WO2017081948A1 - タッチセンサ用導電積層体およびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a conductive laminate for a touch sensor, and more particularly to a conductive laminate for a touch sensor having a decorative layer and molded into a three-dimensional shape.
- the present invention also relates to a method for manufacturing such a conductive laminate for a touch sensor.
- Patent Document 1 discloses a touch sensor that uses a metal mesh electrode and is bent into a three-dimensional shape.
- a decorative layer is formed on the surface of the sensor using an ink containing an ultraviolet curable compound or the like, for example, by an ink jet method, further processing and modification are not necessary in the subsequent process, and A small quantity of various types of touch sensors can be easily manufactured on demand.
- a peripheral wiring portion including a lead-out wiring from the detection electrode portion around the detection electrode portion.
- a peripheral edge member is attached to the touch sensor to hide the peripheral wiring portion. If the decorative layer can be formed on the surface and the peripheral wiring portion can be hidden by the decorative layer, it is not necessary to attach a peripheral edge member, and the touch sensor can be thinned and the manufacturing process can be simplified. It becomes.
- the detection electrode portion and the peripheral wiring portion are stretched.
- the decoration layer is formed using ultraviolet curable ink
- the detection electrode portion and the peripheral wiring portion are stretched. Failures such as disconnection of conductive members such as peripheral wiring portions, cracking and peeling of the decorative layer, etc. may occur, leading to deterioration in reliability and quality as a touch sensor.
- the present invention has been made to solve such conventional problems, and has a decorative layer made of an ultraviolet curable resin and prevents deterioration in reliability and quality while being molded into a three-dimensional shape.
- An object is to provide a conductive laminate for a touch sensor.
- Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a conductive laminate for a touch sensor.
- a conductive laminate for a touch sensor is a conductive laminate for a touch sensor molded in a three-dimensional shape, and includes a transparent substrate, a conductive layer formed on at least one surface of the substrate, and a conductive layer. And a decorative layer made of an ultraviolet curable resin formed on the layer, and the decorative layer was subjected to a tensile test in an atmosphere at a temperature of 180 ° C.
- R (%) [(length at break -Length before stretching) / Length before stretching]
- the stretching ratio R represented by x100 is 10 to 400%.
- the conductive layer has a detection electrode part and a peripheral wiring part connected to the detection electrode part, and the decorative layer is formed on the peripheral wiring part, or at least a part of the detection electrode part and the peripheral wiring part It can be configured to be formed on top.
- the decorative layer can be formed on the conductive layer on one side of the substrate.
- a method for manufacturing a conductive laminate for a touch sensor according to the present invention is a method for manufacturing a conductive laminate for a touch sensor molded into a three-dimensional shape, and a conductive layer is formed on at least one surface of a transparent substrate.
- the step of forming the decorative layer includes a step of depositing an ultraviolet curable ink containing a compound having a polymerizable group and a polymerization initiator on the conductive layer, and a step of curing the deposited ultraviolet curable ink.
- the ultraviolet curable ink preferably contains a polymer having a glass transition temperature of 25 ° C. to 100 ° C.
- R (%) [(length at break Length ⁇ length before stretching) / length before stretching] ⁇ 100
- the stretch ratio R is 10 to 400%, so it has a decorative layer made of an ultraviolet curable resin and is molded into a three-dimensional shape.
- FIG. 1 shows a configuration of a conductive laminate for a touch sensor according to an embodiment of the present invention.
- This conductive laminate for a touch sensor has a transparent substrate 1, an active area S ⁇ b> 1 serving as a detection area for the touch sensor is defined in the center of the transparent substrate 1, and a peripheral region S ⁇ b> 2 is defined outside the active area S ⁇ b> 1. ing.
- a plurality of first electrodes that extend along the first direction D1 and are arranged in parallel in a second direction D2 orthogonal to the first direction D1 in the active area S1. 11 is formed, and a plurality of first peripheral wirings 12 connected to the plurality of first electrodes 11 are arranged close to each other in the peripheral region S2.
- a plurality of second electrodes 13 each extending along the second direction D2 and arranged in parallel in the first direction D1 are formed in the active area S1, In the peripheral region S2, a plurality of second peripheral wirings 14 connected to the plurality of second electrodes 13 are arranged close to each other.
- the plurality of first peripheral wirings 12 and the plurality of second peripheral wirings 14 form a peripheral wiring part.
- a decorative layer 2 made of an ultraviolet curable resin is formed in the peripheral region S2 on the surface 1A of the transparent substrate 1.
- both end portions in the first direction D1 of the respective first electrodes 11 and a plurality of first peripheral wirings 12 are arranged. Both end portions of the first electrode 11 and the first peripheral wiring 12 are covered.
- the decorative layer 2 is formed of, for example, an opaque ultraviolet curable resin, for example, and when viewed from the surface 1A side of the transparent substrate 1, the first peripheral wiring 12 and the like arranged in the peripheral region S2 are formed by the decorative layer 2. It becomes a hidden state.
- the active area S1 in which the decorative layer 2 does not exist is transparent.
- the plurality of first electrodes 11 on the front surface 1A of the transparent substrate 1 and the plurality of second electrodes 13 on the back surface 1B of the transparent substrate 1 constitute a detection electrode portion of the touch sensor, as shown in FIG.
- the first electrode 11 is preferably formed by a mesh pattern made of the fine metal wires 11A
- the second electrode 13 is also preferably made by a mesh pattern made of the fine metal wires 13A.
- the decorative layer 2 is not disposed on the back surface 1 ⁇ / b> B of the transparent substrate 1 but is disposed only in the peripheral region S ⁇ b> 2 on the front surface 1 ⁇ / b> A of the transparent substrate 1.
- the decorative layer 2 covers the surface 1A of the transparent substrate 1 exposed from between the first peripheral wiring 12 and the like on the first peripheral wiring 12 and the like disposed on the surface 1A of the transparent substrate 1 in the peripheral region S2. It is formed as follows. This conductive laminate for a touch sensor is used so that the surface 1A of the transparent substrate 1 faces the viewing side of the touch sensor when the touch sensor is configured.
- the decorative layer 2 was subjected to a tensile test in an atmosphere at a temperature of 180 ° C.
- R (%) [(length at break ⁇ length before stretching) / length before stretching] ⁇ 100 ⁇ (1)
- the stretching ratio R represented by the formula is 10 to 400%.
- the tensile test is performed on a test piece prepared by cutting out a decorative layer 2 formed on the entire surface 1 ⁇ / b> A of the transparent substrate 1 to a size of 5 cm ⁇ 2 cm, for example.
- the stretching ratio R is obtained by substituting the measured length of the test piece at the time of fracture and the length before the test, that is, the length of 5 cm before the stretching, into the above formula (1).
- the decorative layer 2 has a stretching ratio R of 10 to 400% when a tensile test is performed in an atmosphere at a temperature of 180 ° C.
- the conductive laminate for a touch sensor shown in FIG. Even if it is formed into a three-dimensional shape such as the box shape shown, disconnection of the plurality of first electrodes 11 and the plurality of first peripheral wirings 12 on the surface 1A of the transparent substrate 1, cracking and peeling of the decorative layer 2, etc. It is possible to configure a touch sensor with high reliability and high quality that does not occur.
- Such a conductive laminate for a touch sensor having a three-dimensional shape forms a patterned conductive layer composed of a plurality of first electrodes 11 and a plurality of first peripheral wirings 12 on the surface 1A of the transparent substrate 1, and After forming a patterned conductive layer composed of a plurality of second electrodes 13 and a plurality of second peripheral wirings 14 on the back surface 1B of the transparent substrate 1, a decorative layer is formed in the peripheral region S2 of the surface 1A of the transparent substrate 1 2 and further, the transparent substrate 1 on which the conductive layer and the decorative layer 2 are formed is bent and formed into a three-dimensional shape.
- a conductive material composed of a plurality of first electrodes 11 and a plurality of first peripheral wirings 12 on the front surface 1A of the transparent substrate 1 and a plurality of second electrodes 13 and a plurality of second peripheral wirings 14 on the back surface 1B of the transparent substrate 1.
- the method for forming the layer is not particularly limited. For example, as described in JP-A-2012-185813, paragraphs 0067 to 0083, a photosensitive material having an emulsion layer containing a photosensitive silver halide salt is exposed and developed to thereby form a conductive layer. Can be formed.
- a metal foil is formed on each of the front and back surfaces of the transparent substrate 1, and a resist is printed in a pattern on each metal foil, or the resist applied on the entire surface is exposed and developed to form a pattern, thereby opening the openings.
- These conductive layers can also be formed by etching part of the metal.
- a paste containing fine particles of the material constituting the conductive layer is printed on the front and back surfaces of the transparent substrate 1 and the paste is subjected to metal plating, and an ink containing fine particles of the material constituting the conductive layer is used.
- a method using an inkjet method used, a method of forming ink containing fine particles of the material constituting the conductive layer by screen printing, a method of forming a groove in the transparent substrate 1 and applying a conductive ink to the groove, microcontact A printing patterning method or the like can be used.
- these conductive layers include conductive fibers such as metal nanowires, metal nanotubes, and carbon nanotubes (CNT) and a binder as described in paragraphs 0046 to 0124 of JP2013-77234A, for example. It can also be formed using a transparent conductive film.
- a fiber having a solid structure is referred to as a “wire”
- a fiber having a hollow structure is referred to as a “tube”.
- Metal nanowires examples of the material of the metal nanowire include copper, silver, gold, platinum, palladium, nickel, tin, cobalt, rhodium, iridium, iron, ruthenium, osmium, manganese, molybdenum, tungsten, niobium, tantel, titanium, bismuth, and antimony. , Lead, or an alloy thereof. Among these, silver and an alloy with silver are preferable in terms of excellent conductivity.
- the shape of the metal nanowire can take any shape such as a columnar shape, a rectangular parallelepiped shape, or a columnar shape with a polygonal cross section. Among these, since the columnar shape or the cross-sectional shape with rounded polygonal corners provides high transparency, the first electrode 11 and the second electrode 13 disposed in the active area S1 of the touch sensor are obtained. Is preferable.
- the average minor axis length of the metal nanowire is preferably 1 nm to 50 nm, more preferably 10 nm to 40 nm, and further preferably 15 nm to 35 nm.
- the average major axis length of the metal nanowire is preferably 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 45 ⁇ m, and even more preferably 10 ⁇ m to 40 ⁇ m.
- the method for producing metal nanowires is described in JP2009-215594A, JP2009-242880A, JP2009-299162A, JP2010-84173A, JP2010-86714A, and the like. This method can be used.
- Metal nanotube There is no restriction
- the shape of the metal nanotube may be a single layer or may be a multilayer, but a single layer is preferable from the viewpoint of excellent conductivity and thermal conductivity.
- the thickness of the metal nanotube (the difference between the outer diameter and the inner diameter) is preferably 3 nm to 80 nm, and more preferably 3 nm to 30 nm.
- the average major axis length of the metal nanotube is preferably 1 ⁇ m to 40 ⁇ m, more preferably 3 ⁇ m to 35 ⁇ m, and even more preferably 5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
- a carbon nanotube is a substance in which a graphite-like carbon atomic surface (graphene sheet) is a single-layer or multilayer coaxial tube.
- the carbon nanotube may be a single wall or a multilayer, but a single wall is preferable from the viewpoint of excellent conductivity and thermal conductivity.
- the binder contained in the transparent conductive film together with these conductive fibers is not particularly limited, but is preferably a photosensitive compound, and may further contain other components as necessary.
- the conductive layer in the present invention is preferably formed of a fine metal wire or conductive fiber from the viewpoint of bending in a three-dimensional shape, and in particular, a conductive layer formed of a fine metal wire.
- the fine metal wire is preferably a fine metal wire made of copper or silver.
- the decorative layer 2 is formed by ejecting ultraviolet curable ink onto the peripheral region S2 from the surface 1A side of the transparent substrate 1 by, for example, an inkjet method, and then irradiating the ejected ink with ultraviolet rays to cure the ink. Can be formed. That is, the decorative layer 2 is a layer formed by curing an ultraviolet curable ink.
- the ultraviolet curable resin mentioned above intends resin (cured resin) obtained by hardening ultraviolet curable ink.
- the ultraviolet curable ink (ultraviolet curable ink composition) that can be used to form the decorative layer 2 in the present invention
- “(meth) acrylate” and the like are synonymous with “acrylate and / or methacrylate” and the like
- “(meth) acryl” and the like are synonymous with “acryl and / or methacryl” and so on.
- the component contained in the ultraviolet curable ink is not particularly limited as long as the decorative layer exhibiting the above-mentioned predetermined R (%) is obtained, but contains a compound having a polymerizable group (polymerizable compound) and a polymerization initiator. It is preferable.
- the kind of the polymerizable group in the compound having a polymerizable group is not particularly limited, and examples thereof include known groups, such as a radical polymerizable group or a cationic polymerizable group. Groups are preferred.
- the radical polymerizable group include methacryloyloxy group, acryloyloxy group, vinyl group, styryl group, acrylamide group, and methacrylamide group.
- Preferred embodiments of the compound having a polymerizable group include the following (Component A) to (Component C), and the ultraviolet curable ink includes (Component A), (Component B) and (Component C). It is preferable that (Component A) N-vinylcaprolactam (Component B) Monofunctional acrylate having an aromatic ring (Component C) Monofunctional acrylate having an aliphatic hydrocarbon ring
- the ultraviolet curable ink preferably contains 5 to 40% by mass of component A, more preferably 10 to 30% by mass, based on the total mass of the ultraviolet curable ink.
- the monofunctional acrylate having an aromatic ring as Component B is not particularly limited as long as it is a compound having one or more aromatic rings and one acrylate group, but is a compound represented by the following formula (B-1) It is preferable that
- Ar 1 represents an aromatic group
- L 1 represents a single bond, an alkylene group, an alkyleneoxy group or a polyalkyleneoxy group.
- the aromatic group for Ar 1 include a monocyclic aromatic phenyl group and a polycyclic aromatic group having 2 to 4 rings, and are not limited. Of these, a phenyl group is preferred.
- the aromatic group may have one or more alkyl groups, aromatic groups, halogen atoms, hydroxyl groups, amino groups, thiol groups, siloxane groups, and substituents having 30 or less carbon atoms.
