KR101588429B1 - 정전 용량 터치 패널 - Google Patents

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토모히데 반바
미츠루 혼조
나오키 나가오카
카즈마사 이가라시
유키 하세가와
히로시 와다
유키 츠바키
토모타케 나시키
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Abstract

감도가 향상된, 화상 표시 패널 등에 사용할 수 있는 정전 용량 터치 패널을 제공한다. 이 정전 용량 터치 패널에서는, 윈도우와 제1의 투명 도전 전극 패턴이 한편의 표면에 형성된 제1의 투명 필름과, 제1의 투명 도전 전극 패턴과의 사이에 정전 용량이 형성되도록 상기 제1의 투명 전극 패턴에 대해서 배치된 제2의 투명 도전 전극 패턴이 한편의 표면에 형성된 제2의 투명 필름이 차례차례 적층되고 있으며, 윈도우와 제1의 투명 필름의 사이에 제1의 투명층간수지를 구비하며, 제1의 투명 필름과 제2의 투명 필름의 사이에 제2의 투명층간수지를 구비하고, 제1의 투명층간수지의 유전율이 제2의 투명층간수지의 유전율보다 크다.

Description

정전 용량 터치 패널{Capacitive touch panel}
본 발명은, 정전 용량 터치 패널, 및 상기 정전 용량 터치 패널을 가지는 화상 표시 패널에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 검출 감도가 향상된 정전 용량 터치 패널, 및 상기 정전 용량 터치 패널을 가지는 화상 표시 패널에 관한 것이다.
터치 입력을 위한 터치 패널은, 텔레비젼, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말 및 그 외의 광학적 표시장치 등에 사용되는 화상 표시 패널에, 넓게 응용되고 있다. 터치 패널의 방식에는, 저항막식, 정전 용량식 등, 여러가지 것이 있다. 저항막터치 패널은, 상하 2개의 ITO와 같은 투명 전극을 구비하며, 상부 전극이 유저의 손가락 등으로 가압되어 2개의 전극이 접촉하고, 그 사이로 통전이 발생하며, 발생된 전류를 센서로 검출하고 가압된 위치를 검출하는 것이다. 정전 용량 터치 패널은, 터치 패널의 윈도우에 유저의 손가락이 접촉하면, 손가락과 터치 패널의(투명) 전극과의 사이에 캐패시턴스가 형성되며, 이에 수반하는 정전 용량의 변화에 의해서 터치된 위치를 검출하는 것이다.
정전 용량 터치 패널은, 전극의 형태에 의해, 센서 전극이 1개의 시트로 형성되어 있는 표면 용량형과, 센서 전극이 X축-Y축으로 그리드 패턴을 형성하도록 교차하고 있는 투영형으로 분류할 수 있다. 투영형 터치 패널은 게다가, X축, Y축 전극을 독립적으로 스캔하고, 개개의 용량 변화를 검출하는 자기 용량 검출형과, X축, Y축 전극을 각각 송신, 수신 전극으로 하고, 인접하는 전극간의 정전 용량 변화를 검출하는 상호 용량 검출형으로 분류된다.
이 중, 상호 용량 검출형은, 자기 용량 검출형에 비해, 전극의 각 교점에 있어서의 정전 용량의 변화를 검출하기 때문에, 멀티 터치와 같은 용법의 경우에도 좌표의 검출에 불명확성이 없는 것, 입출력 단자를 분리하여 결합 용량만을 검출하기 때문에, 용이하게 그리고 고속으로 검출을 실시하는 것이 가능하다는 것, 한 편의 축에서만 나오는 주사로 검출을 실시하기 때문에, 메모리가 적어도 되며, 하드웨어에의 부담이 적고, 또 고스트가 발생하기 어려운 등의 점에서, 유리하다고 생각되고 있다.
이와 같이, 정전 용량 터치 패널에는, 새로운 고성능화가 요구되고 있으며, 특히, 검출 감도가 향상된 정전 용량 터치 패널에 대한 요구가 존재한다. 종래, 정전 용량 터치 패널을 구성하는 여러가지 부분의 유전율에 주목하고, 정전 용량 터치 패널을 고성능화하려는 시도가 있어 왔다.
특개 2009－37373호 공보는, 소망하는 센서 전극의 근처의 센서 전극의 정전 용량의 변화에 근거하는 오류 입력의 발생을 억제하는 것을 목적으로 하는 기술에 있어서, 센서 전극의 중앙부에 접촉하는 제1의 블록과 제1의 블록의 사이에 있는 제2의 블록을 설치하고, 제2의 블록이 제1의 블록보다 낮은 유전율을 가지도록 하는 것을 개시하고 있다.
특개 2009－70191호 공보는, 정밀도가 우수한 극히 세밀한 전극 패턴이 형성된 정전 용량 센서를 제공하는 것을 목적으로 하는 기술에 있어서, 제1의 전극 패턴을 표면에 배치한 제1의 투명 필름과 제2의 전극 패턴을 표면에 배치한 제2의 투명 필름과의 사이에, 유전율 조정층을 설치하는 것을 개시하고 있다.
특개 2010－176571호 공보는, 좌표 검출의 제도를 향상시킬 수 있는 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널을 실현하는 것 등을 목적으로 하는 기술에 있어서, 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴과의 사이에 존재하는 접착제의 유전율이, 전극 패턴의 유전율과 소정의 관계에 있다는 것을 개시하고 있다.
[특허 문헌 1]특개 2009－37373호 공보 [특허 문헌 2]특개 2009－70191호 공보 [특허 문헌 3]특개 2010－176571호 공보
상기 특허 문헌의 어느 것에도 기재되어 있지 않지만, 본 발명자 등은, 상호간에 정전 용량이 형성되도록 배치된 2개의 전극층의 상부에 윈도우가 설치되어 있는 정전 용량 터치 패널에 있어서, 윈도우와 상부의 전극층과의 사이에 개재하는 층(제1의 투명층간수지)과 2개의 전극층의 사이에 개재하는 층(제2의 투명층간수지)과의 유전율의 대소 관계가, 정전 용량 터치 패널의 감도에 영향을 미치는 것을 찾아냈다. 제1의 투명층간수지와 제2의 투명층간수지는, 모두 통상적으로는 접착제 혹은 점착제이며, 프로세스 혹은 코스트의 관점으로부터, 종래에는, 제1 및 제2의 투명층간수지의 어느 것에도 동일한 재료를 사용하는 것이 통상적이며, 감히 다른 재료를 사용할 이유는 없다고 생각되고 있었다. 본 발명자 등은, 제1의 투명층간수지의 유전율이 제2의 투명층간수지의 유전율보다 큰 경우에, 터치 패널의 윈도우에 유저의 손가락이 접촉했을 때의 정전 용량의 변화가 커지며, 그 결과, 정전 용량 터치 패널의 감도가 향상하는 것에 주목하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은, 감도가 향상된, 화상 표시 패널 등에 사용할 수 있는 정전 용량 터치 패널을 제공하는 것을, 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 그 한 형태에 있어서, 윈도우와 제1의 투명 도전 전극 패턴이 한편의 표면에 형성된 제1의 투명 필름과, 제1의 투명 도전 전극 패턴과의 사이에 정전 용량이 형성되도록 상기 제1의 투명 전극 패턴에 대해서 배치된 제2의 투명 도전 전극 패턴이 한편의 표면에 형성된 제2의 투명 필름이 차례차례 적층되어 있으며, 윈도우와 제1의 투명 필름의 사이에 제1의 투명층간수지를 구비하며, 제1의 투명 필름과 제2의 투명 필름의 사이에 제2의 투명층간수지를 구비하며, 제1의 투명층간수지의 유전율이 제2의 투명층간수지의 유전율보다 큰, 정전 용량 터치 패널을 제공한다.
본 발명의 상기 한 형태에 있어서, 제1의 투명층간수지의 유전율 및 제2의 투명층간수지의 유전율은, 모두 2~8의 범위인 것이 바람직하다. 또, 제1의 투명층간수지의 유전율이, 제2의 투명층간수지의 유전율보다, 적어도 30％, 바람직하게는 40％이상 큰 것이 바람직하다. 게다가 제1의 투명층간수지의 두께 및 제2의 투명층간수지의 두께가, 모두 25μm이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 한 형태에서는, 제1의 투명 필름에 있어서, 제1의 투명 도전 전극 패턴이 윈도우측의 표면에 형성되며, 제2의 투명 필름에 있어서, 제2의 투명 도전 전극 패턴이 윈도우측의 표면에 형성되도록 해도 좋으며, 혹은, 제1의 투명 필름에 있어서, 제1의 투명 도전 전극 패턴이 윈도우측의 표면에 형성되고, 제2의 투명 필름에 있어서, 제2의 투명 도전 전극 패턴이 윈도우와는 반대측의 표면에 형성되도록 해도 괜찮다.
본 발명의 상기 한 형태에 있어서, 제1의 투명층간수지 및 제2의 투명층간수지의 적어도 한편을, 자외선 경화 액상 수지의 경화체로 할 수 있다. 이 경우, 자외선 경화 액상 수지의 점도가 100,000mPas~500mPas의 범위인 것이 바람직하다. 또, 자외선 경화 액상 수지가, 측쇄(side chains)에 (메타) 아크릴로기 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체와 광중합 개시제를 포함하는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물인 것이 바람직하다. 게다가 우레탄 아크릴레이트계 중합체의 중량 평균 분자량이 5,000~500,000의 범위인 것이 바람직하다. 또, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물이, 반응성 희석제로서 단관능(monofunctional)(메타) 아크릴레이트 화합물류를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 한 형태에 있어서, 제1의 투명층간수지 및 제2의 투명층간수지의 적어도 한편이 점착제로 구성되도록 할 수 있다. 이 경우, 점착제가, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 비닐 알킬 에테르계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리에스텔계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 우레탄계 점착제, 불소계 점착제, 에폭시계 점착제, 폴리 에테르계 점착제, 및 이러한 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또, 제1의 투명층간수지가 점착제로 구성되며, 제1의 투명층간수지를 구성하는 점착제가, 알콕실기 및／또는 수산기를 가지는 (메타)아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 및 부틸 아크릴레이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 모노머 성분으로 형성되는 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 게다가 제2의 투명층간수지가 점착제로 구성되며, 제2의 투명층간수지를 구성하는 점착제가, 탄소수 6~10의 직쇄(straight chain) 또는 분기쇄 형(branched chain)의 알킬기를 가지는 아크릴산 알킬 에스테르, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분기쇄형의 알킬기를 가지는 메타크릴산 알킬 에스테르, 방향환 및 또는 지방 환식 탄화수소기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르, 질소 함유 모노머, 및 불소 함유 모노머로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 1이상의 모노머 성분으로 형성되는 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다.
제1의 투명층간수지 및 제2의 투명층간수지의 가시광선 파장 영역에 있어서의 전체 광선 투과율이 90％이상인 것이 바람직하다. 또, 제1의 투명층간수지 및 제2의 투명층간수지의 헤이즈(haze)가 3.0％이하인 것이 바람직하다.
본 발명은, 다른 한 형태에 있어서, 본 발명의 상기 한 형태에 의한 정전 용량 터치 패널과 액정 패널을 첩합하여 구성되는 화상 표시 패널이다. 본 발명은, 다른 한 형태에 있어서, 본 발명의 상기 한 형태에 의한 정전 용량 터치 패널과 유기 EL패널을 첩합하여 구성되는 화상 표시 패널이다.
본 발명에 의하면, 감도가 향상된, 화상 표시 패널 등에 사용할 수 있는 정전 용량 터치 패널을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명의 한 양태에 의한 정전 용량 터치 패널의 단면을 나타내는 모식도이다.
다음에, 본 발명의 실시의 형태에 대해 자세하게 설명한다. 다만, 본 발명은, 이 실시의 형태에 한정되는 것은 아니다.
［윈도우］
본 발명에 대해 사용하는 윈도우로서는, 유리로 대표되는 무기 재료에 의해 제조된 것, 아크릴계나 폴리카보네이트(polycarbonate)계 수지 등의 유기 재료에 의해 제조되는 것이 있지만, 강도 및 현재의 시장에 있어서의 공급 상황 등에서 살펴보면, 유리가 바람직하다.
윈도우의 두께는, 100μm~2mm정도, 바람직하게는 200μm~1.5mm정도이다. 정전 용량 터치 패널의 감도의 면에서는, 윈도우의 두께가 얇으면 얇을수록 좋지만, 100μm보다 얇아지면 강도가 부족하게 되어, 손가락의 터치 등에 의해 윈도우가 파손할 우려가 있다. 한편, 2mm이상과 같이 두께가 너무 두꺼우면, 터치 패널에 대한 손접촉 후에 수신측 ITO 전극과 송신측 ITO 전극간의 정전 용량인 Cfinger가 작아지게 되어, 정전 용량이 작아지게 되므로, 정전 용량 터치 패널의 감도가 저하할 가능성이 있다.
