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WO2011122307A1 - ニュートンリング防止シート、その製造方法及びタッチパネル - Google Patents

ニュートンリング防止シート、その製造方法及びタッチパネル Download PDF

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Publication number
WO2011122307A1
WO2011122307A1 PCT/JP2011/055788 JP2011055788W WO2011122307A1 WO 2011122307 A1 WO2011122307 A1 WO 2011122307A1 JP 2011055788 W JP2011055788 W JP 2011055788W WO 2011122307 A1 WO2011122307 A1 WO 2011122307A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
newton ring
layer
ring prevention
prevention sheet
axis
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/055788
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
武弘 佐々木
Original Assignee
株式会社 きもと
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 きもと filed Critical 株式会社 きもと
Priority to JP2012508197A priority Critical patent/JP5758881B2/ja
Priority to KR1020127022634A priority patent/KR20130020764A/ko
Priority to US13/635,420 priority patent/US20130008767A1/en
Priority to CN2011800120192A priority patent/CN102782618A/zh
Publication of WO2011122307A1 publication Critical patent/WO2011122307A1/ja

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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0215Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having a regular structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/28Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
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    • Y10T428/24612Composite web or sheet

Definitions

  • the present invention relates to a Newton ring prevention sheet that can be suitably used for a touch panel used on various display screens such as CRT and FPD, and a touch panel using the same.
  • JP 2004-362406 A Japanese Patent Laying-Open No. 2005-18726 (Claims)
  • a Newton ring prevention sheet that exhibits Newton ring prevention and glare prevention even in various high-definition displays, and also has high durability, and a touch panel using the same I will provide a.
  • the present inventor has found that what is imparted by molding a special uneven shape on the sheet surface can achieve both Newton's ring prevention properties and glare prevention properties, and also has high durability. Has been reached.
  • the Newton ring prevention sheet of the present invention has a concavo-convex layer having a special shape, the concavo-convex layer is substantially composed of a polymer resin, and is configured by arranging a plurality of structures having peaks in a lattice shape.
  • an axis extending in one arrangement direction of each structure is an “x axis”
  • an axis extending in a direction orthogonal to the x axis is a “y axis”.
  • any structure among all the structures constituting the concavo-convex layer is defined as a “reference structure”, and a structure adjacent to both axes (x axis and y axis) starting from this reference structure.
  • An object is called “another structure”.
  • the height of the vertical cross section of the concavo-convex layer is configured to periodically vary along the direction of a straight line connecting the peak of the reference structure and the peak of another structure under such conditions. It is characterized by that.
  • the fluctuation period of the height of the concavo-convex layer it is preferable to set the fluctuation period of the height of the concavo-convex layer within a range of 25 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the peak height of each structure is preferably set within the range of 0.8 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the absolute value of the crossing angle at a position where the basal plane of the structure and the surface in contact with an arbitrary point on the ridge line of the structure intersect within 4 degrees.
  • corrugated layer should just be substantially comprised with polymer resin, and various additives, such as microparticles
  • fine particles as used herein means those having a particle size of nanometer (nm) unit, and those having a particle size of micrometer ( ⁇ m) unit are excluded.
  • the Newton ring prevention sheet of this invention is equipped with a hard-coat layer on the surface opposite to the surface in which the uneven
  • an ionizing radiation curable resin is used as a resin constituting both the uneven layer and the hard coat layer, and one layer is semi-cured. It is also possible to form the other layer in a state of being allowed to be fully cured at the same time.
  • the touch panel of the present invention is of a resistance film type in which a pair of panel plates having a conductive film are arranged via a spacer so that the conductive films face each other, and any one of the conductive films Or both are formed on the surface in which the uneven
  • a phenomenon called Newton ring has occurred due to the close contact between members such as plastic films and glass plates.
  • This Newton ring can be prevented by maintaining a gap generated between the two members when they are in close contact with each other.
  • a Newton ring prevention sheet has been proposed in which a Newton ring prevention layer composed of a binder component and fine particles is formed on a member by applying and drying a coating liquid, and one or both sides of the member are subjected to uneven treatment.
  • a Newton ring prevention layer composed of a binder component and fine particles
  • a Newton ring prevention sheet has been proposed in which a concavo-convex shape having a desired size is provided on the sheet surface by molding.
  • various displays such as CRTs and FPDs have been colorized and their color has become more precise, it is not always possible to simply give the sheet surface a concavo-convex shape of a desired size by molding.
  • the Newton's ring prevention property and the glare prevention property cannot be achieved at the same time, and in this configuration, the durability enough to withstand repeated pressing when used for a touch panel is not sufficient.
  • the Newton ring prevention sheet of the present invention since it has the above-described configuration, it is excellent in Newton ring prevention properties, and even when used on a touch panel using a color display with higher definition, it is difficult for sparkle to occur.
  • the glare of the color screen can be made inconspicuous. Since the Newton ring prevention sheet of this invention is equipped with the said structure, it can aim at coexistence of Newton ring prevention property and glare prevention property, and can also have high durability.
  • the touch panel of the present invention using the Newton ring prevention sheet having the above-described configuration, no sparkle is generated and the color screen does not appear to be glaring. As a result, the visibility in the front direction is improved. Since the durability of the Newton ring prevention sheet to be used is enhanced, the useful life of the entire device including the touch panel can be extended, which is extremely useful industrially.
  • FIG. 1 is a plan view showing a Newton ring prevention sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a three-view drawing in which a front view and a right side view are shown together with the plan view of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 1 (a line parallel to the x-axis passing through the peak Pb of the structure 2b in the uneven layer 3).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a Newton ring prevention sheet according to another embodiment cut along the line aa in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a Newton ring prevention sheet according to another embodiment cut along the line aa in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a touch panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the Newton ring preventing concavo-convex pattern that can be used in the touch panel of FIG.
  • the Newton ring prevention sheet 1 As shown in FIGS. 1 to 3, the Newton ring prevention sheet 1 according to an embodiment of the present invention has a single layer structure, and has an uneven layer 3 shaped on the base layer 5 itself.
  • the concavo-convex layer 3 is configured by arranging a plurality of structures 2 in a lattice pattern without gaps.
  • the structure 2 is substantially made of a polymer resin and has a peak P.
  • an axis extending in the vertical direction (x direction in FIG. 1; an example of “one arrangement direction of each structure”) when the sheet 1 is viewed in plan (refer to FIG. 1) is defined as an “x axis”.
  • An axis extending in a direction orthogonal to the axis (y direction in FIG. 1) is defined as a y-axis.
  • any structure among all the structures 2 constituting the concavo-convex layer 3 is referred to as a “reference structure 2a”, and both axes (x-axis and y-axis) on the reference structure 2a as a starting point. Structures adjacent to are referred to as “other structures 2b and 2c”.
  • the concavo-convex layer 3 of the present embodiment is configured so that the peak Pa provided in the reference structure 2a and the directions of straight lines connecting the peaks Pb and Pc provided in the other structures 2b and 2c (x (The direction corresponds to the y direction)), the height of the vertical cross section varies periodically.
  • the height of the vertical section means a vertical distance from the base portion of the structure 2.
  • the “vertical section height” at the position of the peak P is a distance corresponding to the symbol ⁇ in FIG.
  • the Newton ring prevention sheet 1 of this embodiment is provided with the uneven
  • the height of the vertical cross section varies periodically along the direction of a straight line connecting the peak Pa of the reference structure 2a and the peaks Pb and Pc of the other structures 2b and 2c. Layer 3 is configured.
  • corrugated layer 3) which has the structures 2, 2a, 2b, 2c etc. of the Newton ring prevention sheet 1 is made into the scattered state.
  • generation of Newton rings can be effectively prevented.
  • the concavo-convex layer 3 is configured by arranging a plurality of structures 2 in a lattice pattern without gaps. As a result, the structural stability as the Newton ring prevention sheet can be enhanced, and the durability can be improved.
  • the Newton ring prevention sheet 1 of the present embodiment forms the concavo-convex layer 3 by arranging a plurality of structures 2 in a lattice pattern without gaps, the Newton ring prevention sheet 1 is temporarily damaged on the Newton ring prevention sheet 1 with a diameter of about 10 to 100 ⁇ m. Even if a foreign substance or the like adheres, the surface shape of the uneven layer 3 can exert an effect of making it difficult to visually recognize the scratch or the foreign substance. Furthermore, since it is arranged in a lattice shape, the Newton ring prevention sheet 1 can be used conveniently without worrying about the vertical and horizontal directions of the structure 2.
  • a Newton ring prevention sheet 1 b having a laminated structure in which a concavo-convex layer 3 in which a plurality of structures 2 are arranged in a lattice shape may be laminated on the surface of a support 4.
  • a Newton ring prevention sheet 1c in which the Newton ring prevention sheet 1 having a single-layer structure shown in FIGS. 1 to 3 is laminated on the surface of the support 4 may be used.
  • the structure 2 constituting the uneven layer 3 can be mainly composed of a polymer resin.
  • fine particles having a particle size of a micrometer unit are added to a polymer resin.
  • the concavo-convex layer 3 is formed by a transfer shaping technique represented by 2P method, 2T method, embossing method, etc., it is composed only of a polymer resin without using the fine particles. Can do.
  • a Newton ring prevention sheet without using fine particles, when used as a touch panel member, it prevents glare called sparkle due to the fact that the sheet does not contain fine particles. be able to.
  • the uneven layer is not formed by fine particles, but is formed by a transfer shaping technique. Therefore, the increase in internal and external haze values is suppressed, and the transparency is better than that of a conventional Newton ring prevention sheet.
  • a polymer resin is also used in the base layer 5. Can be configured.
  • the polymer resin examples include an ionizing radiation curable resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, and a moisture curable resin.
  • an ionizing radiation curable resin is used
  • a thermosetting resin or a thermoplastic resin is used.
  • the moisture curable resin can be used for both the 2P method and the 2T method, but is suitable for forming the structure 2 by the 2T method.
  • ionizing radiation curable resin a photopolymerizable prepolymer that can be crosslinked and cured by irradiation with ionizing radiation (ultraviolet ray or electron beam) can be used.
  • An acrylic prepolymer having at least one acryloyl group and having a three-dimensional network structure by crosslinking and curing is particularly preferably used.
  • the acrylic prepolymer urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, melamine acrylate, polyfluoroalkyl acrylate, silicone acrylate and the like can be used.
  • these acrylic prepolymers can be used alone, but it is preferable to add a photopolymerizable monomer in order to improve the cross-linking curability and further improve the hardness of the structure 2.
