本發(fā)明涉及一種導電性薄膜及帶觸摸面板的顯示裝置
背景技術(shù):
近年來,以智能手機為代表的便攜式液晶終端、及其他液晶顯示裝置中搭載有觸摸面板功能。關(guān)于搭載有這種觸摸面板功能的液晶顯示裝置,以往主要為在液晶顯示裝置上安裝有觸摸面板的外置型。
外置型中存在如下問題,即在分別制造液晶顯示裝置和觸摸面板之后將它們進行一體化,因此厚度和重量增加。
為了解決這種外置型的問題(厚度和重量),推出了一種在液晶顯示裝置的液晶單元與偏振器之間安裝觸摸面板用導電層的所謂外嵌型帶觸摸面板的液晶顯示裝置(例如,專利文獻1)。專利文獻1中,公開了在偏振片上配置觸摸面板用導電層的方式,并公開了作為觸摸面板用導電層的ITO(氧化銦錫)層。
并且,近年來要求將液晶顯示裝置的薄膜化及降低成本,因此尤其對在如智能手機等中小型市場中所使用的部件的薄膜化、部件削減進行了研究。現(xiàn)有的偏振片的結(jié)構(gòu)為將保護薄膜貼合于偏振器的表面與背面,從上述要求考慮,開發(fā)有去除了一側(cè)或兩面的保護薄膜的產(chǎn)品(例如,專利文獻2)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2008-009750號公報
專利文獻2:日本專利第4691205號
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
另一方面,制造ITO層時,通常采用伴隨高溫加熱處理的真空蒸鍍或濺射等干燥工藝,但若欲通過干燥工藝在偏振片上制造ITO層,則容易產(chǎn)生偏振片的翹曲或分解、偏振片中所包含的低分子成分的揮發(fā),并容易產(chǎn)生偏振器的透射率或偏振度等的劣化。
并且,如專利文獻2,在偏振器的一側(cè)或兩側(cè)無保護薄膜的偏振片中存在有因濕熱環(huán)境的變化而容易產(chǎn)生破裂(龜裂)的問題。因此,在與如專利文獻1的觸摸面板用導電層進行組合時,期待這種問題得到抑制。
本發(fā)明的課題在于鑒于上述實際情況,提供一種抑制因濕熱環(huán)境的變化而引起的偏振器的破裂的同時抑制偏振器的性能劣化,且包含偏振器的導電性薄膜。
并且,本發(fā)明課題在于還提供一種包含上述導電性薄膜的帶觸摸面板的顯示裝置。
用于解決技術(shù)課題的手段
本發(fā)明人等對以往技術(shù)中的問題點進行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使用包含富勒烯官能化碳納米管的導電層可解決上述課題。
即,本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)通過以下構(gòu)成可解決上述課題。
(1)一種導電性薄膜,其具備:偏振器及導電層,配置在偏振器上,且包含富勒烯官能化碳納米管。
(2)根據(jù)(1)所述的導電性薄膜,其進一步具有配置在導電層上的硬涂層。
(3)根據(jù)(1)或(2)所述的導電性薄膜,其中,表面電阻值為10~150Ω/□。
(4)根據(jù)(1)至(3)中任一個所述的導電性薄膜,其中,偏振器的厚度為5~30μm。
(5)根據(jù)(1)至(4)中任一個所述的導電性薄膜,其進一步在偏振器與導電層之間具有λ/4板。
(6)根據(jù)(1)至(5)中任一個所述的導電性薄膜,其進一步在偏振器的與導電層側(cè)相反一側(cè)的表面上具有保護薄膜。
(7)根據(jù)(1)至(6)中任一個所述的導電性薄膜,其使用于觸摸面板。
(8)一種帶觸摸面板的顯示裝置,其具有(7)所述的導電性薄膜。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,可提供一種抑制因濕熱環(huán)境的變化而引起的偏振器的破裂的同時抑制偏振器的性能劣化,且包含偏振器的導電性薄膜。
并且,根據(jù)本發(fā)明,可提高一種包含上述導電性薄膜的帶觸摸面板的顯示裝置。
附圖說明
圖1為表示本發(fā)明的帶觸摸面板的液晶顯示裝置的第1實施方式的示意剖視圖。
圖2為觸摸面板的示意俯視圖。
圖3為沿圖2的切割線A-A線的放大剖視圖。
圖4為表示本發(fā)明的帶觸摸面板的液晶顯示裝置的第2實施方式的示意剖視圖。
圖5為層疊體X的示意俯視圖。
圖6為層疊體Y的示意俯視圖。
圖7為表示本發(fā)明的帶觸摸面板的液晶顯示裝置的第3實施方式的示意剖視圖。
圖8為表示帶觸摸面板的有機EL(電致發(fā)光)顯示裝置的一實施方式的示意剖視圖。
圖9為表示帶觸摸面板的有機EL顯示裝置另一實施方式的示意剖視圖。
具體實施方式
以下,對本發(fā)明的導電性薄膜及帶觸摸面板的顯示裝置進行詳細說明。
另外,本說明書中使用“~”來表示的數(shù)值范圍是指將記載于“~”前后的數(shù)值作為下限值及上限值而包含。并且,本發(fā)明中的圖為示意圖,各層的厚度關(guān)系或位置關(guān)系等并不一定與實際情況一致。
作為本發(fā)明的導電性薄膜的特征之一,可舉出使用包含富勒烯官能化碳納米管的導電層的情況。如在后述內(nèi)容中詳細說明,富勒烯官能化碳納米管包含與碳納米管共價鍵合的一種或多種富勒烯和/或富勒烯系分子。富勒烯官能化碳納米管為除了源自碳納米管的機械柔軟性,還進一步作為富勒烯官能團的效果而顯示比碳納米管更高的導電性的材料。導電層中,富勒烯官能化碳納米管彼此纏繞的同時容易形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),而且富勒烯官能團與相鄰的富勒烯官能化碳納米管接觸,結(jié)果成為顯示優(yōu)異的導電特性的導電層。
并且,如后述,在制作包含富勒烯官能化碳納米管的導電層時,無需在高溫真空條件下進行。因此,與通過干燥工藝來制作ITO層的情況相比,可抑制偏振器的性能變差。
而且,如上述,在一側(cè)或兩側(cè)無保護薄膜的偏振器因濕熱環(huán)境的變化而容易產(chǎn)生破裂,作為其主要理由之一,可舉出因濕熱環(huán)境的變化而偏振器反復進行膨脹、收縮。相對于此,導電層內(nèi)部中纏繞有富勒烯官能化碳納米管,因此導電層本身很難膨脹、收縮。因此,若組合這種導電層與偏振器,則可抑制偏振器的膨脹、收縮,作為結(jié)果,可推測偏振器的破裂的產(chǎn)生得到了抑制。
即,關(guān)于包含富勒烯官能化碳納米管的導電層,可抑制偏振器的性能劣化的同時配置在偏振器上,并且可抑制因濕熱環(huán)境的變化而偏振器中產(chǎn)生破裂。
本發(fā)明的導電性薄膜至少具有偏振器、及配置在偏振器上,且包含富勒烯官能化碳納米管的導電層。
以下,對導電性薄膜中所包含的部件(偏振器、導電層)進行詳細說明。
<偏振器>
偏振器為具有將光轉(zhuǎn)換為特定的直線偏振光的功能的部件即可,可利用吸收型偏振器及反射型偏振器。
作為吸收型偏振器,可使用碘系偏振器、利用二色性染料的染料系偏振器、及多烯系偏振器等。作為碘系偏振器及染料系偏振器,有涂布型偏振器和拉伸型偏振器,該些均可應用,但優(yōu)選將碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇,且通過拉伸而制作的偏振器。
并且,作為在基材上形成聚乙烯醇層的層疊薄膜的狀態(tài)下,通過實施拉伸及染色而得到偏振器的方法,可舉出日本專利第5048120號公報、日本專利第5143918號公報、日本專利第5048120號公報、日本專利第4691205號公報、日本專利第4751481號公報、日本專利第4751486號公報,還可較佳地利用有關(guān)這些偏振器的公知的技術(shù)。
作為反射型偏振器,可使用層疊有雙折射不同的薄膜的偏振器、線柵格型偏振器、組合具有選自反射區(qū)的膽甾醇型液晶和1/4波長板的偏振器等。
這些中,從與后述導電層的密合性更加優(yōu)異的方面考慮,優(yōu)選為包含聚乙烯醇系樹脂(尤其,選自包括聚乙烯醇及乙撐-乙烯醇共聚物的組中的至少一種)偏振器。
關(guān)于偏振器的厚度,并無特別限制,從顯示裝置的薄型化方面考慮,優(yōu)選為35μm以下,更優(yōu)選為3~30μm,進一步優(yōu)選為5~30μm,尤其優(yōu)選為5~20μm。
另外,上述厚度為平均值,且為對偏振器的任意10處的厚度進行測定,并對其進行算術(shù)平均的值。
<導電層>
導電層包含富勒烯官能化碳納米管。關(guān)于富勒烯官能化碳納米管,在后段中進行詳細說明。
關(guān)于導電層中的富勒烯官能化碳納米管的含量,并無特別限制,從可抑制因濕熱環(huán)境的變化而引起的偏振器的破裂的方面(以后,簡稱為“本發(fā)明的效果更加優(yōu)異的方面”)和/或?qū)щ妼拥膶щ娦愿觾?yōu)異的方面考慮,優(yōu)選相對導電層總質(zhì)量為60質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,進一步優(yōu)選為90質(zhì)量%以上。關(guān)于上限,并無特別限制,可舉出100質(zhì)量%。
另外,導電層中可以含有富勒烯官能化碳納米管以外的添加劑,關(guān)于其含量,并無特別限制,從本發(fā)明的效果更加優(yōu)異的方面和/或?qū)щ妼拥膶щ娦愿觾?yōu)異的方面考慮,優(yōu)選相對導電層總質(zhì)量為0.01~40質(zhì)量%,更優(yōu)選為0.1~20質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.1~10質(zhì)量%。
關(guān)于導電層的厚度,并無特別限制,從本發(fā)明的效果更加優(yōu)異的方面和/或?qū)щ妼拥膶щ娦赃M一步優(yōu)異的方面考慮,優(yōu)選為0.1~15μm,更優(yōu)選為1~10μm。另外,上述厚度為平均值,且為對任意10處的導電層的厚度進行測定,并對該些進行算術(shù)平均的值。
導電層可以配置于整個偏振器表面(主面),也可以配置于偏振器表面的一部分區(qū)域。尤其,如后述,應用于觸摸面板的情況下,優(yōu)選以規(guī)定的圖案狀配置導電層。
作為導電層的制作方法,若可制作包含富勒烯官能化碳納米管的導電層,則并無特別限制,例如,可舉出將富勒烯官能化碳納米管分散于溶劑中并涂布于偏振器上,且根據(jù)需要實施干燥處理的方法、或向偏振器噴吹包含富勒烯官能化碳納米管的氣溶膠的方法。
另外,在偏振器上直接制作導電層,除此以外,還可舉出先在偽支撐體上制作包含富勒烯官能化碳納米管的導電層之后轉(zhuǎn)印于偏振器上的方法。
如上述,可以以規(guī)定的圖案狀配置導電層。
作為將導電層形成為規(guī)定圖案的方法,并無特別限制,例如,可舉出在支撐體(例如,偏振器或臨時支撐體)上以規(guī)定圖案進行掩模,并將包含富勒烯官能化碳納米管的導電層堆積于支撐體上之后去除掩模,由此得到規(guī)定圖案的導電層的方法、在導電層上準備規(guī)定圖案的抗蝕劑,并通過強酸、氧化性或腐蝕性較大的藥劑、強堿等的濕法蝕刻工藝進行蝕刻的方法、通過網(wǎng)版印刷而圖案化的方法等,本發(fā)明中,優(yōu)選通過干蝕刻工藝來進行圖案化。
以下示出其例子,但本發(fā)明并不限定于此。
在導電層上形成成為掩模的鋁膜,接著為了形成圖案而在鋁膜上涂布抗蝕劑。接著,結(jié)合圖案對上述抗蝕劑進行曝光、顯影。接著,以上述被圖案化的抗蝕劑作為掩模來蝕刻鋁膜。接著對抗蝕劑進行剝離。接著使用干蝕刻裝置、例如O2等離子體灰化裝置對露出于表面的導電層進行燃燒,由此去除該導電層。在此,燃燒是指不僅包括提高式樣溫度的情況,還包括通過在未提高基板溫度的情況下被活化的O2等離子體及自由基進行氧化的方法、即灰化。最后,通過磷酸、尤其加熱的磷酸對導電層上的鋁膜進行濕式蝕刻來除去,由此可將導電層圖案化。
另外,上述中利用O2等離子體灰化進行了說明,但除此之外還可進行其他干蝕刻方法、例如基于濺射蝕刻、化學蝕刻、反應性蝕刻、反應性濺射蝕刻、離子束刻蝕、反應性離子束刻蝕的蝕刻。
氣體蝕刻或含自由基蝕刻通過使用反應性氣體可去除以富勒烯官能化碳納米管或碳為主的納米粒子,該反應性氣體為可通過化學蝕刻或反應性蝕刻與碳反應并去除的氧、氫等。富勒烯官能化碳納米管或碳納米粒子、覆蓋催化劑金屬表面的無定形碳的碳鍵可通過6元環(huán)或5元環(huán)構(gòu)成,但與富勒烯官能化碳納米管相比,碳納米粒子、覆蓋催化劑金屬表面的無定形碳的鍵中存在缺損且5元環(huán)較多,容易與反應性氣體反應。
從而,將包含富勒烯官能化碳納米管的導電層圖案化的情況下,氣體蝕刻或包含自由基的蝕刻更加有效,該富勒烯官能化碳納米管包含碳納米粒子、覆蓋催化劑金屬表面的無定形碳。而且,氣體蝕刻或包含自由基的蝕刻為各向同性蝕刻,由此反應性氣體不僅侵入進行圖案化的納米管的表面,還侵入表面附近的納米管、納米粒子側(cè)壁或背面,并選擇性的與碳反應,從而可去除催化劑金屬以外的化合物。而且,附加僅去除催化劑金屬的工序,由此可將包含富勒烯官能化碳納米管的導電層圖案化,該富勒烯官能化碳納米管包含納米粒子。關(guān)于反應生成物,例如為氧的情況下,由于成為CO或CO2等氣體,因此不會再次附著于支撐體,且不存在表面污染的問題。尤其利用氧的燃燒較簡便,因此優(yōu)選。
接著,對利用離子濺射效果的情況進行研究。對圖案化時欲保留的導電層,例如利用濺射或蒸鍍來涂覆鋁,但在導電層表面的凹凸較大的情況下,尤其在凹陷內(nèi)部有時無法充分涂覆鋁。利用反應性氣體的情況下,存在氣體的侵入,蝕刻時間較長的情況下,在未充分涂覆保護膜的部分對導電層進行蝕刻。另一方面,利用離子濺射蝕刻的情況下,離子種類的直線性較強,離子種類從上面進入,因此很難損傷位于較厚的涂覆膜的下部的導電層。而且,由于為各向異性蝕刻,因此可確切且以垂直的方式蝕刻掩模圖案。從而,去除導電層時為優(yōu)選,并且形成微細圖案時為優(yōu)選,該導電層包含在納米粒子中尤其不含有催化劑金屬的富勒烯官能化碳納米管。
