KR101227752B1

KR101227752B1 - 투명 도전성 필름, 그 제조 방법 및 그것을 구비한 터치 패널

Info

Publication number: KR101227752B1
Application number: KR1020110113769A
Authority: KR
Inventors: 모토키 하이시; 도모타케 나시키; 도모노리 노구치; 요시후미 아사하라
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2013-01-29
Also published as: US20140036171A1; CN103366867A; TW201230078A; US8734936B2; US9475235B2; CN102543268B; EP2450467A1; KR20120048498A; CN103632753A; EP2450467B1; CN102543268A; TWI397927B; US20140035193A1; US20120114923A1; CN103366867B; JP2012114070A; US9636877B2; JP5101719B2; CN103632753B

Abstract

(과제)
결정화 시간을 단축화시킬 수 있는 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 필름을 제공하는 것.
(해결수단)
투명한 필름 기재의 적어도 일방의 면에, 적어도 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체를 갖는 투명 도전성 필름으로서, 상기 투명 도전성 박막은, 모두 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하는 인듐계 복합 산화물의 결정질막이고, 상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측에, 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 제 1 투명 도전성 박막 (21) 을 갖고, 상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측으로부터 제 1 투명 도전성 박막에 이어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 보다, 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 제 2 투명 도전성 박막 (22) 을 갖는다.

Description

투명 도전성 필름, 그 제조 방법 및 그것을 구비한 터치 패널{TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM, METHOD FOR FABRICATING THE SAME AND TOUCH PANEL WITH IT}

본 발명은, 가시 광선 영역에 있어서 투명성을 갖고, 또한 필름 기재 상에 적어도 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체를 갖는 투명 도전성 필름 및 그것을 구비한 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명의 투명 도전성 필름은, 액정 디스플레이, 일렉트로 루미네선스 디스플레이 등의 디스플레이 방식이나 터치 패널 등에 있어서의 투명 전극 외에, 투명 물품의 대전 방지나 전자파 차단 등을 위해 사용된다. 터치 패널에는, 위치 검출 방법에 따라 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등이 있다. 본 발명의 투명 도전성 필름은, 정전 용량 방식, 특히, 투영형 정전 용량 방식 터치 패널에 대한 적용이 바람직하다.

종래, 투명 도전성 필름으로는, 유리 상에 산화인듐에 의해 투명 도전성 박막을 형성한, 이른바 도전성 유리가 잘 알려져 있는데, 기재가 유리이기 때문에 가요성, 가공성이 열등하고, 용도에 따라서는 사용할 수 없는 경우가 있다.

이 때문에, 최근에는, 가요성, 가공성에 더하여, 내충격성이 우수하고, 경량인 것 등의 이점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 비롯한 각종 플라스틱 필름을 기재로 하여, 산화인듐에 의해 투명 도전성 박막을 형성한 투명 도전성 필름이 사용되고 있다.

또한 상기 투명 도전성 박막은, 저저항, 고투과율, 고내구성 등의 요구에 응하기 위해, 상기 투명 도전성 박막은 결정화시켜 사용하는 경우가 많다. 그 결정화 수단으로는, 필름 기재에 비정질의 투명 도전성 박막을 형성한 후, 가열 등에 의해, 비정질의 투명 도전성 박막을 결정화시키는 방법이 일반적이다. 그러나, 이러한 투명 도전성 필름은, 필름 기재의 내열성에 따라서도 상이한데, 통상은, 결정화시에 200 ℃ 이상으로 기재를 가열하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 투명 도전성 박막을 유리 상에 형성하여 고온 가열에 의해 결정화시키는 경우보다, 필름 기재를 사용한 투명 도전성 필름에서는, 투명 도전성 박막의 결정화에 필요한 시간이 길다는 문제가 있었다.

상기 결정화 시간의 문제와 함께, 고온 고습하에서의 신뢰성을 만족시키기 위해, 필름 기재 상에 2 층 구조의 투명 도전성 박막을 형성하는 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 필름 기재측으로부터 산화주석의 비율이 작은 인듐·주석 복합 산화물에 의한 박막과, 이 위에 산화주석의 비율이 큰 인듐·주석 복합 산화물에 의한 박막을 형성하는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 1).

일본 공개특허공보 2006-244771호

특허문헌 1 에 의하면, 투명 도전성 박막을 1 층 형성한 경우에 비교하여 결정화 시간은 어느 정도는 단축된다. 그러나, 투명 도전성 박막의 결정화 시간은, 더욱 더 단축화가 요구되고 있다.

상기와 같이, 투명 도전성 필름은, 터치 패널이나 디스플레이의 투명 전극으로서 사용된다. 터치 패널로는, 멀티 터치 입력이나 제스처 입력이 가능하고, 스마트폰에 탑재되는 것 등에서, 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널이 급속히 보급되고 있다. 이 투영형 정전 용량 방식 터치 패널에서는, 투명 도전성 박막에 패터닝 처리가 실시된 한 쌍의 투명 도전성 필름이 대향 배치되어 있고, 투명 도전성 필름에 전류를 흘리고, 상하의 투명 도전성 박막간의 정전 용량 (또는, 전압의 진폭이나 주파수 등) 을 계측하는 구조로 되어 있다. 투영형 정전 용량 방식 터치 패널에서는, 상측의 투명 도전성 필름에 손가락 등을 접근시키면, 상하의 투명 도전성 박막간의 정전 용량이 변화됨으로써, 그 접근 부분의 위치가 검지된다. 투영형 정전 용량 방식 터치 패널에서는, 센서의 감도·분해능이 향상되는 관점에서, 저저항 (예를 들어, 표면 저항이 150 Ω/□ 정도) 의 투명 도전성 박막을 사용하는 것이 요구되고 있다. 즉, 비저항의 저하가 요구되고 있다. 그러나, 필름 기재를 사용한 투명 도전성 필름에서는, 기재로서 유리를 사용한 것보다 투명 도전성 박막의 결정화를 위한 가열 온도의 상한값이 낮으므로, 투명 도전성 필름에 있어서의 결정화된 투명 도전성 박막의 비저항은, 기재로서 유리를 사용한 것보다 높아진다는 문제가 있었다. 상기 특허문헌 1 에서는, 결정화 시간의 단축에 더하여, 고온 고습하에서의 신뢰성을 개선할 수 있는 것이 개시되어 있는데, 특허문헌 1 에서는, 투명 도전성 박막의 비저항을 저하시킬 수는 없었다.

