KR102021630B1 - 투명 도전막 부착 기재 및 터치 패널 - Google Patents

Abstract

금속 나노와이어를 사용한 투명 도전막과 투명 기재의 시간 경과에 따른 밀착성이 우수한 투명 도전막 부착 기재를 제공한다. JIS K6768：1999로 규정하는 표면의 습윤 장력이 30 mN/m 이상인 프라이머층(2)을 매개로 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전막(3)을 투명 기재(1)에 적층하여 얻어지는 투명 도전막 부착 기재(4)이다. 프라이머층(2)은 경화형 수지의 경화물과 열가소성 수지를 포함하는 수지분을 90 중량% 이상 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 경화형 수지로서는 전리방사선 경화형 수지가 바람직하고, 보다 바람직하게는 전리방사선 경화형 유기 무기 하이브리드 수지이다. 수지분 중에서의 경화형 수지의 경화물과 열가소성 수지의 비율은 경화형 수지의 경화물이 50 중량% 이상 90 중량% 이하, 열가소성 수지가 10 중량% 이상 50 중량% 이하인 것이 바람직하다.

Description

투명 도전막 부착 기재 및 터치 패널{Base with transparent conductive film and touch panel}

본 발명은 각종 플랫 패널 디스플레이, 터치 패널 등의 투명 전극, 대전방지층, 전자파 차폐층 등에 사용 가능한 투명 도전막 부착 기재와, 그 기재를 전극에 사용한 터치 패널에 관한 것이다.

투명 도전막으로서 인듐 주석 산화물(ITO) 등의 금속 산화물을 스퍼터링하여 얻어지는 금속 산화물막이나, 도전성 고분자로 이루어지는 도전막이 널리 알려져 있다.

그러나 금속 산화물막은 굴곡 등의 물리적 응력에 대해 취약하여 파손되기 쉽다. 따라서 물리적 응력이 가해지는 것이 전제인 제품군으로의 적용이 곤란하다. 또한 높은 도전성을 부여하기 위해서는 증착이나 어닐링의 처리 온도를 고온으로 할 필요가 있다. 따라서 플라스틱 기판으로의 적용이 곤란하다. 또한 폴리카보네이트 등의 플라스틱 기판에 대해 접착하기 어렵다. 따라서 플라스틱 기판 상으로의 적절한 형성이 곤란하다.

도전성 고분자로 이루어지는 도전막은 금속 산화물막과 비교하면 투명성 및 도전성이 뒤떨어져 투과 용도로의 적용이 곤란하다.

이상의 문제를 해결하는 것으로서 금속 나노와이어로부터 형성된 투명 도전막이 제안되어 있다(특허문헌 1).

일본국 특허공표 제2009-505358호 공보

특허문헌 1의 투명 도전막은 막 중에서 금속 나노와이어끼리가 서로 접촉함으로써 금속 산화물막과 동등 이상의 높은 도전성과 투명성을 나타내는 동시에, 금속 산화물막의 상기 결점을 갖지 않는 것이다.

그러나 특허문헌 1의 투명 도전막은 투명 기재와의 초기 밀착성은 양호하더라도, 시간 경과에 따라 밀착성이 저하된다는 문제가 있었다.

본 발명의 일측면에서는 금속 나노와이어를 사용한 투명 도전막과 투명 기재의 시간 경과에 따른 밀착성이 우수한 투명 도전막 부착 기재와, 그 기재를 전극에 사용하여 구성한 터치 패널을 제공한다.

본 발명자들은 습윤 장력이 소정 값 이상인 프라이머층을 사이에 개재시키면, 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전막의 투명 기재에 대한 시간 경과에 따른 밀착성을 높일 수 있는 것을 발견하고 본 발명을 완성시켰다. 이것에 의해 터치 패널 등의 전자 기기의 안정된 연속 사용을 실현할 수 있다.

본 발명의 투명 도전막 부착 기재는 JIS K6768：1999로 규정하는 표면의 습윤 장력이 30 mN/m 이상인 프라이머층을 매개로 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전막을 투명 기재에 적층한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 터치 패널은 본 발명의 투명 도전막 부착 기재를 전극에 사용하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 아래의 태양을 포함한다.

(1) 프라이머층을 경화형 수지의 경화물을 포함하는 수지분(resin content)을 포함하여 구성할 수 있다. 이 경우 수지분의 함유 비율을 프라이머층 중의 90 중량% 이상으로 할 수 있다.

(2) 경화형 수지로서 전리방사선 경화형 수지를 사용할 수 있고, 전리방사선 경화형 수지로서 전리방사선 경화형 유기 무기 하이브리드 수지를 사용할 수 있다.