離子束刻蝕、反應性離子束刻蝕中在無掩模的情況下可進行蝕刻,但需要調(diào)制光束,且按每一面積需要工藝時間。與大面積顯示器相比,更適合小型顯示器。
并且,示出了作為上述O2等離子體灰化時的掩模而使用鋁膜的例子,但也可以使用進行去除時不損傷導電層的金屬、例如,鈦、金、鉬、鎢、銀等。使用鈦時以硝酸、金時以王水、鉬時以熱濃硫酸或王水、鎢時以氫氟酸與硝酸的混合液來可迅速去除。然而,在長時間的處理中,因硝酸、硫酸、氟化氫而導電層逐漸劣化,因此需要在不受損傷的條件下,尤其在溫度、濃度及規(guī)定的時間內(nèi)進行處理。在室溫中以硝酸65%、硫酸90%、氟化氫45%及它們的混合物在1小時以內(nèi)進行處理,因此能夠以無損傷的方式進行處理。與其他金屬相比,鋁的價格較低,并且導電層的涂覆狀態(tài)、尤其鋁的晶粒較密且涂覆率較高,而且相對作為蝕刻液的磷酸未發(fā)現(xiàn)導電層的劣化,與其他金屬相比,更優(yōu)選。
另一方面,原子量較大的金屬的基于離子的濺射率較小,濺射效果為主要干蝕刻的情況下,作為掩模材料而適合。與鋁、鈦相比,尤其金、鎢、鉬相對濺射的耐性為兩倍以上,且不易受掩模正下方的損傷,從而,去除導電層時為優(yōu)選,并且形成微細圖案時為優(yōu)選,該導電層包含在納米粒子中尤其不含有催化劑金屬的富勒烯官能化碳納米管。
并且,除了金屬以外,若為O2等離子體灰化時也不受損傷,則去除時不會損傷導電層的物質(zhì)、例如二氧化硅、氧化鋁等,則可使用。
(富勒烯官能化碳納米管)
富勒烯官能化碳納米管(本說明書中,還稱為CBFFCNT)包含與碳納米管共價鍵合的一種或多種富勒烯和/或富勒烯系分子。即,CBFFCNT為經(jīng)共價鍵合而導入選自包括富勒烯及富勒烯系分子的組中的一種或多種的碳納米管。
碳納米管為通過碳原子制作的六元環(huán)網(wǎng)絡(石墨烯片)成為單層或多層的同軸管狀的物質(zhì)。碳納米管可以僅有碳原子構(gòu)成,也可以包含碳原子和一種或多種其他原子(例如,雜原子)。碳納米管可具有末端被開放和/或閉鎖的圓筒狀或管狀結(jié)構(gòu)。并且,還可以為其他碳納米管結(jié)構(gòu)。
富勒烯為包含碳原子,并且其結(jié)構(gòu)實質(zhì)上為球形、橢圓形或滾珠狀的分子。富勒烯可以具有表面被閉鎖的中空結(jié)構(gòu),或也可以具有未完全閉鎖,且具有一個或多個斷開鍵(open bonds)的實質(zhì)上為球形的結(jié)構(gòu)。富勒烯例如可具有實質(zhì)上為如半球體的形狀和/或任意其他形狀。
富勒烯系分子是指,上述富勒烯的任意一個;分子內(nèi)的一個或多個碳原子被一個或多個、例如,碳原子以外的原子(例如,雜原子)、分子、基團和/或化合物取代的分子、或上述富勒烯分子的任意一個;一個或多個附加原子(例如,雜原子)、分子、基團和/或化合物被并入富勒烯內(nèi)的分子、或上述富勒烯的任意一個;一個或多個附加原子(例如,雜原子)、分子、基團和/或化合物被粘附在富勒烯的表面的分子。
另外,還可涉及到可將一種或多種其他富勒烯粘附于碳納米管表面的方面,但這僅為一個非限定例。
一種或多種富勒烯和/或富勒烯系分子可與碳納米管的外表面和/或內(nèi)表面、優(yōu)選與外表面共價鍵合。富勒烯和/或富勒烯系分子可包含20~1000個原子。富勒烯和/或富勒烯系分子可以經(jīng)由一種或多種交聯(lián)原子團與碳納米管共價鍵合,也可以直接與碳納米管共價鍵合。
交聯(lián)原子團是指為了可與碳納米管共價鍵合而使用的任意原子、元素、分子、基和/或化合物。優(yōu)選的交聯(lián)原子團例如可包含元素周期表的第IV族、第V族、第VI族的任意元素。優(yōu)選的交聯(lián)原子團例如可包含氧、氫、氮、硫、氨基、硫醇基、醚基、酯基和/或羧酸基和/或其他任意優(yōu)選基團和/或它們的衍生物。較佳的交聯(lián)原子團可包含含碳基團。
并且,如上述,作為另一個選項,或者其以外,富勒烯和/或富勒烯系分子還可以直接與碳納米管共價鍵合。例如,富勒烯和/或富勒烯系分子可以經(jīng)由一個或多個碳鍵而直接共價鍵合。
碳納米管可包含單壁、雙壁、或多壁碳納米管、或復合碳納米管。碳納米管可在氣體、液體和/或固體的分散體、固體結(jié)構(gòu)體、粉末、漿料和/或膠體懸浮液中進行配合和/或析出于表面和/或進行合成。
富勒烯官能化碳納米管可經(jīng)由一個或多個富勒烯和/或富勒烯系分子與一個或多個碳納米管和/或富勒烯官能化碳納米管鍵合。換言之,例如,可經(jīng)由共同的富勒烯分子使兩個富勒烯官能化碳納米管彼此附著。
(富勒烯官能化碳納米管的制造方法)
作為一種或多種富勒烯官能化碳納米管的制造方法,包含制造一種或多種碳納米管的情況,該一種或多種碳納米管包含使一種或多種催化劑粒子、碳源和/或試劑彼此接觸,在反應器內(nèi)加熱而與一種或多種碳納米管共價鍵合的一種或多種富勒烯和/或富勒烯系分子。
使一種或多種催化劑粒子、碳源和/或試劑彼此接觸的步驟例如可通過使該些彼此接觸的任意優(yōu)選方法方法(例如,混合)來實施。該方法中,優(yōu)選在反應器內(nèi)實施。如此,制造一種或多種富勒烯官能化碳納米管。
富勒烯官能化碳納米管可在如氣溶膠的氣相中和/或基材上制造。而且,該方法為連續(xù)子工藝,或批量工藝,又或者可設為批量子工藝和連續(xù)子工藝的組合。
富勒烯官能化碳納米管的制造中,可使用各種含碳物質(zhì)來作為碳源。并且,還可使用形成碳源的含碳前體。碳源可選自包括一種或多種烷烴、烯烴、炔烴、醇、芳香族烴及任意其他優(yōu)選組合、化合物或材料的組。并且,碳源例如可選自包括氣體碳化合物(甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳等)、液體揮發(fā)性碳源(苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、甲醇、乙醇、及辛醇等)及其他任意優(yōu)選化合物和它們的衍生物的組。還使用噻吩來作為碳源。這些中,作為碳源而優(yōu)選一氧化碳氣體。
作為碳源可使用一種或多種。
使用碳前體的情況下,碳前體例如可使用已加熱的細絲或等離子體來在反應器中的所希望的位置活性化。
一實施方式中,一種或多種碳源作為一種或多種催化劑粒子源、試劑、試劑前體和/或附加試劑而發(fā)揮作用。
碳源為5~10000ccm,優(yōu)選為50~1000ccm,例如能夠以約300ccm的比例導入到反應器中。利用該方法的各種材料(例如,碳源)的壓力為0.1~1000P a,優(yōu)選為1~500Pa。
可將一種或多種試劑使用于富勒烯官能化碳納米管的制造中。試劑可以為蝕刻劑。試劑可選自包括氫、氮、水、二氧化碳、一氧化二氮、二氧化氮及氧的組。而且,試劑例如可選自有機和/或無機含氧化合物(臭氧(O3)等)及各種氫化物。該方法中所使用的一種或多種試劑可選自一氧化碳、辛醇和/或噻吩。
優(yōu)選試劑(一種或多種)為水蒸氣和/或二氧化碳。并且其他任意優(yōu)選試劑也可用于基于本發(fā)明的方法中。還可使用其他試劑和/或試劑前體來作為碳源,相反的情況也相同。作為這種試劑的例子,例如為酮、醛、醇、酯和/或醚和/或其他任意優(yōu)選化合物。
可將這些一種或多種試劑和/或試劑前體例如與碳源一同或分別導入反應器中??蓪⒁环N或多種試劑/試劑前體,以1~12000ppm、優(yōu)選為100~2000ppm的濃度導入反應器中。
可對與碳納米管共價鍵合的一種或多種富勒烯和/或富勒烯系分子的濃度進行調(diào)整。該調(diào)整可通過如下方式來進行,即通過對所使用的一種或多種試劑的量(例如,濃度)進行調(diào)整,通過調(diào)整加熱溫度,而且/或通過調(diào)整滯留時間來進行。調(diào)整可根據(jù)合成方法來進行。加熱可通過250~2500℃的溫度進行,優(yōu)選可通過600~1000℃的溫度進行。例如,將H2O及CO2用作試劑的情況下,可如下設定:試劑為水的情況下,試劑的濃度在45~245ppm之間,優(yōu)選在125~185ppm之間,試劑為CO2的情況下,試劑的濃度在2000~6000ppm之間,優(yōu)選為約2500ppm。由此可將富勒烯密度設為比1富勒烯/nm更高??砂l(fā)現(xiàn)在一種或多種試劑的特定濃度中也存在加熱溫度的最佳范圍。
可使用對碳源的分解/歧化的過程進行催化的各種催化材料(催化劑粒子)。
所使用的催化劑粒子例如可以包含各種金屬和/或非金屬材料。優(yōu)選的催化劑粒子包含一種金屬,優(yōu)選包含一種過渡金屬和/或金屬(多種)和/或過渡金屬(多種)的組合。優(yōu)選催化劑粒子包含鉄、鈷、鎳、鉻、鉬、鈀和/或其他任意類似元素。催化劑粒子可從化學前體(例如,二茂鐵),例如通過二茂鐵蒸汽的熱分解而形成。催化劑粒子可通過對金屬或含金屬物質(zhì)進行加熱而制造。
可將催化劑粒子/催化劑前體,以10~10000ccm、優(yōu)選為以50~1000ccm(例如,約100ccm)的比例導入反應器中。
基于本發(fā)明的方法中所使用的催化劑粒子可通過各種方法來制造。作為這種方法的例子,例如有催化劑前體的化學蒸汽分解(chemical vapor decompo sition)、物理蒸汽核形成(physical vapor nucleation)。并且,作為其他方法,催化劑粒子例如可通過電噴霧、超聲波噴霧、空氣噴霧等,由液滴制造,或可使用熱干燥及分解和/或任意其他可應用的方法和/或工藝和/或材料而制造,該液滴例如可由金屬鹽溶液和膠體狀金屬納米粒子溶液制作。用于制造粒子的其他任意步驟,例如在噴嘴內(nèi)的隔熱膨脹、電弧放電和/或電噴霧系統(tǒng)也可使用于催化劑粒子的形成中。還可將熱線發(fā)生器(hot wire generato r)使用于催化劑粒子的制造中。根據(jù)本發(fā)明,為了產(chǎn)生金屬蒸汽而可使用對含有金屬的塊體進行加熱和/或使其蒸發(fā)的其他機構(gòu)。
可預先合成催化劑粒子,然后可導入反應器。然而,通常在制造CBFFCNT時所需要的粒度范圍的粒子很難操作和/或儲存,因此作為制造工藝中的統(tǒng)合步驟而優(yōu)選在反應器附近制造粒子。
可將氣溶膠和/或表面負載的催化劑粒子使用于富勒烯官能化碳納米管的制造中??蓪⒋呋瘎┝W忧绑w使用于催化劑粒子的制造中。
制造基材負載的富勒烯官能化碳納米管的情況下,可直接在基材上制造催化劑粒子和/或可通過擴散、熱泳(thermophoresis)、電泳、慣性碰撞和/或其他任意機構(gòu)而從氣相中析出。
催化劑粒子的化學制造方法的情況下,可使用金屬有機化合物、有機金屬化合物和/或無機化合物、例如,茂金屬化合物、羰基化合物、螯合化合物和/或其他任意優(yōu)選化合物來作為催化劑前體。
催化劑粒子的物理制造方法中,例如,利用電阻加熱、感應加熱、等離子體加熱、傳導加熱或輻射加熱、或化學反應等各種能源來使純金屬或該金屬的合金蒸發(fā)(其中,所生成的催化劑蒸汽的濃度比釋放位置中的核形成時所需要的電平低),之后可通過過飽和蒸汽使進行核形成、冷凝和/或凝結(jié)。物理方法中,作為與催化劑粒子的形成有關(guān)的過飽和蒸汽的生成機構(gòu),例如有電阻加熱的線周圍的對流熱傳遞、傳導性熱傳遞和/或輻射熱傳遞和/或(例如,噴嘴內(nèi)的)基于絕熱膨脹的氣體冷卻。
催化劑粒子的熱分解制造方法中,例如可使用各種金屬和/或其他任意優(yōu)選物質(zhì)的硝酸鹽、碳酸鹽、氯化物和/或氟化物等無機鹽。
本發(fā)明的方法可進一步包含導入一種或多種附加試劑的步驟。附加試劑在如下情況使用,即為了促進碳納米管的形成,為了改變碳源的分解速度,為了於碳納米管的制造中和/或制造后的無定形碳反應和/或為了與(例如,為了碳納米管的提純、摻雜和/或進一步官能化)碳納米管反應而使用??筛鶕?jù)本發(fā)明而使用用于參與與催化劑粒子前體、催化劑粒子、碳源、無定形碳和/或碳納米管(與一種或多種富勒烯和/或富勒烯系分子共價鍵合的化合物)的化學反應的附加試劑。一種或多種附加試劑可與碳源一同或分別導入。
作為基于本發(fā)明的CBFFCNT形成用促進劑(即,附加試劑),可使用硫、磷和/或氮元素和/或該些化合物(噻吩、PH3、NH3等)等附加試劑。附加促進劑試劑可選自H2O、CO2、NO和/或任意其他優(yōu)選元素和/或化合物。
提純工序中,根據(jù)情況,例如有可能需要去除并不優(yōu)選的無定形碳涂層和/或被封入CBFFCNT內(nèi)的催化劑粒子。本發(fā)明中,可設置一個或多個被加熱的個別反應器/反應器部分,一個反應器或反應器的一部分使用于CBFFCNT的制造中,剩余的(一個或多個)例如使用于進一步的提純、進一步的官能化和/或摻雜。還可組合上述步驟。
作為用于去除無定形碳的化學物質(zhì),可使用任意的化合物、該化合物的衍生物和/或該化合物的分解生成物(反應器中,在原位形成),但優(yōu)選與無定形碳反應,而并非石墨化碳。作為這種試劑的例子,可使用一種或多種醇、酮、有機酸和/或無機酸。而且,可使用H2O、CO2和/或NO等的氧化劑。根據(jù)本,還可使用其他附加試劑。
