KR100779441B1 - 투명 도전성 적층체 - Google Patents

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Abstract

(과제) 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 상기 필름 기재측으로부터 제 1 투명 유전체 박막, 제 2 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막이 이 순서로 형성되어 있는 투명 도전성 적층체로서, 투명성 등의 광학 특성이 우수한 투명 도전성 적층체를 제공하는 것이다.
(해결수단) 두께가 2∼200㎛ 인 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 필름 기재측으로부터 제 1 투명 유전체 박막, 제 2 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막이 이 순서로 형성되어 있는 투명 도전성 적층체로서, 제 1 투명 유전체 박막은, 진공 증착법, 스퍼터링법 또는 이온플레이팅법에 의해 형성되고, 또한 제 1 투명 유전체 박막은 산화인듐 100 중량부에 대하여, 산화주석을 0∼20 중량부, 산화세륨을 10∼40 중량부 함유하는 복합 산화물로 이루어지고, 제 1 투명 유전체 박막의 굴절률을 n1, 제 2 투명 유전체 박막의 굴절률을 n2, 투명 도전성 박막의 굴절률을 n3 으로 하였을 때, n2＜n3≤n1 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체를 제공한다.
투명 전도성 적층체, 터치 패널

Description

투명 도전성 적층체{TRANSPARENT CONDUCTIVE LAMINATE}
도 1 은, 본 발명의 투명 도전성 적층체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 투명 도전성 적층체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 터치 패널의 일례를 나타내는 단면도이다.
(부호의 설명)
F : 필름 기재
1 : 제 1 투명 유전체 박막
2 : 제 2 투명 유전체 박막
3 : 투명 도전성 박막
A : 점착제층
T : 투명 기체
[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 평6-222352호
[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 2002-326301호
[특허문헌 3] 일본 공개특허공보 2000-301648호
본 발명은, 가시광선 영역에서 투명하고, 또한 필름 기재 상에 도전성 박막 을 갖는 투명 도전성 적층체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 투명 도전성 적층체는, 액정 디스플레이, 일렉트로루미네선스 디스플레이 등의 새로운 디스플레이 방식이나 터치 패널 등에 있어서의 투명 전극 외에, 투명 물품의 대전 방지나 전자파 차단 등에 사용된다.
종래, 투명 도전성 박막으로서는, 유리 상에 산화인듐 박막을 형성한, 이른바 도전성 유리가 잘 알려져 있지만, 도전성 유리는 기재가 유리이기 때문에 가요성, 가공성이 떨어지고, 용도에 따라서는 바람직하지 않은 경우가 있다. 그 때문에, 최근에는 가요성, 가공성에 더하여 내충격성이 우수하고, 경량인 등의 이점으로부터, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 비롯한 각종 플라스틱 필름을 기재로 한 투명 도전성 박막이 상용되고 있다.
그러나, 필름 기재를 사용한 투명 도전성 박막은, 박막 표면의 광선 반사율이 크기 때문에, 투명성이 떨어진다는 문제가 있는 것 이외에, 투명 도전성 박막이 내스크래치성이 떨어지고, 사용 중에 흠집이 생겨 전기 저항이 증대하거나, 단선을 발생시킨다는 문제가 있었다. 특히, 터치 패널용의 투명 도전성 박막에서는, 스페이서를 개재하여 대향시킨 한 쌍의 박막끼리가 그 일방의 패널 판측으로부터의 가압 타점에서 강하게 접촉되기 때문에, 이것에 저항할 수 있는 양호한 내구 특성, 즉 타점 특성을 갖고 있는 것이 요구되지만, 상기 필름 기재를 사용한 투명 도전성 박막에서는 타점 특성이 떨어지기 때문에, 터치 패널로서의 수명이 짧아진다는 문 제가 있었다.
상기 문제에 대하여, 필름 기재로서 특정 막두께의 것을 사용하고, 그 일방의 면에 광의 굴절률이 필름 기재의 광의 굴절률보다 작은 투명 유전체 박막과, 추가로 그 위에 투명 도전성 박막을 순서대로 형성함과 함께, 필름 기재의 타방의 면에 투명한 점착제층을 개재하여 별도의 투명 기체를 부착하여 이루어지는 투명 도전성 적층체가 제안되어 있다 (특허문헌 1). 이러한 투명 도전성 적층체에 따르면, 투명성 및 도전성 박막의 내스크래치성을 개량할 수 있음과 함께, 터치 패널용으로서의 타점 특성의 개량이 이루어지고 있다.