- you may form the cyclic structure containing hetero atoms, such as O, N, and S, by two or more substituents which an aromatic group has like phthalic anhydride and phthalimide anhydride.
- L 1 is preferably a single bond, an alkyleneoxy group or a polyalkyleneoxy group, more preferably a single bond or an alkyleneoxy group, and particularly preferably an ethyleneoxy group.
- Component B may be used alone or in combination of two or more.
- the content of Component B is preferably 10 to 70% by mass and more preferably 20 to 50% by mass with respect to the total mass of the ultraviolet curable ink.
- the monofunctional acrylate having an aliphatic hydrocarbon ring as Component C is not particularly limited as long as it is a compound having one or more aliphatic hydrocarbon rings and one acrylate group, but the following formula (C-1 It is preferable that it is a compound represented by this.
- Cy 1 represents an aliphatic hydrocarbon ring group
- L 2 represents a single bond, an alkylene group, an alkyleneoxy group, or a polyalkyleneoxy group.
- Examples of the aliphatic hydrocarbon ring group in Cy 1 include a cyclohexyl group, 3,3,5-trimethylcyclohexyl group, 4-t-butylcyclohexyl group, isobornyl group, norbornyl group, dicyclopentanyl group, dicyclopentenyl group, A tricyclodecanyl group is preferred.
- the aliphatic hydrocarbon ring group may have one or more alkyl groups, halogen atoms, hydroxyl groups, amino groups, thiol groups, siloxane groups, and substituents having 30 or less carbon atoms.
- a cyclic structure containing a heteroatom such as O, N, and S may be formed by two or more substituents of the aliphatic hydrocarbon ring group.
- the aliphatic hydrocarbon ring group may have an ethylenically unsaturated bond.
- L 2 is preferably a single bond, an alkyleneoxy group or a polyalkyleneoxy group, more preferably a single bond or an alkyleneoxy group, and particularly preferably a single bond.
- Component C may be used alone or in combination of two or more.
- the content of Component C is preferably 2 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and further preferably 10 to 20% by mass with respect to the total mass of the ultraviolet curable ink. preferable.
- the content of component A to component C preferably satisfies (content of component C) / (content of component A + content of component B) ⁇ 0.6 by mass ratio.
- (Content of component C) / (content of component A + content of component B) ⁇ 0.5 is more preferable
- (content of component C) / (content of component A + component B) It is particularly preferred that the content of Moreover, it is preferable to satisfy (content of component C) / (content of component A + content of component B)> 0.1, and (content of component C) / (content of component A + component B) Content)> 0.15 is more preferable.
- a photopolymerization initiator is preferably exemplified.
- Polymerization initiators include (a) aromatic ketones, (b) acylphosphine compounds, (c) aromatic onium salt compounds, (d) organic peroxides, (e) thio compounds, (f) hexaarylbiphenyls.
- An imidazole compound (g) a ketoxime ester compound, (h) a borate compound, (i) an azinium compound, (j) a metallocene compound, (k) an active ester compound, (l) a compound having a carbon halogen bond, and (m ) Alkylamine compounds and the like. These compounds may be used alone or in combination. Further, for example, a plurality of types of (a) aromatic ketones can be used in combination.
- the content of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 35% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight, based on the total mass of the polymerizable compound in the ultraviolet curable ink. More preferably, it is 1.0 to 15% by weight.
- the ultraviolet curable ink may contain components other than the above-described compound having a polymerizable group (polymerizable compound) and a polymerization initiator.
- the ultraviolet curable ink preferably contains a polymer having a glass transition temperature (Tg) of 25 ° C. to 100 ° C.
- the glass transition temperature of the polymer is preferably 35 ° C. to 95 ° C., more preferably 60 ° C. to 90 ° C. If the glass transition temperature (Tg) of the polymer is within the above range, it is excellent in inkjet discharge property, adhesion to a substrate and blocking resistance of the resulting decorative printed material, and after trimming after vacuum forming. Processing cracks can be suppressed, and the effects of the present invention are more excellent.
- the weight average molecular weight of the polymer is preferably 3,000 to 100,000, more preferably 3,000 to 80,000, and still more preferably 3,000 to 50,000.
- the polymer molecular weight means a value measured under normal measurement conditions using high performance liquid chromatography.
- the measured glass transition temperature (Tg) of the polymer is the measured Tg obtained by actual measurement.
- Tg a value measured under normal measurement conditions using a differential scanning calorimeter (DSC) EXSTAR 6220 manufactured by SII Nanotechnology, Inc. can be used.
- DSC differential scanning calorimeter
- the type of the polymer is not particularly limited, but is preferably a (meth) acrylic resin.
- the (meth) acrylic resin may be a homopolymer of a (meth) acrylate compound or a copolymer, but it is easy to control Tg and has good compatibility with ink. Further, from the viewpoint of being inexpensive, it is preferably a homopolymer or copolymer of a monofunctional (meth) acrylate compound, and more preferably a copolymer of two or more monofunctional (meth) acrylate compounds. Preferably, it is a copolymer of methyl methacrylate and a monofunctional (meth) acrylate compound.
- the polymer is preferably an inert (meth) acrylic resin.
- the “inactive (meth) acrylic resin” means that the (meth) acrylic resin does not have a polymerizable functional group capable of further chain polymerization reaction, and is capable of further sequential crosslinking reaction. And / or a polymer having no crosslinkable functional group. That is, it refers to an acrylic resin that does not substantially cause a polymerization reaction and a crosslinking reaction.
- the polymer is methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 2
- the content of the polymer is preferably 1 to 8% by mass, more preferably 2 to 6% by mass, and further preferably 3 to 5% by mass with respect to the total mass of the ultraviolet curable ink. .
- the ultraviolet curable ink contains a polyether-modified silicone compound having a (meth) acrylate group (hereinafter, also simply referred to as “silicone compound”) in that it is excellent in curability, blocking resistance of decorative printed matter, and vacuum moldability. You may do it.
- the silicone compound is not particularly limited as long as it is a compound having a (meth) acrylate group, a polyether moiety, and a polysiloxane moiety, but is preferably a compound having a molecular weight of 500 or more, and a molecular weight (weight average) More preferably, the molecular weight is 1,000 or more.
- the silicone compound preferably has 4 to 6 (meth) acrylate groups.
- the bonding position of the (meth) acrylate group in the silicone compound is not particularly limited, and may be a main chain or a side chain.
- the position of the polyether modification in the silicone compound is not particularly limited, and may be one end of the main chain, both ends, or a side chain. It is preferable that the polyether part which a silicone compound has is a polyalkyleneoxy group.
- the silicone compound is preferably a polydimethylsiloxane compound.
- a silicone compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- the content of the silicone compound is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 4% by mass, and more preferably 0.5 to 3% by mass with respect to the total mass of the ultraviolet curable ink. % Is more preferable.
- the ultraviolet curable ink may contain a pigment in order to improve the visibility of the formed image portion.
- the pigment that can be used is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from known pigments. From the viewpoint of not reducing the sensitivity of the curing reaction by actinic radiation, it is preferable to select a compound that does not function as a polymerization inhibitor in the polymerization reaction that is a curing reaction.
- the organic or inorganic pigment of the number described in a color index can be used. Examples thereof include red or magenta pigments, blue or cyan pigments, green pigments, yellow pigments, black pigments, and white pigments.
- the pigment content is appropriately selected depending on the color and intended use, but is preferably 0.01 to 30% by weight based on the total mass of the ultraviolet curable ink.
- the ultraviolet curable ink preferably contains a dispersant in order to stably disperse the pigment in the ink.
- a dispersant that can be used in the present invention, a polymer dispersant is preferable.
- the “polymer dispersing agent” in the present invention means a dispersing agent having a weight average molecular weight of 1,000 or more.
- the ultraviolet curable ink contains co-sensitizers, surfactants, ultraviolet absorbers, antioxidants, anti-fading agents, conductive salts, solvents, basic compounds, and the like. Also good.
- the ultraviolet curable ink it is possible to use other polymerizable compounds other than the components A to C and the silicone compound, but it is preferable that no other polymerizable compound is contained.
- Such ultraviolet curable ink is cured by being irradiated with ultraviolet rays after being deposited on the peripheral region S2 by, for example, an ink jet method.
- an ultraviolet ray source an ultraviolet LED (light-emitting diode), an ultraviolet LD (laser) diode) or the like can be used.
- an ultraviolet LED light-emitting diode
- an ultraviolet LD laser diode
- Nichia Corporation has introduced a purple LED whose main emission spectrum has a wavelength between 365 nm and 420 nm. Where even shorter wavelengths are required, examples of LEDs are those that can emit actinic radiation centered between 300 nm and 370 nm as disclosed in US Pat. No. 6,084,250. it can.
- Other ultraviolet LEDs are also available and can emit radiation in different ultraviolet bands.
- ultraviolet curable ink from such an ultraviolet light source with ultraviolet rays preferably for 0.01 to 120 seconds, more preferably for 0.1 to 90 seconds.
- ultraviolet rays preferably for 0.01 to 120 seconds, more preferably for 0.1 to 90 seconds.
- the decorative layer 2 is formed by ejecting ultraviolet curable ink by, for example, an inkjet method, further processing and modification are unnecessary in the subsequent process, and it is not necessary to attach a peripheral edge member as in the past. It is possible to reduce the thickness of the touch sensor and simplify the manufacturing process.
- a plurality of first electrodes 11 and a plurality of first peripheral wirings 12 are disposed on the front surface 1A of the transparent substrate 1, and a plurality of second electrodes are disposed on the back surface 1B of the transparent substrate 1.
- the present invention is not limited to this.
- a plurality of first electrodes 11 and a plurality of second electrodes 13 are disposed on one surface of the front surface 1A and the back surface 1B of the transparent substrate 1 with an interlayer insulating film interposed therebetween, and the transparent substrate 1 is the same.
- a plurality of first peripheral wirings 12 and a plurality of second peripheral wirings 14 are arranged on the surface, and the decoration layer 2 may be formed in the peripheral region S2 on the surface 1A of the transparent substrate 1 on the viewing side. it can. Moreover, it can also be set as the structure of 2 sheets. That is, a plurality of first electrodes 11 and a plurality of first peripheral wirings 12 are arranged on the surface of the first transparent substrate, and a plurality of second electrodes 13 and a plurality of second peripherals are arranged on the surface of the second transparent substrate. It is also possible to use the first transparent substrate and the second transparent substrate by arranging the wiring 14 so as to overlap each other. In this case, the decorating layer 2 may be formed in the peripheral region S2 of the transparent substrate located on the viewing side of the first transparent substrate and the second transparent substrate.
- the decorative layer 2 is formed only in the peripheral region S2 in which the peripheral wiring portion including the plurality of first peripheral wirings 12 and the plurality of second peripheral wirings 14 is disposed.
- the present invention is not limited to this, and the decorative layer 2 can be formed in at least a part of the active area S1 and the peripheral region S2. That is, the decorative layer 2 is formed not only on the peripheral wiring part but also on a part of the detection electrode part composed of the plurality of first electrodes 11 and the plurality of second electrodes 13 or on the whole detection electrode part. May be.
- the touch sensor should be used in combination with a display device such as a liquid crystal display device.
- a display device such as a liquid crystal display device.
- the entire active area S1 can be overlaid on the display screen of the display device, and the entire detection electrode section can act as detection means in the display screen.
- the decorative layer 2 formed of an opaque ultraviolet curable resin is formed so as to cover not only the peripheral region S2 but also a part of the detection electrode portion in the active area S1, and is covered with the decorative layer 2. If the remaining part of the non-detecting electrode part is arranged so as to overlap the display screen of the display device, the remaining part of the detecting electrode part acts as a detecting means in the display screen and is covered with the decorative layer 2 It is possible to act as a detection means in the periphery of the display screen. In addition, since it is not necessary to form a transparent region in order to use the touch sensor alone without being combined with the display device, the entire active area S1 and the peripheral region S2 of the touch sensor are made of an opaque ultraviolet curable resin.
- the decorative layer 2 can be formed on the peripheral wiring portion disposed in the peripheral region S2 and the detection electrode portion disposed in the active area S1.
- Example 1 Preparation of pigment dispersion> A composition other than the pigment described in Table 1 below is mixed and stirred with a mixer manufactured by SILVERSON (10 to 15 minutes, 2,000 to 3,000 rpm), and a uniform transparent liquid (dispersant diluent) is prepared. Obtained. To this transparent liquid (dispersant diluent), the pigments shown in Table 1 below are added, and further stirred with a mixer (10 to 20 minutes, 2,000 to 3,000 revolutions / minute). A mass part was obtained. Thereafter, dispersion treatment was performed using a circulation type bead mill apparatus (SL-012C1) manufactured by Dispermat. Dispersion conditions were such that 200 parts by mass of zirconia beads having a diameter of 0.65 mm were filled and the peripheral speed was 15 m / sec. The dispersion time was 1 to 6 hours.
- a circulation type bead mill apparatus S-012C1 manufactured by Dispermat. Dispersion conditions were such that 200 parts by mass of zirconia beads having a diameter of
- Cyan pigment C.I. I. Pigment Blue 15: 4, HELIOGEN BLUE D 7110 F, manufactured by BASF, Magenta pigment: Mixed quinacridone pigment, CINQUASIA MAGENTA L 4540, manufactured by BASF, Yellow pigment: C.I. I.
- Second stage Only 80 mg of V-65 was added and stirred at 65 ° C. for another hour.
- the obtained reaction liquid was poured into 1,000 mL of hexane with stirring, and the resulting precipitate was heated and dried to obtain polymer 1.
- the glass transition temperature (Tg) of polymer 1 is 70 ° C.
- Tg glass transition temperature
- ⁇ Preparation of ink set N1 (monomer composition)> Among the compositions shown in Table 2 below, components other than the polymerization initiator and the pigment dispersion are stirred with a mixer manufactured by SILVERSON (60 minutes, 3,000 to 5,000 rpm) to obtain a uniform transparent liquid. It was. To this transparent liquid, a polymerization initiator (ITX, TPO, Irg819) and a pigment dispersion are added and stirred (10 to 20 minutes, 2,000 to 3,000 rpm) to obtain a solvent-based ink set N1. It was.
- SILVERSON 60 minutes, 3,000 to 5,000 rpm
- Table 2 Details of the raw materials described in Table 2 are shown below. Moreover, each numerical value of Table 2 represents a mass part.