(3) 프라이머층 중의 수지분은 경화형 수지의 경화물과 함께, 추가로 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 이 경우 수지분 중의 함유 비율을 경화형 수지의 경화물：50 중량% 이상 90 중량% 이하, 열가소성 수지：10 중량% 이상 50 중량% 이하로 할 수 있다.

(4) 프라이머층을 수지분과 함께, 추가로 입자를 포함하여 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 평균 입자경이 3 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 입자를 사용할 수 있다. 또한 입자의 함유량을 수지분 100 중량부에 대해서 0.02 중량부 이상 1 중량부 이하로 할 수 있다.

(5) 프라이머층에는 평균 입자경이 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하인 저굴절률 미립자를 포함해도 된다.

본 발명의 투명 도전막 부착 기재는 습윤 장력이 소정 값 이상인 프라이머층을 금속 나노와이어를 사용한 투명 도전막과 투명 기재 사이에 개재시켰기 때문에, 투명 도전막과 투명 기재의 초기 접착성뿐 아니라 시간 경과에 따른 밀착성도 양호하게 할 수 있다.

본 발명의 터치 패널은 본 발명의 투명 도전막 부착 기재를 전극에 사용하기 때문에 안정된 연속 사용을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 투명 도전막 부착 기재의 일례를 나타내는 단면도이다.
부호의 설명
1…투명 기재, 2…프라이머층, 3…투명 도전막, 4…투명 도전막 부착 기재.

먼저 본 발명의 투명 도전막 부착 기재의 일례를 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 예의 투명 도전막 부착 기재(4)는 프라이머층(2)을 매개로 투명 도전막(3)을 투명 기재(1)에 적층함으로써 구성되어 있다.

투명 기재(1)로서는 플라스틱 필름(예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 트리아세틸셀룰로오스, 아크릴 등의 각종 필름)이나 유리 등을 들 수 있다. 플라스틱 필름 중에서는 연신 가공, 특히 이축연신 가공된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 점에서 바람직하다. 투명 기재(1)의 두께는 용도에 따라서도 상이하지만 일반적으로는 25~500 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 50~200 ㎛이다.

투명 도전막(3)은 적어도 금속 나노와이어를 포함하여 구성되어 있다. 금속 나노와이어로서는 임의의 것을 사용할 수 있고, 그의 제조 수단에는 특별히 제한은 없어, 예를 들면 액상법이나 기상법 등의 공지의 수단을 사용할 수 있다. Ag 나노와이어의 제조방법으로서는 상기 특허문헌 1, Au 나노와이어의 제조방법으로서는 일본국 특허공개 제2006-233252호 공보, Cu 나노와이어의 제조방법으로서는 일본국 특허공개 제2002-266007호 공보, Co 나노와이어의 제조방법으로서는 일본국 특허공개 제2004-149871호 공보에 기재된 방법 등을 들 수 있다.

금속 나노와이어를 구성하는 금속으로서는 원소 금속, 합금, 금속 산화물 등을 들 수 있다. 금속 나노와이어의 하나 이상의 단면 치수는 투명성의 관점에서 200 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 도전성의 관점에서 10 ㎚ 이상인 것이 바람직하다. 또한 금속 나노와이어는 도전성의 관점에서 애스펙트비가 10 이상인 것이 바람직하고, 50 이상인 것이 보다 바람직하며, 100 이상인 것이 더욱 바람직하다.

투명 도전막(3)은 금속 나노와이어와 함께 그 금속 나노와이어를 결착시키는 수지 성분을 추가로 포함하여 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 수지 성분으로서는 후술하는 프라이머층(2)의 설명란에서 예시하는 수지분을 사용할 수 있다. 그 중에서도 전리방사선 경화형 수지의 경화물이나 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

투명 도전막(3)을 형성하는 전체 고형분 중의 금속 나노와이어의 함유 비율은 바람직하게는 0.01 질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.1 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.5 질량% 이상이고, 바람직하게는 90 질량% 이하, 보다 바람직하게는 30 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 10 질량% 이하이다. 또한 투명 도전막(3)의 굴절률은 통상 1.45 이상 1.52 이하 정도가 된다.

투명 기재(1)와 투명 도전막(3) 사이에 프라이머층(2)을 개재시키고 있다. 프라이머층(2)은 표면의 습윤 장력(JIS K6768：1999)이 30 mN/m 이상, 바람직하게는 32 mN/m 이상으로 조정되어 있다. 표면의 습윤 장력이 30 mN/m 이상인 프라이머층(2)을 매개로 투명 도전막(3)을 투명 기재(1)와 적층함으로써, 투명 기재(1)와 투명 도전막(3)의 초기 밀착성과 함께, 시간 경과에 따른 밀착성을 높일 수 있는 것을 본 발명자들은 발견하였다.