또한, 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 상기 필름 기재측으로부터 제 1 투명 유전체 박막, 제 2 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막이 이 순서로 형성되어 있는 투명 도전성 적층체로서, 필름 기재, 2 층의 투명 유전체 박막, 투명 도전성 박막의 각각의 광의 굴절률이, 제 2 투명 유전체 박막＜필름 기재≤제 1 투명 유전체 박막＜투명 도전성 박막의 관계인 것이 제안되어 있다 (특허문헌 2). 이러한 투명 도전성 적층체에 따르면, 터치 패널을 굴곡 상태로 사용하는 경우의 타점 특성의 개량이 이루어지고 있다. 그러나, 특허문헌 2 에 있어서, 투명한 필름 기재에 형성되는 제 1 투명 유전체 박막에는, 유기물과 무기물의 혼합체가 사용되고, 투명성 등의 광학적인 조정이 용이하지 않았다. 또한, 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 필름 기재측으로부터 제 1 투명 유전체 박막, 제 2 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막이 이 순서로 형성되어 있는 투명 도전성 적층체로서, 제 2 투명 유전체 박막＜투명 도전성 박막≤제 1 투명 유전체 박막의 관계의 것이 제 안되어 있다 (특허문헌 3). 이러한 투명 도전성 적층체에 따르면, 투과광의 착색을 억제할 수 있는 것이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 3 에서는, 투명한 필름 기재에 형성되는 제 1 투명 유전체 박막의 형성에는, 각종 방법이 기재되어 있지만, 어느 방법에 의해서도 형성 속도는 충분하지 않았다.
본 발명은, 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 필름 기재 측으로부터 제 1 투명 유전체 박막, 제 2 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막이 이 순서로 형성되어 있는 투명 도전성 적층체로서, 투과광의 착색을 억제하고, 또한 생산성이 양호한 투명 도전성 적층체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 당해 투명 도전성 적층체를 사용한 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자 등은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 이하에 나타내는 투명 도전성 적층체에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하는 것에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 두께가 2∼200㎛ 인 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 필름 기재측으로부터 제 1 투명 유전체 박막, 제 2 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막이 이 순서로 형성되어 있는 투명 도전성 적층체로서,
제 1 투명 유전체 박막은, 진공 증착법, 스퍼터링법 또는 이온플레이팅법에 의해 형성되고, 또한 제 1 투명 유전체 박막은, 산화인듐 100 중량부에 대하여 산화주석을 0∼20 중량부, 산화세륨을 10∼40 중량부 함유하는 복합 산화물로 이루어지고,
제 1 투명 유전체 박막의 굴절률을 n1, 제 2 투명 유전체 박막의 굴절률을 n2, 투명 도전성 박막의 굴절률을 n3 으로 하였을 때, n2＜n3≤n1 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체에 관한 것이다.
투명 도전성 적층체에 있어서, 제 1 투명 유전체 박막의 두께가 10∼200nm 이고, 또한 표면 저항치가 1×106(Ω/□) 이상인 것이 바람직하다.
투명 도전성 적층체로서는, 투명한 필름 기재의 타방의 면에는, 투명한 점착제층을 개재하여 투명 기체가 부착되어 있는 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 두께가 2∼200㎛ 인 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 필름 기재측으로부터 제 1 투명 유전체 박막, 제 2 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막을 이 순서로 형성하는 투명 도전성 적층체의 제조 방법으로서,
제 1 투명 유전체 박막은, 진공 증착법, 스퍼터링법 또는 이온플레이팅법에 의해 형성하고, 또한 제 1 투명 유전체 박막은 산화인듐 100 중량부에 대하여, 산화주석을 0∼20 중량부, 산화세륨을 10∼40 중량부 함유하는 복합 산화물로 이루어지고,
제 1 투명 유전체 박막의 굴절률을 n1, 제 2 투명 유전체 박막의 굴절률을 n2, 투명 도전성 박막의 굴절률을 n3 으로 하였을 때, n2＜n3≤n1 의 관계를 만족 하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
투명 도전성 적층체의 제조 방법에 있어서, 제 1 투명 유전체 박막의 두께가 10∼200nm 이고, 또한 표면 저항치가 1×106(Ω/□) 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 투명 도전성 박막을 갖는 한 쌍의 패널판을 투명 도전성 박막끼리가 대향하도록, 스페이서를 개재하여 대향 배치하여 이루어지는 터치 패널에 있어서, 적어도 일방의 패널판이 상기 투명 도전성 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널에 관한 것이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 투명 도전성 적층체를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 투명 도전성 적층체의 일례를 나타낸 것이고, 투명한 필름 기재 (F) 의 일방의 면에, 제 1 투명 유전체 박막 (1) 및 제 2 투명 유전체 박막 (2) 과, 또한 제 2 투명 유전체 박막 (2) 의 위에 투명 도전성 박막 (3) 이 형성되어 있다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 적층체의 필름 기재 (F) 의, 타방의 면에 투명한 점착제층 (A) 를 개재하여 투명 기체 (T) 가 부착되어 있는 경우의 예이다. 또한, 도시 생략되어 있지만, 도 2 의 투명 기체 (T) 의 외표면에는 하드코트 처리층 등을 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서 사용하는 필름 기재 (F) 로서는, 특별히 제한되지 않지만, 투명성을 갖는 각종 플라스틱 필름이 사용된다. 예를 들어, 그 재료로서 폴리 에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리알릴레이트계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 비용면에서 폴리에스테르계 수지가 바람직하다. 필름 기재 (F) 의 광의 굴절률은, 통상 1.4∼1.7 정도가 되는 것이 바람직하게 사용된다.