- PEA (2-phenoxyethyl acrylate, SR339C, manufactured by Sartomer), IBOA (isobornyl acrylate, SR506D, manufactured by Sartomer), NVC (N-vinylcaprolactam, manufactured by BASF), OH-TEMP (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl, 4-HYDROXY TEMPO, manufactured by Evonik), ITX (Isopropylthioxanthone, SPEEDCURE ITX, manufactured by Lambson), TPO (2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, LUCIRIN TPO, manufactured by BASF), Irg819 (bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, IRGACURE 819, manufactured by BASF), TEGORAD 2010 (poly
- the obtained ink set N1 was placed on the surface of a transparent substrate (polycarbonate (PC) film, film thickness 500 ⁇ m, manufactured by Teijin Chemicals Ltd., trade name: Panelite), a commercially available inkjet printer (Fuji A so-called solid image in which the entire surface of the transparent substrate was drawn with five colors of full-color ink was formed.
- the ink supply system was composed of an original tank, a supply pipe, an ink supply tank immediately before the inkjet head, a filter, and a piezo-type inkjet head.
- the ink supply tank to the inkjet head portion were insulated and heated.
- Temperature sensors were arranged in the vicinity of the nozzles of the ink supply tank and the inkjet head, respectively, and temperature control was performed so that the nozzle portions were always 40 ° C. ⁇ 2 ° C.
- the piezo-type inkjet head was driven so that 1 to 10 pl multi-size dots could be ejected at a resolution of 600 ⁇ 600 dpi (dots / inch).
- the FineArt Lamp intensity was set to 5, and the ink was irradiated with ultraviolet rays to cure the ink.
- the ink image was fixed by performing a drying process, and a decorative layer having an average film thickness of 30 ⁇ m was formed by drawing the entire surface of the transparent substrate in five colors.
- the drying process is a drying process at 60 ° C. for 5 minutes from the non-image-forming surface of the transparent substrate (the surface opposite to the side where the ink image is formed). ) To 90 ° C. for 5 minutes. Thereby, the transparent substrate with a decoration layer of Example 1 was produced.
- Example 2 ⁇ Preparation of ink set N2 (monomer composition)> Among the compositions shown in Table 3 below, components other than the polymerization initiator and the pigment dispersion are stirred with a mixer manufactured by SILVERSON (60 minutes, 3,000 to 5,000 rpm) to obtain a uniform transparent liquid. It was. To this transparent liquid, a polymerization initiator and a pigment dispersion were added and stirred (10 to 20 minutes, 2,000 to 3,000 rpm) to obtain a solvent-based ink set N2. A transparent substrate with a decorative layer of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the ink set N2 was used instead of the ink set N1.
- Example 3 Except for using a transparent substrate made of polyethylene terephthalate (PET, thickness: 1.00 mm, Falcon Petg, manufactured by Robert Horne) instead of a transparent substrate made of polycarbonate (PC) film, the same procedure as in Example 1 was performed. A transparent substrate with a decorative layer of Example 3 was produced.
- PET polyethylene terephthalate
- PC polycarbonate
- Example 4 Except for using a transparent substrate made of a cycloolefin polymer film (COP, thickness 100 ⁇ m, ZEONOR film ZF14-100, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) instead of a transparent substrate made of a polycarbonate (PC) film, the same as in Example 1, A transparent substrate with a decorative layer of Example 4 was produced.
- COP cycloolefin polymer film
- PC polycarbonate
- Example 5 By exposing and developing a photosensitive material having a photosensitive silver salt-containing layer using a so-called silver salt method, on the front and back surfaces of the transparent substrate made of the polycarbonate (PC) film used in Example 1, Each conductive layer having a mesh pattern made of fine metal wires was formed.
- the specific operation of the silver salt method is described in detail in paragraphs 0163 to 0241 of JP-A-2009-4348.
- the ink set N1 used in Example 1 is applied using a commercially available inkjet printer (Acity 350 manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) having a piezo-type inkjet nozzle. Then, the decoration layer was formed by performing a drying process and the conductive laminated body for touch sensors of Example 5 was produced.
- Example 6 A conductive laminate for a touch sensor of Example 6 was produced in the same manner as Example 5 except that the ink set N2 used in Example 2 was used instead of the ink set N1.
- Example 7 Instead of the conductive layer formed by the silver salt method, for example, silver nanowires described in paragraphs 0048 to 0060 of JP2013-77234A are used, and the conductive material is respectively formed on the surface and the back surface of the transparent substrate.
- a conductive laminate for a touch sensor of Example 7 was produced in the same manner as Example 5 except that the layer was formed.
- Example 8 Instead of the conductive layer formed by the silver salt method, for example, using carbon nanotubes (CNT) described in paragraph 0066 of JP2013-77234A, on the front surface and the back surface of the transparent substrate, respectively, A conductive laminate for a touch sensor of Example 8 was produced in the same manner as Example 5 except that the conductive layer was formed.
- CNT carbon nanotubes
- Example 9 Implementation was performed in the same manner as in Example 5 except that a transparent substrate made of polyethylene terephthalate (PET, thickness: 1.00 mm, Falcon Petg, manufactured by Robert Horne) was used instead of a transparent substrate made of a polycarbonate (PC) film.
- PET polyethylene terephthalate
- PC polycarbonate
- Example 10 Except for using a transparent substrate made of a cycloolefin polymer film (COP, thickness 100 ⁇ m, ZEONOR film ZF14-100, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) instead of a transparent substrate made of a polycarbonate (PC) film, the same as in Example 5, A conductive laminate for a touch sensor of Example 10 was produced.
- COP cycloolefin polymer film
- PC polycarbonate
- ⁇ Preparation of ink set N3 (monomer composition)> Among the compositions shown in Table 4 below, components other than the polymerization initiator and the pigment dispersion were stirred with a mixer manufactured by SILVERSON (60 minutes, 3,000 to 5,000 rpm) to obtain a uniform transparent liquid. It was. To this transparent liquid, a polymerization initiator and a pigment dispersion were added and stirred (10 to 20 minutes, 2,000 to 3,000 rpm) to obtain a solvent-based ink set N3. The concentration of the polymer 2 in each color ink composition of the ink set N3 is 2% by mass.
- a transparent substrate with a decorative layer of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the ink set N3 was used instead of the ink set N1.
- Comparative Example 2 The decoration of Comparative Example 2 is the same as Comparative Example 1, except that the solvent-based ink set N4 is prepared using the polymer 3 instead of the polymer 2, and the ink set N4 is used instead of the ink set N3. A transparent substrate with a layer was produced.
- Comparative Example 3 Ink set N3 used in Comparative Example 1 was used instead of ink set N1, and polyethylene terephthalate (PET, thickness: 1.00 mm, Falcon Petg, Robert Horne) was used instead of a transparent substrate made of a polycarbonate (PC) film.
- PET polyethylene terephthalate
- PC polycarbonate
- Comparative Example 4 Ink set N4 used in Comparative Example 2 was used instead of ink set N1, and polyethylene terephthalate (PET, thickness: 1.00 mm, Falcon Petg, Robert Horne) was used instead of a transparent substrate made of a polycarbonate (PC) film.
- PET polyethylene terephthalate
- PC polycarbonate
- a conductive laminate for a touch sensor of Comparative Example 4 was produced in the same manner as in Example 5 except that a transparent substrate made of Co., Ltd. was used.
- the ink composition prepared in each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was filled in a commercially available inkjet printer (Acity 350 manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) and irradiated with ultraviolet rays with a FineArt Lamp strength of 5. Then, printed materials were produced and evaluated by the presence or absence of stickiness of the printed materials. The evaluation result A indicates that there is no stickiness at a FineArt Lamp intensity of 5. In any of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the evaluation result of curability was A, and it was confirmed that the curability was sufficient without causing stickiness.
- adhesion evaluation result As for adhesion, a printed matter is produced with a Lamp strength of 5 using the above-mentioned commercially available inkjet printer (Acuity 350 manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) and left at room temperature (25 ° C.) for 24 hours, and then a cross-cut test is performed. Evaluated by.
- the evaluation result A indicates 0 point based on JIS K5600-5-6 (ISO 2409), and the evaluation result B indicates 1 point based on JIS K5600-5-6 (ISO 2409).
- the adhesion evaluation result was A or B, and it was confirmed that excellent adhesion or good adhesion was exhibited.
- a tensile tester (Tensilon) was applied to a test piece prepared by cutting out the transparent substrate with a decorative layer in each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 into a size of 5 cm ⁇ 2 cm. (Trade name) manufactured by Shimadzu Corporation) was measured at a temperature of 180 ° C. and a pulling speed of 50 mm / min, and the length of the test piece was measured when the decorative layer was broken.
- the length of the test piece at the time and the length before the test that is, the length before stretching, were evaluated by the stretching ratio R calculated by substituting into the above formula (1).
- the evaluation result AA has a drawing ratio R of greater than 400%
- the evaluation result A has a drawing ratio R of 200% to 400%
- the evaluation result B has a drawing ratio R of 10% to less than 200%
- the evaluation result C is The drawing ratio R is less than 10%. If the evaluation result is either A or B, it is evaluated that it has excellent stretchability under heating conditions at a temperature of 180 ° C. and good heat processing suitability, and if the evaluation result is C, it is molded into a three-dimensional shape. When the decorative layer is heated, the stretchability during heating is insufficient, and there is a risk of breakage of the conductive layer, cracking and peeling of the decorative layer, etc. If the evaluation result is AA, the stretchability of the decorative layer Is too large, and it is evaluated that there is a problem in forming a three-dimensional shape with a non-uniform film thickness.
- the evaluation result was A or B, and it was confirmed that the decorative layer had appropriate stretchability during heating when it was molded into a three-dimensional shape.
- the evaluation result is C, and the decoration layer is cracked.
- the evaluation result is AA, and the heating layer has a stretchability exceeding 400%. It can be seen that the thickness is in a non-uniform state, and both Comparative Examples 1 and 2 have problems in forming into a three-dimensional shape.
- Example 2 The stretchability upon heating is the same as in Example 1 for a test piece prepared by cutting out a conductive layer and a decorative layer sequentially formed on the entire surface of a transparent substrate into a size of 5 cm ⁇ 2 cm. This was evaluated by conducting a tensile test. Further, the resistance value of the conductive layer is formed on the surface of the transparent substrate on the same side as the decorative layer in the conductive laminate for a touch sensor produced in Examples 5 to 10 and Comparative Examples 3 and 4. The resistance values at both ends of the plurality of first electrodes were measured for all the electrodes, and evaluated by the rate of change in resistance value before and after heating and stretching under conditions of a temperature of 200 ° C. and a stretching ratio of 20%.
- the ratio of the resistance value after the heat stretching is calculated with respect to the resistance value before the heat stretching.
- the evaluation result is A.
- the case was evaluated as evaluation result B, and the case where the ratio exceeded 2.0 was defined as evaluation result C.
- Evaluation result A shows that almost no change in conductivity due to stretching was observed, and good characteristics were maintained.
- Evaluation result B indicates that a slight change in conductivity due to stretching is recognized and a slight touch correction is required, but a normal touch function can be provided by the correction.
- the evaluation result C indicates that even if the setting of the integrated circuit (IC) that controls the touch sensor is corrected for each electrode, a malfunction occurs and a practical problem occurs.
- IC integrated circuit
- the evaluation result of curability was A, and it was confirmed that the curability was sufficient without causing stickiness.
- the adhesion evaluation result was A or B, and it was confirmed that excellent adhesion or good adhesion was exhibited.
- the evaluation results of Examples 5 to 10 were all A or B, and it was confirmed that the decorative layer had sufficient stretchability during heating when formed into a three-dimensional shape.
- the evaluation result is C, and the decorative layer is cracked.
- the evaluation result is AA, and the decorating layer has a heating stretchability of more than 400%. It can be seen that the thickness is in a non-uniform state, and both Comparative Examples 3 and 4 have problems in forming into a three-dimensional shape.
- the evaluation results of Examples 5 to 10 were all A or B. That is, when the conductive laminates for touch sensors of Examples 5 to 10 were used, good characteristics were maintained even when stretched, or a slight change in conductivity due to stretching was observed, but normality was corrected by correction. A touch function can be provided, and a highly reliable and high-quality three-dimensional touch sensor can be configured without causing disconnection of the conductive layer, cracking and peeling of the decorative layer, and the like. .
- the evaluation results regarding the resistance values of the conductive layers of Comparative Examples 3 and 4 were all C. That is, when the conductive laminate for a touch sensor of Comparative Examples 3 and 4 is used, malfunctions occur even if the settings are corrected for a plurality of electrodes, and it is difficult to construct a practical touch sensor. I know that there is.
