JP4567124B2

JP4567124B2 - タッチパネル

Info

Publication number: JP4567124B2
Application number: JP25508599A
Authority: JP
Inventors: 益生小山
Original assignee: Kimoto Co Ltd
Current assignee: Kimoto Co Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP2001071424A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーのＣＲＴやフラットパネルディスプレイ等のディスプレイ画面上に用いられる透視可能なタッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＲＴやフラットパネルディスプレイ等のディスプレイ画面上に用いられる透視可能なタッチパネルには、そのディスプレイ画面への外部光の映り込みによる眩しさからくる見にくさ（グレア）を防止するために、透明高分子フィルム上に表面凹凸処理を施した透明ハードコートフィルムが用いられている。そして、この透明高分子フィルム上に施される表面凹凸処理としては、比較的均一な粒径の無機質粒子や合成樹脂粒子を含有する透明なハードコート層が一般に用いられている。
【０００３】
一方で、タッチパネルのディスプレイに使用されるＣＲＴやフラットパネルディスプレイのカラー化が進むと共に、各種ディスプレイのカラーの高精細化が進んだ結果、従来のグレア防止のための表面凹凸処理が施された透明ハードコートフィルムをタッチパネルに使用すると、高精細化されたカラー画面の特に白色部分がぎらついて見えるという問題が発生するようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題とするところは、上述のような高精細化されたカラーディスプレイ表面上に貼付してもカラー画面がぎらついて見えるようなことがなく、従来同様に外部光に対するグレアを防止しつつも、透明性が低下して画像表示がぼけることのない、ディスプレイの視認性に優れたタッチパネルを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、従来の透明ハードコートフィルムに用いられている透明ハードコート層の表面凹凸処理が、比較的均一な粒径の無機質粒子や合成樹脂粒子から形成されることで規則的で滑らかなものとなっていることに着目して、鋭意研究した結果、この規則的で滑らかな表面凹凸がレンズの作用をして、カラー表示の元になっているＲＧＢの発光点を拡大して強調することで、画面の中でもＲＧＢ全ての発光点が発光している白色部分を特にぎらつかせて見せていることを突き止め、本発明を解決するに至った。
【０００６】
即ち、本発明のタッチパネルは、カラーディスプレイ画面上に用いられる透視可能なタッチパネルであって、前記タッチパネルの表面基材として、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂及び２以上の異なる平均粒径の無機質粒子から構成される透明ハードコート層を設けてなり、前記無機質粒子が、少なくとも平均粒径１〜４．５μｍと平均粒径５〜５０ｎｍの２種のシリカであり、前記透明ハードコート層の厚みが５〜１５μｍであり、前記透明ハードコート層中における平均粒径１〜４．５μｍの無機質粒子および平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子の含有量が、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対してそれぞれ４．４〜８重量部である透明ハードコートフィルムを用いてなることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のタッチパネルの表面基材として用いる透明ハードコートフィルム１について、更に詳細に説明する。
【０００９】
本発明の透明ハードコートフィルム１は、透明高分子フィルム２上に透明ハードコート層３を形成したものであり、当該透明ハードコート層３は、少なくとも電離放射線硬化型樹脂及び２以上の異なる平均粒径の無機質粒子から構成されてなるものである。
【００１０】
尚、本発明における透明ハードコートフィルム１の透明性に関しては、透明高分子フィルム２上に透明ハードコート層３を形成した状態で、ＪＩＳ−Ｋ７１０５におけるヘーズ値で評価することができ、透明性が優れる高透明性というにはヘーズ値で１０％以下であることが好ましい。また、本発明における透明ハードコートフィルム１のハードコート性に関しては、同様に透明高分子フィルム２上に透明ハードコート層３を形成した状態で、ＪＩＳ−Ｋ５４００における鉛筆硬度がＨ以上であることが望ましい。
【００１１】
透明高分子フィルム２としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、アセチルセルロース、塩化ビニル等の透明性を阻害しないものが使用でき、延伸加工、特に二軸延伸加工されたものは、機械的強度、寸法安定性が向上されるので好ましい。厚みは適用される材料に対して適宜選択することができるが、一般に２０〜５００μｍであり、好ましくは５０〜２００μｍである。
【００１２】
透明高分子フィルム２上に形成される本発明にかかる透明ハードコート層３は、透明性が低下することによって生じる表示画像のボケを生じさせずに、外部光によるグレアを防止するという相反する性質（以下、それぞれ「透明性」と「グレア防止性」という。）を一挙に付与する役割を果たすと共に、カラー表示のＲＧＢの発光点が拡大して強調されることで発生する画面のぎらつき現象を生じさせない性質（以下、「ＲＧＢぎらつき防止性」という。）を有するものである。
【００１３】
このような透明ハードコート層３は、電離放射線硬化型樹脂を主成分として、２以上の異なる平均粒径の無機質粒子を混合してなる組成物を塗工製膜し、電離放射線（紫外線若しくは電子線）を照射して架橋硬化させる等することより得ることができる。
【００１４】
電離放射線硬化型樹脂としては、電離放射線（紫外線若しくは電子線）の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより３次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート等が使用できる。これらは単独でも使用可能であるが、架橋硬化性、架橋硬化塗膜の硬度をより向上させるために、光重合性モノマー、光重合開始剤、紫外線増感剤等を加えることが好ましい。
【００１５】
光重合性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールトリアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート等の多官能モノマーが挙げられる。
【００１６】
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシロキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられ、紫外線増感剤としては、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等が挙げられる。
【００１７】
この電離放射線硬化型樹脂は、透明ハードコート層３に、ハードコート性を付与すると共に、後述する無機質粒子と組み合わされることにより、透明性とグレア防止性を有し、且つＲＧＢぎらつき防止性を発揮することができるようになるものである。
【００１８】