프라이머층(2)은 그 대부분이 수지분으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는 프라이머층(2) 중의 수지분량은 바람직하게는 90 중량% 이상, 보다 바람직하게는 95 중량% 이상이다. 수지분량을 적게 한 경우, 프라이머층(2)의 도막 강도를 어느 정도 높게 유지하면서 그 표면 습윤 장력을 30 mN/m 이상으로 조정하는 것이 어렵다. 이에 대해 수지분량이 90 중량% 이상이 되도록 프라이머층(2)을 형성한 경우, 프라이머층(2)의 표면 습윤 장력의 조정이 용이해진다.

또한 본 예에서 말하는 수지분에는 경화형 수지의 경화물이나 열가소성 수지가 포함된다. 또한 본 예에서 말하는 경화물이란 경화 주제로서의 경화형 수지와 함께, 그 경화형 수지의 경화에 필요한 중합 개시제나 중합 촉진제(자외선 증감제 등), 경화제 등의 경화 보조제도 포함하는 개념으로 사용한다.

프라이머층(2)을 구성하는 수지분은 적어도 경화형 수지의 경화물을 포함한다. 경화형 수지의 경화물을 포함하여 프라이머층(2)을 형성한 경우, 이것을 포함하지 않고 열가소성 수지만으로 프라이머층(2)을 형성하는 경우와 비교해서, 표면의 습윤 장력을 소정 값 이상으로 조정하기 쉽다.

경화형 수지로서는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지, 아크릴레이트계 수지(폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지 등) 등, 열이나 전리방사선에 의해 경화물(경화막)을 형성할 수 있는 수지(열경화성 수지, 전리방사선 경화성 수지)를 들 수 있고, 상온 경화형 수지를 사용하는 것도 가능하다. 이들 중에서도 투명 기재(1)와 투명 도전막(3)의 시간 경과에 따른 밀착성의 향상이 기대되고, 게다가 표면 경도가 우수한 경화물을 형성할 수 있는 관점에서 전리방사선 경화형 수지가 바람직하다.

전리방사선 경화형 수지로서는 전리방사선(자외선 또는 전자선)의 조사에 의해 가교경화되는 것이 사용된다. 이러한 것으로서는 광양이온 중합 가능한 광양이온 중합성 수지, 광라디칼 중합 가능한 광중합성 프리폴리머 또는 광중합성 모노머 등의 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 사용할 수 있다.

광양이온 중합성 수지로서는 비스페놀계 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등의 에폭시계 수지나 비닐에테르계 수지 등을 들 수 있다.

광중합성 프리폴리머로서는, 예를 들면 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 폴리에테르(메타)아크릴레이트, 폴리올(메타)아크릴레이트, 멜라민(메타)아크릴레이트 등의 각종 (메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있다.

광중합성 모노머로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 모노머류, 메틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트류, (메타)아크릴아미드 등의 불포화 카르복실산아미드, (메타)아크릴산-2-(N,N-디에틸아미노)에틸, (메타)아크릴산-2-(N,N-디벤질아미노)에틸 등의 불포화산의 치환 아미노알코올에스테르류, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 이소시아누르산트리아크릴레이트(예를 들면 트리스-(2-히드록시에틸)-이소시아누르산에스테르(메타)아크릴레이트 등), 3-페녹시-2-프로파노일아크릴레이트, 1,6-비스(3-아크릴옥시-2-히드록시프로필)-헥실에테르 등의 다관능성 화합물, 및 트리메틸올프로판트리티오글리콜레이트, 펜타에리트리톨 테트라티오글리콜레이트 등의 분자 중에 2개 이상의 티올기를 갖는 폴리티올 화합물 등을 들 수 있다.

전리방사선 경화형 수지는 전술한 광양이온 중합성 수지, 광중합성 프리폴리머 또는 광중합성 모노머 외에, 자외선 조사에 의해 경화시키는 경우에는 광중합 개시제나 자외선 증감제 등의 경화 보조제를 함유시키는 것이 바람직하다.

광중합 개시제로서는 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러 케톤, 벤조인, 벤질메틸케탈, 벤조일벤조에이트, α-아실옥심에스테르, 티옥산톤류 등의 광라디칼 중합 개시제나, 오늄염류, 설폰산에스테르, 유기 금속 착체 등의 광양이온 중합 개시제를 들 수 있다. 자외선 증감제로서는 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.