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Abstract
紫外線硬化樹脂からなる加飾層を有し且つ三次元形状に成形されながらも信頼性および品質の低下を防止することができるタッチセンサ用導電積層体およびタッチセンサ用導電積層体の製造方法を提供する。透明基板1の表面1A上に複数の第1電極11および複数の第1周辺配線12が形成され、複数の第1周辺配線12上に紫外線硬化樹脂からなる加飾層2が形成され、加飾層2は、温度180℃の雰囲気中で引っ張り試験を行ったときに R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%である。
Description
この発明は、タッチセンサ用導電積層体に係り、特に、加飾層を有し且つ三次元形状に成形されたタッチセンサ用導電積層体に関する。
また、この発明は、このようなタッチセンサ用導電積層体の製造方法にも関している。
また、この発明は、このようなタッチセンサ用導電積層体の製造方法にも関している。
近年、携帯情報機器を始めとした各種の電子機器において、液晶表示装置等の表示装置と組み合わせて用いられ、画面に接触することにより電子機器への入力操作を行うタッチセンサの普及が進んでいる。
また、電子機器の操作性の向上が追求される中、タッチセンサにおいても、三次元形状に対応し得るものが要求され、可撓性の透明な絶縁基板上に検出電極部が形成されたタッチセンサの開発が進められている。
例えば、特許文献1には、金属メッシュ電極を用い、三次元形状に屈曲させたタッチセンサが開示されている。
また、電子機器の操作性の向上が追求される中、タッチセンサにおいても、三次元形状に対応し得るものが要求され、可撓性の透明な絶縁基板上に検出電極部が形成されたタッチセンサの開発が進められている。
例えば、特許文献1には、金属メッシュ電極を用い、三次元形状に屈曲させたタッチセンサが開示されている。
このようなタッチセンサにおいては、紫外線硬化性化合物等を含むインクを用いて、例えばインクジェット方式によりセンサの表面上に加飾層を形成すれば、その後の工程でさらなる加工や修飾が不要となり、オンデマンドで少量多品種のタッチセンサを容易に製造することができる。特に、検出電極部の周辺には、検出電極部からの引き出し配線を含む周辺配線部が存在し、従来は、タッチセンサに周辺縁部材を取り付けて周辺配線部を隠していたが、周辺配線部の上に加飾層を形成して、加飾層により周辺配線部を隠すことができれば、周辺縁部材を取り付ける必要がなくなり、タッチセンサの薄型化および製造工程の簡略化を達成することが可能となる。
しかしながら、タッチセンサを三次元形状に成形する際に、検出電極部および周辺配線部を延伸させることとなるが、紫外線硬化型のインクを用いて加飾層を形成すると、延伸時に検出電極部および周辺配線部等の導電部材の断線、加飾層の割れおよび剥離等の故障を発生して、タッチセンサとしての信頼性および品質の低下を招くおそれがある。
しかしながら、タッチセンサを三次元形状に成形する際に、検出電極部および周辺配線部を延伸させることとなるが、紫外線硬化型のインクを用いて加飾層を形成すると、延伸時に検出電極部および周辺配線部等の導電部材の断線、加飾層の割れおよび剥離等の故障を発生して、タッチセンサとしての信頼性および品質の低下を招くおそれがある。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、紫外線硬化樹脂からなる加飾層を有し且つ三次元形状に成形されながらも信頼性および品質の低下を防止することができるタッチセンサ用導電積層体を提供することを目的とする。
また、この発明は、このようなタッチセンサ用導電積層体の製造方法を提供することも目的としている。
また、この発明は、このようなタッチセンサ用導電積層体の製造方法を提供することも目的としている。
この発明に係るタッチセンサ用導電積層体は、三次元形状に成形されたタッチセンサ用導電積層体であって、透明な基板と、基板の少なくとも一方の面上に形成された導電層と、導電層の上に形成された紫外線硬化樹脂からなる加飾層とを備え、加飾層は、温度180℃の雰囲気中で引っ張り試験を行ったときに
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%である。
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%である。
導電層は、検知電極部と検知電極部に接続された周辺配線部とを有し、加飾層は、周辺配線部上に形成される、あるいは、検知電極部の少なくとも一部と周辺配線部上に形成されるように構成することができる。
導電層は、基板の両面上にそれぞれ形成される場合に、加飾層は、基板の一方の面上における導電層上に形成することができる。
導電層は、基板の両面上にそれぞれ形成される場合に、加飾層は、基板の一方の面上における導電層上に形成することができる。
この発明に係るタッチセンサ用導電積層体の製造方法は、三次元形状に成形されたタッチセンサ用導電積層体の製造方法であって、透明な基板の少なくとも一方の面上に導電層を形成する工程と、導電層上に紫外線硬化樹脂からなる加飾層を形成する工程と、導電層および加飾層が形成された基板を三次元形状に成形する工程とを備え、加飾層は、温度180℃の雰囲気中で引っ張り試験を行ったときに
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%である。
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%である。
加飾層を形成する工程は、導電層上に重合性基を有する化合物および重合開始剤を含有する紫外線硬化性インクを打滴する工程と、打滴された紫外線硬化性インクを硬化させる工程とを含むことができる。
紫外線硬化性インクは、ガラス転移温度が25℃~100℃のポリマーを含有していることが好ましい。
紫外線硬化性インクは、ガラス転移温度が25℃~100℃のポリマーを含有していることが好ましい。
この発明によれば、導電層上に形成された紫外線硬化樹脂からなる加飾層が、温度180~200℃の雰囲気中で引っ張り試験を行ったときに
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%であるので、紫外線硬化樹脂からなる加飾層を有し且つ三次元形状に成形されながらも信頼性および品質の低下を防止することが可能となる。
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%であるので、紫外線硬化樹脂からなる加飾層を有し且つ三次元形状に成形されながらも信頼性および品質の低下を防止することが可能となる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に、この発明の実施の形態に係るタッチセンサ用導電積層体の構成を示す。このタッチセンサ用導電積層体は、透明基板1を有し、透明基板1の中央にタッチセンサの検知領域となるアクティブエリアS1が区画され、かつ、アクティブエリアS1の外側に周辺領域S2が区画されている。
図1に、この発明の実施の形態に係るタッチセンサ用導電積層体の構成を示す。このタッチセンサ用導電積層体は、透明基板1を有し、透明基板1の中央にタッチセンサの検知領域となるアクティブエリアS1が区画され、かつ、アクティブエリアS1の外側に周辺領域S2が区画されている。
透明基板1の表面1A上には、アクティブエリアS1内に、それぞれ第1の方向D1に沿って延び且つ第1の方向D1に直交する第2の方向D2に並列配置された複数の第1電極11が形成され、周辺領域S2に、複数の第1電極11に接続された複数の第1周辺配線12が互いに近接して配列されている。
同様に、透明基板1の裏面1B上には、アクティブエリアS1内に、それぞれ第2の方向D2に沿って延び且つ第1の方向D1に並列配置された複数の第2電極13が形成され、周辺領域S2に、複数の第2電極13に接続された複数の第2周辺配線14が互いに近接して配列されている。
これら複数の第1周辺配線12および複数の第2周辺配線14により、周辺配線部が形成されている。
同様に、透明基板1の裏面1B上には、アクティブエリアS1内に、それぞれ第2の方向D2に沿って延び且つ第1の方向D1に並列配置された複数の第2電極13が形成され、周辺領域S2に、複数の第2電極13に接続された複数の第2周辺配線14が互いに近接して配列されている。
これら複数の第1周辺配線12および複数の第2周辺配線14により、周辺配線部が形成されている。
透明基板1の表面1A上の周辺領域S2に、紫外線硬化樹脂からなる加飾層2が形成されている。透明基板1の表面1A上の周辺領域S2には、それぞれの第1電極11の第1の方向D1における両端部分と複数の第1周辺配線12が配置されており、加飾層2は、これら第1電極11の両端部分および第1周辺配線12を覆っている。
加飾層2は、例えば、例えば不透明な紫外線硬化樹脂から形成され、透明基板1の表面1A側から見たときに、周辺領域S2に配置された第1周辺配線12等が加飾層2により隠れた状態となる。これに対して、加飾層2が存在しないアクティブエリアS1は、透明である。
加飾層2は、例えば、例えば不透明な紫外線硬化樹脂から形成され、透明基板1の表面1A側から見たときに、周辺領域S2に配置された第1周辺配線12等が加飾層2により隠れた状態となる。これに対して、加飾層2が存在しないアクティブエリアS1は、透明である。
透明基板1の表面1A上の複数の第1電極11および透明基板1の裏面1B上の複数の第2電極13により、タッチセンサの検知電極部が構成されるが、図2に示されるように、第1電極11は金属細線11Aからなるメッシュパターンにより形成され、第2電極13も金属細線13Aからなるメッシュパターンにより形成されていることが好ましい。
図3に示されるように、加飾層2は、透明基板1の裏面1B上には配置されず、透明基板1の表面1A上の周辺領域S2にのみ配置されている。加飾層2は、周辺領域S2において、透明基板1の表面1Aに配置された第1周辺配線12等の上と、第1周辺配線12等の間から露出する透明基板1の表面1Aを覆うように形成されている。
このタッチセンサ用導電積層体は、タッチセンサを構成したときに、透明基板1の表面1Aがタッチセンサの視認側を向くように使用される。
このタッチセンサ用導電積層体は、タッチセンサを構成したときに、透明基板1の表面1Aがタッチセンサの視認側を向くように使用される。
加飾層2は、温度180℃の雰囲気中で引っ張り試験を行ったときに
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100 ・・・(1)
で表される延伸率Rが10~400%となる。
ここで、引っ張り試験は、図4に示されるように、透明基板1の表面1Aの全面上に加飾層2を形成したものを例えば5cm×2cmの大きさに切り抜いて作製した試験片に対して、引っ張り試験機(テンシロン(商品名)、(株)島津製作所製)を用いて温度180℃、引っ張り速度50mm/分の条件で引っ張り、加飾層2が破断したときの試験片の長さを測定することにより実施することができる。測定された破断時の試験片の長さと、試験前の長さすなわち延伸前の長さ5cmを上記の式(1)に代入することによって延伸率Rが得られる。
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100 ・・・(1)
で表される延伸率Rが10~400%となる。
ここで、引っ張り試験は、図4に示されるように、透明基板1の表面1Aの全面上に加飾層2を形成したものを例えば5cm×2cmの大きさに切り抜いて作製した試験片に対して、引っ張り試験機(テンシロン(商品名)、(株)島津製作所製)を用いて温度180℃、引っ張り速度50mm/分の条件で引っ張り、加飾層2が破断したときの試験片の長さを測定することにより実施することができる。測定された破断時の試験片の長さと、試験前の長さすなわち延伸前の長さ5cmを上記の式(1)に代入することによって延伸率Rが得られる。
加飾層2が、温度180℃の雰囲気中で引っ張り試験を行ったときに10~400%の延伸率Rを有することによって、図1に示したタッチセンサ用導電積層体を、例えば図5に示される箱形状等の三次元形状に成形しても、透明基板1の表面1A上の複数の第1電極11および複数の第1周辺配線12の断線、加飾層2の割れおよび剥離等を発生することがなく、信頼性が高く且つ高品質のタッチセンサを構成することが可能となる。
このような三次元形状のタッチセンサ用導電積層体は、透明基板1の表面1A上に複数の第1電極11および複数の第1周辺配線12からなるパターン化された導電層を形成し、かつ、透明基板1の裏面1B上に複数の第2電極13および複数の第2周辺配線14からなるパターン化された導電層を形成した後、透明基板1の表面1Aの周辺領域S2に加飾層2を形成し、さらに、これら導電層と加飾層2が形成された透明基板1を屈曲して三次元形状に成形することによって製造することができる。
なお、透明基板1の表面1A上の複数の第1電極11および複数の第1周辺配線12と透明基板1の裏面1B上の複数の第2電極13および複数の第2周辺配線14からなる導電層の形成方法は、特に限定されるものではない。例えば、特開2012-185813号公報の段落0067~0083に記載されているように感光性ハロゲン化銀塩を含有する乳剤層を有する感光材料を露光し、現像処理を施すことによって、導電層を形成することができる。
あるいは、透明基板1の表面および裏面に、それぞれ金属箔を形成し、各金属箔上にレジストをパターン状に印刷するか、または全面塗布したレジストを露光し、現像することでパターン化して、開口部の金属をエッチングすることにより、これらの導電層を形成することもできる。さらに、これ以外にも、導電層を構成する材料の微粒子を含むペーストを透明基板1の表面および裏面に印刷してペーストに金属めっきを施す方法、導電層を構成する材料の微粒子を含むインクを用いたインクジェット法を用いる方法、導電層を構成する材料の微粒子を含むインクをスクリーン印刷により形成する方法、透明基板1に溝を形成し、かつ、その溝に導電インクを塗布する方法、マイクロコンタクト印刷パターニング法等を用いることができる。
また、これらの導電層は、例えば特開2013-77234号公報の段落0046~0124に記載されているような、金属ナノワイヤ、金属ナノチューブ、カーボンナノチューブ(CNT)等の導電性繊維とバインダとを含む透明導電膜を用いても形成することができる。なお、この明細書では、中実構造の繊維を「ワイヤ」と呼び、中空構造の繊維を「チューブ」と呼ぶこととする。
(金属ナノワイヤ)
金属ナノワイヤの材料としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、またはこれらの合金などが挙げられる。これらの中でも、導電性に優れる点で、銀、および銀との合金が好ましい。
金属ナノワイヤの形状は、例えば、円柱状、直方体状、断面が多角形となる柱状など任意の形状をとることができる。この中でも、円柱状や断面の多角形の角が丸まっている断面形状であれば、高い透明性が得られるので、タッチセンサのアクティブエリアS1内に配置される第1電極11および第2電極13を形成するのに好ましい。
金属ナノワイヤの材料としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、またはこれらの合金などが挙げられる。これらの中でも、導電性に優れる点で、銀、および銀との合金が好ましい。
金属ナノワイヤの形状は、例えば、円柱状、直方体状、断面が多角形となる柱状など任意の形状をとることができる。この中でも、円柱状や断面の多角形の角が丸まっている断面形状であれば、高い透明性が得られるので、タッチセンサのアクティブエリアS1内に配置される第1電極11および第2電極13を形成するのに好ましい。
金属ナノワイヤの平均短軸長さは、1nm~50nmが好ましく、10nm~40nmがより好ましく、15nm~35nmがさらに好ましい。
金属ナノワイヤの平均長軸長さは、1μm~50μmが好ましく、5μm~45μmがより好ましく、10μm~40μmがさらに好ましい。
金属ナノワイヤの製造方法としては、特開2009-215594号公報、特開2009-242880号公報、特開2009-299162号公報、特開2010-84173号公報、特開2010-86714号公報などに記載の方法を用いることができる。
金属ナノワイヤの平均長軸長さは、1μm~50μmが好ましく、5μm~45μmがより好ましく、10μm~40μmがさらに好ましい。
金属ナノワイヤの製造方法としては、特開2009-215594号公報、特開2009-242880号公報、特開2009-299162号公報、特開2010-84173号公報、特開2010-86714号公報などに記載の方法を用いることができる。
(金属ナノチューブ)
