硬涂膜的制作方法

本公开文本涉及安装于触摸面板显示器的硬涂膜。

背景技术：

在车载导航系统、航空器的客席座位的背面上设置的航空器用触摸面板显示器等中，例如如专利文献1所公开那样，在表面安装有硬涂膜。硬涂膜例如具备与触摸面板显示器的表面接触的粘合构件、重叠配置于粘合构件的膜基材、和重叠配置于膜基材且硬度高于膜基材的硬涂构件。硬涂构件例如构成为通过包含紫外线固化性树脂等成分而具有适度的硬度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-126878号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

硬涂膜例如要求具有长期可向触摸面板显示器进行稳定输入的耐久性。但是，存在指甲、人工指甲、以及用户身上佩戴的坚硬装饰品等碰到硬涂膜的表面的情况。由此，有时硬涂膜的表面被局部强烈按压而产生凹陷。这样的凹陷成为使触摸面板显示器的出射光路歪曲、使安装有硬涂膜的触摸面板显示器的表观的显示性能降低的原因。

因此，本公开文本的目的在于，通过防止安装于触摸面板显示器的硬涂膜在使用中在硬涂膜的表面产生由按压导致的凹陷，从而防止安装有硬涂膜的触摸面板显示器的表观的显示性能降低。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本公开文本的一个方案涉及的硬涂膜具备膜基材、重叠配置于前述膜基材的一个面的粘合构件、和重叠配置于前述膜基材的另一个面且硬度高于前述膜基材的硬涂构件，所述硬涂膜的距平坦基准面的卷曲的最大高度为0以上且30mm以下的范围的值，前述膜基材的总厚度尺寸为125μm以上且300μm以下的范围的值，对于前述硬涂构件而言，在与前述膜基材呈相反侧的面使铅笔硬度h3的铅笔在施加载荷为500g的负荷的同时以30mm/分钟的速度滑动的情况下，在前述硬涂构件的前述面产生的凹陷的最大深度为0以上且0.30μm以下的范围的值。

根据上述各构成，通过将膜基材的总厚度尺寸设定为上述范围的值，从而能够确保膜基材的总厚度尺寸较厚，能够提高膜基材的刚性及强度。由此，能够由膜基材牢固地支持硬涂构件。另外，能够针对在输入时受到的压力来抑制膜基材与粘合构件一起变形。因此，能够防止下述情况：膜基材及粘合构件因在输入时受到的压力而变形，由此使硬涂构件发生弯曲而导致前述面产生凹陷。

另外，通过将硬涂构件的前述凹陷的最大深度设定为前述范围的值，从而能够使得在硬涂膜的使用中硬涂构件的前述面不易产生凹陷。

另外，通过将距平坦基准面的卷曲的最大高度设定为上述范围的值，从而能够沿触摸面板显示器的表面适当地配置硬涂膜，能够防止触摸面板显示器的表观的精细度降低。

因此，能够防止由于硬涂膜的前述面产生凹陷而导致安装有硬涂膜的触摸面板显示器的表观的显示性能降低的情况。

前述膜基材可以包含聚碳酸酯。另外，前述膜基材可以具有：包含前述聚碳酸酯并且以与前述硬涂构件接触的方式配置的第1构件、和包含聚甲基丙烯酸系甲基醚(polymethacrylmethylether)并且以与前述粘合构件接触的方式与前述第1构件重叠配置的第2构件。

根据上述构成，能够向膜基材同时赋予高强度和良好的弹性模量。由此，即使因在输入时受到的压力而在硬涂构件的前述面产生凹陷，通过膜基材的形状复原，也能够容易地使硬涂构件的前述面的形状恢复。另外，通过由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸系甲基醚构成膜基材，能够降低膜基材的吸湿性。由此，能够进一步良好地防止膜基材的卷曲。另外，能够对膜基材赋予良好的光学各向同性。由此，能够防止在安装有硬涂膜的表观的触摸面板显示器的表面上产生虹斑等。

前述第2构件的厚度尺寸可以为前述膜基材的前述总厚度尺寸的15％以上且20％以下的范围的值。由此，具有第1构件和第2构件的膜基材在主要表现第1构件所具有的功能的同时，能够容易表现第2构件所具有的功能。

