JP6076419B2 - 透明な粘着剤層を有する導電性フィルム積層体 - Google Patents

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Description

本発明は、透明な粘着剤層を有する導電性フィルム積層体に関する。特に本発明は、内部反射を効果的に抑制することができる粘着剤層を含む粘着剤シートを貼り合せた導電性フィルム積層体に関する。
例えば液晶表示装置又は有機EL表示装置のような表示装置は、偏光フィルム、位相差フィルム、カバーガラス等の透明カバー部材、その他種々の透明光学部材を、他の光学部材に接合するために粘着剤を使用する。すなわち、接合される2つの光学部材の間に粘着剤層が配置され、該2つの光学部材は、これらを互いに押し付けることにより接合されて、光学部材積層体が形成される。このような構成の光学部材積層体は、表示装置において、透明光学部材の側が視認側となるように配置される。この構成において、視認側の透明光学部材から外光が入射したとき、入射光が粘着剤層と非視認側の光学部材との界面で反射して視認側に戻る、という問題がある。この問題は、外光の入射角が浅いとき、特に顕著になる。
また、近年増加傾向にあるタッチパネルを備えた表示装置にあっては、透明光学部材が接合される被接合側光学部材の表面には、パターン化されたITO(インジウム・スズ酸化物)のような透明で導電性の層が形成される。このような表示装置においては、粘着剤層と透明導電性層との間の界面における入射光の内部反射の影響で、視認側から透明導電性層のパターンが見えるようになる、という「パターン見え」の問題が指摘されている。
いずれの場合にも、内部反射は、粘着剤と被接合側光学部材及び透明導電性層の屈折率差に起因する。特許第4640740号公報(特許文献1)は、この問題に対処するための手法を教示する。すなわち、該特許文献1は、透明光学部材と粘着剤層との間の界面、及び、粘着剤層と被接合側光学部材との間の界面における光の全反射を低減できる粘着剤組成物を開示する。ここに開示された組成物は、乾燥後及び/又は硬化後の屈折率が高く、透明光学部材及び被接合側光学部材の屈折率に近いものである、と説明されている。この特許文献1の教示は、2つの光学部材を接合する粘着剤層全体を、該2つの光学部材の屈折率に近い屈折率をもつものとすることである。
この特許文献1により教示された手法は、界面反射を抑制する点では効果があるであろうが、特定のモノマー成分を使用するものであるため、組成物自体が高価になる、という問題がある。
特許第5564748号公報(特許文献2)は、分散平均粒子径が1nm以上、かつ20nm以下の酸化ジルコニウム又は酸化チタン粒子を、アクリル系樹脂からなる透明粘着剤の厚み全体にわたり分散させた構成の屈折率が調整された粘着剤を開示する。この粘着剤は、高屈折率材料である酸化ジルコニウム又は酸化チタン粒子を透明粘着剤に混合しているので、粘着剤層全体の屈折率が高くなり、上述した界面反射を抑制することができると考えられる。しかし、特許文献2の手法では、高屈折率材料を多量に使用する必要があり、粘着剤としての特性の低下が懸念され、かつ高価になる。また、使用される高屈折率材料は無機物質の粒子であるため、分散が困難であり、散乱による白濁を生じる、という問題がある。このため、有機材料の粒子を使用することも考えられるが、その場合には、着色の問題を解決することが容易ではなくなる。
特許第5520752号公報(特許文献3)は、特許文献2に記載の手法を改良するために、粘着剤に分散される金属酸化物粒子を高分子で被覆することを提案する。特許文献3が教示することは、特許文献2の粘着剤層では、粘着剤層の表面に金属酸化物が露出するため、粘着性が低下する、という問題があるので、該金属酸化物粒子を高分子により被覆して、この問題を解決する、というものである。この特許文献3により提案される手法は、粘着剤層の粘着性については或る程度の改善は可能であるかも知れないが、特許文献2に関連して指摘した問題の多くは解決されない。特に、特許文献3に記載された構成は、金属酸化物粒子を特定の高分子で被覆するものであるため、特許文献2の構成よりも、さらに高価になる。
特許第4640740号公報 特許第5564748号公報 特許第5520752号公報
本発明は、容易かつ安価に製造でき、光学部材積層体の接合に使用されたとき、内部反射を効果的に抑制することができる粘着剤層を含む粘着剤シート(屈折率調整区分(屈折率調整層ともいう)を有する粘着剤シート)を提供し、屈折率調整区分を有する粘着剤シート(「屈折率調整区分付粘着剤シート」とも呼ぶ)を、タッチ入力機能を有する表示パネル装置に使用されるタッチセンサ積層体に用いた際に生じる下記の課題を解決することを主な目的とする。
屈折率調整区分を有する粘着剤シートは、両面にPETセパレータを貼り合せた構成で提供する場合、粘着剤シート自体の表裏を区別することが難しい。区別する方法としては、PETセパレータを剥がす際の剥離力の差で表裏を区別することが挙げられる。例えば、屈折率調整区分を有する粘着剤シートにおいて、屈折率調整区分を有する面に貼り合わされたPETセパレータを軽い力で剥離(軽剥離)できるようにし、反対側の粘着剤の面に貼り合せたPETセパレータを重い力で剥離(重剥離)できるように構成することで、表裏を区別することが可能である。しかしながら、剥離力の差を1.5から3倍程度つける必要があり、屈折率調整区分を有する粘着剤シートを供給した先の顧客の積層工程において、キャリア材との剥離力のバランスを調整することが難しくなるという問題が生じ得る。
また、屈折率調整区分を有する粘着剤シートのみを供給した場合に、供給先において積層体の作成工程の数が増し、工程の多さ・煩雑さに起因して歩留まりが低下する可能性がある。そして、工程が多くなることに伴って、廃棄部材が増加して、製造コストにも影響を及ぼす可能性もある。
簡潔に述べると、本発明は、上述の課題を解決するために、容易かつ安価に製造できる屈折率調整区分を有する粘着剤シートを、(1)予め導電層を有する基材と積層した形で提供することで取り扱いの煩雑さ(屈折率調整区分がある面とない面の区別がつけ易い)を解消するとともに、(2)貼合せ工数の削減や、工程部材の削減に貢献する。(3)屈折率調整区分を有する粘着剤シートを貼り合せて積層した積層体の構成であって、導電層の各層に対して当該粘着剤シートを積層することで、該積層体の内部反射を効果的に抑制できる。
本発明の一実施形態に係る透明導電性フィルム積層体は、支持体と、
前記支持体上の透明な粘着剤層と、
前記透明な粘着剤層の上に透明なフィルム基材と、
前記透明なフィルム基材の上に透明導電性層と
を含み、
前記透明な粘着剤層は、一方の主面から厚み方向にわたって透明な粘着剤ベース材料により本質的に形成されるベース粘着剤区分と、該粘着剤層の他方の主面から厚み方向にわたって形成された透明な粘着性の屈折率調整用区分とを含み、前記ベース粘着剤区分は前記透明なフィルム基材と接し、前記屈折率調整用区分は前記支持体と接し、前記粘着剤ベース材料の屈折率より高い屈折率を有することを特徴とする。
屈折率調整用区分は、厚みが20nm〜600nmであることが好ましい。本発明の一形態においては、屈折率調整用区分は、粘着剤ベース材料と同じ粘着性材料に、該粘着性材料より高い屈折率を有する高屈折率材料の粒子が分散されて該屈折率調整用区分の平均屈折率を高めるように構成されたものとすることができる。該高屈折率材料の粒子の屈折率は1.60〜2.74であることが好ましい。高屈折率材料の粒子は、TEM観察による平均一次粒子径が3nm〜100nmであることが好ましい。また、高屈折率材料は、TiO2、ZrO2、CeO2、Al23、BaTiO3、Nb25、及びSnO2からなる群から選択された1又は複数の化合物とすることができる。
本発明の一実施形態に係る透明導電性フィルム積層体は、前記透明導電性層はパターン化されている、又はパターン化されていないことを特徴とし、前記屈折率調整層は、透明導電層側屈折率調整層とフィルム基材側屈折率調整層からなり、前記透明導電層側屈折率調整層の屈折率は、前記フィルム基材側屈折率調整層の屈折率よりも小さいことを特徴とする。
本発明の一形態においては、屈折率調整用区分の該他方の主面には、高屈折材料の粒子が該他方の主面に露出する領域と、該屈折率調整用区分の粘着性材料が該他方の主面に露出するマトリクス領域とが形成されるようにすることができる。この場合、高屈折材料の粒子が該主面に露出する該領域は、面積比30〜99%の範囲で形成されることが好ましい。さらに、該高屈折率材料の粒子と該粘着剤ベース材料の屈折率の差は0.15〜1.34であることが好ましい。
粘着剤層の全光線透過率は、80%以上であることが好ましい。高屈折率材料の粒子は、複数の粒子が凝集した凝集体の形態で存在する部分を含むことができる。
