KR102110256B1 - 터치 센서용 도전 시트, 터치 센서용 적층체, 터치 센서, 터치 패널 - Google Patents

터치 센서용 도전 시트, 터치 센서용 적층체, 터치 센서, 터치 패널 Download PDF

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아키라 이치키
케이쇼 후나츠
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

절곡 시에도 투명 절연층에 크랙이 발생하기 어렵고, 절곡한 후에 고온 고습 환경하에 정치했을 때에도 금속 세선의 균열 및 단선이 발생하기 어려운 터치 센서용 도전 시트, 터치 패널용 적층체, 터치 센서, 및 터치 패널을 제공한다. 기재와, 기재 상에 배치된, 금속 세선으로 이루어지는 도전부와, 도전부 상에 배치된 투명 절연층을 구비하는 터치 센서용 도전 시트로서, 투명 절연층이 가교 구조를 포함하고, 투명 절연층의 압입 경도가 200MPa 이하인, 터치 센서용 도전 시트이다.

Description

터치 센서용 도전 시트, 터치 센서용 적층체, 터치 센서, 터치 패널
본 발명은, 터치 센서용 도전 시트, 터치 센서용 적층체, 터치 센서, 및 터치 패널에 관한 것이다.
최근, 휴대 정보 기기를 비롯한 각종 전자 기기에 있어서, 액정 표시 장치 등의 표시 장치와 조합하여 이용되고, 화면에 접촉함으로써 전자 기기에 대한 입력 조작을 행하는 터치 패널의 보급이 진행되고 있다.
일반적으로, 터치 패널은, 각 부재(유리 기판, 터치 센서용 도전 시트, 표시 장치 등)를 OCA(Optical Clear Adhisive) 필름 등의 점착 필름을 개재하여 첩합시킴으로써 제조되고 있다.
터치 센서용 도전 시트는, 통상, 기재(基材) 상에, 검출 전극(센서 전극) 및 인출 배선(주변 전극)이 되는 패턴 형상의 금속 세선으로 이루어지는 도전부를 갖는다.
최근, 핸들링성을 향상시킬 목적으로, 혹은 검출 전극 또는 인출 배선이 되는 도전부의 내찰상성 또는 내용제성을 향상시킬 목적으로, 터치 센서용 도전 시트의 도전부의 표면에 보호막으로서 투명 절연층을 형성하는 경우가 있다.
예를 들면, 특허문헌 1의 단락 0056에, 터치 패널 제작 시에 검출 전극이 되는 제1 도전층 및 제2 도전층, 인출 배선이 되는 제1 리드선 전극 및 제2 리드선 전극 등을 적어도 부분적으로 피복하는 투명 보호층을 설치해도 된다는 내용이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공표특허공보 2015-524961호
한편, 최근, 터치 패널에 3차원 형상을 부여하는 제안이 이루어지고 있고, 그때에는, 터치 센서 자체도 절곡 가능한 것이 바람직하다.
또, 터치 패널의 협(狹)프레임화와 함께, 터치 센서 중의 인출 배선이 배치되는 영역, 및 플렉시블 프린트 배선판과 접속되는 영역을 절곡하여, 터치 센서의 이면에 배치하는 것이 요망되고 있다.
즉, 터치 센서에 적용 가능한 도전 시트에 관해서도, 절곡 가능한 것이 요망되고 있다.
한편, 특허문헌 1에 기재되는 바와 같은 투명 절연층을 포함하는 터치 센서용 도전 시트의 절곡 특성에 대하여 검토를 행한바, 절곡 시에 투명 절연층에 크랙이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
또, 투명 절연층을 포함하는 터치 센서용 도전 시트를 절곡한 후, 터치 센서용 도전 시트를 고온 고습 환경하에서 보존하면, 금속 세선의 균열 및/또는 단선이 발생하기 쉽다고 하는 문제도 있었다.
본 발명은, 절곡 시에도 투명 절연층에 크랙이 발생하기 어렵고, 절곡한 후에 고온 고습 환경하에 정치했을 때에도 금속 세선의 균열 및 단선이 발생하기 어려운 터치 센서용 도전 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 상기 터치 센서용 도전 시트를 포함하는, 터치 패널용 적층체, 터치 센서, 및 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 투명 절연층의 특성을 조정함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견했다.
(1) 기재와,
기재 상에 배치된, 금속 세선으로 이루어지는 도전부와,
도전부 상에 배치된 투명 절연층을 구비하는 터치 센서용 도전 시트로서,
투명 절연층이 가교 구조를 포함하고,
투명 절연층의 압입 경도가 200MPa 이하인, 터치 센서용 도전 시트.