이들 필름 기재 (F) 의 두께는, 2∼200㎛ 의 범위에 있다. 특히, 두께가 20∼150㎛ 의 범위이다. 두께가 2㎛ 미만에서는 기재로서의 기계적 강도가 부족하고, 이 기재를 롤 형상으로 하여 제 1, 제 2 투명 유전체 박막이나 투명 도전성 박막, 또한 점착제층을 연속적으로 형성하는 조작이 어려워진다. 한편, 200㎛ 을 초과하면, 경량, 박형화 등의 시장의 요구면에서 바람직하지 않다.
상기 필름 기재 (F) 는 표면에 미리 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성, 산화 등의 에칭 처리, 하드코트층이나 초벌 처리를 실시하고, 이 위에 형성되는 제 1 투명 유전체 박막 (1) 의 상기 필름 기재 (F) 에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 투명 유전체 박막 (1) 을 형성하기 전에, 필요에 따라 용제 세정이나 초음파 세정 등에 의해 제진, 청정화해도 된다.
상기 필름 기재 (F) 에는, 제 1 투명 유전체 박막 (1), 제 2 투명 유전체 박막 (2), 투명 도전성 박막 (3) 이 순서로 형성되어 있다. 제 1 투명 유전체 박막 (1) 의 광의 굴절률 (n1), 제 2 투명 유전체 박막 (2) 의 광의 굴절률 (n2), 투 명 도전성 박막 (3) 의 광의 굴절률 (n3) 은, n2＜n3≤n1 의 관계를 만족하는 것이고, 통상 투명 도전성 박막 (3) 의 광의 굴절률 (n3) 은 약 2 정도 (통상 1.9∼2.1) 이기 때문에, 그 경우에는 제 1 투명 유전체 박막 (1) 의 광의 굴절률 (n1) 은, 통상 1.9∼2.3 정도, 더욱이 2.0∼2.2 인 것이 바람직하고, 제 2 투명 유전체 박막 (2) 의 광의 굴절률 (n2) 은, 통상 1.3∼1.7 정도, 더욱이 1.4∼1.6 인 것이 바람직하다.
상기 제 1 투명 유전체 박막 (1) 은, 산화인듐 100 중량부에 대하여 특정량의 산화주석 및 산화세륨을 함유하는 복합 산화물에 의해 형성되어 있다. 형성 재료로서는 각 산화물 성분의 혼합물의 소결체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 복합 산화물에 있어서, 산화주석의 비율은 광학 특성면에서 산화인듐 100 중량부에 대하여, 0∼20 중량부이다. 더욱이는, 3∼15 중량부인 것이 바람직하다. 산화주석의 비율이 20 중량부를 초과하는 경우에는, 형성 재료로서 소결체를 사용하는 경우 그 소결 밀도가 저하되기 때문에, 막형성시의 방전을 안정적으로 유지하기 어렵다 (방전 안정성이 나쁘다). 또한, 산화세륨의 비율은 고저항치 (절연성) 및 광학 특성 면에서, 산화인듐 100 중량부에 대하여 10∼40 중량부이다. 더욱이는, 15∼30 중량부인 것이 바람직하다. 산화세륨의 비율이 10 중량부 미만에서는, 제 1 투명 유전체 박막 (1) 의 표면 저항치가 낮아져서, 도전성을 가지게 되어 바람직하지 않다. 한편, 산화세륨의 비율이 40 중량부를 초과하는 경우에는 생산성 (제막 스퍼터레이트) 이 저하되어 바람직하지 않다.
상기 제 1 투명 유전체 박막 (1) 의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 10∼ 200nm 인 것이 바람직하다. 더욱이는 15∼60nm 인 바람직하다. 10nm 미만에서는 연속 피막으로 하는 것이 곤란하다. 한편, 200nm 이하로 하는 것이 광학적인 조정면에서 바람직하다.