屈折率調整用区分は、厚みを20nm〜600nmとすることが好ましい。屈折率調整用区分は、粘着剤ベース材料と同じ粘着性材料に該粘着性材料より高い屈折率を有する高屈折率材料の粒子が分散された構成とし、この高屈折率材料粒子により該屈折率調整用区分の平均屈折率を高めるようにすることができる。この場合には、粘着剤ベース材料の屈折率を1.40〜1.55とし、高屈折率材料の粒子の屈折率を1.60〜2.74とすることが好ましい。屈折率調整用区分が光学部材に接合される接合面には、高屈折材料の粒子が該光学部材に接触する領域と、該屈折率調整用区分の粘着性材料が該光学部材に接触するマトリクス領域とが形成される。この場合において、高屈折材料の粒子が光学部材に接触する領域は、面積比30〜99%の範囲で形成されることが好ましい。また、高屈折率材料の粒子と粘着剤ベース材料の屈折率の差が0.15〜1.34であることが好ましい。
屈折率調整用区分は、粘着剤ベース材料と同じ粘着性材料に、該粘着性材料より高い屈折率を有する粒子、ポリマー又はオリゴマーの形態の有機材料が含まれることによって該屈折率調整用区分の平均屈折率を高めるように構成されたものとすることができる。また、この構成の粘着剤層が、光学部材に透明導電性層が形成された構成に適用される場合には、透明導電性層の屈折率は1.75〜2.14とし、粘着剤ベース材料の屈折率は1.40〜1.55とし、有機材料の屈折率は1.59〜2.04とすることが好ましい。ここで用いられる高屈折率を有する有機材料としては、特に限定されないが、スチレン系のような芳香環を有する樹脂のほか、硫黄や窒素等のヘテロ原子を含む樹脂(例えばチオールやトリアジン環を含ポリマー)が挙げられる。また、粒子としてはナノメートルサイズの有機ナノ粒子、球状高分子を含み、粒径はTEM観察による平均一次粒子径が3nm〜100nmであることが好ましい。
粘着剤層は、全光線透過率が80%以上であることが好ましい。高屈折率材料の粒子は、複数の粒子が凝集した凝集体の形態で存在する部分を含むことができる。通常は、屈折率調整用区分に含まれる高屈折材料の粒子は、粘着剤層の厚み方向に、不規則な深さで存在する。
透明な第1光学部材を、例えばタッチセンサを構成する透明導電性層を有する第2光学部材に接合するために、本発明による粘着剤シートが使用される場合には、粘着剤層を支持体から剥がし、透明な粘着性の屈折率調整用区分が透明導電性層及び第2光学部材に面し、粘着剤層の反対側の面が第1光学部材に面する状態で、該透明導電性層及び該第2光学部材上に該透明な粘着性屈折率調整用区分を接合し、粘着剤層の該反対側の面を第1光学部材に接合して、屈折率調整用区分が、該透明導電性層と前記第2光学部材との間の段差を埋めるように該透明導電性層と該第2光学部材の両方に接する状態にし、第1光学部材を通って入射する外光の、粘着剤ベース層と屈折率調整用区分との界面における反射光と、屈折率調整用区分と透明導電性層との界面における反射光とが、光学的干渉により少なくとも部分的に相殺されるようにする。
本発明の粘着剤シートを使用して内部反射を抑制する場合においては、第1光学部材を通って入射する外光の、粘着剤層における粘着剤ベース材料により本質的に形成される区分と屈折率調整用区分との界面における反射光と、屈折率調整用区分と第2光学部材との界面における反射光とが、光学的干渉により少なくとも部分的に相殺されるようにすることができる。
本発明によれば、粘着剤層の一つの面から厚み方向に、粘着剤層のベース材料より高い屈折率を有する屈折率調整区分を形成するので、ヘイズ値を高めることなく高屈折率の領域を形成することが可能になる。したがって、本発明の粘着剤シートを使用して上述したような2つの光学部材を接合する場合に、高屈折率の領域である屈折率調整用区分は、第2光学部材との間の屈折率差を調整することができ、これによって粘着剤層と第2光学部材との間の界面における反射を抑制することができる。
また、第2光学部材側にパターン化された透明導電性層が形成された構成においては、該透明導電性層と第2光学部材の屈折率に対する粘着剤層の屈折率調整区分の屈折率を調整することにより、界面反射を抑制することが可能になる。さらに、該透明導電性層における反射光と第2光学部材表面における反射光、及び粘着剤層内部に生じる反射光との間における、反射光同士の位相差による相殺効果で第1光学部材側に戻る反射光を大幅に低減させることが可能になる。
本発明は、屈折率調整区分を有する粘着剤シートを、予め導電層を有する基材と積層した形で提供することで取り扱いの煩雑さ(屈折率調整区分がある面とない面の区別がつけ易い)を解消するとともに、貼合せ工数の削減や、工程部材の削減に貢献することが可能になる。
(a)は本発明による粘着剤シートの一実施形態を示す断面図、(b)は本発明による粘着剤シートを使用する最も単純な実施形態の一例を示す光学部材積層体の断面図である。 本発明の粘着剤シートに使用される粘着剤層の一実施形態を示す断面図である。 パターン化された透明導電性層が形成された構成に図2に示す粘着剤層13が適用された実施形態を示す断面図である。 第2光学部材に接触する粘着剤層の主面の状態を示す平面図である。 図2に示す粘着剤層を作製するための工程を示すもので、(a)は分散液の塗布工程を、(b)は高屈折率材料粒子の浸透工程を、(c)は乾燥工程を、それぞれ示す概略図である。 本発明の実施例において作製した第1光学部材の構成を示すもので、(a)(b)(c)は、それぞれ透明導電性フィルム(A)(B)(C)を示す。 本発明の実施例及び比較例に用いる光学部材積層体の構成を示すもので、(a)から(f)は、それぞれ粘着剤付透明導電性フィルム(1)から(6)をそれぞれ示す。 本発明の実施例による光学部材積層体の構成を示すもので、(a)(b)(c)(d)は、実施例1、2、3、4をそれぞれ示す。 本発明の比較例による光学部材積層体の構成を示すもので、(a)(b)(c)は、比較例1、2、3、4をそれぞれ示す。 本発明の実施例により作製された粘着剤層の屈折率調整用区分の表面状態を示す20000倍SEM写真である。 (a)(b)は、それぞれ本発明の異なる実施例により得られた粘着剤層における屈折率調整用区分の高屈折率材料粒子分布を示す30000倍TEM断面写真である。
以下、本発明の実施形態を図に関連して説明する。図1(a)は本発明による粘着剤シートの一実施形態を示す断面図、(b)は本発明による粘着剤シートを使用する最も単純な実施形態の一例を示す光学部材積層体1の断面図である。図1(a)を参照すると、本発明の一実施形態による粘着剤シートSは、光学的に透明な粘着剤層3と、該粘着剤層3の一方の主面に貼り合わされた剥離紙からなる第1の支持体S1と、該粘着剤層3の他方の主面に貼り合わされた剥離紙からなる第2の支持体S2とから構成される。図1(b)を参照すると、光学部材積層体1は、光学的に透明な第1光学部材2と、該第1光学部材2に光学的に透明な粘着剤層3を介して接合された第2光学部材4とから構成されている。粘着剤層3は、図1(a)に示す粘着剤シートSから、支持体S1、S2を剥がして、第1及び第2光学部材に貼り合わせたものである。該透明な第1光学部材2は、偏光フィルム、位相差フィルム、その他の光学的表示装置に使用される光学フィルム、或いは光学的表示装置の視認側カバーガラスのような透明カバー部材により構成することができる。第1光学部材2は、粘着剤層3の第1の主面5に、第2光学部材4は、粘着剤層3の第2の主面6に、それぞれ接合される。
透明な粘着剤層3は、粘着剤ベース材料により本質的に形成されるベース粘着剤区分3aと、該ベース粘着剤区分3aより高い屈折率を有する屈折率調整用区分3bとを有する。ベース粘着剤区分3aを形成する粘着剤ベース材料の屈折率は、第1光学部材2の屈折率に近い屈折率を有することが好ましい。
粘着剤ベース材料は、光学用途に使用可能な粘着性を有する透明な材料であれば特に制限はない。例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、及びポリエーテル系粘着剤から適宜選択して使用することができる。透明性、加工性及び耐久性などの観点から、アクリル系粘着剤を用いることが好ましい。粘着剤ベース材料は、上記の粘着剤のいずれかを単独で、或いは、2種類以上を組み合わせて使用することができる。アクリル系粘着剤のベースポリマーとして用いるアクリル系ポリマーは、特に限定する意味ではないが、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とするモノマーのホモポリマー又はコポリマーであることが好ましい。ここで、「(メタ)アクリル」という表現は、「アクリル」及び「メタクリル」のうちのいずれか一方又は両方を意味するものとして使用されるもので、他の場合も同様である。本発明において、アクリル系ポリマーという用語は、上述の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの他に、これと共重合可能な他のモノマーも含まれる意味で使用される。粘着剤ベース材料の屈折率は、一般に、1.40〜1.55である。
