KR101215716B1 - 터치 패널용 광학부재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 터치 패널용 광학 부재는, 편면 또는 양면이 요철 형상을 가지는 필름상의 고무 탄성체(1)을 구비한다. 본 발명의 터치 패널용 광학 부재에 의하면, 외광이 약한 환경하에서도 오동작이 적고, 특수한 펜을 사용하지 않고도 입력이 가능하고, 또한 액정표시장치에 있어서 화상을 흑표시했을 경우라도 입력이 가능한 터치 패널을 얻을 수 있다.

Description

터치 패널용 광학부재 및 그 제조방법{OPTICAL MEMBER FOR A TOUCH PANEL, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 터치 패널용 광학부재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
표시장치의 다기능화에 따라, 터치 패널로 대표되는 입력장치가 최근 널리 이용되고 있다. 터치 패널은, 손가락 또는 펜 등으로 터치한 위치를 감지할 수 있는 입력장치이며, 많은 경우, 표시장치로서의 기능도 가지고 있다. 터치 패널의 용도로서는, 예를 들면 휴대 전화나 휴대 정보 단말기(PDA) 등의 모바일 기기, 은행의 현금 자동 예입 지불기를 들 수 있다.
터치 패널이 터치된 위치를 검출하는 방식으로서는, 예를 들면, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광센서 방식이 알려져 있다.
저항막 방식 터치 패널은, 일반적으로, 표시장치의 화면상에 배치된 유리 기판 표면에 투명 도전막이 형성되고, 그 위에 미소한 스페이서를 배치하고, 또한 그 위에 투명 도전막이 형성된 필름을 첩부한 구조를 가지고 있다. 필름면이 터치되어 있지 않을 때는 투명 도전막끼리는 스페이서에 의해서 비접촉 상태에 있지만, 필름면을 터치하는 것에 의해서 필름이 압력으로 휘어서 투명 도전막끼리가 접촉하여, 도통을 일으킨다. 이 도통 부분에 있어서의 저항 변화에 근거하여, 터치된 위치가 검출된다. 저항막 방식은, 손가락으로도 펜으로도 입력이 가능하고, 생산비용을 저렴하게 할 수 있는 등의 특징을 가진다. 그 반면, 투명 도전막이 무르기 때문에, 터치했을 때의 굴곡을 반복하는 것에 의해서 박리 등의 열화가 생기고, 검출의 감도, 분해능 손실, 투과율 저하를 일으키는 등 내구성이 낮으며, 또한 일반적으로 투과율이 낮은 등의 문제를 가지고 있다(특허문헌 1 및 2).
정전 용량 방식 터치 패널은, 전기용량을 검출하는 1층의 투명 도전막을 포함한 구조를 가지고 있다. 터치된 부분의 용량 결합 전기신호의 변화를 감지하는 것에 의해서, 터치된 위치를 검출할 수 있다. 정전 용량 방식은, 저항막 방식에 비해 내구성 및 투과율이 뛰어나다. 그러나, 손가락 또는 도전성을 가지는 특수한 펜으로만 조작 가능하고, 장갑을 장착한 손가락이나 비도전성의 펜으로는 입력을 할 수 없는 등의 문제가 있다(특허문헌 1).
광센서 방식으로는, 광을 감지하는 기능을 가지는 광센서가 표시장치에 실장된다. 터치의 유무를 광센서가 수광량의 변화로서 검출한다. 표시장치가 액정 디스플레이(LCD)인 경우, 광센서는 예를 들면 액정 셀 내에 배치된다. 터치 패널상에 손가락을 두면, 광센서에 입사하는 외광이 손가락에 의해서 차광되고, 광센서의 수광량이 변화한다. 이 변화에 의해서 터치한 위치가 검출된다(특허문헌 3). 광센서 방식으로는, 표시장치의 각 화소에 광센서를 배치하는 것도 가능하기 때문에, 이미지 센서로서도 이용할 수 있고, 이미지 스캐너의 기능을 부여할 수 있는 이점이 있다. 또한, 저항막 방식이나 정전 용량 방식으로는 곤란한 다점입력이 가능하기 때문에, 여러가지 어플리케이션에의 응용을 기대할 수 있다. 광센서 방식에 관해서, 광원을 가지는 라이트 펜(light pen)을 입력 수단으로서 이용하는 방법도 제안되고 있다.
또한, 액정 디스플레이 등의 표시장치의 경우, 광센서가 검출하는 광원으로서 백 라이트의 반사광을 이용하는 방법도 제안되고 있다. 이 방법에서는, 화면상에 놓여진 손가락과 터치 패널면과의 계면에서 백 라이트광이 반사하고, 그 반사광을 광센서가 감지하는 것에 의해 터치한 부분의 위치가 인식된다.
특허문헌 1 : 일본국 특허공표공보 2005-530996호
특허문헌 2 : 일본국 특허공표공보 2007-522586호
특허문헌 3 : 일본국 특허공개공보 소61-3232호
특허문헌 4 : 일본국 특허공개공보 평2-211421호
특허문헌 5 : 일본국 특허공개공보 평4-222918호
상기와 같이, 광센서 방식의 터치 패널은, 내구성, 다점입력 등 많은 유리한 점을 가지고 있다.
그러나, 광센서 방식의 터치 패널은, 외광의 수광량이 불충분한 환경, 예를 들면 어슴푸레한 환경에 있어서는, 터치 패널상에 손가락을 두어도 광센서가 수광량의 변화를 검출하는 것이 곤란하게 되어, 위치 인식의 오동작을 일으키기 쉽다고 하는 문제를 가지고 있다. 라이트 펜을 이용하면 이 문제는 해소될 수 있지만, 입력을 위해서 특수한 라이트 펜이 필요하게 되어, 편리성이 부족하다. 백 라이트광의 반사광을 이용하는 방법도 외광 부족의 대책으로서 어느 정도 유효하다고 생각되지만, 이 방법에서는 액정표시장치를 흑표시했을 때에 터치 패널상에 손가락을 두어도 백 라이트광을 반사시키지 못하고, 터치한 부분의 위치의 검출을 할 수 없다.
본 발명은 이상과 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 외광이 약한 환경하에서도 오동작이 적고, 특수한 펜을 사용하지 않고도 입력이 가능하며, 또한 액정표시장치에 있어서 화상을 흑표시했을 경우에도 입력이 가능한 터치 패널을 얻는 것을 가능하게 하는 광학부재를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 편면 또는 양면이 요철 형상을 가지는 필름상의 고무 탄성체를 구비하는, 터치 패널용 광학부재에 관한 것이다.
상기 본 발명에 관련되는 광학부재를, 터치 패널의 화면의 내측에 배치하고, 화면의 소정의 위치를 압압하면, 압압된 면의 굴곡에 따라서, 광학부재의 요철 형상을 가지는 표면이, 인접하는 다른 부재와의 접촉에 의해 가역적으로 변형한다. 그 결과, 광학부재(고무 탄성체)와 굴절률이 다른 물질이 요철 형상을 가지는 표면상에 존재하는 경우에는, 요철 형상을 가지는 표면에 있어서의 반사광의 광량 등의 상태가 광학적으로 변화한다. 이 광학적 변화를 광센서로 검지하는 것에 의해, 압압된 위치를 인식할 수 있다. 이 방식에 의하면, 표시장치로부터 발하여진 광을 이용하기 때문에, 외광이 약한 환경하에서도 오동작이 생기기 어렵다. 또한, 라이트 펜이나 도전성을 가지는 펜 등의 특수한 입력 수단을 필요로 하는 것도 아니다. 또한, 광학부재의 요철 형상을 가지는 표면에서 반사하는 반사광을 이용하기 때문에, 액정표시장치에 있어서 편광판의 내측에 광학부재를 설치하는 것에 의해, 흑표시의 상태이어도 백 라이트광 및 그 반사광을 유효하게 이용할 수 있다. 또한 「가역적으로 변형한다」란, 역학적 압력의 부하에 의한 변형과 역학적 압력의 제하에 의한 복원이 가역적으로 가능한 것, 즉 탄성변형하는 것을 의미한다.
상기 요철 형상의 최대 높이는 0.01~50㎛인 것이 바람직하다. 이것에 의해 본 발명에 의한 효과가 특히 현저하게 발휘된다.
본 발명에 관련되는 광학부재는, 고무 탄성체의 요철 형상을 가지는 표면상에 설치된, 고무 탄성체와는 굴절률이 다른 중간층을 더 구비하고 있어도 된다. 이것에 의해, 터치 패널 내에 있어서, 요철 형상을 가지는 표면과, 인접하는 부재와의 사이에 중간층이 설치되어 있지 않고 공극이 형성되어 있는 경우와 비교하여, 온도, 기압 등의 환경 변화에 대한 내성이 뛰어난 터치 패널을 얻는 것이 가능하게 된다. 중간층은 점착성을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련되는 광학부재는, 예를 들면, 지지체 필름과, 그 지지체 필름상에 설치된 광학부재를 구비하는 적층체 상태로 보관할 수 있다. 이 적층체를 이용하는 것에 의해 양호한 작업성으로 광학부재를 취급할 수 있고, 저비용화에 기여 할 수 있다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은, 상기 광학부재의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 관련되는 제조방법은, 형(型)의 요철 표면상에, 그 요철 표면으로부터 전사된 요철 형상을 가지는 표면을 가지는 필름상의 고무 탄성체를 형성하는 공정과, 고무 탄성체를 형으로부터 박리하는 공정을 구비한다. 이 제조방법에 의하면, 본 발명에 관련되는 광학부재를, 양호한 작업성으로 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 외광이 약한 환경하에서도 오동작이 적고, 특수한 펜을 사용하지 않고도 입력이 가능하며, 또한 액정표시장치에 있어서 화상을 흑표시했을 경우에도 입력이 가능한 터치 패널을 얻는 것이 가능하다. 또한, 고무 탄성체의 가역적인 변형에 근거하여 터치 패널의 기능을 발현하기 때문에, 높은 감도 및 정밀도에서의 위치의 인식이 가능하고, 반복의 사용에 대한 내성의 점에서도 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 적절한 실시형태에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 광학부재를 구비하는 터치 패널의 일실시형태를 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 터치 패널(100)은, 액정 셀(4)과, 액정 셀(4)의 한쪽면측에 설치된 광원으로서의 백 라이트(60)와, 액정 셀(4)의 다른쪽면측에 설치된 광학부재(1)와, 액정 셀(4) 내에 설치된 광센서(52)와, 액정 셀(4) 및 광학부재(1)를 사이에 두고 대향 배치된 한 쌍의 편광판(20, 21)을 주로 구비한다.
