JP6720481B2 - 積層体、導電性積層体及びタッチパネル - Google Patents
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Description
タッチパネルは、ITO(インジウム錫酸化物)、金属繊維、カーボンナノチューブ等を含む透明導電層が基材フィルム上に設けられた透明導電性フィルムを備えたものであり、通常、表示パネルとは別個に製造され、上記表示パネルの前面に配置される。
このような問題に対し、例えば、基材フィルムのガイドロールに当たる面(スパッタリング処理を施す面と反対側の面)に保護フィルムを貼り合わせることにより、搬送時に発生するシワやよれを改善する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
そして、このような透明導電層が形成された透明導電性フィルムは、保護フィルムを剥がした後、基材フィルムの保護フィルムを貼り合せていた側の面に、粘着層を介して他の機能性部材(偏光板等)が貼り付けられる。
また、ITO以外の導電性材料として、製造工程での真空プロセスをなくすことでのコスト低減のために、また、透明導電性フィルムの折り曲げ性を向上させるために、例えば、金属繊維、カーボンナノチューブ等を用いた場合においても、110〜150℃程度の条件で加熱処理をすることにより、導電材料が重なって存在している部分が、それぞれ融解し密着して導通し、極めて良好に低抵抗化が可能であることが一般的に知られている。
更に、透明導電性フィルムにおいて、パターニング後の加熱による寸法変化で配線の間隔がずれることを抑制するために、パターニング以前に150℃程度の条件で透明導電性フィルムを加熱して、基材の収縮率を調整することがある。
本発明の積層体は、粘着層付きフィルムを貼る前における低接触角層の表面のJIS K6768(1999)で規定されているぬれ張力と、150℃、60分の条件で加熱後、上記粘着層付きフィルムを剥がした後における上記低接触角層の表面のJIS K6768(1999)で規定されているぬれ張力との差が20mN/m以下であることが好ましい。
また、一以上の光学機能層として、ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層が、この順で基材フィルム上に積層されていることが好ましい。
また、上記低接触角層は、未硬化の(メタ)アクリル樹脂の単独、又は、前記未硬化の(メタ)アクリル樹脂を含む組成物からなることが好ましい。
また、上記基材フィルムの低接触角層側にハードコート性能が付与されていることが好ましい。
また、上記低接触角層がハードコート性能を有することが好ましい。
また、上記低接触角層と基材フィルムとの間に、ハードコート層を有することが好ましい。
また、上記透明導電層は、インジウム錫酸化物又は導電性繊維状フィラーを含むことが好ましい。
また、本発明は、上記導電性積層体を備えることを特徴とするタッチパネルでもある。
以下に、本発明を詳細に説明する。
なお、従来の基材フィルム上に粘着層を介して粘着層付きフィルムが貼り付けられた積層体加熱処理後に粘着層付きフィルムを剥がしたときに、該粘着層付きフィルムを貼り付けていた低接触角層の面で水の接触角の増大が生じてしまうという課題は、本願発明者らの研究により初めて見出された課題である。
また、本明細書において、「透明導電膜」における「透明」とは、可視光を透過する領域を面内に持っていることを意味し、実質的に半透明であってもよい。また、「透明」とは、具体的には、例えば、波長550nmでの光透過率が50%以上であることをいう。
上記低接触角層を有することにより、後述する透明導電層を結晶化させるための加熱後に、粘着層付きフィルムを剥がした場合であっても、該粘着層付きフィルムを貼り付けていた低接触角層の面での水の接触角の増大を抑制することができ、該面における接着性の低下を防止することができる。
すなわち、従来の基材フィルム上に粘着層を介して粘着層付きフィルムが貼り付けられた積層体における水の接触角の増大は、上記積層体の加熱処理により、上記粘着層の低分子成分が基材フィルム表面に移動することにより起こると考えられる。
これに対し、本発明の積層体では、基材フィルムの透明導電層側と反対側表面に低接触角層が設けられ、該低接触角層上に更に粘着層付きフィルムが貼り付けられている。該粘着層付きフィルムは、通常、粘着層を介して低接触角層上に貼り付けられるが、従来の積層体のように粘着層の低分子成分が低接触角層側に移動したとしても、該低接触角層を構成する成分が上記低分子成分を覆ったり、上記粘着層付きフィルムの剥離時に上記低接触角層の一部が表層剥離したりすることにより、上記粘着層付きフィルムを剥がした面で起こる水の接触角の増大を抑制することができるものと推測される。
上記低接触角層の表面のJIS K6768(1999)で規定されているぬれ張力は、35mN/m以上であることが好ましく、40mN/m以上であることがより好ましい。
なお、本発明では、金属繊維等を含む透明導電層において低抵抗化を図るために行う加熱、透明導電性フィルム周辺の配線作成時における加熱、及び、基材の収縮率を調整するために行う加熱等と比較して、ITOを含む透明導電層を結晶化させるために行う加熱条件(150℃、60分)が最も厳しいことから、該加熱条件(150℃、60分)を採用することとした。
上記ぬれ張力の差が20mN/m以下であれば、上記粘着層付きフィルムを剥がした面で起こる水の接触角の増大を好適に抑制することができる。
上記ぬれ張力の差は、10mN/m以下であることがより好ましい。
なお、上記「未硬化の」とは、上記低接触角層を構成する樹脂が硬化処理されていないが、該低接触角層にタック感がない状態を言う。