従って、上述効果等を発揮できれば、透明ハードコート層３を形成する樹脂として、電離放射線硬化型樹脂に他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を混合することも可能である。
【００１９】
このような熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
【００２０】
また熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００２１】
次に、本発明における無機質粒子については、シリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の無機顔料又は無機系の体質顔料の１種又は２種のうち、平均粒径の異なるものを２以上混合使用する。
【００２２】
この際、２以上の異なる平均粒径の無機質粒子の好適な態様としては、少なくとも一方の平均粒径が１〜１５μｍの比較的大きな粒子の無機質粒子であり、他方の平均粒径が５〜５０ｎｍの比較的小さな粒子の無機質粒子を組み合わせることが好ましい。これらの混合割合としては、平均粒径が１〜１５μｍの比較的大きな粒子の無機質粒子は、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部、好適には２〜６重量部が望ましく、平均粒径が５〜５０ｎｍの比較的小さな粒子の無機質粒子は、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して１〜８重量部、好適には２〜６重量部が望ましい。
【００２３】
このような２以上の異なる平均粒径の無機質粒子は、前述した電離放射線硬化型樹脂と組み合わせることにより、透明性とグレア防止性を有し、且つＲＧＢぎらつき防止性を発揮することができるようになる。
【００２４】
このように、本発明にかかる透明ハードコート層３は、電離放射線硬化型樹脂に無機質粒子を混合することにより、粒状物を含有した電離放射線硬化型樹脂塗膜の表面に特有に生じる波状の凹凸（図１）を利用することで、粒状物である無機質粒子の混合量を少なくして高い透明性を維持しつつ、十分なグレア防止性とＲＧＢぎらつき防止性が発揮されるようになる。
【００２５】
このような透明ハードコート層３の厚みとしては、上述の性能を満たす範囲内であれば限定されるものではないが、２〜１５μｍ、好ましくは３〜８μｍの範囲内で適宜調節可能である。
【００２６】
透明ハードコート層３を架橋硬化させるために照射する紫外線としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用いた５０〜３００ｋｃａｌ／ｍｏｌのエネルギーを有する１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域のものを使用する。
【００２７】
同様に電子線としては、走査型あるいはカーテン型の電子線加速器を用い、加速電圧１０００ｋｅＶ以下、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する１００ｎｍ以下の波長領域のものを使用する。
【００２８】
以上説明してきたように、本発明のタッチパネルは、タッチパネルの表面基材を透明高分子フィルム上に少なくとも電離放射線硬化型樹脂及び２以上の異なる平均粒径の無機質粒子から構成される透明ハードコート層を設けたものとすることにより、透明性も損なうことがなく、外部光の映り込みによる眩しさからくる見にくさ（グレア）を防止し、ＲＧＢのぎらつきにより生じる見にくさを防止するという、極めて視認性に優れたものとなる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。尚、「部」「％」は特記しない限り重量基準である。
【００３０】
［実施例１〜３］
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム２（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）の一方の表面に、表１の組成の透明ハードコート層塗布液ａ〜ｃをそれぞれ塗布、６０℃・５分で加熱乾燥し、高圧水銀灯で紫外線を１〜２秒照射することにより約５μｍの透明ハードコート層３を形成して、実施例１〜３の透明ハードコートフィルム１を作製した。
【００３１】
［比較例１〜４］
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）の一方の表面に、表２の組成の透明ハードコート層塗布液ｄ〜ｇをそれぞれ塗布、６０℃・５分で加熱乾燥し、高圧水銀灯で紫外線を１〜２秒照射することにより約５μｍの透明ハードコート層を形成して、比較例１〜４の透明ハードコートフィルムを作製した。
【００３２】
［比較例５］
厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）の一方の表面に、表２の組成の透明ハードコート層塗布液ｈを塗布し、１２０℃・５分で加熱乾燥硬化することにより約５μｍの透明ハードコート層を形成して透明ハードコートフィルムを作製した。
【００３３】
尚、表１及び表２中における樹脂Ａは電離放射線硬化型樹脂（ダイヤビームＵＲ６５３０：三菱レイヨン社）、樹脂Ｂは熱可塑性アクリル系樹脂（ＬＭＳ−５５〈固形分４０％〉：互応化学工業社）、樹脂Ｃは熱可塑性アセタール系樹脂（エスレックＢＬ−Ｓ：積水化学工業社）、樹脂Ｄは熱硬化性シリコーン樹脂（Ｓｉコート９００〈固形分３０％〉：大八化学社）、無機質粒子Ｅは多孔質シリカ（サイリシア４４６〈平均粒径４．５μｍ〉：富士シリシア化学社）、無機質粒子Ｆは微粉末シリカ（アエロジル５０〈平均粒径３０ｎｍ〉：日本アエロジル社）、添加剤Ｇは光重合開始剤（イルガキュア６５１：チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社）を用いた。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
以上のようにして得られた透明ハードコートフィルムの視認性（透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性）について評価した結果を表３に示す。透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の評価は以下のように行った。
【００３７】
［透明性］
ＳＭカラーコンピューターＨＧＭ−２Ｋ（スガ試験機社）を用いてヘーズ値「％」（ＪＩＳ−Ｋ７１０５）を測定すると共に、画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に表示画像がぼけるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００３８】
［グレア防止性］
ＳＭカラーコンピューターＵＧＶ−５Ｋ（スガ試験機社）を用いて光沢度「％」（ＪＩＳ−Ｋ５４００）を測定すると共に、画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に外部光の映り込みによって表示画像が見にくくなるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００３９】
［ＲＧＢぎらつき防止性］
カラー画像を表示させたＣＲＴ画面上に透明ハードコートフィルムを積層した場合に、カラー表示のＲＧＢ発光点が拡大強調されて、特に表示画面の白色部分がぎらついて見えるかどうかについて目視評価した。目視評価した結果で良かったものを「○」、悪かったものを「×」とした。
【００４０】
［視認性］
総合評価として、透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の三評価全て良かったものを「○」、三評価の内の何れか一つの評価でも悪かったものを「×」とした。
【００４１】
【表３】