  • photopolymerizable monomers examples include monofunctional acrylic monomers such as 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and butoxyethyl acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and diethylene glycol.
  • bifunctional acrylic monomer such as diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, hydroxypivalate ester neopentyl glycol diacrylate, etc.
  • polyfunctional acrylic monomer such as dipentaerythritol hexaacrylate, trimethylpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate or the like Two or more are used.
  • the structure 2 preferably uses an additive such as a photopolymerization initiator or a photopolymerization accelerator when cured by ultraviolet irradiation.
  • photopolymerization initiator examples include acetophenone, benzophenone, Michler ketone, benzoin, benzyl methyl ketal, benzoyl benzoate, ⁇ -acyl oxime ester, thioxanthone and the like.
  • the photopolymerization accelerator can reduce the polymerization obstacle due to air during curing and increase the curing speed.
  • p-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester p-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, etc.can be mentioned.
  • an ionizing radiation curable organic-inorganic hybrid resin is also preferable to use as the ionizing radiation curable resin.
  • the ionizing radiation curable organic-inorganic hybrid resin referred to in the present invention is different from the old composites represented by glass fiber reinforced plastic (FRP) in that the organic and inorganic materials are mixed closely and in a dispersed state. Is at or near the molecular level, and by irradiation with ionizing radiation, the inorganic component and the organic component react to form a film.
  • the inorganic component of the ionizing radiation curable organic-inorganic hybrid resin include metal oxides such as silica and titania. Among them, those using silica are preferable.
  • Thermosetting resins include silicone resins, phenolic resins, urea resins, melamine resins, furan resins, unsaturated polyester resins, epoxy resins, diallyl phthalate resins, guanamine resins, ketone resins, Examples include amino alkyd resins, urethane resins, acrylic resins, and polycarbonate resins. These can be used alone, but it is desirable to add a curing agent in order to further improve the crosslinkability and the hardness of the crosslinked cured coating film (structure 2).
  • a compound such as polyisocyanate, amino resin, epoxy resin, or carboxylic acid can be appropriately used in accordance with a suitable resin.
  • thermoplastic resins ABS resin, norbornene resin, silicone resin, nylon resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, modified polyphenylene ether resin, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, sulfone resin, imide resin, fluorine resin Resin, styrene resin, acrylic resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, polyester resin, urethane resin, nylon resin, rubber resin, polyvinyl ether, polyvinyl Examples include alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl pyrrolidone, and polyethylene glycol.
  • thermosetting resins or thermoplastic resins acrylic resin thermosetting resins or thermoplastic resins are used from the viewpoint of obtaining coating strength when the structure 2 is formed and good transparency. It is preferable. Moreover, these thermosetting resins or thermoplastic resins can also be used as thermosetting resins or composite resins in which a plurality of types of thermoplastic resins are combined.
  • the moisture curable resin is a resin that cures by reacting with moisture in the air.
  • a one-part silicone resin, a one-part modified silicone resin, a one-part polyurethane resin, a two-part modified silicone resin, etc. can be mentioned.
  • Such a moisture curable resin can form the structure 2 without using external energy such as light or heat necessary when using an ionizing radiation curable resin, a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the polymer resin constituting the structure 2 a resin other than the above-described resins can be used in combination.
  • the content ratio of the resin when the polymer resin is composed of two or more types of resins is determined as a transfer accelerator.
  • the ionizing radiation curable resin is contained in an amount of 30% by weight or more in the total polymer resin component from the viewpoint of accurately producing the uneven layer 3 by the shaping technique.
  • the thermosetting resin or the thermoplastic resin it is preferable that 30% by weight or more of the thermosetting resin or the thermoplastic resin is included in the total polymer resin component.
  • the structure 2 has a lubricant, a fluorescent brightening agent, fine particles, an antistatic agent, a flame retardant, an antibacterial agent, an antifungal agent, and an ultraviolet absorber as long as these effects are not impaired.
  • Various additives such as an agent, a light stabilizer, an antioxidant, a plasticizer, a leveling agent, a flow control agent, an antifoaming agent, a dispersant, a mold release agent, and a crosslinking agent may be included.
  • the fine particles here are not those having a particle size in the micrometer unit as used in the conventional Newton ring prevention sheet but those having a particle size in the nanometer unit.
  • the structure 2 of the present embodiment is preferably formed of any one of a quadrangular pyramid and a rotating body whose vertical cross section is a substantially semicircle (including a substantially semicircle and a substantially semiellipse), or a combination thereof.
  • a quadrangular pyramid or a rotating body By constructing the structure 2 with such a quadrangular pyramid or a rotating body, the structural strength of the Newton ring prevention sheet can be increased.
  • the quadrangular pyramid only needs to have a square base, and may be square or rectangular.
  • the Newton ring prevention sheet 1 of the present embodiment may be a mixture of a plurality of structures 2 composed of the above-described quadrangular pyramids, rotating bodies, etc., or may be composed of any kind of structure. .
  • the structure 2 (by pulling the concavo-convex layer 3) can be efficiently manufactured by using only a quadrangular pyramid.
  • the height of the vertical cross section varies along the direction of the straight line connecting the peak Pa of the reference structure 2a and the peaks Pb and Pc of the other structures 2b and 2c.
  • the fluctuation is given periodicity.
  • the concavo-convex layer 3 by giving periodicity to the fluctuation of the height of the vertical section, it is possible to more suitably prevent glare while exhibiting Newton ring prevention.
  • the fluctuation period of the height of the vertical cross section of the uneven layer 3 is preferably set within a range of 25 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the fluctuation period is set to 25 ⁇ m or more, glare can be more effectively prevented even for various displays with higher definition.
  • Newton ring prevention property is more effectively exhibited by making a fluctuation period into 1000 micrometers or less.
  • the above-described effects are remarkably exhibited when the height fluctuation period is in the range of 100 ⁇ m to 700 ⁇ m, and further in the range of 200 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the “height fluctuation period” in the present embodiment is the peak height from the peak Pa of the reference structure 2a to the peak (eg, Pb or Pc) of another structure (eg, 2b or 2c). It means a fluctuating period (distance between peaks). As long as at least one of the height on the x-axis and the height on the y-axis in the concavo-convex layer 3 satisfies the height fluctuation period in the above range, it is within the range in the present embodiment. is there. However, from the viewpoint of having an excellent balance between Newton ring prevention, glare prevention and durability, both the height on the x-axis and the height on the y-axis are within the above-described preferable fluctuation cycle range. It is preferable to set to.
  • the peak height of the structure 2 is preferably set in the range of 0.8 ⁇ m to 20 ⁇ m, more preferably in the range of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the peak height is 0.8 ⁇ m or more, the Newton ring prevention property can be improved. Further, by setting the peak height to 20 ⁇ m or less, durability and handling properties as a Newton ring prevention sheet can be enhanced while effectively suppressing glare.
  • the peak height of the structure 2 means a vertical distance (reference symbol ⁇ in FIG. 3) from the base portion of the structure 2 to the peak position, and a portion where the uneven layer 3 is not shaped (reference symbol in FIG. 3). The thickness of part 5) is not considered.
  • the absolute value of the intersection angle ⁇ (see FIG. 3) at a point where the basal plane of the structure 2 and a surface in contact with an arbitrary point on the ridgeline of the structure 2 intersect (for example, symbol Q in FIG. 3) is within 4 degrees. Preferably there is. By setting it as such a range, it can be set as especially excellent in durability as a Newton ring prevention sheet, suppressing glare effectively. More preferably, the absolute value is in the range of 0.001 to 4 degrees.
  • the concavo-convex layer 3 having the above-described configuration can be formed by a mold having a structure complementary to the concavo-convex pattern constituting the concavo-convex layer 3.
  • the method for producing such a mold is not particularly limited. For example, by using a fine drilling technique, a cutting tool having a specific cross-sectional shape at the tip is used to control the cutting depth to form a dent on the flat plate.
  • This can be a molding die (female die).
  • a highly transparent material such as a glass plate or a plastic film can be used as the support 4.
  • a glass plate it is possible to use a glass plate made of oxide glass such as silicate glass, phosphate glass, borate glass, etc., especially silicate glass, alkali silicate glass, soda lime glass, A silicate glass such as potash lime glass, lead glass, barium glass, borosilicate glass or the like is preferably used as a plate glass.
  • plastic film for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, triacetyl cellulose, acrylic, polyvinyl chloride, norbornene compound, etc. can be used, and stretch processing, particularly biaxial stretching.
  • Polyethylene terephthalate film is preferably used because of its excellent mechanical strength and dimensional stability.
  • the support 4 it is preferable to use a substrate that has been subjected to an easy adhesion treatment such as a plasma treatment, a corona discharge treatment, a far-ultraviolet irradiation treatment, or a formation of an undercoat easy adhesion layer.
  • the thickness of the support 4 is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the material to be applied. However, considering the handleability as a Newton ring prevention sheet, it is generally about 25 to 500 ⁇ m, preferably 50 About 300 ⁇ m.
  • a transfer shaping technique such as 2P method, 2T method, embossing method or the like can be used.
  • the polymer resin or the like constituting the structure 2 as described above is filled into a mold having a concave pattern complementary to the required convex pattern, and after the pattern is transferred and shaped, the polymer
  • the Newton ring prevention sheet 1 in which the convex pattern was shaped is obtained by hardening resin etc. and peeling from a type
  • the 2P method can be adopted from the viewpoint that the Newton ring prevention sheet can be produced in a relatively short time and heating and cooling are unnecessary, so that deformation of the constituent members due to heat can be suppressed to a minimum. preferable.
  • the embossing method formed at room temperature causes the corners to be gentler than the uneven shape of the plate (embossing roll) due to the elasticity of the polymer resin at the time of formation, and the unevenness of the desired size. It becomes difficult to obtain the shape. For this reason, it is more preferable to employ the 2P method and the 2T method from the viewpoint that a desired uneven shape can be accurately formed.
  • the polymer resin when the polymer resin is an ionizing radiation curable resin, it can be cured by irradiating with ionizing radiation. Further, when the polymer resin is a thermosetting resin, it can be cured by applying heat.
  • the ionizing radiation include ultraviolet rays emitted from ultra high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, carbon arcs, metal halide lamps, etc., and ultraviolet rays having a wavelength region of 200 to 400 nm, scanning type and curtain type.
  • An electron beam emitted from an electron beam accelerator having a wavelength region of 100 nm or less can be used.