また、「タック感がない状態」とは、具体的には、指を低接触角層に接触させた時、指が低接触角に貼り付く状態や指を低接触角層上で滑らせた時、引っ掛りがない状態を言う。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル」は、メタクリレート及びアクリレートを指すものであり、「樹脂」とは、特に言及しない限り、モノマー、オリゴマー、ポリマー等も包含する概念である。
なお、本明細書において、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算により求めた値である。
なお、上記低接触角層を構成する樹脂の二重結合当量とは、
(化合物の1分子の分子量)/(化合物1分子中に含まれる二重結合の数)
で定義される値である。
上記溶剤乾燥型樹脂とは、該樹脂と溶剤とを含む組成物を塗工したときに、上記溶剤を乾燥させるだけで被膜となるような樹脂を意味する。
上記低接触角層を構成する樹脂は、1分子中に反応性官能基を有さないことが好ましい。上記低接触角層を構成する樹脂が1分子中に反応性官能基を有すると、該(樹脂を含む組成物を塗布して低接触角層を形成したときにタック感が出てしまうことがある。
なお、上記「1分子中に反応性官能基を有さない」とは、上記低接触角層を構成する樹脂の分子中に反応性官能基が全く含まれない場合の他、低接触角層にタック感がない状態を維持できる範囲で1分子中に反応性官能基を有していてもよい。
上記溶剤としては、使用する樹脂成分の種類及び溶解性に応じて選択して使用することができ、例えば、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等)、水、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシド等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)等が例示でき、これらの混合溶媒であってもよい。
上記粘度のより好ましい下限は0.7mPa・s(25℃)、より好ましい上限は3.0mPa・s(25℃)である。
また、後述する低接触角層と基材フィルムとの間にハードコート層を設ける場合も、同様の方法により該ハードコート層上に上記低接触角層を形成することができる。
上記基材としては、特に限定されず、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。なかでも、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂が好適に用いられる。
また、上記粘着層としては、少なくとも粘着剤を含む層であり、該粘着剤としては、例えば、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系、アクリル系の粘着剤等が挙げられる。なかでも、耐熱性が高く、低コストである観点からアクリル系粘着剤が好ましい。
また、上記アクリル系粘着剤としては、例えば、アクリル酸エステルと他の単量体とを共重合させたアクリル酸エステル共重合体が挙げられる。
上記他の単量体は、単独で用いられてもよく、複数が混合されて用いられてもよい。
上記架橋剤としては特に限定されず、例えば、エポキシ系、イソシアネート系等の架橋剤が挙げられる。
上記多官能エポキシ系化合物としては、例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリブタジエンジグリシジルエーテル等が挙げられる。
上記ポリイソシアネート化合物としては、特に限定されず、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,5−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、3−メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4’−ジイソシアネート、リジンイソシアネート等が挙げられる。
上記粘着剤層に用いられる金属キレート剤としては、金属元素と塩形成部位とを有するものであり、上記粘着剤と共に用いた場合、上記金属元素と粘着剤が有するカルボキシル基等とがキレート結合をすることにより、架橋することができるものである。
このような金属キレート剤の具体例としては、例えば、アルミニウムイソプレピレート、アルミニウムブチレート、アルミニウムエチレート、アルミニウムエチルアセトアセテート、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセトネートビスエチルアセトアセネート、アルミニウムアルキルアセトアセネート等のアルミニウムキレート化合物やジプロポキシ−ビス(アセチルアセトナト)チタン、ジブトキシチタン−ビス(オクチレングリコレート)、ジプロポキシチタン−ビス(エチルアセトアセテート)、ジプロポキシチタン−ビス(ラクテート)、ジプロポキシチタン−ビス(トリエタノールアミナート)、ジ−n−ブトキシチタン−ビス(トリエタノールアミナート)、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレート、ブチルチタネートダイマー、ポリ(チタンアセチルアセトナート)等のチタンキレート化合物やジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ジルコニウムモノアセチルアセトナート、ジルコニウムビスアセチルアセトナート、ジルコニウムアセチルアセトナートビスエチルアセトアセテート、ジルコニウムアセテート等のジルコニウムキレート化合物、オクチル酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、オクチル酸錫等の有機カルボン酸金属塩、アセチルアセトン亜鉛キレート、ベンゾイルアセトン亜鉛キレート、ジベンゾイルメタン亜鉛キレート、アセト酢酸エチル亜鉛キレート等の亜鉛キレート化合物が挙げられる。なかでも、アルミニウムイソプレピレート、アルミニウムブチレート、アルミニウムエチレート、アルミニウムエチルアセトアセテート、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセトネートビスエチルアセトアセネート、アルミニウムアルキルアセトアセネート等のアルミニウムキレート化合物が好ましく用いられる。上記粘着剤を架橋する架橋速度の調整が容易だからである。