(2) 투명 절연층의 50~90℃에서의 탄성률이 1×105Pa 이상인, (1)에 기재된 터치 센서용 도전 시트.
(3) 투명 절연층의 온도 85℃ 및 상대 습도 85%에서의 탄성률이 1×105Pa 이상인, (1) 또는 (2)에 기재된 터치 센서용 도전 시트.
(4) 투명 절연층의 선팽창률과 기재의 선팽창률의 차가 300ppm/℃ 이하인, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 터치 센서용 도전 시트.
(5) 기재의 양면에 도전부가 배치되어 있고,
도전부가, 은 세선으로 이루어지는 메시 패턴을 포함하는, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 터치 센서용 도전 시트.
(6) 터치 센서용 도전 시트가, 본체부와, 본체부로부터 뻗어 형성되고, 절곡 가능한 절곡부를 갖는, (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 터치 센서용 도전 시트.
(7) 절곡부가 절곡되어 형성되는 굽힘부를 갖는, (6)에 기재된 터치 센서용 도전 시트.
(8) (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 터치 센서용 도전 시트와, 점착 시트와, 박리 시트를 이 순서로 구비하는, 터치 센서용 적층체.
(9) (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 터치 센서용 도전 시트를 포함하는, 터치 센서.
(10) (9)에 기재된 터치 센서를 포함하는, 터치 패널.
본 발명에 의하면, 절곡 시에도 투명 절연층에 크랙이 발생하기 어렵고, 절곡한 후에 고온 고습 환경하에 정치했을 때에도 금속 세선의 균열 및 단선이 발생하기 어려운 터치 센서용 도전 시트를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 터치 센서용 도전 시트를 포함하는, 터치 패널용 적층체, 터치 센서, 및 터치 패널을 제공할 수 있다.
도 1은 터치 센서용 도전 시트의 제1 실시형태의 일부 단면도이다.
도 2는 메시 패턴의 형상을 나타내는 일부 평면도이다.
도 3은 터치 센서용 도전 시트의 제2 실시형태의 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 절단선 IV-IV를 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 제1 검출 전극의 확대 평면도이다.
도 6은 터치 센서용 도전 시트의 절곡부가 굽혀진 양태를 나타내는 모식도이다.
도 7은 정전 용량식 터치 패널의 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서 "광"이란, 활성광선 또는 방사선을 의미한다. 본 명세서 중에 있어서의 "노광"이란, 특별히 설명하지 않는 한, 수은등의 휘선 스펙트럼, 엑시머 레이저로 대표되는 원자외선, X선, EUV광 등에 의한 노광뿐만 아니라, 전자선, 이온빔 등의 입자선에 의한 묘화도 노광에 포함시킨다.
또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 쌍방, 또는 어느 하나를 나타내고, "(메트)아크릴"은 아크릴 및 메타크릴의 쌍방, 또는 어느 하나를 나타낸다. 또, "(메트)아크릴로일"은 아크릴로일 및 메타크릴로일의 쌍방, 또는 어느 하나를 나타낸다.
본 발명의 터치 센서용 도전 시트의 특징점으로서는, 투명 절연층에 가교 구조를 도입하는 점, 및 투명 절연층의 압입 경도가 소정의 범위로 조정되어 있는 점을 들 수 있다.
금속 세선의 균열 및 단선은, 보존 환경 조건을 포함시킨 터치 센서용 도전 시트의 절곡 형태에 따른 응력에 의하여 발생하고 있다고 추측된다. 이로 인하여, 금속 세선의 표면에, 그 응력을 완화하는 기능, 및 금속 세선의 강도를 보강하는 기능을 가진 투명 절연층을 부설함으로써, 금속 세선의 균열 및 단선을 방지할 수 있는 것을 발견했다. 구체적으로는, 강도를 보강하는 기능을 투명 절연층에 부여하기 위하여, 투명 절연층에 가교 구조가 도입되고, 투명 절연층의 우위인 강성이 유지된다. 또, 절곡에 따라 투명 절연층에 크랙이 발생하여 금속 세선이 단선되는 것으로 이어지지 않도록, 투명 절연층의 압입 경도가 소정의 범위 내로 조정되고 있다.