本発明で使用する粘着剤ベース材料には、各種添加剤を添加することができる。例えば、高温多湿条件下での密着性を向上させるために、各種のシランカップリング剤を投入することが好ましい。このシランカップリング剤は、粘着剤の耐久性を向上させる凝集力を付与する効果も有する。さらには、本発明で使用する粘着剤層には、架橋剤を添加することで、粘着剤の耐久性に関係する凝集力を付与できるため好ましい。また、必要に応じて、粘度調整剤、剥離調整剤、粘着付与剤、可塑剤、軟化剤、無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤(顔料、染料など)、pH調整剤(酸又は塩基)、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を適宜使用することもできる。
粘着剤層3の厚みは特に限定されるものではないが、通常は5μm〜500μm、好ましくは、5μm〜400μm、さらに好ましくは、5μm〜500μmである。このうち、屈折率調整用区分3bの厚みは、好ましくは20nm〜600nmであり、より好ましくは20nm〜300nm、さらに好ましくは20nm〜200nmである。屈折率調整区分3bとベース粘着剤区分3aとの境界は、不規則な凹凸形状になるが、本発明においては、屈折率調整区分3bの厚みは、凹凸形状の深さの測定値を平均することにより決定される。ベース粘着剤区分の厚みは、粘着剤層3の厚みから屈折率調整区分3bの厚みを引いた値になる。粘着剤層3全体の全光線透過率は、JIS K7361に準拠して測定した値で80%以上、好ましくは90%以上である。粘着剤層3の全光線透過率は、高いほど好ましい。さらにまた、ヘイズ値は、1.5%以下が好ましく、より好ましくは1%以下である。
屈折率調整用区分3bは、例えば粘着剤ベース材料より高い屈折率を有する樹脂材料の溶液を、粘着剤ベース材料により形成された粘着剤層の一方の面に所定量塗布し、乾燥させることによって形成することができる。この目的に使用することができる樹脂材料としては、例えば、特許文献1に記載された粘着剤組成物がある。或いは、粘着剤ベース材料より高い屈折率を有する有機物、例えばスチレンオリゴマーを固形物として分散させた分散液を粘着剤ベース材料の層の表面に塗布して乾燥させる方法によってもよい。しかし、本発明においては、以下に図2について説明するように、粘着剤ベース材料により形成された粘着剤層の一方の面から高屈折率材料の粒子を浸透させ、粘着剤層の該一方の面に隣接する領域に、該高屈折率材料の粒子が分散させられるようにすることが好ましい。
以下に、図2を参照して、本発明の一実施形態による粘着剤層13の構成を詳細に説明する。
図2に示す本発明の実施形態による粘着剤層13は、図1に示す実施形態の粘着剤層3と同様に、第1の主面15及び第2の主面16をもち、粘着剤ベース材料により本質的に形成されるベース粘着剤区分13aと、該ベース粘着剤区分13aより高い屈折率を有する屈折率調整用区分13bとを有する構成であるが、本実施形態においては、屈折率調整用区分13bは、第2の主面16から厚み方向の深さにわたって粘着剤ベース材料内に浸透し、粘着剤ベース材料内に分散された高屈折率材料の粒子17を含むことにより、ベース粘着剤区分13aより高い屈折率を有するように構成されている。
屈折率調整用区分13bにおける高屈折率材料粒子17の屈折率は、1.6〜2.7の範囲であることが好ましい。高屈折率材料の粒子と粘着剤ベース材料の屈折率の差は0.2〜1.3であることが好ましい。屈折率調整用区分が粘着剤ベース材料より高い屈折率を有する有機物を含浸させることによって形成される場合には、同様に、該有機物と粘着剤ベース材料の屈折率の差を0.1〜0.6とすることが好ましい。高温や高温高湿下における信頼性の観点から、有機物よりも一般に耐熱性の高い無機物の高屈折率材料を用いることが好ましい。例えば、屈折率調整用区分に高屈折率材料粒子を使用する本発明のこの実施形態において使用できる高屈折率材料としては、TiO2、ZrO2、CeO2、Al23、BaTiO2、Nb25及びSnO2があり、これらの群から選ばれた1又は複数の化合物を使用して高屈折率材料粒子17を形成することができる。高屈折率材料粒子17の平均一次粒径は、3nm〜100nmとすればよく、粒子は、個々に分散状態で、或いは一部が凝集した状態で、屈折率調整用区分13b内に分布される。屈折率調整用区分13bとベース粘着剤区分13aとの境界は、図1に関連して説明したように、不規則な凹凸形状となっているが、屈折率調整用区分13bの厚み測定にあたっては、各測定位置において、高屈折率材料粒子17の90%が存在する深さの範囲を、その測定位置における区分13bの厚み測定値とし、複数の測定位置における測定値を平均して屈折率調整用区分13bの厚みとする。
図3は、タッチパネルセンサを構成するために、第2光学部材4の粘着剤層側表面に、例えばパターン化されたITO膜のような透明導電性層7が形成された構成に、図2に示す粘着剤層13が適用された実施形態を示す断面図である。この場合における第2光学部材4の例としては、例えば液晶表示装置又は有機EL表示装置における表示パネルのガラス基板を挙げることができる。
図3に示すように、粘着剤層13の屈折率調整用区分13bの主面16は、第2光学部材4と透明導電性層7との間の段差を埋めるように、第2光学部材4の粘着剤層側表面と透明導電性層7の両方に接合される。図4は、第2光学部材4に接触する粘着剤層13の主面16の状態を示す平面図である。図4に示されるように、粘着剤ベース材料のマトリクス18に高屈折率材料粒子17が島状に分散された、海島構成になっており、第2光学部材4に粘着剤層13が接触する面では、第2光学部材4に対して粘着剤ベース材料が接触する部分と、高屈折率材料粒子17が接触する部分とが存在する。この位置における高屈折率材料粒子17と粘着剤ベース材料の合計面積に対する高屈折率材料粒子17の面積比は、30〜99%の範囲とすることが好ましい。
面積比は、一辺が10μm〜200μmの方形領域において、該方形領域の全体面積に対する高屈折率材料粒子17の占める面積の割合とし、複数の方形領域について測定を行い、その測定値を平均することにより面積比が求められる。
図5(a)(b)(c)は、図2に示す粘着剤層13を製造する工程を概略的に示す図である。先ず、上述した高屈折率材料粒子17を溶媒に分散させた分散液19と、粘着剤ベース材料の層20を準備する。次いで、図5(a)に示すように、この分散液19を粘着剤ベース材料層20の表面に塗布する。粘着剤ベース材料層20の表面は、分散液19の溶媒により膨潤され、その過程で分散液19内の高屈折率材料粒子17が、粘着剤ベース材料層20内に、厚み方向に浸透する。この状態を図5(b)に示す。その後、乾燥工程により粘着剤ベース材料層20を乾燥させることにより、分散液19の溶媒を蒸発させて、図2に示す粘着剤層13を得ることができる。この状態を図5(c)に示す。
粘着剤ベース材料層20に対する高屈折率材料粒子17の浸透深さは、粘着剤ベース材料と分散液19の溶媒との関係で定まる。溶媒は、浸透深さが上述した値になるように、適当に選定することができる。
以下、本発明の実施例を説明する。
[粘着剤ベースの作製]
(アクリルオリゴマーの作成)
ジシクロペンタニルアクリレート(DCPMA、メタクリル酸ジシクロペンタニル)60重量部、メチルメタクリレート(MMA、メタクリル酸メチル)40重量部、連鎖移動剤としてのα−チオグリセロール3.5重量部、及び重合溶媒としてのトルエン100重量部を、4つ口フラスコに投入し、これらを窒素雰囲気下において70℃で1時間撹拌した。次に、重合開始剤としての2,2´−アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部を4つ口フラスコに投入し、70℃で2時間反応させ、続いて、80℃で2時間反応させた。その後、反応液を130℃温度雰囲気下に投入し、トルエン、連鎖移動剤及び未反応モノマーを乾燥除去させ、固形状のアクリル系ポリマーを得た。このようにして得られたアクリル系ポリマーを「アクリル系ポリマー(A−1)」とした。このアクリル系ポリマー(A−1)の重量平均分子量(Mw)は5.1×103であった。
(粘着剤Aの作成)
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)68重量部、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)14.5重量部、及びヒドロキシエチルアクリレート(HEA)17.5重量部から構成されるモノマー混合物に、光重合開始剤(商品名「イルガキュア184」、BASF社製)0.035重量部、及び光重合開始剤(商品名「イルガキュア651」、BASF社製)0.035重量部を配合した後、このモノマー混合物を窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合させることにより、重合率約10重量%の部分重合物(アクリル系ポリマーシロップ)を得た。