  • the heating temperature of the thermosetting resin is designed in consideration of the type of resin and the thickness of the Newton ring prevention layer, and is usually in the range of 80 to 200 ° C.
  • the coating film strength of the structure 2 after the curing of the polymer resin it is preferable that the coating film strength is such that the surface of the structure 2 is not tacky. Moreover, it is preferable that the pencil hardness based on JISK5400: 1990 is HB or more. Since the structure 2 has the above-described coating film strength, when the Newton ring prevention sheet having the structure 2 is used for a touch panel, the structure 2 is not easily deformed and has excellent durability. It can be.
  • the uneven layer 3 is provided on one surface and the hard coat layer is provided on the other surface, the warpage of the Newton ring prevention sheet can be prevented in addition to the effect of preventing scratches by the hard coat layer.
  • the quality of a product incorporating a Newton ring prevention sheet, such as a touch panel, can be kept good.
  • the hard coat layer is composed of a resin such as an ionizing radiation curable resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a moisture curable resin.
  • a resin such as an ionizing radiation curable resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a moisture curable resin.
  • ionizing radiation curable resins are preferably used because they easily exhibit hard coat properties.
  • These resins can be composed of the same resins as the ionizing radiation curable resin, thermosetting resin, thermoplastic resin, and moisture curable resin that can be used as the structure 2 described above.
  • the hard coat layer is desirably adjusted so as not to cause scratches when steel wool # 0000 is reciprocated 10 times with a load of 300 g, preferably 500 g. By adjusting in this way, it is possible to ensure the necessary hard coat properties.
  • the hard coat layer has a pencil scratch value (pencil hardness) adjusted to H or higher, more preferably 2H or higher, and further preferably 3H or higher.
  • pencil hardness adjusted to H or higher, more preferably 2H or higher, and further preferably 3H or higher.
  • the pencil scratch value is a value measured by a method based on JIS K5400: 1990.
  • the scratch property and hardness of the hard coat layer can be adjusted by the type of resin constituting the hard coat layer and the curing conditions.
  • the thickness of the hard coat layer is preferably 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 15 ⁇ m, and still more preferably 2 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the thickness of the hard coat layer is preferably 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 15 ⁇ m, and still more preferably 2 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the hard coat layer as described above is formed on the surface opposite to the surface on which the uneven layer 3 of the Newton ring prevention sheet of the present invention is formed.
  • Prepare coating solution for hard coat layer by mixing diluting solvent, etc., and conventionally known coating methods such as bar coater, die coater, blade coater, spin coater, roll coater, gravure coater, flow coater, spray, screen printing It is formed by curing the ionizing radiation curable resin by irradiating with ionizing radiation after applying, for example, by drying.
  • the uneven layer 3 when the uneven layer 3 is formed on the support 4, either the hard coat layer or the uneven layer 3 may be formed first, but when the Newton ring prevention sheet is formed. In order to obtain excellent flatness, it is preferable to form the uneven layer 3 first.
  • both the hard coat layer and the concavo-convex layer 3 are ionizing radiation curable resins, one layer is semi-cured, the other layer is formed in this state, and then both are fully cured at once. It is also possible. By adopting such a method, production efficiency can be improved.
  • the Newton ring prevention sheet 1 of the present invention has been described above, as shown in FIG. 7 as another embodiment, the Newton ring prevention formed only by the uneven layer 3 of the present invention in which the base layer 5 and the support 4 are not present. It can also be used as the uneven pattern 1a for use. Such an uneven pattern 1a for Newton ring prevention can be produced by peeling off the support 4 of the Newton ring prevention sheet 1b as shown in FIG. 4, for example.
  • a touch panel 50 is a resistive film type touch panel mounted on the front surface of a display element 9 such as a liquid crystal provided in various electronic devices (for example, a mobile phone or a car navigation system). It is. It is possible to switch each function of the device by visually checking and selecting characters, symbols, patterns, and the like displayed on the display element 9 on the rear surface through the touch panel 50 and pressing them with a finger or a dedicated pen.
  • a display element 9 such as a liquid crystal provided in various electronic devices (for example, a mobile phone or a car navigation system). It is. It is possible to switch each function of the device by visually checking and selecting characters, symbols, patterns, and the like displayed on the display element 9 on the rear surface through the touch panel 50 and pressing them with a finger or a dedicated pen.
  • the touch panel 50 includes an upper electrode substrate 52 and a lower electrode substrate 54.
  • the upper electrode substrate 52 includes an upper transparent substrate 522 (panel plate), and an upper transparent conductive film (conductive film) 524 is formed on the lower surface of the upper transparent substrate 522.
  • the lower electrode substrate 54 includes a lower transparent substrate 542 (panel plate), and a lower transparent conductive film (conductive film) 544 is formed on the upper surface of the lower transparent substrate 542.
  • either the upper electrode substrate 52 side or the lower electrode substrate 54 side may be a movable electrode.
  • the upper electrode substrate 52 is a movable electrode and the lower electrode substrate 54 is fixed (not fixed). The case of using a movable electrode is illustrated.
  • the upper and lower transparent conductive films 524 and 544 are made of metal such as In, Sn, Au, Al, Cu, Pt, Pd, Ag, Rh, or metal oxide such as ITO, which is indium oxide, tin oxide, or a composite oxide thereof.
  • Transparent and conductive inorganic thin films made from organic materials, and organic materials made from aromatic conductive polymers such as polyparaphenylene, polyacetylene, polyaniline, polythiophene, polyparaphenylene vinylene, polypyrrole, polyfuran, polyselenophene, and polypyridine The thin film is mentioned.
  • the upper transparent substrate 522 and / or the lower transparent substrate 542 may be the same as the support 4 detailed in the description of the Newton ring prevention sheet 1 described above, or the Newton ring prevention sheet 1 described above.
  • the transparent conductive films 524 and 544 described above are formed on one surface of the support 4 or the Newton ring prevention sheet 1, and the inorganic thin film is made of a vacuum such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method.
  • An organic thin film can be obtained by a film method, and formed by a conventionally known coating method.
  • the upper transparent substrate 522 and / or the lower transparent substrate 542 as such a panel plate is preferably subjected to an arbitrary hard coat treatment on the surface to be touched.
  • the outer peripheral portions of the lower surface of the upper electrode substrate 52 and the upper surface of the lower electrode substrate 54 are bonded together via a substantially frame-shaped spacer 56.
  • the upper transparent conductive film 524 of the upper electrode substrate 52 and the lower transparent conductive film 544 of the lower electrode substrate 54 are arranged to face each other with a predetermined gap.
  • a plurality of dot-like spacers 58 are arranged at predetermined intervals as necessary. Note that the spacer 58 may be disposed as necessary, and a configuration in which the spacer 58 is not disposed is also possible.
  • the dot-shaped spacer 58 secures a gap between the panel plates when a pair of panel plates is used, controls a load at the time of touching, and improves separation from each panel plate after touching. Formed for.
  • a spacer 58 is generally made of a transparent ionizing radiation curable resin, and can be obtained by forming into fine dots by a photo process. Moreover, it can also form by printing many fine dots by printing methods, such as a silk screen, using urethane type resin. It can also be obtained by spraying or applying a dispersion of particles made of inorganic or organic matter and drying. Since the size of the spacer 58 differs depending on the size of the touch panel, it cannot be generally specified. However, the spacer 58 is generally formed in a dot shape with a diameter of 30 to 100 ⁇ m and a height of 1 to 15 ⁇ m, and is arranged at regular intervals of 0.1 to 10 mm.
  • a pair of electrodes are formed on both ends of the upper and lower transparent conductive films 524 and 544, respectively.
  • a pair of upper electrodes (not shown) formed on the upper transparent conductive film 524 and a pair of lower electrodes (not shown) formed on the lower transparent conductive film 544 are arranged in a direction crossing each other. Has been.
  • a separator (not shown) may be attached to the lower surface of the lower electrode substrate 54 via the adhesive layer 7.
  • the separator (not shown) of the touch panel 50 of the present embodiment is peeled to expose the adhesive layer 7. Make contact with the front face. Thereby, a color liquid crystal display element with a touch panel can be formed.
  • this liquid crystal display element with a touch panel when the user presses the upper surface of the upper electrode substrate 52 with a finger or a pen while visually recognizing the display of the display element 9 disposed on the back surface of the touch panel 50, the upper electrode substrate 52 bends.
  • the upper transparent conductive film 524 in contact with the pressed portion contacts the lower transparent conductive film 544.
  • the pressed position is detected by electrically detecting this contact via the pair of upper and lower electrodes described above.
  • the upper transparent substrate 522 of the upper electrode substrate 52 as a movable electrode is constituted by the Newton ring prevention sheet 1 (FIGS. 1 to 3) of this embodiment, and the uneven layer 3 of the Newton ring prevention sheet 1 is used.
  • the upper transparent conductive film 524 is in contact with the surface on which is formed.
  • the upper transparent substrate 522 can also be composed of other forms of Newton ring prevention sheets (for example, those shown in FIGS. 4, 5, and 7).
  • the upper transparent conductive film 524 may be in contact with the surface on which the uneven layer 3 of the Newton ring prevention sheet is formed.
  • the lower transparent substrate 542 as the fixed electrode is made of, for example, glass.
  • the lower electrode substrate 54 also includes the Newton ring prevention sheet 1 of the present embodiment to form the lower transparent substrate 542 and the concavo-convex layer 3 of the Newton ring prevention sheet 1 in the same manner as the upper electrode substrate 52.
  • the lower transparent conductive film 544 may be in contact with the surface on which is formed.
  • the touch panel 50 using the Newton ring prevention sheet 1 of the present embodiment does not generate a sparkle, and the color screen may appear to be glaring on various displays with higher definition in recent years. Absent. For this reason, it can be set as the touchscreen which does not reduce the visibility of a display. Moreover, since the Newton ring prevention sheet is also provided with high durability, it has excellent durability as a touch panel.
  • the flow direction of the peak ridgeline of the structure 2 in the uneven layer 3 of the Newton ring prevention sheet 1 and the arrangement of the regular structure such as a liquid crystal panel having a regular structure.
  • the directions may be shifted from each other without being parallel to each other (there is an intersection on an extension line of both directions, and the angle at the intersection is within a range of 5 to 95 °).