윈도우의 유전율의 범위는, 3~10인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4~8이다. 유전율이 너무 낮은 경우에는 터치 패널에 대한 손접촉 후에 수신측 ITO 전극과 송신측 ITO 전극간의 정전 용량인 Cfinger가 작아져, 정전 용량이 작아지게 되므로, 정전 용량 터치 패널의 감도가 저하할 가능성이 있다. 정전 용량 터치 패널의 감도의 관점에서는, 윈도우의 유전율이 높은 것이 바람직하지만, 투명성, 기계 강도 및 가공성을 겸비한 재료를 찾는 것이 곤란해진다. 예를 들면, 석영 유리, 파이렉스(등록상표) 유리, 납유리, 및 소다 유리의 유전율은, 각각 4, 4.8, 6.9, 및 7.4이다.
한편 본 명세서에 있어서, 「유전율」이란, 특별히 한정되지 않는 이상 100 kHz에 있어서의 비유전률을 의미한다.
［투명 도전 전극 패턴］
본 발명에 있어서 사용하는 투명 도전 전극 패턴의 재료는, 특히 제한되는 것이 아니고, 예를 들면, 인듐, 주석, 아연, 갈륨, 안티몬, 티탄, 규소, 지르코늄, 마그네슘, 알루미늄, 금,은, 동, 팔라듐 및 텅스텐으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속(또는 반금속)의 무기 산화물이나, 폴리아닐린, 풀러렌, 카본 나노 튜브, 그라펜(graphene) 등의 도전성을 가지는 유기물, 은과 같은 미립자나 침상(針狀 :acicular) 물질로 구성되는 도전성 필러를 혼합한 유기체 등을 이용할 수 있다. 상기 산화물에는, 필요에 따라서, 추가적으로 상기 그룹에 나타난 금속 원소 등이나, 그 산화물을 첨가해도 괜찮다. 예를 들면 산화 주석을 함유하는 산화 인듐이나, 안티몬을 함유하는 산화 주석 등이 바람직하게 이용된다.
투명 도전 전극 패턴의 두께는, 예를 들면 인듐 산화물과 주석 산화물로 구성되는 ITO(Indium-Tin Oxide)의 경우에는, 15~30nm가 바람직하다. 또한, 그 표면 저항을 1×103Ω／□ 이하의 양호한 도전성을 가지는 연속 피막(continuous coasting)으로 하려면 , 두께는 20 nm이상인 것이 바람직하다.
［투명 필름］
본 발명에 있어서 사용하는 투명 필름으로서는, 특히 제한되지 않지만, 투명성을 가지는 각종의 플라스틱 필름, 예를 들면, 반사 방지(AR) 필름, 편광판, 위상차판 등의 각종 광학 필름이 이용된다. 상기 플라스틱 필름용의 재료로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스텔계 수지, 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등의 (메타)아크릴계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate)계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리 염화 비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리페닐렌 설파이드계 수지, 폴리술폰계 수지, 트리아세틸셀룰로스 등의 셀룰로스계 수지, 상품명 「아톤(환상 올레핀계 폴리머；JSR 사제)」, 상품명 「제오노아(환상 올레핀계 폴리머；일본 제온 사제)」등의 환상 올레핀계 폴리머 등의 폴리올레핀(polyolefin)계 수지 등의 플라스틱 재료를 들 수 있다. 이 중에서도, 코스트의 관점에서 보면, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 폴리올레핀(polyolefin) 수지가 바람직하다. 투명 필름용의 상기 플라스틱 재료는 단독으로 또는 2종 이상 조합해 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 사용하는 투명 필름은, 그 가시광선 파장 영역에 있어서의 전체 광선 투과율(JISK7136에 준한다)이 86％이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 88％이상, 더욱 바람직하게는 90％이상이다. 투명한 필름기재의 광투과율이 86％이상이면, 본 발명의 투명 도전성 필름을 이용하여 터치 패널을 형성했을 경우, 표시가 충분히 밝고, 광학 특성이 양호한 것이 된다.
투명 필름의 헤이즈(JISK7136에 준한다)는, 특히 한정되지 않지만, 3.0％이하(예를 들면 0.1~3.0％)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0％이하(예를 들면 0.1~2.0％)이다. 본 발명에 의한 정전 용량 터치 패널의 시인성의 관점에서는, 높은 투명성을 가지는 것이 바람직하기 때문이다. 투명 필름은, 광학 부재여도 괜찮다.
투명 필름의 두께는, 2~200μm의 범위가 바람직하고, 20~150μm의 범위가 보다 바람직하다. 기계적 강도를 확보한 다음에, 필름의 박막화가 용이해지기 때문이다. 투명 필름은, 단층 및 복층의 어느 형태를 가지고 있어도 괜찮다. 또, 투명 필름의 표면에는, 예를 들면, 코로나 방전 처리, 플라스마 처리 등의 물리적 처리, 프라이머(primer) 코팅 처리 등의 화학적 처리 등과 같은 적절한 표면 처리가 실행될 수 있다.
투명 필름의 유전율은, 터치 패널에 대한 손접촉 이전의 수신측 ITO 전극과 송신측 ITO 전극간의 정전 용량인 CITO가 낮아지기 때문에, 정전 용량 터치 패널의 검출 감도를 향상시킬 수 있다는 관점에서 살펴보면, 낮은 것이 바람직하다. 바람직한 유전율의 범위는 1.5~7이며, 보다 바람직한 범위는 2~5이다. 상기 플라스틱 재료 가운데, 예를 들면 PET의 유전율은 3.2이며, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지의 유전율은 3.0이며, 폴리올레핀(polyolefin) 수지(제오노아)의 유전율은 2.4이다.
［투명층간수지］
본 발명의 정전 용량 터치 패널은, 윈도우와 제1의 투명 필름의 사이에 제1의 투명층간수지를 구비하며, 제1의 투명 필름과 제2의 투명 필름의 사이에 제2의 투명층간수지를 구비하고 있으며, 제1의 투명층간수지의 유전율이 제2의 투명층간수지보다 큰 것을 특징으로 하고 있다. 제1의 투명층간수지의 유전율은, 제2의 투명층간수지의 유전율보다, 적어도 30％, 바람직하게는 40％이상 큰 것이 바람직하다. 본 발명에서 채용하는 투명층간수지의 유전율은, 2~8의 범위인 것이 바람직하다.
［액상층간수지］
본 발명에서 사용하는 투명층간수지를, 액상 수지로 구성할 수 있다(액상층간수지). 즉, 액정 패널이나 유기 EL패널 등의 화상 표시장치에 사용될 수 있는 본 발명의 정전 용량 터치 패널에 있어서, 윈도우와 투명 도전 전극 패턴을 갖추는 제1의 투명 필름과의 사이의 틈새, 및 투명 도전 전극 패턴을 구비하는 제1의 투명 필름과 투명 도전 전극 패턴을 갖추는 제2의 투명 필름과의 틈새를 채우기 위해서, 액상 수지를 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서의 투명층간수지를 액상 수지로 구성하는 경우, 액상 수지로서 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 사용할 수 있으며, 이하에 상술하는 특정의 우레탄 아크릴레이트계 중합체(A성분)와 광중합 개시제(B성분)를 이용해 얻을 수 있는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물이 매우 적합하게 사용된다.
상기 특정의 우레탄 아크릴레이트계 중합체(A성분)는, 측쇄에 (메타)아크릴로일기 및 수산기를 가지는 것이며, 예를 들면, 측쇄에 수산기를 함유하는 비닐 중합체와, (메타)아크릴로일기를 함유하는 이소시아네이트 화합물류 및 디이소시아네이트류 화합물을 반응시켜 얻을 수 있다.
한편 본 명세서에 있어서, (메타)아크릴로일은, 아크릴로일 혹은 메타크리로일을, (메타)아크릴레이트는, 아크릴레이트 혹은 메타크릴레이트를, (메타)아크릴산은, 아크릴산 혹은 메타크릴산을, (메타)아크록시는 아크리록시 혹은 메타크릴록시를, 각각 의미하는 것이다.
상기 측쇄에 수산기를 함유하는 비닐 중합체는, 예를 들면, 수산기를 함유하는 비닐 단량체(monomer)와 수산기를 함유하지 않는 비닐 단량체나 혹은 그 외의 비닐 단량체의 고온 연속 중합법에서 얻을 수 있는 비닐 중합체이다. 그리고, 상기 측쇄에 수산기를 가지는 비닐 중합체는, 바람직하게는, 중량 평균 분자량 500~20000이며, 또 수산기 당량(OHV)이 5~200 mgKOH／g정도의 액상 랜덤 공중합체이다. 구체적으로는, 특개평 7－101902호 공보, 특개 2001－348560호 공보 등에 기재의 비닐 중합체를 들 수 있다.
상기 수산기를 함유하는 비닐 단량체로서는, 수산기 함유 (메타)아크릴레이트가 이용되며, 예를 들면, 2－히드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 4－히드록시 부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시 프로필 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 (메타)아크릴레이트, 글리세린 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합되어 이용된다. 그 중에서도, 랜덤 공중합성(random copolymerizability)의 우수성의 관점에서 살펴보면, 히드록시 에틸(메타)아크릴레이트를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 수산기를 함유하지 않는 비닐 단량체로서는, (메타)아크릴산 에스테르가 이용되며, 예를 들면, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, ISO 부틸 (메타)아크릴레이트, t－부틸 (메타)아크릴레이트, ISO 옥틸 (메타)아크릴레이트, 네오펜틸 (메타)아크릴레이트, 2－에틸 헥실 (메타)아크릴레이트, ISO 디실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스티릴 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 트리시클로데실 (메타)아크릴레이트, 테트라 히드로 퍼프릴 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 시클로 헥실 (메타)아크릴레이트, 2－메톡시 에틸 (메타)아크릴레이트, 디메틸 아미노 에틸 (메타)아크릴레이트, 클로로 에틸 (메타)아크릴레이트, 트리플루오르 에틸 (메타)아크릴레이트 등의 단관능 (메타)아크릴레이트류를 들 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합되어 이용된다. 그 중에서도, 매우 적합하게는, 얻을 수 있는 경화체의 가요성과 플라스틱성(flexibility)을 양립한다는 관점으로부터, (메타)아크릴레이트의 에스테르 잔기(residue)의 탄소수가 1이상 20 이하의 것이며, 부틸 (메타)아크릴레이트, 2－에틸 헥실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 시클로 헥실 (메타)아크릴레이트가 이용된다.
상기 그 외의 비닐 단량체로서는, 예를 들면, 크로톤산 에스테르류,α－올레핀류, 클로로 에틸렌류, 비닐 에테르류, 비닐 에스테르류, 이소프로페닐 에테르류, 아릴 에테르류, 아릴 에스테르류, 방향족 비닐 단량체 및 (메타)아크릴산 등을 들 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합되어 이용된다.
상기 수산기를 함유 하는 비닐 단량체와 수산기를 함유하지 않는 비닐 단량체의 사용 비율은, 얻어지는 측쇄에 수산기를 함유하는 비닐 중합체의 수산기 당량(OHV)이 5~200 mgKOH／g정도의 액상 랜덤 공중합체가 되도록, 반응에 제공되는 각 단량체의 배합 비율을 임의로 설정하면 좋다. 즉, 수산기 당량(OHV)이 너무 작으면, 얻을 수 있는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물의 경화체의 가교 밀도가 불충분하게 되므로, 강도 부족하게 되기 쉬우며 충분한 투명성, 내접착성 및 내용제성·내약품성을 발휘할 수 없게 될 우려가 생기는 경향이 나타나기 때문이다. 또한, 수산기 당량(OHV)이 너무 크면, 얻을 수 있는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물의 경화체의 유리 전이 온도(Tg)가 높아지기 쉽고, 탄성률이 높아져, 충분한 접착성을 발휘할 수 없게 되는 경향이 나타나기 때문이다.
상기 각 단량체를 이용해 얻을 수 있는 측쇄에 수산기를 함유하는 비닐 중합체는, 고온(예를 들면 150~350℃)에서 연속 중합법에 따라 얻을 수 있는 것이며, 중량 평균 분자량 500~20000의 비닐 중합체를 얻을 수 있다. 그 중에서도, 도공성(coating properties)과 함께, 강도, 접착성, 내후성(weather resistance) 및 내용제성·내약품성의 관점으로부터, 중량 평균 분자량 1000~15000의 액상의 비닐 중합체가 바람직하다. 한편 본 명세서에 있어서, 전술한 내용을 포함하는, 중량 평균 분자량이란, 겔 투과성(gel permeation) 크로마트그라피(GPC)로 측정한 폴리스티렌 환산에 의한 중량 평균 분자량을 나타내는 것이다.
한편, 본 발명에서 이용할 수 있는 (메타)아크릴로일기 함유 모노이소시아네이트 화합물류로서는, 예를 들면, 2－이소시아네이트 에틸 메타크릴레이트, 2－이소시아네이트 에틸 아크릴레이트, 1, 1－비스(아크리리옥시시메틸) 에틸 이소시아네이트 등의 (메타)아크릴옥시이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합되어 이용된다. 그 중에서도, 얻을 수 있는 경화체의 경도와 플라스틱성을 양립한다는 관점으로부터, 2－이소시아네이트 에틸 메타크릴레이트를 이용하는 것이 바람직하다.