一實施方式中,為了進一步使CBFFCNT官能化而可使用一種或多種附加試劑。根據(jù)附著于CBFFCNT的化學基團和/或納米粒子,所制造的CBFFCNT的性質(zhì)發(fā)生變化。作為例子,若通過硼、氮、鋰、鈉和/或鉀元素而對CBFFCNT進行摻雜,則CBFFCNT的傳導率發(fā)生變化。即,可得到具有超導性的CBFFCNT。若通過富勒烯來使碳納米管官能化,則可通過所附著的富勒烯而可使碳納米管進一步官能化。本發(fā)明中,在CBFFCNT的形成前、其形成中和/或其形成后適當?shù)貙朐噭?,由此可在原位進行官能化和/或摻雜。
一實施方式中,一種或多種附加試劑可作為碳源、載氣和/或催化劑粒子源而發(fā)揮作用。
一實施方式中,該方法進一步包括將一種或多種添加劑導入反應器來制造富勒烯官能化碳納米管復合材料的步驟。例如,為了涂布所制造的CBFFCNT,和/或與CBFFCNT進行混合來制作CBFFCNT復合材料,可使用一種或多種添加劑。添加劑的目的為例如增大附著于基體的CBFFCNT的催化效率和/或控制基體的性質(zhì)(硬度、剛性、化學反應性、光學特性和/或?qū)崧屎?或?qū)щ娐屎?或膨脹系數(shù)等)。作為CBFFCNT復合材料料用涂層或氣溶膠化粒子添加劑,優(yōu)選可使用一種或多種含金屬材料和/或有機材料(聚合物等)和/或陶瓷、溶劑和/或該些氣溶膠。根據(jù)本發(fā)明,還可使用其他任意優(yōu)選添加劑。
所得到的復合材料例如可直接回收,并使其附著于基體和/或附著于表面上。這可通過電力、熱泳(thermophoretic)力、慣性力、擴散力、湍流移動(turbophoretic)力、重力和/或其他優(yōu)選力而進行,例如可形成厚膜或薄膜、絲、結(jié)構(gòu)體和/或?qū)訝畈牧?。通過添加一種或多種固體或液體和/或固體或液體粒子來涂布CBFFCNT,從而可構(gòu)成CBFFCNT復合材料。
關(guān)于添加劑,例如通過過飽和蒸汽的冷凝、與已附著的層的化學反應、濃液劑和/或官能團和/或通過其他機構(gòu)可作為表面涂層而附著于CBFFCNT上,或者添加劑為粒子的情況下,在氣相中進行混合及使其凝聚,從而可作為表面涂層而附著于CBFFCNT上。而且,可組合針對CBFFCNT的氣體及粒子附著。
一實施方式中,將上述位置導入反應器時,可根據(jù)需要使用一種或多種載氣。在所希望的情況下,載氣可作為碳源、催化劑粒子源、試劑源和/或附加試劑源而發(fā)揮作用。
一實施方式中,該方法可進一步包括回收作為固體、液體或氣體的分散體(dispersion)、固體結(jié)構(gòu)體、粉末、漿料、膠體懸浮液,和/或作為表面附著物而制造的一種或多種富勒烯官能化碳納米管和/或富勒烯官能化碳納米管復合材料料的步驟
一實施方式中,該方法進一步包括使所制造的富勒烯官能化碳納米管和/或富勒烯官能化碳納米管復合材料料的分散體、例如使氣體分散體附著于表面上和/或基體和/或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)體和/或設備中的步驟。
通過各種機構(gòu)(包括慣性碰撞、熱泳和/或在電場內(nèi)的移動,但并不限定于此)來控制所合成的材料的附著,從而可形成具有導電率和/或?qū)崧省⒉煌该鞫群?或機械強度、硬度和/或延展性等所希望的性質(zhì)的所希望的形狀(例如,絲、點、膜或三維結(jié)構(gòu)體)。作為控制所合成的材料的附著的機構(gòu)機構(gòu),進一步存在可形成具有導電率和/或?qū)崧省⒉煌该鞫群?或機械強度、硬度和/或延展性等所希望的性質(zhì)的所希望的形狀(例如,絲、點或膜)的、重力沉降、纖維及屏障過濾、慣性碰撞、熱泳和/或在電場內(nèi)的移動,但并不限定于此。
以下,對用于制造一種或多種富勒烯官能化碳納米管的裝置進行說明。該裝置具備用于加熱一種或多種催化劑粒子、碳源和/或試劑的反應器,該加熱為了制造包含與一種或多種碳納米管共價鍵合的一種或多種富勒烯和/或富勒烯系分子的一種或多種碳納米管而進行。
所述裝置可進一步具備催化劑粒子的制造機構(gòu)、一種或多種催化劑粒子的導入機構(gòu)、一種或多種催化劑粒子前體的導入機構(gòu)、一種或多種碳源的導入機構(gòu)、一種或多種碳源前體的導入機構(gòu)、一種或多種試劑的導入機構(gòu),一種或多種試劑前體的導入機構(gòu)、一種或多種附加試劑的導入機構(gòu)、一種或多種添加劑的導入機構(gòu)、所制造的一種或多種富勒烯官能化碳納米管和/或富勒烯官能化碳納米管復合材料料的回收機構(gòu)、使所制造富勒烯官能化碳納米管和/或碳納米管復合材料料的分散體(例如,氣體體分散體)附著的機構(gòu)、催化劑粒子的制造機構(gòu)和/或向反應器供給能源的機構(gòu)中的一個或一個以上。為了將上述各種材料例如導入反應器和/或裝置的其他任一部分而使用的機構(gòu)例如可具備一個相同機構(gòu)或各種機構(gòu)。例如,本發(fā)明的一實施方式中,可使用一個相同機構(gòu)來將一種或多種碳源及試劑導入反應器中。而且,裝置可根據(jù)需要而在反應器內(nèi)具備混合機構(gòu)。
裝置可具備一個或多個反應器,由此可連續(xù)制造和/或批量制造CBFFCNT、進一步被官能化的CBFFCNT、被摻雜的CBFFCNT和/或該些CBFFCNT的復合材料料。反關(guān)于應器的結(jié)構(gòu),設為串聯(lián)和/或并聯(lián),由此可得到各種最終組合物。而且,反應器可通過完全批量步驟或部分批量步驟來操作。
反應器例如可具備管、例如包含陶瓷材料、鐵、不銹鋼和/或任意其他優(yōu)選材料的管。本發(fā)明的一實施方式中,反應器的表面可通過包含如下材料而成,該材料為根據(jù)導入于反應器的(例如,上游)一種或多種試劑前體,將制造CBFFCNT時所需要的一種或多種試劑制造成催化劑的材料。
一實施方式中,管的內(nèi)徑例如為0.1~200cm,優(yōu)選可設為1.5~3cm,管的長度例如為1~2000cm,優(yōu)選可設為25~200cm。還可應用任意其他尺寸(例如,工業(yè)用途中所使用的尺寸)。
使用基于本發(fā)明的裝置的情況下,反應器內(nèi)的操作壓力例如為0.1~10氣壓,優(yōu)選可設為0.5~2氣壓(例如,約1氣壓)。而且,反應器內(nèi)的溫度為250~2500℃,例如可設為600~1000℃。
催化劑粒子的制造機構(gòu)例如可具備預反應器(pre-reactor)。該機構(gòu)例如可具備熱線發(fā)生器。裝置可進一步具備用于制造催化劑粒子的其他任意優(yōu)選機構(gòu)。該機構(gòu)可與反應器隔開間隔而分離?;蛘?,還可設為組裝于反應器的一部分。使用基于本發(fā)明的裝置之情況下,可將催化劑粒子的制造機構(gòu)例如放置于反應器溫度為250~2500℃,優(yōu)選成為350~900℃的位置。
一個優(yōu)選實施方式中,例如,通過預反應器(例如,熱線發(fā)生器)的流體優(yōu)選為氫和氮的混合物,其中氫的比率優(yōu)選為1%至99%的范圍,更優(yōu)選為5至50%的范圍,最優(yōu)選為大致7%。關(guān)于流量,例如,通過熱線發(fā)生器的流量為1~10000ccm,優(yōu)選可設為250~600ccm。
根據(jù)本發(fā)明,通過利用各種能源例如可促進和/或防止如下、即例如,化學反應和/或CBFFCNT合成。作為例子,有電阻、傳導、輻射和/或原子能和/或通過化學反應加熱的反應器和/或預反應器,但并不限定于此。還可將其他能源使用于反應器和/或預反應器。例如,可使用基于高頻、微波、聲音、激光的感應加熱和/或其他任何能源(化學反應等)。
<其他部件>
上述導電性薄膜中,除了偏振器及導電性薄膜以外,還可以包含其他部件。以對任意結(jié)構(gòu)部件進行詳細說明。
<硬涂層>
本發(fā)明的導電性薄膜可以進一步在導電層上(導電層的與偏振器側(cè)相反一側(cè)的表面上)具有硬涂層來作為功能層。
本發(fā)明中,硬涂層是指通過形成該層而導電性薄膜的鉛筆硬度提高的層。實際使用時,優(yōu)選層疊硬涂層后的鉛筆硬度(JIS K5400)為H以上,更優(yōu)選為2H以上,最優(yōu)選為3H以上。
優(yōu)選硬涂層的厚度為0.4~35μm,更優(yōu)選為1~30μm,進一步優(yōu)選為1.5~20μm。
硬涂層可以為一層,也可以為多層。硬涂層為多層的情況下,優(yōu)選所有硬涂層的膜厚的合計在上述范圍內(nèi)。
本發(fā)明的導電性薄膜的硬涂層表面可以平坦也可以為凹凸。并且,根據(jù)需要,且為了賦予表面凹凸或內(nèi)部散射而可在硬涂層含有透光性粒子。
關(guān)于硬涂層的形成方法,并無特別限制,可采用公知的方法,通??膳e出將包含規(guī)定成分的硬涂層形成用組合物涂布于導電層上,并根據(jù)需要實施固化處理(例如,加熱處理和/或光照射處理)的方法。
關(guān)于硬涂層形成用組合物的形態(tài),在后段中詳細說明。
作為涂布方法,可采用公知的涂布方法。例如,凹版涂布、輥涂布、反向涂布、刀式涂布、鑄模涂布、模唇涂布、刮刀涂布、擠壓涂布、滑動式涂布、繞線棒涂布、簾式涂布、擠出涂布、旋涂等。
涂布硬涂層形成用組合物之后,根據(jù)需要,為了去除溶劑而可以對組合物的涂布層實施干燥處理。關(guān)于干燥處理的方法,并無特別限制,可舉出風干處理或加熱處理等。
關(guān)于使通過上述涂布而得到的組合物的涂布層聚合固化的方法,并無特別限制,可舉出加熱處理或/和光照射處理等。
加熱處理的條件根據(jù)所使用的材料而不同,但從反應效率更加優(yōu)異的方面考慮,優(yōu)選以40~200℃(優(yōu)選為50~150℃)處理0.5分鐘~10分鐘(優(yōu)選為1分鐘~5分鐘)。
關(guān)于光照射處理的條件,并無特別限制,優(yōu)選如產(chǎn)生紫外線并照射而光固化的紫外線照射法。作為使用于這種方法中的紫外線燈,例如可舉出金屬鹵化物燈、高壓汞燈、低壓汞燈、脈沖氙燈、氙/汞混合汞燈、低壓殺菌燈、無電極燈。在這些紫外線燈中,優(yōu)選使用金屬鹵化物燈或高壓汞燈。
并且,照射條件根據(jù)各自的燈的條件而不同,照射曝光量通常在20~10000mJ/cm2的范圍內(nèi)即可,優(yōu)選在100~3000mJ/cm2的范圍內(nèi)。
加熱處理或光照射可以在工藝內(nèi)逐步進行。并且,從控制溫度觀點考慮,可以在工藝內(nèi)控制所接觸的輥的溫度。
以下,對為了形成硬涂層而使用的硬涂層形成用組合物的優(yōu)選方式(其1)及(其2)進行詳細說明。
[硬涂層形成用組合物(其1)]
本發(fā)明中,硬涂層可通過將具有不飽和雙鍵的化合物、聚合引發(fā)劑、根據(jù)需要而含有透光性粒子、含氟或硅酮系化合物、溶劑的組合物直接或經(jīng)由其他層而涂布于導電層上并進行干燥、固化而形成。
以下,對硬涂層形成用組合物(其1)中所包含的各成分進行說明。
(具有不飽和雙鍵的化合物)
硬涂層形成用組合物可含有具有不飽和雙鍵的化合物。具有不飽和雙鍵的化合物可作為粘結(jié)劑而發(fā)揮作用,優(yōu)選為具有兩個以上的聚合性不飽和基的多官能單體。具有兩個以上的聚合性不飽和基的多官能單體可作為固化劑而發(fā)揮作用,且可提高涂膜的強度或抗劃傷性。更優(yōu)選聚合性不飽和基為3個以上。該些單體可并用單官能或二官能單體和3官能以上的單體。
作為具有不飽和雙鍵的化合物,可舉出具有(甲基)丙烯?;?、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等聚合性官能團的化合物,其中,優(yōu)選(甲基)丙烯?;癈(O)OCH=CH2。尤其優(yōu)選可使用在下述一分子內(nèi)含有3個以上的(甲基)丙烯酰基的化合物。另外,“(甲基)丙烯?;睘楸硎颈;蚣谆;臉擞洠瑯拥?,后述“(甲基)丙烯酸”為表示丙烯酸或甲基丙烯酸的標記,后述“(甲基)丙烯酸酯”為表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的標記。
作為具有聚合性不飽和鍵的化合物的具體例,可舉出亞烷基二醇的(甲基)丙烯酸二酯類、聚亞氧烷基乙二醇(polyoxyalkylene glycol)的(甲基)丙烯酸二酯類、多元醇的(甲基)丙烯酸二酯類、環(huán)氧乙烯或環(huán)氧丙烷加成物的(甲基)丙烯酸二酯類、環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯類、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯類、聚酯(甲基)丙烯酸酯類等。
這些中,優(yōu)選多元醇與(甲基)丙烯酸的酯類。例如,可舉出1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、PO改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改性磷酸三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,2,3-環(huán)己烷四甲基丙烯酸酯、聚氨酯聚丙烯酸酯、聚酯聚丙烯酸酯、己內(nèi)酯改性三(丙烯酰氧基乙基)異氰脲等。
具有(甲基)丙烯酰基的多官能丙烯酸酯系化合物類還可使用市售的產(chǎn)品,可舉出Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制NK酯A-TMMT、NIppon Kayak u Co.,Ltd.制KAYARAD DPHA等。關(guān)于多官能單體,記載于日本特開2009-98658號公報的[0114]~[0122]段中,本發(fā)明中也相同。