得られた該アクリル系ポリマーシロップに、上記アクリル系ポリマー(A−1)5重量部、ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)0.15重量部、シランカップリング剤(商品名「KBM−403」、信越化学工業株式会社製)0.3重量部を添加して均一に混合し、アクリル系粘着剤組成物を得た。上記アクリル系粘着剤組成物を、剥離フィルム(商品名「ダイアホイルMRF#38」、三菱樹脂株式会社製)の剥離処理された面上に、粘着剤層形成後の厚さが50μmとなるように塗布して、粘着剤組成物層を形成し、次いで、該粘着剤組成物層の表面に、剥離フィルム(商品名「ダイアホイルMRN#38」、三菱樹脂株式会社製)を当該フィルムの剥離処理面が塗布層側になるようにして被覆した。これにより、モノマー成分の塗布層を酸素から遮断した。その後、照度:5mW/cm2、光量:1500mJ/cm2の条件で紫外線照射を行い、粘着剤組成物層を光硬化させて、粘着剤層を形成した。
〈粘着剤Bの作成〉
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)28.5重量部、イソステアリルアクリレート(ISTA)28.5重量部、イソボルニルアクリレート22重量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)20重量部、2種の光重合開始剤(商品名:イルガキュア184、BASF製)0.05重量部、及び光重合開始剤(商品名:イルガキュア651、BASF製)0.05重量部を配合した後、このモノマー混合物を窒素雰囲気下で紫外線に曝露して部分的に光重合させることにより、重合率約10重量%の部分重合物(アクリル系ポリマーシロップ)を得た。
このようにして得られたアクリル系ポリマーシロップの100重量部に、ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)0.3重量部、シランカップリング剤(商品名「KBM−403」、信越化学工業株式会社製)0.3重量部を添加して均一に混合し、アクリル系粘着剤組成物を得た。上記アクリル系粘着剤組成物を、剥離フィルム(商品名「ダイアホイルMRF#38」、三菱樹脂株式会社製)の剥離処理された面上に、粘着剤層形成後の厚さが25μmとなるように塗布して、粘着剤組成物層を形成し、次いで、該粘着剤組成物層の表面に、剥離フィルム(商品名「ダイアホイルMRN#38」、三菱樹脂株式会社製)を、当該フィルムの剥離処理面が塗布層側になるようにして被覆した。これにより、モノマー成分の塗布層を酸素から遮断した。その後、照度:5mW/cm2、光量:1500mJ/cm2の条件で紫外線照射を行い、粘着剤組成物層を光硬化させて、粘着剤層を形成した。
〈粘着剤Cの作成〉
温度計、攪拌機、還流冷却管及び窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに、モノマー成分として、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)63重量部、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)15重量部、メチルメタクリレート(MMA):9重量部、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA):13重量部、及び重合溶媒として酢酸エチル:200重量部を、セパラブルフラスコに投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。このようにして重合系内の酸素を除去した後、重合開始剤として2,2´−アゾビスイソブチロニトリル:0.2重量部を加え、60℃に昇温して10時間反応させた。その後、トルエンを加え、固形分濃度30重量%のアクリル系ポリマー溶液を得た。重量平均分子量(Mw)80万のアクリル系ポリマーを得た。このアクリル系ポリマーの溶液(固形分100部)に、イソシアネート系架橋剤としてトリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート(三井化学(株)製「タケネートD110N」)1.0部、シランカップリング剤(信越化学(株)製「KBM−403」)0.2部を加えて粘着剤組成物(溶液)を調製した。このようにして調製した粘着剤溶液を、剥離フィルム(商品名「ダイアホイルMRF#75」、三菱樹脂株式会社製)の剥離処理された面上に、粘着剤層形成後の厚さが25μmとなるように塗布し、常圧下、60℃で3分間、続いて、155℃で4分間加熱乾燥し、さらに50℃で72時間エージングを行って粘着剤層を作成した。
[屈折率調整区分付粘着剤の作製]
〈粘着剤A/高屈折率材料のナノ粒子分散液を使用する事例〉
(粘着剤A/ナノ粒子分散液(分散媒:エタノール)を使用した事例)
粘着剤層の厚さが50μmであって、該粘着剤層の両面がPET剥離シートで保護されている状態の粘着剤A(粘着剤層の屈折率:1.49)の一方の軽剥離PETシートを剥離した。露出した粘着剤層の表面に、高屈折率粒子を含有する分散液としてのジルコニア粒子(ZrO2、屈折率:2.17、平均一次粒子径:20nm)を含有する塗布用処理液(分散媒:エタノール、粒子濃度:1.2重量%、分散液の透過率:82%、CIKナノテック(株)製)を、屈折率調整区分の厚さが20nm〜180nmになるようにバーコーターRDS No.5で塗布し、110℃の乾燥オーブンで180秒間乾燥させた。次いで、ジルコニア(ZrO2)粒子が分散された粘着剤層表面に、支持体としてオリゴマー防止層を有するPET剥離シート(75μm)を貼り合わせ、屈折率調整区分付粘着剤(A1)(屈折率調整区分付粘着剤シート(A1)ともいう。)を得た。屈折率調整区分の厚さは、140nmであった。なお、ジルコニア粒子の平均一次粒子径は、TEM観察により計測した。
〈他の事例〉
上記の事例と同様にして、下記の粘着剤及び高屈折率材料のナノ粒子分散液を使用して、同様に屈折率調整区分付粘着剤(B1)、屈折率調整区分付粘着剤(B2)及び屈折率調整区分付粘着剤(C1)(それぞれ、屈折率調整区分付粘着剤シート(B1)、屈折率調整区分付粘着剤シート(B2)及び屈折率調整区分付粘着剤シート(C1)ともいう。))を作製した。使用した粘着料は、粘着剤B(屈折率1.48)及び粘着剤C(屈折率1.49)である。屈折率調整区分付粘着剤シート(B1)の屈折率調整区分の厚さは、110nm、屈折率調整区分付粘着剤シート(B2)の屈折率調整区分の厚さは、120nm、屈折率調整区分付粘着剤シート(C1)の屈折率調整区分の厚さは、200nmであった。
剥離シート(剥離紙)は、屈折率調整区分の糊面側に離型処理がされている。キャリア材としての機械的強度も要求される。透明導電性層がITOの場合、高温の結晶化処理工程に耐えうる耐熱性を有することが好ましく、寸法安定性に優れることが好ましい。例えば、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂であり、具体的には、PET、ポリカーボネート(PC)、COP(ゼオノア)である。
離型処理とは別に剥離シート(剥離紙)の片面または両面に、単一または複数層の機能層を有していても良い。例えば、ハードコート(HC)層 / オリゴマー防止層 / ブロッキング防止(AB)層 / 帯電防止層である。これらを任意に組合わせ・複合化して形成される。薄型化の観点で薄い方が良いが、薄過ぎると機械的強度が不足し、ハンドリングが困難になる。厚過ぎると、巻取り等でロール形状での取扱いが困難となり、生産性を損なうおそれがある。厚みは2〜200μmであり、好ましくは10〜125μmである。高温の結晶化処理工程において基材との収縮率差に起因するカールの発生を防止するため、透明基体と剥離紙との同一方向の加熱寸法変化(収縮率)の差が小さい事が好ましい。
屈折率調整区分付粘着剤シートのそれぞれの構成及び特徴を下記表に示す。
粘着剤は、光学的透明性、接着性、凝集性(加工性)に優れているものがよい。例えば、透明導電性層がITOの場合、高温の結晶化処理工程に耐えうる耐熱性を有することが好ましい。粘着剤には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、及びポリエーテル系粘着剤から適宜選択して使用することができる。光学的透明性に優れ、凝集性及び接着性等の粘着特性を示し、耐候性や耐熱性等にも優れるという点から、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。粘着剤層の厚みは特に限定されるものではないが、通常は5μm〜500μm、好ましくは、10μm〜250μm、さらに好ましくは、10μm〜150μmである。
