导电性膜、硬涂膜和触控面板传感器的制造方法_2

文档序号:8339225阅读:来源:国知局
基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、 三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三(甲基)丙 烯酸酯、异氰脲酸二(甲基)丙烯酸酯、聚酯三(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸 酯、双酚二(甲基)丙烯酸酯、双甘油四(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基二(甲基)丙烯酸酯、 异冰片基二(甲基)丙烯酸酯、二环戊烷二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二(甲基)丙烯酸 酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯;或它们经PO、EO等改性后的物质。
[0066] 这些之中,从获得硬度高的底涂层的方面考虑,优选季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、 二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二季戊四醇五丙烯酸酯 (DPPA)等。
[0067] (光聚合性低聚物)
[0068] 光聚合性低聚物的重均分子量为1000以上小于10000。
[0069] 作为光聚合性低聚物,优选2官能以上的多官能低聚物。作为多官能低聚物,可以 举出聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯-氨基甲酸酯(甲基)丙 烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、异 氰脲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等。
[0070] (光聚合性预聚物)
[0071] 光聚合性预聚物的重均分子量为10000以上,作为重均分子量,优选为10000以上 80000以下,更优选为10000以上40000以下。重均分子量超过80000的情况下,由于粘度 高而导致涂布适性降低,所得到的光学膜的外观可能会恶化。作为上述多官能聚合物,可以 举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯-氨基甲酸酯(甲 基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等。
[0072] 对光聚合性化合物进行聚合(交联)时可以使用聚合引发剂等。聚合引发剂是受 到光照射而分解产生自由基从而引发光聚合性化合物的聚合(交联)或使光聚合性化合物 进行聚合(交联)的成分。
[0073] 对聚合引发剂没有特别限定,只要受到光照射后能释放出引发自由基聚合的物质 即可。对聚合引发剂没有特别限定,可以使用公知的聚合引发剂,作为具体例可以举出例 如苯乙酮类、二苯甲酮类、米氏苯甲酰苯甲酸醋、α-戊月亏醋(amyloxim ester)、噻吨酮类、 苯丙酮类、苯偶姻类、苯偶姻类、酰基氧化膦类。并且优选混合光敏剂进行使用,作为其具体 例,可以举出例如正丁胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
[0074] 作为上述聚合引发剂,上述粘合剂树脂为具有自由基聚合性不饱和基的树脂系的 情况下,优选将苯乙酮类、二苯甲酮类、噻吨酮类、苯偶姻、苯偶姻甲醚等单独使用或混合使 用。
[0075] 溶剂干燥型树脂是指热塑性树脂等仅通过对为了调整涂布时的固体成分而添加 的溶剂进行干燥就形成覆膜的树脂。添加溶剂干燥型树脂的情况下,形成底涂层12、13时, 能够有效地防止涂液的涂布面的覆膜缺陷。对溶剂干燥型树脂没有特别限定,一般可以使 用热塑性树脂。
[0076] 作为热塑性树脂,可以举出例如苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、乙酸乙烯 酯系树脂、乙烯基醚系树脂、含卤素的树脂、脂环式烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树 月旨、聚酰胺系树脂、纤维素衍生物、有机硅系树脂和橡胶或弹性体等。
[0077] 热塑性树脂优选为非晶性且可溶于有机溶剂(特别是能够溶解2个以上的聚合物 和固化性化合物的通用溶剂)。特别是从透明性和耐候性的方面考虑,优选苯乙烯系树脂、 (甲基)丙烯酸系树脂、脂环式烯烃系树脂、聚酯系树脂、纤维素衍生物(纤维素酯类等) 等。