  • Example 1 A copper plate having a smooth surface and a thickness of 4 mm was cut using a diamond engraving tool to produce a mold. 50 parts of acrylic monomer (methyl methacrylate: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 45 parts of polyfunctional acrylic monomer (NK ester A-TMPT-3EO: Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), UV A mixed solution consisting of 5 parts of a polymerization initiator (Irgacure 184: Ciba Japan) is dropped and covered with a 100 ⁇ m thick polyester film (Cosmo Shine A4300: Toyobo Co., Ltd.), and the resin is evenly distributed with a roller so that no bubbles remain. The resin and the polyester film were brought into close contact with each other.
  • acrylic monomer methyl methacrylate: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • NK ester A-TMPT-3EO Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
  • UV A mixed solution consisting of 5 parts of a polymerization initiator Ir
  • Examples 2 to 10 Newton ring prevention sheets of Examples 2 to 10 were produced in the same manner as in Example 1 except that the copper plate was cut under cutting conditions different from those in Example 1.
  • Table 1 shows the structures of the structures in the concavo-convex layers of the Newton ring prevention sheets of Examples 2 to 10.
  • Example 1 On one side of the same polyester film as in Example 1 as a support, a Newton's ring-preventing layer coating solution having the following formulation was applied, dried, and irradiated with ultraviolet rays with a high-pressure mercury lamp to form a 2 ⁇ m thick uneven layer (Newton's ring prevention) A Newton ring prevention sheet of Comparative Example 1 was produced.
  • Comparative Examples 2 to 4 A Newton ring prevention sheet of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the copper plate was cut under a cutting condition different from that in Example 1.
  • Table 1 shows the structures of the structures in the uneven layer of the Newton ring prevention sheets of Comparative Examples 2 to 4.
  • the structures of Comparative Examples 2 to 4 have a quadrangular prism shape or a triangular prism shape whose vertical cross section is a square or a triangle and whose peak height does not vary, and there is a gap (distance) between the structures. ing.
  • Rotating body in the table means a rotating body having a substantially semicircular vertical cross section.
  • absolute value of the crossing angle refers to the absolute value of the crossing angle ( ⁇ in FIG. 3) at the position where the base surface of the structure and the surface in contact with an arbitrary point on the ridgeline of the structure intersect.
  • the “distance between structures” refers to the distance between adjacent structures on the x-axis and the y-axis when the structures are arranged in a lattice pattern in Examples 1 to 10, and is a comparative example. Regarding 2 to 4, it means the distance between the structural columns. Further, “substantially 0” refers to a value that is substantially 0 excluding a gap (error) of about several ⁇ m that can be entered during the die cutting operation.
  • Fabrication of touch panel (1) Fabrication of panel plate of upper electrode An ITO conductive film having a thickness of about 20 nm is formed by sputtering on the Newton ring prevention layer (unevenness layer) of the Newton ring prevention sheet of each of the above examples. A hard coat film (KB film N05S: Kimoto Co., Ltd.) is bonded to the surface of the substrate with an adhesive, cut into a 4 type size (rectangular with 87.3 mm length and 64.0 mm width), and an upper electrode panel plate Were prepared.
  • a hard coat film KB film N05S: Kimoto Co., Ltd.
  • an ITO conductive film having a thickness of about 20 nm is formed on one surface of a tempered glass plate having a thickness of 1 mm by a sputtering method.
  • a rectangular plate having a width of 3 mm and a width of 64.0 mm was cut to prepare a panel plate for the lower electrode.
  • the panel plate of the upper electrode and the panel plate of the lower electrode are arranged so that the conductive films of each panel plate face each other, and the thickness is such that the bonded portion is outside the area of the display surface.
  • the edges were bonded with a double-sided adhesive tape having a thickness of 30 ⁇ m and a width of 3 mm, and touch panels of respective examples were produced.
  • the Newton ring prevention sheets of Examples 1 to 10 have a concavo-convex layer composed of a plurality of structures arranged in a lattice shape without gaps, and the structures are substantially
  • the structure is composed of a polymer resin, and the structure has a peak.
  • the Newton ring prevention sheet of Examples 1 to 4 and 7 to 9 has a fluctuation period of the height of the vertical cross section in the range of 25 to 1000 ⁇ m
  • the Newton ring prevention sheet of Example 7 has a glare. Except for the prevention property, the balance between Newton ring prevention property and glare prevention property was particularly excellent.
  • the Newton ring prevention sheets of Examples 1-2 and 7-8 have the fluctuation period in the range of 200-500 ⁇ m. Therefore, except for the anti-glare property of the Newton ring prevention sheet of Example 7, Both Newton ring prevention and glare prevention were outstanding.
  • the Newton ring prevention sheet of Example 10 was particularly excellent in the anti-glare property because the fluctuation period of the cross-sectional height on the x-axis was in the range of 200 to 500 ⁇ m. However, since the fluctuation period of the cross-sectional height with respect to the y-axis exceeded 1000 ⁇ m, the Newton ring prevention performance was the same as in Example 6. That is, compared with the Newton ring prevention sheet of Example 1, it was inferior to the balance of Newton ring prevention property and glare prevention property.