액정 셀(4)은, 대향 배치된 2매의 유리 기판(23, 24)과, 백 라이트(60)측의 유리 기판(24)상에 설치된 박막 트랜지스터(51) 및 광센서(52)와, 박막 트랜지스터(51) 및 광센서(52)를 덮는 절연막(54)과, 절연막(54)상에 적층된 투명 전극(41), 배향막(43), 액정층(45), 배향막(42) 및 투명 전극(40)을 포함한다. 유리 기판(24)과 박막 트랜지스터(51) 및 광센서(52)와의 사이에는 차광막(50)이 설치되어 있다. 배향막(42)과 배향막(43)과의 사이에는 스페이서(47)가 설치되어 있다. 유리 기판(23)상에는, 점착층(31), 광학부재(1), 점착층(30), 위상차판(22) 및 편광판(20)이 이 순서로 적층되어 있다.
도 1에 나타내는 터치 패널(100)은, 액정표시장치로서의 기능과 함께, 화면(S100)의 소정의 위치가 손가락 등으로 터치되었을 때에 그 위치를 검출하는 기능도 가지는 입력장치이다.
광학부재(1)는, 한쪽의 표면(1a)이 요철 형상을 가지고, 한쪽의 주면(S1)이 평탄한 필름상의 고무 탄성체이다. 광학부재(1)의 요철 형상을 가지는 표면(1a)측에는, 평탄한 표면을 가지는 위상차판(22)이 인접하고 있다. 광학부재(1)는, 평탄한 면이 백 라이트(60) 및 광센서(52) 측에 위치하는 방향으로 배치되어 있다.
광학부재(1)의 표면(1a)과, 광학부재(1)에 인접하는 다른 부재인 위상차판(22)의 표면과는 서로 부분적으로 떨어져 있고, 떨어진 위치에 있어서 광학부재(1)와 위상차판(22)의 사이에 공극(2)이 형성되어 있다. 공극(2) 내의 기체는 공기이어도 되고, 질소, 헬륨 및 아르곤과 같은 안정하고 무해인 기체이어도 된다. 혹은, 공극(2) 내가 진공이어도 된다.
도 2, 3은, 광학부재(1)의 기능을 설명하기 위한 모식도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 터치 패널(100)의 화면(S100)이 압압되어 있지 않을 때, 백 라이트(60)로부터 발하여져 광학부재(1) 내에 진입한 광의 일부는, 광학부재(1)의 표면(1a)에 있어서 반사하여 반사광(L1)으로 된다. 표면(1a)은 요철 형상을 가지고 있기 때문에 광이 반사 또는 산란하기 쉽고, 평탄한 표면(S1)측에 설치된 광센서(52)가 수광하는, 산란광을 포함하는 반사광의 광량은 비교적 크다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 터치 패널(100)의 화면(S100)의 소정의 위치가 손가락(F)에 의해서 터치되었을 때, 광학부재(1)에 인접하는 위상차판(22)이 광학부재(1)측으로 향하여 국소적으로 휘어져, 위상차판(22) 및 광학부재(1)가 서로 밀어 붙여진다. 그러면 표면(1a)의 요철 형상에 있어서의 볼록부가 위상차판(22)과의 접촉에 의해 눌러 찌부러져서, 표면(1a)이 가역적으로 변형한다. 그 결과, 광학부재(1)의 표면(1a)이, 압압된 위치에 있어서 위상차판(22)의 평탄한 표면에 따른 거의 평탄한 형상으로 변화한다. 표면(1a)이 평탄하게 되면, 거기서 반사 또는 산란하는 광이 감소하고, 광학부재(1) 내에 진입한 광은 주로 손가락(F)과 화면(S100)과의 계면에서 반사하도록 된다. 손가락(F)과 화면(S100)과의 계면에서 반사한 반사광(L2)의 광량은, 일반적으로 반사광(L1)의 광량보다도 작다. 또한, 광학부재를 투과하는 광의 광량 또는 휘도가 커지게 된다. 이 상태에서 광센서(52)가 수광하는 광량은, 광학부재(1)가 압압되어 있지 않을 때와 비교하면 작아지는 경우가 많다.
이와 같이, 광학부재(1)가 요철 형상을 가지는 표면(주면)(1a)측으로부터 압압되었을 때에, 백 라이트(60)측의 표면(S1)으로부터 입사한 광의 반사광의 광량 등이 변화한다. 이 광학적인 변화를 표면(S1)측에 설치된 광센서를 이용하여 검지하는 것에 의해, 터치 패널(100)이 터치된 소정의 위치를 인식하는 것이 가능하다. 또한, 광학부재(1)가 화면(S100)측의 편광판(20)과 백 라이트(60)와의 사이에 설치되어 있기 때문에, 흑표시 때이어도 흰색 표시 등의 때와 동일하게 백 라이트의 광 및 그 반사광을 효율적으로 이용할 수 있다.
광센서(52)로서는, 광량 등의 반사광의 광학적인 파라미터를 검지 가능한 것이면, 특별히 제한 없이 이용된다. 구체적으로는, 아몰퍼스(amorphous) 실리콘, 다결정 실리콘 등, 광전 효과를 발현하는 반도체소자를 들 수 있다.
광학부재(1)로서의 고무 탄성체는, 역학적 압력에 대해서 가역적인 변형이 가능한 고무 탄성을 가진다. 광학부재(1)가 압압되었을 때에, 광학부재(1)로서의 고무 탄성체(1)의 요철 형상을 가지는 표면(1a)이 용이하게 가역적으로 변형한다.
터치 패널의 내구성, 조작성, 오동작 방지 등의 관점에서, 고무 탄성체(1)의 압축 탄성률은 바람직하게는 0.01~100MPa이다. 압축 탄성률이 0.01MPa 미만이면, 역학적 압력을 가하지 않은 상태에서도 표면이 변형하여, 광원으로부터 입사한 광의 반사 및 산란이 생기기 어려워지는 경향이 있다. 압축 탄성률이 100MPa를 넘으면, 약한 압력으로 압압되었을 때에 표면(1a)이 변형하기 어려워지기 때문에, 역학적 압력의 변화를 광학적 변화로 변환하는 것이 곤란하게 되는 경향이 있다. 동일한 관점에서, 압축 탄성률은 0.01~100MPa, 0.05~90MPa, 0.1~80MPa, 0.5~70MPa, 1~60MPa 또는 1~10MPa인 것이 바람직하다.
압축 탄성률은, 초미소 경도계를 이용하여 하기 조건의 압축 시험에 의해 측정되는 하중-변위 곡선의 기울기로부터 구해진다.
시료 막두께：100㎛(두께 방향으로 압축)
온도：25℃
최대 가압：0.1mN/μ㎡
측정 시간：20초
압자：원형 평면 압자(직경 φ50㎛)
고무 탄성체(1)의 표면(1a)의 요철 형상은, 입사한 광의 일부를 반사 또는 산란시킬 수 있는 형상이면 좋다. 요철 형상의 최대 높이(소정의 길이(예를 들면 10mm)의 단면에 있어서의, 볼록부의 정점과 오목부의 바닥과의 고저차이의 최대치)는 0.01~50㎛인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 백 라이트(60)로부터 입사한 광을 특히 효율적으로 반사하고, 광센서(52)로 유효하게 검출할 수 있다. 또한, 터치 패널(100)을 터치한 위치를 더욱 감도 좋게 인식할 수 있다. 동일한 관점에서, 요철 형상의 최대 높이는 0.1~45㎛, 0.5~40㎛, 0.7~35㎛ 또는 1~30㎛인 것이 바람직하다. 또한, 동일한 관점에서, 서로 이웃이 되는 볼록부의 정점간의 거리는, 0.01~150㎛, 0.1~100㎛, 0.5~90㎛, 0.7~70㎛ 또는 1~50㎛인 것이 바람직하다.
압압에 의한 역학적 압력 변화로부터 변환된 광학적 변화를 효율적으로 검출할 수 있고, 또한 양호한 표시 품질을 유지할 수 있다고 하는 관점에서, 고무 탄성체(1)는 투명성이 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 고무 탄성체(1)를 구성하는 재료에 의해 형성된 두께 20㎛의 양면 평탄막의 가시광선 투과율이, 70~100%, 75~98%, 80~97%, 83~96%또는 85~95%인 것이 바람직하다. 이 가시광선 투과율은, 고무 탄성체(1)를 구성하는 재료를 이용하여 형성한 양면 평탄막을 이용하여, 후술하는, 압압 전후에서의 가시광선 투과율의 변화의 측정 방법과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
표면(1a)의 변형 전후의 광량 변화를 효과적으로 발현시키는 관점에서, 고무 탄성체(1)와 이것에 인접하는 다른 부재의 굴절률 차이의 절대치는, 0~0.1인 것이 바람직하다. 동일한 관점에서, 본 실시형태와 같이 광학부재(1)와 이것에 인접하는 부재의 사이에 공극(2)이 형성되어 있는 경우, 고무 탄성체(1) 및 이것에 인접하는 부재의 굴절률은 1.3 이상인 것이 바람직하다. 이들의 굴절률은, 프리즘 커플링법, 분광 엘립소메트리법 등 공지의 방법으로 측정된다.