上記他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
また、上記粘着剤が、アクリル系粘着剤を構成するアクリル酸エステル及び他の単量体のような、光照射により硬化する感光性モノマー成分を重合させてなる感光性粘着剤であって、粘着剤層を、上記感光性モノマー成分を含む粘着剤を塗工した後、紫外線や可視光線の照射により重合させ、硬化させることにより形成する場合においては、上記粘着剤に光重合開始剤が添加される。
また、後述する導電性繊維状フィラー等を含む透明導電層においても同様であり、低抵抗化を図るために行う加熱や、後工程の銀ペーストを焼成した後のいずれかの工程で剥離されることが好ましい。
上記一以上の光学機能層としては、従来公知の任意の光学機能層が挙げられ、具体的には、例えば、ハードコート層、低屈折率層、高屈折率層、防汚層、帯電防止層、及び、防眩層等が挙げられる。
なかでも、ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層からなる群より選択される少なくとも一層を有するものが好ましい。
本発明の積層体において、上記一以上の光学機能層は、後述するようにパターニングされた透明導電層の不可視化を図ることができる観点から、高屈折率層及び低屈折率層が、この順で基材フィルム上に積層されているものがより好ましい。
また、上記一以上の光学機能層は、ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層がこの順に上記基材フィルム上に形成されたものであることが更に好ましい。このような構成の光学機能層を有することで、透明導電層の不可視化を図ることができるとともに、本発明の積層体にハードコート性を付与することができる。
上記ハードコート層は、本発明の積層体のハードコート性を担保する層であり、例えば、紫外線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂と光重合開始剤とを含有するハードコート層用組成物を用いて形成されたものであることが好ましい。
本発明における好ましい化合物としては、3以上の不飽和結合を有する化合物が挙げられる。このような化合物を用いると形成するハードコート層の架橋密度を高めることができ、塗硬度を良好にできる。
具体的には、本発明においては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ポリエステル多官能アクリレートオリゴマー(3〜15官能)、ウレタン多官能アクリレートオリゴマー(3〜15官能)等を適宜組み合わせて用いることが好ましい。
上記電離放射線硬化型樹脂と併用して使用することができる溶剤乾燥型樹脂としては特に限定されず、一般に、熱可塑性樹脂を使用することができる。
上記熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体、シリコーン系樹脂及びゴム又はエラストマー等を挙げることができる。上記熱可塑性樹脂は、非結晶性で、かつ有機溶媒(特に複数のポリマーや硬化性化合物を溶解可能な共通溶媒)に可溶であることが好ましい。特に、製膜性、透明性や耐候性の観点から、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース誘導体(セルロースエステル類等)等が好ましい。
上記熱硬化性樹脂としては特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を挙げることができる。
本発明において用いる開始剤としては、ラジカル重合性不飽和基を有する電離放射線硬化型樹脂の場合は、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンが、電離放射線硬化型樹脂との相溶性、及び、黄変も少ないという理由から好ましい。
上記光重合開始剤の含有量のより好ましい下限は2質量部であり、より好ましい上限は8質量部である。上記光重合開始剤の含有量がこの範囲にあることで、厚み方向に硬度分布が発生せず、均一な硬度になりやすくなる。
特に本発明においては、なかでもケトン系の溶媒でメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンのいずれか、又は、これらの混合物を少なくとも含むことが、樹脂との相溶性、塗工性に優れるという理由から好ましい。
ウェット法としては、金属アルコキシド等を用いてゾルゲル法により形成する手法、バインダー樹脂に高屈折率粒子を含有させた組成物を塗工して形成する手法が挙げられる。ドライ法としては、後述する高屈折率粒子の中から所望の屈折率を有する材料を選び、物理気相成長法又は化学気相成長法により形成する手法が挙げられる。