제 2 투명 유전체 박막 (2) 의 재료로서는, 예를 들어, NaF(1.3), Na3AlF6(1.35), LiF(1.36), MgF2(1.38), CaF2(1.4), BaF2(1.3), SiO2(1.46), LaF3(1.55), CeF3(1.63), Al2O3(1.63) 등의 무기물〔상기 각 재료의 ( ) 안의 수치는 광의 굴절률이다〕또는, 광의 굴절률이 1.4∼1.6 정도인 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실록산계 폴리머, 알키드 수지, 멜라민 수지 등의 유기물을 들 수 있다. 이들 중에서 재료를 적절히 선택하고, 또는 조합하여 상기 굴절률 (n2) 을 만족하는 제 2 투명 유전체 박막 (2) 을 형성한다.
제 2 투명 유전체 박막 (2) 의 두께는, 특별히 제한되는 것이 아니지만, 연속 피막으로 하고, 투명성이나 내스크래치성을 향상시키기 위해서는 10nm 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼300nm, 특히 바람직하게는 20∼120nm 이다. 또, 제 1 투명 유전체 박막 (1) 의 두께와 제 2 투명 유전체 박막 (2) 의 두께를 합친 총두께가 지나치게 두꺼워지면, 투명성의 향상을 기대할 수 없게 되고, 또한 크랙을 발생시킬 우려가 있기 때문에, 상기 총두께는 150nm 이하로 하는 것이 바람직하고, 100nm 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
투명 도전성 박막 (3) 의 재료로서는 특별히 제한되는 것이 아니라, 예를 들어, 산화주석을 함유하는 산화인듐, 안티몬을 함유하는 산화주석 등이 바람직하게 사용된다.
투명 도전성 박막 (3) 의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 그 표면 저항을 1×103(Ω/□) 이하의 양호한 도전성을 갖는 연속 피막으로 하기 위해서는, 두께 10nm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 막두께가 지나치게 두꺼워지면, 투명성의 저하 등을 초래하기 때문에 두께는 10∼300nm 정도로 하는 것이 좋다.
제 1 투명 유전체 박막 (1), 제 2 투명 유전체 박막 (2) 및 투명 도전성 박막 (3) 은 필름 기재 (F) 상에 통상 이 순서로 순서대로 형성된다. 제 1 투명 유전체 박막 (1) 및 투명 도전성 박막 (3) 의 형성 방법으로서는, 예를 들어 진공 증착 기상 증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법 등을 들 수 있고, 재료의 종류 및 필요로 하는 막두께에 따라 적절한 방법을 채용할 수 있지만, 이들 중에서도 스퍼터링법이 일반적이다. 또한, 제 2 투명 유전체 박막 (2) 의 형성 방법으로서는, 상기의 방법 외에 도공법 등을 채용할 수 있다.
상기한 바와 같이 제 1 투명 유전체 박막 (1), 제 2 투명 유전체 박막 (2) 및 투명 도전성 박막 (3) 이 순서대로 형성된 필름 기재 (F) 의 타방의 면에는, 투명한 점착제층 (A) 를 개재하여 투명 기체 (T) 를 부착할 수 있다. 투명 기체 (T) 의 부착은 투명 기체 (T) 쪽에 점착제층 (A) 를 형성해 두고, 이것에 필름 기재 (F) 를 부착해도 되고, 반대로 필름 기재 (F) 쪽에 점착제층 (A) 를 형성해 두고, 이것에 투명 기체 (T) 를 부착해도 된다. 후자의 방법에서는, 점착제층 (A) 의 형성을 필름 기재 (F) 를 롤 형상 연속적으로 사용할 수 있어, 생산성의 면 에서 보다 유리하다.
점착제층 (A) 으로서는, 투명성을 갖는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들어 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제 등이 사용된다. 이 점착제층 (A) 은, 투명 기체 (T) 의 접착 후에 그 쿠션 효과에 의해 필름 기재 (F) 의 일방의 면에 형성된 투명 도전성 박막 (3) 의 내스크래치성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성을 향상시키는 기능을 갖는다. 이 기능을 한층 더 발휘시키는 관점에서, 그 탄성 계수를 1∼100N/cm2 의 범위, 두께를 1㎛ 이상, 통상 5∼100㎛ 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
점착제층 (A) 을 개재하여 부착되는 투명 기체 (T) 는, 필름 기재 (F) 에 대하여 양호한 기계적 강도를 부여하고, 특히 컬 등의 발생 방지에 기여하는 것이고, 이것을 부착한 후에도 가요성인 것이 요구되는 경우에는, 통상 6∼300㎛ 정도의 플라스틱 필름이 사용되고, 가요성이 특히 요구되지 않은 경우에는 통상 0.05∼10mm 정도의 유리판이나 필름 형상 내지 판 형상의 플라스틱이 각각 사용된다. 플라스틱의 재질로서는 상기한 필름 기재와 동일한 것을 들 수 있다.
