KR100803436B1 - 투명 도전성 적층체 및 그를 구비한 터치 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명의 투명 도전성 적층체는, 투명한 필름 기재, 상기 필름 기재의 한쪽 면에 건식 프로세스에 의해 마련되고 두께가 1 내지 30㎚이고 상대 굴절률이 1.6 내지 1.9인 SiO_x막(x는 1.5 이상 2 미만이다), 상기 SiO_x막상에 마련되고 두께가 10 내지 50㎚인 SiO₂막, 및 상기 SiO₂막상에 마련되고 두께가 20 내지 35㎚인 투명한 도전성 박막을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

투명 도전성 적층체 및 그를 구비한 터치 패널{ELECTRICALLY CONDUCTIVE TRANSPARENT LAMINATE AND TOUCH PANEL HAVING THE LAMINATE}

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 투명 도전성 적층체를 나타내는 단면 모식도이다.

도 2는 상기 투명 도전성 적층체에서의 도전성 박막측의 경도 및 탄성률의 측정 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 패널을 나타내는 단면 모식도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 펜 입력 내구성 시험을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 5는 실시예 1에서 얻어진 터치 패널에 있어서의 전압 값과 측정 위치의 관계를 나타내는 그래프이다.

≪도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명≫

1: 필름 기재

2: SiO_x막

3: SiO₂막

4: 도전성 박막

5: 점착제층

6: 투명 기체(基體)

7: 수지층

10: 투명 도전성 적층체

본 발명은 가시 광선 영역에서 투명성을 갖고, 또한 필름 기재상에 도전성 박막을 구비한 투명 도전성 적층체 및 그를 구비한 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명의 투명 도전성 적층체는 액정 디스플레이, 전계 발광 디스플레이 등의 디스플레이 방식 또는 터치 패널 등에서의 투명 전극 외에, 투명 물품의 대전 방지 또는 전자파 차단 등에 이용된다.

터치 패널에는, 위치 검출의 방법에 따라 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등이 있다. 이 중, 저항막 방식은 그 구조가 단순하기 때문에, 비용 성능 면에서 우수하여, 최근 급속하게 보급되고 있다. 저항막 방식 터치 패널은, 예컨대 은행의 현금 자동 입출금기(ATM) 또는 교통 기관의 차표 판매기 등 의 표시판에 이용되고 있다.

이 저항막 방식의 터치 패널은 투명 도전성 적층체 및 투명 도전성 박막-구비 유리가 스페이서를 개재시켜 대향 배치되어 있고, 투명 도전성 적층체에 전류를 흘려 투명 도전성 박막-구비 유리에서의 전압을 계측하는 구조로 되어 있다. 투명 도전성 적층체를 손가락 또는 펜 등에 의한 가압 조작을 통해 투명 도전성 박막 부착 유리에 접촉시키면, 그 접촉 부분이 통전됨으로써, 그 접촉 부분의 위치가 검지된다.

그런데, 최근, 스마트폰 또는 PDA(Personal Digital Assistance), 게임 등에 탑재되는 터치 패널의 시장이 확장되고 있으며, 터치 패널의 좁은 프레임화가 진행하고 있다. 이에 따라, 터치 패널의 주연부 근방에서의 펜 입력 내구성을 더욱 향상시키는 것이 필요로 되고 있다.

상기 터치 패널로서는, 예컨대 투명 기재 필름의 적어도 일면에, 적어도 평균 입경 1 내지 30㎚의 미립자를 포함하는 수지로 형성된, Ra 4 내지 20㎚의 중심선 평균 거칠기를 갖는 앵커(anchor)층, SiO_x층, 투명 도전층을 마련한 투명 도전성 필름을 구비하는 것이 개시되어 있다(일본 특허 공개 제 2002-117724 호 공보 참조). 그러나, 이 구성이면, 투명 도전층의 표면 전기 저항 값이 변화되어 신뢰성이 결여된다고 하는 문제가 있다.

또한, 상기 터치 패널로서, 예컨대 기재, 도전층을 고정하기 위한 앵커층, 도전층을 순차적으로 적층한 투명 도전성 필름을 구비한 것이 개시되어 있다(일본 특허 공개 제 2003-320609 호 공보 참조). 이 일본 특허 공개 제 2003-320609 호 공보에 따르면, 앵커층이 플라즈마 CVD 법에 의해 형성된 실리카층인 것도 기재되어 있다. 그러나, 일본 특허 공개 제 2003-320609 호 공보에 기재된 발명에서는, 펜 입력 터치 패널과 같은 큰 미끄럼 운동(摺動, slide) 부가에도 충분히 견딜 수 있는 것에 대한 기재가 있지만, 터치 패널 주연부에서의 펜 입력 내구성에 대해서는 고려되지 않아, 해당 주연부에서의 펜 입력 내구성이 뒤떨어진다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 주연부 근방에서의 펜 입력 내구성이 우수하고, 또한, 투명 도전층의 표면 전기 저항의 변화를 억제하여, 신뢰성이 양호한 투명 도전성 적층체 및 그를 구비한 터치 패널을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 종래의 문제점을 해결하도록, 투명 도전성 적층체 및 그를 구비한 터치 패널에 대하여 예의 검토하였다. 그 결과, 하기의 구성을 채용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 따른 투명 도전성 적층체는, 상기한 과제를 해결하기 위하여, 투명한 필름 기재, 상기 필름 기재의 한쪽 면에 건식(dry) 프로세스에 의해 마련되고 두께가 1 내지 30㎚이고 상대 굴절률이 1.6 내지 1.9인 SiO_x막(x는 1.5 이상 2 미만이다), 상기 SiO_x막상에 마련되고 두께가 10 내지 50㎚인 SiO₂막, 및 상기 SiO₂막상에 마련되고 두께가 20 내지 35㎚인 투명한 도전성 박막을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기한 투명 도전성 적층체에 있어서는, 상기 필름 기재의 적어도 한쪽 면에 수지층이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 투명 도전성 적층체에 있어서는, 상기 필름 기재의 반대측 면에, 투명한 점착제층을 통해 투명 기체가 접합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 투명 도전성 적층체에 있어서는, 상기 도전성 박막은 결정 입경이 200㎚ 이하이고 결정 함유량이 50%를 초과하는 결정질의 인듐 주석 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 투명 도전성 적층체에 있어서는, 상기 도전성 박막이 적층되어 있는 측의 탄성률이 8㎬ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기한 투명 도전성 적층체에 있어서는, 상기 도전성 박막이 적층되어 있는 측의 경도가 2㎬ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 터치 패널은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 상기 투명 도전성 적층체를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 수단에 의해, 이하에 설명하는 효과를 나타낸 다.