金属ナノチューブの材料としては、特に制限はなく、いかなる金属であってもよく、例えば、上記の金属ナノワイヤの材料を使用することができる。
金属ナノチューブの形状としては、単層であってもよく、多層であってもよいが、導電性および熱伝導性に優れる点で単層が好ましい。
金属ナノチューブの厚み(外径と内径との差)は、3nm~80nmが好ましく、3nm~30nmがより好ましい。
金属ナノチューブの平均長軸長さは、1μm~40μmが好ましく、3μm~35μmがより好ましく、5μm~30μmがさらに好ましい。
金属ナノチューブの材料としては、特に制限はなく、いかなる金属であってもよく、例えば、上記の金属ナノワイヤの材料を使用することができる。
金属ナノチューブの形状としては、単層であってもよく、多層であってもよいが、導電性および熱伝導性に優れる点で単層が好ましい。
金属ナノチューブの厚み(外径と内径との差)は、3nm~80nmが好ましく、3nm~30nmがより好ましい。
金属ナノチューブの平均長軸長さは、1μm~40μmが好ましく、3μm~35μmがより好ましく、5μm~30μmがさらに好ましい。
(カーボンナノチューブ)
カーボンナノチューブ(CNT)は、グラファイト状炭素原子面(グラフェンシート)が、単層あるいは多層の同軸管状になった物質である。カーボンナノチューブは、単層であってもよく、多層であってもよいが、導電性および熱伝導性に優れる点で単層が好ましい。
カーボンナノチューブ(CNT)は、グラファイト状炭素原子面(グラフェンシート)が、単層あるいは多層の同軸管状になった物質である。カーボンナノチューブは、単層であってもよく、多層であってもよいが、導電性および熱伝導性に優れる点で単層が好ましい。
これらの導電性繊維と共に透明導電膜に含有されるバインダとしては、特に限定はないが、感光性化合物が好ましく、さらに必要に応じてその他の成分を含むこともできる。
ただし、本発明における導電層は、3次元形状に屈曲させるという観点から、金属細線または導電性繊維により形成されたものであることが好ましく、特に、金属細線により形成された導電層であることが好ましい。金属細線としては、銅または銀でできた金属細線であることが好ましい。
加飾層2は、透明基板1の表面1A側から、例えばインクジェット方式により紫外線硬化性インクを周辺領域S2に打滴した後、打滴されたインクに紫外線を照射してインクを硬化させることにより形成することができる。つまり、加飾層2は、紫外線硬化性インクを硬化させてなる層である。なお、上述した紫外線硬化樹脂は、紫外線硬化性インクを硬化させて得られる樹脂(硬化した樹脂)を意図する。
ここで、本発明において、加飾層2を形成するために使用可能な紫外線硬化性インク(紫外線硬化性インク組成物)について説明する。
なお、「(メタ)アクリレート」等は、「アクリレートおよび/またはメタクリレート」等と同義であり、「(メタ)アクリル」等は、「アクリルおよび/またはメタクリル」等と同義であり、以下同様とする。
紫外線硬化性インクに含まれる成分は、上述した所定のR(%)を示す加飾層が得られれば特に制限されないが、重合性基を有する化合物(重合性化合物)および重合開始剤を含有していることが好ましい。
重合性基を有する化合物中の重合性基の種類は特に制限されず、公知の基が挙げられ、例えば、ラジカル重合性基またはカチオン重合性基が挙げられ、反応性の点から、ラジカル重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、例えば、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、ビニル基、スチリル基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基などが挙げられる。
なお、「(メタ)アクリレート」等は、「アクリレートおよび/またはメタクリレート」等と同義であり、「(メタ)アクリル」等は、「アクリルおよび/またはメタクリル」等と同義であり、以下同様とする。
紫外線硬化性インクに含まれる成分は、上述した所定のR(%)を示す加飾層が得られれば特に制限されないが、重合性基を有する化合物(重合性化合物)および重合開始剤を含有していることが好ましい。
重合性基を有する化合物中の重合性基の種類は特に制限されず、公知の基が挙げられ、例えば、ラジカル重合性基またはカチオン重合性基が挙げられ、反応性の点から、ラジカル重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、例えば、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、ビニル基、スチリル基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基などが挙げられる。
重合性基を有する化合物の好適態様としては、以下の(成分A)~(成分C)が挙げられ、紫外線硬化性インクにはこれら(成分A)、(成分B)および(成分C)が含まれていることが好ましい。
(成分A)N-ビニルカプロラクタム
(成分B)芳香環を有する単官能アクリレート
(成分C)脂肪族炭化水素環を有する単官能アクリレート
(成分A)N-ビニルカプロラクタム
(成分B)芳香環を有する単官能アクリレート
(成分C)脂肪族炭化水素環を有する単官能アクリレート
紫外線硬化性インクは、成分Aを、紫外線硬化性インクの全質量に対し、5~40質量%含有することが好ましく、10~30質量%含有することがより好ましい。
成分Bである芳香環を有する単官能アクリレートとしては、1つ以上の芳香環と1つのアクリレート基とを有する化合物であれば特に制限はないが、下記式(B-1)で表される化合物であることが好ましい。
(式(B-1)中、Ar1は芳香族基を表し、L1は単結合、アルキレン基、アルキレンオキシ基またはポリアルキレンオキシ基を表す。)
Ar1における芳香族基として好ましいものは、単環芳香族であるフェニル基のほか、2~4つの環を有する多環芳香族基であり限定されるものではない。中でも、フェニル基が好ましく挙げられる。上記の芳香族基は、アルキル基、芳香族基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基、シロキサン基、炭素数30以下の置換基を1または2以上有していてもよい。例えば無水フタル酸や無水フタルイミドのように芳香族基が有する2以上の置換基でO、N、S等のヘテロ原子を含む環状構造を形成してもよい。
L1は単結合、アルキレンオキシ基またはポリアルキレンオキシ基であることが好ましく、単結合またはアルキレンオキシ基であることがより好ましく、エチレンオキシ基であることが特に好ましい。
L1は単結合、アルキレンオキシ基またはポリアルキレンオキシ基であることが好ましく、単結合またはアルキレンオキシ基であることがより好ましく、エチレンオキシ基であることが特に好ましい。
成分Bは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
成分Bの含有量は、紫外線硬化性インクの全質量に対し、10~70質量%であることが好ましく、20~50質量%であることがより好ましい。
成分Bの含有量は、紫外線硬化性インクの全質量に対し、10~70質量%であることが好ましく、20~50質量%であることがより好ましい。
成分Cである脂肪族炭化水素環を有する単官能アクリレートとしては、1つ以上の脂肪族炭化水素環と1つのアクリレート基とを有する化合物であれば特に制限はないが、下記式(C-1)で表される化合物であることが好ましい。
(式(C-1)中、Cy1は脂肪族炭化水素環基を表し、L2は単結合、アルキレン基、アルキレンオキシ基またはポリアルキレンオキシ基を表す。)
Cy1における脂肪族炭化水素環基としては、シクロヘキシル基、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル基、4-t-ブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、トリシクロデカニル基が好ましく挙げられる。上記の脂肪族炭化水素環基は、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基、シロキサン基、炭素数30以下の置換基を1または2以上有していてもよい。例えば、脂肪族炭化水素環基が有する2以上の置換基でO、N、S等のヘテロ原子を含む環状構造を形成してもよい。また、脂肪族炭化水素環基は、エチレン性不飽和結合を有していてもよい。
L2は単結合、アルキレンオキシ基またはポリアルキレンオキシ基であることが好ましく、単結合またはアルキレンオキシ基であることがより好ましく、単結合であることが特に好ましい。
L2は単結合、アルキレンオキシ基またはポリアルキレンオキシ基であることが好ましく、単結合またはアルキレンオキシ基であることがより好ましく、単結合であることが特に好ましい。
成分Cは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
成分Cの含有量は、紫外線硬化性インクの全質量に対し、2~40質量%であることが好ましく、5~30質量%であることがより好ましく、10~20質量%であることが更に好ましい。
成分Cの含有量は、紫外線硬化性インクの全質量に対し、2~40質量%であることが好ましく、5~30質量%であることがより好ましく、10~20質量%であることが更に好ましい。
紫外線硬化性インクにおいて、成分A~成分Cの含有量は、質量比で、(成分Cの含有量)/(成分Aの含有量+成分Bの含有量)<0.6を満たすことが好ましく、(成分Cの含有量)/(成分Aの含有量+成分Bの含有量)<0.5を満たすことがより好ましく、(成分Cの含有量)/(成分Aの含有量+成分Bの含有量)<0.3を満たすことが特に好ましい。また、(成分Cの含有量)/(成分Aの含有量+成分Bの含有量)>0.1を満たすことが好ましく、(成分Cの含有量)/(成分Aの含有量+成分Bの含有量)>0.15を満たすことがより好ましい。
重合開始剤としては、光重合開始剤が好ましく挙げられる。
重合開始剤としては、(a)芳香族ケトン類、(b)アシルホスフィン化合物、(c)芳香族オニウム塩化合物、(d)有機過酸化物、(e)チオ化合物、(f)ヘキサアリールビイミダゾール化合物、(g)ケトオキシムエステル化合物、(h)ボレート化合物、(i)アジニウム化合物、(j)メタロセン化合物、(k)活性エステル化合物、(l)炭素ハロゲン結合を有する化合物、および、(m)アルキルアミン化合物等が挙げられる。これらの化合物を単独若しくは組み合わせて使用してもよい。また、例えば、(a)芳香族ケトン類の中から複数の種類を併用することもできる。
重合開始剤としては、(a)芳香族ケトン類、(b)アシルホスフィン化合物、(c)芳香族オニウム塩化合物、(d)有機過酸化物、(e)チオ化合物、(f)ヘキサアリールビイミダゾール化合物、(g)ケトオキシムエステル化合物、(h)ボレート化合物、(i)アジニウム化合物、(j)メタロセン化合物、(k)活性エステル化合物、(l)炭素ハロゲン結合を有する化合物、および、(m)アルキルアミン化合物等が挙げられる。これらの化合物を単独若しくは組み合わせて使用してもよい。また、例えば、(a)芳香族ケトン類の中から複数の種類を併用することもできる。
重合開始剤の含有量は、紫外線硬化性インク中における重合性化合物の総質量に対して、0.01~35重量%であることが好ましく、0.5~20重量%であることがより好ましく、1.0~15重量%であることがさらに好ましい。
紫外線硬化性インクには上述した重合性基を有する化合物(重合性化合物)および重合開始剤以外の成分が含まれていてもよい。
例えば、紫外線硬化性インクは、ガラス転移温度(Tg)が25℃~100℃であるポリマーを含有することが好ましい。なお、上記ポリマーのガラス転移温度は、35℃~95℃であることが好ましく、60℃~90℃であることがより好ましい。
上記ポリマーのガラス転移温度(Tg)が上記範囲内であれば、インクジェット吐出性、基板への密着性および得られる加飾印刷物の耐ブロッキング性に優れ、また、真空成形後のトリミング加工時における後加工割れを抑制することができ、本発明の効果がより優れる。
例えば、紫外線硬化性インクは、ガラス転移温度(Tg)が25℃~100℃であるポリマーを含有することが好ましい。なお、上記ポリマーのガラス転移温度は、35℃~95℃であることが好ましく、60℃~90℃であることがより好ましい。
上記ポリマーのガラス転移温度(Tg)が上記範囲内であれば、インクジェット吐出性、基板への密着性および得られる加飾印刷物の耐ブロッキング性に優れ、また、真空成形後のトリミング加工時における後加工割れを抑制することができ、本発明の効果がより優れる。
上記ポリマーの重量平均分子量は、3,000~100,000であることが好ましく、3,000~80,000であることがより好ましく、3,000~50,000であることが更に好ましい。
ポリマーの重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)等の分子量は、実測によって得られる測定値を適用するものとする。具体的には、ポリマー分子量は、高速液体クロマトグラフィーを用いて通常の測定条件で測定された値を意味する。
また、ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、実測によって得られる測定Tgを適用するものとする。具体的には、測定Tgは、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の示差走査熱量計(DSC)EXSTAR6220を用いて通常の測定条件で測定された値を用いることができる。
ただし、ポリマーの分解等により測定が困難な場合は、下記計算式で算出される計算Tgを適用する。計算Tgは、下記の式(T)で計算する。
1/Tg=Σ(Xi/Tgi) ・・・(T)
ここで、計算対象となるポリマーはi=1からnまでのn種のモノマー成分が共重合しているとする。Xiはi番目のモノマーの重量分率(ΣXi=1)、Tgiはi番目のモノマーの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度)である。ただしΣはi=1からnまでの和をとる。なお、各モノマーの単独重合体ガラス転移温度の値(Tgi)はPolymer Handbook(3rd Edition)(J.Brandrup, E.H.Immergut著(Wiley-Interscience、1989))の値を採用する。
また、ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、実測によって得られる測定Tgを適用するものとする。具体的には、測定Tgは、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の示差走査熱量計(DSC)EXSTAR6220を用いて通常の測定条件で測定された値を用いることができる。
ただし、ポリマーの分解等により測定が困難な場合は、下記計算式で算出される計算Tgを適用する。計算Tgは、下記の式(T)で計算する。
1/Tg=Σ(Xi/Tgi) ・・・(T)
ここで、計算対象となるポリマーはi=1からnまでのn種のモノマー成分が共重合しているとする。Xiはi番目のモノマーの重量分率(ΣXi=1)、Tgiはi番目のモノマーの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度)である。ただしΣはi=1からnまでの和をとる。なお、各モノマーの単独重合体ガラス転移温度の値(Tgi)はPolymer Handbook(3rd Edition)(J.Brandrup, E.H.Immergut著(Wiley-Interscience、1989))の値を採用する。
上記ポリマーの種類は特に制限されないが、(メタ)アクリル樹脂であることが好ましい。
(メタ)アクリル樹脂としては、(メタ)アクリレート化合物の単独重合体であっても、共重合体であってもよいが、Tgのコントロールが容易であり、インクへの相溶性が良好であり、また、安価であるという観点から、単官能(メタ)アクリレート化合物の単独重合体または共重合体であることが好ましく、2種以上の単官能(メタ)アクリレート化合物の共重合体であることがより好ましく、メチルメタクリレートと単官能(メタ)アクリレート化合物との共重合体であることが更に好ましい。
また、上記ポリマーは、不活性な(メタ)アクリル樹脂であることが好ましい。本発明における、「不活性な(メタ)アクリル樹脂」とは、(メタ)アクリル樹脂が、更に連鎖重合反応可能な重合性の官能基をもたない、並びに、更に逐次架橋反応可能な架橋性および/または被架橋性の官能基をもたない重合体であることを意味する。すなわち、重合反応および架橋反応を実質的に生じない状態のアクリル樹脂を指す。