屈折率調整用区分は、粘着剤ベース材料の屈折率よりも屈折率が高い材料がよい。高温の結晶化処理工程に耐える必要性から、樹脂材料よりも、無機系の高屈折率材料が好ましい。TiO2、ZrO2、CeO2、Al23、BaTiO2、Nb25及びSnO2 これらの群から選ばれた1又は複数の化合物を使用できる。高屈折率材料粒子の平均一次粒径は、3nm〜100nmが好ましい。屈折率調整用区分の厚みは、好ましくは20nm〜600nmであり、より好ましくは20nm〜300nm、さらに好ましくは20nm〜200nmである。
[屈折率調整区分付粘着剤と透明導電性フィルムの積層体の作製]
〈基材としてゼオノア(COP)を使用する透明導電性層(透明導電性フィルム(A))の作製〉
厚さ75μmのシクロオレフィンポリマーフィルム(商品名:「ゼオノアZF16」、面内複屈折率:0.0001、日本ゼオン(株)製)の両面に、直径3μmの複数の粒子(商品名:「SSX105」、積水樹脂(株)製)を、バインダー樹脂(商品名:「ユニディックRS29−120」、DIC社製)100部に対して0.07部添加した塗工液をバーコーターを用いて塗布し、80℃のオーブン下で1分間乾燥後、積算光量各300mJの紫外線(高圧水銀灯)を照射することで両面にアンチブロッキング層を有するフィルムを形成した(以下、COP基材)。次に、COP基材の片面に、屈折率調整剤(商品名:「オプスター KZ6661」、JSR(株)製)をバーコーターにより塗布し、80℃のオーブン下で1分間乾燥後、積算光量各300mJの紫外線(高圧水銀灯)を照射することで、厚さ100nm、屈折率1.65の屈折率調整層を形成した。得られたCOP基材の屈折率調整層の表面に、巻き取り式スパッタ装置において、透明導電性層として厚さ23nmのインジウムスズ酸化物層(ITO)を積層した。このように作製された透明導電性層は、図6(a)に示される透明導電性フィルム(A)に相当するものであり、その詳細については後述する。
〈基材としてPETを使用する透明導電性層(透明導電性フィルム(B))の作製〉
厚さ50μmのPETフィルム(商品名:「ルミラー:U40」東レ社製)の片面に直径3μmの複数の粒子(商品名:「SSX105」、積水樹脂(株)製)を、バインダー樹脂(商品名:「ユニディックRS29−120」、DIC社製)100部に対して0.1部添加した塗工液を、バーコーターを用いて塗布し、80℃のオーブン下1分間乾燥後、積算光量各300mJの紫外線(高圧水銀灯)を照射することで片面に膜厚1.5μmのアンチブロッキング層を形成した。次に、先ほど塗工した面とは逆面に、ハードコート用樹脂(商品名:「オプスター KZ7540(シリカナノ粒子含有)」、JSR(株)製)をMIBKで固形分10%になるように調整した塗工液を、バーコーターを用いて塗工し、80℃のオーブン下で1分間乾燥後、積算光量300mJの紫外線(高圧水銀灯)を照射することで膜厚1.5μmのハードコート層を有するフィルムを形成した(以下、PET基材)。
次に、先ほど得られたハードコート層の上に、屈折率調整剤(商品名:「オプスターH0001(ジルコニアナノ粒子含有)」、JSR(株)製)をMIBKで固形分10%になるように調整した塗工液を、バーコーターを用いて塗工し、80℃のオーブン下で1分間乾燥後、積算光量300mJの紫外線(高圧水銀灯)を照射することで膜厚35nm、屈折率1.63の屈折率調整層2を形成した。次に、前述の屈折率調整層2の上に、屈折率調整剤(商品名:「L−005(中空ナノシリカ粒子含有)」、JSR(株)製)をMIBKで固形分1.5%になるように調整した塗工液を、バーコーターを用いて塗工し、80℃のオーブン下で1分間乾燥後、積算光量300mJの紫外線(高圧水銀灯)を照射することで膜厚40nm、屈折率1.49の屈折率調整層1を形成した。その後、屈折率調整層1、2を有するPET基材1を、巻き取り式スパッタ装置に投入し、屈折率調整層1の表面に、透明導電性層として厚み23nmのインジウムスズ酸化物層(ITO)を積層した。このように作製された透明導電性層は、図6(b)に示される透明導電性フィルム(B)に相当するものであり、その詳細については後述する。
〈基材としてガラスを使用する透明導電性層(透明導電性ガラス(C))の作製〉
厚さ1mmの無アルカリガラス(屈折率1.53)の一方の面に、スパッタリング法により20nmのITO膜を形成し、非結晶化ITO膜(屈折率1.85)を有する透明導電性基材を作製した。この非結晶性ITO薄膜のSn比率は、3重量%であった。なお、ITO薄膜のSn比率は、Sn原子の重量/(Sn原子の重量+In原子の重量)から算出した。このように作製された透明導電性層は、図6(c)に示される透明導電性ガラス(C)に相当するものであり、その詳細については後述する。
透明導電層は、導電性を有する透明性、視認性を有し、パターニングが可能なものが好ましい。例えば、ITOの他に、銀ナノワイヤーやメタルメッシュ(銀、銅)などがある。また、透明基材は、高透明性(高透過率、低ヘイズ)を有することが好ましい。例えば、透明導電性層がITOの場合、高温の結晶化処理工程に耐えうる耐熱性を有することが好ましい。耐エッチング性(耐薬品性)、寸法安定性、加工性、ハンドリング性にも優れている。
透明基材には、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂を用いることができ、例えば、PET、ポリカーボネート(PC)、COP(ゼオノア)等である。
(透明基材)
透明基材としては、高透明性(高透過率、低ヘイズ)を有することが好ましい。例えば、透明導電性層がITOの場合、高温の結晶化処理工程に耐えうる耐熱性を有することが好ましい。耐エッチング性(耐薬品性)、寸法安定性、加工性、ハンドリング性にも優れていることが好ましい。例えば、その材料として、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂であり、例えば、PET、ポリカーボネート(PC)、COP(ゼオノア)等である。
透明基材の厚さは、2〜200μmの範囲内であることが好ましく、10〜125μmの範囲内であることがより好ましい。透明基材の厚さが2μm未満であると、透明基材の機械的強度が不足し、フィルム基材をロール状にして透明導電層を連続的に形成する操作が困難になる場合がある。一方、厚さが200μmを超えると、巻取り等でロール形状での取扱いが困難となり、生産性を損なう場合がある。
透明基材の片面または両面に、単一または複数層の機能層を有していても良い。例えば、易接着層 / 屈折率調整層 / ハードコート(HC)層 / オリゴマー防止層 / ブロッキング防止(AB)層である。これらを任意に組み合わせ・複合化して形成される。透明基材には、表面に予めスパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化などのエッチング処理や下塗り処理を施して、基材上に形成される機能層との密着性を向上させるようにしてもよい。また、機能層を形成する前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄などにより、透明基材表面を除塵、清浄化してもよい。
〈粘着剤付透明導電性フィルムの作製〉
上述で作成した透明導電性フィルム(A)の透明導電性層を有する面の反対側の面に、該屈折率調整区分付粘着剤シート(A1)の高屈折率材料粒子を有する面の反対側のPET剥離シートを剥離して貼り合せることで、フィルム基材の一方の面に透明導電性層があって、反対の面に屈折率調整区分を外側にして粘着剤が積層されている、屈折率調整区分を有する粘着剤付透明導電性フィルム(1)を得た。図7(a)は、このように作製された粘着剤付透明導電性フィルム(1)の構成を示す。その詳細については後述する。
〈他の事例〉
上記の事例と同様にして、透明導電性フィルム(B)の透明導電性層を有する面の反対側の面に該屈折率調整区分付粘着剤シート(B1)の高屈折率材料粒子を有する面の反対側のPET剥離シートを剥離して貼り合せた屈折率調整区分を有する粘着剤付透明導電性フィルム(2)、透明導電性フィルム(A)の透明導電性層を有する面の反対側の面に、該屈折率調整区分付粘着剤シート(C1)の高屈折率材料粒子を有する面の反対側のPET剥離シートを剥離して貼り合せた屈折率調整区分を有する粘着剤付透明導電性フィルム(3)をそれぞれ得た。図7(b)及び(c)は、粘着剤付透明導電性フィルム(2)及び(3)を示す。それらの詳細については後述する。
また、透明導電性フィルム(A)の透明導電性層を有する面の反対側の面に、シート状の粘着剤Aの一方の面のPET剥離シートを剥離して貼りあわせた粘着剤付透明導電性フィルム(4)、透明導電性フィルム(B)の透明導電性層を有する面の反対側の面に、シート状の粘着剤Bの一方の面のPET剥離シートを剥離して貼りあわせた粘着剤付透明導電性フィルム(5)、及び、透明導電性フィルム(A)の透明導電性層を有する面の反対側の面に、シート状の粘着剤Cの一方の面のPET剥離シートを剥離して貼りあわせた粘着剤付透明導電性フィルム(6)をそれぞれ得た。図7(d)(e)及び(f)は、粘着剤付透明導電性フィルム(4)、(5)及び(6)を示す。それらの詳細については後述する。