즉, 본 발명의 투명 도전성 적층체에서는, 필름 기재상에, SiO_x막, SiO₂막 및 투명한 도전성 박막을 순차적으로 적층한 구조로 하고, 또한 SiO_x막의 상대 굴절률을 1.6 내지 1.9의 범위 이내로 하기 때문에, 예컨대 투명 도전성 적층체를 터치 패널에 적용한 경우, 그 주연부 근방에서의 펜 입력 내구성을 종래보다도 향상시킬 수 있다.

또한, 필름 기재와 SiO₂막 사이에 SiO_x막을 마련하는 것에 의해, 도전성 박막의 표면 전기 저항의 변화율을 억제할 수 있어, 안정성이 우수한 투명 도전성 적층체를 얻을 수 있다.

또한, SiO_x막의 두께를 1 내지 30㎚의 범위 이내로 하는 것에 의해, SiO_x막을 연속 피막으로서 안정하게 제막 가능하게 하는 한편, 고온·고습의 조건 하에서도 곡절 또는 컬(curl)의 발생을 저감하여, 그 결과, 반사 특성 또는 투과 색상이 변화되는 것을 억제할 수 있다. 또한, SiO_x막은 건식 프로세스에 의해 형성된 것이기 때문에, 예컨대 폴리실록산계 열경화성 수지 또는 실리카 졸 등을 도공하는 습식(wet)법에 의해 SiO_x막을 형성한 경우와 비교하여, 필름 기재에 침입해 가는 수분을 억제할 수 있어, 내습성·내열성이 우수하다. 그 결과, 종래보다도 곡절 또는 컬의 발생을 더욱 억제할 수 있다. 또한, SiO₂막의 두께를 10 내지 50㎚의 범위 이내로 하는 것에 의해, SiO₂막을 연속 피막으로서 안정하게 제막 가능하게 하는 한 편, 내찰상성(耐擦傷性) 및 투명성의 향상, 또는 크랙의 발생도 억제할 수 있다. 또한, 도전성 박막의 두께를 20 내지 35㎚의 범위 이내로 하는 것에 의해, 표면 전기 저항을 저감함과 아울러, 연속 피막으로서 안정적으로 형성 가능하게 하고, 또한 투명성의 저하도 억제할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 나타내는 기재에 의해서 충분히 알 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음 설명에 의해 명백하게 될 것이다.

본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 단, 설명에 불필요한 부분은 생략하며, 또한 설명을 용이하게 하기 위하여 확대 또는 축소 등에 의해 도시한 부분이 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 투명 도전성 적층체의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 즉, 투명 도전성 적층체(10)는 투명한 필름 기재(1)의 한쪽 면에, SiO_x막(2), SiO₂막(3), 투명한 도전성 박막(4)이 순차적으로 적층되고, 다른쪽 면에 투명한 점착제층(5)을 통해 투명 기체(6)가 접합된 구조이다. 이러한 구조로 하는 것에 의해, 예컨대 필름 기재상에 ITO막이 적층된 구조, 또는 필름 기재상에 SiO₂막 및 ITO막이 순차적으로 적층된 구조의 종래의 투명 도전성 적층체보다도 펜 입력 내구성을 향상시킬 수 있다.

상기 필름 기재(1)로서는, 특별히 제한되지 않지만, 투명성을 갖는 각종 플라스틱 필름이 이용된다. 예컨대, 그 재료로서, 폴리에스터계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에터설폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리염화바이닐계 수지, 폴리염화바이닐리덴계 수지, 폴리스타이렌계 수지, 폴리바이닐알코올계 수지, 폴리알릴레이트계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서 특히 바람직한 것은 폴리에스터계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리올레핀계 수지이다.

또한, 일본 특허 공개 제 2001-343529 호 공보(WO10/37007)에 기재된 고분자 필름, 예컨대 (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지, 및 (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐 및 나이트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체적으로는, 아이소뷰틸렌 및 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호공중합체, 및 아크릴로나이트릴·스타이렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 고분자 필름을 이용할 수 있다.

상기 필름 기재(1)의 두께는 2 내지 200㎛의 범위 이내인 것이 바람직하고, 2 내지 100㎛의 범위 이내인 것이 보다 바람직하다. 필름 기재(1)의 두께가 2㎛ 미만이면, 필름 기재(1)의 기계적 강도가 부족하여, 이 필름 기재(1)를 롤 형상으로 해서 SiO_x막(2), SiO₂막(3), 도전성 박막(4) 및 점착제층(5)을 연속적으로 형성하는 조작이 곤란하게 되는 경우가 있다. 한편, 두께가 200㎛를 초과하면, 점착제층(5)의 쿠션 효과에 기인하여, 도전성 박막(4)의 내찰상성 또는 터치 패널용으로서의 타점(打點) 특성의 향상이 도모되지 않게 되는 경우가 있다.

상기 필름 기재(1)에는, 표면에 미리 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성, 산화 등의 에칭 처리 또는 하도 처리를 실시하고, 이 위에 마련되는 SiO_x막(2)의 상기 필름 기재(1)에 대한 밀착성을 향상시키도록 하여도 된다. 또한, SiO_x막(2)을 마련하기 전에, 필요에 따라 용제 세정 또는 초음파 세정 등에 의해 제진, 청정화하여도 된다.

상기 SiO_x막(x는 1.5 이상 2 미만이다)(2)은 건식 프로세스에 의해 형성된 층이다. 건식 프로세스로서는 진공 증착, 스퍼터링, 이온 도금 등의 방법을 채용할 수 있다. 폴리실록산계 열경화성 수지 또는 실리카 졸 등을 도공하는 습식법에 의해 SiO_x막을 형성한 경우에는, SiO_x막의 두께가 후술하는 범위를 만족하고 있더라도, 필름 기재(1)에 침입해 오는 수분의 제어가 곤란하고, 내습열성이 불충분하고, 고온 고습도의 환경 하에서의 곡절 또는 컬의 발생을 낮게 억제할 수 없다.

상기 SiO_x막(x는 1.5 이상 2 미만이다)(2)을 필름 기재(1)상에 마련하는 것은, 해당 필름 기재(1)로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하는 경우에, SiO₂막(3)만을 앵커층으로서 필름 기재(1)상에 직접 마련하면, 충분한 밀착성을 얻을 수 없기 때문이다. 이 때문에, SiO_x막(2)을 필름 기재(1)와 SiO₂막(3) 사이에 마련하고, 해당 SiO_x막(2)을 결합제로서 이용하여 충분한 밀착성을 확보한다. 또한, SiO₂는 저굴절률의 재료이기 때문에, 반사율을 낮게 하여, 그 결과 높은 광선 투과율을 달성할 수 있다. 이에 따라, SiO_x막(2)은 도전성 박막의 언더코팅층으로서 특히 효과를 발휘한다.