(メタ)アクリル樹脂としては、(メタ)アクリレート化合物の単独重合体であっても、共重合体であってもよいが、Tgのコントロールが容易であり、インクへの相溶性が良好であり、また、安価であるという観点から、単官能(メタ)アクリレート化合物の単独重合体または共重合体であることが好ましく、2種以上の単官能(メタ)アクリレート化合物の共重合体であることがより好ましく、メチルメタクリレートと単官能(メタ)アクリレート化合物との共重合体であることが更に好ましい。
また、上記ポリマーは、不活性な(メタ)アクリル樹脂であることが好ましい。本発明における、「不活性な(メタ)アクリル樹脂」とは、(メタ)アクリル樹脂が、更に連鎖重合反応可能な重合性の官能基をもたない、並びに、更に逐次架橋反応可能な架橋性および/または被架橋性の官能基をもたない重合体であることを意味する。すなわち、重合反応および架橋反応を実質的に生じない状態のアクリル樹脂を指す。
ポリマーは、Tgのコントロールが容易であること、インクへの相溶性が良好であること、また、安価であるという観点から、メチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、n-ラウリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、および、t-ブチルメタクリレートよりなる群から選ばれた2種以上のメタクリル化合物の共重合体であることが好ましい。
ポリマーの含有量は、紫外線硬化性インクの全質量に対し、1~8質量%であることが好ましく、2~6質量%であることがより好ましく、3~5質量%であることがさらに好ましい。
ポリマーの含有量は、紫外線硬化性インクの全質量に対し、1~8質量%であることが好ましく、2~6質量%であることがより好ましく、3~5質量%であることがさらに好ましい。
紫外線硬化性インクは、硬化性、加飾印刷物の耐ブロッキング性および真空成形適性に優れる点で、(メタ)アクリレート基を有するポリエーテル変性シリコーン化合物(以後、単に「シリコーン化合物」とも称する)を含有していてもよい。
上記シリコーン化合物は、(メタ)アクリレート基と、ポリエーテル部位と、ポリシロキサン部位とを有する化合物であれば、特に制限はないが、分子量が500以上の化合物であることが好ましく、分子量(重量平均分子量)が1,000以上の化合物であることがより好ましい。
シリコーン化合物が有する(メタ)アクリレート基は、4~6個であることが好ましい。
また、シリコーン化合物におけるポリエーテル部位とポリシロキサン部位の質量比率としては、ポリエーテル部位:ポリシロキサン部位=1:1~1:2の範囲であることが好ましい。
シリコーン化合物における(メタ)アクリレート基の結合位置は、特に制限はなく、主鎖であっても、側鎖であってもよい。
また、シリコーン化合物におけるポリエーテル変性の位置は、特に制限はなく、主鎖の片末端であっても、両末端であってもよいし、側鎖であってもよい。
シリコーン化合物が有するポリエーテル部位は、ポリアルキレンオキシ基であることが好ましい。
また、シリコーン化合物は、ポリジメチルシロキサン化合物であることが好ましい。
上記シリコーン化合物は、(メタ)アクリレート基と、ポリエーテル部位と、ポリシロキサン部位とを有する化合物であれば、特に制限はないが、分子量が500以上の化合物であることが好ましく、分子量(重量平均分子量)が1,000以上の化合物であることがより好ましい。
シリコーン化合物が有する(メタ)アクリレート基は、4~6個であることが好ましい。
また、シリコーン化合物におけるポリエーテル部位とポリシロキサン部位の質量比率としては、ポリエーテル部位:ポリシロキサン部位=1:1~1:2の範囲であることが好ましい。
シリコーン化合物における(メタ)アクリレート基の結合位置は、特に制限はなく、主鎖であっても、側鎖であってもよい。
また、シリコーン化合物におけるポリエーテル変性の位置は、特に制限はなく、主鎖の片末端であっても、両末端であってもよいし、側鎖であってもよい。
シリコーン化合物が有するポリエーテル部位は、ポリアルキレンオキシ基であることが好ましい。
また、シリコーン化合物は、ポリジメチルシロキサン化合物であることが好ましい。
シリコーン化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
シリコーン化合物の含有量は、紫外線硬化性インクの全質量に対し、0.1~10質量%であることが好ましく、0.5~4質量%であることがより好ましく、0.5~3質量%であることが更に好ましい。
シリコーン化合物の含有量は、紫外線硬化性インクの全質量に対し、0.1~10質量%であることが好ましく、0.5~4質量%であることがより好ましく、0.5~3質量%であることが更に好ましい。
紫外線硬化性インクは、形成された画像部の視認性を向上させるため、顔料を含有していてもよい。
用いることができる顔料としては、特に制限はなく、公知の顔料から任意に選択して使用することができる。上記顔料は、活性放射線による硬化反応の感度を低下させないという観点からは、硬化反応である重合反応において重合禁止剤として機能しない化合物を選択することが好ましい。
顔料としては、特に限定されるわけではないが、例えば、カラーインデックスに記載される番号の有機又は無機顔料が使用できる。例えば、赤又はマゼンタ顔料、青又はシアン顔料、緑顔料、黄顔料、黒顔料、白色顔料などが挙げられる。
顔料の含有量は、色、及び使用目的により適宜選択されるが、紫外線硬化性インクの全質量に対し、0.01~30重量%であることが好ましい。
用いることができる顔料としては、特に制限はなく、公知の顔料から任意に選択して使用することができる。上記顔料は、活性放射線による硬化反応の感度を低下させないという観点からは、硬化反応である重合反応において重合禁止剤として機能しない化合物を選択することが好ましい。
顔料としては、特に限定されるわけではないが、例えば、カラーインデックスに記載される番号の有機又は無機顔料が使用できる。例えば、赤又はマゼンタ顔料、青又はシアン顔料、緑顔料、黄顔料、黒顔料、白色顔料などが挙げられる。
顔料の含有量は、色、及び使用目的により適宜選択されるが、紫外線硬化性インクの全質量に対し、0.01~30重量%であることが好ましい。
紫外線硬化性インクは、顔料をインク中に安定に分散させるため、分散剤を含有することが好ましい。本発明に用いることができる分散剤としては、高分子分散剤が好ましい。なお、本発明における「高分子分散剤」とは、重量平均分子量が1,000以上の分散剤を意味する。
紫外線硬化性インクには、上述した成分以外にも、共増感剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、塩基性化合物等が含まれていてもよい。
なお、紫外線硬化性インクにおいては、成分A~成分Cおよびシリコーン化合物以外の他の重合性化合物を併用することが可能であるが、他の重合性化合物は含有しないことが好ましい。
なお、紫外線硬化性インクにおいては、成分A~成分Cおよびシリコーン化合物以外の他の重合性化合物を併用することが可能であるが、他の重合性化合物は含有しないことが好ましい。
このような紫外線硬化性インクは、例えばインクジェット方式により周辺領域S2に打滴された後、紫外線を照射することによって硬化するが、紫外線源としては、紫外LED(light emitting diode)、紫外LD(laser diode)等を使用することができる。例えば、日亜化学(株)は、主放出スペクトルが365nmと420nmとの間の波長を有する紫色LEDを上市している。更に一層短い波長が必要とされる場合、LEDとして、米国特許第6,084,250号明細書に開示されている300nmと370nmとの間に中心付けされた活性放射線を放出し得るLEDが例示できる。また、他の紫外LEDも、入手可能であり、異なる紫外線帯域の放射を照射することができる。
このような紫外線源から紫外線硬化性インクに、好ましくは0.01~120秒、より好ましくは0.1~90秒、紫外線を照射することが好ましい。紫外線の照射条件並びに基本的な照射方法は、例えば、特開昭60-132767号公報に開示されている。
紫外線硬化性インクを例えばインクジェット方式で打滴することにより加飾層2を形成すれば、その後の工程でさらなる加工や修飾が不要になると共に、従来のような周辺縁部材を取り付ける必要がなくなり、タッチセンサの薄型化および製造工程の簡略化を達成することが可能となる。
なお、上記の実施の形態では、透明基板1の表面1A上に複数の第1電極11と複数の第1周辺配線12を配置し、かつ、透明基板1の裏面1B上に複数の第2電極13と複数の第2周辺配線14を配置したが、これに限るものではない。
例えば、透明基板1の表面1Aおよび裏面1Bのうちの一方の面上に、複数の第1電極11と複数の第2電極13が層間絶縁膜を介して配置され、かつ、透明基板1の同じ面上に複数の第1周辺配線12および複数の第2周辺配線14が配置される構成とし、視認側となる透明基板1の表面1A上の周辺領域S2に加飾層2を形成することもできる。
また、2枚基板の構成とすることもできる。すなわち、第1の透明基板の表面上に複数の第1電極11と複数の第1周辺配線12を配置し、第2の透明基板の表面上に複数の第2電極13と複数の第2周辺配線14を配置し、これら第1の透明基板および第2の透明基板を、互いに重ね合わせて使用することもできる。この場合は、第1の透明基板および第2の透明基板のうち視認側に位置する透明基板の周辺領域S2に加飾層2を形成すればよい。
例えば、透明基板1の表面1Aおよび裏面1Bのうちの一方の面上に、複数の第1電極11と複数の第2電極13が層間絶縁膜を介して配置され、かつ、透明基板1の同じ面上に複数の第1周辺配線12および複数の第2周辺配線14が配置される構成とし、視認側となる透明基板1の表面1A上の周辺領域S2に加飾層2を形成することもできる。
また、2枚基板の構成とすることもできる。すなわち、第1の透明基板の表面上に複数の第1電極11と複数の第1周辺配線12を配置し、第2の透明基板の表面上に複数の第2電極13と複数の第2周辺配線14を配置し、これら第1の透明基板および第2の透明基板を、互いに重ね合わせて使用することもできる。この場合は、第1の透明基板および第2の透明基板のうち視認側に位置する透明基板の周辺領域S2に加飾層2を形成すればよい。
さらに、上記の実施の形態では、加飾層2は、複数の第1周辺配線12および複数の第2周辺配線14からなる周辺配線部が配置されている周辺領域S2にのみ形成されていたが、これに限るものではなく、アクティブエリアS1内の少なくとも一部と周辺領域S2に加飾層2を形成することもできる。すなわち、周辺配線部の上だけでなく、複数の第1電極11および複数の第2電極13からなる検知電極部の一部、あるいは、検知電極部の全部の上に加飾層2を形成してもよい。
上記の実施の形態のように、不透明な紫外線硬化樹脂から形成された加飾層2を周辺領域S2にのみ形成した場合には、タッチセンサを液晶表示装置等の表示装置と組み合わせて使用することによって、表示装置の表示画面にアクティブエリアS1の全体を重ねて配置し、検知電極部の全部を表示画面内における検知手段として作用させることができる。
上記の実施の形態のように、不透明な紫外線硬化樹脂から形成された加飾層2を周辺領域S2にのみ形成した場合には、タッチセンサを液晶表示装置等の表示装置と組み合わせて使用することによって、表示装置の表示画面にアクティブエリアS1の全体を重ねて配置し、検知電極部の全部を表示画面内における検知手段として作用させることができる。
これに対し、不透明な紫外線硬化樹脂から形成された加飾層2を周辺領域S2だけでなくアクティブエリアS1内の検知電極部の一部まで覆うように形成し、加飾層2で覆われていない検知電極部の残部を表示装置の表示画面に重ねて配置すれば、この検知電極部の残部を表示画面内における検知手段として作用させ、かつ、加飾層2で覆われている検知電極部の一部を表示画面の周辺における検知手段として作用させることが可能となる。
また、タッチセンサを表示装置と組み合わせることなく単独で使用するために、透明な領域を形成する必要がない場合には、タッチセンサのアクティブエリアS1と周辺領域S2の全面を不透明な紫外線硬化樹脂から形成された加飾層2で覆い、周辺領域S2に配置されている周辺配線部とアクティブエリアS1に配置されている検知電極部のすべての上に加飾層2を形成することができる。
また、タッチセンサを表示装置と組み合わせることなく単独で使用するために、透明な領域を形成する必要がない場合には、タッチセンサのアクティブエリアS1と周辺領域S2の全面を不透明な紫外線硬化樹脂から形成された加飾層2で覆い、周辺領域S2に配置されている周辺配線部とアクティブエリアS1に配置されている検知電極部のすべての上に加飾層2を形成することができる。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、および「%」は質量基準である。
実施例1
<顔料分散物の作製>
下記表1に記載の顔料以外の組成を混合し、SILVERSON社製ミキサーで撹拌し(10~15分、2,000~3,000回転/分)、均一な透明液(分散剤希釈液)を得た。この透明液(分散剤希釈液)に下記表1に記載の顔料を加え、更にミキサーで撹拌し(10~20分、2,000~3,000回転/分)、均一な予備分散液を500質量部得た。その後、ディスパーマット社製の循環型ビーズミル装置(SL-012C1)を用いて分散処理を実施した。分散条件は直径0.65mmのジルコニアビーズを200質量部充填し、周速を15m/秒とした。分散時間は1~6時間とした。
<顔料分散物の作製>
下記表1に記載の顔料以外の組成を混合し、SILVERSON社製ミキサーで撹拌し(10~15分、2,000~3,000回転/分)、均一な透明液(分散剤希釈液)を得た。この透明液(分散剤希釈液)に下記表1に記載の顔料を加え、更にミキサーで撹拌し(10~20分、2,000~3,000回転/分)、均一な予備分散液を500質量部得た。その後、ディスパーマット社製の循環型ビーズミル装置(SL-012C1)を用いて分散処理を実施した。分散条件は直径0.65mmのジルコニアビーズを200質量部充填し、周速を15m/秒とした。分散時間は1~6時間とした。
表1に記載の原材料の詳細を以下に示す。また、表1の各数値は、質量部を表す。
シアン顔料:C.I.Pigment Blue 15:4、HELIOGEN BLUE D 7110 F、BASF社製、
マゼンタ顔料:混結キナクリドン顔料、CINQUASIA MAGENTA L 4540、BASF社製、
イエロー顔料:C.I.Pigment Yellow 155、INK JET YELLOW 4GC、Clarinat社製、
ブラック顔料:カーボンブラック、MOGUL E、CABOT社製、
ホワイト顔料:TiO2、KRONOS 2300、KRONOS社製、
分散剤A:SOLSPERSE 32000、Luburizol社製、
分散剤B:SOLSPERSE 41000、Luburizol社製、
禁止剤:ニトロソ系重合禁止剤、トリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩、FLORSTAB UV12、Kromachem社製、
モノマー:2-フェノキシエチルアクリレート、SR339C、Sartomer社製。
シアン顔料:C.I.Pigment Blue 15:4、HELIOGEN BLUE D 7110 F、BASF社製、
マゼンタ顔料:混結キナクリドン顔料、CINQUASIA MAGENTA L 4540、BASF社製、
イエロー顔料:C.I.Pigment Yellow 155、INK JET YELLOW 4GC、Clarinat社製、
ブラック顔料:カーボンブラック、MOGUL E、CABOT社製、
ホワイト顔料:TiO2、KRONOS 2300、KRONOS社製、
分散剤A:SOLSPERSE 32000、Luburizol社製、
分散剤B:SOLSPERSE 41000、Luburizol社製、
禁止剤:ニトロソ系重合禁止剤、トリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩、FLORSTAB UV12、Kromachem社製、
モノマー:2-フェノキシエチルアクリレート、SR339C、Sartomer社製。
<ポリマー1の合成>
n-ブチルメタクリレート10gとメチルメタクリレート10gとの混合液20g、メチルエチルケトン30gを窒素置換した三口フラスコに導入し、撹拌機(新東科学(株)製スリーワンモータ)にて撹拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して65℃まで昇温した。
1段階目:上記の混合液に2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル(V-65、和光純薬工業(株)製)を80mgだけ加え、65℃にて30分加熱撹拌を行った。
2段階目:V-65を80mgだけ加え、65℃にて更に1時間加熱撹拌した。