前述硬涂构件的厚度尺寸可以为5μm以上且30μm以下的范围的值。由此，能够确保硬涂构件的厚度尺寸为一定程度，能够适当地提高硬涂构件的强度，因此进一步良好地防止在硬涂膜的使用中硬涂构件的表面凹陷。

前述硬涂构件可以包含丙烯酸树脂。由此，能够容易形成硬涂构件，并且能够容易提高硬涂构件的透明性及硬度。

前述硬涂构件可以包含分散于前述丙烯酸树脂中的二氧化硅粒子。前述硬涂构件可以包含环氧树脂。前述环氧树脂可以为脂环族环氧树脂。根据这样的各构成，能够进一步良好地防止在硬涂膜的使用中硬涂构件的前述面产生凹陷。

本公开文本的一个方案涉及的输入显示装置具备：通过与显示面接触来进行输入的触摸面板显示器、和安装于前述触摸面板显示器的前述显示面的上述任一硬涂膜。

发明的效果

根据本公开文本的各方案，通过防止安装于触摸面板显示器的硬涂膜在使用中在硬涂膜的表面产生由按压导致的凹陷，从而能够防止安装有硬涂膜的触摸面板显示器的表观的显示性能降低。

附图说明

[图1]为第1实施方式涉及的输入显示装置的截面图。

[图2]为第2实施方式涉及的输入显示装置的截面图。

附图标记说明

1、8硬涂膜

2显示器

3粘合构件

4膜基材

5第1构件

6第2构件

7、9硬涂构件

10、11输入显示装置

70基体树脂(丙烯酸树脂)

71透明微粒(二氧化硅粒子)

具体实施方式

图1为第1实施方式涉及的输入显示装置10的截面图。作为输入显示装置10的具体例，可举出车载用的车载导航系统、航空器的客舱背面上配置的多媒体装置。此处所说的多媒体装置是指具备显示器和触摸面板、且可输出/输入信息的装置。这样的用途的输入显示装置10与其他用途的输入显示装置相比，在供用户输入的输入面暴露于外部光的状态下使用的频率高。需要说明的是，输入显示装置10的用途不限定于此。

输入显示装置10具备：通过与显示面2a接触来进行输入的触摸面板显示器2(以下，也称为tp显示器2。)、和安装于tp显示器2的显示面2a的硬涂(hc)膜1。tp显示器2作为一例具备下述构成：具有触摸面板功能的触摸面板单元与具有显示器功能的显示器单元成为一体。

硬涂膜1具备膜基材4、粘合构件3、及硬涂构件7。膜基材4、粘合构件3、及硬涂构件7均为透明构件。膜基材4支持粘合构件3和硬涂构件7。对于膜基材4而言，距平坦基准面的卷曲的最大高度设定为0以上且30mm以下的范围的值。另外，膜基材4包含聚碳酸酯(以下，也称为pc。)。

本实施方式的膜基材4具有：包含聚碳酸酯的第1构件5、和包含聚甲基丙烯酸系甲基醚(以下，也称为pmma。)并且与第1构件5重叠配置的第2构件6。膜基材4以第1构件5与硬涂构件7接触并且第2构件6与粘合构件3接触的方式配置。具有第1构件5和第2构件6的膜基材4例如可以通过共挤出法来制造。

膜基材4的总厚度尺寸为125μm以上且300μm以下的范围的值。通过使用这样的总厚度尺寸的膜基材4，从而例如能够提高膜基材4的强度。另外，通过将膜基材4的总厚度尺寸设为300μm以下的范围的值，从而能够适当地设定膜基材4的厚度尺寸。由此，例如，用边框(bezel)将tp显示器2的外周部与硬涂膜1的外周部一起覆盖的情况下，能够减小边框的尺寸、沿硬涂膜1的平面方向的边框与硬涂膜1间的间隙容积，使边框紧凑(compact)化。

粘合构件3配置于tp显示器2与膜基材4之间，并将硬涂膜1固定于tp显示器2的显示面2a。粘合构件3重叠配置于膜基材4的一个面。粘合构件3例如包含光学胶。粘合构件3由不易影响硬涂膜1的光学特性的材料构成。