상기 SiO_x막(2)의 두께는 1 내지 30㎚이며, 보다 바람직하게는 1 내지 15㎚의 범위이다. 두께가 1㎚ 미만이면, 연속 피막으로서 안정하게 형성하는 것이 곤란하게 되는 경향이 있다. 또한, 두께가 30㎚를 초과하면, 예컨대 환경 신뢰성 시험 등을 행하는 것에 의해 반사 및 투과 색상의 변화를 초래하는 경우가 있다. 이는, 환경 신뢰성 시험에 있어서, x가 2에 근접하여 SiO_x로부터 SiO₂로 서서히 변화함으로써, SiO_x막(2)의 굴절률이 약 1.7 내지 1.45의 범위로 변화되기 때문이다. SiO_x막(2)은 광학 박막이기도 하며, 광학 박막의 특성은 각 층의 굴절률과 그 두께에 의해 결정되지만, 두께가 25㎚ 이하인 경우는, 굴절률의 변화에 대한 광학 특성에의 영향이 적다는 것을 알고 있다. 또한, 상기 환경 신뢰성 시험이란, 예컨대 80℃에서의 고온 시험, 또는 60℃/90% RH 또는 85℃/85% RH 등에서의 고온 고습 시험 등을 말한다.

상기 SiO_x막(2)의 상대 굴절률은 1.6 내지 1.9의 범위이다. 상기 범위 이내로 하는 것에 의해, 예컨대 투명 도전성 적층체(10)를 터치 패널에 적용한 경우에, 그 주연부 근방에서의 펜 입력 내구성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 상대 굴절률이 1.6 미만이면, 상기 펜 입력 내구성이 저하한다고 하는 문제가 있다. 한편, 상대 굴절률이 1.9를 초과하는 SiO_x막(2)의 제막은 곤란하다.

상기 SiO₂막(3)의 두께는 10 내지 50㎚이며, 보다 바람직하게는 10 내지 30㎚의 범위이다. 두께가 10㎚ 미만이면 연속 피막으로 되기 어렵고, 내찰상성의 향상이 불충분하게 된다. 또한, 두께가 50㎚를 초과하면 투명성의 향상이 불충분하게 되어, 크랙을 발생할 우려도 있다.

상기 SiO_x막(2) 및 SiO₂막(3)의 평균 표면 거칠기는, 각각 0.8 내지 3.0㎚의 범위 내인 것이 바람직하다. 평균 표면 거칠기가 0.8㎚ 미만이면, 표면 요철이 지나치게 미세하게 되어, 방현성(防眩性)이 저하될 우려가 있다. 또한, 그러한 경우에 도전성 박막(4)을 두껍게 형성하면, 표면 저항치도 지나치게 낮아진다. 한편, 평균 표면 거칠기가 3.0㎚를 초과하면, 표면 요철이 지나치게 커져, 안정한 표면 저항치를 얻기 어렵게 될 우려가 있다. 또한, 평균 표면 거칠기란, AFM(Atomic Force Microscope: 원자간력 현미경)에 의해 측정되는 「표면 조도(Ra)」를 의미한다. 구체적으로는, AFM으로서 SPI3800(세이코 인스트루먼트사 제품)을 이용하고, 모드; 콘택트 모드, 단침; Si₃N₄제(스프링 상수 0.09N/m), 스캔 사이즈; 1㎛□의 조건 하에서 측정한 값이다.

상기 도전성 박막(4)의 구성 재료로서는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 산화 주석을 함유하는 산화인듐, 안티몬을 함유하는 산화 주석 등이 바람직하게 이용된다. 여기서 도전성 박막(4)은 결정 입경이 200㎚ 이하, 더 바람직하게는 50 내지 150㎚인, 결정 함유량이 50%를 초과하는 결정질의 인듐 주석 산화물로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 이에 따라, 주연부 근방의 펜 입력 내구성이 양호한 것을 얻을 수 있다. 입경이 큰 결정이 증가하면 크랙이 발생하기 쉬워져, 주연부 근방의 펜 입력 내구성이 저하하는 경향이 있다. 또한, 결정 입경은 투과형 전자현미경 하에서 관찰되는 다각형 형상 또는 타원 형상의 각 영역에서의 대각선 또는 최대 직경의 평균치라고 정의한다. 결정 입경의 측정은, 예컨대 FE-TEM 관찰(주식회사 히타치 제작소, HF-2000, 가속 전압 200㎸) 등에 의해 실행할 수 있다.

도전성 박막(4)의 두께는 20 내지 35㎚이며, 보다 바람직하게는 20 내지 30㎚의 범위 이내이다. 두께가 20㎚ 미만이면 표면 전기 저항이 높아지고, 또한 연속 피막으로 되기 어려워진다. 또한, 35㎚를 초과하면 투명성의 저하 등을 초래하게 된다.

또한, 도전성 박막(4)은 필름 기재(1)상에 SiO₂막(3)을 개재시켜 마련된 SiO_x막(2)상에 형성되어 있기 때문에, 그 표면 전기 저항의 변화율을 억제할 수 있어, 종래보다도 안정성이 우수하다.

도전성 박막(4)의 형성 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법을 예시할 수 있다. 또한, 필요로 하는 막 두께에 따라 적절한 방법을 채용할 수도 있다.

이러한 도전성 박막(4)이 형성된 필름 기재(1)의 다른쪽 면에는, 투명한 점착제층(5)을 통해 투명 기체(6)가 접합된다. 이 접합은 투명 기체(6)측에 상기 점착제층(5)을 마련해 두고, 이것에 상기 필름 기재(1)를 접합하도록 하여도 되고, 반대로 필름 기재(1)측에 상기 점착제층(5)을 마련해 두고, 이것에 투명 기체(6)를 접합하도록 하여도 된다. 후자의 방법에서는, 점착제층(5)의 형성이 필름 기재(1)를 롤 형상으로 하여 연속적으로 실행될 수 있기 때문에, 생산성의 면에서 한층 유리하다.

점착제층(5)으로서는, 투명성을 갖는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 아크릴계 중합체, 실리콘계 중합체, 폴리에스터, 폴리유레테인, 폴리아미드, 폴리바이닐에터, 아세트산바이닐/염화바이닐 공중합체, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 중합체를 베이스 중합체로 하는 것을 적당히 선택하여 이용할 수 있다. 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성, 응집성 및 접착성 등의 점착 특성을 나타내며, 내후성 또는 내열성 등도 우수하다고 하는 점에서는, 아크릴계 점착제가 바람직하게 이용된다.