광학부재(1)로서의 고무 탄성체를 구성하는 재료는, 바람직하게는 각종의 엘라스토머이다. 적절한 엘라스토머의 구체예로서는, 천연 고무, 합성 폴리이소프렌, 스티렌과 부타디엔의 코폴리머, 부타디엔과 아크릴로니트릴의 코폴리머, 부타디엔과 알킬아크릴레이트의 코폴리머, 부틸 고무, 브로모부틸 고무, 클로로부틸 고무, 네오브렌(클로로프렌, 2-클로로-1,3-부타디엔), 올레핀계 고무(예를 들면 에틸렌프로필렌 고무(EPR), 및 에틸렌프로필렌디에노 모노머(EPDM) 고무), 니트릴엘라스토머, 폴리아크릴계 엘라스토머, 폴리설피드 폴리머, 실리콘 엘라스토머, 열가소성 엘라스토머, 열가소성 코폴리에스테르, 에틸렌아크릴계 엘라스토머, 아세트산비닐에틸렌 코폴리머, 에피클로르히드린, 염소화 폴리에틸렌, 화학적으로 가교한 폴리에틸렌, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 플루오로카본 고무, 플루오로실리콘 고무를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용된다. 이들 고무 탄성을 가지는 구체적 재료 중에서, 실리콘 엘라스토머는, 전술한 요철 형상의 성형성이 뛰어나다고 하는 관점에서, 특히 바람직하다.
실리콘 엘라스토머로서는, 예를 들면, 과산화물 가황형 실리콘 고무, 부가 반응형 실리콘 고무, 광반응형 실리콘 고무 및 광라디칼 중합 반응형 실리콘 고무가 있다. 과산화물 가황형 실리콘 고무는, 직쇄상의 고중합 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘 생고무에 유기 과산화물을 배합하고, 가열하는 것에 의해 실리콘 생고무를 가교하여 고무 탄성체를 형성하는 방법에 의해 얻어진다. 부가 반응형 실리콘 고무는, 지방족 불포화탄화수소기를 가지는 폴리오르가노실록산과 폴리오르가노하이드로젠실록산의 사이의 부가 반응에 의한 가교를 백금 촉매의 존재하에서 행하여 고무 탄성체를 형성하는 방법에 의해 얻어진다. 광반응형 실리콘 고무는, 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산을 광산발생제의 존재하에서 광조사하는 것에 의해 가교하여 고무 탄성체를 형성하는 방법에 의해 얻어진다. 광라디칼 중합 반응형 실리콘 고무는, 아크릴로일기 함유 폴리오르가노실록산을 광중합 개시제 존재하에서 광조사 하는 것에 의해 가교하여 고무 탄성체를 형성하는 방법에 의해 얻어진다.
부가 반응형 실리콘 고무를 형성하기 위해서 이용되는 폴리오르가노실록산은, 규소 원자에 결합한 1가의 지방족 불포화탄화수소기를 1분자 중에 2개 이상 가진다. 1가의 지방족 불포화탄화수소기로서는, 비닐기, 알릴기, 1-부테닐기 및 1-헥세닐기가 예시된다. 합성이 용이하고, 또한 경화전의 조성물의 유동성이나, 경화 후의 조성물의 내열성이 양호하다고 하는 관점에서, 비닐기가 가장 바람직하다. 또한, 1가의 지방족 불포화탄화수소기는, 폴리오르가노실록산분자쇄의 말단 또는 도중의 어느 하나에 존재해도 되고, 그 쌍방에 존재해도 된다. 다만, 가교 후의 조성물에 뛰어난 기계적 성질을 주기 위해서는, 폴리오르가노실록산은, 적어도 분자쇄의 양 말단에 1가의 지방족 불포화탄화수소기를 가지고 있는 것이 바람직하다.
또한, 폴리오르가노실록산의 규소 원자에 결합하는 다른 유기기로서는, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 옥틸, 데실 및 도데실 등의 알킬기, 페닐 등의 아릴기, 벤질, 2-페닐에틸 및 2-페닐프로필 등의 아랄킬기, 클로로메틸, 클로로페닐, 2-시아노에틸 및 3,3,3-트리플루오로프로필 등의 치환 탄화수소기를 들 수 있다. 이들 중, 합성이 용이하고, 가교 전의 유동성이나 형성되는 고무 탄성체의 압축 탄성률 등의 특성의 밸런스가 우수하다고 하는 관점에서, 메틸기가 가장 바람직하다.
폴리오르가노실록산은, 직쇄상이어도 분기상이어도 된다. 또한, 폴리오르가노실록산의 중합도는 특별히 한정되지 않지만, 가교 전의 조성물이 양호한 유동성 및 작업성을 가지고, 가교 후의 조성물이 적절한 압축 탄성률을 가지려면 , 25℃에 있어서의 점도가 500~500000MPaㆍs인 것이 바람직하고, 1000~100000MPaㆍs인 것이 특히 바람직하다.
부가 반응형 실리콘 고무를 형성하기 위해서 이용되는 폴리오르가노하이드로젠실록산은, 분자중에 포함되는 히드로실릴기가 폴리오르가노실록산중의 1가의 지방족 불포화탄화수소기에 부가하는 것에 의해, 폴리오르가노실록산의 가교제로서 기능한다. 그물코 구조를 효율적으로 형성하기 위해서, 폴리오르가노하이드로젠실록산은, 규소 원자에 결합한 수소 원자를 적어도 3개 가지고 있는 것이 바람직하다. 실록산단위의 규소 원자에 결합한 유기기로서는, 상기 폴리오르가노실록산에 있어서의 1가의 불포화 지방족탄화수소기 이외의 유기기와 동일한 것을 들 수 있고, 그들 중에서도, 합성이 용이한 점에서, 메틸기가 가장 바람직하다. 또한, 폴리오르가노하이드로젠실록산에 있어서의 실록산골격은, 직쇄상, 분기상 및 환상의 어느 하나이어도 되고, 또한 이들의 혼합물을 이용해도 된다. 폴리오르가노하이드로젠실록산의 중합도는 특별히 한정되지 않지만, 동일한 규소 원자에 2개 이상의 수소 원자가 결합한 폴리오르가노하이드로젠실록산은 합성이 곤란하기 때문에, 폴리오르가노하이드로젠실록산은 3개 이상의 실록산단위를 가지는 것이 바람직하다.
폴리오르가노하이드로젠실록산의 배합량은, 폴리오르가노실록산중의 1가의 지방족 불포화탄화수소기 1개에 대해서, 폴리오르가노하이드로젠실록산중의 규소 원자에 결합한 수소 원자가 0.5~5개, 바람직하게는 1~3개가 되는 양인 것이 바람직하다. 이 수소 원자의 존재비가 0.5 미만이면, 가교가 불완전하게 되는 경향이 있고, 존재비가 5를 넘는 양의 경우는, 가교시에 발포가 일어나기 쉽고, 표면 상태가 저하하는 경향이 있다.
부가 반응형 실리콘 고무에는, 폴리오르가노실록산중의 1가의 지방족 불포화탄화수소기와 폴리오르가노하이드로젠실록산의 히드로실릴기와의 사이의 부가 반응을 촉진시키기 위한 촉매로서, 백금계 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 백금계 화합물로서는, 염화백금산, 염화백금산과 알코올의 반응 생성물, 백금-올레핀 착체, 백금-비닐실록산착체, 및 백금-포스핀 착체가 예시된다. 폴리오르가노실록산및 폴리오르가노하이드로젠실록산에의 용해성이나, 촉매 활성이 양호한 점에서, 염화백금산과 알코올의 반응 생성물 및 백금-비닐실록산착체가 바람직하다. 백금계 화합물의 배합량은, 폴리오르가노실록산에 대해서, 백금 원자 환산으로 1~200 중량ppm인 것이 바람직하고, 1~100중량ppm인 것이 더욱 바람직하고, 2~50중량ppm인 것이 특히 바람직하다. 1중량ppm 미만의 경우에는, 경화 속도가 불충분하고, 광학부재의 제조 효율이 저하하는 경향이 있고, 200중량ppm을 넘으면, 가교 속도가 과도하게 빨라지기 때문에 각 성분을 배합한 후의 작업성이 손상되는 경향이 있다.
요철 형상을 가지는 면측에서 광학부재(1)(고무 탄성체)와 인접하는 다른 부재는, 광학부재(1)의 요철 형상을 역학적 압력에 의해서 효과적으로 변형시킨다는 관점에서, 고무 탄성을 실질적으로 나타내지 않는 경질인 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 광학부재(1)에 인접하는 다른 부재는, 유리 및 세라믹스로부터 선택되는 무기 재료, 또는, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리에테르설폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에테르나프탈레이트로부터 선택되는 유기 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
광학부재(1)가 압압되어 있지 않을 때의 가시광선 투과율과, 광학부재(1)가 압압되었을 때의 가시광선 투과율과의 차이(압압 전후에서의 가시광선 투과율의 변화)는 0.1~50%인 것이 바람직하다. 이 차이가 0.1% 미만에서는, 역학적 압력이 가해졌을 때의 광학적 변화를 광센서로 검출하는 것이 곤란하게 되는 경향이 있고, 50%를 넘으면, 역학적 압력을 가하지 않은 상태에서의 광학부재(1)에 있어서의 반사 또는 산란을 강하게 할 필요가 있다. 그렇게 하면 요철 형상을 설계하기 어려워짐과 동시에, 표시장치로서의 표시 품질이 저하하는 경향이 있다. 동일한 관점에서, 압압 전후에서의 가시광선 투과율의 변화는 0.5~45%, 1~40%, 2~35% 또는 3~30%인 것이 바람직하다.
압압 전후에서의 가시광선 투과율의 변화는, 이하의 1)~7)의 순서로 측정할 수 있다. 또한 가시광선이란 일반적으로 시인 가능한 파장 영역 380~780nm의 광선을 의미한다.