  • Example 10 When the Newton ring prevention sheet of Example 10 and Example 6 are compared, both have the same fluctuation period of the cross-sectional height on the y-axis, but in Example 10 the fluctuation of the cross-sectional height on the x-axis. The cycle was short. Therefore, in Example 10, the number of peaks existing on the x-axis was larger, and the fulcrum to the opposing member was larger. Therefore, both Examples 6 and 10 were excellent in durability evaluation, but compared with Example 6, Example 10 was particularly excellent in durability.
  • the absolute value of the crossing angle at the position where the base surface of the structure and the surface in contact with an arbitrary point of the ridge line of the structure intersect is 4 degrees.
  • the touch panels of Examples 1 to 6 and 8 to 9 using the Newton ring prevention sheet were particularly excellent in durability.
  • the Newton ring prevention sheet of Comparative Example 1 contains not only a polymer resin but also fine particles in the Newton ring prevention layer, and irregularities on the surface of the Newton ring prevention layer are formed by the fine particles.
  • the Newton ring prevention sheet is used as a touch panel member, the fine particles present in the Newton ring prevention layer become bright spots and sparkle is generated, which is extremely poor in preventing glare. It was.
  • the Newton ring prevention sheets of Comparative Examples 2 to 4 have a quadrangular prism shape or triangular prism whose peak height does not vary along the flow direction of the peak ridge line, in which the vertical section of the structure constituting the uneven layer is a square or a triangle. It consisted of a shape.
  • the touch panels of Comparative Examples 2 to 4 using the Newton ring prevention sheet are repeatedly used by Newton. Rings were generated and the durability was poor.

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Abstract

より高精細化された各種ディスプレイにおいても、ニュートンリング防止性及びギラつき防止性が発揮され、かつ高い耐久性をも兼ね備えたニュートンリング防止シート1を提供する。本発明のニュートンリング防止シート1は凹凸層3を有する。凹凸層3は構造物2を格子状に隙間なく複数配列することで構成されている。構造物2は、実質的に高分子樹脂で構成され、ピークPを備えている。ここで、シート1を平面視した場合の縦方向(x方向)に延びる軸をx軸とし、x軸に直交する方向(y方向)に延びる軸をy軸とする。また、凹凸層3を構成するすべての構造物2の中の任意の構造物を基準構造物2aとし、この基準構造物2aを起点としてx軸上及びy軸上に隣接する構造物を他の構造物2b,2cとする。このとき、凹凸層3は、基準構造物2aのピークPaと、他の構造物2b,2cのピークPb,Pcとを結ぶ直線方向(x方向、y方向)に沿って垂直断面の高さhが周期的に変動するように構成されている。

Description

ニュートンリング防止シート、その製造方法及びタッチパネル
本発明は、特にCRTやFPD等の各種ディスプレイ画面上に用いられるタッチパネル等に好適に使用しうるニュートンリング防止シートと、これを用いたタッチパネルに関する。
成形加工によってシート表面に所望の大きさの凹凸形状を付与することで、タッチパネルに組み込んだ際に、ニュートンリング現象の発生を防止し、さらにスパークルと呼ばれるギラつき現象の発生をも防止しうるニュートンリング防止シートが知られている(特許文献1,2)。
特開2004-362406号公報(特許請求の範囲) 特開2005-18726号公報(特許請求の範囲)
しかしながら、CRTやFPD等の各種ディスプレイのカラー化と、そのカラーの高精細化が一層進んできている中、単に、シート表面に成形加工によって所望の大きさの凹凸形状を付与しただけでは、必ずしもニュートンリング現象の防止とギラつき現象の防止の両立が図れない。また、上記ニュートンリング防止シートをタッチパネルに用いた場合、繰り返しのタッチ(押圧)に耐えられるだけの耐久性も十分ではなかった。
本発明の一側面では、より高精細化された各種ディスプレイにおいても、ニュートンリング防止性及びギラつき防止性が発揮され、かつ高い耐久性をも兼ね備えたニュートンリング防止シート、およびこれを用いたタッチパネルを提供する。
本発明者は、シート表面に特殊な凹凸形状を成形加工することによって付与したものが、ニュートンリング防止性及びギラつき防止性の両立が図れ、かつ高い耐久性をも兼ね備えることを見出し、本発明に至ったものである。
即ち、本発明のニュートンリング防止シートは特殊形状の凹凸層を有し、この凹凸層は実質的に高分子樹脂で構成され、ピークを備えた構造物を格子状に複数配列して構成されている。ここで、本発明のニュートンリング防止シートを平面視した場合に、各構造物の一方の配列方向に延びる軸を「x軸」とし、このx軸に直交する方向に延びる軸を「y軸」とする。また、凹凸層を構成するすべての構造物の中の、いずれか任意の構造物を「基準構造物」とし、この基準構造物を起点として両軸(x軸及びy軸)上に隣接する構造物を「他の構造物」とする。
 本発明ではこうした条件下で、凹凸層の垂直断面の高さが、基準構造物のピークと他の構造物のピークとを結ぶ直線の方向に沿って周期的に変動するように構成されていることを特徴とする。
本発明では、凹凸層の高さの変動周期を25μm~1000μmの範囲内で設定することが好ましい。本発明では、各構造物のピーク高さを0.8μm~20μmの範囲内で設定することが好ましい。
本発明では、構造物の基底面と構造物の稜線の任意の点に接する面とが交差する位置での交差角の絶対値を4度以内に設定することが好ましい。
本発明において、凹凸層を構成する各構造物は、実質的に高分子樹脂で構成されていればよく、微粒子などの種々の添加剤が含有されていてもよい。ただし、ここでいう微粒子とは、ナノメーター(nm)単位の粒径を持つものを意味し、マイクロメーター(μm)単位の粒径を持つものは除かれる。
本発明では、こうした微粒子(ナノメーター単位の粒径を持つもの)を含まず高分子樹脂のみで構造物を形成することが好ましい。
本発明のニュートンリング防止シートは、凹凸層が形成された面とは反対面にハードコート層を備えることが好ましい。このような凹凸層とハードコート層を備えたニュートンリング防止シートを製造する方法において、凹凸層及びハードコート層の両層を構成する樹脂として電離放射線硬化型樹脂を用い、一方の層を半硬化させた状態で他方の層を形成し、両者を一括して全硬化させるようにしてもよい。
本発明のタッチパネルは、導電性膜を有する一対のパネル板の前記導電性膜同士が対向するようにスペーサを介して配置してなる抵抗膜方式のものであって、導電性膜の何れか一方または両方が、本発明のニュートンリング防止シートの凹凸層が形成された面上に形成されてなることを特徴とする。
従来、写真製版分野、液晶分野および光学機器分野などでは、プラスチックフィルムやガラス板等の部材同士の密着により、ニュートンリングと呼ばれる現象が生じていた。このニュートンリングは、部材同士が密着する際に両者の間に生じる隙間を一定以上に維持することによって防止することが可能となる。このため、部材上にバインダー成分、および微粒子からなるニュートンリング防止層をコーティング液の塗布、乾燥の方式で形成して、部材の片面あるいは両面を凹凸処理したニュートンリング防止シートが提案されている。ところが、CRTやFPD等のカラー化が進むと共に、各種ディスプレイのカラーの高精細化が進んだ結果、このような従来のニュートンリング防止シートをタッチパネルに使用すると、ニュートンリング防止層中の微粒子が形成した凸部形状により光源光が意図しない方向に屈折され、スパークルと呼ばれるギラつき現象が発生し、高精細化されたカラー画面がぎらついて見えるという問題が生じていた。
そこで近年、成形加工によってシート表面に所望の大きさの凹凸形状を付与したニュートンリング防止シートが提案されたのは上述した通りである。しかし、CRTやFPD等の各種ディスプレイのカラー化と、そのカラーの高精細化が一層進んできている中、単に、シート表面に成形加工によって所望の大きさの凹凸形状を付与しただけでは、必ずしもニュートンリング防止性及びギラつき防止性の両立が図れるわけではなく、しかもこの構成ではタッチパネルに用いた場合の、繰り返しの押圧に耐えられるだけの耐久性が十分ではなかった。
本発明のニュートンリング防止シートによれば、上記構成を備えているため、ニュートンリング防止性に優れ、より高精細化されたカラーディスプレイを用いたタッチパネルで使用した際にも、スパークルが発生しにくく、カラー画面のギラつきを目立ち難くすることができる。本発明のニュートンリング防止シートは、上記構成を備えているため、ニュートンリング防止性とギラつき防止性の両立を図ることができ、さらに高い耐久性をも兼備することが可能である。
上記構成のニュートンリング防止シートを用いた本発明のタッチパネルによれば、スパークルが発生せず、カラー画面がギラついて見えることがなく、その結果、正面方向への視認性が高められる。使用するニュートンリング防止シートは耐久性が高められているため、タッチパネルを含む装置全体の耐用期間を伸ばすことができ、産業上極めて有益である。
図1は本発明の一実施形態に係るニュートンリング防止シートを示す平面図である。 図2は図1の平面図に対して正面図と右側面図を併記した三面図である。 図3は図1のa-a線(凹凸層3中の構造物2bのピークPbを通るx軸に平行な線)に沿って切断したときの断面図である。 図4は他の実施形態に係るニュートンリング防止シートを図2のa-a線に沿って切断したときの断面図である。 図5は他の実施形態に係るニュートンリング防止シートを図2のa-a線に沿って切断したときの断面図である。 図6は本発明の一実施形態に係るタッチパネルを示す断面図である。 図7は図6のタッチパネルに用いることができる他の態様のニュートンリング防止用凹凸パターンを示す断面図である。
1,1b,1c…ニュートンリング防止シート、1a…ニュートンリング防止用凹凸パターン、2…構造物、3…凹凸層、4…支持体、5…基層、50…タッチパネル、52…上電極基板、522…上透明基板(パネル板)、524…上透明導電膜(導電性膜)、54…下電極基板、542…下透明基板(パネル板)、544…下透明導電膜(導電性膜)、56,58…スペーサ、7…接着層、9…表示素子。
まず、本発明のニュートンリング防止シートの実施の形態を説明する。
図1~図3に示すように、本発明の一実施形態に係るニュートンリング防止シート1は単層構造であり、基層5自体に賦形された凹凸層3を有する。この凹凸層3は構造物2を格子状に隙間なく複数配列することで構成されている。構造物2は、実質的に高分子樹脂で構成され、ピークPを備えている。
ここで、シート1を平面視(図1参照)した場合の縦方向(図1のx方向。「各構造物の一方の配列方向」の一例)に延びる軸を「x軸」とし、このx軸に直交する方向(図1のy方向)に延びる軸をy軸とする。また、凹凸層3を構成するすべての構造物2の中の、いずれか任意の構造物を「基準構造物2a」とし、この基準構造物2aを起点として両軸(x軸及びy軸)上に隣接する構造物を「他の構造物2b,2c」とする。
このとき、本実施形態の凹凸層3は、基準構造物2aに備えられたピークPaと、他の構造物2b,2cに備えられたピークPb,Pcとの、それぞれを結ぶ直線の方向(x方向、y方向に相当する)に沿って、垂直断面の高さが周期的に変動するように形成されている。ここで、垂直断面の高さとは、構造物2の基底部分からの垂直距離を意味する。ピークP位置での「垂直断面の高さ」は図3の符号αに相当する距離である。