점착제층(5)의 구성 재료인 점착제의 종류에 따라서는, 적당한 점착용 하도제(下塗劑)를 이용함으로써, 투묘력(投錨力)을 향상시키는 것이 가능한 경우가 있다. 따라서, 그러한 점착제를 이용하는 경우에는, 점착용 하도제를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 점착용 하도제로서는, 점착제의 투묘력을 향상시킬 수 있는 층이면 특별히 제한은 없다. 구체적으로는, 예컨대 동일 분자 내에 아미노기, 바이닐기, 에폭시기, 머캅토기, 클로로기 등의 반응성 작용기 및 가수분해성 알콕시실릴기를 갖는 실란계 커플링제, 동일 분자 내에 티탄을 포함하는 가수분해성의 친수성기와 유기 작용성기를 갖는 티타네이트계 커플링제, 및 동일 분자 내에 알루미늄을 포함하는 가수분해성의 친수성기 및 유기 작용성기를 갖는 알루미네이트계 커플링제 등의 소위 커플링제, 에폭시계 수지, 아이소사이아네이트계 수지, 유레테인계 수지, 에스터유레테인계 수지 등의 유기 반응성기를 갖는 수지를 이용할 수 있다. 공업적으로 취급하기 쉽다는 관점에서는, 실란계 커플링제를 함유하는 층이 특히 바람직하다.

또한, 상기 점착제층(5)에는, 베이스 중합체에 따른 가교제를 함유시킬 수 있다. 또한, 점착제층(5)에는 필요에 따라 예컨대 천연물 또는 합성물의 수지류, 유리 섬유 또는 유리 비드, 금속 분말 또는 그 외의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제, 안료, 착색제, 산화 방지제 등의 적당한 첨가제를 배합할 수도 있다. 또한, 투명 미립자를 함유시켜 광확산성이 부여된 점착제층(5)으로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 투명 미립자에는, 예컨대 평균 입경이 0.5 내지 20㎛인 실리카, 산화칼슘, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등의 도전성 무기계 미립자, 또는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리유레테인과 같은 적당한 중합체로 이루어지는 가교 또는 미가교의 유기계 미립자 등 적당한 것을 1종 또는 2종 이상 이용할 수 있다.

상기 점착제층(5)은 통상, 베이스 중합체 또는 그 조성물을 용제에 용해 또는 분산시킨 고형분 농도가 10 내지 50중량% 정도인 점착제 용액으로서 이용된다. 상기 용제로서는, 톨루엔 또는 아세트산에틸 등의 유기 용제 또는 물 등의 점착제의 종류에 따라 적당히 선택하여 이용할 수 있다.

이 점착제층(5)은, 투명 기체(6)의 접착 후에 있어서는, 그 쿠션 효과에 의해, 필름 기재(1)의 한쪽 면에 마련된 도전성 박막의 내찰상성 또는 터치 패널용으로서의 타점 특성, 소위 펜 입력 내구성을 향상시키는 기능을 갖는다. 이 기능을 보다 잘 발휘시키는 관점에서, 점착제층(5)의 탄성 계수를 1 내지 100N/㎠의 범위, 두께를 1㎛ 이상, 통상 5 내지 100㎛의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 탄성 계수가 1N/㎠ 미만이면, 점착제층(5)은 비탄성으로 되기 때문에, 가압에 의해 용이하게 변형하여 필름 기재(1), 나아가서는 도전성 박막(4)에 요철을 생기게 한다. 또한, 가공 절단면으로부터의 점착제의 삐져나옴이 발생하기 쉬워지고, 게다가 도전성 박막(4)의 내찰상성 또는 터치 패널용으로서의 타점 특성의 향상 효과가 저감한다. 한편, 탄성 계수가 100N/㎠를 초과하면, 점착제층(5)이 경화되어, 그 쿠션 효과를 기대할 수 없어지기 때문에, 도전성 박막(4)의 내찰상성 또는 터치 패널용으로서의 펜 입력 내구성을 향상시키기 어렵게 되는 경향이 있다.

또한, 점착제층(5)의 두께가 1㎛ 미만으로 되면, 그 쿠션 효과를 기대할 수 없기 때문에, 도전성 박막(4)의 내찰상성 또는 터치 패널용으로서의 펜 입력 내구성을 향상시키기 어렵게 되는 경향이 있다. 한편, 지나치게 두꺼우면, 투명성을 손상하거나, 점착제층(5)의 형성 또는 투명 기체(6)의 접합 작업성, 또한 비용면에서도 좋은 결과를 얻기 어렵다.

이러한 점착제층(5)을 통해 접합되는 투명 기체(6)는 필름 기재(1)에 대하여 양호한 기계적 강도를 부여하여, 특히 컬 등의 발생 방지에 기여하는 것이다. 접합 후에 있어서도 가요성을 갖는 것이 요구되는 경우는, 투명 기체(6)는 통상 6 내지 300㎛ 정도의 플라스틱 필름이 이용된다. 한편, 가요성이 특별히 요구되지 않는 경우에는, 통상 0.05 내지 10mm 정도의 유리판 또는 필름 형상 내지 판 형상의 플라스틱 등이 각각 이용된다. 플라스틱의 재질로서는, 상기 필름 기재(1)와 동일한 것을 들 수 있다.

상기 세퍼레이터를 이용하여 점착제층(5)을 전사하는 경우, 그러한 세퍼레이터로서는, 예컨대 폴리에스터 필름의 적어도 점착제층(5)과 접착하는 면에 이행(移行) 방지층 및/또는 이형층이 적층된 폴리에스터 필름 등을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 세퍼레이터의 총 두께는 30㎛ 이상인 것이 바람직하고, 75 내지 100㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 점착제층(5)의 형성 후, 롤 상태로 보관하는 경우에, 롤 사이에 들어간 이물 등에 의해 발생하는 것이 상정되는 점착제층(5)의 변형(타흔(打痕))을 억제하기 위해서이다.

상기 이행 방지층으로서는, 폴리에스터 필름 중의 이행 성분, 특히, 폴리에스터의 저분자량 올리고머 성분의 이행을 방지하기 위한 적당한 재료로 형성할 수 있다. 이행 방지층의 형성 재료로서, 무기물 혹은 유기물, 또는 그들의 복합 재료를 이용할 수 있다. 이행 방지층의 두께는 0.01 내지 20㎛의 범위로 적당히 설정할 수 있다. 이행 방지층의 형성 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 도공법, 스프레이법, 스핀 코팅법, 인라인 코팅법 등이 이용된다. 또한, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법, 스프레이 열 분해법, 화학 도금법, 전기 도금법 등도 이용할 수 있다.