硬涂构件7重叠配置于膜基材4的另一个面。硬涂构件7的硬度比膜基材4高。本实施方式的硬涂构件7在硬涂膜1的构成要素中硬度最高。

硬涂构件7保护显示器2的表面免受外部影响。作为一例，硬涂构件7具有基体树脂70和分散于基体树脂70中的透明微粒71。作为一例，透明微粒71的平均粒径为10nm以上且20nm以下的范围的值。此处所说的平均粒径为库尔特计数法中的50％体积平均粒径。基体树脂70作为一例为丙烯酸树脂，透明微粒71作为一例为二氧化硅粒子。基体树脂70和透明微粒71的材料不限定于此。

另外，对于硬涂构件7而言，在与膜基材4呈相反侧的面(以下，也称为硬涂面7a。)使铅笔硬度h3的铅笔在施加载荷为500g的负荷的同时以30mm/分钟的速度滑动的情况下，在硬涂面7a产生的凹陷的最大深度为0以上且0.30μm以下的范围的值。硬涂面7a是在输入显示装置10的使用时由用户输入的输入面。

作为一例，硬涂构件7的厚度尺寸为5μm以上且30μm以下的范围的值。通过使用这样的厚度尺寸的硬涂构件7，从而能够容易得到高强度的硬涂构件7。

在使用输入显示装置10时，用户例如通过用手指触碰硬涂面7a面来进行触摸面板的输入。此处，以往存在下述情况：在输入显示装置的使用时通过用户的指甲、人工指甲等输入至输入显示装置的情况；用户身上佩戴的装饰品等坚硬物品碰到硬涂膜的表面的情况。由此，在输入显示装置中，有时硬涂膜的表面被局部强烈按压而产生凹陷。该凹陷与由于构件的表面的一部分被切削或被切断而产生的损伤不同，是构件的表面被局部强烈按压而产生的。该凹陷例如通过在输入时受到的压力从膜基材传递从而粘合构件发生塑性变形而残留。这样的凹陷成为使触摸面板显示器的出射光路歪曲、使安装有硬涂膜的触摸面板显示器的表观的显示性能降低的原因。

与此相对，本实施方式的硬涂膜1通过将膜基材4的总厚度尺寸设定为上述范围的值，从而能够确保膜基材4的总厚度尺寸较厚，能够提高膜基材4的刚性及强度。由此，能够由膜基材4牢固地支持硬涂构件7。另外，能够针对在输入时受到的压力来抑制膜基材4与粘合构件3一起变形。因此，能够防止下述情况：膜基材4及粘合构件3因在输入时受到的压力而变形，由此使硬涂构件7发生弯曲而导致硬涂面7a产生凹陷。

另外，通过将硬涂面7a的凹陷的最大深度设定为前述范围的值，从而能够使得在硬涂膜1的使用中硬涂面7a不易产生凹陷。

另外，硬涂膜1通过将距平坦基准面的卷曲的最大高度设定为上述范围的值，从而能够沿tp显示器2的表面适当地配置硬涂膜1，能够防止tp显示器2的表观的精细度降低。

因此，能够防止由于硬涂面7a产生凹陷而导致安装有硬涂膜1的tp显示器2的表观的显示性能降低。

另外，本实施方式的膜基材4包含聚碳酸酯。作为一例，膜基材4具有：包含聚碳酸酯并且以与硬涂构件7接触的方式配置的第1构件5、和包含聚甲基丙烯酸系甲基醚并且以与粘合构件3接触的方式与第1构件5重叠配置的第2构件6。

根据上述构成，能够向膜基材4同时赋予高强度和良好的弹性模量。由此，即使因在输入时受到的压力而在硬涂面7a产生凹陷，通过膜基材4的形状复原，也能够容易地使硬涂面7a的形状恢复。另外，通过由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸系甲基醚构成膜基材4，能够降低膜基材4的吸湿性。由此，能够进一步良好地防止膜基材4的卷曲。

另外，通过由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸系甲基醚构成膜基材4，能够降低膜基材4的吸湿性。由此，能够进一步良好地防止膜基材4的卷曲。另外，能够赋予膜基材4良好的光学各向同性。由此，能够防止在安装有硬涂膜1的表观的tp显示器2的表面产生虹斑等。