1) 광학부재를 유리 기판상에 재치하고, 그 위에 직경 φ10mm, 두께 0.7mm의 원반상 유리판을 재치한 시료를 준비한다.
2) 시료에 대해서 가시 영역의 광선을 시료에 대해서 법선 방향으로 조사하고, 색채 휘도계를 사용하여, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 a를 측정하고, 그 상태에서부터 광학부재를 제거하여 동일하게 휘도 b를 측정한다.
3) 압압되어 있지 않을 때의 가시광선 투과율 T1을 식：T1=(a/b)×100(%)에 의해 산출한다.
4) 상기와 동일한 시료를 준비하고, 유리 기판과 원반상 유리판간에 5×103Pa의 하중을 가한다.
5) 시료에 하중을 가하면서, 가시 영역의 광선을 시료에 대해서 법선 방향으로 조사하고, 색채 휘도계를 사용하여, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 c를 측정한다. 이 상태로부터 광학부재를 제거하고, 동일한 방법으로 휘도 d를 측정한다.
6) 압압되었을 때의 가시광선 투과율 T2를 식：T2=(c/d)×100(%)에 의해 산출한다.
7) 가시광선 투과율 T1과 T2의 차이의 절대치(ΔT)를, 압압 전후에서의 가시광선 투과율의 변화로서 구한다.
광학부재(1)가 압압되어 있지 않을 때의 가시광선 반사율과, 광학부재(1)가 압압되었을 때의 가시광선 반사율과의 차이(압압 전후에서의 가시광선 반사율의 변화)는 0.1~50%인 것이 바람직하다. 이 차이가 0.1% 미만에서는, 역학적 압력이 가해졌을 때의 광학적 변화를 광센서로 검출하는 것이 곤란하게 되는 경향이 있고, 50%를 넘으면, 역학적 압력을 가하지 않은 상태에서의 광학부재(1)에 있어서의 반사 또는 산란을 강하게 할 필요가 있다. 그렇게 하면 요철 형상을 설계하기 어려워짐과 동시에, 표시장치로서의 표시 품질이 저하하는 경향이 있다. 동일한 관점에서, 압압 전후에서의 가시광선 반사율의 변화는, 0.5~48%, 1~45%, 2~43% 또는 3~40%인 것이 바람직하다.
압압 전후에서의 가시광선 반사율의 변화는, 이하의 순서로 측정할 수 있다.
1) 산화 마그네슘 등의 백색판상에 두께 0.7mm의 유리 기판 및 직경 φ10mm, 두께 0.7mm의 원반상 유리판을 재치하고, 가시 영역의 광선을 백색판에 대해서 법선 방향으로 조사하여, 분광 측색계 등을 사용하여, 백색판의 법선 방향에 대해서 각도 25°로반사한 광선의 명도 a'를 측정한다. 뒤이어, 유리 기판과 원반상 유리판과의 사이에 광학부재를 재치하여 동일한 방법으로 반사광선의 명도 b'를 측정한다.
2) 광학부재가 압압되어 있지 않을 때의 가시광선 반사율 R1을 식：R1=(b'/a')×100(%)에 의해 산출한다.
3) 유리 기판과 원반상 유리판과의 사이에 5×103Pa의 하중을 가하면서 1)과 동일한 방법으로 반사광선의 명도를 c'를 측정한다.
4) 광학부재가 압압되었을 때의 가시광선 반사율 R2를 식：R2=(c'/a')×100(%)에 의해 산출한다.
5) 압압 전후에서의 가시광선 반사율 R1과 R2의 차이의 절대치(ΔR)를, 압압 전후에서의 가시광선 반사율의 변화로서 구한다.
고무 탄성체인 광학부재(1)의 막두께(고무 탄성체 중, 두께 방향에 있어서 요철 형상을 제외한 부분의 두께)는, 1~500㎛인 것이 바람직하다. 고무 탄성체(1)의 막두께가 1㎛ 미만에서는, 요철 형상을 가지는 고무 탄성체(1)를 제작하는 것이 곤란해지는 경향이 있고, 500㎛를 넘으면, 광학부재에 압력을 가했을 경우의 압력 전달이 약해지기 때문에, 고무 탄성체의 표면 형상이 변화하기 어려워지는 경향이 있다. 동일한 관점에서, 고무 탄성체(1)의 막두께는 5~400㎛가 보다 바람직하고, 10~300㎛가 더욱 바람직하다.
광학부재(1)는, 터치 패널(100)의 표시 품질의 관점에서, 한쪽의 면에 입사한 가시광선과 반대면에 입사한 가시광선의 투과율 차이의 절대치가, 1~20%인 것이 바람직하다. 이 투과율 차이의 절대치가 1% 미만의 경우에는 터치 패널이 외광을 반사하기 쉬워지게 되어, 표시 품질을 저하시키는 경향이 있고, 20%를 넘으면 이것을 실현시키는 요철 형상의 광학 설계가 곤란하게 되는 경향이 있다. 동일한 관점에서, 투과율 차이의 절대치는 1.5~17%, 2~15%, 2.5~12%, 또는 3~10%인 것이 바람직하다.
가시광선의 투과율은, 상술한 「압압 전후에서의 가시광선 투과율의 변화」의 측정과 동일한 방법에 의해, 광학부재(1)의 양면으로부터의 가시광선 투과율을 각각 측정하고, 그들의 차이의 절대치를 산출하는 것에 의해서 구할 수 있다.
고무 탄성체(1)의 요철 형상을 가지는 표면상에, 고무 탄성체(1)와는 굴절률이 다른 중간층이 설치되어 있어도 된다. 중간층을 설치하는 것에 의해, 공극(2)이 형성되는 경우와 비교하여, 사용 환경의 변화에 대한 내구성이 더욱 뛰어난 터치 패널을 얻을 수 있다.
요철 형상을 가지는 표면(1a)을 가지는 고무 탄성체(1)의 굴절률과, 중간층의 굴절률과의 차이의 절대치(Δn)는, 0.01~1.0인 것이 바람직하다. 이 굴절률 차이의 절대치가, 0.01 미만에서는, 광학부재가 압압되어 있지 않을 때의 광학부재(1)로부터의 반사광을 광센서가 효율적으로 검지할 수 없게 되기 때문에, 터치한 위치를 정상적으로 인식하는 것이 곤란하게 되는 경향이 있다. 또한, 굴절률 차이의 절대치가 1.0을 넘으면, 이것을 달성하기 위해서 필요한 굴절률을 가지는 재료의 선택이 곤란하게 되는 경향이 있다. 동일한 관점에서, 굴절률 차이의 절대치는 0.03~0.7, 0.05~0.5, 0.07~0.3 또는 0.1~0.2인 것이 바람직하다. 굴절률은, 프리즘 커플링법, 분광 엘립소메트리법 등 공지의 방법으로 측정된다.
중간층은 점착성을 가지는 것이 바람직하다. 점착성을 가지는 중간층을 형성하기 위해서 이용되는 수지로서는, 고무 탄성체(1)에 대해서 점착성을 나타내는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 아크릴 수지, 가교형 아크릴 수지, 아크릴계 단량체, 실리콘 수지, 불소 수지 및 폴리비닐알코올 수지를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
아크릴 수지로서는, 낮은 유리 전이 온도를 나타내는 불포화 단량체를 포함한 공중합체가 바람직하다. 낮은 유리 전이 온도를 나타내는 불포화 단량체로서는, 예를 들면, 아크릴산부틸, 메타크릴산부틸, 아크릴산에틸, 메타크릴산에틸, 아크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산2-에틸헥실을 들 수 있다. 또한, 낮은 유리 전이 온도를 나타내는 불포화 단량체를 포함한 공중합체에 이용되는 그 외의 불포화 단량체로서는, 예를 들면, 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸, 아크릴산에틸, 메타크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 메타크릴산n-프로필, 아크릴산iso-프로필, 메타크릴산iso-프로필, 아크릴산n-부틸, 메타크릴산n-부틸, 아크릴산iso-부틸, 메타아크릴산iso-부틸, 아크릴산sec-부틸, 메타크릴산sec-부틸, 아크릴산tert-부틸, 메타크릴산tert-부틸, 아크릴산펜틸, 메타크릴산펜틸, 아크릴산헥실, 메타크릴산헥실, 아크릴산헵틸, 메타크릴산헵틸, 아크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산2-에틸헥실, 아크릴산옥틸, 메타크릴산옥틸, 아크릴산노닐, 메타크릴산노닐, 아크릴산데실, 메타크릴산데실, 아크릴산도데실, 메타크릴산도데실, 아크릴산테트라데실, 메타크릴산테트라데실, 아크릴산헥사데실, 메타크릴산헥사데실, 아크릴산옥타데실, 메타크릴산옥타데실, 아크릴산에이코실, 메타크릴산에이코실, 아크릴산도코실, 메타크릴산도코실, 아크릴산시클로펜틸, 메타크릴산시클로펜틸, 아크릴산시클로헥실, 메타크릴산시클로헥실, 아크릴산시클로헵틸, 메타크릴산시클로헵틸, 아크릴산벤질, 메타크릴산벤질, 아크릴산페닐, 메타크릴산페닐, 아크릴산메톡시에틸, 메타크릴산메톡시에틸, 아크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴산디에틸아미노에틸, 메타크릴산디에틸아미노에틸, 아크릴산디메틸아미노프로필, 메타크릴산디메틸아미노프로필, 아크릴산2-클로로에틸, 메타크릴산2-클로로에틸, 아크릴산2-플루오로에틸, 메타크릴산2-플루오로에틸, 스티렌, α-메틸스티렌, 시클로헥실말레이미드, 아크릴산디시클로펜타닐, 메타크릴산디시클로펜타닐, 비닐톨루엔, 염화비닐, 아세트산비닐, N-비닐피롤리돈, 부타디엔, 이소프렌, 및 클로로프렌을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
가교형 아크릴 수지는, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산2-히드록시에틸, 메타크릴산2-히드록시에틸, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등의, 관능기를 가지는 불포화 단량체를 공중합 성분으로서 포함하는 공중합체를 가교제에 의해 가교한 것이다.