또한 투명 기재(1)와 투명 도전막(3)의 시간 경과에 따른 밀착성을 한층 더 높이는 관점에서, 전리방사선 경화형 유기 무기 하이브리드 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 전리방사선 경화형 유기 무기 하이브리드 수지(이하 간단히 「유기 무기 하이브리드 수지」로 약기하는 경우도 있다.)란, 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP)으로 대표되는 예전부터의 복합체와 달리 유기물과 무기물의 혼합방식이 긴밀하고, 또한 분산 상태가 분자 레벨이거나 그것에 가까운 것으로, 전리방사선의 조사에 의해 무기 성분과 유기 성분이 반응하여 피막을 형성할 수 있는 것이다.

유기 무기 하이브리드 수지 중의 무기 성분으로서는 실리카, 티타니아 등의 금속 산화물을 들 수 있지만, 바람직하게는 실리카이다.

실리카로서는 표면에 광중합 반응성을 갖는 감광성기가 도입된 반응성 실리카를 들 수 있다. 예를 들면 모체가 되는 분체상 실리카 또는 콜로이달 실리카에 대해 분자 중에 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 기, 가수분해성 실릴기 및 중합성 불포화기의 4개의 기를 갖는 화합물이 가수분해성 실릴기의 가수분해 반응에 의해 실릴옥시기를 매개로 화학적으로 결합되어 있는 것을 사용할 수 있다.

(화학식 중, X는 NH, 산소원자 및 황원자로부터 선택되고, Y는 산소원자 및 황원자로부터 선택된다. 단, X가 산소원자일 때 Y는 황원자이다.)

가수분해성 실릴기로서는, 예를 들면 알콕시실릴기, 아세톡시실릴 등의 카르복실레이트실릴기, 클로로실릴기 등의 할로겐화 실릴기, 아미노실릴기, 옥심실릴기, 하이드라이드실릴기 등을 들 수 있다. 중합성 불포화기로서는 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐기, 프로페닐기, 부타디에닐기, 스티릴기, 에티닐기, 신나모일기, 말레이트기, 아크릴아미드기 등을 들 수 있다.

반응성 실리카로서 평균 입자경이 바람직하게는 1 ㎚ 이상이고, 바람직하게는 100 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 10 ㎚ 이하인 것을 사용한다. 평균 입자경이 소정 범위의 반응성 실리카를 사용함으로써 프라이머층(2)으로 했을 때의 투명성을 유지하기 쉬워진다.

유기 무기 하이브리드 수지 중에서의 무기 성분의 함유율은 바람직하게는 10 중량% 이상, 보다 바람직하게는 20 중량%이고, 바람직하게는 65 중량% 이하, 보다 바람직하게는 40 중량% 이하이다. 무기 성분의 함유율을 10 중량% 이상으로 함으로써 투명 기재(1)와 투명 도전막(3)의 밀착성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다. 또한 65 중량% 이하로 함으로써 프라이머층(2)으로 했을 때의 투명성을 유지하기 쉬워진다.

유기 무기 하이브리드 수지 중의 유기 성분으로서는 상기 무기 성분(바람직하게는 반응성 실리카)과 중합 가능한 중합성 불포화기를 갖는 화합물(예를 들면 분자 중에 2개 이상의 중합성 불포화기를 갖는 다가 불포화 유기 화합물, 또는 분자 중에 1개의 중합성 불포화기를 갖는 단가 불포화 유기 화합물 등)을 들 수 있다.

다가 불포화 유기 화합물로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시 펜타(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

단가 불포화 유기 화합물로서는, 예를 들면 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 글리세롤(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-메톡시프로필(메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

프라이머층(2)을 구성하는 수지분은 경화형 수지의 경화물과 함께, 추가로 열가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 프라이머층(2)을 구성하는 수지분 중에 열가소성 수지를 포함함으로써, 투명 기재(1)와 투명 도전막(3)의 시간 경과에 따른 밀착성을 경화형 수지의 경화물만으로 프라이머층(2)을 형성한 경우보다도 더욱 양호한 것으로 할 수 있다.

열가소성 수지로서는 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 비닐계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 투명 기재(1)와 투명 도전막(3)의 시간 경과에 따른 밀착성을 보다 양호하게 하는 관점에서 유리 전이 온도가 70℃ 이하인 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

프라이머층(2)을 구성하는 수지분을 전리방사선 경화형 수지의 경화물과 열가소성 수지로 형성하는 경우, 양자의 중량비를 바람직하게는 전자를 50 중량% 이상 90 중량% 이하, 후자를 10 중량% 이상 50 중량% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 전자를 60 중량% 이상 80 중량% 이하, 후자를 20 중량% 이상 40 중량% 이하로 한다. 이러한 중량비로 함으로써 시간 경과에 따른 밀착성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있는 동시에, 프라이머층(2)의 강도가 필요 이상으로 저하되는 것을 방지할 수 있다.