본 발명은, 결정화 시간을 단축화시킬 수 있는, 결정질막으로 이루어지는 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 결정화 시간을 단축화시킬 수 있고, 또한 비저항을 저하시킬 수 있는 결정질막으로 이루어지는 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 투명 도전성 필름을 사용한 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명자들은, 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해, 하기 투명 도전성 필름 등에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명은,

투명한 필름 기재의 적어도 일방의 면에, 적어도 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체를 갖는 투명 도전성 필름으로서,

상기 투명 도전성 박막 적층체의 투명 도전성 박막은, 모두 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하는 인듐계 복합 산화물의 결정질막이고,

상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측에, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물의 제 1 투명 도전성 박막을 갖고,

상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측으로부터 제 1 투명 도전성 박막에 이어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막보다, 상기 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 제 2 투명 도전성 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막의 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율과, 상기 제 2 투명 도전성 박막의 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율의 차이가 3 중량% 이상인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서 상기 제 2 투명 도전성 박막의 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 3∼35 중량% 인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께가, 상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께보다 작은 것이 바람직하다. 상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께와 상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께의 차이는 1 ㎚ 이상인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께가 1∼17 ㎚ 이고, 상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께가 9∼34 ㎚ 인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명한 필름 기재로부터 적어도 제 1 층째에, 상기 제 1 투명 도전성 박막 및 상기 제 2 투명 도전성 박막과는 별도의 제 3 투명 도전성 박막을 가질 수 있다. 상기 제 3 투명 도전성 박막으로는, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물이 바람직하다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 도전성 박막 적층체의 전체 두께가 35 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 도전성 박막 적층체의 전체 두께에 대한, 상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께의 비율이 1∼45 % 인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서, 인듐계 복합 산화물로는 인듐·주석 복합 산화물, 4 가 금속 원소의 산화물로는 주석 산화물을 사용할 수 있다.

상기 투명 도전성 필름에 있어서, 상기 투명 도전성 박막 적층체는, 필름 기재측으로부터 언더코트층을 개재하여 형성할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 투명 도전성 필름을 제조하는 방법으로서,

상기 투명 도전성 박막 적층체의 투명 도전성 박막은, 모두 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하는 인듐계 복합 산화물의 비정질막이고,

상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측으로부터 제 1 투명 도전성 박막에 이어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막보다, 상기 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 제 2 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 필름에,

가열 처리를 실시하여, 상기 투명 도전성 필름에 있어서의 적어도 2 층의 투명 도전성 박막을 결정화함으로써 얻을 수 있다.

또, 본 발명은, 상기 투명 도전성 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 터치 패널에 관한 것이다.

상기 특허문헌 1 등에 나타내는 바와 같이, 2 층 구조의 투명 도전성 박막에서는, 종래, 필름 기재측으로부터 산화주석의 비율이 작은 인듐·주석 복합 산화물에 의한 박막, 이어서 산화주석의 비율이 큰 인듐·주석 복합 산화물에 의한 박막이 형성되어 있고, 이러한 2 층 구조의 투명 도전성 박막에 의해, 1 층의 투명 도전성 박막에 비해 결정화 시간을 어느 정도는 단축할 수 있다. 한편, 본 발명에서는, 종래와는 반대로, 적층된 투명 도전성 박막에서는, 표면측으로부터, 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물 (예를 들어, 산화주석) 의 비율이 작은 인듐계 복합 산화물 (예를 들어, 인듐·주석 복합 산화물) 에 의한 박막, 이어서, 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물에 의한 박막을 형성함으로써, 상기 종래의 2 층 구조의 구성에 비해, 결정화 시간을 보다 단축화시키고 있다.

통상, 투명 도전성 박막에는 인듐계 복합 산화물이 사용된다. 산화인듐에 4 가 금속 원소의 산화물을 함유시킴으로써, 가열 등에 의해 산화인듐의 결정을 형성할 때, 3 가의 인듐과 4 가의 금속 원소 사이에서 치환이 일어나고, 결정질막에 있어서, 남은 전자가 캐리어가 되는 것을 이용하기 위해서이다. 따라서, 인듐계 복합 산화물에 있어서, 4 가 금속 원소의 산화물의 함유량을 증가시킨 경우에는, 전류를 운반하는 캐리어가 증가하기 때문에 비저항이 저하된다.

한편, 산화인듐의 결정화에 있어서, 4 가 금속 원소의 산화물 함유량의 증가는 결정화를 저해하는 불순물을 증가시키게 되므로, 동일한 가열 온도에 있어서의 결정화에서는, 4 가 금속 원소의 산화물의 함유량이 많을수록 결정화 시간은 길어진다. 또한 산화인듐의 결정화는, 보다 저에너지로 결정핵을 형성할 수 있으면, 결정화 시간이 단축되는 것으로 생각된다. 즉, 상기 결정화에 있어서, 결정핵의 형성에 필요한 에너지의 확보가 율속이 되는 것으로 생각된다.

또한 필름 기재 상에 형성된 산화인듐의 박막은, 필름 기재로부터의 발생 가스의 영향을 받기 때문에, 필름 기재로부터 먼 위치 (최표면측) 에 형성된 박막일수록 결함이 적어 결정화되기 쉬운 것으로 추정된다.

이상으로부터, 본 발명에서는, 복수층의 투명 도전성 박막의 형성에 있어서, 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물에 의한 박막에, 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 작은 인듐계 복합 산화물에 의한 박막을 형성함으로써, 표면측에서, 4 가 금속 원소 등의 불순물의 비율이 적고, 결정화되기 쉬운 박막을 위치시키고 있고, 이러한 구조를 채용함으로써, 비정질의 투명 도전성 박막의 결정화 시간을 단축화시킬 수 있었던 것으로 추정된다.

이상과 같이, 본 발명의 결정화 시간의 단축에 의한 효과는, 복수의 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 필름에 있어서, 결정화되기 쉬운 위치에 결정화되기 쉬운 투명 도전성 박막을 배치함으로써, 결정화되기 어려운 비정질의 투명 도전성 박막의 결정 성장을 재촉함으로써, 발현되고 있는 것으로 생각된다.

상기와 같이, 투명 도전성 박막에 관련된 산화인듐에 함유시키는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율을 증가시킨 경우에는, 전류를 운반하는 캐리어가 증가하기 때문에 비저항이 저하된다. 이 때문에, 결정화 시간의 단축을 위해 4 가 금속 원소의 산화물의 비율을 저하시키는 것과, 비저항을 저하시키는 것은 이율 배반되기 때문에 양립하는 것은 곤란한 것으로 생각되고 있었는데, 본 발명에서는, 결정화 시간의 단축과 비저항의 저하를 양립할 수 있다. 본 발명의 투명 도전성 필름에서는, 복수층의 투명 도전성 박막에 있어서의 표면측의 투명 도전성 박막에서는, 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물의 함유량이 작은 인듐계 복합 산화물을 사용하고 있다. 이와 같이, 표면측의 투명 도전성 박막에서는, 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하지 않고, 또는 그 함유량이 작기 때문에, 오히려, 결정화의 촉진에 의해 4 가 금속 원소의 치환율이 향상되어, 비저항을 저하시킬 수 있었던 것으로 추찰된다.