ウェット法としては、高屈折率層と同様、金属アルコキシド等を用いてゾルゲル法により形成する手法、フッ素樹脂のような低屈折率のバインダーを塗工して形成する手法、バインダー樹脂に低屈折率粒子を含有させた組成物を塗工して形成する手法が挙げられる。ドライ法としては、後述する低屈折率粒子の中から所望の屈折率を有する粒子を選び、物理気相成長法又は化学気相成長法により形成する手法が挙げられる。
高屈折率層の屈折率>ハードコート層の屈折率>低屈折率層の屈折率 (1)
上記高屈折率微粒子としては、例えば、屈折率が1.50〜2.80の金属酸化物微粒子等が好適に用いられる。上記金属酸化物微粒子としては、具体的には、例えば、酸化チタン(TiO2、屈折率:2.71)、酸化ジルコニウム(ZrO2、屈折率:2.10)、酸化セリウム(CeO2、屈折率:2.20)、酸化錫(SnO2、屈折率:2.00)、アンチモン錫酸化物(ATO、屈折率:1.75〜1.95)、インジウム錫酸化物(ITO、屈折率:1.95〜2.00)、燐錫化合物(PTO、屈折率:1.75〜1.85)、酸化アンチモン(Sb2O5、屈折率:2.04)、アルミニウム亜鉛酸化物(AZO、屈折率:1.90〜2.00)、ガリウム亜鉛酸化物(GZO、屈折率:1.90〜2.00)及びアンチモン酸亜鉛(ZnSb2O6、屈折率:1.90〜2.00)等が挙げられる。なかでも、酸化錫(SnO2)、アンチモン錫酸化物(ATO)、インジウム錫酸化物(ITO)、燐錫化合物(PTO)、酸化アンチモン(Sb2O5)、アルミニウム亜鉛酸化物(AZO)、ガリウム亜鉛酸化物(GZO)及びアンチモン酸亜鉛(ZnSb2O6)は、導電性金属酸化物であり、微粒子の拡散状態を制御し、導電パスを形成することで、帯電防止性を付与できるという利点がある。
また、耐光性等の耐久安定性が高いという観点からは、酸化ジルコニウム(ZrO2)が好適である。
また、上述したシリカは、中実シリカ微粒子や、中空シリカ微粒子が好ましい。
上記電離放射線で硬化する官能基と熱硬化する極性基とを併せ持つ重合性化合物としては、アクリル又はメタクリル酸の部分及び完全フッ素化アルキル、アルケニル、アリールエステル類、完全又は部分フッ素化ビニルエーテル類、完全又は部分フッ素化ビニルエステル類、完全又は部分フッ素化ビニルケトン類等を例示することができる。
上記電離放射線硬化性基を有する重合性化合物の含フッ素(メタ)アクリレート化合物を少なくとも1種類含むモノマー又はモノマー混合物の重合体;上記含フッ素(メタ)アクリレート化合物の少なくとも1種類と、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートの如き分子中にフッ素原子を含まない(メタ)アクリレート化合物との共重合体;フルオロエチレン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、3,3,3−トリフルオロプロピレン、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレンのような含フッ素モノマーの単独重合体又は共重合体など。これらの共重合体にシリコーン成分を含有させたシリコーン含有フッ化ビニリデン共重合体も用いることができる。この場合のシリコーン成分としては、(ポリ)ジメチルシロキサン、(ポリ)ジエチルシロキサン、(ポリ)ジフェニルシロキサン、(ポリ)メチルフェニルシロキサン、アルキル変性(ポリ)ジメチルシロキサン、アゾ基含有(ポリ)ジメチルシロキサン、ジメチルシリコーン、フェニルメチルシリコーン、アルキル・アラルキル変性シリコーン、フルオロシリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、脂肪酸エステル変性シリコーン、メチル水素シリコーン、シラノール基含有シリコーン、アルコキシ基含有シリコーン、フェノール基含有シリコーン、メタクリル変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルボン酸変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フッ素変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン等が例示される。なかでも、ジメチルシロキサン構造を有するものが好ましい。
上記ポリカーボネート系樹脂としては、例えば、ビスフェノール類(ビスフェノールA等)をベースとする芳香族ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート等の脂肪族ポリカーボネート等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ブチル共重合体等が挙げられる。
上記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)の少なくとも1種を構成成分とする基材が挙げられる。
上記芳香族ポリエーテルケトン系樹脂としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。
上記基材フィルムの厚みのより好ましい下限は15μm、より好ましい上限は125μmである。
上記ハードコート性能を付与する方法としては、例えば、上記低接触角層にハードコート性能を付与する方法や、上記低接触角層と基材フィルムとの間に、ハードコート層を形成する方法が好適に挙げられる。
上記低接触角と基材フィルムとの間に形成されるハードコート層の厚みは、カール防止性を好適に付与することができることから、上述した光学機能層としてのハードコート層と同程度の厚みが好ましい。
なお、「同程度の厚み」とは、上記低接触角と基材フィルムとの間にハードコート層の厚みと、上記光学機能層としてのハードコート層の厚みとの差が1.0μm以下である場合を意味する。