프라이머층(2)을 구성하는 수지분은 친수기를 갖는 수지만으로 구성해도 되고, 또한 친수기를 갖지 않는 수지와 친수기를 갖는 수지의 혼합물로 구성해도 된다. 또한 이들에 친수기를 표면에 갖는 입자를 혼합한 것으로 구성해도 된다. 또한 여기서 말하는 친수기로서는, 예를 들면 폴리알킬렌옥시드, 히드록실기, 카르복실기, 설포닐기, 인산염, 아미노기, 이소시아네이트기, 글리시딜기, 알콕시실릴기, 암모늄염, 각종 금속염 등의 적어도 1종 이상을 들 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써 프라이머층 표면의 습윤 장력을 소정 값 이상으로 조정하기 쉬워진다.

프라이머층(2)은 수지분과 함께 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 프라이머층(2) 중에 입자를 포함함으로써 투명 기재(1)와 투명 도전막(3)의 시간 경과에 따른 밀착성을 보다 양호한 것으로 할 수 있다. 특히 프라이머층(2) 중에 유기 무기 하이브리드 수지의 경화물을 포함하는 경우, 그 유기 무기 하이브리드 수지가 경화할 때에 입자를 프라이머층(2)의 표면으로 밀어 올리는 작용을 나타내는 것으로부터 시간 경과에 따른 밀착성을 더욱 양호하게 할 수 있다.

입자로서는 무기 입자(예를 들면 실리카, 알루미나, 탈크, 클레이, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 이산화티탄, 산화지르코늄 등)나, 수지 입자(예를 들면 아크릴계 수지 입자, 실리콘계 수지 입자, 나일론계 수지 입자, 스티렌계 수지 입자, 폴리에틸렌계 수지 입자, 벤조구아나민계 수지 입자, 우레탄계 수지 입자 등)를 들 수 있다.

입자의 평균 입자경은 바람직하게는 3 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 4 ㎛ 이상이고, 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 8 ㎛ 이하이다. 평균 입자경을 3 ㎛ 이상으로 함으로써 투명 기재(1)와 투명 도전막(3)의 시간 경과에 따른 밀착성을 보다 양호한 것으로 할 수 있다. 10 ㎛ 이하로 함으로써 투명성의 저하를 방지할 수 있다. 또한 이 경우의 평균 입자경은 콜터카운터법으로 산출한 것을 말한다.

평균 입자경이 바람직하게는 3 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 입자는 프라이머층(2) 중의 수지분 100 중량부에 대해서 0.02 중량부 이상 1 중량부 이하의 양으로 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.03 중량부 이상 0.5 중량부 이하의 양으로 포함하도록 한다.

프라이머층(2)의 굴절률은 투명 도전막(3)과의 차가 0.05 이내가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 프라이머층(2)의 굴절률을 이러한 범위로 함으로써 투명 도전막(3)을 에칭하여 패턴화했을 때에 당해 패턴을 눈에 띄기 어렵게 할 수 있다.

프라이머층(2)의 굴절률을 전술한 범위로 조정하기 위해서는 프라이머층(2)에 저굴절률 미립자를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 저굴절률 미립자는 입자의 응집 방지와 투명성의 관점에서 평균 입자경이 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한 이 경우의 평균 입자경은 동적 광산란법으로 산출한 것을 말한다.

저굴절률 미립자로서는 불화마그네슘, 실세스퀴옥산, 실리카, 폴리스티렌, 불화칼슘, 빙정석 등을 들 수 있다. 또한 이들 저굴절률 미립자 중 중공 구조나 메조포러스 구조를 갖는 것은 더욱 저굴절률인 점에서 바람직하다.

이러한 저굴절률 미립자는 프라이머층(2) 중의 수지분 100 중량부에 대해서 0.5 중량부 이상 700 중량부 이하의 양으로 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 예의 프라이머층(2)은 레벨링제(실리콘계, 불소계, 아크릴계 등)를 과잉으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 프라이머층(2) 중에 레벨링제를 과잉으로 포함한 경우, 표면의 습윤 장력을 30 mN/m 이상으로 조정하는 것이 어렵다.