静電容量方式タッチパネルのレイヤー構造として一般的なGFFタイプ(カバーガラス+片面ITOフィルム2枚)の製造工程において、屈折率調整区分付粘着剤シートのみを供給した場合、従来型GFF作成工程においては、Xパターンの作成で、粘着剤シートを貼り合わせ、Xパターン側の搬送キャリア材を剥離(廃棄)することを行い、Yパターンの作成でも、粘着剤シートを貼り合わせ、Yパターン側のPETセパレータを剥離(廃棄)することになる。そして、XパターンとYパターンを貼り合わせる工程で、Xパターン側のPETセパレータを剥離(廃棄)して、カバーガラスに貼り合わせ、Yパターン側の搬送キャリア材を剥離(廃棄)することになる。つまり、従来型GFF作成工程では、貼り合わせ回数が4回になり、搬送キャリア材2枚及びPETセパレータ2枚を廃棄することになる。
上記〈粘着剤付透明導電性フィルムの作製〉で説明したとおり、粘着剤付透明導電性フィルムを供給した場合のGFF作成工程(すなわち、一体品使用GFF作成工程)においては、Xパターンの作成で、粘着剤シートを貼り合わせ、粘着剤付透明導電性フィルムのPETセパレータの剥離(廃棄)を行い、PETセパレータを剥離した面にYパターンを貼り合わせる。そして、XパターンとYパターンを貼り合わせる工程で、Xパターン側のPETセパレータを剥離(廃棄)して、カバーガラスに貼り合わせ、Yパターン側の搬送キャリア材を剥離(廃棄)することになる。つまり、一体品使用GFF作成工程では、貼り合わせ回数が3回になり、搬送キャリア材1枚及びPETセパレータ2枚を廃棄することになる。従来型GFF作成工程に比べて、作成工程を減らすことができる。このように、屈折率調整区分付粘着剤シートに代えて、粘着剤付透明導電性フィルムとして、予め導電層を有する基材と積層した形で提供することで、粘着剤シートの表裏の班別が困難等の取り扱いの煩雑さを解消するとともに、貼合せ工数の削減や、工程部材の削減に貢献する。
〈タッチパネルセンサとして機能する光学部材積層体の製造〉
上記透明導電性層、及び透明導電性フィルム積層体上の一部にフォトレジスト膜を形成した後、これを25℃、5重量%の塩酸(塩化水素水溶液)に1分間浸漬して、透明導電性層のエッチングを行った。これにより電極配線パターンに相当する透明導電性層が存在する部分(パターン部)と、除去された部分(開口部)とを作製した。上述した粘着剤シートの高屈折率材料粒子を有する側のPET剥離シートを剥離し、パターニングされた透明導電性層の上に、該粘着剤シートの粘着剤層(前記高屈折率粒子を有する側)と該透明導電性層とが接触するように、該粘着剤シートを積層した。粘着剤シートの反対側のPET剥離シートを剥離した後に、表面保護及び光学測定のためにスライドガラスもしくは、厚さ100μmのシクロオレフィンポリマーフィルム(商品名:「ゼオノアZF16」、面内複屈折率:0.0001、日本ゼオン(株)製)を貼り合せた。このように製造された実施例1から4及び比較例1から4については、図8(a)から(d)及び図9(a)から(d)を参照して後述する。それらの詳細については後述する。
[評価方法]
〈粘着剤層の表面状態の観察〉
実施例のそれぞれにおける粘着剤層の高屈折率材料粒子を有する側の表面を、FE−SEMを用いて、加速電圧2kV、観察倍率500倍、2,000倍、5,000倍、及び20,000倍で観察した。図10にその20,000倍写真を示す。高屈折率材料粒子が均一に分散されていることが分かる。
〈グラデーション構造の観察〉
実施例の粘着剤層の高屈折率材料粒子を有する側の表面近傍の断面を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、倍率30,000倍で観察した。その結果を図9(a)(b)に示す。図11(a)では、屈折率調整用区分の厚みのほぼ全体にわたって高屈折率材料粒子がほぼ均一に分布しているが、図11(b)の例では、粘着剤層における高屈折率材料粒子の分布が、粘着剤層の表面で最も高く、粘着剤層の厚さ方向に従って減少していく分布を有することが分かる。
〈平均表面屈折率〉
実施例及び比較例で得られた粘着層の平均表面屈折率を、分光エリプソメーター(EC−400、JA.Woolam製)を用いてナトリウムD線(589nm)における屈折率を測定した。実施例及び比較例の粘着層では、両面の剥離シートを剥離して、粒子を塗布していない面に黒板を貼り合わせた状態で、粒子が塗布されている面の平均屈折率を測定した。比較例の粘着シートでは、両方の剥離シートを剥離して、一方の面に黒板を貼り合わせた状態で、粘着剤層表面の平均屈折率を測定した。
〈屈折率調整区分(層)の厚さの測定〉
粘着剤層の深さ方向の断面を調整し、TEM観察を行った。得られたTEM像(直接倍率3000〜30000倍)から屈折率調整区分の厚さの測定を計測した。屈折率調整区分の厚みは、粘着剤ベース層との調整区分(層)との界面の凸凹の平均値とし、粘着剤ベース層との界面の判別が困難な場合には、表面TEM像を画像処理ソフト(ImageJ)で二値化画像処理し、ナノ粒子の90%が存在する領域の深さを調整区分(層)の厚みとした。
〈高屈折率粒子の面積比率〉
粘着剤層の粒子塗布側の表面を、FE−SEMを用いて、加速電圧2kV、観察倍率500倍、2,000倍、5,000倍で観察した。得られた表面SEM像を画像処理ソフト(ImageJ)で二値化画像処理することで、長辺23μm、短辺18μmの長方形領域における全体面積に対する面積として高屈折率粒子の占める面積比率(%)を求めた。
〈全光線透過率、ヘイズ値〉
実施例及び比較例で得られた粘着シートでは、高屈折率材料を塗布した側の剥離シートを剥離して、スライドガラス(商品名:白研磨 No.1、厚さ:0.8〜1.0mm、全光線透過率:92%、ヘイズ:0.2%、松浪硝子工業(株)製)に貼り合わせた。さらに他方の剥離シートを剥離して、ベース粘着剤層/粘着性の屈折率調整用層/スライドガラスの層構成を有する試験片を作製した。また、比較例の粘着シートでは、一方の剥離シートを剥離して、スライドガラス(商品名:白研磨 No.1、厚さ:0.8〜1.0mm、全光線透過率:92%、ヘイズ:0.2%、松浪硝子工業(株)製)に貼り合わせ、さらに他方の剥離シートを剥離して、ベース粘着剤層/スライドガラスの層構成を有する試験片を作製した。上記試験片の可視光領域における全光線透過率、ヘイズ値を、ヘイズメーター(装置名:HM−150、(株)村上色彩研究所製)を用いて測定した。
〈180度ピール接着力(ガラス板に対する180度引き剥がし接着力)〉
実施例及び比較例で得られた粘着シートから、長さ100mm、幅25mmのシート片を切り出した。次いで、実施例及び比較例のシート片では、粒子が塗布されていない側の剥離シートを剥離して、PETフィルム(商品名:ルミラー S−10、厚さ:25μm、東レ(株)製)を貼付(裏打ち)した。また、比較例1、2のシート片では、一方の剥離シートを剥離して、PETフィルム(商品名:ルミラー S−10、厚さ:25μm、東レ(株)製)を貼付(裏打ち)した。次に、他方の剥離シートを剥離して、試験板としてのガラス板(商品名:ソーダライムガラス ♯0050、松浪硝子工業(株)製)に、2kgローラー、1往復の圧着条件で圧着し、試験板/粘着剤層/PETフィルムから構成されるサンプルを作製した。
得られたサンプルについて、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、15分)し、その後、23℃、50%R.H.の雰囲気下で30分間放冷した。放冷後、引張試験機(装置名:オートグラフ AG−IS、(株)島津製作所製)を用い、JIS Z0237に準拠して、23℃、50%R.H.の雰囲気下、引張速度300mm/分、剥離角度180°の条件で、試験板から粘着シート(粘着剤層/PETフィルム)を引きはがし、180°引き剥がし接着力(N/25mm)を測定した。また、各実施例、比較例において、高屈折率材料の粒子未塗布の粘着シートを作製し、当該高屈折率材料の粒子未塗布の粘着シートにおいても、上記同様に、180度ピール接着力を測定した。
〈高屈折率粒子を含有する分散液の透過率〉
高屈折率粒子を含有する分散液の透過率は、光電比色計(AC−114、OPTIMA社製)で530nmのフィルターを用いて測定した。分散溶媒単独の透過率を100%として、各実施例、比較例で使用した分散液の透過率(%)を測定した。
〈反射抑制率の測定〉
実施例及び比較例の光学部材積層体の一方の面を反射率測定面とし、反対側の面に片面粘着付黒色PET(PET75NBPET38、リンテック(株)製)を貼って反射率測定用の試料とした。光学部材積層体の反射率測定面側の反射率(Y値)を反射型分光光度計(U4100、(株)日立ハイテクノロジーズ製)により測定した。測定は、透明導電性層をエッチングした部分と、エッチングしていない部分の双方の位置で行った。すなわち、透明導電性層をエッチングした部分(開口部)の測定は、粘着剤層の屈折率調整区分と光学部材積層体の屈折率調整層との界面の反射率であり、エッチングしていない部分(パターン部)の測定は、粘着剤層の屈折率調整区分と透明導電性層界面の反射率を示す。