상기 가교제로서는, 이소시아네이트계, 멜라민계, 에폭시계 등의 공지의 가교제를 이용할 수 있다. 또한, 가교제로서는, 가교형 아크릴 수지중에 완만하게 퍼진 그물코 모양 구조를 형성하기 위해서, 3관능, 4관능과 같은 다관능 가교제가 보다 바람직하게 사용된다.
아크릴 수지, 및, 가교형 아크릴 수지를 얻기 위해서 사용되는 공중합체의 중량 평균 분자량(겔퍼미에이션크로마토그래피로 측정하고, 표준 폴리스티렌 환산한 값)은, 고무 탄성체(1)에 대한 점착성의 관점에서, 1000~300000인 것이 바람직하고, 5000~150000인 것이 보다 바람직하다.
　점착성을 가지는 수지는, 높은 유동성을 발현시켜, 고무 탄성체(1)의 표면 형상을 효과적으로 변형시킨다는 관점에서, 단량체를 사용할 수도 있다. 단량체로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜디아세테이트, 폴리프로필렌글리콜디아세테이트, 우레탄 모노머, 노닐페닐디오크실렌아크릴레이트, 노닐페닐디오크실렌메타크릴레이트, γ-클로로-β-히드록시프로필-β'-아크릴로일옥시에틸-o-프탈레이트, γ-클로로-β-히드록시프로필-β'-메타크릴로일옥시에틸-o-프탈레이트, β-히드록시에틸-β'-아크릴로일옥시에틸-o-프탈레이트, β-히드록시에틸-β'-메타크릴로일옥시에틸-o-프탈레이트, β-히드록시프로필-β'-아크릴로일옥시에틸-o-프탈레이트, β-히드록시프로필-β'-메타크릴로일옥시에틸-o-프탈레이트, o-페닐페놀글리시딜에테르아크릴레이트, o-페닐페놀글리시딜에테르메타크릴레이트, 혹은 아크릴 수지에 사용되는 불포화 단량체를 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
중간층의 유리 전이 온도(Tg)는, -20℃ 이하인 것이 바람직하다. 중간층의 유리 전이 온도가 -20℃보다 높으면 점착성이 저하하고, 고무 탄성체(1)에 대한 적당한 점착력이 얻어지지 않게 되는 경향이 있다.
중간층의 두께(요철 형상의 오목부에 충전된 부분을 제외한 부분의 두께)는, 1~50㎛인 것이 바람직하다. 중간층의 두께가 1㎛ 미만이면, 고무 탄성체(1)를 적층할 때에, 기포를 말려 들게 하는 경향이 있고, 50㎛를 넘으면, 터치 패널이 터치되었을 때에 압력이 전달되기 어려워지기 때문에, 고무 탄성체(1)의 표면 형상이 변형하기 어려워지는 경향이 있다. 동일한 관점에서, 중간층의 두께는 2~40㎛인 것이 보다 바람직하고, 3~30㎛인 것이 더욱 바람직하다.
지지체 필름과, 그 지지체 필름상에 설치된 광학부재(1)를 구비하는 적층체 상태에서 광학부재(1)를 이용해도 된다. 지지체 필름으로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에테르설폰, 트리아세틸셀룰로오스로 이루어지는 두께 5~100㎛ 정도의 필름을 들 수 있다.
지지체 필름과 광학부재(1)와의 사이에, 점착성 또는 접착성을 가지는 수지층이 설치되어 있어도 된다.
고무 탄성체(광학부재(1))의 위에, 커버 필름이 더 적층되고 있어도 된다. 커버 필름으로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 트리아세틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 두께 5~100㎛ 정도의 필름을 들 수 있다. 커버 필름과 고무 탄성체와의 사이에, 점착성 또는 접착성을 가지는 수지층이 설치되어 있어도 된다.
도 4는, 광학부재(1)를 제조하는 방법의 일실시형태를 나타내는 단면도이다. 도 4에 나타내는 제조방법은, 형(7)의 요철 표면상에, 그 요철 표면으로부터 전사된 요철 형상을 가지는 표면(1a)을 가지는 필름상의 고무 탄성체(1)를 형성하는 공정과, 고무 탄성체(1)를 형(7)으로부터 박리하는 공정을 구비한다.
도 4(a)에 나타난 바와 같이, 고무 탄성체(1)를 구성하는 성분을 포함한 액상물이 롤(8)을 이용하여 형(7)의 요철 표면상에 도포된다. 도포된 액상물을 열 또는 광 등에 의해 고체상으로 변화시킨다(도 4(b)). 그 후, 형(7)으로부터 고무 탄성체(1)를 박리한다(도 4(c)). 이 방법 대신에, 고무 탄성체를 형성하기 위한 액상물(1)을 평탄한 기판에 도포하고, 거기에 요철 표면을 가지는 형을 꽉 눌러, 그 상태에서 액상물을 고체상으로 변화시키는 방법을 채용할 수도 있다.
형(7)상에 도포된 액상물(1)상에, 요철 표면을 가지는 다른 형을 적층하고, 그 상태에서 액상물을 고체상으로 변화시키는 방법에 의해, 양면이 요철 형상을 가지는 고무 탄성체(1)를 얻을 수도 있다.
형(7)은, 표면에 다수의 미세한 요철이 형성된 필름이다. 형(7)으로서는, 예를 들면, 평탄한 지지체 필름상에 형성된 감광성 수지 조성물층에, 요철 표면을 가지는 원형을 꽉 눌러, 그 상태에서 감광성 수지 조성물층을 광경화시키는 방법에 의해 얻을 수 있다. 또한, 요철 표면을 가지는 원형에 필름의 평탄면을 직접 꽉 누르고, 필름 표면에 요철 형상을 전사하는 방법에 의해 얻을 수도 있다. 혹은, 필름의 평탄면을 샌드 블래스트 처리하는 방법이어도 좋다.
상기 원형은, 예를 들면, 유리판상에 도포한 포토레지스트를, 소정의 마스크 패턴을 가지는 포토마스크를 이용하여 노광 현상하든지, 또는 레이저 커팅하여, 레지스트 패턴을 형성하고, 거기에 진공 증착법이나 스패터링법 등에 의해 은 또는 니켈 등의 금속막을 형성(도전화 처리)하고, 구리 및 니켈 등의 금속을 전기 주조에 의해 적층하고, 그 후, 금속막을 유리판으로부터 박리하는 방법에 의해 얻을 수 있다. 이 때, 요철 형상은 마스크 패턴 형상 또는 레지스터 패턴의 형상에 의해, 랜덤 형상, 라인 형상, 구형상, 각주상, 원주상, 도트 렌즈 형상, 실린드리칼 렌즈 형상 등으로 제어할 수 있고, 이 원형의 요철 형상이 고무 탄성체(1)의 표면에 전사된다.
도전성의 금속 표면에 구리 또는 니켈 등의 금속 도금을 실시하는 것에 의해서, 표면에 다수의 미세한 요철이 형성된 원형을 제작할 수도 있다. 이 경우, 랜덤인 요철 형상이 형성된다. 스테인레스강 등의 평활한 원형용 기재에 다이아몬드 압자를 꽉 누르는 방법에 의해 원형을 제작할 수도 있다. 이 때, 원형용 기재를 수평 방향으로 이동시키면서, 다이아몬드 압자를 압압시키든지, 또는, 원형 용기재를 정지시켜 압자를 이동시키면서, 압자를 압압하는 것에 의해, 평면, 구면 또는 곡면의 일부를 가지는 요철 형상을 다수 형성할 수 있다. 다이아몬드 압자의 형상을 선택하는 것에 의해, 랜덤 형상, 라인 형상, 구형상, 각주상, 원주상, 도트 렌즈 형상, 실린드리칼 렌즈 형상 등으로 제어할 수 있다. 이 경우, 원형은 평판이어도 곡면을 가지는 롤이어도 된다. 또한, 요철 형상은 랜덤으로 배치되어 있어도 되고, 정해진 규칙에 따라서 배치되어 있어도 된다.
고무 탄성체를 형성하기 위한 액상물(1)을 도포하는 방법으로서는, 공지의 도포 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 닥터 블레이드 코팅법, 마이어 바 코팅법, 롤 코팅법, 스크린 코팅법, 스피너 코팅법, 잉크젯 코팅법, 스프레이 코팅법, 딥 코팅법, 그라비아 코팅법, 커텐 코팅법, 다이 코팅법을 들 수 있다.
고무 탄성체를 형성하기 위한 액상물에 용제가 포함되어 있는 경우에는, 이것을 도포한 후, 건조하여 용제를 제거할 수도 있다.
이와 같이 하여 얻어지는 광학부재는, 롤상으로 감아 보관하거나, 혹은 사용할 수 있다.
중간층을 가지는 광학부재는, 고무 탄성체를 지지체 필름상에 형성하고, 그 위에 중간층을 구성하는 성분을 포함하는 용액을 상기 공지의 방법으로 도포하여, 필요하면 건조한 후에, 고무 탄성체를 중간층의 위에 적층하는 방법에 의해 얻을 수 있다.
터치 패널(100)은, 예를 들면, 액정 셀(4)의 한쪽면측에 광학부재(1)를 적층하는 공정과, 광학부재(1)상에 위상차판(22) 및 편광판(20)을 적층하는 공정과, 액정 셀(4)의 다른쪽면측에 편광판(21)및 백 라이트(60)를 이 순서로 설치하는 공정을 구비하는 방법에 의해 얻을 수 있다.
광학부재(1)상에 커버 필름이 존재하고 있는 경우, 그 커버 필름을 제거 후, 액정 셀(4)상에 광학부재(1)를 점착층(31)을 개재시켜 액정 셀(4)상에 적층한다. 적층할 때, 압착 롤로 압착시키는 것이 바람직하다.