[0078] 对热固性树脂没有特别限定,可以举出例如酚树脂、脲树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯 树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基醇酸树脂、三 聚氰胺-脲醛共缩合树脂、硅树脂、聚硅氧烷树脂等。
[0079] 底涂层12、13可以如下形成:将含有上述光聚合性化合物的底涂层用组合物涂布 于透光性基材11的表面,干燥后,对涂膜状的底涂层用组合物照射紫外线等光,使光聚合 性化合物聚合(交联),由此形成底涂层12、13。
[0080] 除上述光聚合性化合物外,底涂层用组合物中可以根据需要添加溶剂、聚合引发 剂。并且,在底涂层用组合物中,可以根据提高底涂层的硬度、抑制固化收缩、控制折射率 等目的来添加现有公知的分散剂、表面活性剂、抗静电剂、硅烷偶联剂、增稠剂、防着色剂、 着色剂(颜料、染料)、消泡剂、流平剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、粘接赋予剂、阻聚剂、抗氧化 剂、表面改性剂、润滑剂等。
[0081] 作为涂布底涂层用组合物的方法,可以举出旋涂、浸渍法、喷雾法、滑动涂布法、棒 涂法、辊涂法、凹板印刷法、模涂法等公知的涂布方法。
[0082] 作为使底涂层用组合物固化时的光,使用紫外线的情况下,可以利用超高压汞灯、 高压汞灯、低压汞灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯等发出的紫外线等。并且,作为紫外线的波 长,可以使用190~380nm的波段。作为电子射线源的具体例,可以举出考克罗夫特-瓦尔 顿(Cockcroft-Walton)型、范德格拉夫型、共振变压器型、绝缘芯变压器型、或者直线型、 Dynamitron型、高频型等各种电子射线加速器。
[0083] 〈高折射率层〉
[0084] 高折射率层14优选具有1. 55以上1. 75以下的折射率。高折射率层14的折射率 的下限优选为1. 58以上,高折射率层14的折射率的上限优选为1. 70以下。高折射率层14 的折射率可以利用与上述底涂层12的折射率相同的方法进行测定。从进一步抑制色调的 波动的方面考虑,底涂层12与高折射率层14的折射率差优选为0. 05以上0. 20以下。
[0085] 高折射率层14的膜厚优选为20nm以上IOOnm以下。高折射率层14的膜厚的下 限更优选为30nm以上,高折射率层14的膜厚的上限更优选为80nm以下、更优选为70nm以 下。
[0086] 高折射率层14和低折射率层15可以作为用于使设有透明导电层16的区域和不 设有透明导电层16的区域之间的光透过率和反射率之差变小的折射率匹配性层发挥作 用。
[0087] 高折射率层14可以由例如高折射率颗粒和粘合剂树脂构成。作为上述高折射率 颗粒,可以举出金属氧化物微粒。作为金属氧化物微粒,具体地说,可以举出例如二氧化钛 (TiO 2、折射率:2. 3~2. 7)、氧化铌(Nb205、折射率:2. 33)、氧化锆(ZrO2、折射率:2. 10)、 氧化锑(Sb2O5、折射率:2. 04)、氧化锡(SnO2、折射率:2. 00)、锡掺杂氧化铟(ΙΤ0、折射率: 1. 95~2. 00)、氧化铈(CeO2、折射率:1. 95)、铝掺杂氧化锌(ΑΖ0、折射率:1. 90~2. 00)、 镓掺杂氧化锌(GZ0、折射率:1. 90~2. 00)、锑酸锌(ZnSb2O6、折射率:1. 90~2. 00)、氧化 锌(ZnO、折射率:1. 90)、氧化钇(Y2O3、折射率:1. 87)、锑掺杂氧化锡(ΑΤ0、折射率:1. 75~ 1. 85)、磷掺杂氧化锡(ΡΤ0、折射率:1. 75~1. 85)等。这些之中,从高折射率化和成本的方 面出发优选氧化锆。
[0088] 对高折射率层14所含有的粘合剂树脂没有特别限制,可以使用热塑性树脂,但从 提高表面硬度的方面考虑优选为热固性树脂或光聚合性化合物等聚合物(交联物),其中 更优选为光聚合性化合物的聚合物。
[0089] 作为热固性树脂,可以举出丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、酚树脂、脲三聚氰胺 树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等树脂等。使热固性树脂固化时可以使用固 化剂。