得られた反応液をヘキサン1,000mLに撹拌しながら注ぎ、生じた沈殿を加熱乾燥させることでポリマー1を得た。ポリマー1のガラス転移温度(Tg)は、70℃である。ポリマー1の重量平均分子量(ポリスチレン換算)をGPCにより測定した結果、30,000~35,000の範囲であった。
n-ブチルメタクリレート10gとメチルメタクリレート10gとの混合液20g、メチルエチルケトン30gを窒素置換した三口フラスコに導入し、撹拌機(新東科学(株)製スリーワンモータ)にて撹拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して65℃まで昇温した。
1段階目:上記の混合液に2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル(V-65、和光純薬工業(株)製)を80mgだけ加え、65℃にて30分加熱撹拌を行った。
2段階目:V-65を80mgだけ加え、65℃にて更に1時間加熱撹拌した。
得られた反応液をヘキサン1,000mLに撹拌しながら注ぎ、生じた沈殿を加熱乾燥させることでポリマー1を得た。ポリマー1のガラス転移温度(Tg)は、70℃である。ポリマー1の重量平均分子量(ポリスチレン換算)をGPCにより測定した結果、30,000~35,000の範囲であった。
<インクセットN1の作製(モノマー組成)>
下記表2に記載の組成のうち、重合開始剤、顔料分散物以外の成分をSILVERSON社製ミキサーで撹拌し(60分、3,000~5,000回転/分)、均一な透明液を得た。この透明液に、重合開始剤(ITX、TPO、Irg819)および顔料分散物を添加、撹拌し(10~20分、2,000~3,000回転/分)、溶剤系のインクセットN1を得た。
下記表2に記載の組成のうち、重合開始剤、顔料分散物以外の成分をSILVERSON社製ミキサーで撹拌し(60分、3,000~5,000回転/分)、均一な透明液を得た。この透明液に、重合開始剤(ITX、TPO、Irg819)および顔料分散物を添加、撹拌し(10~20分、2,000~3,000回転/分)、溶剤系のインクセットN1を得た。
表2に記載の原材料の詳細を以下に示す。また、表2の各数値は、質量部を表す。
PEA(2-フェノキシエチルアクリレート、SR339C、Sartomer社製)、
IBOA(イソボルニルアクリレート、SR506D、Sartomer社製)、
NVC(N-ビニルカプロラクタム、BASF社製)、
OH-TEMP(4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン 1-オキシル、4-HYDROXY TEMPO、Evonik社製)、
ITX(イソプロピルチオキサントン、SPEEDCURE ITX、Lambson社製)、
TPO(2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、LUCIRIN TPO、BASF社製)、
Irg819(ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、IRGACURE 819、BASF社製)、
TEGORAD2010(ポリエーテル変性シリコーン化合物 アクリレート基数=5、Evonik社製)。
PEA(2-フェノキシエチルアクリレート、SR339C、Sartomer社製)、
IBOA(イソボルニルアクリレート、SR506D、Sartomer社製)、
NVC(N-ビニルカプロラクタム、BASF社製)、
OH-TEMP(4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン 1-オキシル、4-HYDROXY TEMPO、Evonik社製)、
ITX(イソプロピルチオキサントン、SPEEDCURE ITX、Lambson社製)、
TPO(2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、LUCIRIN TPO、BASF社製)、
Irg819(ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、IRGACURE 819、BASF社製)、
TEGORAD2010(ポリエーテル変性シリコーン化合物 アクリレート基数=5、Evonik社製)。
<加飾層の作製>
得られたインクセットN1を、透明基板(ポリカーボネート(PC)フィルム、膜厚500μm、帝人化成(株)社製、商品名:パーンライト)の表面に、ピエゾ型インクジェットノズルを有する市販インクジェットプリンタ(富士フイルム(株)製Acuity350)を用いて付与し、透明基板の表面全体を5色フルカラーのインクで描画した、いわゆる、ベタ画像を形成した。
インク供給系は、元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルタ、ピエゾ型のインクジェットヘッドから成り、インク供給タンクからインクジェットヘッド部分までを断熱および加温した。インク供給タンクおよびインクジェットヘッドのノズル付近にそれぞれ温度センサを配置し、ノズル部分が常に40℃±2℃となるように温度制御を行った。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、1~10plのマルチサイズドットを600×600dpi(ドット/インチ)の解像度で射出できるよう駆動した。
得られたインクセットN1を、透明基板(ポリカーボネート(PC)フィルム、膜厚500μm、帝人化成(株)社製、商品名:パーンライト)の表面に、ピエゾ型インクジェットノズルを有する市販インクジェットプリンタ(富士フイルム(株)製Acuity350)を用いて付与し、透明基板の表面全体を5色フルカラーのインクで描画した、いわゆる、ベタ画像を形成した。
インク供給系は、元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルタ、ピエゾ型のインクジェットヘッドから成り、インク供給タンクからインクジェットヘッド部分までを断熱および加温した。インク供給タンクおよびインクジェットヘッドのノズル付近にそれぞれ温度センサを配置し、ノズル部分が常に40℃±2℃となるように温度制御を行った。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、1~10plのマルチサイズドットを600×600dpi(ドット/インチ)の解像度で射出できるよう駆動した。
そして、FinerArt Lamp強度を5としてインクに紫外線を照射し、インクを硬化させた。
その後、乾燥処理を行うことによりインク画像を定着させて、透明基板の表面全体を5色フルカラーで描画した平均膜厚が30μmの加飾層を形成した。乾燥処理は、透明基板の画像非形成面(インク画像が形成された側と反対側の面)から60℃5分間の乾燥工程、透明基板の画像形成面(インク画像が形成された側の面)から、90℃5分間の乾燥工程を行った。
これにより、実施例1の加飾層付き透明基板を作製した。
その後、乾燥処理を行うことによりインク画像を定着させて、透明基板の表面全体を5色フルカラーで描画した平均膜厚が30μmの加飾層を形成した。乾燥処理は、透明基板の画像非形成面(インク画像が形成された側と反対側の面)から60℃5分間の乾燥工程、透明基板の画像形成面(インク画像が形成された側の面)から、90℃5分間の乾燥工程を行った。
これにより、実施例1の加飾層付き透明基板を作製した。
実施例2
<インクセットN2の作製(モノマー組成)>
下記表3に記載の組成のうち、重合開始剤、顔料分散物以外の成分をSILVERSON社製ミキサーで撹拌し(60分、3,000~5,000回転/分)、均一な透明液を得た。この透明液に、重合開始剤および顔料分散物を添加、撹拌し(10~20分、2,000~3,000回転/分)、溶剤系のインクセットN2を得た。
インクセットN1の代わりにインクセットN2を使用する他は、実施例1と同様にして、実施例2の加飾層付き透明基板を作製した。
<インクセットN2の作製(モノマー組成)>
下記表3に記載の組成のうち、重合開始剤、顔料分散物以外の成分をSILVERSON社製ミキサーで撹拌し(60分、3,000~5,000回転/分)、均一な透明液を得た。この透明液に、重合開始剤および顔料分散物を添加、撹拌し(10~20分、2,000~3,000回転/分)、溶剤系のインクセットN2を得た。
インクセットN1の代わりにインクセットN2を使用する他は、実施例1と同様にして、実施例2の加飾層付き透明基板を作製した。
表3に記載の原材料のうち、TEGORAD2200の詳細を示す。また、表3の各数値は、質量部を表す。
TEGORAD2200(ポリエーテル変性シリコーン化合物 アクリレート基数=2、Evonik社製)。
TEGORAD2200(ポリエーテル変性シリコーン化合物 アクリレート基数=2、Evonik社製)。
実施例3
ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ:1.00mm、Falcon Petg、Robert Horne社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例1と同様にして、実施例3の加飾層付き透明基板を作製した。
ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ:1.00mm、Falcon Petg、Robert Horne社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例1と同様にして、実施例3の加飾層付き透明基板を作製した。
実施例4
ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにシクロオレフィンポリマーフィルム(COP、厚み100μm、ゼオノアフィルムZF14-100、日本ゼオン社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例1と同様にして、実施例4の加飾層付き透明基板を作製した。
ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにシクロオレフィンポリマーフィルム(COP、厚み100μm、ゼオノアフィルムZF14-100、日本ゼオン社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例1と同様にして、実施例4の加飾層付き透明基板を作製した。
実施例5
いわゆる銀塩法を用いて、感光性銀塩含有層を有する感光材料を露光・現像することにより、実施例1で用いられたポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の表面上および裏面上に、それぞれ、金属細線からなるメッシュパターンを有する導電層を形成した。なお、銀塩法の具体的な作業等は、特開2009-4348号公報の段落0163~0241に詳述されている。
上記の導電層が形成された透明基板の表面上に、ピエゾ型インクジェットノズルを有する市販インクジェットプリンタ(富士フイルム(株)製Acuity350)を用いて、実施例1で用いられたインクセットN1を付与し、その後、乾燥処理を行うことにより加飾層を形成して、実施例5のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
いわゆる銀塩法を用いて、感光性銀塩含有層を有する感光材料を露光・現像することにより、実施例1で用いられたポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の表面上および裏面上に、それぞれ、金属細線からなるメッシュパターンを有する導電層を形成した。なお、銀塩法の具体的な作業等は、特開2009-4348号公報の段落0163~0241に詳述されている。
上記の導電層が形成された透明基板の表面上に、ピエゾ型インクジェットノズルを有する市販インクジェットプリンタ(富士フイルム(株)製Acuity350)を用いて、実施例1で用いられたインクセットN1を付与し、その後、乾燥処理を行うことにより加飾層を形成して、実施例5のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
実施例6
インクセットN1の代わりに実施例2で用いられたインクセットN2を使用する他は、実施例5と同様にして、実施例6のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
インクセットN1の代わりに実施例2で用いられたインクセットN2を使用する他は、実施例5と同様にして、実施例6のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
実施例7
銀塩法により形成された導電層の代わりに、例えば特開2013-77234号公報の段落0048~0060に記載されている銀ナノワイヤを用いて、透明基板の表面上および裏面上に、それぞれ、導電層を形成する他は、実施例5と同様にして、実施例7のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
銀塩法により形成された導電層の代わりに、例えば特開2013-77234号公報の段落0048~0060に記載されている銀ナノワイヤを用いて、透明基板の表面上および裏面上に、それぞれ、導電層を形成する他は、実施例5と同様にして、実施例7のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
実施例8
銀塩法により形成された導電層の代わりに、例えば特開2013-77234号公報の段落0066に記載されているカーボンナノチューブ(CNT)を用いて、透明基板の表面上および裏面上に、それぞれ、導電層を形成する他は、実施例5と同様にして、実施例8のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
銀塩法により形成された導電層の代わりに、例えば特開2013-77234号公報の段落0066に記載されているカーボンナノチューブ(CNT)を用いて、透明基板の表面上および裏面上に、それぞれ、導電層を形成する他は、実施例5と同様にして、実施例8のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
実施例9
ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ:1.00mm、Falcon Petg、Robert Horne社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例5と同様にして、実施例9のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ:1.00mm、Falcon Petg、Robert Horne社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例5と同様にして、実施例9のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
実施例10
ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにシクロオレフィンポリマーフィルム(COP、厚み100μm、ゼオノアフィルムZF14-100、日本ゼオン社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例5と同様にして、実施例10のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにシクロオレフィンポリマーフィルム(COP、厚み100μm、ゼオノアフィルムZF14-100、日本ゼオン社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例5と同様にして、実施例10のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
比較例1
<ポリマー2の合成>
t-ブチルメタクリレート20g、メチルエチルケトン30gを窒素置換した三口フラスコに導入し、撹拌機(新東科学(株)製スリーワンモータ)にて撹拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して65℃まで昇温した。
1段階目:上記の混合液に2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル(V-65、和光純薬工業(株)製)を80mgだけ加え、65℃にて30分加熱撹拌を行った。
2段階目:V-65を80mgだけ加え、65℃にて更に1時間加熱撹拌した。
得られた反応液をヘキサン1,000mLに撹拌しながら注ぎ、生じた沈殿を加熱乾燥させることによってポリマー2を得た。ポリマー2のガラス転移温度(Tg)は、107℃である。