另外，第2构件6的厚度尺寸为膜基材4的总厚度尺寸的15％以上且20％以下的范围的值。由此，例如，具有第1构件5和第2构件6的膜基材4在主要表现第1构件5所具有的功能的同时，能够容易表现第2构件6所具有的功能。

另外，硬涂构件7的厚度尺寸为5μm以上且30μm以下的范围的值。由此，能够确保硬涂构件7的厚度尺寸为一定程度，硬涂构件7的强度提高，因此进一步良好地防止在硬涂膜1的使用中硬涂面7a凹陷。

另外，硬涂构件7包含丙烯酸树脂。由此，能够容易形成硬涂构件，并且能够容易提高硬涂构件7的透明性及硬度。以下，关于第2实施方式，以与第1实施方式的差异为中心进行说明。

(第2实施方式)

图2为第2实施方式涉及的输入显示装置11的截面图。如图2所示，输入显示装置11具备tp显示器2和安装于tp显示器2的显示面2a的硬涂膜8。硬涂膜8具备膜基材4、粘合构件3、及硬涂构件9。硬涂构件9包含环氧树脂。该环氧树脂作为一例为脂环族环氧树脂。硬涂构件9与硬涂构件7同样地，在与膜基材4呈相反侧的面(以下，也称为硬涂面9a。)使铅笔硬度h3的铅笔在施加载荷为500g的负荷的同时以30mm/分钟的速度滑动的情况下，在硬涂面7a产生的凹陷的最大深度为0以上且0.30μm以下的范围的值。

硬涂膜8发挥与硬涂膜1同样的效果。另外，硬涂构件9包含环氧树脂，该环氧树脂为脂环族环氧树脂，因此能够进一步良好地防止在硬涂膜8的使用中硬涂面9a产生凹陷。

(确认试验)

接着，对确认试验进行说明，但本公开文本不限定于以下示出的实施例。按照以下的步骤制作与实施方式的硬涂膜1对应的实施例1～7。

[实施例1的制作]

作为膜基材4，使用总厚度尺寸为125μm、将包含pmma的第2构件6重叠配置于包含pc的第1构件5而成的pc/pmma膜(sumikaacrylco.,ltd制“technolloy”)。另外，使用丙烯酸系粘合剂(巴川株式会社制丙烯酸系粘合剂“td06a”)，使该粘接剂附着于膜基材4的一个面，由此形成厚度尺寸为25μm的粘合构件3。

接着，按照以下的步骤制备作为硬涂构件7的材料的溶液。将含纳米二氧化硅的氨基甲酸酯系紫外线固化性化合物(共荣社化学株式会社制“hx-rph-na”)100重量份、聚合物型流平剂(bykjapankk.制“byk-399”)0.5重量份混合，制备溶液。

使用线棒(#42)，将该溶液流延于膜基材4的表面后，在100℃的烘箱内放置1分钟，使溶剂蒸发从而形成厚度尺寸为约30μm的涂层。然后，利用高压汞灯对涂层照射紫外线约5秒钟(以累积光量为约300mj/cm²的条件照射，以下同样)。然后，对涂层进行紫外线固化处理，从而形成硬涂构件7。由此，制作实施例1的硬涂膜1。

[实施例2、3的制作]

另外，将膜基材4的厚度尺寸设为188μm，并且使用线棒(#18)，将硬涂构件7的厚度尺寸设为10μm，除此以外，制作与实施例1同样的硬涂膜1作为实施例2的硬涂膜1。另外，使用线棒(#42)，将硬涂构件7的厚度尺寸设为30μm，除此以外，制作与实施例2同样的硬涂膜1作为实施例3的硬涂膜1。

[实施例4的制作]

与实施例1同样地，作为膜基材4，使用总厚度尺寸为125μm、将包含pmma的第2构件6重叠配置于包含pc的第1构件5而成的pc/pmma膜(sumikaacrylco.,ltd制“technolloy”)。另外，使用丙烯酸系粘合剂(巴川株式会社制丙烯酸系粘合剂“td06a”)，使该粘接剂附着于膜基材4的一个面，由此形成厚度尺寸为25μm的粘合构件3。