上記透明導電層としては特に限定されず、例えば、金属酸化物を含む透明導電層や、導電性繊維状フィラーを含む透明導電層等が挙げられる。
上記透明導電層を結晶化することで、透明導電層が低抵抗化されることに加えて、透明性及び耐久性が向上する。
なお、上記スパッタリング処理により形成した透明導電層をパターニングする方法としては、公知のエッチング法等が挙げられる。上記透明導電層の加熱処理は、透明導電層をパターニングする前でも後でもよい。
上記積層体の光学機能層の基材フィルム側と反対側面上にパターニングされた透明導電層が形成された導電性積層体もまた、本発明の一つである。
本発明の積層体は、ヘイズ値の好ましい上限が5%、より好ましい上限が1.5%、更に好ましい上限が1%であり、全光線透過率の好ましい下限が80%、より好ましい下限が90%である。
なお、上記ヘイズ値は、内部ヘイズ値と表面ヘイズ値との合計であり、JIS K−7136に従って測定された値である。測定に使用する機器としては、反射・透過率計HM−150(村上色彩技術研究所)が挙げられる。
また、上記全光線透過率は、JIS K−7361に従って測定された値である。測定に使用する機器としては、反射・透過率計HM−150(村上色彩技術研究所)が挙げられる。
また、導電性積層体の抵抗値をより低くできることから、上記導電性繊維状フィラーが、層の表面付近に局在することがより好ましい。
上記導電性繊維状フィラーを含む透明導電層の厚みとしては具体的には、10〜200nm程度であることが好ましい。上記透明導電層の厚みが10nm未満であると、該透明導電層形成時の透明導電層用組成物を塗布する際に塗布されない領域が発生し、上記透明導電層を後述する転写法により形成する場合、上記透明導電層が転写されないことがある。一方、200nmを超えると、導電性繊維状フィラーの繊維径を、後述する好適な範囲を超えて太くする必要があるため、導電性積層体のヘイズが上昇し、全光線透過率が低下することがあり、光学的に不適である。
上記導電性繊維状フィラーを含む透明導電層の厚みは50nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることが更に好ましい。
なお、上記透明導電層の厚みは、例えば、SEM、STEM、TEM等の電子顕微鏡を用い、1000〜50万倍にて上記透明導電層の断面を観察して厚みを測定した10カ所の平均値として求めることができる。
上記繊維径が200nmを超えると、導電性積層体のヘイズ値が高くなったり光透過性能が不充分となったりすることがある。上記導電性繊維状フィラーの繊維径の好ましい下限は透明導電層の導電性の観点から10nmであり、上記繊維径のより好ましい範囲は15〜180nmである。
また、上記導電性繊維状フィラーの繊維長が1μm未満であると、充分な導電性能を有する透明導電層を形成できないことがあり、凝集が発生してヘイズ値の上昇や光透過性能の低下を招く恐れがあることから、上記繊維長の好ましい上限は500μmであり、上記繊維長のより好ましい範囲は3〜300μmであり、更に好ましい範囲は10〜30μmである。
なお、上記導電性繊維状フィラーの繊維径、繊維長は、例えば、SEM、STEM、TEM等の電子顕微鏡を用い、1000〜50万倍にて上記導電性繊維状フィラーの繊維径及び繊維長を測定した10カ所の平均値として求めることができる。
上記導電性炭素繊維としては、例えば、気相成長法炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ、ワイヤーカップ、ワイヤーウォール等が挙げられる。これらの導電性炭素繊維は、1種又は2種以上を使用することができる。
上記銀を用いた金属繊維の製造方法としては、例えば、溶液中で硝酸銀、硫酸銀等の銀化合物を還元する方法等が挙げられ、溶液中で硫酸銀を還元する方法としては、Y.Sun、B.Gates、B.Mayers、&Y.Xia,“Crystalline silver nanowires by soft solution processing”、Nanoletters、(2002)、2(2)165〜168に記載される「ポリオール」法の後、ポリビニルピロリドン(PVP)の存在下で、エチレングリコールに溶解された硫酸銀の還元によって合成する方法等が挙げられる。
本発明の導電性積層体を、転写フィルムを用いた転写法により製造する場合、上記透明導電層側面と被転写体とが対向するように積層させ、押圧を加えるが、上記導電性繊維状フィラーが透明導電層の基材フィルム側と反対側の表面(すなわち、透明導電層の被転写体に押圧される面)から突出していることで、該突出した導電性繊維状フィラーは、被転写体に埋め込まれた状態で転写され、その結果、得られる導電性積層体の耐溶剤性が向上し、エッチング法等により導電パターンの形成等を好適に行うことができる。また、導電性積層体の耐擦傷性も優れたものとなる。
なお、上記透明導電層の表面から突出した導電性繊維状フィラーの垂直距離は、例えば、SEM、STEM、TEM等の電子顕微鏡を用い、1000〜50万倍にて上記透明導電層の表面の観察を行い、上記透明導電層の表面の平坦な箇所から突出した導電性繊維状フィラーの先端までの垂直距離を測定した10カ所の平均値として求めることができる。
なお、上記透明導電層の表面に存在する導電性繊維状フィラーを構成する導電材料元素の割合は、X線光電子分光分析法を用い、以下の条件により測定できる。
加速電圧:15kV
エミッション電流:10mA
X線源:Alデュアルアノード
測定面積:300×700μmφ
表面から深さ10nmを測定
n=3回の平均値
なお、このような表面を有する透明導電層は、該表面に導電性繊維状フィラーに起因し、耐溶剤性及び耐擦傷性、更には低ヘイズ値で極めて高い光透過率を達成できる程度の凹凸形状が形成されていることが好ましい。