作為具有不飽和雙鍵的化合物,從與導電層的密合性、低卷曲、后述含氟或硅酮系化合物的固定性方面考慮,優(yōu)選為具有氫鍵合性取代基的化合物。氫鍵合性取代基是指由氮、氧、硫、鹵素等的電負性較大的原子與氫鍵通過共價鍵合而結(jié)合的取代基,具體而言,可舉出OH-、SH-、-NH-、CHO-、CHN-等,優(yōu)選氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯類或具有羥基的(甲基)丙烯酸酯類。還可使用市售的具有(甲基)丙烯?;亩喙倌鼙┧狨?,可舉出Shin-Nakamura Ch emical Co.,Ltd.制NK低聚U4HA、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制NK酯A-TMM-3、NIppon Kayaku Co.,Ltd.制KAYARAD PET-30等。
為了通過提供充分的聚合率來賦予硬度等,優(yōu)選硬涂層形成用組合物中的具有不飽和雙鍵的化合物的含量相對去除硬涂層形成用組合物中的無機成分的總固體成分為50質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為60~99質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為70~99質(zhì)量%,尤其優(yōu)選為80~99質(zhì)量%。
還優(yōu)選硬涂層形成用組合物中使用在分子內(nèi)具有環(huán)狀脂肪族烴和不飽和雙鍵的化合物。通過使用這種化合物可對硬涂層賦予低透濕性。為了提高硬涂性,更優(yōu)選使用在分子內(nèi)具有兩個以上的環(huán)狀脂肪族烴和不飽和雙鍵的化合物。
硬涂層形成用組合物含有在分子內(nèi)具有環(huán)狀脂肪族烴和不飽和雙鍵的化合物的情況下,硬涂層形成用組合物中的具有不飽和雙鍵的化合物中,優(yōu)選在分子內(nèi)具有環(huán)狀脂肪族烴和不飽和雙鍵的化合物為1~90質(zhì)量%,更優(yōu)選為2~80質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為5~70質(zhì)量%。
硬涂層形成用組合物含有在分子內(nèi)具有環(huán)狀脂肪族烴和不飽和雙鍵的化合物的情況下,優(yōu)選進一步含有5官能以上的(甲基)丙烯酸酯。
硬涂層形成用組合物進一步含有5官能以上的(甲基)丙烯酸酯的情況下,硬涂層形成用組合物中的具有不飽和雙鍵的化合物中,優(yōu)選5官能以上的(甲基)丙烯酸酯為1~70質(zhì)量%,更優(yōu)選為2~60質(zhì)量%,尤其優(yōu)選為5~50質(zhì)量%。
(透光性粒子)
在硬涂層中含有透光性粒子,由此可向硬涂層表面賦予凹凸形狀,或者賦予內(nèi)部霧度(internal haze)。
作為可使用於硬涂層的透光性粒子,可舉出聚甲基丙烯酸甲酯粒子(折射率1.49)、交聯(lián)聚(丙烯酸-苯乙烯)共聚物粒子(折射率1.54)、三聚氰胺樹脂粒子(折射率1.57)、聚碳酸酯粒子(折射率1.57)、聚苯乙烯粒子(折射率1.60)、交聯(lián)聚苯乙烯粒子(折射率1.61)、聚氯乙烯粒子(折射率1.60)、苯并胍胺-三聚氰胺甲醛粒子(折射率1.68)、二氧化硅粒子(折射率1.46)、氧化鋁粒子(折射率1.63)、氧化鋯粒子、二氧化鈦粒子或者中空或具有細孔的粒子等。
這些中,可優(yōu)選使用交聯(lián)聚((甲基)丙烯酸酯)粒子、交聯(lián)聚(丙烯酸-苯乙烯)粒子,根據(jù)選自這些粒子中的各透光性粒子的折射率來調(diào)整粘結(jié)劑的折射率,由此可實現(xiàn)適合于硬涂層的表面凹凸、表面霧度、內(nèi)部霧度、總霧度。優(yōu)選粘結(jié)劑(透光性樹脂)的折射率為1.45~1.70,更優(yōu)選為1.48~1.65。
并且,透光性粒子與硬涂層的粘結(jié)劑的折射率之差(“透光性粒子的折射率”-“去除透光性粒子的硬涂層的折射率”)作為絕對值,優(yōu)選小于0.05,更優(yōu)選為0.001~0.030,進一步優(yōu)選為0.001~0.020。若將硬涂層中的透光性粒子與粘結(jié)劑的折射率之差設為小于0.05,則基于透光性粒子的光的折射角度變小,散射光不會擴散至廣角,且不存在惡化作用,因此優(yōu)選。
為了實現(xiàn)上述粒子與粘結(jié)劑的折射率差,可以調(diào)節(jié)透光性粒子的折射率,也可以調(diào)節(jié)粘結(jié)劑的折射率。
作為優(yōu)選的第1方式,優(yōu)選組合使用以3官能以上的(甲基)丙烯酸酯單體為主成分的粘結(jié)劑(固化后的折射率為1.50~1.53)和丙烯酸含率為50~100質(zhì)量比的包含交聯(lián)聚(甲基)丙烯酸酯/苯乙烯聚合物的透光性粒子。對低折射率的丙烯酸成分和高折射率的苯乙烯成分的組成比進行調(diào)節(jié),由此可輕松地將透光性粒子與粘結(jié)劑的折射率差設為小于0.05。優(yōu)選丙烯酸成分與苯乙烯成分的比率以質(zhì)量比為50/50~100/0,更優(yōu)選為60/40~100/0,最優(yōu)選為65/35~90/10。作為包含交聯(lián)聚(甲基)丙烯酸酯/苯乙烯聚合物的透光性粒子的折射率,優(yōu)選為1.49~1.55,更優(yōu)選為1.50~1.54,最優(yōu)選為1.51~1.53。
作為優(yōu)選的第2方式,相對以3官能以上的(甲基)丙烯酸酯單體為主成分的粘結(jié)劑并用平均粒子尺寸為1~100nm的無機微粒子,由此調(diào)節(jié)單體與包含無機微粒子的粘結(jié)劑的折射率,并調(diào)節(jié)與現(xiàn)有的透光性粒子的折射率差。無機粒子為選自硅、鋯、鈦、鋁、銦、鋅、錫、銻中的至少一種金屬的氧化物,作為具體例,可舉出SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ITO等。優(yōu)選可舉出SiO2、ZrO2、Al2O3等。這些無機粒子可在相對單體的總量為1~90質(zhì)量%的范圍內(nèi)進行混合而使用,優(yōu)選為5~65質(zhì)量%。
在此,去除透光性粒子的硬涂層的折射率可通過阿貝折射儀直接測定,或可通過的頂部分光反射光譜或分光橢偏儀等而進行定量評價。透光性粒子的折射率可通過如下方式來測定,即將透光性粒子以等量分散于通過改變折射率不同的兩種溶劑的混合比而改變折射率的溶劑中來測定渾濁度,利用阿貝折射儀測定渾濁度變?yōu)闃O小時的溶劑的折射率。
優(yōu)選透光性粒子的平均粒徑為1.0~12μm,更優(yōu)選為3.0~12μm,進一步優(yōu)選為4.0~10.0μm,最優(yōu)選為4.5~8μm。將折射率差及粒子尺寸設定在上述范圍內(nèi),由此光的散射角度分布不會擴散至廣角,且很難引起顯示器的文字模糊、對比度降低。從無需將所添加的層的膜厚設為較厚,且很難產(chǎn)生如卷曲或成本上升的問題的方面考慮,優(yōu)選為12μm以下。從抑制涂敷時的涂布量,干燥迅速,且很難產(chǎn)生干燥不均等的面狀缺陷的方面考慮,優(yōu)選進一步設定在上述范圍內(nèi)。
若透光性粒子的平均粒徑的測定方法為測定粒子的平均粒徑的測定方法,則可應用任意測定方法,優(yōu)選以透射型電子顯微鏡(倍率50萬~200萬倍)觀察粒子,且觀察100個粒子并求出其平均值,且可將該平均值作為平均粒徑。
關(guān)于透光性粒子的形狀,并無特別限定,除了圓球狀粒子,還可以并用其他形狀的粒子(例如,非圓球狀粒子)等形狀不同的透光性粒子。尤其若將非圓球狀粒子的短軸沿硬涂層的法線方向?qū)R,則與圓球粒子相比,可使用粒徑較小的粒子。
優(yōu)選以硬涂層總固體成分中含有0.1~40質(zhì)量%的方式配合透光性粒子。更優(yōu)選為1~30質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為1~20質(zhì)量%。通過將透光性粒子的配合比設定在上述范圍內(nèi),可將內(nèi)部霧度控制在優(yōu)選范圍內(nèi)。
并且,優(yōu)選透光性粒子的涂布量為10~2500mg/m2,更優(yōu)選為30~2000mg/m2,進一步優(yōu)選為100~1500mg/m2。
作為透光性粒子的制造方法,可舉出懸浮聚合法、乳化聚合法、無皂乳化聚合法、分散聚合法、種子聚合法等,可以通過任意方法來制造。這些制造法例如可參考“高分子合成的實驗法”(大津隆行、木下雅悅共著,Kagaku-Doj in Publishing Company,INC.)130頁及146頁至147頁的記載、“合成高分子”1卷、p.246~290、“合成高分子”3卷、p.1~108等中所記載的方法、及日本專利第2543503號明細書、日本專利第3508304號明細書、日本專利第2746275號明細書、日本專利第3521560號明細書、日本專利第3580320號明細書、日本特開平10-1561號公報、日本特開平7-2908號公報、日本特開平5-297506號公報、日本特開2002-145919號公報等中所記載的方法。
從霧度值的擴散性的控制、涂布面狀的均勻性考慮,優(yōu)選透光性粒子的粒度分布為單分散性粒子。優(yōu)選表示粒徑的均勻度的CV值為15%以下,更優(yōu)選為13%以下,進一步優(yōu)選為10%以下。而且將粒徑比平均粒徑大20%以上的粒子規(guī)定為粗大粒子的情況下,優(yōu)選該粗大粒子的比例為總粒子數(shù)的1%以下,更優(yōu)選為0.1%以下,進一步優(yōu)選為0.01%以下。制備具有這種粒度分布的粒子或?qū)ζ溥M行合成反應后,進行分級的情況也為有效方法,提高分級的次數(shù)或強化該程度,由此可得到以所希望的的方式分布的粒子。
優(yōu)選分級時可使用風力分級法、離心分級法、沉淀分級法、過濾分級法、靜電分級法等的方法。
(光聚合引發(fā)劑)
優(yōu)選硬涂層形成用組合物中含有光聚合引發(fā)劑。
從如下理由考慮,優(yōu)選硬涂層形成用組合物中的光聚合引發(fā)劑的含量相對硬涂層形成用組合物中的總固體成分為0.5~8質(zhì)量%,更優(yōu)選為1~5質(zhì)量%,即將量設定為可充分聚合硬涂層形成用組合物中所包含的可聚合化合物,并且設定為充分少,以免起點過度增加。
(紫外線吸收劑)
導電性薄膜可使用于帶觸摸面板的顯示裝置的部件等,從防止液晶等劣化的觀點考慮,硬涂層中以不阻礙UV(紫外線)固化的范圍含有紫外線吸收劑,由此可對導電性薄膜賦予紫外線吸收性。
(溶劑)
硬涂層形成用組合物可含有溶劑。作為溶劑,考慮到單體的溶解性、透光性粒子的分散性、涂敷時的干燥性等,可使用各種溶劑。作為有機溶劑,例如可舉出二丁醚、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、環(huán)氧丙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊環(huán)、1,3,5-三噁烷、四氫呋喃、茴香醚、苯乙醚、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基、碳酸二乙酯、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、二乙基酮、二丙基酮、二異丁基酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲基環(huán)己酮、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯、2-甲氧基乙酸甲酯、2-乙氧基乙酸甲酯、2-乙氧基乙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、1,2-二乙酰氧基丙酮、乙酰丙酮、二丙酮醇、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯等、甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、環(huán)己醇、乙酸異丁酯、甲基異丁基酮(MIBK)、2-辛酮、2-戊酮、2-己酮、乙二醇乙基醚、乙二醇異丙醚、乙二醇丁基醚、丙二醇甲基醚、乙基卡必醇、丁基卡必醇、己烷、庚烷、辛烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯等,可單獨使用或組合兩種以上來使用。
優(yōu)選以硬涂層形成用組合物的固體成分濃度成為20~80質(zhì)量%的范圍的方式使用溶劑,更優(yōu)選為30~75質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為40~70質(zhì)量%。
[硬涂層形成用組合物(其2)]
接著,對使用于抗靜電反射防止薄膜的(抗靜電性)硬涂層形成用組合物進行說明。
以下,對硬涂層形成用組合物(其2)中所包含的各種成分進行詳細說明。
(具有季銨鹽基團的化合物)
本硬涂層形成用組合物含有具有季銨鹽基團的化合物。
作為具有季銨鹽基團的化合物,可使用低分子型或高分子型的任意一個,但由于不會因滲漏等而改變抗靜電性,因此更優(yōu)選使用高分子型陽離子化合物。
作為具有高分子型季銨鹽基團的陽離子化合物,可適當從公知化合物中選擇并使用,從離子傳導性較高的觀點考慮,優(yōu)選為含季銨鹽基團的聚合物,優(yōu)選為具有以下述通式(I)~通式(III)表示的結(jié)構(gòu)單元的至少一個單元的聚合物。
[化學式1]
通式(I)