本実施形態のニュートンリング防止シート1は、第1に、実質的に高分子樹脂で構成される構造物2を複数配列した凹凸層3を備えている。このため、従来のニュートンリング防止シートのように、マイクロメーター単位の粒径を持つ微粒子による凸部形状によって発生していたギラつきを防止することができる。
第2に、基準構造物2aのピークPaと、他の構造物2b,2cのピークPb,Pcとを結ぶ直線の方向に沿って、垂直断面の高さが周期的に変動するように、凹凸層3を構成している。このため、ニュートンリング防止シート1の構造物2,2a,2b,2cなどを有する面(凹凸層3の面)に対向する部材に対して接地する部位が散在した状態とされる。その結果、ニュートンリングの発生を効果的に防止することができる。
第3に、複数の構造物2を格子状に隙間なく配列して凹凸層3を構成している。その結果、ニュートンリング防止シートとしての構造安定性が高められ、耐久性に優れたものとすることができる。
また、本実施形態のニュートンリング防止シート1は、構造物2を格子状に隙間なく複数配列して凹凸層3を構成しているため、仮にニュートンリング防止シート1に直径10~100μm程度の傷や異物等が付着しても、その凹凸層3の表面形状により当該傷や異物等を視認し難くさせる作用を発揮しうる。さらに、格子状に配列してなるため、構造物2の縦横方向を気にせずに使い勝手良くニュートンリング防止シート1を用いることもできる。
なお、図1~図3では、基層5自体に凹凸層3が賦形された単層構造の例を示したが、本発明のニュートンリング防止シートはこの構造に限定されない。例えば図4に示すように、支持体4の表面に、構造物2を格子状に複数配列した凹凸層3を積層した積層構造のニュートンリング防止シート1bであってもよい。或いは図5に示すように、図1~図3に示す単層構造のニュートンリング防止シート1が支持体4の表面に積層されたニュートンリング防止シート1cであってもよい。
凹凸層3を構成する構造物2は、主に高分子樹脂により構成することができる。従来のニュートンリング防止シートでは、凹凸層を形成するために高分子樹脂に、マイクロメーター単位の粒径からなる微粒子等を添加して用いていた。これに対し、本実施形態では、2P法や2T法、エンボス加工法等に代表される転写賦形技術により凹凸層3を形成するため、上記微粒子を用いずに高分子樹脂のみで構成することができる。
微粒子を用いずにニュートンリング防止シートを構成することにより、タッチパネルの部材として使用した際に、シート中に微粒子を含んでいないことに起因して、それだけで、スパークルと呼ばれるギラつきの発生を防止することができる。また、微粒子により凹凸層を形成するのではなく、転写賦形技術により凹凸層を形成するため、内部及び外部ヘーズ値の上昇を抑え、従来のニュートンリング防止シートに比べ透明性が良好なものとなる。なお、上述したように、複数の構造物2が配列されてなる凹凸層3が基層5上に形成されてなる場合(図3,5参照)には、基層5においてもこのような高分子樹脂により構成することができる。
高分子樹脂としては、電離放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、湿気硬化性樹脂等が挙げられる。2P法により構造物2を形成する場合には、電離放射線硬化性樹脂を用い、2T法やエンボス加工法により構造物2を形成する場合には、熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂を用いる。湿気硬化型樹脂は、2P法、2T法のいずれにも採用することができるが、2T法による構造物2の形成に適している。
電離放射線硬化性樹脂としては、電離放射線(紫外線または電子線)の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、1分子中に2個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより3次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、ポリフルオロアルキルアクリレート、シリコーンアクリレート等が使用できる。さらにこれらのアクリル系プレポリマーは単独でも使用可能であるが、架橋硬化性を向上させ構造物2の硬度をより向上させるために、光重合性モノマーを加えることが好ましい。
光重合性モノマーとしては、2-エチルヘキシルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート等の2官能アクリルモノマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の多官能アクリルモノマー等の1種若しくは2種以上が使用される。
構造物2は、上述した光重合性プレポリマー及び光重合性モノマーの他、紫外線照射によって硬化させる場合には、光重合開始剤や光重合促進剤等の添加剤を用いることが好ましい。
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α-アシルオキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられる。
また、光重合促進剤は、硬化時の空気による重合障害を軽減させ硬化速度を速めることができるものであり、例えば、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等が挙げられる。
また、電離放射線硬化型樹脂として、電離放射線硬化型有機無機ハイブリッド樹脂を用いることも好ましい。なお、本発明でいう電離放射線硬化型有機無機ハイブリッド樹脂とは、ガラス繊維強化プラスチック(FRP)で代表される昔からの複合体と異なり、有機物と無機物の混ざり方が緊密であり、また分散状態が分子レベルかそれに近いもので、電離放射線の照射により、無機成分と有機成分が反応して、被膜を形成することができるものである。このような電離放射線硬化型有機無機ハイブリッド樹脂の無機成分としては、シリカ、チタニア等の金属酸化物が挙げられるが、なかでもシリカを用いたものが好ましい。
熱硬化性樹脂としては、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、フラン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、グアナミン系樹脂、ケトン系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。これらは単独でも使用可能であるが、架橋性、架橋硬化塗膜(構造物2)の硬度をより向上させるためには、硬化剤を加えることが望ましい。
硬化剤としては、ポリイソシアネート、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、カルボン酸などの化合物を、適合する樹脂に合わせて適宜使用することができる。
熱可塑性樹脂としては、ABS樹脂、ノルボルネン樹脂、シリコーン系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、スルフォン系樹脂、イミド系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ナイロン系樹脂、ゴム系樹脂、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
なお、これら熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂のうち、構造物2とした際の塗膜強度や、良好な透明性が得られる観点から、アクリル系樹脂の熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。また、これら熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂は、それぞれ熱硬化性樹脂どうし或いは熱可塑性樹脂どうしを複数種組み合わせた複合樹脂として用いることもできる。
湿気硬化型樹脂は空気中の水分と反応して硬化が進行する樹脂であり、例えば、1液型シリコーン樹脂、1液型変成シリコーン樹脂、1液型ポリウレタン樹脂、2液型変成シリコーン樹脂等が挙げられる。このような湿気硬化性樹脂は、電離放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いる場合に必要な光や熱等の外部エネルギーを用いることなく構造物2を形成することができるという利点がある。
構造物2を構成する高分子樹脂としては、上述した樹脂以外の樹脂を併用することもできるが、高分子樹脂が2種以上の樹脂により構成される場合の樹脂の含有割合としては、転写賦形技術により凹凸層3を精度良く作製する観点から、2P法の場合には、電離放射線硬化性樹脂が全高分子樹脂成分中30重量%以上含まれることが好ましい。2T法やエンボス加工法の場合では、熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂が全高分子樹脂成分中30重量%以上含まれることが好ましい。
なお、構造物2には、高分子樹脂の他、これらの効果を阻害しない範囲であれば、滑剤、蛍光増白剤、微粒子、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、レベリング剤、流動調整剤、消泡剤、分散剤、離型剤、架橋剤等の種々の添加剤を含ませることもできる。なお、上述したが、ここでいう微粒子とは、従来のニュートンリング防止シートで用いられるようなマイクロメーター単位の粒径のものではなく、ナノメーター単位の粒径のものを指す。
本実施形態の構造物2は、四角錐及び、垂直断面が略半円(略半真円と略半楕円を含む)の回転体、の何れか、又はこれらを組み合わせて形成することが好ましい。構造物2をこうした四角錐または回転体で構成することにより、ニュートンリング防止シートとした際の構造的な強度を高めることができる。なお、四角錐は、その基底部の形状が方形であればよく、正方形でもよいし、長方形でも構わない。
本実施形態のニュートンリング防止シート1は、上述した四角錐や回転体などで構成される構造物2が複数混在したものであっても良く、何れか一種の構造物により構成されたものでも良い。これらの構造物のうち、四角錐のみで構成することにより、構造物2(引いては凹凸層3)を効率良く製造することができる。
本実施形態では、上述したように、基準構造物2aのピークPaと、他の構造物2b,2cのピークPb,Pcとを結ぶ直線の方向に沿って、垂直断面の高さが変動し、その変動に周期性を持たせてある。凹凸層3において、垂直断面の高さの変動に周期性を持たせることで、ニュートンリング防止性を発揮しつつ、ギラつきをより好適に防止することができる。
凹凸層3の、垂直断面の高さの変動周期は25μm~1000μmの範囲内で設定されることが好ましい。変動周期を25μm以上とすることにより、より高精細化された各種ディスプレイに対してもギラつきをより効果的に防止することができる。また、変動周期を1000μm以下とすることにより、ニュートンリング防止性がより効果的に発揮される。この中でも特に、高さの変動周期を、100μm~700μmの範囲内とし、さらには200μm~500μmの範囲内とすることで、上述の効果が顕著に発揮される。なお、本実施形態の「高さの変動周期」とは、基準構造物2aのピークPaから、他の構造物(例えば2b又は2c)のピーク(例えばPb又はPc)までの、ピーク高さの変動する周期(ピーク間の距離)を意味する。上記範囲での高さの変動周期は、凹凸層3中の、少なくともx軸上の高さ及びy軸上の高さのいずれか一方が満たすものであれば、本実施形態での射程内にある。ただし、ニュートンリング防止性、ギラつき防止性及び耐久性のバランスに優れるものとする観点からいえば、x軸上の高さ及びy軸上の高さの両方を上述した好適な変動周期範囲内に設定することが好ましい。
構造物2のピーク高さは0.8μm~20μmの範囲内で設定されることが好ましく、より好ましくは1μm~10μmの範囲内で設定する。ピーク高さを0.8μm以上とすることにより、ニュートンリング防止性を良好なものとすることができる。また、ピーク高さを20μm以下とすることにより、ギラつきを効果的に抑えつつ、ニュートンリング防止シートとしての耐久性やハンドリング性が高められる。なお、構造物2のピーク高さとは、構造物2の基底部分からピーク位置までの垂直距離(図3の符号α)を意味し、凹凸層3が賦形されていない部分(図3の符号5の部分)の厚みは考慮されない。
構造物2の基底面と構造物2の稜線の任意の点に接する面とが交差する点(例えば図3の符号Q)での交差角β(図3参照)の絶対値は4度以内であることが好ましい。このような範囲とすることにより、ギラつきを効果的に抑えつつ、ニュートンリング防止シートとしての耐久性に特に優れたものとすることができる。好適には、絶対値が0.001度~4度の範囲とすることがより好ましい。
以上の構成の凹凸層3は、当該凹凸層3を構成する凹凸パターンに対して相補的な構造体を備えた型により形成することができる。こうした型を作製する方法としては、特に限定されないが、例えば、微細穴開け加工技術を用い、先端に特定の断面形状をもつ切削工具により、切削深さを制御して平板上に凹みを形成し、これを成形用の型(雌型)とすることができる。或いは、レーザー微細加工技術により、特定形状の凸部を平板上に形成し、これを雄型として成形用の型(雌型)を作製することができる。