게다가, 본 발명에서 이용할 수 있는 디이소시아네이트류 화합물로서는, 예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 노르보르넨 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 수소 첨가 크실렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프타렌 디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합되어 이용된다.그 중에서도 경화물의 황변(yellow coloration)의 최소화라는 관점에서 살펴보면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 노르보르넨 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 수소 첨가 크실렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 등의 포화 디이소시아네이트가 매우 적합하게 이용된다.
상기와 같이, 본 발명에서 매우 적합하게 이용되는 특정의 아크릴계 중합체(A성분)는, 측쇄에 수산기를 함유하는 비닐 중합체와 (메타)아크릴로일기 함유의 모노 이소시아네이트 화합물류 및 디이소시아네이트류 화합물을 반응시키는 것으로 얻을 수 있는 것이다. 그리고, 그 합성은, 티탄, 주석 등의 금속이나 디부틸 주석 라우레이트 등의 유기 금속 염 등의 촉매의 존재하에서, 불활성 가스 분위기에서, 실온(20℃정도)에서 경우에 따라 30~80℃의 가온하에서 반응시키는 것으로서, 실온 근방(25±15℃)에서 점성을 가지는, 측쇄에 (메타)아크릴로일기 및 수산기를 가지는 아크릴계 중합체를 얻을 수 있다.
한편, 상기 (메타)아크릴로일기 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체(A)는, 다음과 같이 얻을 수 있다. 즉, 상기 측쇄에 수산기를 함유하는 비닐 중합체의 수산기의 수에 대해서, 적어도 수산기가 5~50％가 잔존하도록, (메타)아크릴로일기 함유 모노이소시아네이트 화합물류의 이소시아네이트기의 수를 0.1에서 50％, 디이소시아네이트류 화합물의 이소시아네이트기의 수를 30~70％가 되도록, 각 이소시아네이트류 화합물을 배합하여 상기와 같이 반응시킴으로써, 측쇄에 (메타)아크릴로일기 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체를 얻을 수 있다. 보다 바람직하게는 수산기가 10~40％ 잔존하도록, (메타)아크릴로일기 함유 모노이소시아네이트 화합물류의 이소시아네이트기의 수를 10에서 20％, 디이소시아네이트류 화합물의 이소시아네이트기의 수를 40~60％가 되도록, 각 이소시아네이트류 화합물을 배합하는 것이며, 한층 더 바람직하게는 수산기가 30~40％ 잔존하도록, (메타)아크릴로일기 함유 모노이소시아네이트 화합물류의 이소시아네이트기의 수를 10에서 15％, 디이소시아네이트의 이소시아네이트기의 수를 45~55％가 되도록, 각 이소시아네이트류 화합물을 배합하는 것이다.
이와 같이 하여 얻을 수 있는, 특정의 아크릴계 중합체(A성분)인, 측쇄에 (메타)아크릴로일기 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체는, 중량 평균 분자량이 5,000~500,000인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 중량 평균 분자량이 50,000~200,000이 되는 것이다. 이와 같이, 측쇄에 (메타)아크릴로일기 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체가 상기 범위의 중량 평균 분자량을 가지는 것이며, 이것을 이용한 광학 수지 접착제 조성물의 경화체는, 분자내에 가교점 및 접착력을 한층 더 향상시키는 수산기를 동시에 겸비하고 있다는 우위성 때문에, 이러한 고도의 가교 밀도(crosslinking density)에 기인하는, 투명성, 접착 신뢰성, 및 내구성을 실현하고, 아울러 저경화 수축성도 얻을 수 있게 되어 바람직하다. 게다가, 접착 신뢰성도 한층 더 향상되는 이점을 가지고 있다. 그리고, 형성되는 경화체의 주쇄 골격(chain backbone)이 우레탄 아크릴레이트계 중합체가 되므로 내후성이 뛰어나고, 게다가 편광판에 이용되고 있는 확산판이나 위상차이 필름, 보호 필름의 형성 재료인 비극성 시클로올레핀 폴리머(COP)에 대해서 비침식성인(non-corrosive) 각종 용제를 팽윤 용제(swelling solvents)로서 선택하는 것이 가능해진다. 한편 상기 중량 평균 분자량은, 전술한 바와 같이, 겔 투과성 크로마트그라피(GPC)로 측정한 폴리스티렌 환산에 의한 중량 평균 분자량을 나타내는 것이다.
상기 특정의 우레탄 아크릴레이트계 중합체(A성분)의 합성 반응에 있어서의 변성(modification)의 진행 정도는, 예를 들면, 적외 흡수스펙트럼에 있어서, 반응의 진행과 함께, 이소시아네이트기에서 도출되는 특성 흡수대(2260 cm-1 근방)가 감소하므로, 이러한 이소시아네이트기에서 도출되는 특성 흡수대를 측정하는 것으로써 확인할 수 있다. 또, 합성 반응에 있어서의 변성의 종점(end point)은, 이소시아네이트기에서 도출되는 특성 흡수대가 소실하는 것에 의해서 확인할 수 있다.
그리고, 상기 특정의 아크릴계 중합체(A성분)와 함께 이용되는 광중합 개시제(B성분)는, 자외선(UV) 경화제로서 작용하는 것이며, 광래디칼(photoradical) 중합 개시제, 광양이온(photocationic) 중합 개시제 등의 각종 광중합 개시제가 이용된다. 본 발명에서는, 특히 투명 도전 전극 패턴이 ITO(산화 인듐 주석) 등으로 형성되고 있는 경우에는, 광중합 개시제 유래의 이온(특히, 대음이온: counter anions)에 의한 ITO 부식을 피하기 위해서, 광래디칼 중합 개시제를 이용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 광래디칼 중합 개시제로서는, 예를 들면, 2, 2－디메톡시-1, 2－디페닐 에탄-1－온(one), 1－히드록시-시클로 헥실-페닐-케톤, 2－히드록시-2－메틸-1－페닐-프로판-1－온, 1－〔4－(2－히드록시 에톡시)－페닐〕－2－히드록시-2－메틸-1－프로판, 2－히드록시-1－｛4－〔4－(2－히드록시-2－메틸-프로피오닐)－벤질〕페닐｝－2－메틸-프로판-1－온, 2－벤질-2－디메틸 아미노-1－(4－모르포리노페닐)－브타논-1, 2－메틸-1－(4－메틸티오페닐)－2－모르포리노프로판-1－온, 비스(2, 4, 6－트리메틸벤조일)－페닐포스핀 옥사이드, 2, 4, 6－트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 옥사이드, 비스(η5-2,4－시크로펜타디엔-1－일(yl))－비스〔2, 6－디플루오로-3(1H－피롤-1－일)－페닐〕티타늄, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온 등을 들 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합되어 이용된다. 그 중에서도, 빠른 경화 속도나 후막경화성(thick-film curing property)이라고 하는 관점으로부터, 2, 2－디메톡시-1,2－디페닐 에탄-1－온, 1－히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 광중합 개시제의 배합량은, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물 전체의 0.1~30 중량％의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~20 중량％의 범위이다. 즉, 광중합 개시제의 배합량이 너무 적으면, 중합도가 불충분이 되는 경향을 나타내며, 너무 많으면, 분해 찌꺼기가 많아져, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물의 내구성이 저하하는 것과 동시에, 내용제성·내약품성이 저하하는 경향이 나타나기 때문이다.
상기 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물에는, 반응성 희석제로서 각종단관능 (메타)아크릴레이트 화합물류를 함유할 수 있다. 상기 단관능(메타)아크릴레이트 화합물류로서는, 예를 들면, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, ISO 부틸 (메타)아크릴레이트, t－부틸 (메타)아크릴레이트, ISO 옥틸 (메타)아크릴레이트, 네오펜틸 (메타)아크릴레이트, 2－에틸 헥실 (메타)아크릴레이트, ISO 디실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스티릴 (메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 디시크로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 트리시크로데실(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2－메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 클로로에틸 (메타)아크릴레이트, 트리플루오르에틸 (메타)아크릴레이트, 2－히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4－히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 (메타)아크릴레이트, 글리세린 (메타)아크릴레이트 등의 단관능 (메타)아크릴레이트류를 들 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합되어 이용된다. 그 중에서도, 얻을 수 있는 경화체의 밀착성 향상이라고 하는 관점으로부터, (메타)아크릴레이트의 에스테르 잔기가 환상 에테르인 테트라히드로퍼프릴 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 및, (메타)아크릴레이트의 에스테르잔기(residue)에 수산기를 가지는 2－히드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 4－히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 (메타)아크릴레이트, 글리세린 (메타)아크릴레이트 등이 매우 적합하게 이용된다. 보다 매우 적합하게는, 2－히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴 (메타)아크릴레이트가 이용된다.
상기 반응성 희석제로서의 단관능(메타) 아크릴레이트 화합물류의 함유량은, 본 발명으로 매우 적합하게 이용되는 측쇄에 (메타)아크릴로일기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체(A) 100 중량부에 대해서 5~200 중량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10~100 중량부이다. 즉, 단관능(메타)아크릴레이트 화합물류의 첨가량이 너무 적으면, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물의 밀착성의 충분한 향상 효과를 얻기가 어렵고, 너무 많으면, 점도의 저하를 불러 도공성이 떨어지는 경향이 나타나기 때문이다.
그리고, 본 발명에서는, 특히 본 발명의 정전 용량 터치 패널의 윈도우가 유리로 만들어진 경우에는, 조성물의 밀착성을 향상시키기 위해서, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물에 각종 실란 결합제(silane coupling agents)를 첨가하는 것이 유효하다.
상기 실란 결합제로서는, 예를 들면, 2－(3, 4－에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3－글리시독시프로필트리메톡시실란, 3－글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3－글리시독시프로필트리에톡시실란, p－스티릴트리메톡시실란, 3－메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3－메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 3－메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 3－아크릴록시프로필트리메톡시실란, N－2－(아미노에틸)－3－아미노프로필메틸디메톡시실란, N－2－(아미노에틸)－3－아미노프로트리메톡시실란, N－2－(아미노에틸)－3－아미노프로필트리에톡시실란, 3－아미노프로필트리메톡시실란, 3－트리에톡시 시릴-N－(1, 3－디메틸-부틸리덴)프로필아민, N－페닐-3－아미노프로필트리에톡시실란, N－(비닐벤질)－2－아미노에틸-3－아미노프로필트리메톡시실란 염산염(hydrochloride), 3－우레이도프로필트리메톡시실란, 3－클로로프로필트리메톡시실란, 3－메르카프토프로필메틸디메톡시실란, 3－메르카프트프로필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시시릴프로필)테트라술파이드, 및 3－이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합되어 이용된다. 그 중에서도, 유리와의 밀착성의 내구성이 뛰어나다는 관점으로부터, 3－메타크릴록시프로필트리에톡시실란 및 3－아크릴록시프로필트리메톡시실란을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 실란 결합제의 첨가량은, 본 발명에서 매우 적합하게 이용되는 측쇄에(메타)아크릴로일기를 가지는 아크릴계 중합체(A)와 반응성 희석제인 단관능 (메타)아크릴레이트 화합물류의 합계량 100 중량부에 대해서 0.1~10 중량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~5 중량부이다. 즉, 실란 결합제의 첨가량이 너무 적으면, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물의 밀착성의 충분한 향상 효과를 얻기 어렵고, 너무 많으면, 점도의 저하를 초래하는 도공성이 떨어지는 경향이 나타나기 때문이다.
게다가, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물에는, 상기 각 성분 이외에, 그 용도 등에 따라 다른 첨가제인, 산화 방지제, 소포제, 계면활성제, 착색제, 유기질충전제, 각종 스페이서, 점착접착 부여제 등을 필요에 따라서 적당 배합할 수 있다. 이러한 것들은 단독으로 혹은 2종 이상 결합하여 이용된다.
상기 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물은, 예를 들면, 특정의 우레탄 아크릴레이트계 중합체(A성분), 광중합 개시제(B성분) 및 다른 배합 성분을 배합하여, 자공전형 유성 교반혼합기(a means of stirring usinf a planetary centrifugal mixer) 또는 유리교반용기(a glass stirring vessel)에 의한 교반에 의해서, 혼합(mixing) 및 혼련(kneading) 하여 제조할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어지는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물은, 다음과 같이 그 용도에 쓰인다. 즉, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물의 고점조(high viscous) 조성물액(매우 적합하게는, 점도 50,000~70,000mPas의 조성물이다)을, 윈도우 또는 제1의 투명 필름이나 제2의 투명 필름의 기판의 접착면의 외주에 따라 댐(dam) 형태로 도공하며, 자외선(UV) LED나 고압 수은등 등의 UV램프 등을 이용해 자외선으로 미경화시킨다(slightly cured). 그 후에, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 단관능 모노머 등으로 희석한 저점조 조성물액(매우 적합하게는, 점도 2,000~3,000mPas의 조성물이다)에서, 상기 댐으로 형성된 한 개의 기판내에서, 상기 댐에 의해 형성된 내면(접착면의 내면)을 충전 도공하고, 그 후, 다른 기판과 위치 맞춤을 한 후에, 진공하에서 첩합하고, 또는 상압에서의 첩합을 행한다. 그 후에, 예를 들면, 상기한 바와 같이, UV램프등을 이용한 자외선 조사에 의해 경화시킨다. 또, 상기 자외선 조사 등의 광조사 후에, 필요에 따라서 소정의 온도에서 사후 경화(post-curing)를 행하여 경화시킬 수도 있다.