압착 롤은, 가열 압착할 수 있도록 가열 수단을 구비한 것이어도 된다. 가열 압착하는 경우의 가열 온도는, 10~100℃가 바람직하고, 20~80℃가 보다 바람직하고, 30~60℃가 더욱 바람직하다. 이 가열 온도가, 10℃ 미만에서는, 광학부재(1)와 액정 셀(4)과의 밀착성이 저하하는 경향이 있고, 100℃를 넘으면, 액정 셀(4)이 열화하는 경향이 있다.
또한, 가열 압착시의 압착 압력은, 선압으로 50~1×105N/m가 바람직하고, 2.5×102~5×104N/m가 보다 바람직하고, 5×102~4×104N/m가 더욱 바람직하다. 이 압착 압력이, 50N/m 미만에서는, 광학부재(1)와 액정 셀(4)과의 밀착성이 저하하는 경향이 있고, 1×105N/m를 넘으면, 액정 셀(4)이 파괴될 가능성이 높아진다. 위에 적층할 수 있다.
위상차판(22) 및 편광판(20)도, 상기와 동일한 방법으로 광학부재(1)상에 적층할 수 있다. 또한, 동일한 방법으로, 액정 셀(4)의 광학부재(1)와는 반대 측에 편광판(21)을 적층할 수 있다.
백 라이트(60)를 액정 셀(4)에 실장하는 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 액정 셀(4)을 모듈을 구성하기 위한 케이스에 조립하든가, 혹은 실재로 열압착하는 등의 방법을 들 수 있다. 백 라이트(60)는, 예를 들면, 발광 다이오드, 도광판, 반사판 및 확산판을 가진다.
본 발명은 이상 설명한 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 적절히 변형이 가능하다. 예를 들면, 고무 탄성체의 양면이 요철 형상을 가지고 있어도 된다. 또한, 본 발명에 관련되는 광학부재와 조합하는 표시장치는 광원 및 광센서를 구비하고 있으면 되고, 액정표시장치로 한정되지 않는다. 다른 표시장치로서는 예를 들면, 플라즈마 디스플레이, 유기 전계 발광 디스플레이, 전자 페이퍼를 들 수 있다.
도 1은 광학부재를 실장한 터치 패널의 일실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 광학부재의 기능을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 광학부재의 기능을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 광학부재의 제조방법의 일실시형태를 나타내는 단면도이다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명에 관하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
광학부재(i)의 제작
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 대해서 샌드 블래스트 처리를 실시하여 요철 표면을 형성시키고, 이것을 광학부재로서의 고무 탄성체 형성용의 형으로서 이용했다. 이 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 요철 표면상에, 부가 반응형 실리콘 수지 용액(모멘티브ㆍ퍼포먼스ㆍ머티리얼즈ㆍ재팬합동회사제, 상품명 TSE-3032)을, 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포했다. 그 후, 100℃의 열풍 대류식 건조기를 이용한 30분간의 가열에 의해, 편면이 평탄하고 그 반대측의 표면이 요철 형상을 가지는 광학부재(i)로서의 고체상의 실리콘 고무층을 형성시켰다.
뒤이어, 얻어진 실리콘 고무층을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로부터 박리하고, 그 요철 형상의 최대 높이와, 막두께(요철 형상을 제외한 부분의 두께)를(주)고사카연구소제의 표면 형상 측정 장치(서프 코더　SE-30D형)을 이용하여 측정했다. 그 결과, 최대 높이는 3㎛이며, 막두께는 100㎛이었다.
압축 탄성률
광학부재(i)를 형성하기 위해서 사용한 부가 반응형 실리콘 수지 용액을, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 평활면상에 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 고체상의 실리콘 고무층을 형성시켰다.
뒤이어, 얻어진 실리콘 고무층을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로부터 박리하여, 양면이 평탄한 실리콘 고무층 단체를 얻었다. 얻어진 실리콘 고무층 단체의 두께는, 100㎛이었다. 얻어진 실리콘 고무층 단체를 두께 0.7mm의 유리 기판상에 적층하여, 압축 탄성률 평가용의 시료를 얻었다.
(주)시마즈제작소제 초미소 경도계(DUH-201형)를 사용하여, 시료의 두께 방향으로, 온도 25℃에 있어서, 최대 가압 0.1mN/μ㎡, 시간 20초로, 직경 φ50㎛의 원형 평면압자에 의해 가압하고, 그 때의 하중-변위를 연속적으로 측정했다. 얻어진 하중-변위의 기울기로부터 압축 탄성률을 산출한 바, 3MPa이었다. 이 결과로부터, 광학부재(i)는, 표면 형상의 가역적인 변형 및 복원이 가능한 고무 탄성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(i)의 가시광선 투과율 변화
광학부재(i)를, 두께 0.7mm의 유리 기판상에, 라미네이터(히다치가세고교(주)제, 상품명 HLM-3000형)를 이용하여 적층했다. 이 때, 광학부재(i)의 평탄면이 유리 기판에 접하도록 적층하고, 가시광선 투과율 변화 평가용 시료를 제작했다. 또한, 이 때의 적층 조건은, 롤 온도 25℃, 기판 전송 속도 1m/분 , 압착 압력(실린더 압력) 4×105Pa이었다. 이하의 실시예 및 비교예에서는, 광학부재의 유리 기판상에의 적층 등의 적층은 원칙으로서 동일한 조건에서 행했다.
뒤이어, 광학부재(i)의 요철 형상을 가지는 표면상에, 직경 φ10mm, 두께 0.7mm의 원반상 유리판을 재치했다. 그리고, 액정표시장치에 이용되는 LED 백 라이트를 광원으로 하는 가시 영역의 광선을 시료에 대해서 법선 방향으로 조사하고, (주)탑콘제 색채 휘도계(BM-5A)를 사용하여, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 a를 측정했다. 또한, 시료로부터 광학부재(i)만을 제거하고, 그 상태에서 유리 기판 및 원반상의 유리판을 투과한 광선의 휘도 b를 동일하게 측정했다. 측정한 휘도 a 및 휘도 b로부터, 광학부재(i)에 대해서 역학적 압력을 가하지 않은 상태의 가시광선 투과율 T1(=a/b×100(%))을 구했다.
또한, 상기와 동일하게 유리 기판상의 광학부재(i)상에 원반상 유리판을 재치하고, 유리 기판과 원반상 유리판간에 5×103Pa의 압축 하중을 가했다. 그 상태에서, 상기와 동일하게, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 c를 측정했다. 또한, 시료로부터 광학부재(i)만을 제거하고, 그 상태에서 유리 기판 및 유리판을 투과한 광선의 휘도 d를 측정했다. 측정한 휘도 c 및 휘도 d로부터, 광학부재에 역학적 압력을 가했을 때의 가시광선 투과율 T2(=(c/d)×100(%))를 구했다. 구한 가시광선 투과율 T1과 T2의 차이의 절대치(ΔT)는 15%이었다. 이 결과로부터, 얻어진 광학부재(i)의 가시광선 투과율은, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 충분히 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(i)의 가시광선 반사율 변화
산화 마그네슘제의 백색판에 두께 0.7mm의 유리 기판 및 직경 φ10mm, 두께 0.7mm의 원반상 유리판을 재치했다. 그리고, 코니카 미놀타 홀딩스(주)제 cm512m3형 분광 측색계를 사용하여, 백색판에 대해서 법선 방향으로 가시광선을 조사하고, 백색판의 법선 방향에 대해서 각도 25°의 방향으로 반사한 반사광의 명도 a'를 측정했다.
뒤이어, 광학부재(i)를 두께 0.7mm의 유리 기판상에 적층했다. 이 때, 광학부재(i)의 평탄면이 유리 기판에 접하는 방향으로 광학부재(i)를 적층했다. 그 위에 직경 φ10mm, 두께 0.7mm의 원반상 유리판을 재치했다. 그 상태에서, 상기와 동일한 방법에 의해, 시료에 대해서 법선 방향으로 가시광선을 조사하여, 시료의 법선 방향에 대해서 각도 25°의 방향으로 반사한 반사광의 명도 b'를 측정했다.
측정한 명도 a' 및 명도 b'로부터, 광학부재(i)에 역학적 압력을 가하지 않은 상태에서의 광학부재의 가시광선 반사율 R1(=b'/a'×100(%))을 구했다.
또한, 유리 기판과 원반상 유리판과의 사이에 5×103Pa의 하중을 가하면서, 상기와 동일한 방법에 의해, 시료에 대해서 법선 방향으로 가시광선을 조사하여, 시료의 법선 방향에 대해서 각도 25°의 방향으로 반사한 반사광의 명도 c'를 측정했다. 측정한 명도 c' 및 명도 a'로부터, 광학부재(i)에 역학적 압력을 가한 상태에서의 광학부재(i)의 가시광선 반사율 R2(=(c'/a')×100(%))를 구했다. 구한 가시광선 반사율 R1와 R2의 차이의 절대치(ΔR)는 30%이었다. 이 결과로부터, 얻어진 광학부재(i)의 가시광선 반사율은, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 충분히 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(i)를 구성하는 재료에 의해 형성한 양면 평탄막의 가시광선 투과율
광학부재(i)를 형성하기 위해서 사용한 부가 반응형 실리콘 수지 용액을, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 평탄면상에 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 고체상의 실리콘 고무층을 형성시켰다.