상기 이형층으로서는, 실리콘계, 장쇄 알킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 적당한 박리제로 이루어지는 것을 형성할 수 있다. 이형층의 두께는 이형 효과의 점에서 적당히 설정할 수 있다. 일반적으로는, 유연성 등의 취급성의 점에서, 해당 두께는 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.01 내지 10㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하며, 0.1 내지 5㎛의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.

상기 도공법, 스프레이법, 스핀 코팅법, 인라인 코팅법에 있어서는, 아크릴계 수지, 유레테인계 수지, 멜라민계 수지, 에폭시계 수지 등의 전리 방사선 경화형 수지 또는 상기 수지에 산화알루미늄, 이산화규소, 운모 등을 혼합한 것을 이용할 수 있다. 또한, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법, 스프레이 열 분해법, 화학 도금법 또는 전기 도금법을 이용하는 경우, 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 티탄, 철, 코발트 또는 주석 또는 이들의 합금 등으로 이루어지는 금속 산화물, 요오드화 강 등으로 이루어지는 다른 금속 화합물을 이용할 수 있다.

또한 필요에 따라서, 상기 투명 기체(6)의 외부 표면(점착제층(5)과는 반대의 면)에, 시인성의 향상을 목적으로 한 방현 처리층 또는 반사 방지층을 마련하거나, 외표면의 보호를 목적으로 한 하드코팅층(수지층)(7)을 마련하도록 하여도 된다. 방현 처리층 또는 반사 방지층은 투명 기체(6)상에 마련한 하드코팅층(7)상에 마련하는 것도 가능하다. 하드코팅층(7)으로서는, 예컨대 멜라닌계 수지, 유레테인계 수지, 알키드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등의 경화형 수지로 이루어지는 경화 피막이 바람직하게 이용된다.

방현 처리층의 구성 재료로서는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 전리 방사선 경화형 수지, 열경화형 수지, 열가소성 수지 등을 이용할 수 있다. 방현 처리층의 두께는 0.1 내지 30㎛가 바람직하다. 0.1㎛보다 얇아지면 경도 부족이 염려되고, 30㎛보다 두꺼우면 방현 처리층에 크랙이 발생하거나, 방현 처리층을 도공한 투명 기체(6) 전체에 컬이 발생하는 경우가 있다.

반사 방지층으로서는, 상기 하드코팅층(7) 위에 반사 방지층을 마련할 수 있다. 광은 물체에 닿으면 그 계면에서의 반사, 내부에서의 흡수, 산란이라고 하는 현상을 반복하여 물체의 배면으로 투과해 간다. 화상 표시 장치에 터치 패널(15)을 장착했을 때, 화상의 시인성을 저하시키는 요인의 하나로서 공기 및 투명 기체(6) 또는 하드코팅층(7) 계면에서의 광의 반사를 들 수 있다. 그 표면 반사를 저감시키는 방법으로서, 두께 및 굴절률을 엄밀히 제어한 박막을 하드코팅층(7) 표면에 적층하여, 광의 간섭 효과를 이용한 입사광과 반사광의 역전 위상을 서로 상쇄시킴으로써 반사 방지 기능을 발현시킨다.

광의 간섭 효과에 근거하는 반사 방지층의 설계에 있어서, 그 간섭 효과를 향상시키기 위해서는, 반사 방지층과 하드코팅층(7)의 굴절률 차를 크게 하는 것이다. 일반적으로, 기재상에 2 내지 5층의 광학 박막(상기 두께 및 굴절률을 엄밀히 제어한 박막)을 적층하는 다층 반사 방지층에서는, 굴절률이 다른 성분을 소정의 두께만큼 복수층 형성함으로써, 반사 방지층의 광학 설계에 자유도가 증가하여, 보다 반사 방지 효과를 향상시키고, 분광 반사 특성도 가시광 영역에서 플랫하게 할 수 있게 된다. 광학 박막의 각 층의 두께 정밀도가 요구되기 때문에, 일반적으로는 건식 방식인 진공 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 각 층의 형성이 행하여지고 있다.

반사 방지층으로서는, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화규소, 불화마그네슘 등이 이용된다. 반사 방지 기능을 한층 크게 발현시키기 위해서는, 산화티탄층과 산화규소층의 적층체를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 적층체는 하드코팅층(7)상에 굴절률이 높은 산화티탄층(굴절률: 약 1.8)이 형성되고, 해당 산화티탄층상에 굴절률이 낮은 산화규소층(굴절률: 약 1.45)이 형성된 2층 적층체, 또한, 이 2층 적층체상에 산화티탄층 및 산화규소층이 이 순서로 형성된 4층 적층체가 바람직하다. 이러한 2층 적층체 또는 4층 적층체의 반사 방지층을 마련하는 것에 의해, 가시 광선의 파장 영역(380 내지 780㎚)의 반사를 균일하게 저감시키는 것이 가능하다.

또한, 투명 기체(6) 또는 하드코팅층(7)상에 단층의 광학 박막을 적층하는 것에 의해서도, 반사 방지 효과를 발현시키는 것이 가능하다. 반사 방지층을 단층으로 하는 설계에 있어서도, 반사 방지 기능을 최대한 끌어내기 위해서는, 반사 방지층과 하드코팅층(7)의 굴절률 차를 크게 할 필요가 있다. 상기 반사 방지층의 막 두께를 d라고 하고, 굴절률을 n이라고 하고, 입사광의 파장을 λ라고 하면, 반사 방지층의 막 두께와 그 굴절률 사이에서 nd=λ/4로 되는 관계식이 성립한다. 반사 방지층의 굴절률이 기재의 굴절률보다 작은 경우는, 상기 관계식이 성립하는 조건에서는 반사율이 최소화된다. 예컨대, 반사 방지층의 굴절률이 1.45인 경우는, 가시 광선중의 550㎚의 파장의 입사광에 대하여, 반사율을 최소화하는 반사 방지층의 막 두께는 95㎚로 된다.

반사 방지 기능을 발현시키는 가시 광선의 파장 영역은 380 내지 780㎚이며, 특히 시감도가 높은 파장 영역은 450 내지 650㎚의 범위이며, 그 중심 파장인 550㎚의 반사율을 최소화하는 설계를 실행하는 것이 통상 행하여지고 있다.

단층으로 반사 방지층을 설계하는 경우, 그 두께 정밀도는 다층 반사 방지막의 두께 정밀도만큼 엄밀하지는 않고, 설계 두께에 대하여 ±10%의 범위, 즉 설계 파장이 95㎚인 경우는, 86㎚ 내지 105㎚의 범위라면 문제없이 사용할 수 있다. 이로부터, 일반적으로 단층의 반사 방지막의 형성에는, 습식 방식인 파운틴 코팅, 다이 코팅, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 그라비아 코팅, 롤 코팅, 바 코팅 등의 도공법이 이용되고 있다.

