KR101078931B1 - 펜 입력 장치용 표면재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펜 입력 장치용 표면재에 관한 것으로서,

복원성, 시인성 및 필기감이 뛰어난 펜 입력 장치용 표면재(23)는, 기재(16)와 표면층(19)을 포함하고, 20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 입력 펜(21)을 사용하여 표면층(19)을 200 g의 하중에서 10 ㎝/초의 속도로 이동시켰을 때 발생하는 함몰이 0.2초 내지 20초의 시간내에 복원되고, 표면층(19)은 특정의 (메트)아크릴로일기 함유 화합물을 주성분으로서 함유하는 경화성 조성물을 기재(16)에 도포하고 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

펜 입력 장치용 표면재{SURFACE MATERIAL FOR PEN­BASED INPUT DEVICE}

본 발명은 펜 입력 장치용 표면재에 관한 것으로서, 특히 복원성, 시인성(視認性) 및 필기감이 우수한 표면을 제공하는 펜 입력 장치용 표면재에 관한 것이다.

입력 펜으로 액정 디스플레이 등의 각종 디스플레이의 표시면에 접촉시켜 입력 조작을 실시하는 펜 입력 장치는 입력 펜에 의한 세밀한 조작, 그리고 곡선이나 직선 등의 연속적인 선의 입력이 가능하다. 그 때문에, 비교적 작은 화면에서도 많은 정보의 입력이 가능하다. 또한, 문자를 쓰는 감각으로 입력 조작을 실시할 수 있다는 점에서, 펜 입력 장치는 휴대정보단말, 전자수첩 및 멀티미디어 기기 등에 폭 넓게 이용되고 있다.

펜 입력 장치의 기입면은 유리판이나, 표면에 하드코트층을 형성시킨 플라스틱판 등의 표면재에 의해 제공된다. 종래의 표면재는 경질이고 미끄러지기 쉬우므로, 그 필기감은 통상의 종이에 대해서 펜으로 쓰는 필기감과는 큰 차이가 있었다.

펜 입력 장치의 필기감을 개선하기 위해 몇가지 제안이 이루어져 있다.

특허문헌 1에 개시된 펜 입력 장치는 기재의 최표면에 적층된 하드코트재와, 기재 아래에 적층된 탄성변형성을 갖는 점착층을 구비한 적층 패널판을 구비한다.

특허문헌 2에 개시된 펜 입력 장치는 아크릴 수지의 미립자에 의해 표면층에 요철을 형성시킨 전리(電離) 방사선 경화성 수지의 표면재를 구비한다.

특허문헌 3에는 자기 수복성 및 내찰상성을 갖는 투명한 연질 합성 수지제의 보호 필름이 개시되어 있다.

특허문헌 4에는 함몰, 미끄러지는 감촉 및 거칠거칠한 감촉의 세 가지 감각이 균형을 이루어 만족시키고, 특히 동적 마찰계수 및 정적 마찰계수가 특정의 범위에 있는 펜 입력 장치용 표면재가 개시되어 있다.

그러나, 상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 4의 기술로도 충분히 만족할 수 있는 필기감은 얻을 수 없다.

특허문헌 1의 표면재는 입력 펜과 접촉하는 최표면이 하드코트층으로 형성되어 있으므로 표면의 탄성변형이 발생하지 않아, 복원성이나 미끄러지는 감촉이 적절하지 않고 필기감이 불만족하다.

특허문헌 2의 표면재에서는 미끄러지는 감촉, 함몰 및 복원성이 적절하지 않고 필기감이 불만족스럽다. 또한, 표면에 거칠거칠한 감촉을 부여하기 위한 요철에 의해, 펜 입력 장치의 화면의 시인성이 손상된다.

특허문헌 3의 표면재에서는 연질 합성 수지에 의해 함몰은 있지만 복원성 및 미끄러지는 감촉이 적절하지 않아 필기감이 불만족스럽다.

특허문헌 4의 표면재는 복원성이 적절하지 않다. 거칠거칠한 감촉을 얻기 위해 표면에 요철이 형성되지만, 양호한 필기감을 얻을 정도의 요철의 형성은 펜 입력 장치의 화면의 시인성을 손상시킨다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평6-309990호 공보(3~6 페이지)

특허문헌 2: 일본 공개특허공보 평7-244552호 공보(3~5 페이지)

특허문헌 3: 일본 공개특허공보 평6-180628호 공보(4~6 페이지)

특허문헌 4: 국제공개번호 WO03/067416호 공보(11~16 페이지)

본 발명의 목적은 복원성, 시인성 및 필기감이 우수한 펜 입력 장치용 표면재, 이를 이용한 펜 입력 터치 패널 및 펜 입력 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 표면층에서의 함몰의 복원시간이 특정의 범위에 있는 표면재가 표면에 요철을 형성하지 않고 필기감 및 시인성이 우수하다는 지견을 얻어 본 발명을 완성했다.

본 발명의 한 양태는 기재와 표면층을 구비하는 펜 입력 장치용 표면재로서, 20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 입력 펜을 사용하여 상기 표면층을 200 g의 하중에서 10 ㎝/초의 속도로 이동시켰을 때 발생하는 함몰(dent)이 0.2초 내지 20초의 시간내에 복원하는 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재이다.

20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 초미소(超微小) 경도 시험 장치에 의해 측정되는 상기 표면층의 마르텐스 경도(Martens hardness)는 0.5 N/㎟ 내지 50 N/㎟ 의 범위내인 것이 바람직하다.

20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 초미소 경도 시험 장치에 의해 측정되는 상기 표면층의 탄성 에너지는 0.1 nJ 내지 20 nJ의 범위내인 것이 바람직하다.

한 실시양태에서는 펜 입력 장치용 표면재의 광선 투과율은 80% 이상이다.

한 실시양태에서는 펜 입력 장치용 표면재의 탁도치(haze value)는 5 % 이하이다.

20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 상기 입력 펜을 사용하여 상기 표면층을 200 g의 하중에서 10 ㎝/초로 이동시켰을 때의 동적 마찰계수가 0.02 내지 0.6 이고, 또한 정적 마찰계수가 0.3 내지 2인 것이 바람직하다.

한 실시양태에서는 상기 표면층은 (메트)아크릴로일기 함유 화합물을 주성분으로서 함유하는 경화성 조성물을 도포, 경화하여 형성된다.

한 실시양태에서는 상기 표면층이 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3에 표시되는 반복 단위를 10 중량% 내지 70 중량% 포함하는 경화성 조성물을 도포, 경화하여 형성된다.

(상기 화학식 1에서, j는 2 내지 4이고, k는 2 내지 30이다)

(상기 화학식 2에서, m은 3 내지 12이고, n은 1 내지 15이다)

(상기 화학식 3에서, p는 10 내지 24이다)

한 실시양태에서는 상기 표면층이 카르복실기 및 수산기 중 1개 이상을 갖는 화합물을 0.01 중량% 내지 30 중량%의 범위내로 함유하는 경화성 조성물을 도포, 경화하여 형성된다.

한 실시양태에서는 상기 표면층이 폴리실록산계 화합물을 0.01 중량% 내지 10 중량% 범위내에서 함유하는 경화성 조성물을 도포, 경화하여 형성된다.

(메트)아크릴로일기 함유 화합물은 말단 이소시아네이트 폴리우레탄과 수산기를 갖는 (메트)아크릴산 유도체의 우레탄화 반응에서 얻어지는 우레탄 변성 (메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.

상기 말단 이소시아네이트 폴리우레탄은 변성된 지방족 폴리이소시아네이트인 것이 바람직하다.

상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴산 유도체는 폴리카프로락톤 변성 (메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.

본 발명은 또한, 기입면을 갖는 펜 입력 터치 패널을 제공한다. 상기 터치 패널은 터치 패널 본체 상에 설치되고, 상기 기입면을 제공하는 상기 표면재를 구비한다.

본 발명은 또한 펜 입력 장치를 제공한다. 상기 펜 입력 장치는 디스플레이 상에 설치된 상기 펜 입력 터치 패널을 구비한다.