상기 자외선 조사에 이용되는 광원으로서는, 공지된 각종 광원, 예를 들면, 카본 아크등, 수은 증기 아크등, 초고압 수은등, 고압 수은등, 크세논 램프등의 자외선을 유효하게 조사하는 것이 이용된다.
한편, 상기 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 이용하고, 액정표시장치의 경우, LCD 패널과 윈도우, 터치 패널 첩합 장치에 의해, 윈도우와 LCD 패널의 투입, 접착제 도포, (진공) 첩합, 자외선 조사에 의한 가경화(preliminary curing), 자외선 조사에 의한 최종 경화(final curing), 그리고 추출과 같은 일련의 조립 공정에 의한 액정표시장치의 조립이 가능하다. 특히, 오토 얼라이먼트 기능부 제조 장치에 의한 조립 공정에 대해 매우 적합하다.
상기 액정표시장치의 조립 후, 이 액정표시장치에 불편이 생겼을 경우, 극세 와이어를 이용하여 접착제층을 절단하고, 각 패널 플레이트를 박리하고, 그 후 박리면에 잔존하는 수지 찌꺼기를 용제에서 팽윤시켜(swollen) 제거한다. 일반적으로는, 부직포 와이퍼에 리페어 용제(repairing solvent)(팽윤 용제)를 포함하도록 하여, 수지 찌꺼기 위에 정지시키고 팽윤시킨다. 상기 팽윤 용제로서는, 비극성 시클로올레핀 폴리머(COP)에 대해 비침식성이 된다는 관점으로부터, 메틸 ISO부틸 케톤(MIBK) 등의 케톤계, 에스테르계, 에테르계, 셀로솔브(celloslove)계에서 적합하게 비침식성의 팽윤 용제(리페어 용제)를 선택하면 좋다. 수지 찌꺼기를 제거한 후에, 알코올계 용제를 이용해 클리닝 하여, 다시 조립 공정에 회송하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물은, 조사하는 자외선량(적산 광량 : cumulative light amount)에 의해 경화 정도를 제어할 수 있기 때문에, 적산 광량과 와이어 절단 강도의 관계를 사전에 파악해 두면, 소망하는 와이어 절단 강도의 설정이 가능하고, 리워크(복구) 작업성을 임의로 선택할 수 있다. 그리고, 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물의 경화 조건은, 소망하는 특성치를 발휘할 수 있는 자외선 적산 광량과 발열량 적산치의 관계를 도시하여 추정하는 것이 가능하다. 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물의 물성 안정화의 기준으로서는, 90％이상의 발열량 적산치에 상당하는 적산 광량에 대응하는 자외선 조사 조건을 선정하는 것이 바람직하다.
유전율은 재료 고유의 상기적 성질이며, 재료의 화학 구조에 의해서 일의적으로 정해진다. 유전체의 유전율에 대해서는, 잘 알려진 Clausius-Mossotti의 식으로부터, 이하의 식이 유도된다(예를 들면, Van Krevelen, D. W., “Properties of Polymers ”, 232, 590~596, Elsevier Scientific Publishing Company (1970) 참조)：
(ε－1)／(ε＋2)=PLL／V
(식중,ε은 유전율이며, PLL는 몰 분극(cm3／mol)이며, V는 몰 용적(cm3／mol)이다.)
상기 몰 분극은 원자 분극율의 총화로부터 계산되어진다. 그러나, 일반적으로는 치환기나 자유 체적(free volume) 등의 구조적 요인을 고려하면서 설계된다. 또, 근년, 계산 과학에 의해서 정밀도가 우수한 유전율의 추정을 하는 것이 가능해지고 있다.
다만, 유전율은, 수분의 흡-탈습이나 가소제(plasticizer)의 잔류에 기인하는 체적 변화에 따르는 막 두께의 변화나 가동 이온(movable ions)의 상기적 영향에 의해 영향을 받는다. 이 때문에, 수분 관리나 잔류물의 관리를 충분히 실시하는 것이, 소망하는 유전율을 얻기 위해서는 중요하다. 또, 본 발명에 의한 정전 용량 터치 패널에 있어서, 투명층간수지와 투명 필름과의 사이에 공극이 존재하면, 유전체의 본래의 유전특성이 발휘되지 않기 때문에, 투명층간수지와 투명 필름과의 사이에 박리 등이 발생하지 않게, 조심하는 것이 필요하다. 게다가 재료 고유의 유전율에는, 온도나 주파수 의존성이 있다. 이 때문에, 본 발명의 정전 용량 터치 패널을 사용하는 경우에는, 사용 환경(온도, 습도, 주파수) 등에 유의할 필요가 있다.
［층간 점착제］
본 발명으로 사용하는 투명층간수지를, 점착제로 구성할 수도 있다(층간 점착제).
(점착제층)
본 발명으로 사용 가능한 점착제에 있어서의 베이스 폴리머로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 공지의 점착제(감압성 접착제)(예를 들면, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 비닐 알킬 에테르계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 우레탄계 점착제, 불소계 점착제, 에폭시계 점착제, 폴리 에테르계 점착제 등)에 있어서의 베이스 폴리머로부터 적당하게 선택하여 이용할 수 있다. 한편 베이스 폴리머는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
점착제중의 베이스 폴리머의 함유량은, 점착제의 총중량에 대해서, 60 중량％이상(예를 들면 60~100 중량％)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80~100 중량％이다. 점착제를 본 발명에 있어서의 투명층간수지에 사용하는 경우에 있어서, 고유전율 혹은 저유전율의 점착제가 필요하게 되는 경우에는, 각각 다음과 같은 재료를 사용할 수 있다.
(고유전점착제층)
폴리 에테르계 점착제층은, 베이스 폴리머로서 폴리 에테르계 폴리머를 함유한다. 상기 폴리 에테르계 폴리머로서는, 특히 한정은 없지만, 폴리옥시알킬렌계 중합체가 바람직하다.
상기 폴리옥시알킬렌계 중합체로서는, 특히 한정되지 않지만, 중합체의 주쇄가 아래와 같이 일반식(1)에서 나타나는 반복 단위를 가지는 것이 바람직하다.
일반식(1)：－R1－O－ (식중, R1은 알킬렌기이다)
상기 일반식(1) 중의 R1으로는, 탄소수 1~14의 직쇄상 또는 분기상의 알킬렌기가 보다 바람직하고, 한층 바람직하게는 탄소수 2~4의 직쇄상 또는 분기상의 알킬렌기이다.
상기 일반식(1)에서 나타나는 반복 단위의 구체적인 예로서는, －CH2O－,
－CH2CH2O－,－CH2CH(CH3)O－,－CH2CH(C2H5)O－,－CH2C(CH3)2O－, 및 －CH2CH2CH2CH2O－ 등을 들 수 있다. 상기 폴리옥시알킬렌계 중합체의 주쇄골격은, 반복되는 한 종류로 구성되어도 괜찮고, 2종류 이상의 반복 단위로 구성되어도 괜찮다. 특히, 이용가능성(availability), 작업성의 면에서 살펴보면,－CH2CH(CH3)O－를 주된 반복 단위로 하는 중합체가 바람직하다. 또, 중합체의 주쇄에는 옥시알킬렌기 이외의 다른 반복 단위가 포함되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 중합체중의 옥시알킬렌 단위의 총화는, 중합체를 형성하는 모노머 성분 전량(100 중량％)에 대해서, 80 중량％이상이 바람직하고, 특히 바람직하게는 90 중량％이상이다.
상기 폴리옥시알킬렌계 중합체는, 직쇄상의 중합체 또는 분기를 가지는 중합체에서도 좋고, 그러한 혼합물이어도 괜찮지만, 양호한 점착성을 얻기 위해서는, 직쇄상의 중합체를 50 중량％이상 함유하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴계 점착제층은, 베이스 폴리머로서 아크릴계 폴리머를 함유한다. 상기 아크릴계 폴리머는, 아크릴계 모노머를 필수의 모노머 성분으로 한다. 또한, 상기 아크릴계 폴리머는, 아크릴계 모노머의 단독 중합체가 되어도 괜찮고, 복수 종류의 아크릴계 모노머의 공중합체가 되어도 괜찮으며, 아크릴계 모노머와 아크릴계 모노머 이외의 모노머와의 공중합체가 되어도 괜찮다.
상기 아크릴계 모노머로서는, 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르 또는 (메타) 아크릴산 알콕시알킬 에스테르가 바람직하다. 한편 「(메타) 아크릴」이란, 「아크릴」및／또는 「메타크릴」을 나타내며, 다른 것도 마찬가지이다.
상기 아크릴계 모노머로서는, 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는(메타) 아크릴산 알킬 에스테르만이 이용되어도 괜찮고, (메타) 아크릴산 알콕시 알킬 에스테르만이 이용되어도 괜찮고, 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르와 (메타)아크릴산 알콕시알킬 에스테르가 병행되어 이용되어도 괜찮다. 한편 상기 아크릴계 모노머로서 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르와 (메타)아크릴산 알콕시알킬 에스테르가 병행되어 이용되는 경우, 그 비율은, 특히 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용되는 점착제에 있어서, 소망하는 유리 접착력을 얻으면서, 유전율을 높게 한다는 관점에서 보면, 상기 아크릴계 모노머로서는, (메타)아크릴산 알콕시알킬 에스테르가 이용되는 것이 바람직하다.
상기 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 이소프로필, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 ISO부틸, (메타)아크릴산 s－부틸, (메타)아크릴산 t－부틸, (메타)아크릴산 펜틸, (메타)아크릴산 ISO펜틸, (메타)아크릴산 헥실, (메타)아크릴산 헥실, (메타)아크릴산 옥틸, (메타)아크릴산 2－에틸 헥실, (메타)아크릴산 ISO 옥틸, (메타)아크릴산 노닐, (메타)아크릴산 ISO 노닐, (메타)아크릴산 디실, (메타)아크릴산 ISO 디실, (메타)아크릴산 운데실(undecyl), (메타)아크릴산 도데실, (메타)아크릴산 트리데실, (메타)아크릴산 테트라실, (메타)아크릴산 펜타데실, (메타)아크릴산 헥사 디실, (메타)아크릴산 헵타데실, (메타)아크릴산 옥타데실, (메타)아크릴산 노나데실, (메타)아크릴산 에이코실 등의 탄소수가 1~20의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르를 들 수 있다.
상기 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르 중에서도, 탄소수가 1~14의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는(메타)아크릴산 알킬 에스테르가 바람직하고, 탄소수가 1~10의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르가 보다 바람직하다. 한편 상기 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르는, 단독으로 또는 2종 이상 조합해서 이용된다.
상기 (메타)아크릴산 알콕시알킬 에스테르로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, (메타)아크릴산 2－메톡시 에틸, (메타)아크릴산 2－에톡시 에틸, (메타)아크릴산 메톡시트리에틸렌글리콜, (메타)아크릴산 3－메톡시프로필, (메타)아크릴산 3－에톡시프로필, (메타)아크릴산 4－메톡시부틸, (메타)아크릴산 4－에톡시부틸 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 (메타)아크릴산 알콕시 알킬에스테르는, 아크릴산 알콕시알킬 에스테르가 바람직하고, 아크릴산 2－메톡시에틸(2 MEA)이 보다 바람직하다.
상기 아크릴계 폴리머에 있어서, 상기 아크릴계 폴리머를 형성하는 전체 모노머 성분(100 중량％) 중의 상기 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르 및 상기 (메타)아크릴산 알콕시알킬 에스테르의 합계량의 비율은, 특히 한정되지 않지만, 점착 시트의 접착성 및 유전율의 조정을 용이하게 하는 점에서 살펴보면, 아크릴계 폴리머를 형성하는 모노머 성분 전량(100 중량％)에 대해서, 70 중량％ 이상(예를 들면 70~100 중량％)이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 중량％ 이상(예를 들면 80~100 중량％)이다.
한편 상기 아크릴계 모노머로서 상기 (메타)아크릴산 알콕시알킬 에스테르가 이용되는 경우, 상기 아크릴계 폴리머를 형성하는 전체 모노머 성분(100 중량％) 중의 상기 (메타)아크릴산 알콕시알킬 에스테르의 비율은, 광학 부재에 대한 양호한 접착성을 가지며, 그리고 높은 유전율을 가지는 점착 시트를 얻기 용이하다는 관점에서 보면, 적어도 40 중량％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 중량％ 이상이다.