<<제1 실시형태>>
이하, 본 발명의 터치 센서용 도전 시트의 적합한 양태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에 본 발명의 터치 센서용 도전 시트(10)의 제1 실시형태의 일부 단면도를 나타낸다. 터치 센서용 도전 시트(10)은, 기재(12)와, 기재(12) 상에 배치된, 복수의 금속 세선(14)로 이루어지는 도전부(16)과, 도전부(16) 상에 배치된(바꾸어 말하면, 기재(12)의 표면 및 도전부(16)을 덮도록 배치된) 투명 절연층(18)을 구비한다.
이하, 터치 센서용 도전 시트를 구성하는 각 부재에 대하여 상세하게 설명한다.
<기재>
기재는, 도전부를 지지할 수 있으면 그 종류는 제한되지 않고, 투명 기재인 것이 바람직하며, 플라스틱 필름이 보다 바람직하다.
기재를 구성하는 재료의 구체예로서는, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)(258℃), 폴리사이클로올레핀(134℃), 폴리카보네이트(250℃), (메트)아크릴 수지(128℃), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트)(269℃), PE(폴리에틸렌)(135℃), PP(폴리프로필렌)(163℃), 폴리스타이렌(230℃), 폴리 염화 바이닐(180℃), 폴리 염화 바이닐리덴(212℃), 또는 TAC(트라이아세틸셀룰로스)(290℃) 등의 융점이 약 290℃ 이하인 플라스틱 필름이 바람직하고, (메트)아크릴 수지, PET, 폴리사이클로올레핀, 또는 폴리카보네이트가 보다 바람직하다. () 안의 수치는 융점이다.
기재의 전체 광선 투과율은, 85~100%인 것이 바람직하다.
기재의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 터치 패널에 대한 응용의 점에서는, 통상, 25~500μm의 범위에서 임의로 선택할 수 있다. 또한, 기재의 기능 외에 터치면의 기능도 겸하는 경우는 500μm를 초과한 두께로 설계하는 것도 가능하다.
기재의 다른 적합한 양태로서는, 그 표면 상에 고분자를 포함하는 언더코팅층을 갖는 것이 바람직하다. 이 언더코팅층 상에 도전부가 형성됨으로써, 도전부의 밀착성이 보다 향상된다.
언더코팅층의 형성 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 고분자를 포함하는 언더코팅층 형성용 조성물을 기재 상에 도포하고, 필요에 따라서 가열 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다. 언더코팅층 형성용 조성물에는, 필요에 따라서, 용제가 포함되어 있어도 된다. 용제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 용제가 예시된다. 또, 고분자를 포함하는 언더코팅층 형성용 조성물로서 고분자의 미립자를 포함하는 라텍스를 사용해도 된다.
언더코팅층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 도전부의 밀착성이 보다 우수한 점에서, 0.02~0.3μm가 바람직하고, 0.03~0.2μm가 보다 바람직하다.
<도전부>
도전부는, 상기 기재 상에 배치되고, 복수의 금속 세선으로 이루어진다. 도전부는 주로 후술하는 바와 같이, 터치 센서의 검출 전극 또는 인출 배선을 구성하는 것이 바람직하다.
금속 세선의 선폭은 특별히 제한되지 않지만, 상한은 30μm 이하가 바람직하고, 15μm 이하가 보다 바람직하며, 10μm 이하가 더 바람직하고, 9μm 이하가 특히 바람직하며, 7μm 이하가 가장 바람직하고, 하한은 0.5μm 이상이 바람직하며, 1.0μm 이상이 보다 바람직하다. 상기 범위이면, 저저항의 전극을 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
금속 세선이 인출 배선으로서 적용되는 경우에는, 금속 세선의 선폭은 500μm 이하가 바람직하고, 50μm 이하가 보다 바람직하며, 30μm 이하가 더 바람직하다. 상기 범위이면, 저저항의 터치 패널 전극을 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
금속 세선의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 0.01~200μm가 바람직하고, 30μm 이하인 것이 보다 바람직하며, 20μm 이하인 것이 더 바람직하고, 0.01~9μm인 것이 특히 바람직하며, 0.05~5μm인 것이 가장 바람직하다. 상기 범위이면, 저저항의 전극이고, 내구성이 우수한 전극을 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
금속 세선으로 이루어지는 도전부의 패턴은 특별히 제한되지 않고, 정삼각형, 이등변 삼각형, 직각 삼각형 등의 삼각형, 정사각형, 직사각형, 마름모꼴, 평행 사변형, 사다리꼴 등의 사각형, (정)육각형, (정)팔각형 등의 (정)n각형, 원, 타원, 별 모양 등을 조합한 기하학 도형인 것이 바람직하고, 이들 기하학 도형으로 이루어지는 메시 형상인 것이 더 바람직하다.