上記転写工程では、基材フィルム上に少なくとも導電性層を有する転写フィルムを使用する。
上記被転写体としては、導電性層を設けることのできる部材であれば特に限定されず、例えば、ガラス、樹脂、金属、セラミック等の任意の材料からなる基材や、これらの基材上に形成された樹脂層や粘着層等の被転写層等が挙げられる。
なかでも、上記積層体の光学機能層の基材フィルム側と反対側面上にパターニングされた透明導電層が形成された本発明の導電性積層体は、静電容量方式のタッチパネルに好適に用いることができる。このような本発明の導電性積層体を備えたタッチパネルもまた、本発明の一つである。本発明のタッチパネルは、静電容量方式のタッチパネルであることが好ましい。
厚み100μmの二軸延伸ポリエステルフィルム(東洋紡社製、A4300;プライマー層付き)の一方の面上(プライマー層上)に、下記処方のハードコート層組成物を用いて、乾燥後の厚みが2.0μmとなるように塗布し、ハードコート層を形成した。
次いで、下記処方の高屈折率層用組成物、及び、低屈折率層用組成物を用いて、高屈折率層(厚み50nm、屈折率1.68)及び低屈折率層(厚み30nm、屈折率1.48)を順番に、二軸延伸ポリエステルフィルムのハードコート層上に形成した。
なお、ハードコ−ト層、高屈折率層及び低屈折率層からなる光学機能層の乾燥条件は、いずれも70℃、60秒とした。また、ハードコート層用組成物の塗膜、高屈折率層用組成物の塗膜、及び、低屈折率層用組成物の塗膜の夫々を乾燥した後に、それぞれ紫外線照射(150mJ/cm2)を行った。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重量平均分子量580、二重結合当量100) 50部
光重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184) 2部
メチルイソブチルケトン 200部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重量平均分子量580、二重結合当量100) 10部
光重合開始剤(BASF社製、イルガキュア127) 0.7部
高屈折率粒子含有液(平均粒径10〜15nmのジルコニア粒子をメチルエチルケトンに分散させ、固形分30%としたもの) 65部
メチルイソブチルケトン 1000部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重量平均分子量580、二重結合当量100) 3.5部
光重合開始剤(BASF社製、イルガキュア127) 1部
低屈折率粒子含有液(平均粒径10〜15nmのシリカ粒子をメチルイソブチルケトンに分散させ、固形分30%としたもの) 21.7部
メチルイソブチルケトン 1000部
アクリルポリマー溶液(重量平均分子量16万、二重結合当量1000、固形分25%)
16部
メチルイソブチルケトン 1000部
実施例1の低接触角層用組成物1を、下記処方の低接触角層用組成物2に変更し、該低接触角層用組成物2を塗布し乾燥後の厚みが2.0μmとなるように塗膜を形成後、70℃、60秒の条件で乾燥を行い、紫外線照射(150mJ/cm2)を行って低接触角層を形成した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
アクリルポリマー溶液(重量平均分子量16万、二重結合当量1000、固形分25%)
16部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重量平均分子量580、二重結合当量100) 4部
光重合開始剤(BASF社製、イルガキュア127) 0.8部
メチルイソブチルケトン 30部
実施例1と同様にして光学機能層を形成した後、上記二軸延伸ポリエステルフィルムの他方の面上に、上記ハードコート層用組成物を塗布し乾燥後の厚みが2.0μmとなるように塗膜を形成後、該塗膜の乾燥及び紫外線照射をして、ハードコート層(屈折率1.52)を形成した。なお、塗膜の乾燥条件は、70℃、60秒であり、紫外線の照射量は150mJ/cm2とした。次いで、低接触角層用組成物1を用いて、低接触角層を、二軸延伸ポリエステルフィルムの他方の面上に形成したハードコート層上に厚み20nmになるように形成した。低接触角層用組成物1を塗布し形成した塗膜に70℃、60秒の条件で乾燥を行い、積層体を得た。
実施例1の低接触角層用組成物1を、下記処方の低接触角層用組成物3に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
アクリルポリマー(重量平均分子量9100、二重結合当量1000) 16部
メチルイソブチルケトン 1000部
実施例1の低接触角層用組成物1を、下記処方の低接触角層用組成物4に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
アクリルポリマー(重量平均分子量59400、二重結合当量425) 16部
メチルイソブチルケトン 1000部
実施例1の低接触角層用組成物1を、下記処方の低接触角層用組成物5に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
アクリルポリマー(重量平均分子量15400、二重結合当量265) 16部
メチルイソブチルケトン 1000部
実施例1の低接触角層用組成物1を、下記処方の低接触角層用組成物6に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
アクリルポリマー(重量平均分子量75800、二重結合当量230) 16部
メチルイソブチルケトン 1000部