通式(I)中,R1表示氫原子、烷基、鹵素原子或CH2COO-M+。Y表示氫原子或COO-M+。M+表示質(zhì)子或陽離子。L表示-CONH-、-COO-、-CO-或O-。J表示亞烷基、亞芳基、或?qū)⑺鼈冞M行組合而成的基團。Q表示選自下述組A的基團。
[化學式2]
式中,R2、R2’及R2”分別獨立地表示烷基。J表示亞烷基、亞芳基、或?qū)⑺鼈冞M行組合而成的基團。X-表示陰離子。p及q分別獨立地表示0或1。
[化學式3]
通式(II)
[化學式4]
通式(III)
通式(II)中,R3、R4、R5及R6分別獨立地表示烷基,R3與R4及R5與R6可以分別彼此鍵合而形成含氮雜環(huán)。
通式(II)中的A和B、及通式(III)中的D分別獨立地表示亞烷基、亞芳基、亞烯基、亞芳基亞烷基、-R7COR8-、-R9COOR10OCOR11-、-R12OCR13COOR14-、-R15-(OR16)m-、-R17CONHR18NHCOR19-、-R20OCONHR21NHCOR22-或-R23NHCONHR24NHCONHR25-。
通式(III)中的E表示單鍵、亞烷基、亞芳基、亞烯基、亞芳基亞烷基、-R7COR8-、-R9COOR10OCOR11-、-R12OCR13COOR14-、-R15-(OR16)m-、-R17CONHR18NHCOR19-、-R20OCONHR21NHCOR22-、-R23NHCONHR24NHCONHR25-或-NHCOR26CONH-。R7、R8、R9、R11、R12、R14、R15、R16、R17、R19、R20、R22、R23、R25及R26表示亞烷基。R10、R13、R18、R21及R24分別獨立地表示選自亞烷基、亞烯基、亞芳基、亞芳基亞烷基及亞烷基亞芳基的連接基。m表示1~4的正整數(shù)。
X‐表示陰離子。
Z1、Z2表示與-N=C-基一同形成5元或6元環(huán)時所需的非金屬原子團,且可以以成為≡N+[X-]-的季銨鹽的形狀與E連結(jié)。
n表示5~300的整數(shù)。
對通式(I)~通式(III)的基團進行說明。
作為鹵素原子,可舉出氯原子、溴原子,優(yōu)選為氯原子。
優(yōu)選烷基為碳原子數(shù)1~4的支鏈或直鏈烷基,更優(yōu)選為甲基、乙基、丙基。
優(yōu)選亞烷基為碳原子數(shù)1~12的亞烷基,更優(yōu)選為亞甲基、乙烯基、丙烯基,尤其優(yōu)選為乙烯基。
優(yōu)選亞芳基為碳原子數(shù)6~15的亞芳基,更優(yōu)選為亞苯基、二亞苯基、苯基亞甲基、苯基二亞甲基、亞萘基,尤其優(yōu)選為苯基亞甲基,這些基團可以具有取代基。
優(yōu)選亞烯基為碳原子數(shù)2~10的亞烯基,優(yōu)選為亞芳基亞烷基為碳原子數(shù)6~12的亞芳基亞烷基,該些基團可以具有取代基。
作為可以被各基團取代的取代基,可舉出甲基、乙基、丙基等。
通式(I)中,優(yōu)選R1為氫原子或甲基。
優(yōu)選Y為氫原子。
優(yōu)選L為-COO-。
優(yōu)選J為苯基亞甲基、亞甲基、乙烯基、丙烯基。
Q為以下述通式(VI)表示的基團,R2、R2,及R2,,分別為甲基。
作為X-,可舉出鹵素離子、磺酸陰離子、羧酸陰離子等,優(yōu)選為鹵素離子,更優(yōu)選為氯離子。
優(yōu)選p及q為0或1,更優(yōu)選p=1、q=1。
[化學式5]
通式(VI)
通式(II)中,優(yōu)選R3、R4、R5及R6為碳原子數(shù)1~4的取代或未取代的烷基,更優(yōu)選為甲基、乙基,尤其優(yōu)選為甲基。
優(yōu)選通式(II)中的A和B、及通式(III)中的D分別獨立地表示碳原子數(shù)2~10的取代或未取代的亞烷基、亞芳基、亞烯基、亞芳基亞烷基,優(yōu)選為苯基二亞甲基。
作為X-,可舉出鹵素離子、磺酸陰離子、羧酸陰離子等,優(yōu)選為鹵素離子,更優(yōu)選為氯離子。
優(yōu)選E表示單鍵、亞烷基、亞芳基、亞烯基、亞芳基亞烷基。
Z1、Z2作為與-N=C-基一同形成的5元或6元環(huán),可例示二氮鎓雙環(huán)辛烷環(huán)等。
以下,舉出具有以通式(I)~通式(III)表示的結(jié)構(gòu)單元的化合物的具體例,但本發(fā)明并不限定于此。另外,下述具體例中的下標(m、x、y、r及實際數(shù)值)中,m表示各單元的重復單元數(shù),x、y、r表示各個單元的摩爾比。
[化學式6]
[化學式7]
[化學式8]
[化學式9]
[化學式10]
上述例示的導電性化合物可以單獨使用,也可并用兩種以上的化合物。并且,抗靜電劑的分子內(nèi)具有聚合性基團的抗靜電化合物可提高抗靜電層的抗劃傷性(膜強度),因此優(yōu)選。
作為具有季銨鹽基團的化合物,可使用市售品,例如可舉出產(chǎn)品名“LIGH T ESTER DQ-100”(Kyoeisha chemical Co.,Ltd.制)、產(chǎn)品名“Lioduras L AS-1211”(TOYO INK CO.,LTD.制)、產(chǎn)品名“紫光UV-AS-102”(Nippon S ynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.制)、「NK低聚U-601、201」(Shin-Na kamura Chemical Co,Ltd.制)等。
除了以上述通式(I)~通式(III)表示的結(jié)構(gòu)單元(離子性結(jié)構(gòu)單元)以外,含季銨鹽基團聚合物還可以具有其他結(jié)構(gòu)單元(重復單元)。具有季銨鹽基團的化合物具有離子性結(jié)構(gòu)單元以外的結(jié)構(gòu)單元,由此可提高制造組合物時針對溶劑的溶解性、與具有不飽和雙鍵的化合物或光聚合引發(fā)劑的相溶性。
作為為了導入以上述(I)~(III)表示的結(jié)構(gòu)單元以外的結(jié)構(gòu)單元而使用的重合性化合物,并無特別限定,可舉出選自如下化合物的聚合性化合物及其組合,即聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-四亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇-四亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單甲醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單丁醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單辛醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單芐醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單苯醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單癸醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單十二烷基醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單十四烷基醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單十六烷基醚、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯單十八烷基醚、聚(乙二醇-丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯辛基醚、聚(乙二醇-丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯十八烷基醚、聚(乙二醇-丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯壬基苯基醚等具有環(huán)氧烷鏈的化合物;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、十二烷基(甲基)丙烯酸酯、十八烷基(甲基)丙烯酸酯等烷基(甲基)丙烯酸酯;羥乙基(甲基)丙烯酸酯、羥丙基(甲基)丙烯酸酯、羥丁基(甲基)丙烯酸酯等羥基烷基(甲基)丙烯酸酯;芐基(甲基)丙烯酸酯、環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、異冰片(甲基)丙烯酸酯、二環(huán)戊烯基(甲基)丙烯酸酯、二環(huán)戊烯基氧乙基(甲基)丙烯酸酯、乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、氰基乙基(甲基)丙烯酸酯、縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯等各種(甲基)丙烯酸酯或苯乙烯、甲基苯乙烯等。
從可充分賦予抗靜電性且很難減損膜硬度的觀點考慮,優(yōu)選硬涂層形成用組合物中的具有季銨鹽基團的化合物含量相對硬涂層形成用組合物中的總固體成分為1~30質(zhì)量%,更優(yōu)選為3~20質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為5~15質(zhì)量%。
(具有不飽和雙鍵的化合物)
硬涂層形成用組合物中可含有具有不飽和雙鍵的化合物。作為具有不飽和雙鍵的化合物,與通過上述“硬涂層形成用組合物(其1)”進行說明的化合物定義相同。
為了通過給予充分的聚合率來賦予硬度等,優(yōu)選硬涂層形成用組合物中的具有不飽和雙鍵的化合物的含量相對硬涂層形成用組合物中的總固體成分為40~98質(zhì)量%,更優(yōu)選為60~95質(zhì)量%。
(光聚合引發(fā)劑)
硬涂層形成用組合物可含有光聚合引發(fā)劑。
作為光聚合引發(fā)劑,可舉出苯乙酮類、苯偶姻類、二苯甲酮類、氧化膦類、縮酮類、蒽醌類、噻噸酮類、偶氮化合物、過氧化物類、2,3-二烷基二酮化合物類、二硫化合物類、氟代胺化合物類、芳香族硫鎓類、洛粉堿二聚體類、鎓鹽類、硼酸鹽類、活性酯類、活性鹵素類、無機絡合物、香豆素類等。光聚合引發(fā)劑的具體例、及優(yōu)選方式、市售品等記載于日本特開2009-098658號公報的[0133]~[0151]段中,同樣地在本發(fā)明中也可較佳地使用。
“最新UV固化技術(shù)”{Technical Information Institute Co.,Ltd.}(1991年)、p.159、及“紫外線固化系統(tǒng)”加藤清視著(平成元年、綜合技術(shù)中心發(fā)行)、p.65~148中也記載有各種例子,其在本發(fā)明中也有用。
從如下理由考慮,優(yōu)選硬涂層形成用組合物中的光聚合引發(fā)劑的含量相對硬涂層形成用組合物中的總固體成分為0.5~8質(zhì)量%,更優(yōu)選為1~5質(zhì)量%,即將量設定為可充分聚合硬涂層形成用組合物中所包含的可聚合化合物,并且設定為充分少,以免起點過度增加。
(溶劑)
硬涂層形成用組合物可以含有各種有機溶劑。
本發(fā)明中,從得到與離子導電性化合物的相溶性的觀點考慮,優(yōu)選含有親水性溶劑。作為親水性溶劑,可舉出醇系溶劑、碳酸酯系溶劑、酯系溶劑等,例如可舉出甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、環(huán)己醇、2-乙基-1-己醇、2-甲基-1-己醇、2-甲氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、二丙酮醇、二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯、二異丙基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯、甲基正丙基碳酸酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-甲氧基乙酸甲酯、2-乙氧基乙酸甲酯、2-乙氧基乙酸乙酯、丙酮、1,2-二乙酰氧基丙酮、乙酰丙酮等,可以單獨使用一種,也可組合使用兩種以上。
并且,還可以使用上述以外的溶劑。例如,可舉出醚系溶劑、酮系溶劑、脂肪族烴系溶劑、芳香族烴系溶劑等。例如,可舉出二丁醚、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、環(huán)氧丙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊環(huán)、1,3,5-三噁烷、四氫呋喃、茴香醚、苯乙醚、甲基乙基酮(MEK)、二乙基酮、二丙基酮、二異丁基酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲基環(huán)己酮、甲基異丁基酮、2-辛酮、2-戊酮、2-己酮、乙二醇乙基醚、乙二醇異丙醚、乙二醇丁基醚、丙二醇甲基醚、乙基卡必醇、丁基卡必醇、己烷、庚烷、辛烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯等,可以單獨使用一種,也可組合使用兩種以上。
優(yōu)選以硬涂層形成用組合物中的固體成分濃度成為20~80質(zhì)量%的范圍的方式使用溶劑,更優(yōu)選為30~75質(zhì)量%,最優(yōu)選為40~70質(zhì)量%。
(表面活性劑)