[0090] 对光聚合性化合物没有特别限定,可以使用光聚合性单体、低聚物、聚合物。作为 1官能的光聚合性单体,可以举出(甲基)丙烯酸乙醋、(甲基)丙烯酸乙基己醋、苯乙烯、 甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮等。并且,作为2官能以上的光聚合性单体,可以举出例如 多羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸 酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸 酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲 基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;这些化合物经环氧乙烷、聚环氧乙烷等改性 后的化合物等。
[0091] 并且,这些化合物也可以是通过导入芳香环、氟以外的卤原子、硫、氮、磷原子等而 将折射率调高后的化合物。此外,除上述化合物外,也可以使用具有不饱和双键的分子量较 低的聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、醇酸树脂、螺缩醛树 月旨、聚丁二烯树脂、多硫醇-多烯树脂等。使光聚合性化合物聚合(交联)时,可以使用在 底涂层的项中说明过的聚合引发剂。
[0092] 高折射率层14可以通过例如与底涂层12、13的形成方法相同的方法来形成。具体 地说,首先在底涂层12的表面涂布至少含有高折射率微粒和光聚合性化合物的高折射率 层用组合物。接下来,使涂膜状的高折射率层用组合物干燥。其后,对涂膜状的高折射率层 用组合物照射紫外线等光,使光聚合性化合物聚合(交联),由此能够形成高折射率层14。
[0093] 〈低折射率层〉
[0094] 低折射率层15是具有低于高折射率层14的折射率的折射率的层。低折射率层15 只要具有低于高折射率层14的折射率的折射率即可,可以不必具有低于底涂层12的折射 率的折射率。具体地说,低折射率层15的折射率优选为1. 35以上1. 55以下。低折射率层 15的折射率的下限更优选为1. 40以上,低折射率层15的折射率的上限更优选小于1. 52。 低折射率层15的折射率可以利用与上述底涂层12的折射率相同的方法来测定。从进一步 抑制色调的波动的方面考虑,高折射率层14与低折射率层15的折射率差优选为0. 10以上 0. 30以下。
[0095] 低折射率层15的膜厚优选为3nm以上IOOnm以下。低折射率层15的膜厚的下限 更优选为5nm以上、更优选为IOnm以上。低折射率层15的膜厚的上限更优选为SOnm以下、 进一步优选为60nm以下、最优选为45nm以下。
[0096] 对低折射率层15没有特别限定,只要具有低于高折射率层14的折射率的折射率 即可,低折射率层15可以由例如低折射率颗粒和粘合剂树脂构成或由低折射率树脂构成。 或者,低折射率层15也可以是通过溅射而成膜的由二氧化硅、氟化镁等构成的层。
[0097] 作为低折射率颗粒,可以举出例如由二氧化硅或氟化镁构成的实心颗粒或中空颗 粒等。这些之中,优选中空二氧化硅颗粒,这样的中空二氧化硅颗粒可以通过例如日本特开 2005-099778号公报的实施例中记载的制造方法来制作。
[0098] 作为低折射率微粒,优选使用在二氧化硅表面具有反应性官能团的反应性二氧化 硅微粒。作为反应性官能团,优选光聚合性官能团。这样的反应性二氧化硅微粒可以通过 利用硅烷偶联剂等对二氧化硅微粒进行表面处理来制作。作为利用硅烷偶联剂对二氧化硅 微粒的表面进行处理的方法,可以举出向二氧化硅微粒喷雾硅烷偶联剂的干式法、将二氧 化硅微粒分散在溶剂中后添加硅烷偶联剂进行反应的湿式法等。
[0099] 作为构成低折射率层15的粘合剂树脂,可以举出与构成高折射率层14的粘合剂 树脂同样的粘合剂树脂。其中,也可以在粘合剂树脂中混合导入有氟原子的树脂、有机聚硅 氧烧等折射率低的材料。
[0100] 作为低折射率树脂,可以举出导入有氟原子的树脂、有机聚硅氧烷等折射率低的 树脂。
[0101] 低折射率层15可以通过例如与底涂层12的形成方法相同的方法形成。具体地说, 首先在高折射率层14的表面涂布至少含有低折射率微粒和光聚合性化合物的低折射率 层用组合物。接下来,使涂膜状的低折射率层用组合物干燥。其后,对涂膜状的低折射率层 用组合物照射紫外线等光,使光聚合性化合物聚合(交联),由此能够形成低折射率层15。
[0102] 〈透明导电层〉
[0103] 透明导电层16设于低折射率层15上且图案化。透明导电层16的折射率优选为 1. 85以上2. 30以下。透明导电层16的折射率的下限优选为1. 90以上,透明导电层16的 折射率的上限优选为2. 20以下。透明导电层16的折射率可以利用与上述底涂层12的折 射率相同的方法测定。
[0104] 透明导电层16的膜厚优选为15nm以上50nm以下。透明导电层16的膜厚的下限 更优选为20nm以上,透明导电层16的膜厚的上限更优选为45nm以下。