하드코팅층(7)의 형성 재료로서는, 예컨대 멜라닌계 수지, 유레테인계 수지, 알키드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등의 경화형 수지로 이루어지는 경화 피막이 바람직하게 이용된다. 또한, 하드코팅층(7)의 두께로서는, 0.1 내지 30㎛가 바람직하다. 두께가 0.1㎛ 미만이면, 경도가 부족한 경우가 있다. 또한, 두께가 30㎛를 초과하면, 하드코팅층(7)에 크랙이 발생하거나, 투명 기체(6) 전체에 컬이 발생하는 경우가 있다.

또한, 도 1에 나타내는 투명 도전성 적층체(10), 또는 터치 패널 제작시에 또는 필요에 따라서, 100 내지 150℃의 범위 내에서 어닐링 처리가 실시되는 일이 있다. 이 때문에, 투명 도전성 적층체(10)로서는, 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 150℃ 이상의 내열성을 갖는 것이 바람직하다.

투명 도전성 적층체(10)는, 도전성 박막(4) 등이 적층되어 있는 측의 물성으로서, 도전성 박막측의 경도가 2㎬ 이상, 특히 3㎬ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 도전성 박막(4)측의 탄성률이 8㎬ 이상, 특히 10㎬ 이상인 것이 바람직하다. 이러한 물성을 갖고 있는 것에 의해, 투명 도전성 적층체(10)를 휘더라도, 도전성 박막(4)에 크랙이 들어가거나, 전기 저항 값이 열화하는 등의 지장을 초래하지 않고, 내굴곡 성능이 높은 투명 도전성 적층체로서, 터치 패널 등의 광전자 분야의 기판에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 도전성 박막(4)측의 경도의 상한은 내크랙성의 점에서, 5㎬ 이하, 또는 4㎬ 이하로 하는 것이 바람직하고, 상기 도전성 박막(4)측의 탄성률도 마찬가지로 내크랙성의 점에서, 20㎬ 이하, 더욱 바람직하게는 16㎬ 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기 도전성 박막(4)측의 경도 및 탄성률은 인덴테이션 시험(압자(壓子) 누름 시험)에 의해, 예컨대 주사형 프로브 현미경(JEOL. LTD/일본 전자: JSPM-4200) 등을 이용하여 측정 가능하다(도 2 참조). 박막 경도 측정에서는, 일반적으로 압자의 누름 깊이는 막 두께 깊이의 10분의 1 정도로 수납되도록 해야 한다.

인덴테이션 시험에서는, 피시험체(즉, 투명 도전성 적층체(10)의 도전성 박막(4)측)를 시료대(20)에 고정하고, 그 상태에서 피시험체의 거의 중심 부분에 하중을 걸어 압자(21)를 눌러 인덴테이션 곡선(하중-누름 깊이 곡선)을 얻는다. 그 때의 최대 하중 Pmax, 및 압자(21)와 피시험체 사이의 접촉 투영 면적 A의 비에 의해, 피시험체의 경도 H가 하기의 수학식 1로부터 구해진다. 또한, 인덴테이션 곡선의 제하(除荷) 곡선의 초기 경사 S로부터 피시험체의 복합 탄성률 Er이 하기의 수학식 2로부터 구해진다. 또한, 압자(21)의 영률 Ei, 압자(21)의 푸아송비(Poisson's ratio) vi 및 피시험체의 푸아송비 vs로부터 피시험체의 영률 Es가 하기의 수학식 3에 의해 구해진다.

여기서, 하기의 수학식 2 중 β는 상수이다. 또한, 압자는 다이아몬드이며, 그 영률 Ei는 1,140㎬, 푸아송비는 0.07이다.

여기서, 피시험체인 도전성 박막의 푸아송비 vs는 불명확하기 때문에, 상기 복합 탄성률 Er을 본 발명에서 말하는 탄성률로 한다. 측정의 상세에 대해서는, 예컨대 문헌 [W. C. Oliver and G. M. Phar, J. Meter. Res., Vol.7, No.6, June 1992], [Handbook of Micro/Nanotribology] 등에 기재되어 있는 바와 같이, 공지의 방법에 의해 측정할 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 따른 터치 패널에 대하여 설명한다. 도 3은 본 실시형태에 따른 터치 패널을 개략적으로 나타내는 단면 모식도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 터치 패널(15)은 상기 투명 도전성 적층체(10) 및 하측 기판(14)이 스페이서(13)를 개재시켜 대향 배치된 구조이다.

하측 기판(14)은 다른 투명 기체(12)상에 다른 도전성 박막(4')이 적층된 구성이다. 단, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예컨대 투명 도전성 적층체(10)를 하측 기판(14)으로서 사용하는 것도 가능하다. 다른 투명 기체(12)의 구성 재료로서는, 기본적으로는 투명 기체(6)와 동일한 것을 이용할 수 있다. 또한, 그 두께 등에 관해서도 투명 기체(6)와 마찬가지로 할 수 있다. 다른 도전성 박막(4')의 구성 재료로서는, 기본적으로는 도전성 박막(4)과 동일한 것을 이용할 수 있다. 또한, 그 두께 등에 관해서도 도전성 박막(4)과 마찬가지로 할 수 있다.

스페이서(13)로서는 절연성의 것이면 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 여러 가지의 것을 채용할 수 있다. 스페이서(13)의 제조 방법, 사이즈, 배치 위치, 수량에 관해서도 특별히 한정되지 않는다. 또한, 스페이서(13)의 형상으로서는, 대략 구(球) 형상의 것 또는 다각형 형상의 것 등, 종래 공지의 형상을 채용할 수 있다.

이 터치 패널(15)은, 투명 도전성 적층체(10)측으로부터 입력 펜 등에 의해 스페이서(13)의 탄성력에 저항하여 가압 타점했을 때, 도전성 박막(4, 5')끼리 접촉해서 전기적으로 ON 상태로 되어, 상기 가압을 해제하면 본래의 OFF 상태로 되돌아가는 투명 스위치 기체로서 기능한다. 그 때, 터치 패널(15)은 그 도전성 박막(4)의 내찰상성 또는 펜 입력 내구성 등이 우수하여, 장기에 걸쳐 상기 기능을 안정적으로 유지시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 대해서 실시예를 이용하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시예 중, 부(部)는 특기(特記)하지 않는 한 모두 중량 기준이다.

(실시예 1)

[도전성 박막의 형성]

두께가 25㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(이하, PET 필름이라 함)으로 이루어지는 필름 기재의 한쪽 면에 SiO_x막(상대 굴절률 1.80, 두께 15㎚)을 진공 증착법에 의해 형성하였다.