프라이머층(2)의 두께는 특별히 제한되지 않아 사용하는 입자 등으로 조정할 수 있다. 예를 들면 프라이머층(2)에 평균 입자경이 3 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 입자를 포함하는 경우, 프라이머층(2)의 두께는 통상 2 ㎛ 이상 9 ㎛ 이하 정도이다. 또한 프라이머층(2)에 평균 입자경이 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하인 저굴절률 미립자를 포함하는 경우, 후술하는 고굴절률층을 갖지 않는 경우의 프라이머층(2)의 두께는 통상 0.5 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하 정도이고, 후술하는 고굴절률층을 갖는 경우의 프라이머층(2)의 두께는 통상 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하 정도이다.

투명 도전막(3) 상에는 도전막(3) 보호를 위한 오버코트층을 가지고 있어도 된다. 오버코트층은 각종 수지로부터 형성한 수지막이어도 되고 무기물로부터 형성한 무기막이어도 된다.

투명 기재(1)와 프라이머층(3) 사이에는 고굴절률층을 가지고 있어도 된다. 고굴절률층의 굴절률은 프라이머층(2)의 굴절률보다 0.2~0.3 정도 높은 것이 바람직하다. 이러한 고굴절률층을 가짐으로써 투명 도전막(3)을 에칭하여 패턴화했을 때에 당해 패턴을 눈에 띄기 어렵게 할 수 있다.

고굴절률층은 바인더 수지와 고굴절률 미립자로부터 형성된다. 바인더 수지로서는 프라이머층(2)의 수지분과 동일한 것을 사용할 수 있다. 고굴절률 미립자는 입자의 응집 방지와 투명성의 관점에서 평균 입자경이 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한 이 경우의 평균 입자경은 동적 광산란법으로 산출한 것을 말한다.

고굴절률 미립자는 굴절률 1.6 이상인 것이 바람직하고, 이러한 것으로서 티탄, 알루미늄, 세륨, 이트륨, 지르코늄, 니오브, 안티몬으로부터 선택되는 산화물의 입자를 들 수 있다. 이러한 고굴절률 미립자는 고굴절률층 중의 바인더 수지 100 중량부에 대해서 5 중량부 이상 300 중량부 이하의 양으로 포함하는 것이 바람직하다.

고굴절률층의 두께는 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 예의 투명 도전막(3), 프라이머층(2) 및 고굴절률층의 각 층은 각 막이나 각 층을 구성하는 수지분 등을 포함하는 조성물(도포액)의 코팅, 건조, 필요에 따라 전리방사선 조사하여 도막화시킴으로써 형성할 수 있다.

또한 투명 도전막(3)의 표면은 가압처리를 행해도 된다. 투명 도전막(3)의 표면을 가압처리함으로써 표면으로부터 튀어나온 금속 나노와이어에 의해 요철화되어 있는 투명 도전막(3)을 평탄화할 수 있다. 가압처리는 투명 도전막 부착 기재(4)를 외주 표면을 평활면으로 형성한 열 롤에 통과시키거나, 가압면을 평활면으로 형성한 열 프레스로 압압(押壓)하는 수단을 들 수 있다.

본 예의 투명 도전막 부착 기재(4)는 각종 플랫 패널 디스플레이, 터치 패널 등의 투명 전극, 대전방지층, 전자파 차폐층 등에 사용할 수 있다. 아래에 터치 패널로의 적용예를 설명한다.

터치 패널로서는 저항막식 터치 패널, 정전용량식 터치 패널을 들 수 있다.

저항막식 터치 패널은 투명 기판의 한쪽 면에 투명 도전층을 갖는 상부 전극과, 투명 기판의 한쪽 면에 투명 도전층을 갖는 하부 전극을, 상부 전극 및 하부 전극의 투명 도전층끼리를 대향하도록 스페이서를 매개로 배치한 기본 구성으로 이루어져 있다.

이러한 저항막식 터치 패널에 있어서 상부 전극 내지는 하부 전극으로서 전술한 투명 도전막 부착 기재(4)를 사용할 수 있다.

정전용량식 터치 패널은 표면형(Surface Capacitive)과 투영형(Projected Capacitive)으로 나눌 수 있다.

표면형은 기판의 한쪽 면에 투명 도전막, 보호층을 구비하고 추가로 네 모서리에 배치된 전극을 구비한 기본 구성으로 이루어져 있다.

이러한 표면형의 정전용량식 터치 패널을 구성하는 기판 및 투명 도전막으로서 전술한 투명 도전막 부착 기재(4)를 사용할 수 있다.

투영형은 투명 기판 상에 소정의 제1 방향을 따라 형성된 도전 소자군인 X축 트레이스, 당해 X축 트레이스와 교차하는 제2 방향을 따라 형성된 도전 소자군인 Y축 트레이스, 이들 X축 트레이스와 Y축 트레이스의 적어도 교차부에 배치된 절연층 및 외부 취출선으로의 접속 배선을 구비한 기본 구성으로 이루어져 있다.