또한, 필요에 따라, 상기 투명 기체 (T) 의 외표면 (점착제층과는 반대측의 면) 에, 시인성의 향상을 목적으로 한 방현 처리층이나 반사 방지 처리층을 형성하거나, 외표면의 보호를 목적으로 한 하드코트 처리층을 형성하도록 해도 된다. 하드코트 처리층으로서는, 예를 들어 멜라닌계 수지, 우레탄계 수지, 알키드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시 수지 등의 경화형 수지로 이루어지는 경화 피막이 바람직하게 사용된다.
도 3 은, 상기 본 발명의 투명 도전성 적층체 (도 2) 를 사용한 터치 패널의 예를 도시한 것이다. 즉, 투명 도전성 박막 (P1d, P2d) 을 갖는 한 쌍의 패널판 (P1, P2) 을 서로 직교하는 줄무늬 형상으로 형성한 투명 도전성 박막 (P1d, P2d) 끼리가 대향하도록, 스페이서 (S) 를 개재하여 대향 배치하여 이루어지는 터치 패널에 있어서, 일방의 패널판 (P1) 으로서 상기 도 2 에 나타내는 투명 도전성 적층체를 사용한 것이다.
이 터치 패널은, 패널판 (P1) 측으로부터, 입력 펜 (M) 으로 스페이서 (S) 의 탄성력에 저항하여 가압 타점하였을 때, 도전성 박막 (P1d, P2d) 끼리가 접촉하여 전기 회로의 ON 상태가 되고, 상기 가압을 해제하면 원래의 OFF 상태로 되돌아가는 투명 스위치 구조체로서 기능한다. 그 때, 패널판 (P1) 이 상기의 투명 도전성 적층체로 이루어지기 때문에, 도전성 박막의 내스크래치성이나 타점 특성 등이 우수하고, 장기에 걸쳐 기능을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
또, 도 3 에 있어서, 패널판 (P1) 은 도 1 에 나타내는 투명 도전성 적층체이어도 된다. 또한, 패널판 (P2) 은 플라스틱 필름이나 유리판 등으로 이루어지는 투명 기체 (T) 에 도전성 박막 (P2d) 을 형성한 것이지만, 상기의 패널판 (P1) 과 동일한 도 1 또는 도 2 에 나타내는 투명 도전성 적층체를 사용해도 된다.
[실시예]
이하에, 본 발명의 실시예를 기재하여 보다 구체적으로 설명한다. 또, 이하에 있어서, 부라는 것은 중량부를 의미한다.
각 층의 굴절률과 막두께: 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막과 굴절률이 상이한 적당한 열가소성 필름 기판 상에 동일한 코팅 조건으로 단층으로 적층하고, 그 적층면의 광반사 스펙트럼 상에 광간섭 효과에 기초하여 발현되는 반사율의 극대 피크 또는 극소 피크의 파장과 그 피크 반사율의 값을 사용하여, 광학 시뮬레이션에 의해 산출하였다. 또한, 하드코트층의 굴절률은 아베 굴절률계 (측정 파장 590nm) 를 사용하여 측정하고, 두께는 상기 투명 유전체 박막과 동일한 광간섭법을 사용한 계산에 의해 구하였다. 제 1 투명 유전체 박막의 표면 저항치 (Ω/□) 는, 미쓰비시 화학사 제조의 하이레스터 저항 측정기에 의해 측정하였다. 막두께는, 히타치 제작소 제조의 투과형 전자현미경 H-7650 에 의해 측정하였다.
실시예 1
(제 1 투명 유전체 박막의 형성)
두께가 125㎛ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (이하, PET 필름이라고 한다) 으로 이루어지는 필름 기재 (광의 굴절률 (nf)=1.66) 의 일방의 면에, 아르곤 가스 95% 와 산소 가스 5% 의 혼합 가스의 분위기 하, 산화인듐 100부, 산화주석 10부 및 산화세륨 25부의 혼합물의 소결체로부터, 하기 조건의 반응 스퍼터링법에 의해, 산화인듐 100부에 대하여, 산화주석 10부 및 산화세륨 25부를 갖는 복합 산화물 (광의 굴절률 (n1)= 2.1) 의 제 1 투명 유전체 박막을 형성하였다. 제 1 투명 유전체 박막의 두께는 32nm, 표면 저항치 (Ω/□) 는 8.5×109 이었다.
<스퍼터링 조건>
타겟 사이즈: 200mm×500mm
출력: 3.0kw
전압치: 450V
방전 시간: 1 분
진공도: 0.5Pa
(제 2 투명 유전체 박막의 형성)
이어서, 제 1 투명 유전체 박막 상에 SiO2 (광의 굴절률 (n2)=1.46) 를 전자빔 가열법에 의해, 1×10-2∼3×10-2pa 의 진공도로 진공 증착하여, 두께 50nm 의 제 2 투명 유전체 박막을 형성하였다.