接着，按照以下的步骤制备作为硬涂构件7的材料的溶液。将氨基甲酸酯系紫外线固化性化合物(共荣社化学株式会社制“hx-rsc-na”)100重量份、聚合物型流平剂(bykjapankk.制“byk-399”)0.5重量份混合，制备溶液。

使用线棒(#42)，将该溶液流延于膜基材4的表面后，在100℃的烘箱内放置1分钟，使溶剂蒸发从而形成厚度尺寸为约30μm的涂层。然后，利用高压汞灯对涂层照射紫外线约5秒钟(以累积光量为约300mj/cm²的条件照射，以下同样)。然后，对涂层进行紫外线固化处理，从而形成硬涂构件7。由此，制作实施例4的硬涂膜1。

[实施例5、6的制作]

另外，将膜基材4的厚度尺寸设为188μm，并且使用线棒(#18)，将硬涂构件7的厚度尺寸设为10μm，除此以外，制作与实施例4同样的硬涂膜1作为实施例5的硬涂膜1。另外，使用线棒(#42)，将硬涂构件7的厚度尺寸设为30μm，除此以外，制作与实施例5同样的硬涂膜1作为实施例6的硬涂膜1。

[实施例7的制作]

将二官能脂环式环氧树脂(daicelcorporation制“celloxide2021p”)115重量份、三丙二醇二缩水甘油醚(甲基)丙烯酸半酯(共荣社化学株式会社制“epoxyester200pa-e5”、(分子内具有1个以上热聚合性官能性基团和1个以上光聚合性官能团的化合物))2.0重量份、1,6-己二醇二缩水甘油醚(共荣社化学株式会社制“epolight1600”)9.5重量份、光阳离子聚合引发剂(san-aproltd.制“cpi-210s”)1.0重量份、聚醚大分子单体改性丙烯酸酯(bykjapankk.(株)制“byk3560”)0.5重量份、具有聚合性基团的氟系化合物(dic株式会社制“megafacers-56”)0.3重量份溶解于甲基异丁基酮23.4重量份与甲乙酮33.2重量份的混合溶剂，制备溶液。

使用线棒(#14)，将该溶液流延于膜基材4(pc/pmma膜，厚度尺寸为188μm)的表面后，在80℃的烘箱内放置1分钟并在120℃的烘箱内放置2分钟，使溶剂蒸发而形成厚度为约10μm的涂层。然后，利用高压汞灯对涂层照射紫外线约5秒钟(以累积光量为约300mj/cm²的条件照射)。然后，于120℃进行60分钟热处理，由此形成硬涂构件9。由此，制作实施例7的硬涂膜8。

[比较例1～3的制作]

制作除了膜基材4的厚度尺寸为75μm以外与实施例2同样的硬涂膜，作为比较例1的硬涂膜。另外，制作除了膜基材4的厚度尺寸为75μm以外与实施例1同样的硬涂膜，作为比较例2的硬涂膜。另外，制作除了膜基材4的厚度尺寸为125μm以外与实施例2同样的硬涂膜，作为比较例3的硬涂膜。

[比较例4～6的制作]

制作除了膜基材4的厚度尺寸为75μm以外与实施例5同样的硬涂膜，作为比较例4的硬涂膜。另外，制作除了膜基材4的厚度尺寸为75μm以外与实施例4同样的硬涂膜，作为比较例5的硬涂膜。另外，制作除了硬涂构件的厚度尺寸为10μm以外与实施例4同样的硬涂膜，作为比较例6的硬涂膜。接着，对实施例1～7及比较例1～6的硬涂膜进行以下的各评价及各试验。

[输入面的凹陷深度的测定试验]

将实施例1～7及比较例1～6的硬涂膜以粘合构件接触玻璃基板的方式贴附于玻璃基板。使用三菱铅笔株式会社制的硬度h3的铅笔作为测定用铅笔。在该状态下，使用铅笔硬度试验机(安田精机株式会社制铅笔刮擦硬度试验机no.553-m)，在载荷为500g、测定速度为30mm/分钟的测定条件下，用铅笔按压各硬涂膜的输入面的不同位置。