이어서, SiO_x막상에 SiO₂막(상대 굴절률 1.46, 두께 30㎚)을 진공 증착법에 의해 형성하였다. 다음에, SiO₂막상에 아르곤 가스 80% 및 산소 가스 20%로 이루어지는 4×10^-3 Torr의 분위기 중에서, 산화인듐 95중량%, 일산화주석 5중량%의 소결체 재료를 이용한 반응성 스퍼터링법에 의해 두께 25㎚의 ITO막(도전성 박막, 상대 굴절률 2.00)을 형성하였다. 또한, ITO막은 150℃×1hr(시간)의 가열 처리에 의해 결정화시켰다.

[하드코팅층의 형성]

하드코팅층의 형성 재료로서, 아크릴·유레테인계 수지(다이니폰 잉크 화학(주)제의 유니딕 17-806) 100부에, 광 중합 개시제로서의 하이드록시사이클로헥실페닐케톤(치바스페샬티 케미컬즈사제의 이가큐어 184) 5부를 부가하여, 50중량%의 농도로 희석하여 이루어지는 톨루엔 용액을 조제하였다.

이 하드코팅층의 형성 재료를 두께가 125㎛인 PET 필름으로 이루어지는 투명 기체의 한쪽 면에 도포하고, 100℃에서 3분간 건조하였다. 그 후, 즉시 오존 타입 고압 수은등(에너지 밀도 80W/㎠, 15㎝ 집광형) 2개로 자외선 조사를 행하여, 두께 5㎛의 하드코팅층을 형성하였다.

[투명 도전성 적층체의 제작]

이어서, 상기 투명 기체의 하드코팅층 형성면 반대측 면에 두께 약 20㎛, 탄성 계수 1×10⁶dyn/㎠(10N/㎠)의 투명한 아크릴계의 점착제층을 형성하였다. 점착제층 조성물로서는 아크릴산뷰틸, 아크릴산 및 아세트산바이닐의 중량비가 100:2:5인 아크릴계 공중합체 100부에 아이소사이아네이트계 가교제를 1부 배합하여 이루어지는 것을 이용하였다. 또한, 점착제층을 개재시켜 필름 기재와 투명 기체를 접합하고, 이에 따라 본 실시예에 따른 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(실시예 2)

본 실시예에 있어서는, SiO_x막의 상대 굴절률을 1.75로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(실시예 3)

본 실시예에 있어서는, SiO_x막의 상대 굴절률을 1.70으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(실시예 4)

본 실시예에 있어서는, SiO_x막의 상대 굴절률을 1.85로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(실시예 5)

본 실시예에 있어서는, SiO_x막의 두께를 40㎚로 하고, 상대 굴절률을 1.85로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(비교예 1)

본 비교예에 있어서는, SiO_x막의 상대 굴절률을 1.55로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(비교예 2)

본 비교예에 있어서는, SiO₂막을 형성하지 않는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(비교예 3)

본 비교예에 있어서는, SiO_x막을 형성하지 않는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(비교예 4)

본 비교예에 있어서는, SiO_x막 및 SiO₂막을 형성하지 않는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(비교예 5)

본 비교예에 있어서는, PET 필름상에 SiO_x막 대신에 유전체 박막을 형성하고, 또한, 유전체 박막상에 SiO₂막 대신에 습식 SiO₂막을 형성하였다. 보다 상세하게는 다음과 같다. 즉, 멜라민 수지:알키드 수지:유기실란 축합물 = 2:2:1(중량비)의 열경화성 수지로 이루어지는 경화 피막(유전체 박막, 두께 200㎚, 상대 굴절률 n = 1.54)을 형성하였다.

다음에, 유전체 박막상에 실리카 코팅법에 의해 습식 SiO₂막을 형성하였다. 즉, 실리카 졸(콜코트사제의 「콜코트 P」)을 고형분 농도가 2%로 되도록 에탄올로 희석한 것을 도포하여, 150℃에서 2분간 건조 후 경화시켜, 두께가 30㎚인 습식 SiO₂막(상대 굴절률 1.46)을 형성하였다. 계속해서, 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 적층체를 제작하였다.

(터치 패널의 제작)

실시예 및 비교예에서 얻어진 각 투명 도전성 적층체를 패널판으로 하고, 다른쪽의 패널판(하측 기판)으로서, 유리판상에 두께 30㎚의 ITO 박막을 상기와 마찬가지의 방법으로 형성한 투명 도전성 유리를 이용하여, 이 양 패널판을 ITO 박막끼리 대향하도록 10㎛의 스페이서를 개재시켜 대향 배치하여 스위치 구조로서의 터치 패널을 각각 제작하였다. 또한, 양 패널판의 각 ITO 박막은 상기 대향 배치에 앞서 미리 서로 직교하도록 은 전극을 형성하였다.

(굴절률)

필름 기재, SiOx막, SiO₂막, ITO막 등의 굴절률은 아타고사제 아베 굴절률계를 이용하여, 각종 측정면에 대해서 측정광이 입사되도록 하여, 해당 굴절계에 표시되는 규정의 측정 방법에 의해 측정을 행하였다.

(각 층의 두께)

필름 기재, 하드코팅층, 점착제층 등의 1㎛ 이상의 두께를 갖는 것에 관해서는, 미쯔토요제 마이크로 게이지식 두께계로써 측정을 행하였다. 하드코팅층, 점착제층 등의 직접 두께를 계측하는 것이 곤란한 층의 경우는, 각 층을 마련한 기재의 총 두께를 측정하고, 기재의 두께를 뺌으로써 각 층의 막 두께를 산출하였다.

SiO_x막, SiO₂막, ITO막 등의 두께는 오오쓰카 전자(주)제의 순간 멀티 측광 시스템인 MCPD2000(상품명)을 이용하여, 간섭 스펙트럼으로부터의 파형을 기초로 산출하였다. 각 막 두께에 대해서는 하기 표 1에 나타낸다.

(도전성 박막측의 경도 및 탄성률)

인덴테이션 시험에 의해, 본문에 상세히 기재된 방법으로, 도전성 박막측의 경도 및 탄성률을 측정하였다. 즉, 상기 도 2에 나타낸 바와 같이, 표준 샘플(용융 실리카)을 시료대에 고정하고, 그 상태로 표준 샘플의 거의 중심 부분에 압자를 수직 방향으로 하중을 걸어 누름을 행하였다. 표준 샘플에 있어서의 압자 접촉시의 최대 누름 깊이 hc와 접촉 투영 면적 A의 관계는 하기 식으로 표시되었다.