(투명 도전성 박막의 형성)
이어서, 상기의 SiO2 박막 상에 아르곤 가스 95% 와 산소 가스 5% 의 혼합 가스를 사용하고, 0.5Pa 의 분위기 중에서, 산화인듐 100부 및 산화주석 10부의 혼합물의 소결체로부터, 반응 스퍼터링법에 의해 산화인듐 100부에 대하여 산화주석10부를 갖는 복합 산화물 (광의 굴절률 (n1)=2.0) 의 제 1 투명 유전체 박막을 형성하였다.
실시예 2
(제 1 투명 유전체 박막의 형성)
두께가 25㎛ 인 PET 필름 상에, 자외선 경화형 수지 (아사히 덴카사 제조, KRX571-76NL) 100부에, 실리콘계 레벨링제 0.5부를 혼합하고, 고형분이 40% 가 되 도록 용매로 희석한 용액을, #16번의 와이어바로 건조시킨 후의 막두께가 7㎛ 가 되도록 도포하고, 용매를 건조 오븐에 의해 기화한 후, 고압 수은 등에 의해 자외선조사하여 경화시켜, 투명 하드코트층 (광의 굴절률 1.54) 을 형성하였다.
실시예 1 에 있어서, 필름 기재로서 상기 하드코트층을 형성한 PET 필름을 사용하여, 그 하드코트층 상에 산화인듐 100부, 산화주석 5부 및 산화세륨 10부의 혼합물의 소결체로부터, 실시예 1 과 동일한 반응 스퍼터링법에 의해, 산화인듐 100부에 대하여, 산화주석 5부 및 산화세륨 10부를 갖는 복합 산화물 (광의 굴절률 (n1)=2.05) 의 제 1 투명 유전체 박막을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 제 1 투명 유전체 박막을 형성하였다. 제 1 투명 유전체 박막의 두께는 35nm, 표면 저항치 (Ω/□) 는 5.7×107 이었다.
이어서, 제 1 투명 유전체 박막 상에, 실시예 1 과 동일하게 하여 제 2 투명 유전체 박막을 형성하고, 또한 실시예 1 과 동일하게 하여 투명 도전성 박막을 형성하여 투명 도전성 적층체를 얻었다.
(투명 도전성 적층 필름의 제조)
이어서, 상기 PET 필름의 타방의 면에, 탄성 계수가 10N/cm2 로 조정된 아크릴계의 투명한 점착제층 (아크릴산부틸과 아크릴산과 아세트산비닐의 중량비 100:2:5 의 아크릴계 공중합체 100부에 이소시아네이트계 가교제를 1부 배합하여 이루어지는 것) 을 약 20㎛ 의 두께로 형성하고, 이 위에 두께가 125㎛ 인 PET 필름으로 이루어지는 투명 기체를 부착하고, 도 2 에 나타내는 구조의 투명 도전성 적층체를 제작하였다.
비교예 1
(제 1 투명 박막의 형성)
실시예 1 에 있어서, 산화인듐 100부 및 산화주석 10부의 혼합물의 소결체로부터, 실시예 1 과 동일한 반응 스퍼터링법에 의해, 산화인듐 100부에 대하여 산화주석 10부를 갖는 복합 산화물 (광의 굴절률 (n1)= 2.0) 의 제 1 투명 유전체 박막을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 제 1 투명 유전체 박막을 형성하였다. 제 1 투명 박막의 두께는 51nm, 표면 저항치 (Ω/□) 는 1.1×103 이었다.
이어서, 제 1 투명 박막 상에 실시예 1 과 동일하게 하여 제 2 투명 유전체 박막을 형성하고, 또한 실시예 1 과 동일하게 하여 투명 도전성 박막을 형성하고, 투명 도전성 적층체를 얻었다.
비교예 2
(제 1 투명 유전체 박막의 형성)
실시예 1 에 있어서, 산화인듐 100부, 산화주석 10부, 산화세륨 50부의 혼합물의 소결체로부터, 실시예 1 과 동일한 반응 스퍼터링법에 의해, 산화인듐 100부에 대하여 산화주석 10부 및 산화세륨 50부를 갖는 복합 산화물 (광의 굴절률 (n1)=2.2) 의 제 1 투명 유전체 박막을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 제 1 투명 유전체 박막을 형성하였다. 제 1 투명 유전체 박막의 두께는 25nm, 표면 저항치 (Ω/□) 는 3.6×1013 이었다.