実施例1の低接触角層用組成物1を、下記処方の低接触角層用組成物7に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
アクリルポリマー(重量平均分子量63000、二重結合当量200) 16部
メチルイソブチルケトン 1000部
実施例1の低接触角層用組成物1を、下記処方の低接触角層用組成物8に変更し、実施例1と同様の条件で塗膜の乾燥をした後、該乾燥後の塗膜に紫外線照射(150mJ/cm2)を行って低接触角層を形成した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重量平均分子量580、二重結合当量100) 50部
光重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184) 2部
メチルイソブチルケトン 3000部
実施例1の低接触角層用組成物1を、下記処方の低接触角層用組成物9に変更し、該低接触角層用組成物9を塗布し乾燥後の厚みが20nmとなるように塗膜を形成後、70℃、60秒の条件で乾燥を行い、紫外線照射(150mJ/cm2)を行って低接触角層を形成した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重量平均分子量580、二重結合当量100) 50部
光重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184) 2部
シリコーン系レベリング剤(大日精化工業社製、セイカビーム10−28、固形分10%) 1部
メチルイソブチルケトン 3000部
実施例2の低接触角層用組成物2を、下記処方の低接触角層用組成物10に変更した以外は、実施例2と同様にして、積層体を得た。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重量平均分子量580、二重結合当量100) 50部
光重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184) 2部
シリコーン系レベリング剤(大日精化工業社製、セイカビーム10−28、固形分10%) 1部
メチルイソブチルケトン 200部
低接触角層用組成物1を、上記低接触角層用組成物9に変更した以外は、実施例3と同様にして、積層体を得た。
低接触角層用組成物1を、上記低接触角層用組成物9に変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体を得た。
厚さ125μmの上記二軸延伸ポリエステルフィルム上に、粘着層を形成して粘着層付きフィルムを得た。
上記粘着層を形成する粘着剤としては、アクリル系粘着剤(綜研化学社製:SKダイン1811L(固形分23%))及びイソシアネート系架橋剤(綜研化学社製:TD75(固形分75%))を用い、アクリル系粘着剤:イソシアネート系架橋剤=100:1(質量比)で混合し、溶媒(酢酸エチル)中に、固形分20%(質量基準)となるよう溶解した粘着剤溶液を用いた。該粘着剤溶液は上記二軸延伸ポリエステルフィルム上に塗工し、100℃で1分間乾燥して粘着層(厚み15μm)を形成した。更に粘着層の面には、再剥離可能な離型フィルムを貼合わせて保護した。
上記粘着層付きフィルムは、上記離型フィルムを剥がした後に使用した。
実施例及び比較例で得られた積層体について、上記粘着層付きフィルムを貼る前における低接触角層の表面のぬれ張力(初期)と、150℃、60分の条件で加熱後、上記粘着層付きフィルムを剥がした後におけるぬれ張力(加熱後)を、JIS K6768(1999)に基づき測定した。
なお、試験用混合液としては、ぬれ張力22.6〜73.0mN/mを用意した。
実施例及び比較例で得られた積層体について、150℃、60分の条件で加熱後、上記粘着層付きフィルムを剥がした後における低接触角層の表面の貼り付き性を、下記に記載の方法により測定し、以下の基準にて評価した。
両面粘着テープ(VHB両面テープY−4920、住友スリーエム社製)の一方の粘着面に、1mm厚のステンレス板(幅25mm以上)を貼り付け、上記両面粘着テープの他方の粘着面に幅25mm、長さ150mmのサイズにカットした実施例及び比較例で得られた積層体を2kgのローラを2往復させて貼り合わせ、測定サンプルを作製した。
測定サンプルは、室温環境下にて72時間放置した後、剥離試験機(装置名:小型卓上試験機「EZ−LX」島津製作所社製)を使用して、JIS Z 0237に準じて、引張速度300mm/分、剥離角度180度の条件で、剥離強度(N/25mm幅)を測定した。
◎:剥離強度が10N/25mm以上
○:剥離強度が5N/25mm以上、10N/25mm未満
×:剥離強度が5N/25mm未満
実施例及び比較例で得られた積層体について、上記粘着層付きフィルムを貼る前における低接触角層の表面を、#0000番のスチールウールを用いて、所定の摩擦荷重(150g/cm2)で10往復摩擦し、その後の塗膜の傷付きの状態を目視し下記の基準にて評価した。
◎:傷がつかなかった(傷は0本)
○:ほとんど傷がつかなかった(傷は約1〜9本)
×:はっきりと傷がついた(傷は10本以上や傷が帯状に無数にある状態)或いは塗膜が剥がれた
実施例及び比較例で得られた積層体の上記粘着層付きフィルムを貼る前における低接触角層表面のタック性(タック感)について、指触により以下の基準で評価した。
○: タック感がないもの(指を接触させても、指が貼り付かず、指を滑らせても、引っ掛りがない状態)
×: タック感があるもの(指触で動かない或いは動いても引っ掛る)
また、実施例に係る積層体において、耐SW性は、低接触角層にハードコート性能を付与した実施例2、及び、基材フィルムと低接触角層との間にハードコート層を設けた実施例3に係る積層体が、傷がつかずに特に良好であり、実施例1、4〜9に係る積層体は、ほとんど傷がつかなかった。