본 발명은 또한, 펜 입력 장치용 투명 표면층을 형성하기 위한 경화성 조성물을 제공한다. 그 조성물은 50 중량% 이상의 (메트)아크릴로일기 함유 화합물, 0.01 중량% 내지 10 중량%의 폴리실록산계 화합물, 0.01 중량% 내지 30 중량%의 카르복실기와 수산기 중 1개 이상을 갖는 화합물, 0 중량% 이상의 중합 개시제 및 0 중량% 이상의 희석 용매를 함유한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시양태의 펜 입력 장치용 표면재의 단면도,

도 2는 점착층을 갖는 펜 입력 장치용 표면재의 단면도,

도 3a 및 도 3b는 각각 도 1 및 도 2의 표면재를 구비한 저항막 방식의 펜 입력 터치 패널의 모식적 단면도,

도 4는 도 2의 표면재를 구비한 전자 유도 방식의 펜 입력 터치 패널의 개략 단면도, 및

도 5는 펜 입력 장치의 개략 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시양태에 대해서 상세하게 설명한다.

펜 입력 장치는 연필이나 볼펜과 유사한 형태의 펜 기구를 사용하여 입력 조작을 실시하는 장치이고, 또한 패널 또는 펜 기구 중 1개 이상에 전기 신호 또는 전자파 신호의 출력 회로 또는 기록 회로를 구비하는 장치이면 특별히 한정되지 않는다. 예로는, 디스플레이의 전면에 설치되는 펜 입력 터치 패널, 디스플레이의 전면에 설치되지 않고 컴퓨터에 접속되어 사용되는 타블렛식 펜 입력 장치 및 전자페이퍼를 들 수 있다.

도 5는 펜 입력 장치의 일례를 도시한다. 펜 입력 장치(10)는 액정 디스플 레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전기발광(EL, electroluminescence) 디스플레이, 음극선관(CRT) 디스플레이 등의 디스플레이 본체(11)의 표시면 상에 배치되는 터치 패널(12)을 구비한다. 터치 패널(12)의 표면(기입면)을 입력 펜(21)(도 3a 및 도 3b, 도 4 참조)으로 접촉함으로써 입력조작이 실시된다.

터치 패널(12)에는 디스플레이에 일체로 편성되는 일체형이나, 디스플레이의 표시면 상에 부착되는 분리형이 있다. 터치 패널의 방식으로서는 공지 방식이 어느 것이나 사용 가능하고 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 초음파 방식, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 전기 왜곡 방식, 자기 왜곡 방식, 적외선 방식 및 전자 유도 방식을 들 수 있다. 소비 전력 및 가격의 관점에서는 저항막 방식의 터치 패널이 바람직하고, 분해능의 관점에서는 전자 유도 방식의 터치 패널이 바람직하다.

도 3a는 저항막 방식의 펜 입력 터치 패널(12)을 도시한다. 터치 패널(12)은 투명 수지제의 고정 기재(15), 투명 수지제의 가동(可動) 기재(16), 투명 도전성의 고정 박막(13) 및 투명 도전성의 가동 박막(14)을 포함한다. 박막(13, 14)은 각각 기재(15, 16)의 한 면에 설치되고 서로 대향하도록 배치된다. 박막(13) 상에는 다수의 절연 스페이서(18)가 점 형상으로 설치된다. 절연 스페이서(18)에 의해 대향하는 박막(13, 14)이 서로 절연된다. 박막(13, 14)은 그 사이에 일정 거리의 간격을 두고 접착용 보강재(17)에 의해 접착된다. 터치 패널 본체는 기재(15), 박막(13, 14) 및 절연 스페이서(18)를 포함한다.

도 3a 및 도 1에 도시한 예에서는 가동 기재(16)와, 이 기재(16) 상에 형성된 연질 수지로 이루어진 표면층(19)으로부터 표면재(23)가 구성되어 있다. 도 3b 및 도 2에 도시한 예에서는 가동 기재(16)와, 이 기재(16)의 표면과 이면에 각각 설치된 연질 수지로 이루어진 표면층(19)과 투명 점착제층(20)으로부터 표면재(23)가 구성되어 있다. 표면재(23)는 투명 수지 기재(22)를 통하여 투명 도전성 박막(14)에 접착된다. 입력 펜(21)으로 표면층(19)을 억압함으로써, 가동 박막(14)이 고정 박막(13)에 접촉되고 전기적으로 도통함으로써 입력 조작이 실시된다.

도 4는 전자 유도 방식의 터치 패널을 도시한다. 상기 터치 패널에서는 도 2에 도시한 표면재(23)가 투명 수지 기재(22)에 접착에 의해 적층되어 있다. 액정소자(LCD)로 둘러싸인 수신 회로를 포함하는 펜 위치 검출기(24)가 투명 수지 기재(22)의 이면에 설치된다. 도시하지 않은 송신 코일이 내장된 전자형 입력 펜(21)으로 표면층(19)을 가압함으로써 전자유도에 의한 전자파가 발생한다. 펜 위치 검출기(24)는 상기 전자파를 검출하여 입력 위치를 기록한다. 따라서, 표면재(23)는 펜 입력 장치(10)의 입력 펜(21)과 직접적으로 접촉되는 면을 제공한다.

표면층(19)은 단층이어도 좋고 적층된 복수의 층이어도 좋다. 표면층(19)의 두께는 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 가 바람직하고, 5 ㎛ 내지 100 ㎛가 보다 바람직하며, 10 ㎛ 내지 50 ㎛가 특히 바람직하다. 상기 두께가 5 ㎛ 미만인 경우, 표면층(19)의 탄력성이 부족하여 복원성이나 필기감이 저하된다. 200 ㎛를 초과하는 경우, 역시 필기감이 저하되는 경향을 나타낸다. 입력 펜(21)은 펜 입력 장치(10)에서의 입력 조작에 사용할 수 있는 펜이면 특별히 한정되지 않는다. 종래의 입력 펜으로서, 예를 들어 폴리아세탈 수지를 주성분으로 하는 재질로 이루어지고, 직경이 1.6 ㎜ 정도의 반구형상의 펜끝을 갖는 것이 알려져 있다.

본 발명의 펜 입력 장치용 표면재(23)는 다음의 성질을 갖는다. 즉, 20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 입력 펜(21)을 사용하여 표면층(19)을 200 g의 하중으로 가압하면서, 10 ㎝／초의 속도로 양쪽을 상대 이동시켰을 때 발생하는 표면재(23)의 함몰이, 0.2초 내지 20초, 바람직하게는 0.5초 내지 10초의 시간내에 복원되는 것이다. 하중 200 g은 입력 펜(21)의 중량에 의한 하중과, 입력 펜(21)을 표면층(19)에 가압하는 하중의 합계이다. 함몰이 0.2초 미만으로 복원되면 표면재(23)의 부드러움을 느끼기 어려우므로 필기감이 적정하지 않게 된다. 복원하는데 20초 이상의 시간이 필요하면, 먼저 발생한 함몰에 나중의 입력 펜(21)의 입력조작에 의해 발생한 함몰이 겹쳐, 시인성을 나쁘게 한다. 함몰은 표면층(19)의 함몰이고, 함몰의 깊이는 1 ㎛ 내지 50 ㎛가 바람직하고, 2 ㎛ 내지 30 ㎛가 보다 바람직하다. 함몰의 깊이가 1 ㎛ 미만인 경우, 표면층(19)의 부드러움을 느끼기 어렵고 필기감이 손상되는 경향을 나타낸다. 한편, 50 ㎛을 초과하는 경우, 표면층(19)이 가라앉는 감이 생겨 필기감이 저하된다.