接着，使用非接触表面·层截面形状测量系统(ryokasystemsinc.制非接触表面·层截面形状测定系统“vertscan2.0(型号r3300gl-lite-ac)”)，如上所述地用铅笔进行按压后，测量经过1小时后的各硬涂膜的输入面的凹陷的长度方向中央的深度。此时的测定条件如下。由此，得到各硬涂膜的输入面的表面形状的数据(包含凹陷的截面粗糙度的曲线(profile))。

ccd照相机：1/2英寸

物镜：5倍

变焦：0.5倍

表面测定模式：wave

接着，用以下的条件对各硬涂膜的表面形状数据进行处理，从而求出硬涂膜的凹陷以外的区域的表面(基础面)的高度位置与凹陷部的最深部分的高度位置的差(最大深度)。此时的处理条件如下。

面校正：多项式近似、4次

补全：完整

范围：5mm²

通过上述处理，对每个硬涂膜测定不同的3点位置的最大深度。算出这3个测定值的平均值。将该平均值作为各硬涂膜的凹陷的最大深度的值。

[凹陷的感官评价]

用肉眼观察刚刚进行上述的输入面的凹陷深度的测定试验后的各硬涂膜的硬涂面，以3个等级进行凹陷的感官评价。在该评价中，将完全未看到凹陷的情况评价为a。另外，将可看到一定程度的凹陷的情况评价为b。另外，将明显看到凹陷的情况评价为c。评价a与凹陷的最大深度大约为0以上且小于0.05μm的范围的值的情况相对应。评价b与凹陷的最大深度大约为0.05以上且小于1.0μm的范围的值的情况相对应。评价c与凹陷的最大深度大约为1.0μm以上的范围的值的情况相对应。

[卷曲高度的评价试验]

对实施例1～7及比较例1～6的硬涂膜进行切割以使平面尺寸成为一定尺寸(100mm×100mm)，以输入面为上面的方式在平坦基准面上配置一定时间。此时，测定从基准面浮起的硬涂膜距离基准面的最大高度，从而进行卷曲高度的评价。根据该评价，卷曲的最大高度的值越小，硬涂膜越平坦，可以说越容易安装于tp显示器2。将各评价结果及试验结果示于表1、2。

[表1]

[表2]

如表1、2所示，确认了：实施例1～7中，在硬涂面7a、9a上使铅笔硬度h3的铅笔在施加载荷为500g的负荷的同时以30mm/分钟的速度滑动的情况下，在硬涂面7a、9a上产生的凹陷的最大深度为0以上且0.15μm以下的范围的值。另外还确认了实施例1～7中的凹陷的感官评价也基本为a。另外还确认了实施例1～7中的距平坦基准面的卷曲的最大高度为0以上且30mm以下的范围的值。

与此相对，比较例1～6中，同样的试验的凹陷的最大深度为0.67以上且5.67以下的范围的值，可知与实施例1～7相比非常深。此处，实施例4中卷曲的最大高度为30mm，但凹陷的最大深度被抑制为0.15μm，认为通过以抑制卷曲的方式进行配置，可得到充分的效果。根据以上的各结果，确认了实施例1～7相对于比较例1～6的优越性。

另外，根据本申请的发明人进行的其他研究确认了：对于硬涂构件7、9而言，在硬涂面7a、9a上使铅笔硬度h3的铅笔在施加载荷为500g的负荷的同时以30mm/分钟的速度滑动的情况下，在硬涂面7a、9a上产生的凹陷的最大深度为0以上且0.30μm以下的范围的值。

各实施方式中的各构成及它们的组合等为一例，可以在不脱离本公开文本的主旨的范围内适宜进行构成的附加、省略、置换、及其他变更。本公开文本不受实施方式的限定，仅受权利要求书的限定。另外，本说明书中公开的各个方案也可以与本说明书公开的其他任何特征组合。

产业上的可利用性

如上所述，根据本公开文本，具有如下优异的效果：通过防止安装于触摸面板显示器的硬涂膜在使用中在硬涂膜的表面产生由按压导致的凹陷，从而能够防止安装有硬涂膜的触摸面板显示器的表观的显示性能降低。因此，以能够发挥该效果的意义的硬涂膜及具备其的输入显示装置的形式广泛应用时是有益的。