(저유전점착제층)
점착제층이, 탄소수 6~10의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 아크릴산 알킬 에스테르, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 메타크릴산 알킬 에스테르, 지방 환식 탄화수소기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 및 질소 함유 모노머로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 한 개 이상의 모노머 성분으로 구성되어 있으며, 상기 모노머 성분의 비율이 아크릴계 폴리머를 구성하는 모노머 성분 전량(100 중량％)에 대해서 60 중량％ 이상인 아크릴계 폴리머를 포함하는 아크릴계 점착제층인 것이 바람직하다.
게다가, 본 발명에서 사용하는 점착제에서는, 상기 지방환식 탄화수소기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르가, (메타)아크릴산 시클로헥실, (메타)아크릴산 이소보닐로 구성되는 그룹으로 선택되는 적어도 한 개의 모노머인 것이 바람직하다.
게다가, 본 발명에서 사용하는 점착제에서는, 상기 질소 함유 모노머가, (메타)아크릴로일모르포린, N－비닐피롤리돈으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 한 개의 모노머인 것이 바람직하다.
(점착제층 일반)
투명층간수지의 투명성이나, 가공성, 내구성 등의 관점으로부터, 베이스 폴리머로서는 공지의 아크릴계 점착제나 폴리 에테르계 점착제에 있어서의 베이스 폴리머를 매우 적합하게 이용할 수 있으며, 특히 아크릴계 점착제에 있어서의 베이스 폴리머를 매우 적합하게 이용할 수 있다.
폴리 에테르계 점착제의 베이스 폴리머로서는, 특히 제한은 없지만, 예를 들면, 폴리옥시알킬렌계 중합체를 들 수 있다. 폴리옥시알킬렌계 중합체중에서도, 중합체의 주쇄가, 아래와 같은 일반식(2)에서 나타나는 반복 단위를 가지는 것이 매우 적합하다.
일반식(2)：－R1－O－ (식중, R1은 알킬렌기이다)
R1은, 탄소수 1~14의, 또 2~4의, 직쇄상 또는 분기쇄의 알킬렌기가 바람직하다.
일반식(2)에서 나타나는 반복 단위의 구체적인 예로서는, －CH2O－, －CH2CH2O－,－CH2CH(CH3)O－,－CH2CH(C2H5)O－,－CH2C(CH3)2O－, 및 －CH2CH2CH2CH2O－ 등을 들 수 있다. 폴리옥시알킬렌계 중합체의 주쇄 골격은, 한 종류만의 반복 단위로 구성되어도 괜찮고, 2종류 이상의 반복 단위로 구성되어도 괜찮다. 특히, 이용가능성, 작업성의 관점으로부터, －CH2CH(CH3)O-를 주된 반복 단위로 하는 중합체가 바람직하다. 또, 중합체의 주쇄에는 옥시알킬렌기 이외의 다른 반복 단위가 포함되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 중합체중의 옥시 킬렌 단위의 총화는, 80 중량％ 이상이 바람직하고, 특히 바람직하게는 90 중량％ 이상이다.
폴리옥시알킬렌계 중합체는, 직쇄의 중합체 또는 분기를 가지는 중합체에서도 좋으며, 그러한 혼합물이어도 괜찮지만, 양호한 점착성을 얻기 위해서, 직쇄의 중합체를 50 중량％ 이상 함유하고 있는 것이 바람직하다.
아크릴계 점착제의 베이스 폴리머로서의 아크릴계 폴리머는, 아크릴계 모노머를 필수의 모노머 성분으로서 형성된다. 본 발명에서는, 이러한 아크릴계 모노머로서 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르(이하, 단지 「(메타)아크릴산 알킬 에스테르」를 칭하는 경우가 있다) 또는 (메타)아크릴산 알콕시 에스테르를 매우 적합하게 이용할 수 있다. 한편, 「(메타) 아크릴」이란, 「아크릴」및／또는 「메타크릴」을 나타내며, 다른 것도 마찬가지이다.
본 발명에서는, 앞에서 본 아크릴계 모노머로서 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르를 이용하는 경우에, 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르를 단독으로 이용해도 괜찮고, 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르와 (메타)아크릴산 알콕시 에스테르를 병행해서 이용해도 괜찮다. 한편 병행하는 경우에는, 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르와 (메타)아크릴산 알콕시 에스테르와의 비율은, 특히 제한되지 않고, 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르가 (메타)아크릴산 알콕시 에스테르보다, 많거나 적어도 괜찮으며, 동일해도 좋다.
상기의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, (메타)아크릴산 메틸, (메타) 아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 이소프로필, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 ISO부틸, (메타)아크릴산 s－부틸, (메타)아크릴산 t－부틸, (메타)아크릴산 펜틸, (메타)아크릴산 ISO펜틸, (메타)아크릴산 헥실, (메타)아크리르산헤브틸, (메타)아크릴산 옥틸, (메타)아크릴산 2－에틸헥실, (메타)아크릴산 ISO옥틸, (메타)아크릴산 노닐, (메타)아크릴산 ISO노닐, (메타)아크릴산 디실, (메타)아크릴산 ISO디실, (메타)아크릴산 운데실, (메타)아크릴산 도데실, (메타)아크릴산 트리데실, (메타)아크릴산 테트라 디실, (메타)아크릴산 펜타데실, (메타)아크릴산 헥사 디실, (메타)아크릴산에 헵타데실, (메타)아크릴산 옥타데실, (메타)아크릴산 노나데실, (메타) 아크릴산 에이코실 등의 알킬기의 탄소수가 1~20의 (메타)아크릴산 알킬 에스테르를 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴산 알킬 에스테르는 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 알킬기의 탄소수가 1~14의 (메타)아크릴산 알킬 에스테르가 바람직하고, 보다 바람직하게는 알킬기의 탄소수가 1~10의 (메타)아크릴산 알킬 에스테르이다.
상기의 (메타)아크릴산 알콕시 알킬 에스테르로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, (메타)아크릴산 2－메톡시 에틸, (메타)아크릴산 2－에톡시 에틸, (메타)아크릴산 메톡시트리에틸렌글리콜, (메타)아크릴산 3－메톡시 프로필, (메타)아크릴산 3－에톡시프로필, (메타)아크릴산 4－메톡시부틸, (메타)아크릴산 4－에톡시부틸 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴산 알콕시 알킬 에스테르가 바람직하고, 특히 아크릴산 2－메톡시에틸(2 MEA)이 바람직하다. 상기 (메타)아크릴산 알콕시 알킬 에스테르는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 아크릴계 모노머의 함유량은, 점착제층의 접착성의 관점으로부터, 아크릴계 폴리머를 형성하는 모노머 성분 전량에 대해서, 70 중량％ 이상(예를 들면 70~100 중량％)이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 중량％이상(예를 들면 80~100 중량％)이며, 한층 바람직하게는 90 중량％ 이상(예를 들면 90~100 중량％)이다.
또한, 베이스 폴리머인 아크릴계 폴리머를 형성하는 모노머 성분에는, 상기 아크릴계 모노머(직쇄 또는 분기쇄장의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, (메타)아크릴산 알콕시 알킬 에스테르) 이외에도, 극성기 함유(polar-group containing) 모노머, 다관능성 모노머나 그 외의 공중합성 모노머가, 공중합 모노머 성분으로서 포함되어 있어도 괜찮다.
극성기함유 모노머로서는, 예를 들면, (메타)아크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸말산, 크로톤산, ISO크로톤산 등의 카르보키실기 함유 모노머 또는 그 무수물(무수 말레산 등)；(메타)아크릴산 2－히드록시에틸, (메타)아크릴산 3－히드록시프로필, (메타)아크릴산 4－히드록시부틸, (메타) 아크릴산 6－히드록시헥실 등의(메타) 아크릴산 히드록시알킬, 비닐 알코올, 아릴 알코올 등의 히드록실기(수산기) 함유 모노머；(메타)아크릴 아미드, N, N－디메틸 (메타)아크릴아미드, N－메틸올 (메타)아크릴아미드, N－메톡시 메틸(메타)아크릴아미드, N－부톡시메틸 (메타)아크릴 아미드, N－히드록시에틸 아크릴아미드 등의 아미드기 함유 모노머；(메타)아크릴산 아미노에틸, (메타)아크릴산 디메틸아미노에틸, (메타)아크릴산 t－부틸아미노 에틸 등의 아미노기 함유 모노머；(메타)아크릴산 글리시딜, (메타)아크릴산 메틸글리시딜 등의 글리시딜기 함유 모노머: 아크릴로니트릴이나 메타크리로니트릴등의 시아노기(cyno-group) 함유 모노머；N－비닐-2－피로리돈, (메타)아크릴로일 모르포린, N－비닐-피리딘, N－비닐-피페린, N－비빌 피리미딘, N－비닐 피페라진, N－비닐 피롤, N－비닐 이미다졸, N－비닐 옥사졸 등의 복소환(heterocyclic ring) 함유 비닐계 모노머；비닐 술폰산 나트륨 등의 술폰산기 함유 모노머；2－히드록시에틸 아크릴로일 인산염(phosphate) 등의 인산기 함유 모노머；시클로헥실 마레이미드(maleimide), 이소프로필 마레이미드 등의 이미드기 함유 모노머；2－메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 등의 이소시아네이트기 함유 모노머 등을 들 수 있다. 상기 극성기함유 모노머는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
극성기함유 모노머로서는, 상기 중에서도, 카르복실기 함유 모노머 또는 그것의 산무수물(anhydrides), 히드록실기 함유 모노머, 아미노기 함유 모노머, 아미드기 함유 모노머, 복소환 함유 비닐계 모노머가 바람직하고, 특히 바람직하게는 아크릴산(AA), 메타크릴산(MAA), 아크릴산 2－히드록시 에틸(2 HEA), 아크릴산 6－히드록시헥실(HHA), 아크릴산 4－히드록시부틸(4 HBA), N－비닐-2－피롤리돈(NVP), N－히드록시에틸 아크릴아미드(HEAA) 등이다.
극성기 함유 모노머의 함유량은, 아크릴계 폴리머를 형성하는 모노머 성분 전체량에 대해서, 40 중량％이하(예를 들면, 0.01~40 중량％)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~30 중량％이다. 함유량이 40 중량％를 넘으면, 예를 들면, 점착제층의 응집력이 너무 높아 지게 되어 응력 완화성이 저하할 우려가 있다. 또한, 함유량이 0.01 중량％미만으로 너무 적으면, 점착제층의 응집력이 저하되어 점착 성능이 저하한다.
다관능성 모노머로서는, 예를 들면, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타) 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 아릴 (메타)아크릴레이트, 비닐 (메타)아크릴레이트, 디비닐 벤젠, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 다관능성 모노머는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
다관능성 모노머의 함유량은, 특히 한정되지 않지만, 아크릴계 폴리머를 형성하는 모노머 성분 전량(100 중량부%)에 대해서, 5 중량%이하(예를 들면 0.01~5 중량%)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 중량%이하(예를 들면, 0.01~1 중량%)이다. 다관능성 모노머의 함유량이 5 중량％를 넘으면 점착제층의 응집력이 너무 높아 지게 되어 응력 완화성이 저하할 우려가 있다.
또한, 상기의 극성기함유 모노머나 다관능성 모노머 이외의 공중합성 모노머(그 외의 공중합성 모노머)로서는, 예를 들면, 시클로펜틸 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트 등의 지방환식 탄화수소기(alicyclic hydrocarbon group)를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 또는 페닐 (메타)아크릴레이트 등의 방향족 탄화수소기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 등의 상술한 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, 극성기함유 모노머나 다관능성 모노머 이외의 (메타)아크릴산 에스테르；초산 비닐, 프로피온산 비닐 등의 비닐 에스테르류；스틸렌, 비닐 톨루엔 등의 방향족 비닐 화합물；에틸렌, 부타디엔, 이소프렌, ISO부틸렌 등의 올레핀 또는 디엔류(dienes)；비닐 알킬 에테르 등의 비닐 에테르류；염화 비닐 등을 들 수 있다.
베이스 폴리머로서의 아크릴계 폴리머는, 상기의 모노머 성분을 공지되거나 또는 일반적으로 사용되는 중합 방법에 의해 중합하여 제조할 수 있다. 아크릴계 폴리머의 중합 방법으로서는, 예를 들면, 용액 중합 방법, 유화 중합 방법, 벌크(bulk) 중합 방법이나 활성 에너지빔 조사에 의한 중합 방법(활성 에너지빔 중합 방법, 광량 중합 방법)등을 들 수 있다. 상기 중에서도 투명성, 내수성, 코스트 등의 관점에서 보면, 용액 중합 방법, 활성 에너지빔 중합 방법이 바람직하고, 특히 비교적 두꺼운 점착제층을 형성하는 경우에는, 활성 에너지빔 중합 방법이 바람직하고, 그 중에서도, 자외선 조사(irradiation)에 의한 자외선 중합 방법이 바람직하다.
활성 에너지빔 중합(광중합)에서는, 조사되는 활성 에너지빔(energy beam)으로서는, 예를 들면,α선,β선,γ선, 중성자선, 전자선 등의 전리성(電離性 : inonizing radiation) 방사선이나, 자외선 등을 들 수 있다. 특히, 자외선이 매우 적합하다. 또한, 활성 에너지빔의 조사 에너지, 조사 시간, 조사 방법 등은 특히 제한되지 않고, 광중합 개시제를 활성화시키고, 모노머 성분의 반응을 일으키도록 할 수 있으면 괜찮다.