20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 초미소 경도 시험 장치[(주)피셔 인스트루먼츠 제조, 상품명: 피셔 스코프 H-100]에서 측정한 표면층(19)의 마르텐스 경도는 0.5 N/㎟ 내지 50 N/㎟ 가 바람직하고, 1 N/㎟ 내지 10 N/㎟가 더욱 바람직하다. 그와 같은 표면층(19)을 구비한 표면재(23)는 적절한 함몰의 깊이가 얻어진다는 점에서 바람직하다. 마르텐스 경도는 비커스 압자에 의해 물체를 가압할 때의 시험 하중과 가압 표면적으로부터 구해지는 물체의 경도로, 물체 표면의 경도의 지표이다. 마르텐스 경도가 0.5 N/㎟ 미만이면 표면재(23)는 부드럽고 지나치게 함 몰된다. 반대로 50 N/㎟을 초과하면 표면재(23)는 단단하여 함몰되지 않는다.

20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 초미소 경도 시험 장치에서 측정되는 표면층(19)의 탄성 에너지는 0.1 nJ 내지 20 nJ이 바람직하고, 0.5 nJ 내지 10 nJ이 보다 바람직하다. 이와 같은, 표면층(19)을 구비하는 표면재(23)는 내구성면에서 바람직하다. 탄성 에너지는 비커스 압자로 물체 표면에 하중을 작용한 시점부터 하중을 제거한 시점까지의 탄성 변형 일량(仕事量)이다. 탄성에너지가 0.1 nJ 미만에서는 함몰은 거의 되돌아오지 않고 손상으로서 남는다. 한편, 20 nJ을 초과할 때에는 함몰은 잘 복원되지만 표면재(23)가 너무 부드러워 내구성이 악화된다. 여기에서 복원성이라는 것은 한번 형성된 함몰이 서서히 소실되어 원래의 형상으로 되돌아오려고 하는 성질을 의미한다. 일시적으로 발생하는 함몰에 의해 함몰이 얻어진다. 또한, 가해진 힘이 흡수되므로 손상 방지 성능이 얻어진다.

시인성을 손상시키지 않는다는 관점에서 다음과 같은 펜 입력 장치용 표면재(23)가 보다 바람직하다. 즉, 기재(16)와 표면층(19)으로 이루어지고, 전체 광선 투과율은 바람직하게는 80 % 이상, 더욱 바람직하게는 85 % 이상인 펜 입력장치용 표면재(23)이다. 전체 광선 투과율이 80 % 미만인 표면재는 펜 입력 장치의 화면을 어둡게 하여 시인성을 악화시킨다. 탁도치는 바람직하게는 5 % 이하, 더욱 바람직하게는 3 % 이하인 펜 입력 장치용 표면재(23)이다. 탁도치가 5 %를 초과하는 표면재는 불투명감이 높고 펜 입력 장치의 시인성이 악화된다.

함몰과 미끄러지는 감촉은 입력 펜의 선단과 펜 입력 장치(10)에서의 표면층(19)의 표면과의 마찰 저항을 측정함으로써 평가할 수 있다. 마찰저항은 묘화(描 畵) 동작 중의 미끄러지는 감촉에 상당하는 동적 마찰저항과, 쓰기 시작할 때의 미끄러지는 느낌에 상당하는 정적 마찰저항의 2개로 나눌 수 있다. 두 마찰저항을 조정하는 것이 중요하다. 필기감을 향상시킨다는 관점에서, 다음과 같은 펜 입력 장치용 표면재(23)가 보다 바람직하다. 즉, 입력 펜(21)에 대한 표면재의 마찰 저항을 표면성 시험기[신토가가쿠(주) 제조, 상품명: 토라이보기아, TYPE: 14DR]에 의해 측정한 값이 특정 범위에 있는 것이다.

구체적으로는 20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하, 입력 펜(21)을 사용하여 표면재(23) 상에서 200 g의 하중에서 10 ㎝/초의 속도로 이동시켰을 때, 동적 마찰계수가 바람직하게는 0.02 내지 0.6, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.4이고, 또한 정적 마찰계수가 바람직하게는 0.3 내지 2, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1인 펜 입력 장치용 표면재(23)이다. 펜 입력 장치용 표면재(23)의 입력 펜(21)에 대한 동적 마찰계수가 0.02 미만인 경우 또는 정적 마찰계수가 0.3 미만인 경우, 어떤 경우에도 상기 입력 펜(21)이 너무 미끄러운 결과, 필기감은 바람직하지 않다. 반대로 동적 마찰계수가 0.6을 초과하는 경우 또는 정적 마찰계수가 2를 초과하는 경우, 어떤 경우에도 입력 펜(21)의 미끄러짐이 나빠서 무겁게 느껴지는 결과, 필기감은 좋지 않다.

기재(16)와 표면층(19) 사이, 또는 표면층(19)이 형성되어 있는 기재(16)의 면과는 반대측에, 반사 방지층, 투과광 제어층, 도전성 층 및 대전 방지층 등의 기능층을 설치해도 좋다. 필기감을 저해하지 않으면, 기능층은 표면층(19)의 최표면에 설치되어 있어도 좋다. 기능층 및 기재(16)의 각각은 단층이어도 좋고, 적층된 복수의 층이어도 좋다.

기재(16)의 재질로서는 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 재생 셀룰로스, 디아세틸셀룰로스, 트리아세틸셀룰로스, 아크릴로니트릴/스티렌/부타디엔 3원 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 나일론, 폴리에틸렌, 셀룰로스아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 노르보르넨계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 트리아세틸셀룰로스, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트 등의 투명성 재료가 바람직하다. 기재(16)는 필름 또는 시트이다.

표면층(19)의 형성예를 설명한다. 표면층(19)은 기재(16)상, 또는 기재(16)에 적층된 기능층의 최표면상에, 표면층 형성용의 경화성 조성물을 도포하고 경화함으로써 형성된다. 희석 용제에 의해 점도가 조정된 경화성 조성물을 사용해도 좋다. 이 경우, 경화성 조성물을 도포한 후에 희석 용제는 제거된다.

표면층(19)의 재료, 즉 경화성 조성물에 대해서 설명한다. 경화성 조성물은 자외선 경화형 불포화 아크릴 수지 조성물 또는 열경화형 불포화 아크릴 수지 조성물, 우레탄 변성 (메트)아크릴레이트 등의 불포화 폴리우레탄 수지 조성물, 불포화 폴리에스테르 수지 조성물, 폴리아미드 수지 조성물, 열경화형 실리콘계 수지 조성물, 멜라민계 수지 조성물 및 에폭시계 수지 조성물을 포함한다.

보다 구체적으로는 예를 들어 다가 알콜과 (메트)아크릴산의 에스테르화물 등의 아크릴로일기, 메타크릴로일기를 2개 이상 포함한 다관능 중합성 화합물을 포 함하는 경화성 조성물이나 우레탄 변성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 경화성 조성물, 그리고 실리콘계 다관능 중합성 화합물, 멜라민계 다관능 중합성 화합물 또는 에폭시계 다관능 중합성 화합물을 포함하는 경화성 조성물을 사용할 수 있다. 이들 중에서는 자외선, 전자선 또는 가열에 의해 경화할 수 있는 다가 알콜과 (메트)아크릴산의 에스테르화물이나 우레탄 변성 (메트)아크릴레이트와 같은 (메트)아크릴로일기 함유 화합물을 주성분으로서 포함하는 경화성 조성물이 내구성이나 취급 용이성의 측면에서 우수하다. 경화성 조성물은 (메트)아크릴로일기 함유 화합물을 통상 50 중량% 이상, 바람직하게는 60 중량% 이상 함유한다.

다가 알콜로서는 예를 들어 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2,2'-티오디에탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 2가 알콜; 트리메틸올프로판, 글리세롤, 펜타에리스리톨, 디글리세롤, 디펜타에리스리톨, 디트리메틸올프로판 등의 3가 이상의 알콜을 들 수 있다.

우레탄 변성 (메트)아크릴레이트는 말단 이소시아네이트 폴리우레탄과 수산기를 갖는 (메트)아크릴산 유도체의 우레탄화 반응에 의해 얻을 수 있다.

말단 이소시아네이트 폴리우레탄은 헥사메틸렌 디이소시아네이트나 이소포론디이소시아네이트, 톨일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트나, 이들 폴리이소시아네이트를 이소시아누레이트 변성 유기 이소시아네이트, 부가물 변성 유기 이소시아네이트, 뷰렛 변성 유기 이소시아네 이트 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서, 표면층(19)의 유연성 및 탄력성을 향상시키기 위해, 지방족 폴리이소시아네이트의 변성체인 것이 바람직하다.