도 1 은 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 필름을 나타내는 단면 모식도.
도 2 는 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 필름을 나타내는 단면 모식도.
도 3 은 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 필름을 나타내는 단면 모식도.
도 4 는 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 필름을 나타내는 단면 모식도.
도 5 는 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 필름을 사용한, 투영형 정전 용량 방식 터치 패널의 센서부의 일례를 나타내는 단면 모식도.
도 6 은 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 필름을 사용한, 투영형 정전 용량 방식 터치 패널의 센서부의 일례를 나타내는 단면 모식도.
도 7 은 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 필름을 사용한 적층체를 나타내는 단면 모식도.
도 8 은 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 필름을 사용한, 저항막 방식 터치 패널의 일례를 나타내는 단면 모식도.

본 발명의 실시형태에 관해서, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 단, 설명에 불필요한 부분은 생략하고, 또한 설명을 용이하게 하기 위해 확대 또는 축소 등을 하여 도시한 부분이 있다.

도 1 내지 도 3 은, 본 실시형태에 관련된 투명 도전성 필름 (A) 의 일례를 나타내는 단면 모식도이고, 어느 투명 도전성 필름 (A) 도, 투명한 필름 기재 (1) 의 일방의 면에, 적어도 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체 (2) 가 형성되어 있다. 투명 도전성 박막은, 모두 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하는 인듐계 복합 산화물이다. 또, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 는, 적어도 2 층의 투명 도전성 박막을 갖는 것이고, 3 층 이상의 투명 도전성 박막을 가질 수 있다. 또, 도 1 내지 도 3 에서는, 투명한 필름 기재 (1) 의 일방의 면에만, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 가 형성되어 있는데, 필름 기재 (1) 의 다른 면에서도 투명 도전성 박막을 형성할 수 있다. 다른 면에서도 투명 도전성 박막은, 1 층이어도 되고, 2 층 이상이어도 되고, 2 층 이상의 투명 도전성 박막은 투명 도전성 박막 적층체 (2) 와 동일한 구성으로 할 수 있다.

도 1 의 투명 도전성 필름 (A) 는, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 가 2 층의 투명 도전성 박막을 갖는 경우이고, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 최표면으로부터 제 1 층째가, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물의 제 1 투명 도전성 박막 (21) 이고, 최표면으로부터 제 2 층째가, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 보다, 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 제 2 투명 도전성 박막 (22) 이다.

도 2 의 투명 도전성 필름 (A) 는, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 가 3 층의 투명 도전성 박막을 갖는 경우이고, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 최표면으로부터 제 1 층째에 제 1 투명 도전성 박막 (21), 제 2 층째에 제 2 투명 도전성 박막 (22) 을 갖고, 제 3 층째에 제 3 투명 도전성 박막 (23) 을 갖는 경우이다. 도 2 는, 도 1 보다 제 3 투명 도전성 박막 (23) 이 1 층 많은 경우이다. 제 3 투명 도전성 박막 (23) 은, 투명한 필름 기재 (1) 로부터 제 1 층째에 해당한다.

또한, 도 3 에서는, 도 1 에 있어서, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 가, 필름 기재 (1) 측으로부터 언더코트층 (3) 을 개재하여 형성되어 있는 경우이다. 또, 도 2 의 양태에 있어서도, 도 3 과 동일한 언더코트층 (3) 을 형성할 수 있다.

도 4 는, 도 1 의 투명 도전성 필름 (A) 가, 필름 기재 (1) 의 일방의 면에서 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 갖고, 타방의 면에 투명한 점착제층 (4) 을 갖는 구조로 되어 있는 경우이다. 또, 도 4 에서는, 도 1 의 투명 도전성 필름 (A) 를 적용하여 투명 도전성 박막 적층체를 형성한 경우를 나타내고 있는데, 도 2 내지 도 3, 또는 이들을 조합한 투명 도전성 필름 (A) 를 적용할 수 있다.

도 5, 도 6 은, 투명 도전성 필름 (A) 를 사용한, 투영형 정전 용량 방식 터치 패널의 센서부의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 도 5, 도 6 에서는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름 (A) 를 사용한 경우가 예시되어 있는데, 도 2, 도 3, 또는 이들을 조합한 투명 도전성 필름 (A) 를 적용할 수 있다. 도 5, 도 6 에서는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름 (A) 가, 점착제층 (4) 을 개재하여 대향 배치된 구조이다. 도 5 에서는, 투명 도전성 필름 (A) 의 필름 기재 (1) 끼리가 점착제층 (4) 을 개재하여 첩합 (貼合) 되어 있다. 도 6 에서는, 일방의, 투명 도전성 필름 (A) 의 필름 기재 (1) 에 타방의 투명 도전성 필름 (A) 의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 개재하여 첩합되어 있다. 도 5, 도 6 에 있어서, 투명 도전성 박막 적층체 (2) (투명 도전성 박막 (21) 및 (22)) 는 패터닝 처리가 실시되어 있다. 도 5, 도 6 에 있어서, 투명 도전성 필름 (A) 의 배치는 상하 어느 방향으로 구성되어도 된다. 도 6, 도 7 에 나타내는 터치 패널의 센서 부분은, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 에 손가락 등을 가까이 했을 때, 상측과 하측의 정전 용량의 값이 변화되고, 그것에서 기인되는 전기 신호 변화를 계측함으로써 on 상태가 되고, 손가락 등을 떼어냈을 때 원래의 off 상태로 되돌아가는, 투명 스위치 기체로서 기능한다.

도 7 에서는, 도 4 에 나타내는, 투명 도전성 필름 (A) 에 형성한 점착제층 (4) 에, 투명한 기체 필름 (5) 이 1 층 적층되어 있는 경우이다. 투명한 기체 필름 (5) 은, 점착제층 (4) 을 개재하여 2 층 이상 적층되어 있어도 된다. 또, 도 7 에서는, 기체 필름 (5) 의 외표면에 하드코트층 (수지층) (6) 이 형성되어 있는 경우이다. 또, 도 7 에서는, 도 1 의 투명 도전성 필름 (A) 를 적용하여 투명 도전성 박막 적층체를 형성한 경우를 나타내고 있는데, 도 2, 도 3, 또는 이들을 조합한 투명 도전성 필름 (A) 를 적용할 수 있다. 도 7 의 투명 도전성 필름 (A) 를 갖는 적층체는, 통상, 저항막 방식의 터치 패널에 적용할 수 있는데, 도 5, 도 6 의 투영형 정전 용량 방식 터치 패널의 센서부를 형성할 수 있다.

도 8 은, 저항막 방식의 터치 패널을 개략적으로 나타내는 단면 모식도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 터치 패널은, 상기 투명 도전성 필름 (A) 와, 하측 기판 (A') 이 스페이서 (s) 를 개재하여 대향 배치된 구조이다.

하측 기판 (A') 은, 다른 투명 기체 (1') 상에 다른 투명 도전성 박막 (2') 이 적층된 구성이다. 단, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 투명 도전성 필름 (A) 를 하측 기판 (A') 으로서 사용하는 것도 가능하다. 다른 투명 기체 (1') 의 구성 재료로는, 기본적으로는, 유리판이나, 기체 필름 (5) 과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또한, 그 두께 등에 관해서도 기체 필름 (5) 과 동일하게 할 수 있다. 다른 투명 도전성 박막 (2') 의 구성 재료로는, 기본적으로는 각종 투명 도전성 박막을 사용할 수 있고, 또한, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 와 동일한 구성으로 할 수 있다.