용액 중합에서는, 각종의 일반적인 용제를 이용할 수 있다. 이러한 용제로서는, 초산에틸, 초산 n－부틸 등의 에스테르류；톨루엔, 벤젠 등의 방향족 탄화수소류；n－헥산, n－헵탄 등의 지방족 탄화수소류；시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 지방환식 탄화수소류；메틸 에틸 케톤, 메틸 ISO부틸 케톤 등의 케톤류 등의 유기용제를 들 수 있다. 용제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
아크릴계 폴리머의 제조에서는, 중합 반응의 종류에 따라, 열중합 개시제나 광중합 개시제(광개시제) 등의 중합 개시제를 이용할 수 있다. 중합 개시제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제로서는, 특히 제한되지 않고, 예를 들면, 벤조인 에테르계 광중합 개시제, 아세톤페논계 광중합 개시제,α－케토르계 광중합 개시제, 방향족 술포닐 클로라이드계 광중합 개시제, 광활성 옥심계 광중합 개시제, 벤조인계 광중합 개시제, 벤질계 광중합 개시제, 벤조페논계 광중합 개시제, 케탈계(ketal-based) 광중합 개시제, 치오산톤계(thioxanthone) 광중합 개시제 등을 이용할 수 있다.
상기의 벤조인 에테르계 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 프로필 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 2,2－디메톡시-1,2－디페닐에탄-1－온, 아니솔(anisole) 메틸 에테르 등을 들 수 있다. 아세트페논계 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 2,2－디에톡시아세토페논, 2,2－디메톡시-2－페닐아세토페논, 1－히드록시시클로헥실페닐케톤, 4－페녹시디클로로아세토페논, 4－(t－부틸)디클로로아세토페논 등을 들 수 있다. α－케토르계 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 2－메틸-2－히드록시프로피오페논, 1－4－(2－히드록시에틸)페닐］－2－메틸프로판-1－온 등을 들 수 있다. 방향족 술포닐 클로라이드계 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 2－나프탈렌술포닐 클로라이드 등을 들 수 있다. 광활성 옥심계(oxim-based) 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 1－페닐-1,1－프로판디온-2－(o－에톡시카르보닐)－옥심 등을 들 수 있다. 벤조인계 광중합 개시제로는, 예를 들면, 벤조인 등을 포함한다. 벤질계 광중합 개시제로는, 예를 들면, 벤질 등이 포함된다. 벤조페논계 광중합 개시제는, 예를 들면, 벤조페논, 벤조일 안식향산(benzoate), 3,3´－디메틸-4－메톡시벤조페논, 폴리비닐 벤조페논,α－히드록시시클로헥실 페닐케톤 등이 포함된다. 케탈계 광중합 개시제로는, 예를 들면, 벤질 디메틸 케탈등이 포함된다. 티오산톤계 광중합 개시제로는, 예를 들면, 티오산톤, 2－클로로티오산톤, 2－메틸티오산톤, 2,4－디메틸 티오산톤, 이소프로필 티오산톤, 2,4－디이소프로필 티오산톤, 도데실 티오산톤 등이 포함된다.
광중합 개시제의 사용량으로서는, 특히 제한되지 않지만, 예를 들면, 아크릴계 폴리머를 형성하는 모노머 성분 전량 100 중량부에 대해서 0.005~1 중량부가 바람직하다. 한편 광중합 개시제는, 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
열중합 개시제로서는, 예를 들면, 아조계(azo-basd) 중합 개시제［예를 들면, 2,2´－아조비스이소부티로니트릴, 2,2´－아조비스-2－메틸부티로니트릴, 2,2´－아조비스(2-메틸프로피온산) 디메틸, 4,4´－아조비스-4－시아노발레릭산, 아조비스이소발레로니트릴, 2,2´－아조비스(2－아미디노프로판)디히드로클로라이드, 2,2´－아조비스［2－(5－메틸-2－이미다조린-2－일) 프로판］디히드로클로라이드, 2, 2´－아조비스(2－메치르프로피온아미딘)이황산염, 2,2´－아조비스(N, N´－디메틸렌이소부틸아미딘)디히드로클로라이드] 등, 과산화물계 중합 개시제(예를 들면, 디벤조일 과산화물 및 t－부틸 페르마레에이트(permaleate) 등), Redox계 중합 개시제등을 들 수 있다. 열중합 개시제의 사용량으로서는, 특히 제한되지 않고, 종래, 열중합 개시제로서 이용 가능한 범위이면 좋다.
상기 점착제에는, 가교제가 이용되어도 괜찮다. 가교제가 이용되고 있으면, 아크릴계 폴리머를 가교시켜, 점착제층의 응집력을 한층 크게 할 수 있다. 가교제로서는, 특히 제한되지 않고 종래 공지의 것을 넓게 이용할 수 있지만, 특히 이소시아네이트계 가교제나 에폭시계 가교제를 매우 적합하게 이용할 수 있다. 한편 가교제는, 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 가교제로서는, 예를 들면, 1,2－에틸렌 디이소시아네이트, 1,4－부틸렌 디이소시아네이트, 1, 6－헥사메틸렌 디이소시아네이트 등의 저급 지방족 폴리이소시아네이트류；시클로펜틸렌 디이소시아네이트, 시클로헥실렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 수소 첨가 톨릴렌 디이소시아네이트, 수소 첨가 크실렌 디이소시아네이트 등의 지환족 폴리이소시아네이트류；2,4－톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6－톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4´－디페닐메탄 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트류 등을 들 수 있다. 게다가, 트리메틸올프로판／톨릴렌 디이소시아네이트 부가물［일본 폴리우레탄 공업(주)에서 제조, 상품명 「콜로네이트 L」］, 트리메틸올프로판／헥사메틸렌 디이소시아네이트 부가물［일본 폴리우레탄 공업(주) 제조, 상품명 「콜로네이트 HL」］등도 이용된다.
상기 에폭시계 가교제로서는, 예를 들면, N, N, N´, N´ －테트라글리시딜-m－크실렌디아민, 디글리시딜아닐린, 1,3－비스(N, N－디글리시딜아미노메틸)시클로 헥산, 1,6－ 헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 소르비톨 폴리글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 펜타에리트리올 폴리글리시딜 에테르, 폴리글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 소르비탄 폴리글리시딜 에테르, 트리메틸올 프로판 폴리글리시딜 에테르, 아디픽산 디글리시딜 에테르, o-프탈릭산 디글리시딜 에테르, 트리글리시딜-트리스(2－히드록시에틸) 이소시아누레이트, 레조르진(resorsin) 디글리시딜 에테르, 비스페놀-S－디글리시딜에테르와, 분자내에 에폭시기를 2개 이상 가지는 에폭시계 수지 등을 들 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들면, “TETTRAD C"( 미츠비시 가스 화학(주) 제조 , 상품명 「테트랏드 C」)가 이용될 수 있다.
상기 가교제의 사용량으로서는, 특히 제한되지 않고, 예를 들면, 아크릴계 폴리머 100 중량부에 대해서, 통상, 0.001~20 중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01~10 중량부이다. 그 중에서도, 이소시아네이트계 가교제를 이용하는 경우, 이소시아네이트계 가교제의 사용량은, 아크릴계 폴리머 100 중량부에 대해서, 0.01~20 중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01~3 중량부이다. 또, 에폭시계 가교제를 이용하는 경우, 에폭시계 가교제의 사용량은, 아크릴계 폴리머 100 중량부에 대해서, 0.001~5 중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01~5 중량부이다.
상기 점착제에는, 또, 필요에 따라서, 가교 촉진제, 점착 부여제(예를 들면, 로진(rosin) 유도체 수지, 포리테르펜 수지, 석유 수지, 유용성 페놀 수지 등), 노화 방지제, 충전제, 착색제(안료나 염료 등), 자외선 흡수제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 가소제, 연화제, 계면활성제, 대전 방지제 등의 공지의 첨가제를, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서의 투명층간수지에 점착제를 사용하는 경우, 점착제층의 형성 방법은, 공지 및 관용의 점착제층의 형성 방법을 이용하는 것이 가능하며, 또 베이스 폴리머의 중합 방법 등에 의해 적합한 방법이 달라지며, 특히 한정되지는 않지만, 예를 들면, 이하의 방법을 들 수 있다.
(1) 베이스 폴리머(예를 들면, 아크릴계 폴리머)를 형성하는 모노머 성분의 혼합물(모노머 혼합물) 또는 그 부분 중합물 및 필요에 따라서 광중합 개시제 등의 첨가제를 포함하는 조성물(점착제 조성물, 활성 에너지빔 경화형의 점착제 조성물)을, 기판 또는 박리 라이너(release liner)상에 도포(도공)하고, 활성 에너지빔을 조사하고, 점착제층을 형성한다.
(2) 베이스 폴리머, 용제, 필요에 따라서 첨가제를 포함하는 조성물(점착제 조성물, 용제형의 점착제 조성물)(용액)을, 기판 또는 박리 라이너상에 도포(도공)하고, 건조 및／또는 경화시켜 점착제층을 형성한다.
(1) 및 (2)의 각 방법에서는, 필요에 따라서, 가열건조 공정이 설치되어 있어도 괜찮다. 한편 상기 「모노머 혼합물」이란 베이스 폴리머를 형성하는 모노머 성분만으로 구성되는 혼합물을 의미한다. 또한, 상기 「부분 중합물」이란, 상기 모노머 혼합물의 구성 성분중 1 또는 2이상의 성분이 부분적으로 중합하고 있는 조성물을 의미한다. 또한, 「점착제 조성물」에는 「점착제층을 형성하기 위한 조성물」이라고 하는 의미를 포함하는 것으로 한다.
한편, 상기의 점착제층의 형성 방법에 있어서의 도포(도공)에서는, 공지의 코팅법을 이용하는 것이 가능하고, 일반적인 방법의 코타(coater), 그라뷰(gravure) 코타, 리버스(reverse) 코타, 키스 롤 코타, 딥 롤 코타, 바 코타, 나이프 코타, 스프레이 코타, 콤마 코타, 다이렉트 코타 등을 이용할 수 있다.
본 발명에서 채용하는 투명층간수지의 두께는, 여러 가지의 요구 특성에 따라서 결정하면 좋다. 본 발명에 있어서의 제1의 투명층간수지의 경우, 정전 용량 터치 패널의 감도 향상의 관점에서는, 터치 패널에 대한 손 접촉후의 수신측 ITO 전극과 송신측 ITO 전극간의 정전 용량인 Cfinger가 커지게 되므로, 얇은 것이 바람직하고, 예를 들면 5~500μm인 것이 바람직하다. 또한, 제1의 투명층간수지가 점착제인 경우, 윈도우의 가장자리 영역에 인쇄된 데코레이션(decoration)(터치 패널의 배선을 보이지 않도록 하는 것을 목적으로 하는 것)에 의해서 단차(step)가 생긴다. 이 단차를 흡수할 수 있는 점착제의 두께로서 매우 적합한 두께는, 50~300μm정도이다. 본 발명에 있어서의 제2의 투명층간수지의 경우, 정전 용량 터치 패널의 감도 향상의 관점에서는, 터치 패널에의 손접촉 이전의 수신측 ITO 전극과 송신측 ITO 전극간의 정전 용량인 CITO가 작아지므로, 두꺼운 것이 바람직하고, 예를 들면 5~500μm로 할 수 있으며, 더욱 바람직한 것은 10~200μm정도이다.
제2의 투명층간수지가 점착제이며, 본 발명에 있어서의 투명 필름이 PET인 경우에는, 가습 시험으로 점착제가 백탁하는(cloudy) 불편을 방지하는 관점으로부터, 점착제 두께를 얇게 하거나, 혹은, 가열 시험에서 PET 재료로부터의 올리고머 성분의 발생을 방지하는 관점으로부터, 점착제의 두께를 두껍게 하여, 다른 요구를 만족하도록, 두께를 결정할 수 있다.
본 발명에 있어서의 투명층간수지의 가시광선 파장 영역에 있어서의 전체 광선 투과율(JISK7361에 준한다)은, 특히 한정되지 않지만, 90％이상(예를 들면 90~99.9％)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 91％이상(예를 들면 91~99.9％)인 것이 바람직하다. 또한, 투명층간수지의 헤이즈(JISK7136에 준한다)는, 특히 한정되지 않지만, 3.0％이하(예를 들면 0.1~3.0％)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0％이하(예를 들면 0.1~2.0％)이다. 본 발명에 의한 정전 용량 터치 패널의 시인성의 점에서는, 투명층간수지는, 높은 투명성을 가지는 것이 바람직하기 때문이다. 한편 상기 전체 광선 투과율 및 상기 헤이즈는, 예를 들면, 헤이즈메타(haze meter)(무라카미 색채 기술 연구소 제조, 상품명 「HM－150」)를 이용해 측정할 수 있다.