還優(yōu)選在硬涂層形成用組合物中使用各種表面活性劑。通常表面活性劑可抑制因基于干燥風的局部分布的干燥不均而引起的膜厚不均等,或者可改善抗靜電層的表面凹凸或涂布物的凹陷。而且,通過提高抗靜電化合物的分散性,有時可顯示更穩(wěn)定且較高的導電性,因此優(yōu)選。
作為表面活性劑,具體而言優(yōu)選氟系表面活性劑、或硅酮系表面活性劑。并且,作為表面活性劑,與低分子化合物相比更優(yōu)選為低聚物或聚合物。
若添加表面活性劑,則表面活性劑迅速移動至所涂布的液膜表面而偏在化,表面活性劑在膜干燥后直接偏在于表面,因此添加有表面活性劑的硬涂層的表面能因表面活性劑而降低。從防止硬涂層的膜厚不均勻性或凹陷、不均的觀點考慮,優(yōu)選膜的表面能較低。
作為氟系表面活性劑,尤其從防止由凹陷、不均等引起的點缺陷的觀點考慮,優(yōu)選含氟代脂肪族基共聚物,該含氟代脂肪族基共聚物包含源自含有以下述通式(F1)表示的氟代脂肪族基的單體的重復單元和包含源自并不包含以下述通式(F2)表示的氟代脂肪族基的單體的重復單元。
通式(F1)
[化學式11]
(式中,R0表示氫原子、鹵素原子、或甲基。L表示2價連接基。n表示1以上且18以下的整數(shù)。)
通式(F2)
[化學式12]
(式中,R1表示氫原子、鹵素原子、或甲基。L1表示2價連接基。Y表示可以具有取代基的碳原子數(shù)為1~20的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基、或者可以具有取代基的芳香族基。)
優(yōu)選含有以通式(F1)表示的氟代脂肪族基的單體為含有以下述通式(F1-1)表示的氟代脂肪族基的單體。
通式(F1-1)
[化學式13]
(式中,R1表示氫原子、鹵素原子、或甲基。X表示氧原子、硫原子或-N(R2)-。m表示1以上且6以下的整數(shù)。n表示1以上且18以下的整數(shù)。R2表示可以具有氫原子或取代基的碳原子數(shù)1~8的烷基。)
關(guān)于上述含氟代脂肪族基共聚物的優(yōu)選方式、及具體例,記載于日本特開2007-102206號公報的[0023]~[0080]段中,在本發(fā)明中也相同。
作為硅酮系表面活性劑的優(yōu)選例子,可舉出作為重復單元而包含多個二甲基硅氧基單元且在化合物鏈的末端和/或側(cè)鏈具有取代基的化合物。作為重復單元而包含二甲基硅氧基的化合物鏈中還可以含有二甲基硅氧基以外的結(jié)構(gòu)單元。取代基可以相同,也可以不同,優(yōu)選為多個。作為優(yōu)選的取代基的例子,可舉出包含聚醚基、烷基、芳基、芳氧基、芳基、肉桂?;?、氧雜環(huán)丁基、氟代烷基、聚氧化烯基等的基團。
關(guān)于分子量,并無特別限制,優(yōu)選為10萬以下,更優(yōu)選為5萬以下,尤其優(yōu)選為1000~30000,最優(yōu)選為1000~20000。
作為優(yōu)選的硅酮系化合物的例子,可舉出Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制“X-22-174DX”、“X-22-2426”、“X22-164C”、“X-22-176D”(以上為產(chǎn)品名);CHISSO CORPORATION制“FM-7725”、“FM-5521”、“FM-6621”(以上為產(chǎn)品名);Gelest,Inc制“DMS-U22”、“RMS-033”(以上為產(chǎn)品名);Dow Corning Toray Co.,Ltd.制“SH200”、“DC11PA”、“ST80PA”、“L7604”、“FZ-2105”、“L-7604”、“Y-7006”、“SS-2801”(以上為產(chǎn)品名);Momentive Performance Materials Inc.制“TSF400”(產(chǎn)品名)等,但并不限定于此。
優(yōu)選表面活性劑在硬涂層形成用組合物的總固體成分中含有0.01~0.5質(zhì)量%,更優(yōu)選為0.01~0.3質(zhì)量%。
另外,除了上述硬涂層形成用組合物(其1)及硬涂層形成用組合物(其2)以外,例如還可使以用日本特開2012-78528號公報的感光性組合物來作為上述硬涂層形成用組合物。
<保護薄膜(偏振器保護薄膜)>
保護薄膜在偏振器的與導電層側(cè)相反一側(cè)的表面上任意配置,且具有保護、偏振器的功能。
作為保護薄膜,可使用公知的透明支撐體,例如,作為形成透明支撐體的材料,可使用以三乙酰纖維素為代表的纖維素酰化物樹脂、環(huán)烯烴系樹脂(ZE ON CORPORATION制的ZEONEX、ZEONOR、JSR CORPORATION制的ARTON等)、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂。
關(guān)于保護薄膜的厚度,并無特別限定,從可將厚度設為較薄等理由考慮,優(yōu)選為40μm以下,更優(yōu)選為25μm以下。
<λ/4板>
λ/4板為配置在偏振器與導電性薄膜之間的任意層。配置λ/4板,由此可通過偏振器和λ/4板形成圓偏振片。圓偏振片可應用于所謂外光反射防止用途中。
λ/4板(具有λ/4功能的板)為具有將一特定波長的直線偏振光變換為圓偏振(或,將圓偏振變換為直線偏振光)的功能的板。更具體而言,規(guī)定波長λnm下的面內(nèi)延遲值為表示λ/4(或,其奇數(shù)倍)的板。
關(guān)于λ/4板的波長550nm下的面內(nèi)延遲值(Re(550)),以理想值(137.5nm)為中心,可以存在25nm左右的誤差,例如,優(yōu)選為110~160nm,更優(yōu)選為120~150nm,進一步優(yōu)選為130~145nm。
偏振器和λ/4板作為圓偏振片而發(fā)揮作用的情況下,使用單層結(jié)構(gòu)的λ/4板時,優(yōu)選由偏振器的吸收軸與λ/4板的面內(nèi)慢軸所成的角度θ在45±10°的范圍內(nèi)。換言之,優(yōu)選角度θ在35~55°的范圍內(nèi)。
另外,上述角度是指從偏振器表面的法線方向觀察時,由偏振器的吸收軸與λ/4板的面內(nèi)慢軸所成的角度。
λ/4板可以為多層結(jié)構(gòu)。作為多層結(jié)構(gòu)的例子,例如可舉出通過層疊λ/2板和λ/4板而成的寬頻帶λ/4板。例如,層疊偏振器和寬頻帶λ/4(從偏振器側(cè)包含λ/2板和λ/4板)板的情況下,由偏振器的透射軸與λ/2板的面內(nèi)慢軸所成的角度角度在15±10°的范圍內(nèi),由偏振器的透射軸與λ/4板的面內(nèi)慢軸所成的角度在75±10°的范圍內(nèi)。
若構(gòu)成λ/4板的材料顯示上述特性,則并無特別限制,可舉出包含液晶化合物的方式(例如,包含均勻取向的液晶化合物的光學各向異性層)或聚合物薄膜等。這些中,從容易控制上述特性的方面考慮,優(yōu)選包含液晶化合物。更具體而言,優(yōu)選λ/4板為具有聚合性基團的液晶化合物(棒狀液晶化合物或圓盤狀液晶化合物)通過聚合等而固定并形成的層,這種情況下,在形成層之后不再需要顯示液晶性。
<導電性薄膜及其用途>
導電性薄膜至少包含偏振器、及配置在偏振器上,且包含富勒烯官能化碳納米管的導電層。
關(guān)于導電性薄膜的表面電阻值,并無特別限制,從導電性更加優(yōu)異的方面考慮,優(yōu)選為10~150Ω/□,更優(yōu)選為10~100Ω/□。
表面電阻值為利用Mitsubishi Chemical Corporation Loresta-GP(MCP-T600),通過四探針法并依據(jù)JIS K 7194進行測定的值。
上述導電性薄膜可應用于各種用途,例如可舉出觸摸面板等。
以下,對將導電性薄膜應用于觸摸面板的情況下的優(yōu)選方式進行詳細說明。
<觸摸面板及帶觸摸面板的顯示裝置>
上述導電性薄膜可較佳地使用于觸摸面板(優(yōu)選為靜電電容式觸摸面板)。更具體而言,可作為構(gòu)成觸摸面板的部件來應用,導電層可較佳地應用于感知靜電電容的變化的檢測電極(傳感器電極)或用于對檢測電極施加電壓的引出配線(周邊配線)等。
(第1實施方式)
以下,結(jié)合圖1對應用本發(fā)明的導電性薄膜的帶觸摸面板的顯示裝置的第1實施方式進行說明。圖1為表示本發(fā)明的帶觸摸面板的液晶顯示裝置的一例的示意剖視圖。另外,圖1為便于理解帶觸摸面板的液晶顯示裝置的層結(jié)構(gòu)而示意性表示的圖,而并非正確表示各層的配置的附圖。
如圖1中所例示,本發(fā)明的帶觸摸面板的液晶顯示裝置10具有:觸摸面板16,由偏振器12和第1觸摸面板用導電層14A構(gòu)成;液晶單元22,具有一對液晶單元用基材18A、液晶單元用基材18B、及形成在一對液晶單元用基材18A、液晶單元用基材18B之間的液晶層20;及偏振器24,位于上述液晶單元22的與觸摸面板16側(cè)相反一側(cè)。圖1中所例示的帶觸摸面板的液晶顯示裝置10具有外嵌結(jié)構(gòu),該外嵌結(jié)構(gòu)中第1觸摸面板用導電層14A配置在偏振器12與液晶單元用基材18B之間。并且,帶觸摸面板的液晶顯示裝置10中,可以進一步在偏振器24的與液晶單元22側(cè)相反一側(cè)的配置背光源(未圖示)。并且,各部件之間可以配置有未圖示的粘合層。而且,在偏振器12的視認側(cè)的表面(與第1觸摸面板用導電層14A側(cè)相反一側(cè)的表面),可以根據(jù)需要而配置上述保護薄膜(例如,樹脂基板、玻璃基板)。
該帶觸摸面板的液晶顯示裝置10中,若手指接近、接觸到偏振器12表面(觸摸面),則手指與觸摸面板16中的檢測電極的靜電電容發(fā)生變化。在此,未圖示的位置檢測驅(qū)動器一直檢測手指與檢測電極之間的靜電電容的變化。該位置檢測驅(qū)動器在檢測到規(guī)定值以上的靜電電容的變化時,將檢測到靜電電容的變化的位置作為輸入位置而進行檢測。如此,觸摸面板16可檢測出輸入位置。
圖2為表示使用于圖1中所例示的帶觸摸面板的液晶顯示裝置10的觸摸面板16的一例的示意俯視圖。圖3為沿圖2的切割線A-A線的放大剖視圖,且為表示第1電極排列與第2電極排列的交叉部分的圖。
觸摸面板16中,在偏振器12上配置有第1觸摸面板用導電層14A,第1觸摸面板用導電層14A具有第1電極30、第2電極32、第1連接部34、第2連接部36、絕緣層38、及引出配線40。
第1電極30、第2電極32及引出配線40包含富勒烯官能化碳納米管。即,第1電極30、第2電極32及引出配線40相當于上述導電層。另外,本發(fā)明并不限定于該方式,觸摸面板用導電層14為具有上述富勒烯官能化碳納米管的導電層即可,第1電極30、第2電極32及引出配線40以外的第1連接部34、及第2連接部36中也可以包含富勒烯官能化碳納米管。
另外,以下對觸摸面板用導電層14中所包含的各部件進行詳細說明。
詳細而言,多個(圖2中為4個)第1電極30沿x方向(圖2中為橫向)以直線狀排列,且分別與第1連接部34相連結(jié)而構(gòu)成第1電極排列。而且,該第1電極排列在偏振器12上平行地排列有多個列(圖2中為4列)。該第1電極排列相當于所謂的檢測電極。
并且,多個(圖2中為4個)第2電極32沿與x方向正交的y方向(圖2中為縱向)以直線狀排列,且分別通過第2連接部36相連結(jié)而構(gòu)成第2電極排列。而且,該第2電極排列在偏振器12上平行地排列有多列(圖2中為4列)。該第2電極排列相當于所謂的檢測電極。
而且,上述第1電極排列與上述第2電極排列相交叉配置,以使第1連接部34與第2連接部36重疊,因此第1電極30與第2電極32以格子狀配置在偏振器12上。
而且,第1連接部34與第2連接部36重疊,因此為了防止與第1連接部34正交的第2連接部36的導通并進行絕緣,在第1連接部34與第2連接部36之間插裝有絕緣層38。
而且,分別與第1電極排列和第2電極排列連接的引出配線40配置在偏振器12上,該些第1電極30及第2電極32與未圖示的控制電路通過引出配線40而相連接。
另外,第1電極30及第2電極32所在的區(qū)域構(gòu)成可通過操作者進行輸入操作的輸入?yún)^(qū)域EI(可檢測到物體的接觸的輸入?yún)^(qū)域(檢測部)),位于輸入?yún)^(qū)域E I的外側(cè)的外側(cè)區(qū)域EO中配置有引出配線40、及撓性印刷配線板。
液晶單元22至少包含一對液晶單元用基材18A、液晶單元用基材18B及液晶層20,還可以包含其他部件(例如,濾色器、TFT Backplane等)。
并且,帶觸摸面板的液晶顯示裝置10可以進一步包含光源。
(第2實施方式)
以下,結(jié)合圖4對應用本發(fā)明的導電性薄膜的帶觸摸面板的液晶顯示裝置的第2實施方式進行說明。
如圖4中所例示,本發(fā)明的帶觸摸面板的液晶顯示裝置110具有偏振器12、第2觸摸面板用導電層14B、粘合層42、第3觸摸面板用導電層14C、具有一對液晶單元用基材18A、液晶單元用基材18B及形成在一對液晶單元用基材18A、液晶單元用基材18B之間的液晶層20的液晶單元22、及偏振器24。偏振器12、第2觸摸面板用導電層14B、粘合層42、及第3觸摸面板用導電層14C構(gòu)成觸摸面板116。如后述,第2觸摸面板用導電層14B包含導電層,該導電層包含上述富勒烯官能化碳納米管。即,包含偏振器12和第2觸摸面板用導電層14B的導電性薄膜相當于本發(fā)明的導電性薄膜。
除了觸摸面板116方面以外,圖4中所示出的帶觸摸面板的液晶顯示裝置110具有與圖1中所示出的帶觸摸面板的液晶顯示裝置10相同的結(jié)構(gòu),因此對相同的構(gòu)成要件標注相同的參照符號,并省略其說明,以下,主要對觸摸面板116進行詳細說明。