얻어진 실리콘 고무층을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로부터 박리하여, 양면이 평탄한 가시광선 투과율 평가용의 실리콘 고무층 단체(두께 20㎛)를 얻었다. 이 실리콘 고무층 단체를, 두께 0.7mm의 유리 기판상에 적층하고, 가시광선 투과율 평가용의 시료를 제작했다. LED 백 라이트를 광원으로 하는 가시 영역의 광선을 시료에 대해서 법선 방향으로 조사하고, (주)탑콘제 색채 휘도계(BM-5A)를 사용하여, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 A를 측정했다. 이 상태로부터, 실리콘 고무층 단체만을 제거하여, 동일하게 휘도 B를 측정했다. 측정한 휘도 A 및 휘도 B로부터, 광학부재(i)를 구성하는 재료로 형성된 양면 평탄막의 가시광선 투과율 T(=A/B×100(%))를 구한 바, T=99%이며, 고투명인 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(i)의 가시광선의 입사 방향에 의한 투과율 차이
광학부재(i)를 두께 0.7mm의 유리 기판상에 적층했다. 이 때, 광학부재(i)의 평탄한 표면이 유리 기판에 접하는 방향으로 광학부재(i)를 적층했다.
뒤이어, LED 백 라이트를 광원으로 하는 가시 영역의 광선을 시료에 대해서 법선 방향으로 유리 기판측으로부터 조사하고, (주)탑콘제 색채 휘도계(BM-5A)를 사용하여, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 A'를 측정했다. 이 상태로부터 광학부재(i)만을 제거하고, 동일하게 휘도 B'를 측정했다. 측정한 휘도 A'및 휘도 B'로부터, 평탄면측으로부터 가시광선이 입사했을 경우의 가시광선 투과율 T'1(=A'/B'×100(%))을 구했다.
동일하게 LED 백 라이트를 광원으로 하는 가시 영역의 광선을 시료에 대해서 법선 방향으로, 요철 형상을 가지는 표면측으로부터 조사하고, 색채 휘도계를 사용하여, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 C'를 측정했다. 이 상태로부터, 광학부재(i)만을 제거하여 동일하게 휘도 D'를 측정했다. 측정한 휘도 C' 및 휘도 D'로부터, 요철 형상을 가지는 표면측으로부터 가시광선이 입사했을 경우의 가시광선 투과율 T'2(=(C'/D')×100(%))를 구했다. 구한 가시광선 투과율 T'1과 T'2의 차이(ΔT')는 6%이었다. 이 결과로부터, 광학부재(i)를 표시장치의 표면에 배치했을 경우에, 외광의 반사를 억제할 수 있어, 양호한 표시 품질을 얻을 수 있는 특성을 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 2
광학부재(ii)의 제작
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 대해서 샌드 블래스트 처리를 실시하여 요철 표면을 형성시키고, 이것을 광학부재 형성용의 형으로서 이용했다. 이 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 요철 표면상에, 부가 반응형 실리콘 수지 용액(모멘티브ㆍ퍼포먼스ㆍ머티리얼즈ㆍ재팬합동회사제, 상품명 TSE-3450)을, 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포했다. 그 후, 100℃의 열풍 대류식 건조기를 이용한 30분간의 가열에 의해, 편면이 평탄하고 그 반대측의 표면이 요철 형상을 가지는 고체상의 실리콘 고무층을 광학부재(ii)로서 형성시켰다. 얻어진 광학부재(ii)의 요철 형상을 가지는 표면의 최대 높이 및 막두께를 실시예 1과 동일하게 측정한 바, 최대 높이는 6㎛이며, 막두께는 100㎛이었다.
압축 탄성률
광학부재(ii)를 형성하기 위해서 사용한 부가 반응형 실리콘 수지 용액을, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 평활면상에 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 고체상의 실리콘 고무층을 형성시켰다. 형성된 실리콘 고무층의 압축 탄성률을 광학부재(i)의 경우와 동일하게 하여 측정한 바, 5MPa이었다. 이 결과로부터, 광학부재(ii)는, 표면의 가역적인 변형 및 복원이 가능한 고무 탄성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(ii)의 가시광선 투과율 변화
실시예 1과 동일하게 하여, 광학부재(ii)의 T1 및 T2를 측정하고, 그 차이(ΔT)를 구한 바, 20%이었다. 이 결과로부터, 광학부재(ii)는, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 가시광선 투과율이 충분히 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(ii)의 가시광선 반사율 변화
실시예 1과 동일하게 하여, 광학부재(ii)의 R1 및 R2를 측정하고, 그것들의 차이(ΔR)를 구한 바, 35%이었다. 이 결과로부터, 광학부재(ii)는, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 가시광선 반사율이 충분히 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(ii)를 구성하는 재료로 형성된 양면 평탄막의 가시광선 투과율
광학부재(ii)를 형성하기 위해서 사용한 부가 반응형 실리콘 수지 용액을, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 평활면상에 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 고체상의 실리콘 고무층을 형성시켰다.
얻어진 실리콘 고무층을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로부터 박리하여, 양면이 평탄한 가시광선 투과율 평가용의 실리콘 고무층 단체(두께 20㎛)를 얻었다. 이 실리콘 고무층 단체를, 두께 0.7mm의 유리 기판상에 적층하여, 가시광선 투과율 평가용의 시료를 제작했다. 액정표시장치에 이용되는 LED 백 라이트를 광원으로 하는 가시 영역의 광선을 시료에 대해서 법선 방향으로 조사하고, (주)탑콘제 색채 휘도계(BM-5A)를 사용하여, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 A를 측정했다. 이 상태로부터, 실리콘 고무층 단체만을 제거하여, 동일하게 휘도 B를 측정했다. 측정한 휘도 A 및 휘도 B로부터, 광학부재(ii)를 구성하는 재료로 형성된 양면 평탄막의 가시광선 투과율 T(=A/B×100(%))를 구한 바, T=99%이며, 고투명인 것을 확인할 수 있었다.
실시예 3
광학부재(iii)의 제작
하기 조성을 가지는 감광성 수지를 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트에 용해하여, 감광성 수지 용액을 준비했다.
감광성 수지의 조성：
아크릴산/부틸아크릴레이트/비닐아세테이트=15/30/55(중량부)의 공중합 수지(중량 평균 분자량 6만(겔퍼미에이션크로마토그래피법에 의한 측정의 표준 폴리스티렌 환산치))　33중량%
부틸아크릴레이트　53중량%
비닐아세테이트　8중량%
아크릴산　2중량%
헥산디올아크릴레이트　1중량%
벤조인이소부틸에테르　3중량%
이 감광성 수지 용액을 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에, 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포했다. 그 후 100℃의 열풍 대류식 건조기로 5분간 건조하여, 감광성 수지로 이루어지는 감광층을 형성시켰다.
뒤이어, 불규칙한 요철 패턴을 가지는 롤상의 원반을 꽉 누르면서, 노광량 5×103J/㎡(i선(파장 365nm)에 있어서의 측정치)로 자외선을 조사하여, 감광성 수지를 광경화했다. 그 후 롤 원반을 분리하고, 불규칙한 요철 형상을 감광층의 표면에 형성했다. 이 요철 표면을 가지는 감광층을 광학부재(iii)를 형성하기 위한 형으로서 이용했다.
상기 감광층의 요철 표면상에, 부가 반응형 실리콘 수지 용액(모멘티브ㆍ퍼포먼스ㆍ머티리얼즈ㆍ재팬합동회사제, 상품명 TSE-3032)을 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포했다. 뒤이어 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 편면이 평탄하고 그 반대면이 요철 형상을 가지는 고체상의 실리콘 고무층을 광학부재(iii)로서 형성시켰다.
얻어진 광학부재(iii)의 요철 표면의 최대 높이 및 막두께(요철 표면을 제외한 부분의 두께)를 실시예 1과 동일하게 측정한 바, 최대 높이는 5㎛이며, 막두께는 100㎛이었다.
광학부재(iii)의 압축 탄성률
광학부재(iii)를 형성하기 위해서 사용한 부가 반응형 실리콘 수지 용액을, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 평활면상에 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 고체상의 실리콘 고무층을 형성시켰다. 형성된 실리콘 고무층의 압축 탄성률을 광학부재(i)의 경우와 동일하게 하여 측정한 바, 3MPa이었다. 이 결과로부터, 광학부재(iii)는, 표면 형상의 가역적인 변형 및 복원이 가능한 고무 탄성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(iii)의 가시광선 투과율 변화
실시예 1과 동일하게 하여, 광학부재(iii)의 T1 및 T2를 측정하고, 그 차이(ΔT)를 구한 바, 18%이었다. 이 결과로부터, 광학부재(iii)는, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 가시광선 투과율이 충분히 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(iii)의 가시광선 반사율 변화
실시예 1과 동일하게 하여, 광학부재(iii)의 R1 및 R2를 측정하고, 그들의 차이(ΔR)를 구한 바, 38%이었다. 이 결과로부터, 광학부재(iii)는, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 가시광선 반사율이 충분히 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(iii)를 구성하는 재료로 형성된 양면 평탄막의 가시광선 투과율
광학부재(iii)를 형성하기 위해서 사용한 부가 반응형 실리콘 수지 용액을, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 평활면상에 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 고체상의 실리콘 고무층을 형성시켰다.
얻어진 실리콘 고무층을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로부터 박리하여, 양면이 평탄한 가시광선 투과율 평가용의 실리콘 고무층 단체(두께 20㎛)를 얻었다. 이 실리콘 고무층 단체를, 두께 0.7mm의 유리 기판상에 상기와 동일한 장치 및 조건으로 적층하여, 가시광선 투과율 평가용의 시료를 제작했다. 액정표시장치에 이용되는 LED 백 라이트를 광원으로 하는 가시 영역의 광선을 시료에 대해서 법선 방향으로 조사하고, (주)탑콘제 색채 휘도계(BM-5A)를 사용하여, 측정 시야각 1°의 범위에서 시료를 투과한 광선의 휘도 A를 측정했다. 이 상태로부터, 실리콘 고무층 단체만을 제거하여, 동일하게 휘도 B를 측정했다. 측정한 휘도 A 및 휘도 B로부터, 광학부재(iii)를 구성하는 재료로 형성된 양면 평탄막의 가시광선 투과율 T(=A/B×100(%))를 구한 바, T=99%이며, 고투명인 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4
광학부재(iｖ)의 제작
하기 조성을 가지는 점착성을 가지는 수지를 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트에 용해한 수지 용액을 준비했다. 이 수지 용액을 트리아세틸셀룰로오스 필름의 평탄면상에 콤마 코터로 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 5분간 건조하여, 점착성을 가지는 수지층인 중간층을 형성했다.