また、タック性は、全ての実施例に係る積層体で優れていた。
また、実施例1〜8に係る積層体は、加熱の前後におけるぬれ張力の差が6mN/m以下と小さかった。このようにぬれ張力の差の小さな実施例1〜8に係る積層体では、粘着層の成分の低接触角層への移行が少なく、粘着層の粘着剤成分の低接触角層への移行が抑えられており、貼り付き性の低下の抑制だけでなく、光学フィルムとしての光透過性等の光学特性に悪影響が及ぼされるのを抑制できた。また、実施例9に係る積層体は、実施例1〜8に係る積層体よりもぬれ張力の差が大きな値であったが、加熱後のぬれ張力が30mN/m以上で、ぬれ張力の差が20mN/m以下であったため、所望の貼り付き性能を確保できた。
なお、実施例に係る積層体は、いずれもヘイズ値が5%以下であり、全光線透過率が80%以上であった。
一方、参考例1に係る積層体は、加熱後のぬれ張力が30mN/m以上であるため、貼り付き性の評価が良好であったが、加熱前の低接触角層のべたつきが大きくぬれ張力を正確に測定できなかった。また、ぬれ張力の差が20mN/mを超える大きな値であっため、粘着層の粘着剤成分の低接触角層への移行が大きいだけでなく、初期のぬれ張力が大きかったため、低接触角層の耐SW性やタック性が悪いという不具合を生じる結果となり、実用上好ましくなかった。
また、実施例に係る積層体は、スパッタリング処理により、ITOを含む透明導電層(厚み20〜30μm)を形成しており、パターニングした透明導電層が不可視化されて、光学特性に問題ないことを確認した。
更に、光学機能層としてのハードコート層と、基材フィルムと低接触角層との間にハードコート層とが、同じ厚みを有していた実施例3を、100mm×100mmに裁断し、スパッタリング処理により透明導電層を形成した後、平面台に置き4隅のうち台から一番離れた距離を測定したところ、5mm以内であり、カール防止性にも優れていた。
一方、比較例1〜3に係る積層体では、ぬれ張力が30mN/m未満であり、充分な貼り付き性を付与することができなかった。
また、参考例1に係る積層体では、透明導電層を形成するためのスパッタリング処理を行う際に積層体の巻きがタック感があったためブロッキングしており、積層体を巻き上げることができず、透明導電層を形成することができなかった。
また、実施例9に係る積層体と比較例1に係る積層体との比較により、低接触角層にレベリング剤を含まない方が、貼り付き性に優れていた。
また、実施例1と同様の方法により、厚み100μmの二軸延伸ポリエステルフィルムの一方の面上にハードコート層用組成物を用いて塗膜を形成し、ハーフキュア後、転写法にて銀ナノワイヤーを用いた透明導電層を形成した。その後、ハードコート層の硬化を行い、実施例1と同様の方法により、上記二軸延伸ポリエステルフィルムの他方の面上に低接触角層を形成し、導電性積層体を得た。該導電性積層体に対して、透明導電層の低抵抗化を図るための加熱を行ったところ、加熱後のぬれ張力が30N/m以上で、ぬれ張力の差が20mN/m以下であり、所望の貼り付き性能を確保することができた。また、光学特性にも問題はなかった。
Claims (10)
- 基材フィルムの一方の面上に、一以上の光学機能層を有し、前記基材フィルムの他方の面上に、低接触角層を有し、前記光学機能層の前記基材フィルム側と反対側面上にパターニングされた透明導電層を形成するために用いられる積層体であって、
前記低接触角層の表面に、粘着層付きフィルムを貼り、150℃、60分の条件で加熱後、前記粘着層付きフィルムを剥がしたときの前記低接触角層の表面のJIS K6768(1999)で規定されているぬれ張力が30mN/m以上であり、
前記一以上の光学機能層として、高屈折率層及び低屈折率層が、この順で基材フィルム上に積層されており、
前記粘着層付フィルムは、フィルム上に粘着層が形成されたものであり、前記粘着層は、アクリル系粘着剤及びイソシアネート系架橋剤を含む
ことを特徴とする積層体。 - 粘着層付きフィルムを貼る前における低接触角層の表面のJIS K6768(1999)で規定されているぬれ張力と、150℃、60分の条件で加熱後、前記粘着層付きフィルムを剥がした後における前記低接触角層の表面のJIS K6768(1999)で規定されているぬれ張力との差が20mN/m以下である請求項1記載の積層体。
- 一以上の光学機能層として、ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層が、この順で基材フィルム上に積層されている請求項1又は2記載の積層体。
- 低接触角層は、未硬化の(メタ)アクリル樹脂の単独、又は、前記未硬化の(メタ)アクリル樹脂を含む組成物からなる請求項1、2又は3記載の積層体。
- 基材フィルムの低接触角層側にハードコート性能が付与されている請求項1、2、3又は4記載の積層体。
- 低接触角層がハードコート性能を有する請求項5記載の積層体。
- 低接触角層と基材フィルムとの間に、ハードコート層を有する請求項5記載の積層体。
- 透明導電層は、インジウム錫酸化物又は導電性繊維状フィラーを含む請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の積層体。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の積層体の光学機能層の基材フィルム側と反対側面上にパターニングされた透明導電層が形成されていることを特徴とする導電性積層体。
- 請求項9記載の導電性積層体を備えることを特徴とするタッチパネル。
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