수산기를 갖는 (메트)아크릴산 유도체로서는 예를 들어 (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 폴리카프로락톤 변성 히드록시에틸 등을 예로 들 수 있다.

우레탄 변성 (메트)아크릴레이트에는 폴리카프로락톤디올이나 1,4-부탄디올 등 복수의 수산기를 갖는 올리고머나 트리데칸올, 미리스틸알콜, 세틸알콜, 스테아릴알콜, 베헤닐알콜폴리옥시에틸렌모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 글리세롤모노스테아레이트 등의 장쇄 알킬알콜을 포함함으로써 복원성이 양호해지고, 또한 표면 활성(滑性)을 적절하게 할 수 있다.

이들 성분은 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상 병용해도 좋다. 또한, 우수한 함몰과 적절한 복원성을 얻기 위해, 경화성 조성물의 성분 중 1개 이상(예를 들어, 다가 알콜 또는 우레탄 변성 (메트)아크릴레이트)는 장쇄 구조를 포함하는 것이 바람직하다.

장쇄 구조로서는 하기의 화학식 1, 화학식 2, 또는 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 연쇄(連鎖)를 들 수 있다.

(화학식 1)

(상기 화학식 1에서, j는 2 내지 4이고, k는 2 내지 30이다)

(화학식 2)

(상기 화학식 2에서, m은 3 내지 12이고, n은 1 내지 15이다)

(화학식 3)

(상기 화학식 3에서, p는 10 내지 24이다)

반복단위(1), (2) 또는 (3) 또는 이의 잔기는 경화성 조성물 중에 10 중량% 내지 70 중량% 포함되는 것이 바람직하고, 또한 20 중량% 내지 60 중량% 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 반복단위 (1)의 경우, 2개 내지 30개의 연쇄인 것이 바람직하고, 2개 내지 20개의 연쇄인 것이 더욱 바람직하다. 반복단위 (1) 내의 탄소수(j)는 2개 내지 4개인 것이 바람직하다. 반복단위 (2)의 경우, 1개 내지 15개의 연쇄인 것이 바람직하고, 1개 내지 10개의 연쇄인 것이 더욱 바람직하다. 반복단위 (2) 내의 탄소수(m)는 3개 내지 12개인 것이 바람직하고, 3개 내지 8개인 것이 더욱 바람직하다. 반복단위 (3)을 포함하는 연쇄는 장쇄 메틸렌 쇄이고, 탄소수(p)는 10개 내지 24개인 것이 바람직하고, 12개 내지 20개인 것이 더욱 바람직하다.

표면층(19)의 다른 층[기재(16) 또는 기능층]과의 밀착성을 양호하게 하기 위해, 카르복실기 및 수산기 중 1개 이상을 갖는 밀착성 향상제를 함유하는 경화성 조성물을 사용해도 좋다. 밀착성 향상제는 카르복실기와 수산기 중 1개 이상을 갖는 화합물이면 한정되지 않지만, 구체적으로는 히드록시숙신산, 살리실산, 락트산, 2-히드록시부틸산 등의 수산기 및 카르복실기를 함께 갖는 화합물이나, (메트)아크릴산, 푸말산, 말레인산, 이타콘산, 시트라콘산, 프탈산 모노히드록시에틸아크릴레이트 등의 불포화 결합 및 카르복실기를 함께 갖는 화합물, 및 이들 단량체를 포함하는 공중합체, 알릴알콜, 메타릴알콜, 비닐알콜, 올레일알콜, 2-히드록시프로필아크릴레이트 등의 불포화 결합과 수산기를 함께 갖는 화합물, 및 이들 단량체를 포함하는 공중합체 등을 들 수 있다. 밀착성 향상제의 양은 경화성 조성물 중에 0.01 중량% 내지 30 중량%인 것이 바람직하고, 0.1 중량% 내지 15 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 밀착성 향상제가 0.01 중량% 미만에서는 표면층과 기재의 밀착성이 불충분하다. 밀착성 향상제가 30 중량%를 초과하면, 표면층의 복원성이 불만족스럽게 된다.

경화성 조성물은 불포화 결합을 1개 갖는 반응성 희석제를 함유하고 있어도 좋다. 반응성 희석제는 경화성 조성물의 주성분으로서 사용하는 수지와의 상용성이 좋은 단량체이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 에틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 스티렌, 메틸스티렌, N-비닐피롤리돈, 디메틸아크릴아미드 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상 병용해도 좋다.

경화성 조성물은 희석 용매를 사용하여 점도가 조정된 경화성 조성물 용액이어도 좋다. 희석 용매로서는 비(非)중합성 희석 용매이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 톨루엔, 크실렌, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 에틸셀로솔브아세테이트, 이소프로필알콜, 메틸에틸케톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 3-메톡시부탄올을 사용할 수 있다. 희석 용매는 단독으로 사용해도 좋고 2종류 이상 병용해도 좋다. 경화성 조성물 용액 중의 희석 용매의 비율은 경화성 조성물의 배합 조성에 따르기도 하지만, 통상 0.1 중량% 내지 80 중량%이다.

필기감 중 미끄러지는 감촉을 보다 적절하게 하기 위해, 경화성 조성물은 폴리실록산계 화합물을 함유할 수 있다. 바람직한 폴리실록산계 화합물은 직쇄형상 폴리디오르가노실록산계 화합물 또는 분기(分岐)형상의 폴리디오르가노실록산계 화합물이다. 폴리디오르가노실록산의 대표예는 폴리디메틸실록산이다. 상기 메틸기의 일부 내지 전부가 다른 유기기로 치환된 구조의 것(단, 상기 메틸기가 치환되는 위치는 말단이어도 연쇄내이어도 좋다)이어도 좋다.

그와 같은 다른 유기기로서는 예를 들어 메틸기 이외의 알킬기, 아릴기, 시클로알킬기 및 폴리옥시알킬렌 사슬이나 폴리에스테르 사슬 등의 반복 단위를 갖는 연쇄 등이 있다. 또한, 이들 유기기는 수산기, 아미노기, 에폭시기, 아실기, 아실옥시기, 카르복실기, 그 밖의 관능기를 가질 수 있다.

반복단위를 갖는 연쇄로서는 예를 들어, 폴리옥시에틸렌 사슬, 폴리옥시프로필렌 사슬, 폴리옥시테트라메틸렌 사슬, 폴리(옥시에틸렌옥시프로필렌) 사슬 등의 폴리옥시알킬렌 사슬이나, 폴리카프로락톤 사슬이나 폴리에틸렌세바케이트 사슬, 폴리에틸렌아디페이트 사슬 등의 폴리에스테르 사슬을 들 수 있다.

연쇄의 말단은 수산기나 카르복실기, (메트)아크릴로일기나 비닐기이어도, 그 말단이 유기기로 봉쇄되어 있어도 좋다. 예를 들어, 알킬에테르화, 알킬에스테르화 등으로 봉쇄되어 있어도 좋다. 연쇄는 통상 디메틸렌기나 트리메틸렌기 등의 알킬렌기를 통하여 규소 원자와 결합하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

경화성 조성물 중의 폴리실록산계 화합물의 비율은 통상 0.01 중량% 내지 10 중량%이고 바람직하게는 0.01 중량% 내지 5 중량%이다. 상기 함유량이 10 중량%를 초과하는 경우에는 표면층(19)이 단단해져 그 복원성을 저해하고 또한 표면층(19)의 표면이 지나치게 미끄러지기 쉬워져 적당한 미끄러지는 감촉을 얻기 어려워진다. 한편, 0.01 중량% 미만인 경우에는 미끄러지는 감촉, 표면 평활성이 동시에 얻어지지 않으므로 바람직하지 않다.

