプルパンスルトンを反応させる方法、また一般式(1−1−2)で表される化合物は、ポリオール化合物の一部の水酸基をハロゲン化水素でハロゲン化し、次いで置換されたハロゲンにアルカリ金属スルホネートを反応させて水酸基を有するアルカリ金属スルホネート化合物を合成し、最後に水酸基と(メタ)アクリル酸ハライドまたは(メタ)アクリル酸と反応させる方法等が挙げられる。
また、耐白化性、耐クラック性、防汚性を向上させ、製品する際に製品の性能のバラツキも一層抑制し、かつ、基材フィルムと親水性層との密着性も向上させる観点から、親水性層形成用組成物の固形分濃度は、50〜80質量%が好ましい。なお本発明でいう固形分濃度とは、親水性層形成用組成物の合計質量に対する、バインダー、親水モノマー、開始剤およびその他の添加剤の合計の百分率を意味する。
特定親水性部材は、基材フィルム上に上記親水性層形成用組成物からなる親水性層が形成されてなる。
まず、基材フィルムを準備し、その少なくとも片面に上記親水性層形成用組成物を公知のコーターを用いて塗布し、塗膜を形成する。
次に、形成された塗膜を乾燥する。乾燥条件は、次の条件(1)〜(3)を満たすことにより、製品の性能のバラツキを一層抑制することができ、かつ、基材フィルムと親水性層との密着性も高めることができる。すなわち:
(1)乾燥温度は、例えば20〜50℃である。乾燥温度が低すぎると外観が悪化し、逆に高すぎると経時での親水性能の低下や白化による外観の低下が発生する。
(2)上記乾燥温度が達成されるように塗膜表面に対して温風を流し続ける。なおこの温風乾燥によって基材フィルムの急激な温度変化が避けられる。これにより、親水性層形成用組成物の各成分の相容性が安定し、外観、および性能に優れた特定親水性部材が得られる。
(3)乾燥時間は、例えば10〜120秒である。乾燥時間が短すぎると外観が悪化し、逆に長すぎると経時での親水性能の低下や白化による外観の悪化が発生する。
なお、乾燥雰囲気は大気下でも窒素下等の不活性ガス下でも構わない。また乾燥雰囲気の露点温度は、15℃以下が好ましく、12℃以下であればより好ましく、9℃以下であればさらに好ましい。乾燥時の圧力は特に限定されないが、外部からの影響による乾燥の不安定化を防ぐ為には常圧または加圧状態が比較的に好ましい。乾燥後の残存溶媒の量としては10%以下が好ましく、5%以下であればより好ましく、1%以下であればさらに好ましい。
下記の配合により、親水性形成用組成物を調製した。
バインダー:
DPHA 100質量部
親水モノマー:
3−スルホニルプロピル−アクリレート・カリウム塩(下記式参照) 15質量部
2−ヒドロキシ−1−{4−〔4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル〕フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(BASF社製イルガキュアー127)
3質量部
溶媒
メタノール80質量%とn−ブタノール20質量%との混合溶媒 50質量部
固形分濃度 70質量%
(1)乾燥温度=45℃。
(2)乾燥は上記乾燥温度が達成されるように、かつ基材フィルムの温度変化が生じないように、塗膜に対して温風を流し続けた。
(3)乾燥時間=30秒。
<水接触角の測定>
水接触角の測定は、KRUSS社製自動接触角計DSA20を用いて、室温23±2℃、湿度50±5%環境下で、成膜後の水接触角を測定した。水接触角は、3箇所測定し、平均値を記載した。水接触角は、防汚性の観点から30度以下、セルフクリーニング性の観点から20度以下、防曇性の観点から10度以下がよい。
静電容量式タッチパネルを有する株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 製T01C「REGZA PHONE」の該タッチパネル面上に、親水性層が最表面をなすように、上記特定親水性部材を貼り合わせた。続いて、該親水性層の表面に十分に水を流した後、親水性層を30回タッチし、誤作動回数をカウントした。なお、使用した検証ソフトは、Multi Touch Test GREENROBOT(フリーソフト、開発者:GREENROBOT)である。