反射抑制率は、エッチングした部分とエッチングしてない部分のそれぞれについて、下式に基づきを算出した。なお、下記式中の「粒子がない場合の反射率(%)」とは、比較例(粒子を用いない場合)の光学部材積層体の反射率である。すなわち、反射抑制率は、屈折率調整区分(層)を有することでどの程度反射率が低減できたかを示す指標である。
反射抑制率(%)=反射率(%)−粒子がない場合の反射率(%)
[第1光学部材の作製]
第1光学部材2として、図6(a)に示す積層体21と図6(b)に示す積層体31を準備した。図6(a)に示す積層体21は、屈折率1.53のCOP基材22の一表面上に屈折率1.65の屈折率調整層23が形成され、該屈折率調整層23の一表面上に、パターン化されたITO層24が形成された構成である。ITO層の屈折率は、1.9であった。図中の各層に記載した数値は、屈折率を表す。以下、同様にその他の図(図6から図9)において各層に記載された数値は、単位の表記がなければ屈折率を表す。この積層体21を「透明導電性フィルム(A)」と呼ぶ。
図6(b)に示す積層体31は、屈折率1.57のPET基材32の一表面上に屈折率1.63の屈折率調整層33(屈折率調整層1)が形成され、該屈折率調整層33の一表面上に、さらに屈折率1.49の別の屈折率調整層33a(屈折率調整層2)が形成され、該屈折率調整層33aの上に、パターン化されたITO層34が形成された構成である。この場合においても、ITO層の屈折率は、1.9であった。この積層体31を「透明導電性フィルム(B)」と呼ぶ。
さらに、図6(c)に示す「透明導電性ガラス(C)」と呼ぶ積層体41を作製した。この透明導電性ガラス(C)の積層体41は、屈折率1.53のガラス基板42にパターン付けされていないITO層44を形成した構成である。
[粘着剤付透明導電性フィルム(1)]
図7(a)に示す積層体51は、粘着剤付透明導電性フィルム(1)に対応するものであり、屈折率1.49の粘着剤Aと屈折率1.66の屈折率調整区分を有する屈折率調整層付粘着剤シート(A1)に、透明導電性フィルム(A)(積層体21)を貼り合せ、屈折率調整区分側の面にPET剥離シートを備えた構成である。
[粘着剤付透明導電性フィルム(2)]
図7(b)に示す積層体52は、粘着剤付透明導電性フィルム(2)に対応するものであり、屈折率1.48の粘着剤Bと屈折率1.75の屈折率調整区分を有する屈折率調整層付粘着剤シート(B1)に、透明導電性フィルム(B)(積層体31)を貼り合せ、屈折率調整区分側の面にPET剥離シートを備えた構成である。
[粘着剤付透明導電性フィルム(3)]
図7(c)に示す積層体53は、粘着剤付透明導電性フィルム(3)に対応するものであり、屈折率1.48の粘着剤Bと屈折率1.64の屈折率調整区分を有する屈折率調整層付粘着剤シート(C1)に、透明導電性フィルム(A)(積層体21)を貼り合せ、屈折率調整区分側の面にPET剥離シートを備えた構成である。
[粘着剤付透明導電性フィルム(4)]
図7(d)に示す積層体54は、粘着剤付透明導電性フィルム(4)に対応するものであり、屈折率1.49のシート状の粘着剤Aに、透明導電性フィルム(A)(積層体21)を貼り合せ、透明導電性フィルム(A)(積層体21)が貼り合わされた面とは反対側の面にPET剥離シートを備えた構成である。
[粘着剤付透明導電性フィルム(5)]
図7(e)に示す積層体55は、粘着剤付透明導電性フィルム(5)に対応するものであり、屈折率1.48のシート状の粘着剤Bに、透明導電性フィルム(B)(積層体31)を貼り合せ、透明導電性フィルム(B)(積層体31)が貼り合わされた面とは反対側の面にPET剥離シートを備えた構成である。
[粘着剤付透明導電性フィルム(6)]
図7(f)に示す積層体56は、粘着剤付透明導電性フィルム(2)に対応するものであり、屈折率1.49のシート状の粘着剤Cに、透明導電性フィルム(B)(積層体31)を貼り合せ、透明導電性フィルム(A)(積層体21)が貼り合わされた面とは反対側の面にPET剥離シートを備えた構成である。
[実施例1]
上述した〈タッチパネルセンサとして機能する光学部材積層体の製造〉の方法に基づいて、図8(a)に示す光学部材積層体を作製した。図8(a)に示される光学部材積層体は、粘着剤付透明導電性フィルム(1)(積層体51)の屈折率調整区分側の面に、透明導電性フィルム(A)(積層体21)を貼り合せ、粘着剤付透明導電性フィルム(1)(積層体51)のITO側の面に、屈折率調整層付粘着剤シート(A1)の屈折率調整区分側の面を貼り合せ、屈折率調整層付粘着剤シート(A1)のもう一方の面に評価用ゼオノア57を貼り合せた構成である。反射率測定のために、透明導電性フィルム(A)(積層体21)のCOP基材側の面に評価用の黒色のPETフィルム58を貼った。このようにして得られた光学部材積層体の光学特性を測定した。結果を表1に示す。
[実施例2]
上記実施例と同様に、図8(b)に示す光学部材積層体を作製した。図8(b)に示される光学部材積層体は、粘着剤付透明導電性フィルム(2)(積層体52)の屈折率調整区分側の面に、透明導電性フィルム(B)(積層体31)を貼り合せ、粘着剤付透明導電性フィルム(2)(積層体52)のITO側の面に、屈折率調整層付粘着剤シート(B1)の屈折率調整区分側の面を貼り合せ、屈折率調整層付粘着剤シート(B1)のもう一方の面に評価用ゼオノア57を貼り合せた構成である。反射率測定のために、透明導電性フィルム(B)(積層体31)のCOP基材側の面に評価用の黒色のPETフィルム58を貼った。
[実施例3]
上記実施例と同様に、図8(c)に示す光学部材積層体を作製した。図8(c)に示される光学部材積層体は、粘着剤付透明導電性フィルム(3)(積層体53)の屈折率調整区分側の面に、透明導電性フィルム(A)(積層体21)を貼り合せ、粘着剤付透明導電性フィルム(3)(積層体53)のITO側の面に、屈折率調整層付粘着剤シート(C1)の屈折率調整区分側の面を貼り合せ、屈折率調整層付粘着剤シート(C1)のもう一方の面に評価用ゼオノア57を貼り合せた構成である。反射率測定のために、透明導電性フィルム(A)(積層体21)のCOP基材側の面に評価用の黒色のPETフィルム58を貼った。
[実施例4]
上記実施例と同様に、図8(d)に示す光学部材積層体を作製した。図8(d)に示される光学部材積層体は、粘着剤付透明導電性フィルム(1)(積層体51)の屈折率調整区分側の面に、透明導電性ガラス(C)(積層体41)を貼り合せ、粘着剤付透明導電性フィルム(1)(積層体51)のITO側の面に、屈折率調整層付粘着剤シート(B2)の屈折率調整区分側の面を貼り合せ、屈折率調整層付粘着剤シート(B2)のもう一方の面に評価用ゼオノア57を貼り合せた構成である。反射率測定のために、透明導電性フィルム(A)(積層体21)のCOP基材側の面に評価用の黒色のPETフィルム58を貼った。
[比較例1]
上述した〈タッチパネルセンサとして機能する光学部材積層体の製造〉の方法に基づいて、図9(a)に示す光学部材積層体を作製した。図9(a)に示される光学部材積層体は、粘着剤付透明導電性フィルム(4)(積層体54)の粘着剤側の面に、透明導電性フィルム(A)(積層体21)を貼り合せ、粘着剤付透明導電性フィルム(4)(積層体54)のITO側の面に、シート状の粘着剤Aを貼り合せ、シート状の粘着剤Aのもう一方の面に評価用ゼオノア57を貼り合せた構成である。反射率測定のために、透明導電性フィルム(A)(積層体21)のCOP基材側の面に評価用の黒色のPETフィルム58を貼った。
[比較例2]
上記比較例と同様に、図9(b)に示す光学部材積層体を作製した。図9(b)に示される光学部材積層体は、粘着剤付透明導電性フィルム(5)(積層体55)の粘着剤側の面に、透明導電性フィルム(B)(積層体31)を貼り合せ、粘着剤付透明導電性フィルム(5)(積層体55)のITO側の面に、シート状の粘着剤Bを貼り合せ、シート状の粘着剤Bのもう一方の面に評価用ゼオノア57を貼り合せた構成である。反射率測定のために、透明導電性フィルム(B)(積層体31)のCOP基材側の面に評価用の黒色のPETフィルム58を貼った。
[比較例3]
上記比較例と同様に、図9(c)に示す光学部材積層体を作製した。図9(c)に示される光学部材積層体は、粘着剤付透明導電性フィルム(6)(積層体56)の粘着剤側の面に、透明導電性フィルム(A)(積層体21)を貼り合せ、粘着剤付透明導電性フィルム(6)(積層体56)のITO側の面に、シート状の粘着剤Cを貼り合せ、シート状の粘着剤Cのもう一方の面に評価用ゼオノア57を貼り合せた構成である。反射率測定のために、透明導電性フィルム(A)(積層体21)のCOP基材側の面に評価用の黒色のPETフィルム58を貼った。
[比較例4]