경화성 조성물은 상기 (메트)아크릴로일기 함유 화합물, 밀착성 향상제, 폴리실록산계 화합물, 또한 후술한 그 밖의 화합물, 용제 등을 배합하여 얻어진다. 배합 장치나 배합 순서는 특별히 한정되지 않는다.

경화성 조성물 또는 그 용액의 도포는 롤 코트법, 딥핑(dipping) 코트법, 브러쉬법, 스프레이 코트법, 바(bar) 코트법, 나이프 코트법, 다이 코트법, 그라비아 코트법, 커튼프로 코트법, 리버스 코트법, 키스 코트법, 콤마 코트법 등의 공지의 방법에 따라서 실시할 수 있다. 기재(16)와 표면층(19)(피막)의 밀착성을 향상시키기 위해, 경화성 조성물을 도포하기 전에, 기재(16)에 대해서 코로나 방전과 같은 전처리를 실시해도 좋다.

경화성 조성물은 도포후에 건조되어 경화된다. 경화성 조성물을 경화하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법(예를 들어, 자외선이나 광 등의 활성 에너지선 조사나 열에 의한 경화)으로 실시할 수 있다.

자외선 조사에 의해 경화시키는 경우에는 종래 공지의 광중합 개시제를 함유하는 경화성 조성물이 사용된다. 광중합 개시제의 구체예로서는 예를 들어, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 아세토페논, 벤조페논, 크산톤, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 벤조인프로필에테르, 벤질디메틸케탈, N,N,N',N'-테트라메틸-4,4'-디아미노벤조페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-〔4-(2-히드록시에톡시)-페닐〕-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 그 밖에 티옥산토계 화합물 등을 들 수 있다.

상기의 경화에 사용되는 에너지선원(源)으로서는 예를 들어 고압 수은 램프, 할로겐 램프, 크세논 램프, 질소 레이저, 전자선 가속장치, 방사성 원소 등의 선원이 사용된다. 에너지선원의 조사량은 자외선 파장 365 ㎚에서의 적산 노광량으로서 50 mJ/㎠ 내지 5000 mJ/㎠이 바람직하다. 조사량이 50 mJ/㎠ 미만인 경우에는 경화가 불충분하므로, 표면층(19)의 내마모성이나 경도가 저하된다. 한편, 5000 mJ/㎠을 초과하면 표면층(19)이 착색되어 투명성이 저하된다.

가열에 의한 경화를 실시하는 경우, 종래 공지의 열중합 개시제를 함유하는 경화성 조성물이 사용된다. 열중합 개시제의 구체예로서는 예를 들어, 케톤퍼옥사이드, 퍼옥시케탈, 하이드로퍼옥사이드, 디알킬퍼옥사이드, 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카르보네이트 등을 들 수 있다. 이들 열중합 개시제는 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상 병용해도 좋다.

상기 경화성 조성물 중에는 성능을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라서 안료, 충전제, 계면 활성제, 분산제, 가소제, 자외선 흡수제, 산화 방지제 등을 첨가할 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 좋고 2종류 이상 병용해도 좋다.

표면층(19)이 형성되어 있는 기재(16)의 반대면에 점착제층(20)을 형성할 수 있고, 점착제층(20)을 형성함으로써, 펜 입력 터치 패널(12) 상으로의 후가공에 의해 펜 입력 장치(10)를 제작하는 것이 용이해진다. 이와 같은 점착제층(20)으로서는 예를 들어 아크릴계 점착제나 고무계 점착제, 실리콘계 점착제 등을 사용할 수 있지만, 투명성면에서는 아크릴계 점착제를 사용하는 것이 바람직하고, 또한 재박리성(再剝離性)면에서는 실리콘계 점착제를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 점착제 중에는 점착성 중합체 성분 외에 가소제, 점착 부여 성분 등을 포함시킬 수 있지만, 투명성을 손상시키지 않는 첨가제를 사용하는 편이 바람직하다.

아크릴계 점착제의 주성분인 점착성 중합체로서는 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 부틸, 아크릴산 이소옥틸, 메타크릴산 부틸, 메타크릴산 프로필 등의 탄소수가 1 내지 10인 알킬기의 알콜과 (메트)아크릴산의 알킬에스테르와, 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 푸말산, 아크릴산히드록시에틸, 메타크릴산히드록시에틸 등의 관능기 함유 불포화 단량체와의 공중합체가 바람직하게 사용된다.

고무계 점착제의 주성분인 점착성 중합체로서는 스티렌-부타디엔 랜덤 공중합체, 스티렌-이소프렌계 블록 공중합체, 천연고무 등이 바람직하게 사용된다. 이들의 성분을 포함하는 점착층을 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께로 제작하는 것이 바람직하다.

기재(16)에 있어서, 표면층(19)이 형성되어 있는 면이라는 것은 반대면에 형성되는 도전성층, 즉 투명도전성 박막(13, 14)으로서는 산화주석(SnO₂ 등), 산화인듐, 산화안티몬, 산화아연(ZnO), 산화카드뮴, 인듐주석 산화물(ITO) 등의 금속 산화물이나 금, 은, 동, 알루미늄, 주석, 니켈 등의 금속막을 들 수 있다. 이들 중에서는 산화아연, 산화주석 등의 단일 금속으로 이루어진 산화물이 화학양론비에 의한 제어가 용이하고 고성능인 박막이 얻어진다는 점에서 바람직하다.

도전성층의 적층 방법은 특별히 한정되지 않고 스퍼터링법, 진공증착법, 이온플레이팅법, 저압 플라즈마법, 도공법 및 상압 플라즈마 화학 증착(CVD)법 등을 들 수 있다. 상기 도전성층의 두께는 도전성능이나 적외선 및 전자파의 저감성능이 발현되고, 또한 투명성이 유지되는 두께, 즉 가시광 투과율이 60 % 이상이기 위해서는 막두께는 30 ㎚ 내지 200 ㎚인 것이 바람직하다.

표면재(23)의 제작예를 설명한다. 우선 (메트)아크릴로일기 함유 화합물, 밀착성 향상제, 또는 폴리실록산계 화합물을 함유하는 조성물에 광중합 개시제를 첨가하여 경화성 조성물을 조제한다. 상기 경화성 조성물을 예를 들어 기재(16)(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)의 한쪽면에 롤코터로 도포하고, 고압 수은 램프로 자외선을 조사하여 경화시켜 표면층(19)을 형성한다. 이와 같이 하여, 펜 입력 장치용 표면재(23)가 얻어진다.

이어서, 기재(16)의 다른 쪽 면에 예를 들어 실리콘계 점착제를 도공, 건조 하여 점착제층(20)을 형성한다. 점착제층(20)을 터치 패널 본체 상에 점착함으로써 펜 입력 터치 패널(12)이 제작된다. 펜 입력 터치 패널(12)을 예를 들어 액정 디스플레이의 표시면에 조립함으로써 펜 입력 장치(10)가 제작된다.

입력 펜(21)의 선단을 펜 입력 장치(10)의 표면, 즉 표면층(19)에 대면서 미끄러지게 함으로써 문자를 그리는 입력 조작이 실시된다. 입력 펜(21)의 하중으로 가압된 표면층(19)의 부분이 함몰된다. 표면재(23)는 (메트)아크릴로일기 함유 화합물의 경화물 등의 물성에 기초하여 그 표면에 유연성이나 탄력성이 부여되어 있다. 표면층(19)의 함몰 부분은 0.2초 내지 20초의 범위내에서 복원된다. 따라서, 입력 펜(21)의 미끄러짐성이 좋아서, 조작감, 즉 필기감이 양호하다.

바람직한 실시양태에 의하면 이하의 이점이 얻어진다.

표면재(23)는 표면층(19)의 복원 시간이 0.2초 내지 20초의 범위에 있으므로, 입력 펜(21)을 표면층(19)의 조작면에 접촉시켰을 때, 우수한 필기감과 시인성이 얻어진다. 따라서, 필기감을 고려하고 있지 않은 펜 입력 장치와 비교하여 펜의 그립감이 다르므로, 펜끝의 미끄러짐에 의한 입력 오차를 적게 하여 오(誤)인식을 감소시키고, 또한 부드러운 터치감이나 필압 제어 동작의 감소 등에 의해, 입력 동작에 의한 스트레스를 감소시킬 수 있다.