스페이서 (s) 로는 절연성의 것이면 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 여러 가지의 것을 채용할 수 있다. 스페이서 (s) 의 제조 방법, 사이즈, 배치 위치, 수량에 관해서도 특별히 한정되지 않는다. 또한, 스페이서 (s) 의 형상으로는, 대략 구형인 것이나 다각 형상인 것 등, 종래 공지된 형상을 채용할 수 있다.

도 8 에 나타내는 터치 패널은, 투명 도전성 필름 (A) 측으로부터, 입력 펜 등으로 스페이서 (s) 의 탄성력에 저항하여 가압 타점했을 때, 투명 도전성 박막 적층체 (2), 투명 도전성 박막 (2') 끼리가 접촉하여 전기적으로 on 상태가 되고, 상기 가압을 해제하면 원래의 off 상태로 되돌아가는, 투명 스위치 기체로서 기능한다.

상기 필름 기재 (1) 로는, 특별히 제한되지 않지만, 투명성을 갖는 각종 플라스틱 필름이 사용된다. 예를 들어, 그 재료로서, 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리알릴레이트계 수지, 폴리페닐렌술파이드계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서 특히 바람직한 것은, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리올레핀계 수지이다.

상기 필름 기재 (1) 의 두께는, 2∼200 ㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 2∼120 ㎛ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 나아가서는 2∼100 ㎛ 인 것이 바람직하다. 필름 기재 (1) 의 두께가 2 ㎛ 미만이면, 필름 기재 (1) 의 기계적 강도가 부족하고, 이 필름 기재 (1) 를 롤상으로 하여 투명 도전성 박막 적층체 (2) 나, 그 외에, 언더코트층 (3) 및 점착제층 (4) 을 연속적으로 형성하는 조작이 곤란하게 되는 경우가 있다.

상기 필름 기재 (1) 에는, 표면에 미리 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성, 산화 등의 에칭 처리나 하도 처리를 실시하여, 이 위에 형성되는 투명 도전성 박막 적층체 (2) 또는 언더코트층 (3) 의 상기 필름 기재 (1) 에 대한 밀착성을 향상시키도록 해도 된다. 또한, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 또는 언더코트층 (3) 을 형성하기 전에, 필요에 따라 용제 세정이나 초음파 세정 등에 의해 제진, 청정화해도 된다.

필름 기재 (1) 의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 형성하는 측의 면의 산술 평균 거침도 (Ra) 는, 1.0 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 0.7 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.6 ㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.5 ㎚ 이하인 것이 특히 바람직하다. 필름 기재 (1) 의 표면 거침도를 작게 함으로써, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 비교적 단시간의 가열로 결정화할 수 있음과 함께, 결정화 후의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 저저항으로 할 수 있다. 투명 기재 표면의 산술 평균 거침도 (Ra) 의 하한값은 특별히 제한되지 않지만, 기재를 롤상으로 권취할 때의 권취성 부여의 관점에서, 0.1 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 0.2 ㎚ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 산술 평균 거침도 (Ra) 는, 원자간력 현미경 (AFM, Digital Instruments 사 Nonoscope IV) 을 사용하여 측정된다.

일반적으로, 유기 고분자 성형물로 이루어지는 필름은, 생산성이나 핸들링성의 관점에서, 필름 중에 필러 등을 함유하고 있기 때문에, 표면의 산술 평균 거침도 (Ra) 는 수 ㎚ 이상인 것이 많다. 필름 기재 (1) 의 표면 거침도를 상기 범위로 하는 관점에서는, 필름 기재 (1) 의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 가 형성되는 측의 면에, 언더코트층 (3) 이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 필름 기재 (1) 표면에 언더코트층 (3) 이 형성됨으로써, 필름 기재 (1) 의 표면 요철이 완화되어, 표면 거침도를 작게 할 수 있다.

4 가 금속 원소의 산화물의 함유량이 큰 인듐계 복합 산화물의 투명 도전성 박막은 결정화되기 어려운데, 상기와 같이, 소정의 표면 거침도를 갖는 필름 기재 (1) 를 사용한 경우에는, 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물의 함유량이 큰 비정질의 제 2 투명 도전성 박막 (22) 을 형성한 경우에 있어서도, 비교적 단시간의 열처리로 완전 결정화할 수 있다.

도 3 에 나타내는 언더코트층 (3) 은, 무기물, 유기물 또는 무기물과 유기물의 혼합물에 의해 형성할 수 있다. 무기 재료로는, 예를 들어, 무기물로서, SiOx (x=1∼2), MgF₂, Al₂O₃ 등이 바람직하게 사용된다. 또 유기물로는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 실록산계 폴리머 등의 유기물을 들 수 있다. 특히, 유기물로는, 멜라민 수지와 알키드 수지와 유기 실란 축합물의 혼합물로 이루어지는 열경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

언더코트층 (3) 은, 상기 재료를 사용하여, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 드라이 프로세스로서, 또는 웨트법 (도공법) 등에 의해 형성할 수 있다. 언더코트층 (3) 은 1 층이어도 되고, 2 층 이상의 복수층으로 할 수도 있다. 언더코트층 (3) 의 두께 (복수층의 경우에는 각 층의 두께) 는, 통상, 1∼300 ㎚ 정도인 것이 좋다.

필름 기재 (1) 에는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 공지된 박막 형성법에 의해, 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물에 의해, 적어도 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 형성한다. 이러한 박막을 형성하기 위한 재료로는, 상기 박막 형성법에 따라 적절히 선택되는데, 통상은, 산화인듐과 4 가 금속 원소의 산화물의 소결체 재료가 바람직하게 사용된다. 또, 반응성 스퍼터링법 등의 박막 형성법에서는, 금속 인듐과 금속 주석을 사용하고, 양 금속을 산화시키면서 박막을 형성할 수도 있다.

상기 4 가 금속 원소로는, 예를 들어 주석, 세륨, 하프늄, 지르코늄, 티탄 등을 들 수 있다. 이들 4 가 금속 원소의 산화물로는, 산화주석, 산화세륨, 산화하프늄, 산화지르코늄, 산화티탄 등을 들 수 있다. 상기 4 가 금속 원소로는, 주석이 바람직하게 사용된다. 4 가 금속 원소의 산화물로는 주석 산화물이 바람직하고, 인듐계 복합 산화물로는 인듐·주석 복합 산화물이 바람직하다.

투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 제막에 관련된 스퍼터링법은, DC 전원을 사용한 표준적인 마그네트론 스퍼터법뿐만 아니라, RF 스퍼터법, RF+DC 스퍼터법, 펄스스퍼터법, 듀얼 마그네트론 스퍼터법 등의 여러 가지 스퍼터법을 채용할 수 있다.