〔정전 용량 터치 패널의 제조〕
도 1에, 본 발명의 한 양태에 의한 정전 용량 터치 패널의 단면을 나타내는 모식도를 나타내고 있다. 본 발명에서 사용하는 투명층간수지로서 자외선 경화형 접착제 조성물 등의 액상 수지를 사용하는 경우에는, 본 발명의 정전 용량 터치 패널을, 다음과 같이 제조할 수 있다. 제1의 투명층간수지(2)를 이용하고, 커버 유리인 윈도우(1)와 제1의 투명 도전 전극 패턴(3)이 형성된 제1의 투명 필름(4)의 투명 도전 전극 패턴(3)이 형성되어 있는 방향의 면과의 사이를 충전한다. 그 다음에, 제1의 투명층간수지(2)에 비해 유전율이 작은 제2의 투명층간수지(5)를 이용하고, 상기 제1의 투명 필름(4)의 투명 도전 전극 패턴(3)이 형성되어 있지 않은 방향의 면과 제2의 투명 도전 전극 패턴(6)이 형성된 제2의 투명 필름(7)의 투명 도전 전극 패턴(6)이 형성되어 있는 방향의 면과의 사이를 충전한다. 그리고, 자외선을 조사하는 것 등에 의해, 제1의 투명층간수지(2) 및 제2의 투명층간수지(5)를, 각각 경화시킨다.
본 발명에서 사용하는 투명층간수지로서 층간 점착제를 사용하는 경우, 본 발명의 정전 용량 터치 패널을, 다음과 같이 제조할 수 있다. 다시, 도 1을 참조하면, 고유전율 점착제의 시트를 제1의 투명층간수지(2)로서 커버 유리인 윈도우(1)와 제1의 투명 도전 전극 패턴(3)이 형성된 제1의 투명 필름(4)의, 투명 도전 전극 패턴(3)이 형성되어 있는 방향의 면을 첩부한다. 그 다음에, 저유전율 점착제의 시트를 제2의 투명층간수지(5)로서, 상기 제1의 투명 필름(4)의 투명 도전 전극 패턴(3)이 형성되어 있지 않은 방향의 면과 제2의 투명 도전 전극 패턴(6)이 형성된 제2의 투명 필름(7)의 제2의 투명 도전 전극 패턴(6)이 형성되어 있는 빙향의 면을 첩부한다. 이하에, 실시예를 나타내며, 본 발명에 대해 추가적으로 상세하게 설명한다. 본 발명은 이 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.
〔실시예〕
［액상층간수지를 사용한 예］
[실시예 1]
〔제1의 투명층간수지용의 액상층간충전 수지〕
수산기를 함유하는 비닐 중합체로서 점도 14,000mPas, 중량 평균 분자량 11,000, 수산기 당량(OHV) 20mgKOH／g의 액상 아크릴 중합체를 40g(OH기로서 0.0143mol), 헥사메틸렌 이소시아네이트 0.60g(0.0036 mol), 2－이소시아네이트 에틸메타크릴레이트 0.28g(0.0018 mol)을 각각 반응 용기에 투입하고, 질소 기류하에서, 뜨거운 물의 용기에서 50℃로 유지했다. 그 후에, 디부틸주석 라우레이트(촉매) 0.0018g(2－이소시아네이트 에틸메타크릴레이트와 헥사메틸렌 이소시아네이트의 합계량에 대해서 0.2 중량％)을 첨가하고, 8시간 보관 유지하여 반응시켰다. 그리고, 적외 흡수스펙트럼(FT－IR：사모 일렉트론 사제, FT－IR200형)을 이용하고, 반응 생성물에 있어서의 2260cm-1(이소시아네이트기에서 유도된 특성 흡수대)의 소실을 확인했다. 이에 의해, 측쇄에 메타크릴일기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체(중량 평균 분자량 100,000)가 생성한다는 것을 알 수 있다. 다음에, 상기의 측쇄에 메타크릴로일기 함유 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체 7.0g, 희석제인 3-테트라히드로후르후릴아크릴레이트 3.0g, 3－아크리옥시프로필 트리메톡시실란 0.3g, 광래디칼 중합 개시제로서 1－히드록시-시클로-헥실-페닐-케톤 0.21g, 비스(2,4,6－트리메틸벤조일)-페닐 포스핀옥사이드 0.09g를 각각 준비하고, 차광 상태에서, 유성교반탈포기(a planetary stirring/defoaming apparatus)에서 혼합하여, 목적으로 하는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 제작했다. E형 회전 점토계(viscometer)를 이용해 25℃에서 측정한 점도는, 3,000 mPas였다.
〔제2의 투명층간수지용의 액상층간충전 수지〕
상기의 측쇄에 메타크릴로일기 함유 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체 10.0g, 3－아크릴옥시프로필 트리메톡시실란 0.3g, 광래디칼 중합 개시제로서 1－히드록시-시클로-헥실-페닐-케톤 0.21g, 비스(2,4,6－트리메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드 0.09g를 각각 준비했다. 그 이외는 상기와 같이하여 목적으로 하는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 제작했다. E형 회전 점토계를 이용하여 25℃에서 측정한 점도는, 60,000 mPas였다.
〔층간 수지의 유전율의 측정〕
실리콘 고무 주형 몰드(rubber cast mold)를 준비하고, 상기 각 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 각각 주형 몰드에 넣고, 적산 광량(cumulative light amount) 6000mJ／cm2의 조건으로 자외선을 조사하여, 직경 50mm, 두께 2mm의 원판을 제작하고, 직경 30mm의 주전극, 직경 50mm의 이면 전극 및 가이드 전극을 부착하고, 안도 상기 주식회사 제작 TR－1100 유전체 손해 자동 측정 장치를 이용하고, 실온(25℃), 주파수 100kHz에서, 제1의 투명층간수지 및 제2의 투명층간수지의 유전율을, 각각 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔정전 용량 터치 패널의 조립〕
상기 제1의 투명층간수지용의 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 이용하고, 커버 유리(두께 1000μm, 유전율 7.4)와 투명 도전 전극 패턴이 형성된 제1의 투명 필름(투명 필름의 두께 200μm, 유전율 3.1, 수신측 ITO 전극)의 투명 도전 전극 패턴이 형성되고 있는 방향의 면과의 사이(두께 100μm, 면적 0.03cm2)를 충전하고, 또한, 상기 제2의 투명층간수지용의 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 이용하고, 상기 제1의 투명 필름의 수신측 ITO 전극의 투명 도전 전극 패턴이 형성되어 있지 않은 방향의 면과 투명 도전 전극 패턴이 형성된 제2의 투명 필름(송신측 ITO 전극)의 투명 도전 전극 패턴이 형성되어 있는 방향의 면과의 사이(두께 50μm)를 충전하고, 적산 광량 6,000mJ／cm2의 조건에서 자외선을 조사하는 것으로써, 각각의 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 경화하고, 정전 용량 터치 패널을 제작했다.
〔정전 용량 변화율의 측정〕
터치 센서 감도의 지표가 되는 정전 용량 변화율을, 터치 패널에 대한 손접촉 이전의 수신측 ITO 전극과 송신측 ITO 전극간의 정전 용량인 CITO와 손접촉 이후의 수신측 ITO 전극과 송신측 ITO 전극간의 정전 용량인 Cfinger와의 비가 되는 ΔC(％)=Cfinger／Cito×100으로서 측정했다. 정전 용량은 아지렌트사 제작 LCR 미터(4284A)를 이용해 측정했다. 한편 정전 용량은, 무라타 소프트웨어사 제작의 Femtet를 사용해 계산을 하여, 시뮬레이션에 의해 구할 수도 있다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
〔제1의 투명층간수지용의 액상층간충전 수지〕
실시예 1에서 제작한 수신측 ITO층과 송신측 ITO층간의 액상층간충전 수지를, 커버 유리와 수신측 ITO 전극간의 액상층간충전 수지로서 이용했다.
〔제2의 투명층간수지용의 액상층간충전 수지〕
실시예 1에서 제작한 측쇄에 메타크릴로일기 함유 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체 8.0g, 희석제인 아크릴산 2.0g, 3－아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.3g, 3－아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.3g, 광래디칼 중합 개시제로서 1－히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 0.21g, 비스(2,4,6－트리메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드 0.09g를 각각 준비히고, 수신측 ITO층과 송신측 ITO층간의 액상층간충전 수지로서 이용했다. 그 이외는 실시예 1과 같이하여 목적으로 하는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 제작했다. E형 회전 점토계를 이용하여 25℃에서 측정한 점도는, 6,000 mPas였다.
실시예 1과 같이 하여, 유전율 및 정전 용량 변화율을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
〔제1의 투명층간수지용의 액상층간충전 수지〕
실시예 1에서 제작한 측쇄에 메타크릴로일기 함유 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체 5.0g, 희석제인 1H, 1H, 5H－옥타플루오로펜틸 아크릴레이트 5.0g, 3－아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.3g, 광래디칼 중합 개시제로서 1－히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 0.21g, 비스(2,4,6－트리 메틸 벤조일)-페닐포스핀 옥사이드 0.09g를 각각 준비하고, 차광 상태에서, 유성교반탈포기에서 혼합하는 것으로써, 목적으로 하는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 제작하고, 커버 유리와 수신측 ITO 전극간의 액상층간충전 수지로서 이용했다. E형 회전 점토계를 이용하여 25℃에서 측정한 점도는, 500 mPas였다.
〔제2의 투명층간수지용의 액상층간충전 수지〕
실시예 1에서 제작한 측쇄에 메타크릴로일기 함유 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체 8.0g, 희석제인 아크릴산 2.0g, 3－아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.3g, 3－아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.3g, 광래디칼 중합 개시제로서 1－히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 0.21g, 비스(2,4,6－트리 메틸 벤조일)-페닐포스핀 옥사이드 0.09g를 각각 준비했다. 그 이외는 실시예 1과 같이하여 목적으로 하는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물을 제작했다. E형 회전 점토계를 이용하여 25℃에서 측정한 점도는, 6,000 mPas였다.
실시예 1과 같이 하여, 유전율 및 정전 용량 변화율을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔비교예 1〕
실시예 1에 있어서 제1의 투명층간수지용으로 이용한 액상층간충전 수지를, 수신측 ITO층과 송신측 ITO층간의 액상층간충전 수지로서 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 정전 용량 터치 패널을 제작하고, 정전 용량 변화율을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
제1의 투명층간수지의 유전율 5.8 5.8 5.3 5.8
제2의 투명층간수지의 유전율 3.7 3.7 3.7 5.8
△C(%) 21.7 21.7 21.2 20.7
표 1에 나타난 결과로부터, 제2의 층간 충전 수지(수신측 ITO층과 송신측 ITO층간의 층간 수지)의 유전율보다, 제1의 층간 충전 수지(커버 유리와 수신측 ITO 전극간의 층간 수지)가 큰 유전율을 가지고 있으므로, 손 접촉시의 정전 용량의 변화율(ΔC)이 커지고 있다는 것이 이해되며, 검출 감도(센서 감도)가 향상한다는 것이 분명하다.
［층간 점착제를 사용한 예］
〔제조예〕
〔고유전율 점착제 A의 제조〕
메톡시 에틸 아크릴레이트(MEA)：55 중량부, 에틸 아크릴레이트(EA)：12 중량부, 메틸 메타크릴레이트(MMA)：15 중량부, 4－히드록시 부틸 아크릴레이트(4 HBA)：18 중량부, 아조비스이소부티로니트릴 0.3중량부, 및 중합 용매로서 초산에틸 233.8중량부를, 분리가능 플라스크에 투입하고, 질소 가스를 도입하면서, 1시간 교반했다. 이와 같이 하여, 중합계내의 산소를 제거한 후에, 63℃까지 온도 상승시키고, 10시간 반응시키고, 고형분 농도 30 중량％의 아크릴계 폴리머 용액을 얻었다. 상기 아크릴계 폴리머 용액에 있어서의 아크릴계 폴리머의 중량 평균 분자량은 110만이었다. 상기 아크릴계 폴리머 용액 100 중량부(고형분 환산)에 대해서, 이소시아네이트계 가교제(일본 폴리우레탄 공업(주) 제작, 상품명 「콜로네이트 L」)를 0.7 중량부(고형분 환산)의 비율로 혼합하고, 게다가 톨루엔으로 점도를 조절하고, 점착제 조성물 용액(고형분 농도：27 중량％, 점도：1.5Pa·s)을 조제했다.
이 용액을, 박리 라이너(폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 한 면에 박리 처리가 시행된 타입, 두께 38μm, 상품명 「MRF38」, 미츠비시수지사 제작)의 박리 처리면 상에 도포하고, 도포층을 형성하고 나서, 60℃에서 30초간 및 150℃에서 1분간 가열 건조시키고, 게다가 23℃에서 120시간 에이징을 실시하고, 점착 시트(기재레스(substrateless) 타이프, 점착제층의 두께：50μm, 100μm)를 제작했다. 이와 같이 하여 얻어진 점착 시트에 대해서, 헤이즈 메터(무라카미 색채 기술 연구소 제작, 상품명 「HM－150」)를 이용해 측정했는데, 가시광선 파장 영역에 있어서의 전체 광선 투과율(JISK7361에 준한다)은 92％이며, 헤이즈(JISK7136에 준한다)는 0.5％였다. 게다가, 상기 박리 라이너가 설치되어 있는 점착면과 반대측의 점착면에도 같은 박리 라이너를 설치했다.