이어서, 제 1 투명 유전체 박막 상에 실시예 1 과 동일하게 하여 제 2 투명 유전체 박막을 형성하고, 또한 실시예 1 과 동일하게 하여 투명 도전성 박막을 형성하여, 투명 도전성 적층체를 얻었다.
비교예 3
(제 1 투명 유전체 박막의 형성)
실시예 1 에 있어서, 티탄 금속으로부터 실시예 1 과 동일한 반응 스퍼터링법에 의해, 산화티탄 (광의 굴절률 (n1)= 2.35) 의 제 1 투명 유전체 박막을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 제 1 투명 유전체 박막을 형성하였다. 제 1 투명 유전체 박막의 두께는 20nm, 표면 저항치 (Ω/□) 는 1×1O13 초이었다.
이어서, 제 1 투명 유전체 박막 상에 실시예 1 과 동일하게 하여 제 2 투명 유전체 박막을 형성하고, 또한 실시예 1 과 동일하게 하여 투명 도전성 박막을 형성하여 투명 도전성 적층체를 얻었다.
실시예 및 비교예에서 얻어진 투명 도전성 적층체에 대해서, 하기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
<투명 도전성 박막의 표면 저항치>
미쓰비시화학사 제조의 로우레스터 저항 측정기를 사용하여, 표면 저항치(Ω/□) 를 측정하였다. 투명 도전성 박막은, 450(Ω/□) 으로 설정된 것이고, 450(Ω/□) 에서 변동하지 않는 것이 바람직하다.
<광학 특성>
시마즈 제작소 제조의 분광 광도계 UV3150 을 사용하여, 색상 (b*) 을 측정하였다. 색상 (b*) 은, 투과광의 착색을 나타내고, 색상 (b*) 의 값이 마이너스측으로 커지면 투과광은 청색이 증가하고, 플러스측으로 커지면 황색이 증가한다. 색상 (b*) 의 값은, -2∼2 의 범위에 있는 것이 착색이 억제되어 있어 바람직하다.
<스퍼터레이트>
실시예 1 에 기재된 스퍼터링 조건에 있어서의 제 1 투명 유전체 박막의 스퍼터레이트를 기재하였다. 실시예 1 에 기재된 스퍼터링 조건에 있어서, 균일한 스퍼터레이트인 것이 바람직하다.
Figure 112006031790415-pat00001
표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예의 투명 도전성 적층체는 제 1 투명 유전성 박막이 고굴절률을 갖고, 색상이 양호하고, 광학적 조정이 용이하다. 또한, 제 1 투명 유전성 박막은 고저항치를 갖고 있고, 투명 도전성 적층체의 도전성이 손상되는 일은 없다. 또한, 스퍼터레이트가 좋고 생산성도 양호하다. 한편, 비교예 1 에서는 제 1 투명 박막의 표면 저항치가 낮기 때문에, 투명 도전성 박막의 표면 저항치에 영향을 미치고 있다. 또한, 비교예 1 에서는 제 1 투명 박막의 막두께가 두껍기 때문에, 투명 도전성 적층체로서의 광학 특성이 저하되고 있다. 비교예 2 에서는, 실시예의 제 1 투명 유전체 박막과 동일한 재료를 사용하고 있지만, 비교예 2 에서는 실시예에 비교하여, 산화세륨의 배합량이 많기 때문에 스퍼터레이트가 나쁘다. 또한, 비교예 3 에서는 실시예의 제 1 투명 유전체 박막의 재료가 산화티탄이고, 스퍼터레이트가 나쁘다.
본 발명에서는, 제 1 투명 유전체 박막을 산화인듐에 대하여 특정량의 산화주석, 산화세륨을 함유하는 복합 산화물에 의해 형성하고 있다. 당해 복합 산화물은 투명 도전성 재료인 산화인듐과 산화주석의 복합체에, 추가로 산화세륨을 첨가한 것이고, 이에 따라, 투명 도전성 박막의 굴절률 이상의 고굴절률을 실현할 수 있다. 그 결과, 제 1 투명 유전체 박막과 제 2 투명 유전체 박막의 굴절률의 차가 커지고, 광학적인 조정을 용이하게 실시할 수 있고, 투명성 등의 광학 특성이 양호한 투명 도전성 적층체가 얻어진다.