上記比較例と同様に、図9(d)に示す光学部材積層体を作製した。図9(d)に示される光学部材積層体は、粘着剤付透明導電性フィルム(4)(積層体54)の粘着剤側の面に、透明導電性ガラス(C)(積層体41)を貼り合せ、粘着剤付透明導電性フィルム(4)(積層体54)のITO側の面に、シート状の粘着剤B’を貼り合せ、シート状の粘着剤B’のもう一方の面に評価用ゼオノア57を貼り合せた構成である。反射率測定のために、透明導電性ガラス(C)(積層体41)のCOP基材側の面に評価用の黒色のPETフィルム58を貼った。
以上のようにして得られた実施例1から4及び比較例1から4に対して、ITO部分の反射率及び反射抑制率と基材部分の反射率及び反射抑制率を下記表に示す。
上記表の結果から、粘着剤付透明導電性フィルム(1)から(3)を用いた実施例1から4の反射抑制率はマイナス1.3%からマイナス0.8%となり、粘着剤付透明導電性フィルム(1)から(3)(積層体51から53)に含まれる屈折率調整区分付粘着剤によって、反射が抑制されて改善効果が得られた。一方、比較例1から4では、粘着剤付透明導電性フィルム(4)から(6)(積層体54から56)には屈折率調整区分付粘着剤を含まれていないため、特に、反射が抑制されることもなく改善効果は見られなかった。このことから、本発明の実施形態に係る粘着剤付透明導電性フィルム(1)から(3)は、反射を効果的に抑制することができる。
以上述べたように、本発明においては、第1光学部材と第2光学部材とを接合する粘着剤層において、第2光学部材側の面から厚み方向に、粘着剤ベース材料の屈折率より高い屈折率を有する屈折率調整区分を設けたので、外光の内部反射光が第1光学部材を通って戻るのを抑制できる。本発明は、液晶表示装置及び有機EL表示装置のような光学的表示装置に適用することができる。本発明は、特に、タッチセンサを有するタッチパネル方式の表示装置に有利に適用することができる。
S・・・粘着剤シート
S1、S2・・・支持体
1・・・光学部材積層体
2・・・第1光学部材
3,13・・・透明な粘着剤層
3a、13a・・・ベース粘着剤区分
3b、13b・・・屈折率調整用区分
4・・・第2光学部材
7・・・透明導電性層
17・・・高屈折率材料粒子
19・・・分散液
20・・・粘着剤ベース材料
21、31、41・・・積層体
22・・・COP基材
23、33、33a、・・・屈折率調整層
24、34,44・・・ITO層
51、52、53、54、55、56・・・積層体
57・・・評価用ゼオノア
58・・・評価用黒PET

Claims (16)

  1. 透明導電性フィルム積層体であって、
    支持体と、
    前記支持体上の透明な粘着剤層と、
    前記透明な粘着剤層の上に透明なフィルム基材と、
    前記透明なフィルム基材の上に透明導電性層と
    を含み、
    前記透明な粘着剤層は、一方の主面から厚み方向にわたって透明な粘着剤ベース材料により本質的に形成されるベース粘着剤区分と、該粘着剤層の他方の主面から厚み方向にわたって形成された透明な粘着性の屈折率調整用区分とを含み、前記ベース粘着剤区分は前記透明なフィルム基材と接し、前記屈折率調整用区分は前記支持体と接し、前記粘着剤ベース材料の屈折率より高い屈折率を有することを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  2. 請求項1に記載した透明導電性フィルム積層体であって、
    前記透明なフィルム基材と前記透明導電性層との間に、透明な屈折率調整層をさらに含むことを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  3. 請求項1又は請求項2に記載した透明導電性フィルム積層体であって、
    前記透明導電性層はパターン化されている、又はパターン化されていないことを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  4. 請求項2又は請求項3に記載した透明導電性フィルム積層体であって、
    前記屈折率調整層は、透明導電層側屈折率調整層とフィルム基材側屈折率調整層からなり、前記透明導電層側屈折率調整層の屈折率は、前記フィルム基材側屈折率調整層の屈折率よりも小さいことを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  5. 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、
    前記透明なフィルム基材は、厚みが2μm〜200μmであることを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  6. 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記屈折率調整用区分は、厚みが20nm〜600nmであることを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  7. 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記屈折率調整用区分は、前記粘着剤ベース材料と同じ粘着性材料に、該粘着性材料より高い屈折率を有する高屈折率材料の粒子が分散されて該屈折率調整用区分の平均屈折率を高めるように構成されたことを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  8. 請求項7に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記高屈折率材料の粒子の屈折率は1.60〜2.74であることを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  9. 請求項7又は請求項8に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記高屈折率材料は、TEM観察による平均一次粒子径が3nm〜100nmであることを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  10. 請求項7から請求項9までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記高屈折率材料の粒子と前記粘着剤ベース材料の屈折率の差が0.15〜1.34であることを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  11. 請求項7から請求項10までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記高屈折率材料は、TiO2、ZrO2、CeO2、Al23、BaTiO3、Nb25、及びSnO2からなる群から選択された1又は複数の化合物であることを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  12. 請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記屈折率調整用区分は、前記粘着剤ベース材料と同じ粘着性材料に該粘着性材料より高い屈折率を有する粒子、ポリマー又はオリゴマーの形態の有機材料が含まれることによって該屈折率調整用区分の平均屈折率を高めるように構成されたことを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  13. 請求項12に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記粘着剤ベース材料の屈折率は1.40〜1.55であり、前記有機材料の屈折率は1.59〜2.04であることを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  14. 請求項1から請求項13までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記粘着剤層の全光線透過率が80%以上であることを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  15. 請求項7から請求項14までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記高屈折率材料の粒子は、複数の粒子が凝集した凝集体の形態で存在する部分を含むことを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
  16. 請求項1から請求項15までのいずれか1項に記載した透明導電性フィルム積層体であって、前記屈折率調整用区分は、前記粘着剤層の厚み方向に、不規則な深さで存在することを特徴とする透明導電性フィルム積層体。
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