표면층(19)의 마르텐스 경도가 0.5 N/㎟ 내지 50 N/㎟에 있으므로, 함몰 상태가 적절하여 함몰을 향상시킬 수 있다. 표면층(19)의 탄성 에너지가 0.1 nJ 내지 20 nJ의 범위에 있고 탄성 변형량이 충분하므로, 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.

표면층(19)의 전체 광선 투과율이 80 % 이상이므로 투명성이 높고, 시인성을 향상시킬 수 있다. 표면층(19)의 탁도치가 5 % 이하이므로, 탁도가 낮아 시인성을 보다 향상시킬 수 있다.

표면층(19)의 정적 마찰계수와 동적 마찰계수는 각각 0.3 내지 2, 0.02 내지 0.6인 점에서, 입력 펜(21)의 조작 개시시의 저항이 작고, 입력 펜(21)의 조작 도중에서의 저항도 작아, 미끄러지는 감촉을 향상시킬 수 있다.

(메트)아크릴로일기 함유 화합물을 주성분으로서 포함하는 경화성 조성물을 기재(16)에 도포하고 경화함으로써 표면층(19)이 형성된다. 표면층(19)의 형성은 용이하다. 따라서, 취급 용이성, 내구성, 복원성, 시인성 및 필기감이 우수한 표면재(23)를 용이하게 만들 수 있다.

경화성 조성물이 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3에 도시한 반복 단위를 10 중량% 내지 70 중량% 포함하고, 상기 경화성 조성물을 기재(16)에 도포, 경화하여 표면층(19)이 형성됨으로써, 경화물의 탄력성을 높일 수 있고 표면재(23)의 복원성, 시인성 및 필기감을 한층 더 향상시킬 수 있다.

0.01 중량% 내지 30 중량%의 밀착성 향상제(카르복실기와 수산기 중 1개 이상을 갖는 화합물)을 함유하는 경화성 조성물을 기재(16)에 도포, 경화하여 표면층(19)이 형성된다. 카르복실기나 수산기의 작용에 의해, 기재(16)에 대한 표면층(19)의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

경화성 조성물은 폴리실록산계 화합물을 0.01 중량% 내지 10 중량% 범위내에 함유하는 것이고 이를 기재(16)에 도포, 경화하여 표면층(19)이 형성됨으로써, 복 원성을 양호하게 하고 또한 미끄러지는 감촉을 적절하게 할 수 있다.

펜 입력 장치용 표면재(23)를 조합한 펜 입력 터치 패널(12)에 대한 입력 펜(21)으로의 입력 조작은 필기감이 우수하고 또한 시인성이 좋으므로, 입력 조작을 반복하여 실시해도 피로감이 없고 쾌적하다. 또한, 펜 입력 터치 패널(12)을 편성한 펜 입력 장치(10)는 상술한 표면층(19) 및 펜 입력 터치 패널(12)의 효과를 발휘할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예와 비교예를 설명한다.

우선, 펜 입력 장치용 표면재의 평가 방법에 대해서 설명한다.

1) 복원 시간(복원성)

20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기 하에서 입력 펜(21)을 사용하여 표면층(19)의 표면을 200 g의 하중에서 10 ㎝/초의 속도로 이동시켰을 때 발생하는 표면재(23)에서의 표면층(19)의 함몰이 복원되는 시간을 육안으로 평가했다. 이동시킨 입력 펜(21)의 펜끝을 표면층(19)의 표면으로부터 떼었을 때부터 표면층(19)의 표면에 형성된 함몰이 복원될 때까지의 시간을 평가했다.

2) 마르텐스 경도 및 탄성 에너지

20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기 하에서 펜 입력 장치용 표면재(23)의 표면층(19)상을 초미소 경도 시험 장치[(주)피셔 인스트루먼츠 제조, 상품명: 피셔 스코프 H-100]를 사용하여 최대 하중 2 mN, 제 1 크리프: 5초, 제 2 크리프: 5초 조건에서 측정했다.

3) 정적 마찰계수 및 동적 마찰계수

20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기 하에서, 입력 펜(palm사 제조, 상품명: 스타이라스)를 사용하여 펜 입력 장치용 표면재(23)의 표면층(19) 상을 200 g의 하중에서 10 ㎝/초의 속도로 이동시켰을 때에서의 동적 마찰계수(㎲, 단위 없음) 및 정적 마찰계수(μk, 단위 없음)를 표면성 시험기기[(신토가가쿠(주) 제조, 상품명: 트라이보기아, TYPE: 14DR]에 의해 측정했다.

4) 시인성, 전체 광선 투과율 및 탁도치

직독(直讀) 헤이즈 미터[도요세이키 세이사쿠쇼샤 제조, 상품명: 직독 헤이즈 미터(No. 206)]를 사용하여 광학 특성으로서의 전체 광선 투과율(%)과 탁도치(%)를 측정했다. 총시인성에서는 육안으로 보아 시인성의 평가를 실시했다. 시인성이 양호한 경우를 ○, 투과상이 보이기 어려운 경우를 ×로 했다.

5) 필기감

10명의 테스터가 입력 펜(21)을 사용하여 표면층(19) 상에 실제로 필기하고, 필기감을 미끄러지는 촉감, 함몰 등 2가지의 관점에서 평가했다. 10명 중 6명이 양호한 필기감이라고 판단한 경우를 ○으로 하고, 10명 중 3명 내지 5명이 양호한 필기감이라고 판단한 경우를 △로 하며, 10명 중 2명 이하가 양호한 필기감이라고 판단한 경우를 ×라고 평가했다. 총필기감에서는 상기 2개의 관점에서 거칠거칠한 감도 추가하여 종합적인 필기감을 동일하게 평가했다.

6) 밀착성

JIS K5600에 따른 바둑판 눈금 박리시험에 의해 강화했다.

실시예 1

헥사메틸렌디이소시아네이트 유도체[헥사메틸렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 부가물 변성 타입, 다이닛폰 잉키 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: 바녹 DN-950] 50 중량%, 세틸알콜[니혼유지(주) 제조, 상품명: NAA-44] 9 중량% 및 폴리카프로락톤 변성 히드록시에틸아크릴레이트[다이셀 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: 프락셀 FA3] 41 중량%로 이루어진 우레탄 아크릴레이트 87.8 중량%와, 프탈산 모노히드록시에틸아크릴레이트[도아고세이(주) 제조, 상품명: M-5400] 9.0 중량%와, 1-〔4-(2-히드록시에톡시)-페닐〕-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(광중합 개시제) 3.0 중량%와, 폴리실록산계 화합물(Byk-chemie사 제조, 상품명: BYK-333) 0.2 중량%로 이루어진 수지액(경화성 조성물)을 조제했다. 경화성 조성물 중에서의 반복단위(1), (2) 또는 (3)의 함유량은 33 중량%였다.

상기 조성물을 롤 코터로 두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에 20 ㎛의 두께로 균일하게 도포하고, 질소 분위기하에서 120W 고압 수은 램프[니혼덴치(주)제조]에 의해 자외선을 조사(1 J/㎠)하고 도막을 경화시켰다. 다음에, 경화면의 반대측면에 실리콘계 점착제를 포함하는 용액을 도공, 건조하여 두께 50 ㎛의 점착제층(20)을 설치함으로써, 본 발명의 펜 입력 장치용 표면재(23)를 제작했다. 상기 펜 입력 장치용 표면재(23)를 터치 패널 본체에 접합하여 펜 입력 터치 패널(12)을 얻었다. 이를 액정 디스플레이 표면에 상온하에서 압착·점착함으로써 펜 입력 장치(10)를 제작했다. 또한, 펜 입력 터치 패널(12)은 도 3a에 도시한 저항막 방식의 것을 채용했다.