이러한 투명 도전성 박막의 적층에 의한 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 형성에 있어서, 상기 박막 형성 재료인 산화인듐과 4 가 금속 원소의 산화물의 비율 (또는 금속 인듐과 4 가 금속의 비율) 을 선택하여, 형성되는 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 표면측으로부터, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물의 제 1 투명 도전성 박막 (21) 과, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 보다, 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 제 2 투명 도전성 박막 (22) 을 형성하고, 표면측에, 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물의 함유량이 작은 인듐계 복합 산화물을 형성한다.

상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 은, 산화인듐 또는 상기 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 5 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물인 것이 바람직하다. 표면측의 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 4 가 금속 원소의 산화물의 함유량을 상기 비율로 하는 것은, 저온 또한 단시간의 열처리에 의해 결정화를 촉진시키는 데에 있어서 바람직하다. 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 6 중량% 를 초과하면, 결정화를 위한 열처리 공정에 시간이 걸린다.

또한, 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율은, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율보다 큰 값이 채용되는데, 제 2 투명 도전성 박막 (22) 의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율과, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율의 차이가, 3 중량% 이상인 것이 비저항의 저하 및 결정화 시간의 단축의 관점에서 바람직하고, 상기 4 가 금속 원소의 산화물의 비율의 차이는, 나아가서는 3∼35 중량%, 나아가서는 3∼25 중량%, 나아가서는 5∼25 중량% 인 것이 바람직하다. 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율은, 통상, 3∼35 중량% 인 것이 바람직하고, 나아가서는 3∼25 중량%, 나아가서는 5∼25 중량%, 나아가서는 7∼25 중량%, 나아가서는 8∼25 중량% 인 것이 바람직하다.

상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 두께는, 투명 도전성 필름의 굴곡성을 높게 유지하는 관점에서, 1∼17 ㎚ 이고, 1∼12 ㎚ 인 것이 바람직하고, 나아가서는 1∼6 ㎚ 인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 의 두께는, 통상 9∼34 ㎚ 이고, 9∼29 ㎚ 인 것이 바람직하고, 나아가서는 9∼24 ㎚ 인 것이 바람직하다.

상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 과 제 2 투명 도전성 박막 (22) 의 각 두께는, 각각, 상기 범위를 채용할 수 있는데, 비저항을 저하시키기 위해서는, 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 두께가, 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 의 두께보다 작아지도록, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 과 제 2 투명 도전성 박막 (22) 을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 두께와 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 의 두께의 차이는, 비저항을 저하시키는 관점에서는 1 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 나아가서는 1∼33 ㎚ 인 것이 바람직하고, 나아가서는 1∼20 ㎚ 인 것이 바람직하다.

도 2 에 나타내는 제 3 투명 도전성 박막 (23) 은, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 및 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 과는 별도로 형성된다. 제 3 투명 도전성 박막 (23) 은 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물에 의해 형성된다. 제 3 투명 도전성 박막 (23) 에 있어서의, 인듐계 복합 산화물의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율은, 특별히 제한되지 않고, 0 을 초과 35 중량% 이하인 범위로부터 선택할 수 있는데, 결정화 시간의 단축의 관점에서, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 과 동일하게, 4 가 금속 원소의 산화물의 비율은 0 을 초과 6 중량% 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 0 을 초과 5 중량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 제 3 투명 도전성 박막 (23) 의 두께는, 통상 1∼17 ㎚ 이고, 1∼12 ㎚ 인 것이 바람직하고, 나아가서는 1∼6 ㎚ 인 것이 바람직하다. 또, 도 2 에서는, 제 3 투명 도전성 박막 (23) 은, 필름 기재 (1) 측으로부터, 1 층이 형성되어 있는데, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 및 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 과는 별도로 복수층을 형성할 수 있다.

또, 상기와 같이 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 최표면에는, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 을 형성하는 것이 바람직한데, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 에는, 추가로 표면측에, 본 발명에 영향을 미치지 않는 층을 형성할 수도 있다 (도시 생략).

상기 투명 도전성 박막 적층체 (2) 는, 상기와 같이, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 및 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 을 갖는 것인데, 상기 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 전체 두께는, 35 ㎚ 이하로 하는 것이 고투과율을 구비시키는 관점에서 바람직하고, 나아가서는 30 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또한 상기 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 전체 두께에 대한, 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 두께의 비율이 1∼45 % 이도록 설계하는 것이, 비저항을 작게 하는 데에 있어서 바람직하다. 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 두께의 비율은 1∼30 % 인 것이 바람직하고, 나아가서는 1∼20 % 인 것이 바람직하다.

스퍼터 제막에 사용되는 스퍼터 타깃은, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 각 박막에 따라, 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물이 선택된다. 또한 인듐계 복합 산화물은, 4 가 금속 원소의 산화물의 함유량이 제어된다. 이러한 타깃을 사용한 스퍼터 제막은, 고진공으로 배기한 스퍼터 장치 내에, 불활성 가스인 아르곤 가스를 도입하여 실시한다. 스퍼터 타깃으로서, 인듐 또는 인듐·4 가 금속 (예를 들어 인듐-주석) 의 메탈 타깃을 사용하는 경우에는, 아르곤 가스와 함께 산소 가스 등의 산화제를 도입하여, 반응성 스퍼터 제막을 실시한다. 또한, 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물의 산화물 타깃이 사용되는 경우라도, 아르곤 가스에 더하여 산소 가스 등을 도입해도 된다.

제막 분위기 중의 수분자의 존재는, 제막 중에 발생하는 댕글링 본드를 종결시키고, 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물의 결정 성장을 방해하기 때문에, 제막 분위기 중의 물의 분압은 작은 것이 바람직하다. 제막시의 물의 분압은, 아르곤 가스의 분압에 대하여 0.1 % 이하인 것이 바람직하고, 0.07 % 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 제막시의 물의 분압은, 2×10^-4 Pa 이하인 것이 바람직하고, 1.5×10^-4 Pa 이하인 것이 보다 바람직하고, 1×10^-4 Pa 이하인 것이 바람직하다. 제막시의 수분압을 상기 범위로 하기 위해서는, 제막 개시전에 스퍼터 장치 내를, 물의 분압이 상기 범위가 되도록 2×10^-4 Pa 이하, 바람직하게는 1.5×10^-4 Pa 이하, 보다 바람직하게는 1×10^-4 Pa 이하가 될 때까지 배기하여, 장치 내의 수분이나 기재로부터 발생하는 유기 가스 등의 불순물을 제거한 분위기로 하는 것이 바람직하다.

스퍼터 제막시의 기재 온도는, 100 ℃ 를 초과하는 것이 바람직하다. 기재 온도를 100 ℃ 보다 높게 함으로써, 4 가 금속의 원자 함유량이 큰 인듐계 복합 산화물의 막이어도, 후술하는 열처리 공정에 있어서의 인듐계 복합 산화물의 막의 결정화가 촉진되기 쉬워지고, 나아가서는 저저항의 결정성의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 가 얻어진다. 이와 같이, 비정질의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 가열하여 결정화했을 때, 저저항막의 결정성의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 로 하는 관점에서는, 기재 온도는 120 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 130 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 140 ℃ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 기재에 대한 열적 데미지를 억제하는 관점에서는, 기재 온도는 200 ℃ 이하가 바람직하고, 180 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 170 ℃ 이하가 더욱 바람직하고, 160 ℃ 이하가 특히 바람직하다.