A=24.5hc²=C₀hc²+C₁hc+C₂hc^1/2+C₃hc^1/4+C₄hc^1/8+C₅hc^1/10

또한, 상기 수학식 1 내지 3을 이용하여 C₀ 내지 C₅를 산출하였다. 산출 시에는 압자를 수직 방향으로 하중 20N, 50N, 80N, 100N, 150N, 200N의 6개의 조건에서, 각각 1회의 인덴트(압자 누름)를 3초간 실행하고, 1샘플에 관하여 5회 측정해서 평균치를 구하였다. 각 회의 측정은 압흔(壓痕)의 영향이 발생하지 않도록, 측정 개소의 거리를 충분히 확보하였다. 또한, 각 하중에 있어서 경도 H가 10㎬, 탄성률 Er이 70㎬로 되도록 계산하였다.

다음에, 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 투명 도전성 적층체를 피시험체로 하여, 각각의 경도 및 탄성률을 측정하였다. 피시험체는 도전성 박막(ITO 박막)이 상측으로 되도록 하여 시료대에 고정하였다. 이렇게 고정한 상태에서, 도전성 박막측의 거의 중심 부분에 압자를 수직 방향으로 하중 20μN에서, 1회의 인덴트(압자 누름)를 3초간으로 실행하고, 1샘플에 관하여 5회 측정해서 평균치를 구하였다.

(표면 전기 저항 및 그 변화율)

2단자법을 이용하여, 각 터치 패널에 있어서의 ITO막의 표면 전기 저항 R_O(Ω/□)를 측정하였다. 또한, 60℃, 95% RH의 분위기 하에서 500hr 방치한 후의 ITO막의 표면 전기 저항 R을 측정하여, ITO막의 표면 전기 저항의 변화율(R/R_O)을 구해서 그 신뢰성을 평가하였다.

(광의 투과율)

시마즈 제작소제의 분광 분석 장치 UV-240을 이용하여 광파 길이 550㎚에 있어서의 가시 광선 투과율을 측정하였다.

(주연부 근방의 펜 입력 내구성)

도 4에 도시하는 바와 같이, 폴리아세탈로 이루어지는 펜(펜 끝 R 0.8㎜)을 이용하여 각 터치 패널에 대해서 미끄럼 운동을 행하여 그 후 각각의 선형성(lineality)을 측정해서 펜 입력 내구성을 평가하였다. 미끄럼 운동은 투명 도전성 적층체측에 있어서, 터치 패널의 주연부로부터 거리 20 내지 2.3mm의 범위 내의 영역에서 행하였다. 또한, 미끄럼 운동 조건은 하중을 250g, 미끄럼 운동 회수를 5만회, 펜 미끄럼 운동 각도 θ를 4.0도, 터치 패널의 갭을 150㎛로 하였다.

선형성의 측정은 다음과 같이 했다. 즉, 각 터치 패널의 미끄럼 운동 후, 투명 도전성 적층체에 있어서, 5V의 전압을 인가하여, 측정 개시 위치 A의 출력 전압을 E_A라고 하고, 측정 종료 위치 B의 출력 전압을 E_B라고 하고, 측정점의 출력 전압을 E_X라고 하고, 이론 값을 E_XX라고 하면, 선형성은 하기 수학식을 이용한 계산으로부터 얻어진다. 도 5에, 실시예 1에서 얻어진 터치 패널에 있어서의 전압 값과 측정 위치의 관계를 나타내는 그래프를 나타낸다. 동일한 도면에 나타내는 실선은 실측 값을 나타내고, 파선은 이론 값을 나타낸다. 얻어진 선형성의 값으로부터 펜 입력 내구성의 평가를 행하였다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

E_XX(이론 값)=(E_B-E_A)/(B-A)+E_A

선형성(%)={(E_XX-E_X)/(E_B-E_A)}×100

(고 가중 펜 입력 내구성)

미끄럼 운동 조건을 하중 3㎏, 미끄럼 운동 회수 5000회, 펜 미끄럼 운동 각도 θ 1.0도, 패널의 갭 100㎛로 한 것 이외에는, 상기 펜 입력 내구성의 평가와 같이 하였다.

(결과)

하기 표 1로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1 내지 5에 따른 터치 패널이면, 주연부 근방에서의 펜 입력 내구성 및 고 가중 펜 입력 내구성이 우수하고, 또한, 표면 전기 저항의 변화율도 낮게 억제할 수 있어, 양호한 신뢰성을 나타내는 것이 확인되었다. 또한, 투과율도 모두 90% 정도로 양호한 값을 나타내었다. 한편, 비교예 1 내지 3에 따른 터치 패널이면, 표면 전기 저항, 표면 전기 저항의 변화율, 투과율, 주연부 근방에서의 펜 입력 내구성, 또는 고 가중 펜 입력 내구성의 모든 값은 양호하지만, 이들 모두를 동시에 만족하는 것은 없었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 투명한 필름 기재의 한쪽 면에 두께 1 내지 30㎚, 상대 굴절률 1.6 내지 1.9의 SiO_x막, 두께 10 내지 50㎚의 SiO₂막, 및 두께 20 내지 35㎚의 투명한 도전성 박막을 순차적으로 적층한 구성으로 하는 것에 의해, 좁은 프레임의 터치 패널이더라도 장기간에 걸쳐 펜 입력 내구성을 향상시킬 수 있어, 특히 주연부 근방에서의 펜 입력 내구성이 우수하다. 또한, 표면 전기 저항, 그 변화율 및 투과율에 관해서도 동시에 양호한 특성을 나타내기 때문에, 예컨대 PDA, 자동차 네비게이션, 스마트폰 등에 적합하게 이용할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 구체적인 실시형태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 명백하게 하는 것으로서, 그와 같은 구체예로만 한정하여 협의적으로 해석되어야 할 것이 아니라, 본 발명의 정신 및 특허청구범위 내에서 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 투명한 필름 기재(基材),

   상기 필름 기재의 한쪽 면에 건식(dry) 프로세스에 의해 마련되고 두께가 1 내지 30㎚이고 상대 굴절률이 1.6 내지 1.9인 SiO_x막(x는 1.5 이상 2 미만이다),

   상기 SiO_x막상에 마련되고 두께가 10 내지 50㎚인 SiO₂막, 및

   상기 SiO₂막상에 마련되고 두께가 20 내지 35㎚인 투명한 도전성 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 필름 기재의 한쪽 면 또는 양면에 수지층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 필름 기재의 반대측 면에, 투명한 점착제층을 통해 투명 기체(基體)가 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전성 박막은 결정 입경이 50 내지 200㎚이고 결정 함유량이 50%를 초과하는 결정질의 인듐 주석 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전성 박막이 적층되어 있는 측의 경도가 2 내지 5㎬인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전성 박막이 적층되어 있는 측의 탄성률이 8 내지 20㎬인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
7. 제 1 항에 기재된 투명 도전성 적층체를 구비한 것을 특징으로 하는 터치 패널.

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