또한, 상기 본 발명의 복합 산화물에 의해 형성된 제 1 투명 유전체 박막은, 그 표면 저항치가 높고, 투명 도전성 박막의 도전성에 영향을 미치지 않는 정도의 고저항치로 제어할 수 있다. 제 1 투명 유전체 박막의 표면 저항치는, 투명 도전성 박막의 도전성에 영향을 미치지 않도록, 절연성 (고저항치) 인 것이 바람직하고, 1×106(Ω/□) 이상인 것이 바람직하고, 또한 1×108(Ω/□) 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 본 발명의 복합 산화물은 고굴절률을 갖고, 게다가 박막을 형성할 때, 통상 채용되는 스퍼터링법에서의 생산성 (제막에 있어서의 스퍼터레이트) 가 양호하다. 종래, 고굴절률의 재료로서는 TiO2(2.35), Nd2O3(2.15), ZrO2 (2.05), Ta2O5(2.2), ZnO(2.1), In2O3(2.0), SnO2(2.0) 등이 사용되고 있다 〔상기 각 재료의 ( ) 안의 수치는 광의 굴절률이다〕. 그러나, 상기 재료 중에서, TiO2, Nd2O3, ZrO2, Ta2O5, ZnO 등은 박막을 형성할 때, 통상 채용되는 스퍼터링법에서의 생산성 (제막 스퍼터레이트) 이 떨어진다. 한편, In2O3, SnO2 등은 박막의 생산성은 양호하지만, 이들은 표면 저항치가 낮고, 투명 도전성 박막의 도전성에 영향을 미치기 때문에 제 1 투명 유전체 박막에 적합하지 않다.
본 발명의 투명 도전성 적층체는 투명 도전 박막과 필름 기재 사이에, 제 1 투명 유전체 박막 및 제 2 투명 유전체 박막의 2층의 투명 유전체 박막을 갖는 점에서, 또한 내스크래치성, 굴곡성도 양호하고, 또한, 상술한 바와 같이 제 1 투명 유전체 박막에, 특정 성분을 특정 비율로 함유하는 고굴절률로, 고저항치를 갖는 복합 산화물을 사용하고, 또한 제 1 투명 유전체 박막을 드라이 프로세스에 의해서 형성하고 있기 때문에, 투과광의 착색을 억제할 수 있고, 또한 생산성이 좋고, 광학 조정을 용이하게 실시할 수 있다.

Claims (6)

  1. 두께가 2∼200㎛ 인 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 상기 필름 기재측으로부터 제 1 투명 유전체 박막, 제 2 투명 유전체 박막 및 투명 도전성 박막이 이 순서로 형성되어 있는 투명 도전성 적층체로서,
    상기 제 1 투명 유전체 박막은, 진공 증착법, 스퍼터링법 또는 이온플레이팅법에 의해 형성되고, 또한 상기 제 1 투명 유전체 박막은 산화인듐 100 중량부에 대하여, 산화세륨을 10∼40 중량부 함유하는 복합 산화물로 이루어지거나, 산화주석을 0 초과 20 이하의 중량부, 산화세륨을 10~40 중량부 함유하는 복합 산화물로 이루어지고,
    상기 제 1 투명 유전체 박막의 굴절률을 n1, 상기 제 2 투명 유전체 박막의 굴절률을 n2, 상기 투명 도전성 박막의 굴절률을 n3 으로 하였을 때, n2＜n3≤n1 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 투명 유전체 박막의 두께가 10∼200nm 이고, 또한 표면 저항치가 1×106(Ω/□) 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명한 필름 기재의 타방의 면에는, 투명한 점착제층을 개재하여 투명 기체가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
  4. 두께가 2∼200㎛ 인 투명한 필름 기재 상에 진공 증착법, 스퍼터링법 또는 이온플레이팅법으로, 산화인듐 100 중량부에 대하여, 산화세륨을 10∼40 중량부 함유하는 복합 산화물로 이루어지거나, 산화주석을 0 초과 20 이하의 중량부, 산화세륨을 10~40 중량부 함유하는 복합 산화물로 이루어지는 제 1 투명 유전체 박막을 형성하는 단계,
    상기 제 1 투명 유전체 박막 상에 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 또는 도공법으로 제 2 투명 유전체 박막을 형성하는 단계, 및
    상기 제 2 투명 유전체 박막 상에 진공 증착법, 스퍼터링법 또는 이온 플레이팅법으로 투명 도전성 박막을 형성하는 단계를 구비하고,
    상기 제 1 투명 유전체 박막의 굴절률을 n1, 상기 제 2 투명 유전체 박막의 굴절률을 n2, 상기 투명 도전성 박막의 굴절률을 n3 으로 하였을 때, n2＜n3≤n1 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 투명 유전체 박막의 두께가 10∼200nm 이고, 또한 표면 저항치가 1×106(Ω/□) 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체의 제조 방법.
  6. 투명 도전성 박막을 갖는 한 쌍의 패널판을, 상기 투명 도전성 박막끼리가 대향하도록, 스페이서를 개재하여 대향 배치하여 이루어지는 터치 패널에 있어서,
    적어도 일방의 패널판이 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전성 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
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