점착성을 가지는 수지의 조성：
메타크릴산/메타크릴산벤질=15/85(중량부)의 공중합 수지(중량 평균 분자량 3만(겔퍼미에이션크로마토그래피법에 의한 측정의 표준 폴리스티렌 환산치))　30중량%
o-페닐페놀글리시딜에테르아크릴레이트　70중량%
실시예 1과 동일하게 하여 얻은 광학부재(i)와 동일한 실리콘 고무층을 얻었다. 이 실리콘 고무층의 요철 형상을 가지는 표면상에 상기 중간층을 적층하여, 실리콘 고무층 및 중간층으로 구성된 광학부재(iｖ)를 얻었다.
광학부재(iｖ)의 가시광선 투과율 변화
실시예 1과 동일하게 하여, 광학부재(iｖ)의 T1 및 T2를 측정하고, 그 차이(ΔT)를 구한 바, 12%이었다. 이 결과로부터, 광학부재(iｖ)는, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 가시광선 투과율이 충분히 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
광학부재(ｖi)의 가시광선 반사율 변화
실시예 1과 동일하게 하여, 광학부재(iｖ)의 R1 및 R2를 측정하고, 그들의 차이(ΔR)를 구한 바, 27%이었다. 이 결과로부터, 광학부재(iｖ)는, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 가시광선 반사율이 충분히 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
굴절률
상기 실리콘 고무층을 형성하기 위해서 사용한 부가 반응형 실리콘 수지 용액을 메틸에틸케톤으로 희석하고, 실리콘 웨이퍼상에 스핀 코터를 사용하여 균일하게 도포했다. 뒤이어 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 실리콘 고무층(두께 2㎛)을 형성했다. 이 실리콘 고무층의 굴절률을, Metricon사제 굴절률계(2010형 프리즘 커플러, 광원 레이저 파장 633nm)를 사용하여 측정한 바, 굴절률 n1=1.41이었다.
중간층을 형성하기 위해서 이용한 상기의 점착성을 가지는 수지를 메틸에틸케톤에 용해하고, 실리콘 웨이퍼상에 스핀 코터를 사용하여 균일하게 도포했다. 뒤이어 100℃의 열풍 대류식 건조기로 30분간 가열하여, 점착성을 가지는 수지층(두께 2㎛)을 형성했다. 이 수지층의 굴절률을 상기와 동일한 장치를 사용하여 측정한 바, 굴절률 n2=1.56이었다.
실리콘 고무층을 구성하는 실리콘 고무의 굴절률 n1과 중간층을 구성하는 점착성을 가지는 수지의 굴절률 n2와의 차이(Δn)는 0.15였다. 이 결과로부터, 광학부재(ｖi)는, 역학적 압력을 가하지 않은 상태에서 입사한 가시광선을 반사 또는 산란시키는 기능을 가지고 있고, 또한, 역학적 압력을 가하는 것에 의해서 가시광선 투과율이 충분히 변화시켜지는 것이 확인되었다.
비교예 1
비교용 광학부재의 제작
양면이 평탄한 막두께 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에, 하기 조성을 가지는 감광성 수지를 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트에 용해한 감광성 수지 용액을 콤마 코터로 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 5분간 건조해 감광층을 형성했다.
감광성 수지의 조성：
메타크릴산/메타크릴산벤질/메타크릴산메틸 공중합 수지　55중량%
디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트　40중량%
벤조페논　4.7중량%
N,N'-테트라에틸-4,4'-디아미노벤조페논　0.3중량%
평행 광선 노광기(오크제작소(주)제, EXM1201)를 사용하여, 노광량 5×103J/㎡(i선(파장 365nm)에 있어서의 측정치)로 감광층에 자외선을 조사하여, 양면이 평탄한 아크릴 수지막을 비교용 광학부재로서 형성했다. 이 광학부재의 두께를 (주) 고사카연구소제 표면 형상 측정 장치(서프 코더　SE-30D형)를 이용하여 측정한 바, 50㎛이었다.
압축 탄성률
비교용 광학부재를 형성하기 위해서 이용한 상기 감광성 수지 용액을, 막두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 평탄면상에 콤마 코터를 이용하여 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 5분간 건조하여 감광층을 형성했다. 그 후, 평행 광선 노광기(오크제작소(주)제, EXM1201)를 사용하여, 노광량 5×103J/㎡(i선(파장 365nm)에 있어서의 측정치)로, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름측 및 감광성 수지 조성물층측으로부터 각각 자외선을 조사했다. 이것에 의해, 비교용 광학부재와 동일한 재료로 형성된 막두께 100㎛의 압축 탄성률 평가용의 감광층을 형성했다. 얻어진 감광층에 관하여, 실시예 1과 동일하게 하여 압축 탄성률을 측정한 바, 70GPa이었다. 또한, 이 감광층은, 크게 변형되었을 때에 소성변형하고, 고무 탄성을 실질적으로 가지지 않는 것이었다.
비교용 광학부재의 가시광선 투과율 변화
실시예 1과 동일하게 하여, 비교용 광학부재의 T1 및 T2를 측정하고, 그 차이(ΔT)를 구한 바, 0.04%이었다.
비교용 광학부재의 가시광선 반사율 변화
실시예 1과 동일하게 하여, 비교용 광학부재의 R1 및 R2를 측정하고, 그들의 차이(ΔR)를 구한 바, 0.05%이었다.
이상 제작한 광학부재의 구성 및 평가 결과를 표 1에 정리해 나타낸다.
Figure 112010052164115-pct00001
터치 패널 기능의 검토
실시예 5
박막 트랜지스터(TFT), 광센서, 차광막, 배선, 절연막, 배향막, 전극 등이 실장된 기판과 칼라 필터, 블랙 매트릭스, 평탄화막, 투명 전극, 배향막, 실재, 스페이서재가 실장된 기판이 대향시켜 배설되고, 양 기판간에 액정이 봉입된 평가용 액정 셀을 준비했다. 이 평가용 액정 셀상에 광학부재(i)를 라미네이터(히다치가세고교(주)제, 상품명 HLM-3000형)를 이용하여 적층했다. 이 때, 광학부재(i)의 평탄면이 평가용 액정 셀에 접하는 방향으로 광학부재(i)를 적층했다. 이 때의 적층 조건은, 롤 온도 25℃, 기판 전송 속도 1m/분 , 압착 압력(실린더 압력) 1×105Pa이었다.
평가용 액정 셀에 적층된 광학부재(i)상에, 위상차판 및 편광판을 상기와 동일한 적층 방법에 의해 순차 적층했다. 또한, 평가용 액정 셀의 광학부재(i)와는 반대측의 면에, 상기와 동일한 적층 방법에 의해 편광판을 적층했다. 또한 발광 다이오드를 구비한 백 라이트 장치를 광학부재(i)와 반대측에 부착하고, 터치 패널 기능 평가용의 액정 모듈을 제작했다.
이 액정 모듈을 구동 회로에 접속하고, 터치 패널 기능을 발현시키는 프로그램에 의해 구동했다. 그리고, 어두운 곳에서, 부도체의 펜을 사용하여 광학부재(i) 측으로부터 액정화면을 터치한 바, 펜으로 터치한 위치가 광센서에 의해 인식되고, 오동작 하지 않고, 프로그램 그대로의 화상이 얻어졌다. 이 결과로부터, 광학부재(i)를 실장하는 것에 의해서, 터치 패널 기능이 문제 없이 동작하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 외광의 반사가 억제되고, 표시 품질도 양호했다.
비교예 2
광학부재(i)에 대신하여, 비교예 1에서 얻은 비교용 광학부재를 사용한 것 이외는 실시예 7과 동일하게 하여, 터치 패널 기능 평가용의 액정 모듈을 제작했다.
얻어진 액정 모듈을 구동 회로에 접속하고, 터치 패널 기능을 발현시키는 프로그램으로 구동시키고, 어두운 곳에서, 부도체의 펜을 사용하여 액정화면을 터치했다. 그러나, 펜으로 터치한 위치는 인식되지 않고, 화상에 변화가 확인되지 않았다. 즉, 액정 모듈을 터치 패널로서 정상적으로 동작시킬 수 없었다.
1…광학부재(고무 탄성체), 2…공극, 4…액정 셀, 20, 21…편광판, 22…위상차판, 23…유리기판, 24…유리기판, 25…컬러 필터, 30, 31…점착층, 40, 41…투명 전극, 42, 43…배향막, 45…액정층, 47…스페이서, 50…차광막, 51…박막 트랜지스터, 52…광 센서, 54…절연막, 60…백라이트, 100…터치패널, S100…화면.

Claims (6)

  1. 편면 또는 양면이 요철 형상을 가지는 필름상의 고무 탄성체와,
    상기 고무 탄성체의 상기 요철 형상을 가지는 표면상에 설치된, 상기 고무 탄성체와는 굴절률이 다른 중간층을 구비하고,
    상기 고무 탄성체가 실리콘 엘라스토머로 구성되어 있는, 터치 패널용 광학 부재.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 요철 형상의 최대 높이가 0.01~50㎛인, 광학 부재.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 중간층이 점착성을 가지는, 광학 부재.
  4. 지지체 필름과, 그 지지체 필름상에 설치된 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 광학 부재를 구비하는 적층체.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 광학 부재의 제조방법으로서,
    형의 요철 표면상에, 그 요철 표면으로부터 전사된 요철 형상을 가지는 표면을 가지는 필름상의 고무 탄성체를 형성하는 공정과,
    상기 고무 탄성체를 상기 형으로부터 박리하는 공정
    을 구비하는 제조방법.
  6. 삭제
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