<ポリマー2の合成>
t-ブチルメタクリレート20g、メチルエチルケトン30gを窒素置換した三口フラスコに導入し、撹拌機(新東科学(株)製スリーワンモータ)にて撹拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して65℃まで昇温した。
1段階目:上記の混合液に2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル(V-65、和光純薬工業(株)製)を80mgだけ加え、65℃にて30分加熱撹拌を行った。
2段階目:V-65を80mgだけ加え、65℃にて更に1時間加熱撹拌した。
得られた反応液をヘキサン1,000mLに撹拌しながら注ぎ、生じた沈殿を加熱乾燥させることによってポリマー2を得た。ポリマー2のガラス転移温度(Tg)は、107℃である。
<インクセットN3の作製(モノマー組成)>
下記表4に記載の組成のうち、重合開始剤、顔料分散物以外の成分をSILVERSON社製ミキサーで撹拌し(60分、3,000~5,000回転/分)、均一な透明液を得た。この透明液に、重合開始剤および顔料分散物を添加、撹拌し(10~20分、2,000~3,000回転/分)、溶剤系のインクセットN3を得た。インクセットN3の各色インク組成物におけるポリマー2の濃度は2質量%である。
インクセットN1の代わりにインクセットN3を使用する他は、実施例1と同様にして、比較例1の加飾層付き透明基板を作製した。
下記表4に記載の組成のうち、重合開始剤、顔料分散物以外の成分をSILVERSON社製ミキサーで撹拌し(60分、3,000~5,000回転/分)、均一な透明液を得た。この透明液に、重合開始剤および顔料分散物を添加、撹拌し(10~20分、2,000~3,000回転/分)、溶剤系のインクセットN3を得た。インクセットN3の各色インク組成物におけるポリマー2の濃度は2質量%である。
インクセットN1の代わりにインクセットN3を使用する他は、実施例1と同様にして、比較例1の加飾層付き透明基板を作製した。
比較例2
<ポリマー3の合成>
n-ブチルメタクリレート20g、メチルエチルケトン30gを窒素置換した三口フラスコに導入し、撹拌機(新東科学(株)製スリーワンモータ)にて撹拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して65℃まで昇温した。
1段階目:上記の混合液に2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル(V-65、和光純薬工業(株)製)を80mgだけ加え、65℃にて30分加熱撹拌を行った。
2段階目:V-65を80mgだけ加え、65℃にて更に1時間加熱撹拌した。
得られた反応液をヘキサン1,000mLに撹拌しながら注ぎ、生じた沈殿を加熱乾燥させることによってポリマー3を得た。ポリマー3のガラス転移温度(Tg)は、20℃である。
<ポリマー3の合成>
n-ブチルメタクリレート20g、メチルエチルケトン30gを窒素置換した三口フラスコに導入し、撹拌機(新東科学(株)製スリーワンモータ)にて撹拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して65℃まで昇温した。
1段階目:上記の混合液に2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル(V-65、和光純薬工業(株)製)を80mgだけ加え、65℃にて30分加熱撹拌を行った。
2段階目:V-65を80mgだけ加え、65℃にて更に1時間加熱撹拌した。
得られた反応液をヘキサン1,000mLに撹拌しながら注ぎ、生じた沈殿を加熱乾燥させることによってポリマー3を得た。ポリマー3のガラス転移温度(Tg)は、20℃である。
ポリマー2の代わりにポリマー3を使用して溶剤系のインクセットN4を作製し、インクセットN3の代わりにインクセットN4を使用する他は、比較例1と同様にして、比較例2の加飾層付き透明基板を作製した。
比較例3
インクセットN1の代わりに比較例1で用いられたインクセットN3を使用すると共に、ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ:1.00mm、Falcon Petg、Robert Horne社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例5と同様にして、比較例3のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
インクセットN1の代わりに比較例1で用いられたインクセットN3を使用すると共に、ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ:1.00mm、Falcon Petg、Robert Horne社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例5と同様にして、比較例3のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
比較例4
インクセットN1の代わりに比較例2で用いられたインクセットN4を使用すると共に、ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ:1.00mm、Falcon Petg、Robert Horne社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例5と同様にして、比較例4のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
インクセットN1の代わりに比較例2で用いられたインクセットN4を使用すると共に、ポリカーボネート(PC)フィルムからなる透明基板の代わりにポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ:1.00mm、Falcon Petg、Robert Horne社製)からなる透明基板を用いる他は、実施例5と同様にして、比較例4のタッチセンサ用導電積層体を作製した。
上記の実施例1~4および比較例1および2により作製された加飾層付き透明基板に対して、加飾層の硬化性、密着性および加熱時延伸性の評価を行った。評価結果を以下の表5に示す。
硬化性については、実施例1~4および比較例1および2のそれぞれにおいて作製したインク組成物を市販インクジェットプリンタ(富士フイルム(株)製Acuity350)に充填し、FinerArt Lamp強度を5として紫外線を照射してプリント物を作製し、プリント物のベトツキの有無で評価した。
評価結果Aは、FinerArt Lamp強度5においてベトツキがないことを示している。
実施例1~4および比較例1および2のいずれにおいても、硬化性の評価結果がAとなり、ベトツキを生じない十分な硬化性を示していることが確認された。
評価結果Aは、FinerArt Lamp強度5においてベトツキがないことを示している。
実施例1~4および比較例1および2のいずれにおいても、硬化性の評価結果がAとなり、ベトツキを生じない十分な硬化性を示していることが確認された。
密着性については、上記の市販インクジェットプリンタ(富士フイルム(株)製Acuity350)にてLamp強度5でプリント物を作製し、24時間室温(25℃)で放置した後に、クロスカット試験を実施することによって評価した。
評価結果Aは、JIS K5600-5-6(ISO2409)に基づく0点を示し、評価結果Bは、JIS K5600-5-6(ISO2409)に基づく1点を示している。
実施例1~4および比較例1および2のいずれにおいても、密着性の評価結果がAまたはBとなり、優秀な密着性あるいは良好な密着性を示していることが確認された。
評価結果Aは、JIS K5600-5-6(ISO2409)に基づく0点を示し、評価結果Bは、JIS K5600-5-6(ISO2409)に基づく1点を示している。
実施例1~4および比較例1および2のいずれにおいても、密着性の評価結果がAまたはBとなり、優秀な密着性あるいは良好な密着性を示していることが確認された。
加熱時延伸性については、実施例1~4および比較例1および2のそれぞれの加飾層付き透明基板を5cm×2cmの大きさに切り抜いて作製した試験片に対して、引っ張り試験機(テンシロン(商品名)、(株)島津製作所製)を用いて温度180℃、引っ張り速度50mm/分の条件で引っ張り、加飾層が破断したときの試験片の長さを測定し、測定された破断時の試験片の長さと、試験前の長さすなわち延伸前の長さを上記の式(1)に代入することによって算出される延伸率Rにより評価した。
評価結果AAは、延伸率Rが400%より大きく、評価結果Aは、延伸率Rが200%以上400%以下、評価結果Bは、延伸率Rが10%以上200%未満、評価結果Cは、延伸率Rが10%未満であることを示している。評価結果がA、Bのいずれかであれば、温度180℃の加熱条件下における延伸性に優れ、加熱加工適性が良好であると評価され、評価結果がCであれば、三次元形状に成形する際に加飾層の加熱時延伸性が不足して、導電層の断線、加飾層の割れおよび剥離等を発生するおそれがあり、評価結果がAAであれば、加飾層の延伸性が大きすぎ、膜厚が不均一な状態となって三次元形状に成形するには問題が生じると評価される。
実施例1~4は、いずれも、評価結果がAまたはBであり、三次元形状に成形する際に加飾層が適切な加熱時延伸性を有することが確認された。
比較例1は、評価結果がCとなり、加飾層の割れが発生し、比較例2は、評価結果がAAとなり、加飾層の加熱時延伸性が400%を越え、加飾層の膜厚が不均一な状態であり、比較例1および2のいずれも、三次元形状に成形するには問題があることがわかる。
比較例1は、評価結果がCとなり、加飾層の割れが発生し、比較例2は、評価結果がAAとなり、加飾層の加熱時延伸性が400%を越え、加飾層の膜厚が不均一な状態であり、比較例1および2のいずれも、三次元形状に成形するには問題があることがわかる。
また、上記の実施例5~10および比較例3および4により作製されたタッチセンサ用導電積層体に対して、加飾層の硬化性、密着性および加熱時延伸性並びに導電層の抵抗値の評価を行った。評価結果を以下の表6に示す。
なお、加熱時延伸性は、透明基板の表面の全面上に導電層と加飾層を順次形成したものを5cm×2cmの大きさに切り抜いて作製した試験片に対して、実施例1と同様の引っ張り試験を行うことで評価した。
また、導電層の抵抗値については、上記の実施例5~10および比較例3および4により作製されたタッチセンサ用導電積層体における加飾層と同じ側である透明基板の表面上に形成された複数の第1電極の両端の抵抗値を全電極で測定し、温度200℃、延伸率20%の条件で加熱延伸する前後の抵抗値の変化率により評価した。
また、導電層の抵抗値については、上記の実施例5~10および比較例3および4により作製されたタッチセンサ用導電積層体における加飾層と同じ側である透明基板の表面上に形成された複数の第1電極の両端の抵抗値を全電極で測定し、温度200℃、延伸率20%の条件で加熱延伸する前後の抵抗値の変化率により評価した。
加熱延伸前の抵抗値に対して加熱延伸後の抵抗値の比率を算出し、比率が1.0~1.2である場合を評価結果A、比率が1.2を超え2.0以下の場合を評価結果B、比率が2.0を超える場合を評価結果Cとした。評価結果Aは、延伸による導電性の変化はほとんど認められず、良好な特性を維持していることを示している。評価結果Bは、延伸による導電性の変化がわずかに認められ、若干の補正が必要であるものの、補正によって正常なタッチ機能を持たせることができることを示している。評価結果Cは、タッチセンサを制御する集積回路(IC)の設定を電極毎に補正しても誤作動が生じ、実用上問題を生じることを示している。
実施例5~10および比較例3および4のいずれにおいても、硬化性の評価結果がAとなり、ベトツキを生じない十分な硬化性を示していることが確認された。
また、実施例5~10および比較例3および4のいずれにおいても、密着性の評価結果がAまたはBとなり、優秀な密着性あるいは良好な密着性を示していることが確認された。
加熱時延伸性については、実施例5~10の評価結果がいずれもAまたはBとなり、三次元形状に成形する際に加飾層が十分な加熱時延伸性を有することが確認された。
比較例3は、評価結果がCとなり、加飾層の割れが発生し、比較例4は、評価結果がAAとなり、加飾層の加熱時延伸性が400%を越え、加飾層の膜厚が不均一な状態であり、比較例3および4のいずれも、三次元形状に成形するには問題があることがわかる。
また、実施例5~10および比較例3および4のいずれにおいても、密着性の評価結果がAまたはBとなり、優秀な密着性あるいは良好な密着性を示していることが確認された。
加熱時延伸性については、実施例5~10の評価結果がいずれもAまたはBとなり、三次元形状に成形する際に加飾層が十分な加熱時延伸性を有することが確認された。
比較例3は、評価結果がCとなり、加飾層の割れが発生し、比較例4は、評価結果がAAとなり、加飾層の加熱時延伸性が400%を越え、加飾層の膜厚が不均一な状態であり、比較例3および4のいずれも、三次元形状に成形するには問題があることがわかる。
導電層の抵抗値については、実施例5~10の評価結果がいずれもAまたはBとなった。すなわち、実施例5~10のタッチセンサ用導電積層体を用いれば、延伸しても良好な特性を維持している、あるいは、延伸による導電性の変化がわずかに認められるが、補正によって正常なタッチ機能を持たせることができ、導電層の断線、加飾層の割れおよび剥離等を発生することなく、信頼性が高く且つ高品質の三次元形状のタッチセンサを構成することが可能となる。
これに対して、比較例3および4の導電層の抵抗値に関する評価結果がいずれもCとなった。すなわち、比較例3および4のタッチセンサ用導電積層体を用いると、複数の電極に対してそれぞれ設定を補正しても誤作動が生じてしまい、実用的なタッチセンサを構成することが困難であることがわかる。
これに対して、比較例3および4の導電層の抵抗値に関する評価結果がいずれもCとなった。すなわち、比較例3および4のタッチセンサ用導電積層体を用いると、複数の電極に対してそれぞれ設定を補正しても誤作動が生じてしまい、実用的なタッチセンサを構成することが困難であることがわかる。
1 透明基板、1A 透明基板の表面、1B 透明基板の裏面、2 加飾層、11 第1電極、11A 第1金属細線、12 第1周辺配線、13 第2電極、13A 第2金属細線、14 第2周辺配線、S1 アクティブエリア、S2 周辺領域、D1 第1の方向、D2 第2の方向。
Claims (7)
- 三次元形状に成形されたタッチセンサ用導電積層体であって、
透明な基板と、
前記基板の少なくとも一方の面上に形成された導電層と、
前記導電層上に形成された紫外線硬化樹脂からなる加飾層と
を備え、前記加飾層は、温度180℃の雰囲気中で引っ張り試験を行ったときに
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%であることを特徴とするタッチセンサ用導電積層体。 - 前記導電層は、検知電極部と前記検知電極部に接続された周辺配線部とを有し、
前記加飾層は、前記周辺配線部上に形成される請求項1に記載のタッチセンサ用導電積層体。 - 前記導電層は、検知電極部と前記検知電極部に接続された周辺配線部とを有し、
前記加飾層は、前記検知電極部の少なくとも一部と前記周辺配線部上に形成される請求項1に記載のタッチセンサ用導電積層体。 - 前記導電層は、前記基板の両面上にそれぞれ形成され、
前記加飾層は、前記基板の一方の面上における前記導電層上に形成される請求項1~3のいずれか一項に記載のタッチセンサ用導電積層体。 - 三次元形状に成形されたタッチセンサ用導電積層体の製造方法であって、
透明な基板の少なくとも一方の面上に導電層を形成する工程と、
前記導電層上に紫外線硬化樹脂からなる加飾層を形成する工程と、
前記導電層および前記加飾層が形成された前記基板を三次元形状に成形する工程と
を備え、前記加飾層は、温度180℃の雰囲気中で引っ張り試験を行ったときに
R(%)=[(破断時の長さ-延伸前の長さ)/延伸前の長さ]×100で表される延伸率Rが10~400%であることを特徴とするタッチセンサ用導電積層体の製造方法。 - 前記加飾層を形成する工程は、
前記導電層上に重合性基を有する化合物および重合開始剤を含有する紫外線硬化性インクを打滴する工程と、
打滴された前記紫外線硬化性インクを硬化させる工程と
を含む請求項5に記載のタッチセンサ用導電積層体の製造方法。 - 前記紫外線硬化性インクは、ガラス転移温度が25℃~100℃のポリマーを含有している請求項6に記載のタッチセンサ用導電積層体の製造方法。
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