본 발명의 터치 패널은 이러한 투영형의 정전용량식 터치 패널에 있어서 투명 기판 상에 전술한 투명 도전막 부착 기재(4)를 갖도록 구성한다.

실시예

아래에 본 발명의 실시형태를 보다 구체화한 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명한다. 또한 본 실시예에 있어서 「부」, 「%」는 특별히 나타내지 않는 한 중량 기준이다.

1. 투명 도전막용 도포액의 조제

금속 나노와이어로서, 논문 「Materials Chemistry and Physics vol.114 p333-338 “Preparation of Ag nanorodswith high yield by polyol process”」에 준하여 제작한 은 나노와이어를 사용하였다. 이 은 나노와이어는 단경 측의 평균 직경이 50 ㎚, 애스펙트비가 약 100이다.

다음으로 IPA를 분산매로 하여 은 나노와이어를 3.0%로 분산한 분산액을 만들었다. 다음으로 실리콘 수지(미츠비시 화학사：MS51) 28.53부를 IPA 53.82부에 용해하여 모액(母液)을 제작하였다. 다음으로 모액에 분산액을 15.0 질량부 첨가하여 잘 혼합한 후, 0.1 H 질산을 2.65부 첨가하여 잘 혼합하고, 25℃의 항온 분위기하에서 1시간 교반 혼합하여 은 나노와이어를 3% 포함하는 고형분 15%의 투명 도전막용 도포액을 조제하였다.

2. 투명 도전막 부착 기재의 제작

[실시예 1]

두께 125 ㎛의 투명 폴리에스테르 필름(코스모샤인 A4350：도요 보세키사)의 한쪽 면에 하기 처방의 프라이머층 도포액 a를 도포, 건조, 자외선 조사하여 두께 3 ㎛의 프라이머층을 형성하였다. 프라이머층 표면의 습윤 장력은 32 mN/m였다. 이어서 프라이머층 상에 상기 투명 도전층 도포액을 도포, 건조하고 두께 0.3 ㎛의 투명 도전막을 형성하여 투명 도전막 부착 기재를 얻었다.

＜프라이머층 도포액 a＞

·광중합성 프리폴리머 140부

(전리방사선 경화형 유기 무기 하이브리드 수지)

(데솔라이트 7503：JSR사, 고형분 50%, 무기 성분 38%)

·열가소성 수지 70부

(아크리딕 A166：DIC사, 고형분 45%, 유리 전이 온도 49℃)

·광중합 개시제 2.2부

(이르가큐어 651：치바·재팬사)

·아크릴 수지 입자 0.25부

(평균 입자경：5.8 ㎛, 변동 계수 7.8%)

·희석 용제 230부

[실시예 2]

프라이머층 도포액(a)의 아크릴 수지 입자의 첨가량을 0.05부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 투명 도전막 부착 기재를 얻었다. 프라이머층 표면의 습윤 장력은 32 mN/m였다.

[실시예 3]

프라이머층 도포액(a)을 하기의 프라이머층 도포액(b)으로 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 투명 도전막 부착 기재를 얻었다. 프라이머층 표면의 습윤 장력은 33 mN/m였다.

＜프라이머층 도포액(b)＞

·광중합성 프리폴리머(전리방사선 경화형 수지) 17부

(빔세트 575：아라카와 화학공업사, 고형분 100%)

·광중합성 모노머(이소시아누르산트리아크릴레이트) 3부

(NK에스테르 A9300：신나카무라 화학공업사, 고형분 100%)

·광중합 개시제(이르가큐어 651) 0.4부

·희석 용제 30부

[실시예 4]

프라이머층 도포액(a)을 하기의 프라이머층 도포액(c)으로 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 투명 도전막 부착 기재를 얻었다. 프라이머층 표면의 습윤 장력은 33 mN/m였다.

＜프라이머층 도포액(c)＞

·광중합성 프리폴리머(빔세트 575) 35부

·열가소성 수지(아크리딕 A166) 35부

·광중합 개시제(이르가큐어 651) 1부

·희석 용제 120부

[실시예 5]

프라이머층 도포액(a)을 하기의 프라이머층 도포액(d)으로 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 투명 도전막 부착 기재를 얻었다. 프라이머층 표면의 습윤 장력은 32 mN/m였다.