또, 본 명세서에 있어서, 「기재 온도」란, 스퍼터 제막시의 기재의 하지의 설정 온도이다. 예를 들어, 롤 스퍼터 장치에 의해 연속적으로 스퍼터 제막을 실시하는 경우의 기재 온도란, 스퍼터 제막이 실시되는 캔 롤의 온도이다. 또한, 장엽식 (뱃치식) 으로 스퍼터 제막을 실시하는 경우의 기재 온도란, 기재를 탑재하기 위한 기재 홀더의 온도이다.

본 발명의 투명 도전성 필름은, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 표면측으로부터, 상기와 같이 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물이 특정 비율의 인듐계 복합 산화물의 제 1 투명 도전성 박막 (21), 및 상기 제 1 투명 도전성 박막 (21) 보다, 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 상기 제 2 투명 도전성 박막 (22) 을 갖는 것이고, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 는 결정질막이다. 당해 결정성의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 는, 비정질성의 투명 도전성 박막을 순차 형성한 후, 적절한 열처리를 실시하여, 비정질성의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 결정화시킴으로써, 결정질막으로 할 수 있다. 열처리 방법은, 공지된 방법에 준하여, 예를 들어 적외선 히터, 열풍 순환식 오븐 등의 가열 방식을 사용하여 실시할 수 있다. 그 때, 열처리 온도는, 필름 기재에 허용되는 온도로서, 150 ℃ 이하의 온도가 되는데, 본 발명에서는 이러한 저온에서 단시간의 열처리로 충분히 결정화시키는 것이 가능하다. 구체적으로는, 150 ℃ 에서 2 시간 이내의 열처리를 실시함으로써, 양호한 결정질막을 형성할 수 있다.

열처리 공정에 있어서의 가열 온도는, 120 ℃∼150 ℃ 인 것이 바람직하고, 125 ℃∼150 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 130 ℃∼150 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 가열 시간은 60 분간 미만을 만족할 수 있고, 나아가서는 45 분간 이하를 만족할 수 있어, 결정화 시간의 단축화를 도모할 수 있다. 가열 온도 및 가열 시간을 적절히 선택함으로써, 생산성이나 품질면에서의 악화를 수반하지 않고, 완전 결정화된 막으로 전화할 수 있다. 또, 비정질성의 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 완전 결정화하는 관점에서, 가열 시간은 30 분 이상인 것이 바람직하다.

또, 투명 도전성 필름을 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널이나, 매트릭스형의 저항막 방식 터치 패널 등에 사용하는 경우, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 가 소정 형상 (예를 들어 단책 형상) 으로 패턴화되는 경우가 있는데, 열처리에 의해 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물의 막이 결정화되면, 산에 의한 에칭 가공이 어려워진다. 한편, 열처리 전의 비정질의 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물의 막은 용이하게 에칭 가공이 가능하다. 그 때문에, 에칭에 의해 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 패턴화하는 경우에는, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 를 제막 후, 열처리 공정 전에 에칭 가공을 실시하는 것이 바람직하다.

상기 필름 기재 (1) 의 타방의 면에는, 투명한 점착제층 (4) 을 형성할 수 있다. 투명한 점착제층 (4) 으로는, 투명성을 갖는 것이면 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산비닐/염화비닐코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 젖음성, 응집성 및 접착성 등의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등도 우수하다는 점에서는, 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.

이 점착제층 (4) 은, 그 쿠션 효과에 의해, 필름 기재 (1) 의 일방의 면에 형성된 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 내촬상성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성, 이른바 펜 입력 내구성 및 면압 내구성을 향상시키는 기능을 갖는다. 이 기능을 보다 잘 발휘시키는 관점에서, 점착제층 (4) 의 탄성 계수를 1∼100 N/㎠ 의 범위, 두께를 1 ㎛ 이상, 통상 5∼100 ㎛ 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 점착제층 (4) 의 두께가 1 ㎛ 미만이 되면, 그 쿠션 효과를 기대할 수 없기 때문에, 투명 도전성 박막 적층체 (2) 의 내촬상성이나 터치 패널용으로서의 펜 입력 내구성 및 면압 내구성을 향상시키는 것이 곤란하게 되는 경향이 있다. 그 한편, 지나치게 두껍게 하면, 투명성을 저해하거나, 점착제층 (4) 의 형성이나, 첩합 작업성, 또한 비용 면에서도 좋은 결과를 얻기 어렵다.

(실시예)

이하, 본 발명에 관하여 실시예를 이용하여 상세하게 설명하는데, 본 발명은 그 요지를 초과하지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 예 중, 부는 특기가 없는 한 모두 중량 기준이다.

(산술 평균 거침도)

원자간력 현미경 (AFM Digital Instruments 사 Nanscope IV」) 을 사용하여 측정하였다.

실시예 1

두께가 23 ㎛ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (이하, PET 필름이라고 한다) 으로 이루어지는 필름 기재의 일방의 면에, 언더코트층으로서, 멜라민 수지 : 알키드 수지 : 유기 실란 축합물의 중량비 2 : 2 : 1 의 열경화형 수지를 두께가 30 ㎚ 가 되도록 형성하였다. 언더코트층 표면의 산술 평균 거침도 (Ra) 는 0.5 ㎚ 였다.

이 언더코트층 상에, 아르곤 가스 80 체적% 와 산소 가스 20 체적% 로 이루어지는 0.4 Pa 의 분위기 중에서, 산화인듐 90 %-산화주석 10 % 의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해, 두께가 20 ㎚ 인 인듐·주석 복합 산화물로 이루어지는 투명 도전성 박막을 형성하였다. 제막시에는, 스퍼터 장치 내를 제막시의 물의 분압이 8.0×10^-5 Pa 가 될 때까지 배기한 후, 아르곤 가스 및 산소 가스를 도입하고, 기재 온도 140 ℃, 수분압이 8.0×10^-5 Pa 인 분위기에서 제막을 실시하였다. 이 때의 물의 분압은, 아르곤 가스의 분압에 대하여 0.05 % 였다. 이 투명 도전성 박막이, 도 1 의 최표면으로부터 제 2 층째의 제 2 투명 도전성 박막 (22) 에 대응한다.

또한, 상기 제 2 층째의 투명 도전성 박막 상에, 추가로 산화인듐의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해, 두께가 5 ㎚ 인 인듐·주석 복합 산화물로 이루어지는 투명 도전성 박막을 형성하였다. 제막시에는, 스퍼터 장치 내를 제막시의 물의 분압이 8.0×10^-5 Pa 가 될 때까지 배기한 후, 아르곤 가스 및 산소 가스를 도입하고, 기재 온도 140 ℃, 수분압이 8.0×10^-5 Pa 인 분위기에서 제막을 실시하였다. 이 때의 물의 분압은, 아르곤 가스의 분압에 대하여 0.05 % 였다. 이 투명 도전성 박막이, 도 1 의 최표면으로부터 제 1 층째의 제 1 투명 도전성 박막 (21) 에 대응한다.