【００４２】
表３の結果からも明らかなように、実施例１〜３の透明ハードコートフィルム１は、透明性、グレア防止性、ＲＧＢぎらつき防止性の全てに優れた視認性を得られていた。
【００４３】
一方、比較例１及び３の透明ハードコートフィルムは、光沢度が低く抑えられているためにグレア防止性は備えているが、透明ハードコート層に無機質粒子として比較的大きな粒径のものが１種類しか含まれていないために、ＲＧＢの発光点による画面のぎらつきを抑えることができず、非常に視認性に劣るものであった。特に、比較例３の透明ハードコートフィルムは、ヘーズ値も高く、透明性の点でも劣るものであった。
【００４４】
また、比較例２及び４の透明ハードコートフィルムは、透明ハードコート層に無機質粒子として比較的小さな粒径のものが１種類しか含まれていないために、ヘーズ値は低くて透明性には優れているが、光沢度が高くてグレア防止性が極めて低く、非常に視認性に劣るものであった。尚、透明ハードコート層に無機質粒子として比較的大きな粒径のものが含まれていないために、光沢度が低くならなかった反面、表面凹凸も生じなかったために、レンズ効果によるＲＧＢの発光点による画面のぎらつきも生じることがなかった。
【００４５】
また、比較例５の透明ハードコートフィルムは、電離放射線硬化型樹脂ではなく熱硬化性樹脂を使用しているために、無機質粒子の添加量を電離放射線硬化型樹脂（実施例１）の場合と等しくして透明性を維持しても、電離放射線硬化型樹脂に粒状物を混合させた場合に特有に生じる波状凹凸が生じず、光沢度が高くなってグレア防止性を得ることができず、ＲＧＢぎらつき防止性も得られないために、非常に視認性に劣るものであった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のタッチパネルは、タッチパネルの表面基材を透明高分子フィルム上に少なくとも電離放射線硬化型樹脂及び２以上の異なる平均粒径の無機質粒子から構成される透明ハードコート層を設けたものとすることにより、高精細化されたカラーディスプレイ表面上に使用してもカラー画面がぎらついて見えるようなことがなく、且つ外部光に対するグレアを防止しつつ、透明性が低下して画像表示がぼけることのない、ディスプレイの視認性に極めて優れたタッチパネルを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透明ハードコートフィルムの一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・透明ハードコートフィルム
２・・・透明高分子フィルム
３・・・透明ハードコート層

Claims

カラーディスプレイ画面上に用いられる透視可能なタッチパネルであって、前記タッチパネルの表面基材として、透明高分子フィルム上に、少なくとも電離放射線硬化型樹脂及び２以上の異なる平均粒径の無機質粒子から構成される透明ハードコート層を設けてなり、前記無機質粒子が、少なくとも平均粒径１〜４．５μｍと平均粒径５〜５０ｎｍの２種のシリカであり、前記透明ハードコート層の厚みが５〜１５μｍであり、前記透明ハードコート層中における平均粒径１〜４．５μｍの無機質粒子および平均粒径５〜５０ｎｍの無機質粒子の含有量が、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対してそれぞれ４．４〜８重量部である透明ハードコートフィルムを用いてなることを特徴とするタッチパネル。
前記ディスプレイがＣＲＴディスプレイであることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。