＜프라이머층 도포액(d)＞

·광중합성 프리폴리머(데솔라이트 7503) 68부

·광중합 개시제(이르가큐어 651) 2부

·희석 용제 72부

[비교예 1]

프라이머층 도포액(a)을 하기의 프라이머층 도포액(e)으로 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 투명 도전막 부착 기재를 얻었다. 프라이머층 표면의 습윤 장력은 22.6 mN/m 이하였다.

＜프라이머층 도포액(e)＞

·광중합성 프리폴리머(빔세트 575) 10부

·광중합성 모노머(폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트) 5부

(성분：폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트)

(NK에스테르 A-1000：신나카무라 화학공업사, 고형분 100%)

·실리콘계 레벨링제 0.02부

(폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산)

(BYK331：비크케미사, 고형분 100%)

·광중합 개시제(이르가큐어 651) 0.5부

·희석 용제 23부

[비교예 2]

프라이머층 도포액(a)을 하기의 프라이머층 도포액(f)으로 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 투명 도전막 부착 기재를 얻었다. 프라이머층 표면의 습윤 장력은 22.6 mN/m 이하였다.

＜프라이머층 도포액(f)＞

·광중합성 프리폴리머와 레벨링제의 혼합물 15부

(유니딕 17-824-9：DIC사, 고형분 80%)

·광중합 개시제(이르가큐어 651) 0.4부

·희석 용제 30부

3. 밀착성의 평가

각 예에 의해 얻어진 투명 도전막 부착 기재에 대해서 JIS K5400：1990에 있어서의 바둑판눈 테이프법에 기초하여 초기 밀착성 및 시간 경과에 따른 밀착성을 평가하였다. 그 결과 투명 도전막이 전혀 박리되지 않은 것을 「◎」, 10% 미만의 면적이 박리된 것을 「○」, 거의 100%의 면적이 박리된 것을 「×」로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

또한 시간 경과에 따른 밀착성에 대해서는 각 예에 의해 얻어진 투명 도전막 부착 기재를 60℃, 90% RH의 조건에서 500시간 방치한 후에 평가를 행하였다.

실시예 1~5의 투명 도전막 부착 기재는 프라이머층 표면의 습윤 장력이 30 mN/m 이상이었던 것으로부터 투명 도전막의 초기 밀착성 및 시간 경과에 따른 밀착성이 우수한 것이었다. 특히 실시예 1, 2, 4의 각 예의 투명 도전막 부착 기재는 실시예 3, 5와 비교하여, 프라이머층 중에 전리방사선 경화형 수지(전리방사선 경화형 유기 무기 하이브리드 수지를 포함한다)와 열가소성 수지를 가지고 있었던 것으로부터 시간 경과에 따른 밀착성이 매우 우수한 것이었다. 그 중에서도 실시예 1, 2의 투명 도전막 부착 기재는 실시예 4와 비교하여, 전리방사선 경화형 유기 무기 하이브리드 수지 및 열가소성 수지와 함께, 평균 입자경 3~10 ㎛ 범위 내의 입자를 프라이머층 중에 가지고 있었던 것으로부터 시간 경과에 따른 밀착성이 더욱 양호하였다.

한편 비교예 1, 2의 투명 도전막 부착 기재는 프라이머층 표면의 습윤 장력이 30 mN/m에 미치지 못하였다. 그 결과 투명 도전막의 초기 밀착성은 우수하지만 시간 경과에 따른 밀착성을 만족시키지 못하는 것이었다.

Claims (10)

1. 프라이머층을 매개로 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전막을 투명 기재에 적층한 투명 도전막 부착 기재에 있어서, 상기 프라이머층은 JIS K6768：1999로 규정하는 표면의 습윤 장력이 30 mN/m 이상이고, 또한 경화형 수지의 경화물을 포함하는 수지분을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 경화형 수지로서 전리방사선 경화형 수지를 사용한 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전리방사선 경화형 수지로서 전리방사선 경화형 유기 무기 하이브리드 수지를 사용한 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 수지분은 추가로 열가소성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
5. 제4항에 있어서,
   상기 열가소성 수지로서 유리 전이 온도가 70℃ 이하인 것을 사용한 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
6. 제5항에 있어서,
   상기 수지분 중에서의 함유 비율이 경화형 수지의 경화물：50 중량% 이상 90 중량% 이하, 열가소성 수지：10 중량% 이상 50 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프라이머층은 추가로 평균 입자경이 3 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 입자를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
8. 제7항에 있어서,
   상기 수지분 100 중량부에 대한 함유량이 입자：0.02 중량부 이상 1 중량부 이하인 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프라이머층은 추가로 평균 입자경이 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하인 저굴절률 미립자를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전막 부착 기재.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전막 부착 기재를 전극에 사용하여 구성한 터치 패널.

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