이와 같이 제 1 층째 및 제 2 층째의 비정질의 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 박막 적층체를 형성하여 투명 도전성 필름을 제조하였다. 이어서, 당해 투명 도전성 필름을, 열풍 순환식 오븐에서 140 ℃ 에서의 열처리를 실시하여 상기 투명 도전성 박막 적층체를 결정화시켰다.

실시예 2∼7, 9∼13

실시예 1 에 있어서, 제 1 층째 및 제 2 층째의 투명 도전성 박막의 형성에 사용한, 산화인듐-산화주석의 소결체 재료에 있어서의 산화주석의 비율, 각 층의 두께를 표 1 에 나타내는 바와 같이 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 투명 도전성 필름을 제조하였다. 또한 실시예 1 과 동일하게 하여 투명 도전성 박막 적층체를 결정화시켰다. 또, 표 1 중의 산화주석의 비율은, 각 층 형성에 있어서, 스퍼터 타깃에 사용한 산화인듐 또는 인듐·주석 복합 산화물에 있어서의 산화주석의 비율이다. 산화주석의 비율이 「0 %」는, 산화인듐을 사용한 경우이다. 또한 투명 도전성 박막의 두께는, 결정화 전의 두께이다. 산화주석의 비율, 투명 도전성 박막의 두께는, 결정화 후에 있어서도 동일한 값이라고 생각된다.

실시예 8

실시예 1 과 동일하게 하여, 필름 기재의 일방의 면에 언더코트층을 형성하였다. 이 언더코트층 상에, 아르곤 가스 80 체적% 와 산소 가스 20 체적% 로 이루어지는 0.4 Pa 의 분위기 중에서, 산화인듐 97 %-산화주석 3 % 의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해, 두께가 3 ㎚ 인 인듐·주석 복합 산화물로 이루어지는 투명 도전성 박막을 형성하였다. 제막시에는, 스퍼터 장치 내를 제막시의 물의 분압이 8.0×10^-5 Pa 가 될 때까지 배기한 후, 아르곤 가스 및 산소 가스를 도입하고, 기재 온도 140 ℃, 수분압이 8.0×10^-5 Pa 인 분위기에서 제막을 실시하였다. 이 때의 물의 분압은, 아르곤 가스의 분압에 대하여 0.05 % 였다. 이 투명 도전성 박막이, 도 2 의 최표면으로부터 제 3 층째의 제 3 투명 도전성 박막 (23) 에 대응한다.

또한, 상기 제 3 층째의 투명 도전성 박막 상에, 추가로 산화인듐 90 %-산화주석 10 % 의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해, 두께가 19 ㎚ 인 인듐·주석 복합 산화물로 이루어지는 투명 도전성 박막을 형성하였다. 제막시에는, 스퍼터 장치 내를 제막시의 물의 분압이 8.0×10^-5 Pa 가 될 때까지 배기한 후, 아르곤 가스 및 산소 가스를 도입하고, 기재 온도 140 ℃, 수분압이 8.0×10^-5 Pa 인 분위기에서 제막을 실시하였다. 이 때의 물의 분압은, 아르곤 가스의 분압에 대하여 0.05 % 였다. 이 투명 도전성 박막이, 도 2 의 최표면으로부터 제 2 층째의 제 2 투명 도전성 박막 (22) 에 대응한다.

또한, 상기 제 2 층째의 투명 도전성 박막 상에, 추가로 산화인듐 97 %-산화주석 3 % 의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해, 두께가 3 ㎚ 인 인듐·주석 복합 산화물로 이루어지는 투명 도전성 박막을 형성하였다. 제막시에는, 스퍼터 장치 내를 제막시의 물의 분압이 8.0×10^-5 Pa 가 될 때까지 배기한 후, 아르곤 가스 및 산소 가스를 도입하고, 기재 온도 140 ℃, 수분압이 8.0×10^-5 Pa 인 분위기에서 제막을 실시하였다. 이 때의 물의 분압은, 아르곤 가스의 분압에 대하여 0.05 % 였다. 이 투명 도전성 박막이, 도 2 의 최표면으로부터 제 1 층째의 제 1 투명 도전성 박막 (21) 에 대응한다.

이와 같이 제 1 층째, 제 2 층째 및 제 3 층째의 비정질의 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 박막 적층체를 형성하여 투명 도전성 필름을 제조하였다. 이어서, 당해 투명 도전성 필름을, 열풍 순환식 오븐에서 140 ℃ 에서의 열처리를 실시하여 상기 투명 도전성 박막 적층체를 결정화시켰다.

비교예 1

실시예 1 과 동일하게 하여, 필름 기재의 일방의 면에 언더코트층을 형성하였다. 이 언더코트층 상에, 아르곤 가스 80 체적% 와 산소 가스 20 체적% 로 이루어지는 0.4 Pa 의 분위기 중에서, 산화인듐 90 %-산화주석 10 % 의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해, 두께가 25 ㎚ 인 인듐·주석 복합 산화물로 이루어지는 비정질의 투명 도전성 박막을 형성하였다. 이어서, 당해 투명 도전성 필름을, 열풍 순환식 오븐에서 150 ℃ 에서의 열처리를 실시하여 상기 투명 도전성 박막 적층체를 결정화시켰다.

비교예 2∼5

실시예 1 에 있어서, 제 1 층째 및 제 2 층째의 투명 도전성 박막의 형성에 사용한 산화인듐-산화주석의 소결체 재료에 있어서의 산화주석의 비율, 각 층의 두께를 표 1 에 나타내는 바와 같이 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 비정질의 투명 도전성 필름을 제조하였다. 또한 실시예 1 과 동일하게 하여 투명 도전성 박막 적층체를 결정화시켰다. 결정화 시간을 표 1 에 나타낸다.

(평가)

실시예 및 비교예에서 얻어진 투명 도전성 필름에 관해서 하기의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<각 층의 두께>

필름 기재의 두께는, 미츠토요 제조 마이크로 게이지식 두께계로 측정을 실시하였다. 언더코트층, 투명 도전성 박막의 두께는, 오오츠카 전자 (주) 제조의 순간 멀티 측광 시스템인 MCPD2000 (상품명) 을 사용하고, 간섭 스펙트럼으로부터의 파형을 기초로 산출하였다.

<결정화 시간>

각 예에 있어서, 투명 도전성 박막 (적층체) 이 결정화될 때까지의 시간 (분간) 을 측정하였다. 투명 도전성 박막 (적층체) 의 결정화는, 열풍 순환식 오븐에 의해 140 ℃ 의 가열을 실시하고, 하기의 「저항값의 변화 (저하) 의 완료 확인」과 「에칭 시험」에 의해 판정하였다.