図4及び図5に示すように、支持体4を用いる場合には、支持体4として、ガラス板やプラスチックフィルム等の透明性の高いものを用いることができる。ガラス板としては、例えばケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス等の酸化ガラスを板ガラス化したものを使用することができ、特にケイ酸ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等のケイ酸塩ガラスを板ガラス化したものが好ましい。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、アクリル、ポリ塩化ビニル、ノルボルネン化合物等が使用でき、延伸加工、特に二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムが機械的強度、寸法安定性に優れているために好適に使用される。支持体4としては、プラズマ処理、コロナ放電処理、遠紫外線照射処理、下引き易接着層の形成等の易接着処理が施されたものを用いることが好ましい。
支持体4の厚みは、特に限定されず適用される材料に対して適宜選択することができるが、ニュートンリング防止シートとしての取扱い性等を考慮すると、一般に25~500μm程度であり、好ましくは50~300μm程度である。
本実施形態のニュートンリング防止シート1,1b,1cを形成する方法としては、2P法、2T法やエンボス加工法等のような転写賦形技術を用いることができる。例えば、上述したような構造物2を構成する高分子樹脂等を、要求する凸状パターンとは相補的な凹状パターンを有する型内に充填し、パターンを転写賦形させた後、当該高分子樹脂等を硬化させ、型から剥離することで、凸状パターンが賦形されたニュートンリング防止シート1が得られる。支持体4を用いる場合には、型内に高分子樹脂等を充填し、その上に支持体4を重ね合わせた後、当該高分子樹脂等を硬化させ、型から剥離することで、支持体4上に、凹凸パターンを備えたニュートンリング防止シート1b,1cが得られる(図4,5参照)。
上述した転写賦形技術のうち、ニュートンリング防止シートを比較的短時間で作製でき、加熱冷却が不要であるため構成部材の熱による変形を少なく抑えられる観点からは、2P法を採用することが好ましい。一方、構成部材の材料選択性の自由度が高く、プロセスコストを削減可能な観点からは、2T法を採用することが好ましい。
また、常温にて形成するエンボス加工法であると、形成時の高分子樹脂の弾性により、版(エンボスロール)の凹凸形状に比べ、角がなだらかな形状となってしまい、所望のサイズの凹凸形状を得ることが難しくなる。このため、所望の凹凸形状を正確に形成できるという観点からは、2P法および2T法を採用することがより好ましい。
なお、高分子樹脂を硬化させる方法としては、高分子樹脂が電離放射線硬化性樹脂の場合には電離放射線を照射することで硬化させることができる。また、高分子樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、熱を加えることで硬化させることができる。ここで、電離放射線としては、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプなどから発せられる100~400nm、好ましくは200~400nmの波長領域の紫外線や、走査型・カーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を利用することができる。熱硬化性樹脂の加熱温度は、樹脂の種類やニュートンリング防止層の膜厚などを考慮して設計され、通常80~200℃の範囲である。
高分子樹脂の硬化後における構造物2の塗膜強度に関しては、構造物2の表面にタックがない程度の塗膜強度を備えたものであることが好ましい。また、JIS K5400:1990に基づく鉛筆硬度がHB以上であることが好ましい。構造物2が上述した程度の塗膜強度を備えることで、当該構造物2を備えたニュートンリング防止シートをタッチパネルに用いた際、構造物2が容易には変形せず耐久性に優れたものとすることができる。
また、本実施形態では、ニュートンリング防止シート1の凹凸層3が形成された面とは反対面にハードコート層を設けてもよい。一方の面に凹凸層3、他方の面にハードコート層を設けた構成とすることにより、ハードコート層による傷付き防止効果に加えて、ニュートンリング防止シートの「そり」を防止することができ、ニュートンリング防止シートを組み込んだ製品、例えばタッチパネルの品質を良好に保つことができる。
ハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂や熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、湿気硬化型樹脂等の樹脂により構成される。これらの中でも電離放射線硬化型樹脂は、ハードコート性を発揮させ易いことから好ましく用いられる。これらの樹脂は、上述した構造物2として用いることができる電離放射線硬化型樹脂や熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、湿気硬化型樹脂等の樹脂と同様のものにより構成することができる。
ハードコート層は、300gの荷重、好ましくは500gの荷重によるスチールウール#0000を10往復させたときに傷を生じることがないように調整されていることが望ましい。このように調整することで、必要なハードコート性を確保することが可能となる。
また、ハードコート層は、さらに鉛筆引っかき値(鉛筆硬度)が、H以上、より好ましくは、2H以上、さらに好ましくは3H以上に調整されていることが望ましい。鉛筆引っかき値が所定値以上に調整されていることにより、ハードコート層の表面が傷つくことを効果的に防止することができる。なお、鉛筆引っかき値は、JIS K5400:1990に準拠した方法で測定した値である。ハードコート層の擦傷性や硬度は、ハードコート層を構成する樹脂の種類や硬化の条件などにより調整することができる。
ハードコート層の厚みとしては、好ましくは0.1μm~30μm、より好ましくは0.5μm~15μm、さらに好ましくは2μm~10μmである。ハードコート層の厚みを0.1μm以上にすることにより、ハードコート性を十分なものにすることができる。また、ハードコート層の厚みを30μm以下とすることにより、カールの発生や硬化不足となるのを防止し易くすることができる。
以上のようなハードコート層は、本発明のニュートンリング防止シートの凹凸層3が形成された面とは反対面に、上述した電離放射線硬化型樹脂等の樹脂や必要に応じ用いた添加剤および希釈溶媒などを混合してハードコート層用塗布液を調整し、従来公知のコーティング方法、例えば、バーコーター、ダイコーター、ブレードコーター、スピンコーター、ロールコーター、グラビアコーター、フローコーター、スプレー、スクリーン印刷などによって塗布し、必要に応じて乾燥後、電離放射線の照射により電離放射線硬化型樹脂を硬化させることにより形成される。
ハードコート層の形成は、例えば、支持体4上に凹凸層3を形成する場合には、ハードコート層と凹凸層3のいずれを先に形成しても良いが、ニュートンリング防止シートとしたときに良好な平面性を得るためには、凹凸層3を先に形成することが好ましい。
また、ハードコート層と凹凸層3が共に電離放射線硬化型樹脂の場合には、一方の層を半硬化としておき、この状態で他方の層を形成し、その後、両者を一括して全硬化させることも可能である。このような手法を採用することで、生産効率を向上させることができる。
以上、本発明のニュートンリング防止シート1について説明したが、別の実施形態として図7に示すように、基層5や支持体4の存在しない本発明の凹凸層3のみで形成されたニュートンリング防止用凹凸パターン1aとして用いることもできる。かかるニュートンリング防止用凹凸パターン1aは、例えば図4に示すようなニュートンリング防止シート1bの支持体4を剥離することで作製することができる。
次に、本発明のタッチパネルの実施の形態を説明する。
図6に示すように、本発明の一実施形態に係るタッチパネル50は、各種電子機器(例えば携帯電話やカーナビ等)に設けられる液晶等の表示素子9の前面に装着される抵抗膜方式のタッチパネルである。このタッチパネル50を通して背面の表示素子9に表示された文字や記号、絵柄等の視認や選択を行い、指や専用ペン等で押圧操作することによって、機器の各機能の切換えを行うことができる。
本実施形態のタッチパネル50は、上電極基板52と、下電極基板54とを有する。上電極基板52は、上透明基板522(パネル板)を有し、上透明基板522の下面には、上透明導電膜(導電性膜)524が形成されている。下電極基板54は、下透明基板542(パネル板)を有し、下透明基板542の上面には、下透明導電膜(導電性膜)544が形成されている。
タッチパネル50は、上電極基板52側と下電極基板54側の何れかが可動電極であってもよいが、この実施形態では、上電極基板52を可動電極とし、下電極基板54を固定(非可動)電極とする場合を例示する。
上下透明導電膜524,544は、In、Sn、Au、Al、Cu、Pt、Pd、Ag、Rhなどの金属や、酸化インジウム、酸化スズ、及びこれらの複合酸化物であるITOなどの金属酸化物からなる透明性および導電性を有する無機の薄膜や、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピロール、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリピリジン等のアロマティック導電性高分子からなる有機の薄膜があげられる。
上透明基板522及び/又は下透明基板542としては、上述したニュートンリング防止シート1の説明で詳述した支持体4と同様のもの、または上述したニュートンリング防止シート1を用いることができる。この場合、支持体4の一方の面、またはニュートンリング防止シート1上に、上述した透明導電膜524,544を、無機の薄膜については真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの真空製膜法で、有機の薄膜については従来公知のコーティング方法によって形成することにより得られる。このようなパネル板としての上透明基板522及び/又は下透明基板542はタッチされる方の面には、任意のハードコート処理を施しておくことが好ましい。
本実施形態では、上電極基板52の下面と下電極基板54の上面のそれぞれの外周部分は、略額縁状のスペーサ56を介して貼り合わされている。また、上電極基板52の上透明導電膜524と、下電極基板54の下透明導電膜544とが、所定の間隙を空けて対向するように配置されている。下透明導電膜544の上面には、必要に応じてドット状のスペーサ58が所定間隔で複数配置される。なお、スペーサ58は必要に応じて配置すれば良く、スペーサ58を配置しない構成にすることも可能である。
ドット状のスペーサ58は、一対のパネル板とした時のパネル板同士間の空隙を確保したり、タッチ時の荷重を制御したり、またタッチ後の各パネル板との離れを良くしたりするために形成される。このようなスペーサ58は、一般に透明な電離放射線硬化性樹脂が用いられ、フォトプロセスで微細なドット状に形成して得ることができる。また、ウレタン系樹脂などを用いて、シルクスクリーン等の印刷法により微細なドットを多数印刷することにより形成することもできる。また、無機物や有機物からなる粒子の分散液を噴霧、または塗布し乾燥することによっても得ることができる。スペーサ58の大きさは、タッチパネルの大きさによって異なるので一概にいえないが、一般に直径30~100μm、高さ1~15μmのドット状に形成され、0.1~10mmの一定の間隔で配列される。
上下透明導電膜524,544の両端には、それぞれ一対の電極(図示省略)が形成されている。この実施形態では、上透明導電膜524に形成される一対の上電極(図示省略)と、下透明導電膜544に形成される一対の下電極(図示省略)とは、互いに交差する方向に配置されている。
なお、本実施形態では、下電極基板54の下面には、接着層7を介してセパレータ(図示省略)が貼付してあってもよい。
本実施形態のタッチパネル50を、例えばカラー液晶等の表示素子9の前面に搭載するには、まずこの実施形態のタッチパネル50のセパレータ(図示省略)を剥がして接着層7を露出させ、表示素子9の前面に対向するように接触させる。これにより、タッチパネル付きカラー液晶表示素子を形成することができる。
このタッチパネル付き液晶表示素子では、ユーザがタッチパネル50の背面に配置される表示素子9の表示を視認しながら、指やペン等で上電極基板52の上面を押圧操作すると、上電極基板52が撓み、押圧された箇所の上透明導電膜524が下透明導電膜544に接触する。この接触を上述した一対の上下電極を介して電気的に検出することにより、押圧された位置が検出される。
本実施形態では、可動電極としての上電極基板52の上透明基板522を、本実施形態のニュートンリング防止シート1(図1~図3)で構成し、かつニュートンリング防止シート1の凹凸層3が形成された面に上透明導電膜524が接触するようにしてある。
なお、上透明基板522は、他の形態のニュートンリング防止シート(例えば図4,5,7に示すもの)で構成することもできる。この場合、同様に、ニュートンリング防止シートの凹凸層3が形成された面に上透明導電膜524が接触するようにすればよい。
本実施形態では、固定電極としての下電極基板54の下透明基板542は、例えばガラスなどで構成される。
なお、本実施形態では、下電極基板54についても、上電極基板52と同様に、本実施形態のニュートンリング防止シート1で下透明基板542を構成し、かつニュートンリング防止シート1の凹凸層3が形成された面に下透明導電膜544が接触するようにすることもできる。
このように、本実施形態のニュートンリング防止シート1を用いたタッチパネル50は、スパークルが発生せず、近年さらに高精細化した各種ディスプレイに対してもカラー画面がギラついて見えてしまうようなことがない。このため、ディスプレイの視認性を低下させることのないタッチパネルとすることができる。また、ニュートンリング防止シートが高い耐久性をも備えたものであるため、タッチパネルとして耐用期間に優れたものとなる。