이를 사용하여 복원시간, 마르텐스 경도, 탄성 에너지, 정적 마찰계수, 동적 마찰계수, 필기감(함몰, 미끄러지는 감촉, 총필기감), 시인성(전체 광선 투과율, 탁도치, 총시인감) 및 밀착성에 대한 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 2

헥사메틸렌디이소시아네이트 유도체[헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성 타입, 미츠이 다케다 케미컬(주) 제조, 상품명: 다케네이트 D-170N] 50 중량%, 스테아릴알콜[니혼유시(주) 제조, 상품명: NAA-46] 9중량% 및 폴리카프로락톤 변성 히드록시에틸아크릴레이트[다이셀 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: 프락셀 FA2D] 41 중량%로 이루어진 우레탄 아크릴레이트 89.8 중량%와, 프탈산 모노히드록시에틸아크릴레이트[도아고세(주) 제조, 상품명: M-5400] 9.0 중량%와, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(광중합 개시제) 1.0 중량%와, 폴리실록산계 화합물(Byk-chemie사 제조, 상품명: BYK-306) 0.2 중량%로 이루어진 수지액(경화성 조성물)을 조제했다. 경화성 조성물 중에서의 반복 단위 (1), (2) 또는 (3)의 함유량은 31 중량% 였다.

상기 수지액을 롤 코터로 두께 50 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 30 ㎛ 두께로 균일하게 도포하고, 질소 분위기 하에서 120 W 고압 수은 램프[니혼유시(주) 제조]에 의해 자외선을 조사(1 J/㎠)하여 도막을 경화시켰다. 다음에, 경화면의 반대측면에 실리콘계 점착제를 포함하는 용액을 도공, 건조하여 두께 25 ㎛의 점착제층(20)을 설치함으로써 본 발명의 펜 입력 장치용 표면재(23)를 제조했다. 상기 펜 입력 장치용 표면재(23)를 사용하여 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치(10)를 제조했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 3

헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성 타입[미츠이 다케다 케미컬(주) 제조, 상품명: 다케네이트 D-170N] 21.7 중량% 및 폴리카프로락톤 변성 히드록시에틸아크릴레이트[다이셀 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: 프락셀 FA5] 78.3 중량%로 이루어진 우레탄 아크릴레이트 88.8 중량%, 이타콘산 8.0 중량%, 1-〔4-(2-히드록시에톡시)-페닐〕-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(광중합 개시제) 3.0 중량%, 및 폴리실록산계 화합물(Byk-chemie사 제조, 상품명: BYK-361N) 0.2 중량%로 이루어진 수지액(경화성 조성물)을 조제했다. 경화성 조성물 중에서의 반복단위 (1), (2) 또는 (3)의 함유량은 57 중량%였다.

그 수지액을 롤 코터로 두께 180 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 30 ㎛의 두께로 균일하게 도포하고, 120 W 고압 수은 램프[니혼덴지(주) 제조]에 의해 자외선을 조사(3 J/㎠)하여 도막을 경화시켰다. 다음에, 경화면의 반대측 면에 아크릴계 점착제를 포함하는 용액을 도공, 건조하여 두께 50 ㎛의 점착제층(20)을 설치함으로써 본 발명의 펜 입력 장치용 표면재(23)를 제조했다. 상기 펜 입력 장치용 표면재(23)를 사용하고, 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치(10)를 제작했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 4

헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성 타입[미츠이 다케다 케미컬(주) 제조, 상품명: 다케네이트 D-170N] 40.0 중량%, 폴리카프로락톤 변성 히드록시에틸아크릴레이트[다이셀 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: 프락셀 FA1] 45.5 중량% 및 폴리카프로락톤 변성 히드록시에틸아크릴레이트[다이셀 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: 프락셀 FA5] 14.5 중량%로 이루어진 우레탄아크릴레이트 96.9 중량%, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온(광중합 개시제) 3.0 중량%, 폴리실록산계 화합물(Byk-chemie사 제조, 상품명: BYK-358N) 0.1 중량%로 이루어진 수지액(경화성 조성물)을 조제했다. 경화성 조성물 중에서의 반복 단위 (1), (2) 또는 (3)의 함유량은 32 중량%였다.

그 수지액을 롤코터로 두께 100 ㎛의 트리아세테이트 필름 상에 20 ㎛의 두께로 균일하게 도포하고, 120 W 고압 수은 램프[니혼덴지(주) 제조]에 의해 자외선을 조사(3 J/㎠)하여 도막을 경화시켰다. 다음에, 경화면의 반대측 면에 아크릴계 점착제를 포함하는 용액을 도공, 건조하여 두께 25 ㎛의 점착제층(20)을 설치함으로써 본 발명의 펜 입력 장치용 표면재(23)를 제작했다.

상기 펜 입력 장치용 표면재(23)를 사용하여 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치(10)를 제작했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 5

헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성 타입[미츠이 다케다 케미컬(주) 제조, 상품평: 다케네이트 D-170N] 29 중량% 및 폴리카프로락톤 변성 히드록시에틸아크릴레이트[다이셀 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: 프락셀 FA3] 71 중량%로 이루어진 우레탄 아크릴레이트 92.8 중량%, 프탈산 모노히드록시에틸아크릴레이트[도아 고세(주) 제조, 상품명: M-5400] 1.0 중량%, 2-히드록시프로필아크릴레이트[오사카 유기 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: HPA] 5.0 중량%, 메틸-2-벤조일벤조에이트(광중합 개시제) 1 중량%와 폴리실록산계 화합물(Byk-chemie사 제조, 상품명: BYK-306) 0.2 중량%와, 폴리실록산계 화합물(Byk-chemie사 제조, 상품명: BYK-361N) 0.025 중량%로 이루어진 수지액(경화성 조성물)을 조제했다. 경화성 조성물 중에서의 반복단위 (1), (2) 또는 (3)의 함유량은 48 중량%였다.

그 수지액을 롤코터로 두께 50 ㎛의 트리아세테이트 필름 상에 50 ㎛의 두께로 균일하게 도포하고 질소 분위기하에서 120 W 고압 수은 램프[니혼덴지(주) 제조]에 의해 자외선을 조사(1 J/㎠)하여 도막을 경화시켰다. 다음에, 경화면의 반대측면에 실리콘계 점착제를 포함하는 용액을 도공, 건조하여 두께 10 ㎛의 점착층을 설치함으로써 본 발명의 펜 입력 장치용 표면재(23)를 제작했다. 상기 펜 입력 장치용 표면재(23)를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치(10)를 제작했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 6

폴리에틸렌글리콜 #600 디아크릴레이트[신나카무라 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: NK 에스테르 A-600] 78.8 중량%, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 9.9 중량%, 아크릴산 1.0 중량%, 2-히드록시프로필아크릴레이트[오사카 유키 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: HPA] 9.0 중량%, 폴리실록산계 화합물(Byk-chemie사 제조, 상품명: BYK-306) 0.3 중량%, 및 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(광중합 개시제) 1.0 중량%로 이루어진 혼합액을 충분히 교반함으로써 수지액(경화성 조성물)을 조제했다. 경화성 조성물 중에서의 반복 단위 (1), (2) 또는 (3)의 함유량은 67 중량%였다.