「저항값의 변화 (저하) 의 완료 확인」: 열풍 순환식 오븐에서 140 ℃ 에서 가열하고, 30 분간마다 표면 저항값을 측정하였다. 결정화에 따라 표면 저항값이 저하되고, 완료되면 표면 저항값이 일정해지므로, 표면 저항값이 일정해지는 시간에 결정화 시간을 확인하였다.

「에칭 시험」: 투명 도전성 박막 적층체를 5 중량% 농도의 염산에 15 분간 침지하고, 15 ㎜ 이간한 2 점간의 저항값 (Ω) 을 테스터 (카스탐사 제조, 제품명 「디지털 테스터 (M-04)」, 측정 한계값 2 MΩ) 로 측정하고, 투명 도전성 박막 (적층체) 이 결정화되어 있는지의 여부의 판정을 실시하였다. 저항값이 검출된 경우, 투명 도전성 박막 (적층체) 이 결정화되어 있는 것으로 판정하였다.

<표면 저항>

4 단자법을 사용하여, 각 투명 도전성 필름의 투명 도전성 박막의 표면 저항 (Ω/□) 을 측정하였다.

<비저항>

형광 X 선 분석 장치 (리가쿠사 제조) 로, 투명 도전성 박막 (적층체) 의 막두께를 측정하고, 상기 표면 저항과 막두께로부터 비저항을 산출하였다.

실시예는 비교예에 비해 결정화 시간이 짧은 것으로 확인된다. 또한, 실시예에 있어서, 제 1 투명 도전성 박막 (21) 의 두께를, 제 2 투명 도전성 박막 (22) 의 두께보다 얇아지도록 제어함으로써, 표면 저항값, 비저항을 작게 할 수 있는 것으로 확인된다.

1 : 필름 기재
2 : 투명 도전성 박막 적층체
3 : 언더코트층
4 : 점착제층
5 : 기체 필름
6 : 수지층 (하드코트층)
A : 투명 도전성 필름

Claims

투명한 필름 기재의 적어도 일방의 면에, 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체를 갖는 투명 도전성 필름으로서,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 투명 도전성 박막은, 모두 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하는 인듐계 복합 산화물의 결정질막이고,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측에, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물의 제 1 투명 도전성 박막을 갖고,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측으로부터 상기 제 1 투명 도전성 박막에 이어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막보다, 상기 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 제 2 투명 도전성 박막을 갖고,
상기 제 2 투명 도전성 박막의 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 3 ∼ 35 중량% 이고,
상기 제 1 투명 도전성 박막의 산화 인듐 또는 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율과, 상기 제 2 투명 도전성 박막의 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율의 차이가 3 중량% 이상이고,
상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께가 1 ∼ 17 ㎚ 이고,
상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께가 9 ∼ 34 ㎚ 이고,
상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께가 상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께보다도 작고,
상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께와 상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께의 차이가 1 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 전체 두께에 대한, 상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께의 비율이 1∼45 % 인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 인듐계 복합 산화물이 인듐·주석 복합 산화물이고, 상기 4 가 금속 원소의 산화물이 주석 산화물인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 투명 도전성 박막 적층체는, 필름 기재측으로부터 언더코트층을 개재하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 전체 두께가 35 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전성 필름을 제조하는 방법으로서,
투명한 필름 기재의 적어도 일방의 면에, 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체를 갖는 투명 도전성 필름으로서,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 투명 도전성 박막은, 모두 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하는 인듐계 복합 산화물의 비정질막이고,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측에, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물의 제 1 투명 도전성 박막을 갖고,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측으로부터 상기 제 1 투명 도전성 박막에 이어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막보다, 상기 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 제 2 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 필름에,
가열 처리를 실시하여, 상기 투명 도전성 필름에 있어서의 적어도 2 층의 투명 도전성 박막을 결정화하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 투명한 필름 기재로부터 적어도 제 1 층째에, 상기 제 1 투명 도전성 박막 및 상기 제 2 투명 도전성 박막과는 별도의 제 3 투명 도전성 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 7 항에 있어서,
상기 제 3 투명 도전성 박막은, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
투명한 필름 기재의 적어도 일방의 면에, 적어도 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체를 갖는 투명 도전성 필름으로서,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 투명 도전성 박막은, 모두 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하는 인듐계 복합 산화물의 결정질막이고,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측에, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물의 제 1 투명 도전성 박막을 갖고,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측으로부터 상기 제 1 투명 도전성 박막에 이어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막보다, 상기 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 제 2 투명 도전성 박막을 갖고,
또한, 상기 투명 도전성 박막 적층체의 전체 두께가 35 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 투명 도전성 박막의 산화인듐 또는 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율과, 상기 제 2 투명 도전성 박막의 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율의 차이가 3 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항에 있어서,
상기 제 2 투명 도전성 박막의 인듐계 복합 산화물에 있어서의 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 3∼35 중량% 인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께가, 상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께와 상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께의 차이가 1 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께가 1∼17 ㎚ 이고,
상기 제 2 투명 도전성 박막의 두께가 9∼34 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항에 있어서,
상기 투명한 필름 기재로부터 적어도 제 1 층째에, 상기 제 1 투명 도전성 박막 및 상기 제 2 투명 도전성 박막과는 별도의 제 3 투명 도전성 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 15 항에 있어서,
상기 제 3 투명 도전성 박막은, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항에 있어서,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 전체 두께에 대한, 상기 제 1 투명 도전성 박막의 두께의 비율이 1∼45 % 인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항에 있어서,
상기 인듐계 복합 산화물이 인듐·주석 복합 산화물이고, 상기 4 가 금속 원소의 산화물이 주석 산화물인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항에 있어서,
상기 투명 도전성 박막 적층체는, 필름 기재측으로부터 언더코트층을 개재하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
제 9 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전성 필름을 제조하는 방법으로서,
투명한 필름 기재의 적어도 일방의 면에, 적어도 2 층의 투명 도전성 박막으로 이루어지는 투명 도전성 박막 적층체를 갖는 투명 도전성 필름으로서,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 투명 도전성 박막은, 모두 산화인듐 또는 4 가 금속 원소의 산화물을 함유하는 인듐계 복합 산화물의 비정질막이고,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측에, 산화인듐 또는 {4 가 금속 원소의 산화물/(4 가 금속 원소의 산화물+산화인듐)}×100 (%) 로 나타내는 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 0 을 초과 6 중량% 이하인 인듐계 복합 산화물의 제 1 투명 도전성 박막을 갖고,
상기 투명 도전성 박막 적층체의 표면측으로부터 상기 제 1 투명 도전성 박막에 이어서, 상기 제 1 투명 도전성 박막보다, 상기 4 가 금속 원소의 산화물의 비율이 큰 인듐계 복합 산화물의 제 2 투명 도전성 박막을 갖는 투명 도전성 필름에,
가열 처리를 실시하여, 상기 투명 도전성 필름에 있어서의 적어도 2 층의 투명 도전성 박막을 결정화하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 9 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전성 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 터치 패널.