JIS K 5400 8.4.2にしたがい、鉛筆[三菱鉛筆(株)、ユニ]を用いて塗膜のすり傷で評価した。
水接触角の測定結果は、5.4度であった。
誤作動回数は1回であった。
鉛筆硬度は、2Hであった。
親水モノマーを、下記式で表される化合物に変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。
水接触角の測定結果は、8.3度であった。
誤作動回数は1回であった。
鉛筆硬度は、2Hであった。
親水モノマーを、下記式で表される化合物に変更したこと以外は、実施例1を繰り返した。
水接触角の測定結果は、9.2度であった。
誤作動回数は1回であった。
鉛筆硬度は、2Hであった。
実施例1において、特定親水性部材に替えて、株式会社きもと製グラステクトCVを使用したこと以外は、実施例1を繰り返した。
水接触角の測定結果は、21度であった。
誤作動回数は4回であった。
鉛筆硬度は、Hであった。
実施例1において、特定親水性部材を使用しなかっとこと以外は、実施例1を繰り返した。
水接触角の測定結果は、40度であった。
誤作動回数は16回であった。
鉛筆硬度は、2Hであった。
実施例1において、特定親水性部材に替えて、親水性層をもたないハードコートフィルムである、リケンテクノス社製SS50T(N)を使用したこと以外は、実施例1を繰り返した。
水接触角の測定結果は、70度であった。
誤作動回数は27回であった。
鉛筆硬度は、2Hであった。
実施例1において、特定親水性部材に替えて、親水性層をもたない携帯用保護フィルム(耐指紋付着性タイプ)である、ELECOM社製PD−FT01FLFを使用したこと以外は、実施例1を繰り返した。
水接触角の測定結果は、105度であった。
誤作動回数は25回であった。
鉛筆硬度は、Hであった。
実施例1において、特定親水性部材に替えて、親水性層をもたない携帯用保護フィルム(反射防止タイプ)である、ELECOM社製液晶保護フィルムPD-FT01FGを使用したこと以外は、実施例1を繰り返した。
水接触角の測定結果は、70度であった。
誤作動回数は25回であった。
鉛筆硬度は、Hであった。
Claims (4)
- タッチパネル用基板の最表層に、親水性層を設けたことを特徴とする静電容量式タッチパネル。
- タッチパネル用基板上に、親水性層を有する親水性部材が設けられ、前記親水性層が最表層を形成していることを特徴とする静電容量式タッチパネル。
- 前記親水性層が、ハードコート性を有することを特徴とする請求項1または2に記載の静電容量式タッチパネル。
- 前記親水性部材が、基材フィルム上に下記条件(A)〜(E)をすべて具備する親水性層形成用組成物により親水性層を形成してなることを特徴とする請求項3に記載の静電容量式タッチパネル。
条件(A):前記親水性層形成用組成物は、バインダー、親水モノマー、開始剤および溶媒を含む。
条件(B):前記バインダーは、1分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物からなり、かつ、前記バインダー100質量部中、1分子内に5個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が50〜100質量部の範囲で含まれる。
条件(C):前記親水モノマーは、下記一般式(1)で表される。
Xは、下記一般式(1−1)〜(1−4)で示される親水基から選ばれる1種を表す。
条件(D):前記開始剤は、アルキルフェノン系開始剤またはα-ヒドロキシアセトフェノン系開始剤であり、かつ、前記開始剤は、前記バインダー100質量部に対し、0.5〜10.0質量部の範囲で含まれる。
条件(E):前記溶媒は、炭素数1〜2のプロトン性極性溶媒50〜95質量%と、炭素数3以上のプロトン性極性溶媒および/または非プロトン性極性溶媒5〜50質量%とからなる混合溶媒であり、かつ、前記溶媒は、前記バインダー100質量部に対し、10〜100質量部の範囲で含まれる。
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