[0105] 透明导电层16是含有例如无机系透明导电层用材料、有机系透明导电层用材 料、或无机系透明导电层用材料与有机系透明导电层用材料的混合材料的层。作为无机 系透明导电层用材料,可以举出锡掺杂氧化铟(ITO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化锌、氧化 铟(In203)、铝掺杂氧化锌(AZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、氧化锡、氧化锌-氧化锡系、氧化 铟-氧化锡系、氧化锌-氧化铟-氧化镁系等金属氧化物、碳纳米管等。这些之中,从透明 导电层的透明性和低电阻的方面出发,作为无机系透明导电层用材料优选锡掺杂氧化铟 (ITO)。作为有机系透明导电层用材料可以举出导电性聚合物等。
[0106] 对于透明导电层16的形成方法没有特别限定,可以使用溅射法、真空蒸镀法、离 子镀法、CVD法、涂布法、印刷法等。作为对透明导电层进行图案化的方法,可以举出例如照 相平版印刷法。
[0107] 透明导电层16的图案化可以为例如图2所示那样的形状。图2所示的透明导电 层16具备传感器部16A、联结于传感器部的端子部(未图示)。传感器部16A设于矩形状 活性区(7夕亍4 7''工卩7 )内,该矩形状活性区是能够检测到接触位置的区域,端子部设 于非活性区内,该非活性区与活性区相邻,从四周包围活性区。
[0108] 传感器部16A以预定的图案配置。具体地说,传感器部16A构成为沿着导电性膜 10的低折射率层15的膜面按一个方向并列排列的线状导电体。
[0109] 形成传感器部16A的各个线状导电体在与其排列方向(所述一个方向)交叉的方 向上以线状延伸。图2中,传感器部16A沿着与其排列方向(所述一个方向)正交的方向 (所述另一个方向)以直线状延伸。
[0110] 传感器部16A具有以直线状延伸的直线部16B、和由直线部16B膨出的膨出部 16C。图2中,直线部16B沿着与传感器部16A的排列方向交叉的方向以直线状延伸。膨出 部16C是沿着导电性膜10的低折射率层15的膜面由直线部16B膨出的部分。因此,各传 感器部16B的宽度在设有膨出部16C的部分会变大。本实施方式中,膨出部16C具有俯视 大致呈正方形状的外轮廓。需要说明的是,膨出部16C不限于俯视大致呈正方形的形状,也 可以是菱形状或条纹状。
[0111] 现有技术中,导电性膜的低折射率层等的折射率和膜厚主要是出于减小由透光性 基材、高折射率层和低折射率层构成的中间基材膜的反射率与层积于中间基材膜上的透明 导电层的反射率之差(反射率差)的观点来确定的,至于以不同角度观看中间基材膜时色 调的波动并未受到任何关注。另一方面,与上述反射率差相比,人眼更容易感受到色调的变 化,并且,为了减小中间基材膜与透明导电层的反射率差而增大高折射率层与低折射率层 的折射率差时,具有色调的波动变大的倾向。本发明人经过反复地深入研宄发现,对导电性 膜的a*值和b*值进行调整时能够抑制色调的波动。具体地说,通过实验发现,由透明导电 层侧向透明导电层照射光,并设导电性膜的表面的法线方向为0°,在5°以上75°以下的 范围内每5度地变换入射角度进行照射,由各自的朝向镜面反射方向的反射光求出L*a*b* 色度系统的a*值和b*值时,a*值的波动为3. 5以内,且b*值的波动为7. 0以内时,即使观 察者以各种方向观看导电性膜的情况下,也不会意识到色调出现了波动。根据本实施方式, 由透明导电层16的表面16A侧向透明导电层16照射光,并设导电性膜10的表面IOA的法 线方向为0°,在5°以上75°以下的范围内每5度地变换入射角度进行照射,由各自的朝 向镜面反射方向的反射光求出L*a*b*色度系统的a*值和b*值时,a*值的波动为3. 5以 内,且b*值的波动为7. 0以内,因此,能够抑制在以各种角度观看导电性膜10的情况下色 调的波动。
[0112] 并且,本发明人经过反复的深入研宄发现,通过对高折射率层、低折射率层和透明 导电层的折射率等进行适宜调整,能够将上述导电性膜的a*值的波动控制为3. 5以内、且 将b*值的波动控制为7. O以内。具体地说,本发明人发现,例如通过在透光性基材上形成 具有20nm以上IOOnm以下的膜厚和1. 55以上1. 75以下的折射率的高折射率层、具有3nm 以上IOOnm以下的膜厚和1. 35以上1. 55以下的折射率的低折射率层、以及具有15nm以上 50nm以下的膜厚和1. 85以上2. 30以下的折射率的透明导电层,能够将上述导电性膜的a* 值的波动控制为3. 5以内、且将b*值的波动控制为7. 0以内。在具备具有上述折射率和膜 厚的高折射率层、低折射率层和透明导电层的导电性膜中,虽然中间基材膜与透明导电层 的反射率差在容许范围内,但与现有的中间基材膜相比,与透明导电层的反射率差会变大, 因此,如现有技术那样从减小中间基材膜与透明导电层的反射率差的方面考虑是决不会采 用的技术方案。因此可以说,对照现有的中间基材膜的技术水平,通过将
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