〔고유전율 점착제 B의 제조〕
모노머 성분을, 메톡시 에틸 아크릴레이트(MEA)：59 중량부, 2－에틸 헥실 아크릴레이트(2 EHA)：40 중량부, 4－히드록시부틸 아크릴레이트(4 HBA)：1 중량부로 설정한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여, 점착 시트(기재레스 타이프, 점착제층의 두께：50μm, 100μm)를 제작했다. 얻어진 점착 시트의 전체 광선 투과율은 92％, 헤이즈는 0.5％였다. 게다가, 고유전율 점착제 A와 같이, 박리 라이너가 설치되어 있는 점착면과 반대측의 점착면에 박리 라이너를 설치했다. 한편, 아크릴계 폴리머 용액에 있어서의 아크릴계 폴리머의 중량 평균 분자량은 100만이었다.
〔저유전율 점착제 A의 제조〕
모노머 성분으로서 아크릴산 2－에틸 헥실(2 EHA) 46 중량부, N－비닐-2－피롤리돈(NVP) 15 중량부, 메타크릴산 메틸(MMA) 18 중량부, 아크릴산 2－히드록시에틸(HEA) 21 중량부, 중합 개시제로서 2,2'－아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.2 중량부, 및 중합 용매로서 초산에틸 122 중량부와 톨루엔 40.7 중량부를, 분리가능한 플러스크에 투입하고, 질소 가스를 도입하면서 1시간 동안 교반했다. 이와 같이 하여 중합계내의 산소를 제거한 후에, 65℃까지 온도 상승시키고, 10시간 반응시키면서, 그 후에, 초산에틸을 첨가하여 고형분 농도 36 중량％의 아크릴계 폴리머 용액을 얻었다. 상기 아크릴계 폴리머 용액중의 아크릴계 폴리머 100 중량부에 대해서, 가교제로서 이소시아네이트계 가교제(미츠이 화학(주) 제작, 상품명 「타케네이트 D110N」) 0.3 중량부를 추가로 혼합하고, 점착제 조성물(용액)을 조제했다.다음에, 상기 점착제 조성물(용액)을, 두께 50μm의 PET 세퍼레이터(테이진 듀퐁 필름(주) 제작, 상품명 「퓨렉스 A43」)의 박리 처리면에 도포하고, 130℃에서 3분간 가열 건조하여 점착제층을 형성하고, 점착 시트(기재레스(substrateless) 양면 점착 시트, 점착제층의 두께：50μm, 100μm)를 얻었다. 얻어진 점착 시트의 전체 광선 투과율은 92％, 헤이즈는 0.4％였다.
〔저유전율 점착제 B의 제조〕
모노머 성분으로서 아크릴산 2－에틸 헥실(2 EHA) 46 중량부, N－비닐-2－피롤리돈(NVP) 15 중량부, 메타크릴산 메틸(MMA) 24 중량부, 아크릴산 2－히드록시에틸(HEA) 15 중량부, 중합 개시제로서 2, 2'－아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.2 중량부, 및 중합 용매로서 초산에틸 163 중량부를, 분리가능한 플라스크에 투입하고, 질소 가스를 도입하면서 1시간 동안 교반했다. 이와 같이 하여 중합계내의 산소를 제거한 후에, 65℃까지 온도 상승 시키고, 7시간 동안 반응시키며, 그 후에, 초산에틸을 첨가하고 고형분 농도 36 중량％의 아크릴계 폴리머 용액을 얻었다. 상기 아크릴계 폴리머 용액중의 아크릴계 폴리머 100 중량부에 대해서, 가교제로서 이소시아네이트계 가교제(미츠이 화학(주) 제작, 상품명 「타케네이트 D110N」) 0.3 중량부를 첨가하여 혼합하고, 점착제 조성물(용액)을 조제했다. 다음에, 상기 점착제 조성물(용액)로부터, 저유전율 점착제 A와 같이 하여, 점착 시트(기재레스 양면 점착 시트, 점착제층의 두께：50μm, 100μm)를 얻었다. 얻어진 점착 시트의 전체 광선 투과율은 92％, 헤이즈는 0.4％였다.
〔점착제의 유전율의 측정〕
라이너상에 설치된 점착제를, 폭 30mm×30mm의 정방형으로 그리고 두께 수십μm~수백μm 정도로 적층 가공하고, 직경 13mm의 원형의 주전극과 중심이 같게 되도록 직경 25mm의 이면 전극을 첩부하고 아지렌트사 제작 PRECISION IMPEDANCE ANALYZER(4294A)와 DIELECTRIC TEST FIXTURE에 의해 실온(25℃)에서, 주파수 100kHz에서 유전율을 측정했다.
[실시예 4~7]
상기 고유전율 점착제 A의 시트를 두께 100μm의 제1의 투명층간수지로서, 커버 유리(두께 1000μm, 유전율 7.4)와 투명 도전 전극 패턴이 형성된 제1의 투명 필름(투명 필름의 두께 200μm, 유전율 3.1, 수신측 ITO 전극)의 투명 도전 전극 패턴이 형성되어 있는 방향의 면을 첩부하고, 또한, 상기 저유전율 점착제 A의 시트를, 두께 50μm의 제2의 투명층간수지로서, 상기 제1의 투명 필름의 수신측 ITO 전극의 투명 도전 전극 패턴이 형성되어 있지 않은 방향의 면과 투명 도전 전극 패턴이 형성된 제2의 투명 필름(송신측 ITO 전극)의 투명 도전 전극 패턴이 형성되어 있는 방향의 면을 첩부하여, 정전 용량 터치 패널을 제작했다(실시예 4). 마찬가지로, 표 2에 나타나는 고유전율 점착제와 저유전율 점착제와의 편성에 의해, 정전 용량 터치 패널을 제작했다(실시예 5~7). 제1의 투명층간수지 및 제2의 투명층간수지의 유전율을, 각각 측정했다. 게다가, 각 실시예에 있어서 얻어지는 정전 용량 터치 패널에 대해서, 실시예 1과 같이 정전 용량 변화율을 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔비교예 2~4〕
실시예 4와 같이, 표 3에 나타나는 고유전율 그룹 또는 저유전율 점착제와 고유전율 점착제와의 편성에 의해 얻어지는 두께 100μm의 제1의 투명층간수지 및 두께 50μm의 제2의 투명층간수지를 사용하고, 정전 용량 터치 패널을 제작했다(비교예 2~4). 실시예 4와 같이, 제1의 투명층간수지 및 제2의 투명층간수지의 유전율을 각각 측정하는 것과 동시에, 각 비교예에 있어서 얻어지는 정전 용량 터치 패널에 대해서, 실시예 1과 같이 정전 용량 변화율을 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
제1의 투명층간수지 고유전율 점착 A 고유전율 점착 B 고유전율 점착 A 고유전율 점착 B
유전율 7.4 5.4 7.4 5.4
제1의 투명층간수지 저유전율 점착 A 저유전율 점착 A 저유전율 점착 B 저유전율 점착 B
유전율 2.8 2.8 3.7 3.7
△C(%) 22.6 22.2 21.6 21.5
비교예 2 비교예 3 비교예 4
제1의 투명층간수지 고유전율 점착 B 고유전율 점착 A 고유전율 점착 A
유전율 5.4 7.4 2.8
제1의 투명층간수지 저유전율 점착 B 저유전율 점착 A 저유전율 점착 A
유전율 5.4 7.4 7.4
△C(%) 20.7 20.3 19.5
표 2에 나타난 결과로부터, 층간 점착제를 사용했을 경우에 대해서도, 제2의 층간 충전 수지의 유전율보다, 제1의 층간 충전 수지가 큰 유전율을 가지는 경우에는, 손 접촉시의 정전 용량의 변화율(ΔC)이 커지는 것이 확인되었다.
1 윈도우(1)
2 제1의 투명층간수지
3 제1의 투명 도전 전극 패턴
4 제1의 투명 필름
5 제2의 투명층간수지
6 제2의 투명 도전 전극 패턴
7 제2의 투명 필름

Claims (19)

  1. 정전 용량 터치 패널에 있어서,
    윈도우와, 제1의 투명 도전 전극 패턴이 한편의 표면에 형성된 제1의 투명 필름과, 상기 제1의 투명 도전 전극 패턴과의 사이에 정전 용량이 형성되도록 상기 제1의 투명 전극 패턴에 대해서 배치된 제2의 투명 도전 전극 패턴이 한편의 표면에 형성된 제2의 투명 필름이 차례차례 적층되어 있으며,
    상기 윈도우와 상기 제1의 투명 필름의 사이에 제1의 투명층간수지를 구비하며,
    상기 제1의 투명 필름과 상기 제2의 투명 필름의 사이에 제2의 투명층간수지를 구비하고,
    상기 제1의 투명층간수지의 유전율이 상기 제2의 투명층간수지의 유전율보다 크다는 것을 특징으로 하는 정전 용량 터치 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1의 투명층간수지의 유전율 및 상기 제2의 투명층간수지의 유전율이, 모두 2~8의 범위에 있는 정전 용량 터치 패널.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1의 투명층간수지의 유전율이, 상기 제2의 투명층간수지의 유전율보다, 적어도 30％가 크게 되어 있는 정전 용량 터치 패널.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1의 투명층간수지의 두께 및 상기 제2의 투명층간수지의 두께가, 모두 25μm이상이 되는 정전 용량 터치 패널.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1의 투명 필름에 있어서, 상기 제1의 투명 도전 전극 패턴이 상기 윈도우측의 표면에 형성되며,
    상기 제2의 투명 필름에 있어서, 상기 제2의 투명 도전 전극 패턴이 상기 윈도우측의 표면에 형성되어 있는 정전 용량 터치 패널.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1의 투명 필름에 있어서, 상기 제1의 투명 도전 전극 패턴이 상기 윈도우측의 표면에 형성되며,
    상기 제2의 투명 필름에 있어서, 상기 제2의 투명 도전 전극 패턴이 윈도우와는 반대측의 표면에 형성되어 있는 정전 용량 터치 패널.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1의 투명층간수지 및 상기 제2의 투명층간수지의 적어도 한편이, 자외선 경화 액상 수지의 경화체가 되는 정전 용량 터치 패널.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 자외선 경화 액상 수지의 점도가 100,000mPas~500mPas의 범위에 있는 정전 용량 터치 패널.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 자외선 경화 액상 수지가, 측쇄에 (메타)아크릴로 일기 및 수산기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 중합체와 광중합 개시제를 포함하는 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물이 되는 정전 용량 터치 패널.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 우레탄 아크릴레이트계 중합체의 중량 평균 분자량이 5,000~500,000의 범위가 되는 정전 용량 터치 패널.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 광학 수지 접착제 조성물이, 반응성 희석제로서 단관능(monofunctional) (메타)아크릴레이트 화합물류를 포함하는 정전 용량 터치 패널.
  12. 제 5항에 있어서,
    상기 제1의 투명층간수지 및 상기 제2의 투명층간수지의 적어도 한편이 점착제로 구성되는 정전 용량 터치 패널.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 점착제가, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 비닐 알킬 에테르계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 우레탄계 점착제, 불소계 점착제, 에폭시계 점착제, 폴리 에테르계 점착제, 및 이러한 혼합물로 구성 그룹으로부터 선택되는 정전 용량 터치 패널.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1의 투명층간수지가 점착제로 구성되며,
    상기 제1의 투명층간수지를 구성하는 점착제가, 알콕실기 및／또는 수산기를 가지는 (메타)아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 및 부틸 아크릴레이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 모노머 성분으로 형성되는 폴리머를 포함하는 정전 용량 터치 패널.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제2의 투명층간수지가 점착제로 구성되며,
    상기 제2의 투명층간수지를 구성하는 점착제가, 탄소수 6~10의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 아크릴산 알킬 에스테르, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 가지는 메타크릴산 알킬 에스테르, 방향환 및 또는 지방환식 탄화수소기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르, 질소 함유 모노머, 및 불소 함유 모노머로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 한 개 이상의 모노머 성분에 의해 형성되는 폴리머를 포함하는 정전 용량 터치 패널.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1의 투명층간수지 및 상기 제2의 투명층간수지의 가시광선 파장 영역에 있어서의 전체 광선 투과율이 90％이상이 되는 정전 용량 터치 패널.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1의 투명층간수지 및 상기 제2의 투명층간수지의 헤이즈가 3.0％이하가 되는 정전 용량 터치 패널.
  18. 제 1항 또는 제 2항에 기재되어 있는 정전 용량 터치 패널과 액정 패널을 첩합하여 구성되는 화상 표시 패널.
  19. 제 1항 또는 제 2항에 기재되어 있는 정전 용량 터치 패널과 유기 EL패널을 첩합해서 구성되는 화상 표시 패널.
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