그 수지액을 롤코터로 두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 20 ㎛의 두께로 균일하게 도포하고 질소 분위기하에서 120 W 고압 수은 램프[니혼덴치(주) 제조]에 의해 자외선을 조사(3 J/㎠)하여 도막을 경화시켰다. 다음에, 경화면의 반대측 면에 아크릴계 점착제를 포함하는 용액을 도공, 건조하여 두께 50 ㎛의 점착제층(20)을 설치함으로써 본 발명의 펜 입력 장치용 표면재(23)를 제작했다. 상기 펜 입력 장치용 표면재(23)를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치(10)를 제작했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 1

두께 125 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 100 중량%와, 그에 대해서 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(광중합 개시제) 3 중량%를 성분으로 하는 아크릴계 하드코트 수지를 두께 5 ㎛로 도공한 후 경화했다. 또한, 상기 기재의 반대면에 아크릴산 2-에틸헥실 100 중량%와 아크릴산 10 중량%의 공중합체를 주성분으로 하는 아크릴계 점착제를 두께 40 ㎛로 도공하여 투명 점착제층을 제작하고, 건조함으로써 표면재를 제작했다. 상기 표면재를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치를 제작했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 2

두께 100 ㎛의 투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 한쪽면에 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 100 중량%와 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(광중합 개시제) 3 중량%를 성분으로 하는 아크릴계 하드코트 수지, 입자직경 5 ㎛ 내지 10 ㎛의 아크릴 수지계 비즈 2 중량%, 및 미량의 실리콘 수지를 함유하는 수지액을 도포하고, 자외선 조사에 의해 경화시켜, 두께 5 ㎛의 수지층을 형성했다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 반대면에 아크릴계 점착제를 용액 타입으로 도공하고 건조함으로써 표면재를 제작했다. 상기 표면재를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치를 제작했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 3

두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 한쪽면에 폴리카프로락톤트리올과 폴리실록산계 화합물을 주성분으로 하는 폴리올액과 헥사메틸렌디이소시아네이트를 주성분으로 하는 이소시아네이트액을 중량비 100 대 90으로 혼합하면서 두께 300 ㎛로 도공하고, 120 ℃에서 20분 가열하여 경화시켰다. 그 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로부터 박리하여 연질 수지 필름을 제작했다. 상기 연질 수지 필름에 아크릴계 점착제를 용액 타입으로 도공하고 건조함으로써 표면재를 제작했다. 상기 표면재를 사용하여 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치를 제작했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 4

트리에틸렌디이소시아네이트 유도체[다케다 야쿠힝 고교(주) 제조, 상품명: 다케네이트 D212] 40 중량% 및 폴리카프로락톤 변성 히드록시에틸아크릴레이트[다이셀 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명: 프락셀 FA3] 60 중량%로 이루어진 우레탄아크릴레이트 77 중량%, 폴리디메틸실록산마크로단량체[칙소(주) 제조, 상품명: FM0721] 15 중량%, 메틸메타크릴레이트 25 중량%, 부틸메타크릴레이트 25 중량%, 이소시아네이트에틸메타크릴레이트[쇼와덴코(주) 제조, 상품명: 카렌즈 MOI] 15 중량% 및 펜타에리스리톨트리아크릴레이트[도아고세(주) 제조, 상품명: 아로닉스 M305] 20 중량%로 이루어진 자외선 경화성 실리콘 공중합체 20 중량%, 및 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(광중합 개시제) 3 중량%로 이루어진 수지액을 조제했다.

상기 수지액을 롤코터로 두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 20 ㎛의 두께로 균일하게 도포하고, 질소 분위기 하에서 120 W 고압 수은 램프[니혼덴치(주) 제조]에 의해 자외선을 조사(1 J/㎠)하여 도막을 경화시켰다. 다음에, 경화면의 반대측면에 아크릴계 점착제를 포함하는 용액을 도공하여 건조함으로써 본 발명의 펜 입력 장치용 표면재(23)를 제작했다. 상기 펜 입력 장치용 표면재(23)를 사용하여 실시예 1과 동일하게 하여 펜 입력 장치를 제작했다. 이를 사용하여 실시예 1과 동일하게 각종 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이 실시예 1 내지 실시예 6에서는 모두에서 특히 복원성이 양호하고 필기감이나 시인성에 대해서 양호했다. 카르복실기 및 수산기를 갖는 화합물을 포함하지 않는 경화성 조성물을 사용한 실시예 4에서는 밀착성이 불충분했다. 그에 비해서, 비교예 1 내지 비교예 4의 모두에서 복원성이 적절하지 않고 양호한 필기감을 얻을 수 없었다. 또한, 비교예 2에서는 탁도치가 높고 시인성이 나빴다. 비교예 3 및 비교예 4에서는 복원시간이 빠르고, 함몰을 충분히 느낄 수 없었다.

또한, 바람직한 실시양태를 다음과 같이 변경해도 좋다.

열가소성 엘라스토머 등의 탄성 재료를 포함하는 경화성 조성물을 사용하여, 표면층(19)을 형성해도 좋다. 이 경우, 표면층(19)의 복원성이 향상된다.

폴리실록산계 화합물을 포함하는 경화성 조성물에 (메트)아크릴로일기를 갖는 실란 결합제를 배합해도 좋다. 이 경우, 표면층(19)의 형성시에 (메트)아크릴로일기 함유 화합물과 폴리실록산계 화합물이 결합한다.

기재(16)를 구성하는 투명 수지는 카르복실기와 수산기 중 1개 이상을 갖는 단량체를 함유해도 좋다. 이 경우, 표면층(19)과의 밀착성이 향상된다.

입력 펜(21)의 선단의 형상은 반타원 형상, 여러가지의 곡면 형상이어도 좋다.

Claims (16)

1. 펜 입력 장치용 투명 표면층을 형성하기 위한 경화성 조성물로서,

   50 중량% 이상의 (메트)아크릴로일기 함유 화합물;

   0.01 중량% 내지 10 중량%의 폴리실록산계 화합물;

   0.01 중량% 내지 30 중량%의 카르복실기와 수산기 중 1개 이상을 갖는 화합물;

   0 중량% 이상의 중합 개시제; 및

   0 중량% 이상의 희석 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화성 조성물.
2. 기재와 제1항의 경화성 조성물로 형성된 표면층을 구비하는 펜 입력 장치용 표면재로서,

   20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 입력 펜을 사용하여 상기 표면층을 200 g의 하중에서 10 ㎝/초의 속도로 이동시켰을 때 발생하는 함몰(dent)이 0.2초 내지 20초의 시간내에 복원되는 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
3. 제 2 항에 있어서,

   20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 초미소(超微小) 경도 시험 장치에 의해 측정되는 상기 표면층의 마르텐스 경도(Martens hardness)가 0.5 N/㎟ 내지 50 N/㎟의 범위인 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
4. 제 2 항에 있어서,

   20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 초미소 경도 시험 장치에 의해 측정되는 상기 표면층의 탄성 에너지가 0.1 nJ 내지 20 nJ의 범위인 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
5. 제 2 항에 있어서,

   전체 광선 투과율이 80 % 이상인 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
6. 제 2 항에 있어서,

   탁도치(haze value)가 5 % 이하인 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
7. 제 2 항에 있어서,

   20 ℃, 50 % 상대습도의 분위기하에서 상기 입력 펜을 사용하여 상기 표면층의 표면을 200 g의 하중에서 10 ㎝/초로 이동시켰을 때의 동적 마찰계수가 0.02 내지 0.6이고, 또한 정적 마찰계수가 0.3 내지 2인 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 경화성 조성물은 하기의 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 10 중량% 내지 70 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재:

   (화학식 1)

   

   (상기 화학식 1에서, j는 2 내지 4이고, k는 2 내지 30임)

   (화학식 2)

   

   (상기 화학식 2에서, m은 3 내지 12이고, n은 1 내지 15임)

   (화학식 3)

   

   (상기 화학식 3에서, p는 10 내지 24임.)
9. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 경화성 조성물은 카르복실기 및 수산기 중 1개 이상을 갖는 화합물을 0.01 중량% 내지 30 중량%의 범위내에서 함유하는 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
10. 제 2 항에 있어서,

    상기 (메트)아크릴로일기 함유 화합물은 말단 이소시아네이트 폴리우레탄과 수산기를 갖는 (메트)아크릴산 유도체의 우레탄화 반응에서 얻어지는 우레탄 변성 (메트)아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 말단 이소시아네이트 폴리우레탄은 변성된 지방족 폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴산 유도체는 폴리카프로락톤 변성 (메트)아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치용 표면재.
13. 기입면을 갖는 펜 입력 터치 패널로서,

    터치 패널 본체와,

    상기 터치 패널 본체 상에 설치되어 상기 기입면을 제공하는 제 2 항에 기재된 표면재를 구비하는 것을 특징으로 하는 펜 입력 터치 패널.
14. 디스플레이와,

    상기 디스플레이 상에 설치된 제 13 항에 기재된 펜 입력 터치 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 펜 입력 장치.
15. 삭제
16. 삭제

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