圖5中示出包含從視認側(cè)(偏振器12側(cè))觀察到的偏振器12和第2觸摸面板用導電層14B的層疊體X的俯視圖。并且,圖6中示出包含從視認側(cè)觀察到的第3觸摸面板用導電層14C和液晶單元22的層疊體Y的俯視圖。
如圖5所示,層疊體X具有偏振器12及配置在偏振器12的背面?zhèn)鹊牡?觸摸面板用導電層14B,第2觸摸面板用導電層14B具有第1檢測電極50及第1引出配線52。
第1檢測電極50及第1引出配線52包含富勒烯官能化碳納米管。即,第1檢測電極50及第1引出配線52相當于上述導電層。另外,本發(fā)明并不限定于該方式,可以僅第1檢測電極50為包含富勒烯官能化碳納米管的上述導電層。
另外,第1檢測電極50具有檢測出接近輸入?yún)^(qū)域EI的操作者的手指的Y方向中的輸入位置的作用,并具有在與手指之間產(chǎn)生靜電電容的功能。第1檢測電極50為向Y方向延伸,且在與Y方向正交的X方向上隔開規(guī)定間隔而排列的電極。
并且,第1引出配線52配置在外側(cè)區(qū)域EO的偏振器12上,并其一端與相對應的第1檢測電極50電連接,其另一端與未圖示的撓性印刷配線板電連接。
如圖6所示,層疊體Y具有液晶單元22和配置在液晶單元22的表面?zhèn)鹊牡?觸摸面板用導電層14C,第3觸摸面板用導電層14C具有第2檢測電極54及第2引出配線56。
第2檢測電極54及第2引出配線56包含富勒烯官能化碳納米管。
第2檢測電極54具有檢測出接近輸入?yún)^(qū)域EI的操作者的手指的X方向中的輸入位置的作用,并具有在與手指之間產(chǎn)生靜電電容的功能。第2檢測電極54為向X方向延伸,且沿Y方向隔開規(guī)定間隔而排列的電極。
第2引出配線56配置在外側(cè)區(qū)域EO的液晶單元22上,其一端與相對應的第2檢測電極54電連接,其另一端與未圖示的撓性印刷配線板電連接。
如圖5及圖6所示,從視認側(cè)觀察時帶觸摸面板的液晶顯示裝置110以與第1檢測電極50及第2檢測電極54彼此正交的方式配置。
第1電極50及第2電極54所在的區(qū)域構(gòu)成可通過操作者進行輸入操作的輸入?yún)^(qū)域EI(可檢測到物體的接觸的輸入?yún)^(qū)域(檢測部)),位于輸入?yún)^(qū)域EI的外層的外側(cè)區(qū)域EO中配置有第1引出配線52及第2引出配線56。
另外,粘合層42為連接各部件之間的層,可使用公知的粘合層。
(第3實施方式)
以下,結(jié)合圖7對應用本發(fā)明的導電性薄膜的帶觸摸面板的液晶顯示裝置的第3實施方式進行說明。
如圖7所示,本發(fā)明的帶觸摸面板的液晶顯示裝置210具有偏振器12、第2觸摸面板用導電層14B、一對液晶單元用基材18A、液晶單元用基材18B、形成在一對液晶單元用基材18A、液晶單元用基材18B之間的液晶層20和第3觸摸面板用導電層14C、及偏振器24。偏振器12、第2觸摸面板用導電層14B、及第3觸摸面板用導電層14C構(gòu)成觸摸面板。
除了各層的配置不同方面以外,圖7中所示出的帶觸摸面板的液晶顯示裝置210具有與圖4中所示出的帶觸摸面板的液晶顯示裝置110相同的結(jié)構(gòu),因此對相同的構(gòu)成要件標注相同的參照符號,并省略其說明。
帶觸摸面板的液晶顯示裝置210中,與圖4所示的帶觸摸面板的液晶顯示裝置110相同地,第2觸摸面板用導電層14B中的第1檢測電極50與第3觸摸面板用導電層14C中的第2檢測電極54以彼此正交的方式配置。
(針對其他用途的應用)
如上述,本發(fā)明的導電性薄膜可以包含λ/4板。該情況下,所得到的導電性薄膜還作為所謂圓偏振片而發(fā)揮作用,例如通過配置在有機EL顯示裝置上而成為觸摸面板的構(gòu)成要件,并且還作為防止外光反射的圓偏振片而發(fā)揮作用。
作為具體方式,可舉出如圖8所示具有偏振器12、λ/4板60、第1觸摸面板用導電層14A、及有機EL顯示裝置70的帶觸摸面板的有機EL顯示裝置80。偏振器12、λ/4板60及第1觸摸面板用導電層14A構(gòu)成本發(fā)明的導電性薄膜,偏振器12的透射軸與λ/4板60的面內(nèi)慢軸所成的角度為45°。
并且,作為其他具體方式,可舉出如圖9所示具有偏振器12、λ/4板60、第2觸摸面板用導電層14B、粘合層42、第3觸摸面板用導電層14C、及有機EL顯示裝置70的帶觸摸面板的有機EL顯示裝置180。偏振器12的透射軸與λ/4板60的面內(nèi)慢軸所成的角度為45°。
實施例
以下,通過實施例對本發(fā)明進行進一步詳細的說明,但本發(fā)明并不限定于此。
<實施例1>
(帶保護薄膜的偏振器的制作)
將市售的纖維素?;锉∧?FUJITAC TJ25UL、Fujifilm Corporation.制)在保持55℃的1.5mol/L的NaOH水溶液(皂化液)中浸漬兩分鐘之后對薄膜進行水洗。然后,在25℃的0.05mol/L的硫酸水溶液中浸漬30秒鐘之后,進一步經(jīng)30秒鐘在流水中進行沖洗,由此薄膜成為中性狀態(tài)。而且,反復進行3次基于氣刀的瀝干,并瀝干之后在70℃的干燥區(qū)滯留15秒鐘來進行干燥,從而得到已進行皂化處理的薄膜。
使用聚乙烯醇系粘結(jié)劑將已進行皂化處理的薄膜貼合于膜厚8μm的偏振器(含聚乙烯醇系樹脂(PVA)的偏振器)的一面,于70℃下干燥10分鐘以上來制作了帶保護薄膜的偏振器。在此,偏振器的透射軸以與薄膜的傳送方向正交的方式配置。
(富勒烯官能化碳納米管(CBFFCNT)的合成)
作為催化劑粒子源而使用二茂鐵,且作為試劑(一種或多種)而使用水蒸氣和/或二氧化碳,從而以來自作為碳源的一氧化碳合成CBFFCNT。以下,對該條件進行詳細說明。
碳源:CO。催化劑粒子源:二茂鐵(反應器內(nèi)的蒸汽分壓為0.7Pa)。使用爐溫:800℃、1000℃、及1150℃。使用流量:300ccm的CO內(nèi)部流(包含二茂鐵蒸汽)及100ccm的CO外部流。試劑:水蒸氣(150ppm及270ppm)和/或二氧化碳(1500~12000ppm)。
該合成以日本特表2009-515804的圖3(a)所示的方式實施。該實施方式中,催化劑粒子在原位通過二茂鐵蒸汽分解而生長。使室溫下的CO從儲氣瓶(2)(以300ccm的流量)通過裝滿二茂鐵粉末的濾筒(4),由此使前體蒸發(fā)。之后,使包含二茂鐵蒸汽的流體通過水冷探測器(5)而導入陶瓷管反應器的高溫區(qū)域,并與以100ccm流量添加的CO流體(1)進行混合。
接著,將氧化蝕刻劑(例如,水和/或二氧化碳)與碳源一起導入。而且,將反應器內(nèi)的二茂鐵的蒸汽分壓保持在0.7Pa。之后,將反應器壁面的設定溫度從800℃改變?yōu)?150℃。
通過銀圓板狀過濾器或透射型電子顯微鏡(TEM)的柵格的任意一個來在反應器的下游回收氣溶膠生成物。這些氣溶膠生成物中,確認到有碳納米管與富勒烯共價鍵合而成的CBFFCNT。
使用直徑2.45cm的硝化纖維素過濾器對所得到的氣溶膠進行過濾,由此在過濾器上制作了包含CBFFCNT的導電層。另外,進行過濾時的過濾器表面的溫度為45℃。
接著,將配置在過濾器上的導電層轉(zhuǎn)印于帶保護薄膜的偏振器的偏振器表面上,從而將導電層(厚度:10μm)配置在偏振器上。
接著,在所得到的導電層上,通過以下所記載的方法制作硬涂層(厚度:6μm),從而得到了導電性薄膜。
(硬涂層制作步驟)
將IRGACURE184(光聚合引發(fā)劑、BASF JAPAN LTD.制)4質(zhì)量份添加于甲基乙基酮(MEK)/甲基異丁基酮(MIBK)的混合溶劑中來進行攪拌并使其溶解,從而制備了最終固體成分為40質(zhì)量%的溶液。作為樹脂成分,以固體成分比成為25質(zhì)量份:25質(zhì)量份:40質(zhì)量份:10質(zhì)量份的方式向該溶液添加季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、U-4HA(4官能氨基甲酸酯低聚物、重均分子量600、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd制)、U-15HA(15官能氨基甲酸酯低聚物、重均分子量2300、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd制)及聚合物(7975-D41、丙烯酸雙鍵當量250、重均分子量15000、Hitachi Chemical Co.,Ltd.制)并進行攪拌。向該溶液添加以固體成分比為0.2質(zhì)量份的流平劑(產(chǎn)品名:MEGAFAC F-477、DIC CORPORATION制)并進行攪拌,從而制備了硬涂層形成用組合物。
將該硬涂層形成用組合物通過狹縫反向涂布而涂布于導電層上,由此形成了涂膜。將所得到的涂膜于70℃下干燥一分鐘之后,以紫外線照射量150mJ/cm2照射紫外線來使涂膜固化,從而形成了厚度6μm的硬涂層。
<實施例2~實施例14>
對在實施例1中所使用的帶保護薄膜的偏振器的種類進行變更,除此以外,按照與實施例1相同的步驟得到了導電性薄膜。
另外,實施例2~實施例10中,對保護薄膜的種類及偏振器的厚度進行變更,并按照與實施例1相同的步驟制作了導電性薄膜。
并且,實施例11~實施例12中,替代帶保護薄膜的偏器分別使用作為后段中詳細說明的含涂布型PVA偏振器的層疊體的包含丙烯酸薄膜和偏振器(厚度:5μm)的層疊體Z、及包含丙烯酸薄膜和偏振器(厚度:3μm)的層疊體W,除此之外,按照與實施例1相同的步驟制作了導電性薄膜。
而且,實施例13~實施例14中,替代帶保護薄膜的偏振器而分別使用作為后段中詳細說明的含涂布型PVA偏振器的層疊體的包含纖維素?;锉∧ず推衿?厚度:5μm)的層疊體V、及包含纖維素?;锉∧ず推衿?厚度:3μm)的層疊體P,除此之外,按照與實施例1相同的步驟制作了導電性薄膜。
(含涂布型PVA偏振器的層疊體的制作)
日本專利第4691205號的實施例5(0161段)中,替代三乙酰纖維素(TAC)薄膜而使用丙烯酸薄膜(TECNOLOY S001G,Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制),除此以外,按照相同的步驟制作了丙烯酸薄膜與偏振器(厚度:5μm)的層疊體(層疊體Z)。并且,將上述偏振器的厚度從5μm變更為3μm,并按照相同的步驟制作了丙烯酸薄膜與偏振器(厚度:3μm)的層疊體(層疊體W)。
并且,替代上述丙烯酸薄膜使用纖維素?;锉∧?TJ25UL、Fujifilm C orporation.制)來制作了纖維素?;锉∧づc偏振器(厚度:5μm)的層疊體(層疊體V)。而且,將上述偏振器的厚度從5μm變更為3μm,并按照相同的步驟制作了纖維素?;锉∧づc偏振器(厚度:3μm)的層疊體(層疊體P)。
利用上述中所得到的各實施例的導電性薄膜,實施了以下評價。另外,對所得到的結(jié)果進行總結(jié)并示于表1。
另外,關(guān)于比較例1及比較例2,準備上述層疊體Z及層疊體W來實施了后述耐濕熱性試驗。
<耐濕熱性試驗>
從所制作的導電性薄膜切取50mm×50mm的樣品,并使用粘合劑將導電性薄膜中的硬涂層(在比較例1及比較例2中為偏振器)貼合于玻璃板。反復進行了200次將所制作的樣品于-30℃下處理30分鐘之后,以5℃/分的速度升溫至70℃,接著于70℃下處理30分鐘,并且以-5℃/分鐘的速度降溫至-30℃的一系列操作。一系列操作結(jié)束之后,通過肉眼觀察導電性薄膜,將偏振器中無破裂的情況設為“A”,并將偏振器中有破裂的情況設為“B”。
<透射率、偏振度測定>
利用紫外可見分光光度計(JASCO Corporation.制V7100)對所制作的導電性薄膜的單體透射率T(%)、平行透射率Tp(%)、正交透射率Tc(%)進行了測定。該些的T、Tp、Tc為依據(jù)JIS Z 8701的2度視場(C光源)進行測定并進行可見度校正的Y值。
接著,使用上述透射率,并根據(jù)下式求出偏振度P。
偏振度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
另外,后段的表1中的“透射率(%)”相當于上述“單體透射率(%)”。并且,上述平行透射率為準備兩個導電性薄膜,并以導電性薄膜中的偏振器的透射軸成平行的方式對兩個導電性薄膜進行層疊而得到的樣品的透射率。而且,上述正交透射率為準備兩個導電性薄膜,并以導電性薄膜中的偏振器的透射軸成正交的方式對兩個導電性薄膜進行層疊而得到的樣品的透射率。
<表面電阻值測定>
從所制作的導電性薄膜切取80mm×50mm的樣品,利用Mitsubishi Chemica l Corporation Loresta-GP(MCP-T600),通過四探針法并依據(jù)JIS K 7194測定了表面電阻值。
表1中,“PVA”是指聚乙烯醇系樹脂。
表1中“HC層”是指硬涂層。
以下示出以表1中的“保護薄膜”欄中所記載的個記號表示的支撐體的種類。
·TJ25:纖維素?;锉∧?FUJITAC TJ25UL、Fujifilm Corporation制)
·樣品A:參照下述內(nèi)容
·TG40:纖維素酰化物薄膜(FUJITAC TG40UL、Fujifilm Corporation制)
·ZRD40:纖維素酰化物薄膜(FUJITAC ZRD40、Fujifilm Corporation制)
·環(huán)烯烴:環(huán)烯烴薄膜(ZF14、ZEON CORPORATION制)
·丙烯酸:丙烯酸薄膜(TECNOLOY S001G、Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制)
(樣品A的制作)
(芯層纖維素?;餄庖旱闹谱?