なお、タッチパネル50にニュートンリング防止シート1を組み込むにあたり、当該ニュートンリング防止シート1の凹凸層3中の構造物2のピーク稜線の流れ方向と、規則構造を有する液晶パネル等の当該規則構造の配列方向とが平行となることなく、両者にずれ(両者の方向の延長線上に交差点があり、当該交差点における角度が5~95°の範囲内)を持たせたものであっても構わない。このような構造とすることにより、ニュートンリング防止シート1と規則構造を有する液晶パネル等との組み合わせにより発生しうるモアレを好適に防止することができる。
以下、実施例により本発明を更に説明する。なお、「部」、「%」は特に示さない限り、重量基準とする。
1.ニュートンリング防止シートの作製
[実施例1]
滑らかな表面を有する厚み4mmの銅板に対し、ダイヤモンド製の彫刻用バイトを用いて切削し、金型を作製した。作製した金型へ、紫外線硬化型樹脂としてアクリルモノマー(メタクリル酸メチル:和光純薬社)50部及び多官能性アクリルモノマー(NKエステルA-TMPT-3EO:新中村化学工業社)45部、光重合開始剤(イルガキュア184:チバ・ジャパン社)5部からなる混合液を滴下し、厚み100μmのポリエステルフィルム(コスモシャインA4300:東洋紡績社)をかぶせ、気泡が残らないようにローラーで樹脂を均一に押し広げて樹脂とポリエステルフィルムを密着させた。
この状態のままポリエステルフィルム側からメタルハライドランプにより1500mJ/cmの紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂を硬化させたのちポリエステルフィルム及び樹脂を金型から剥離することで、金型の形状を忠実に転写させた実施例1のニュートンリング防止シート(図5の構造のもの)を作製した。実施例1のニュートンリング防止シートの凹凸層中の構造物の構造について表1に示す。
[実施例2~10]
実施例1とは異なる切削条件により銅板を切削した以外は実施例1と同様にして、実施例2~10のニュートンリング防止シートを作製した。実施例2~10のニュートンリング防止シートの凹凸層中の構造物の構造について表1に示す。
[比較例1]
支持体として実施例1と同様のポリエステルフィルムの一方の面に、下記処方のニュートンリング防止層用塗布液を塗布、乾燥し、高圧水銀灯で紫外線を照射して厚み2μmの凹凸層(ニュートンリング防止層)を形成し、比較例1のニュートンリング防止シートを作製した。
<比較例1のニュートンリング防止層用塗布液の処方>
・電離放射線硬化性樹脂(固形分100%)    50部
(ビームセット575:荒川化学工業社)
・微粒子(アクリル系樹脂粒子)        0.4部
(平均粒子径3μm)
・光重合開始剤                1.5部
(イルガキュア651:チバ・ジャパン社)
・イソプロピルアルコール           200部
[比較例2~4]
実施例1とは異なる切削条件により銅板を切削した以外は実施例1と同様にして、比較例2のニュートンリング防止シートを作製した。比較例2~4のニュートンリング防止シートの凹凸層中の構造物の構造について表1に示す。
なお、比較例2~4の構造物は、垂直断面が四角形または三角形である、ピーク高さの変動しない四角柱形状または三角柱形状よりなるものであり、構造物間に隙間(距離)が存在している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
表中の「回転体」とは、垂直断面が略半真円の回転体をいう。また、「交差角の絶対値」とは、構造物の基底面と構造物の稜線の任意の点に接する面とが交差する位置での交差角(図3のβ)の絶対値をいう。
また、「構造物間の距離」とは、実施例1~10に関しては、構造物を格子状に配列した際のx軸上及びy軸上で隣接する構造物間の距離をいい、比較例2~4に関しては、構造列間の距離をいう。また、「実質的に0」とは、金型切削作業上で入りうる数μm程度の隙間(誤差)を除いた、実質的に0となるものをいう。
2.タッチパネルの作製
(1)上部電極のパネル板の作製
上記各例のニュートンリング防止シートのニュートンリング防止層(凹凸層)上に、厚み約20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、他方の面に接着剤を介してハードコートフィルム(KBフィルムN05S:きもと社)を貼合し、4型の大きさ(縦87.3mm、横64.0mmの長方形)に切り取り、上部電極のパネル板をそれぞれ作製した。
(2)下部電極のパネル板の作製
支持体として、厚み1mmの強化ガラス板の一方の面に、厚み約20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、4型の大きさ(縦87.3mm、横64.0mmの長方形)に切り取り、下部電極のパネル板を作製した。
(3)スペーサの作製
上記下部電極のパネル板の導電性膜を有する面に、スペーサ用塗布液として電離放射線硬化性樹脂(Dot Cure TR5903:太陽インキ社)をスクリーン印刷法によりドット状に印刷した後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、直径50μm、高さ8μmのスペーサを1mmの間隔で配列させた。
(4)タッチパネルの作製
上記上部電極のパネル板と下部電極のパネル板とを、各パネル板の導電性膜同士を対向するように配置させ、接着部分が表示面の領域外となるよう、厚み30μm、幅3mmの両面接着テープで縁を接着し、各例のタッチパネルを作製した。
3.評価
(1)ニュートンリング防止シートのニュートンリング防止性
各例で得られたニュートンリング防止シートの凹凸層が形成された面を、表面が平滑なガラス板の上に密着するように載せて指で押しつけ、ニュートンリングが発生するかどうかを目視にて評価した。評価は、ニュートンリングがまったく発生しなかったものを「◎」、ニュートンリングがごくわずかに発生したが視認性に何ら影響を及ぼすものでなかったものを「○」、ニュートンリングがわずかに発生したが視認性を低下させるには至らなかったものを「△」、ニュートンリングが発生し視認性が低下したものを「×」とした。評価結果を表2に示す。
(2)タッチパネルのギラつき防止性
各例のタッチパネルについて、CRTディスプレイの表示画面をグリーン100%に画像表示させ、タッチパネルの下部電極側を表示画面に密着させて、目視にて評価した。評価は、ギラつきがないものを「◎」、ギラつきがほとんどないものを「○」、ギラつきが若干あるものを「△」、ギラつきがはっきりと確認できるものを「×」、ギラつきが著しいものを「××」とした。評価結果を表2に示す。
(3)タッチパネルの耐久性
各例のタッチパネルについて、2.5N/mmの圧力でスライタスペンにより押圧を10万回繰り返した。その後、当該タッチパネルを目視にて確認し、ニュートンリングの発生の有無を確認した。評価は、ニュートンリングがまったく発生しなかったものを「◎」、ニュートンリングがごくわずかに発生したが視認性に何ら影響を及ぼすものでなかったものを「○」、ニュートンリングがわずかに発生したが視認性を低下させるには至らなかったものを「△」、ニュートンリングが発生し視認性が低下したものを「×」、ニュートンリングが発生し、特に視認性が低下したものを「××」とした。評価結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
表2の結果からも明らかなように、実施例1~10のニュートンリング防止シートは、格子状に隙間なく配列した複数の構造物からなる凹凸層を有してなり、構造物は実質的に高分子樹脂により構成されてなり、構造物はピークを備えており、任意の前記構造物のピークと当該任意の構造物のx軸上及びy軸上に存在する他の構造物のピークとを結んだ直線上の前記凹凸層の垂直断面の高さが変動し、その高さの変動に周期性があることから、ニュートンリング防止性に優れ、これを用いた実施例1~10のタッチパネルは、CRTカラーディスプレイに用いてもスパークルが発生せず、カラー画面がギラついて見えてしまうようなことがなく、ディスプレイの視認性を低下させないタッチパネルとすることができた。また、耐久性に優れるものとなった。
特に、実施例1~4及び7~9のニュートンリング防止シートは、前記垂直断面の高さの変動周期が25~1000μmの範囲内にあることから、実施例7のニュートンリング防止シートのギラつき防止性を除き、ニュートンリング防止性およびギラつき防止性のバランスに特に優れたものとなった。この中でも、実施例1~2及び7~8のニュートンリング防止シートは、前記変動周期が200~500μmの範囲内にあることから、実施例7のニュートンリング防止シートのギラつき防止性を除き、ニュートンリング防止性およびギラつき防止性の両方が際立って優れたものとなった。
また、実施例10のニュートンリング防止シートは、x軸上に関する断面高さの変動周期が200~500μmの範囲内にあることから、ギラつき防止性に特に優れたものとなった。ただし、y軸上に関する断面高さの変動周期が1000μmを超えていたため、ニュートンリング防止性に関しては実施例6と同程度のものとなった。つまり、実施例1のニュートンリング防止シートに比べると、ニュートンリング防止性及びギラつき防止性のバランスに劣るものであった。
実施例10と実施例6のニュートンリング防止シートを対比すると、両者ともy軸上に関する断面高さの変動周期が同じであったが、実施例10の方がx軸上に関する断面高さの変動周期が短いものであった。よって、実施例10の方がx軸上に存在するピーク数が多く、対向部材への支点が多いものであった。したがって、実施例6および10は、共に耐久性の評価に優れるものであったが、実施例6に比べて実施例10の方が特に耐久性に優れるものであった。
また、実施例1~6及び8~10のニュートンリング防止シートは、構造物の基底面と構造物の稜線の任意の点に接する面とが交差する位置での交差角の絶対値が4度以内であったことから、当該ニュートンリング防止シートを用いた実施例1~6及び8~9のタッチパネルは耐久性に特に優れたものとなった。
一方、比較例1のニュートンリング防止シートは、ニュートンリング防止層中に高分子樹脂だけでなく微粒子を含有し、微粒子によりニュートンリング防止層表面の凹凸を形成したものであるため、ニュートンリング防止性は発揮するものの、当該ニュートンリング防止シートをタッチパネル部材として使用した際に、ニュートンリング防止層中に存在する微粒子が輝点となってスパークルが発生し、ギラつき防止性に非常に乏しいものとなった。
また、比較例2~4のニュートンリング防止シートは、凹凸層を構成する構造物の垂直断面が四角形または三角形である、ピーク稜線の流れ方向に沿ってピーク高さが変動しない四角柱形状または三角柱形状よりなるものであった。また、当該構造物が隙間なく形成されているのではなく、構造物が所定の間隔で形成されていたため、当該ニュートンリング防止シートを用いた比較例2~4のタッチパネルは、繰り返しの使用によってニュートンリングが発生してしまい、耐久性に乏しいものであった。

Claims (7)

  1. 凹凸層を有するニュートンリング防止シートであって、
    前記凹凸層は、実質的に高分子樹脂で構成され、ピークを備えた構造物を格子状に複数配列して構成されており、
    前記シートを平面視した場合に、各構造物の一方の配列方向に延びる軸をx軸とし、このx軸に直交する方向に延びる軸をy軸とするとともに、前記凹凸層を構成するすべての構造物の中の、何れか任意の構造物を基準構造物とし、この基準構造物を起点として前記x軸及び前記y軸の両軸上に隣接する構造物を他の構造物としたとき、
    前記凹凸層は、垂直断面の高さが、前記基準構造物のピークと前記他の構造物のピークとを結ぶ直線方向に沿って周期的に変動するように構成されていることを特徴とするニュートンリング防止シート。
  2. 請求項1に記載のニュートンリング防止シートであって、
    前記高さの変動周期が、25μm~1000μmであることを特徴とするニュートンリング防止シート。
  3. 請求項1又は2に記載のニュートンリング防止シートであって、
    前記構造物の基底面と前記構造物の稜線の任意の点に接する面とが交差する位置での交差角の絶対値が、4度以内であることを特徴とするニュートンリング防止シート。
  4. 請求項1~3の何れか一項に記載のニュートンリング防止シートであって、
    前記構造物は、微粒子を含まず高分子樹脂のみで構成されていることを特徴とするニュートンリング防止シート。
  5. 請求項1~4の何れか一項に記載のニュートンリング防止シートであって、
    前記凹凸層が形成された面とは反対面にハードコート層を備えたことを特徴とするニュートンリング防止シート。
  6. 請求項5に記載のニュートンリング防止シートを製造する方法において、
    前記凹凸層及びハードコート層の両層を構成する樹脂として電離放射線硬化型樹脂を用い、
    一方の層を半硬化させた状態で他方の層を形成し、両者を一括して全硬化させることを特徴とするニュートンリング防止シートの製造方法。
  7. 導電性膜を有する一対のパネル板の前記導電性膜同士が対向するようにスペーサを介して配置してなる抵抗膜方式のタッチパネルであって、
    前記導電性膜の何れか一方または両方が、請求項1~5の何れか一項に記載のニュートンリング防止シートの凹凸層が形成された面上に形成されてなることを特徴とするタッチパネル。
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