將下述組合物投入攪拌罐來進行攪拌,并溶解各成分來調(diào)制了乙酸纖維素溶液。
(酯系低聚物A)
芳香族二羧酸(己二酸:鄰苯二甲酸比率3:7)與二醇(乙二醇)的共聚物(末端為乙?;?。分子量1000。
(添加劑B)
[化學式14]
(紫外線吸收劑C)
[化學式15]
(外層纖維素?;餄庖旱闹谱?
向90質(zhì)量份的上述芯層纖維素?;餄庖禾砑?0質(zhì)量份的下述成分的消光劑溶液來調(diào)制了外層乙酸纖維素溶液。
(纖維素?;锉∧さ闹谱?
芯層纖維素?;餄庖号c其兩側(cè)的外層纖維素?;餄庖?、即將3層同時從流延口流延于20℃的滾筒上。溶劑含率為大致20質(zhì)量%的狀態(tài)下進行剝離,利用拉幅機夾具固定薄膜的寬度方向兩端,殘余溶劑為3~15%的狀態(tài)下,沿橫向拉伸1.1倍的同時進行干燥。之后,通過在熱處理裝置的輥之間進行傳送來使其進一步干燥,從而制作了厚度40μm的纖維素?;锉∧?樣品A)。
[表1]
如表1所示,本發(fā)明的導電性薄膜中,在濕熱耐久試驗中偏振器的破裂得到抑制,并且未產(chǎn)生偏振器的性能劣化。
另一方面,未配置導電層的比較例1及比較例2中,確認到在濕熱耐久試驗中產(chǎn)生了偏振器的破裂。
另外,上述實施例1~實施例14中,使用包含硬涂層的導電性薄膜來進行了各種評價,但在無硬涂層的導電性薄膜中,在濕熱耐久試驗中偏振器的破裂也得到抑制,并且也未產(chǎn)生偏振器的性能劣化。
<實施例15:觸摸面板的制作>
按照實施例1的步驟,將導電層配置在帶保護薄膜的偏振器上。之后,按照后述步驟,僅留下如圖5所示的位于第1檢測電極及第1引出配線的一部分導電層,并通過蝕刻去除了其他導電層。之后,按照實施例1的步驟,將硬涂層分別配置于圖案狀導電層上來得到了導電性薄膜。另外,第1檢測電極的長度為170mm,且其數(shù)量為32個。
接著,參照實施例1的步驟,準備如圖6所示在第2檢測電極及第2引出配線的位置具有包含CBFFCNT的導電層的第3觸摸面板用導電層14C。另外,第3觸摸面板用導電層中所包含的第2檢測電極的長度為300mm,且其數(shù)量為56個。
接著,使用所得到的導電性薄膜及液晶單元,并按照如圖4所示的層疊順序?qū)Ω鞣N部件進行貼合來得到了如圖4所示的帶觸摸面板的顯示裝置。
(導電層的蝕刻方法)
在配置于偏振器上的導電層,通過利用紫外線激光的激光蝕刻法(例如,參照WO2013/176155)來形成了所希望的圖案。
另外,上述中,將導電層配置于偏振器上來實施蝕刻處理之后,將硬涂層配置在圖案狀導電層上,除此以外,還在將導電層及硬涂層配置在偏振器上之后,通過上述蝕刻方法制作規(guī)定圖案狀的導電層,并按照上述步驟制作了帶觸摸面板的顯示裝置。
并且,在偏振器的一個表面上配置導電層來改變上述導電層的蝕刻圖案,變更為圖2中所示出的表示第1觸摸面板用導電層14A的圖案來制作規(guī)定的導電層,并通過如圖1所示的層疊步驟,貼合各種部件來得到了圖1中所示出的帶觸摸面板的顯示裝置。
而且,通過變更導電層的位置來得到了圖7中所示出的帶觸摸面板的顯示裝置。
另外,上述中使用了在實施例1所使用的帶保護薄膜的偏振器,但即使使用實施例2~實施例12中所使用的帶保護薄膜的偏振器,也與上述同樣地得到了各種帶觸摸面板的顯示裝置。
在實施例1中制作時,將λ/4板配置在偏振器與導電層之間,由此制作了包含λ/4板的導電性薄膜。另外,此時,將導電層調(diào)整為圖2中所示出的表示第1觸摸面板用導電層14A的圖案。
如圖8所示,將所得到的包含λ/4板的導電性薄膜配置在有機EL顯示裝置上。
另外,λ/4板的制作方法按照以下步驟來進行。
(堿皂化處理)
使纖維素?;锉∧?TG40UL、Fujifilm Corporation.制)通過溫度60℃的感應加熱輥,并將薄膜表面溫度升溫至40℃之后,使用棒涂布機以涂布量14ml/m2將下述所示的成分的堿溶液涂布于薄膜的傳送帶面,并利用加熱至110℃的蒸汽式遠紅外加熱器(NORITAKE CO.,LIMITED制)傳送10秒鐘。其次,同樣地使用的棒涂布機以3ml/m2涂布純水。接著,反復進行3次基于噴注式涂布機的水洗和基于氣刀的瀝干之后,向70℃的干燥區(qū)傳送10秒鐘并進行干燥,從而制作了已進行堿皂化處理的纖維素?;锉∧?。
丙烯酸溶液成分
(取向膜的形成)
通過#14線棒將包含下述成分的取向膜涂布液(A)連續(xù)涂布于纖維素?;锉∧さ囊堰M行堿皂化處理的面。在60℃的溫風中干燥60秒鐘,進一步在100℃的溫風中干燥120秒鐘。所使用的改性聚乙烯醇的皂化度為96.8%。
取向膜涂布液(A)的成分
[改性聚乙烯醇-1]
[化學式16]
(第1光學各向異性層的形成)
對上述所制作的取向膜連續(xù)實施摩擦處理。此時,細長形狀的薄膜的長邊方向與傳送方向平行,將薄膜長邊方向與摩擦輥的旋轉(zhuǎn)軸所成的角度設為75°(順時針)(將薄膜長邊方向設為90°時,摩擦輥的旋轉(zhuǎn)軸為15°)。
通過#5.0線棒將包含下述成分的盤狀液晶化合物的光學各向異性層涂布液(A)連續(xù)涂布于上述所制作的取向膜上,并通過下述條件進行處理來制作了包含第1光學各向異性層(H)的相位差板(F1)。另外,將薄膜的傳送速度(V)設為26m/min。為了涂布液的溶劑的干燥及盤狀液晶化合物的取向熟化,在130℃的溫風中加熱90秒鐘,接著在100℃的溫風中加熱60秒鐘,并在80℃下進行UV照射,從而固定液晶化合物的取向。第1光學各向異性層(H)的厚度為2.0μm。確認到DLC化合物(盤狀液晶化合物)的圓盤面相對薄膜面的平均傾斜角為90°,且DLC化合物相對薄膜面,垂直取向。并且,在與摩擦輥的旋轉(zhuǎn)軸平行,且將薄膜長邊方向設為90°(將薄膜寬度方向設為0°)時,慢軸的角度為15°。
光學各向異性層涂布液(A)的成分
盤狀液晶-1
[化學式17]
盤狀液晶-2
[化學式18]
取向膜界面取向劑-1
[化學式19]
取向膜界面取向劑-2
[化學式20]
含氟化合物(FP-1)
[化學式21]
相位差板(F2)的制作
(剝離性支撐體的制作)
并不對上述纖維素?;锉∧みM行堿皂化處理,且如以下實施取向膜的制作,除此以外,根據(jù)與制造取向膜時相同的步驟制造了剝離性支撐體。
(取向膜的形成)
通過#14線棒將下述成分的取向膜涂布液(B)連續(xù)涂布在纖維素?;锉∧?。在60℃的溫風中干燥60秒鐘,進一步在100℃的溫風中干燥120秒鐘。
取向膜涂布液(B)的成分
[改性聚乙烯醇-2]
[化學式22]
(第2光學各向異性層(Q)的形成)
對上述所制作的取向膜連續(xù)實施摩擦處理。此時,細長形狀的薄膜的長邊方向與傳送方向平行,且將薄膜長邊方向與摩擦輥的旋轉(zhuǎn)軸所成的角度設為75°(順時針)(若將薄膜長邊方向設為90°,則摩擦輥的旋轉(zhuǎn)軸為15°)。
通過#2.2線棒將包含下述成分的棒狀液晶化合物的光學各向異性層涂布液(B)涂布于上述所制作的取向膜上,并通過下述條件進行處理來制作了包含第2光學各向異性層(Q)的相位差板(F2)。將薄膜的傳送速度(V)設為26m/min。為了涂布液的溶劑的干燥及棒狀液晶化合物的取向熟化,在60℃的溫風下加熱60秒鐘,并在60℃下進行UV照射,從而固定液晶化合物的取向。第2光學各向異性層(Q)的厚度為0.8μm。確認到與棒狀液晶化合物的長軸相對薄膜面的平均傾斜角為0°,且液晶化合物相對薄膜面沿水平方向取向。并且,在與摩擦輥的旋轉(zhuǎn)軸正交,且將薄膜長邊方向設為90°(將薄膜寬度方向設為0°)時,慢軸的角度為105°。
光學各向異性層涂布液(B)的成分
[棒狀液晶化合物-1]
[化學式23]
[棒狀液晶化合物-2]
[化學式24]
[含氟化合物(FP-2)]
[化學式25]
(λ/4板的制作)
利用粘結(jié)劑連續(xù)貼合上述相位差板(F1)的涂設有第1光學各向異性層(H)的面和上述相位差板(F2)的第2光學各向異性層(Q)的面,同時在纖維素酰化物薄膜(T1)與取向膜之間剝離上述剝離性支撐體。如此制作了細長形狀的圓偏振片(P2)。另外,導電性薄膜中的偏振器的吸收軸與偏振片的長邊方向一致,偏振器的吸收軸與第2光學各向異性層(Q)的慢軸所成的角度為15°。
另外,第1光學各向異性層(H)的波長550nm下的面內(nèi)延遲為275nm,第2光學各向異性層(Q)的波長550nm下的面內(nèi)延遲為137.5nm。并且,導電性薄膜中,第1光學各向異性層(H)配置在偏振器側(cè)。
符號說明
10、110、210-帶觸摸面板的顯示裝置,12、24-偏振器,14A-第1觸摸面板用導電層,14B-第2觸摸面板用導電層,14C-第3觸摸面板用導電層,16、116-觸摸面板,18A、18B-液晶單元用基材,20-液晶層,22-液晶單元,30-第1電極,32-第2電極,34-第1連接部,36-第2連接部,38-絕緣層,40-引出配線,42-粘合層,50-第1檢測電極,52-第1引出配線,54-第2檢測電極,56-第2引出配線,60-λ/4板,70-有機EL顯示裝置,80、180-帶觸摸面板的有機EL顯示裝置。