메시 형상이란, 도 2에 나타내는 바와 같이, 교차하는 금속 세선(14)에 의하여 구성되는 복수의 개구부(격자)(20)을 포함하고 있는 형상을 의도한다.
개구부(20)은, 금속 세선(14)로 둘러싸이는 개구 영역이다. 개구부(20)의 한 변의 길이(W)는, 상한은 800μm 이하가 바람직하고, 600μm 이하가 보다 바람직하며, 400μm 이하가 더 바람직하고, 하한은 5μm 이상이 바람직하며, 30μm 이상이 보다 바람직하고, 80μm 이상이 더 바람직하다.
가시광 투과율의 점에서, 개구율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하며, 95% 이상인 것이 더 바람직하다. 개구율이란, 도전부 중에 있어서 금속 세선을 제외한 투과성 부분(개구부)이 전체에서 차지하는 비율에 상당한다.
금속 세선의 재료로서는, 예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 금속 또는 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 금속 세선의 도전성이 우수한 이유에서, 은인 것이 바람직하다.
금속 세선 중에는, 금속 세선과 기재의 밀착성의 관점에서, 바인더가 포함되어 있는 것이 바람직하다.
바인더로서는, 금속 세선과 기재의 밀착성이 보다 우수한 이유에서, (메트)아크릴계 수지, 스타이렌계 수지, 바이닐계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리유레테인계 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리다이엔계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 셀룰로스계 중합체 및 키토산계 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 수지, 또는 이들 수지를 구성하는 단량체로 이루어지는 공중합체 등을 들 수 있다.
금속 세선의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 기재 표면 상에 형성된 금속박 상의 포토레지스트막을 노광, 현상 처리하여 레지스트 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴으로부터 노출되는 금속박을 에칭하는 방법을 들 수 있다. 또, 기재의 양측 주면(主面) 상에 금속 미립자 또는 금속 나노와이어를 포함하는 페이스트를 인쇄하고, 페이스트에 금속 도금을 행하는 방법을 들 수 있다.
또한, 상기 방법 이외에 할로젠화 은을 사용한 방법을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2014-209332호의 단락 0056~0114에 기재된 방법을 들 수 있다.
도전부의 적합한 형태로서는, 은 세선으로 이루어지는 메시 패턴을 포함하는 양태를 들 수 있고, 기재의 양면에 도전부가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
<투명 절연층>
투명 절연층은 기재의 표면(도전부가 없는 영역) 및 도전부 상에 이들을 덮도록 배치되어 있다. 투명 절연층은 도전부를 보호하는 기능을 갖는다. 또한, 도전부의 일부가 노출되도록(도전부의 일부를 덮지 않도록) 투명 절연층은 배치해도 된다. 단, 후술하는 바와 같이, 터치 센서용 도전 시트가 절곡되는 부분에 대해서는, 투명 절연층을 배치하는 것이 바람직하다.
투명 절연층의 압입 경도는, 200MPa 이하이며, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 150MPa 이하가 바람직하고, 130MPa 이하가 보다 바람직하다. 하한은 특별히 제한되지 않지만, 10MPa 이상이 바람직하다. 압입 경도가 200MPa 이하인 경우, 원하는 효과를 얻기 용이하다.
투명 절연층의 압입 경도는, 미소 경도 시험기(피코덴터)에 의하여 측정할 수 있다.
또한, 투명 절연층이 상기 압입 경도를 나타내기 위하여, 투명 절연층을 구성하는 수지의 주쇄 구조가 부드러운 구조인 것, 또는 가교점 간의 거리가 긴 구조인 것이 바람직하다.
투명 절연층은 50~90℃에 있어서의 탄성률이 1×105Pa 이상인 것이 바람직하고, 1×106~1×1010MPa인 것이 보다 바람직하다. 기재가 열팽창하면, 기재 상에 형성된 기재보다 팽창률이 낮은 금속 세선도 동일하게 연신되고, 이로써 금속 세선의 단선이 발생하는 경우가 있다. 그에 대하여, 투명 절연층의 50~90℃에 있어서의 탄성률이 상기 범위 내이면, 고온 고습 환경하에서 터치 센서용 도전 시트를 절곡한 상태로 사용해도, 투명 절연층이 단단하여 연신되기 어렵기 때문에, 금속 세선의 균열 및 단선이 발생하기 어렵다.
또, 투명 절연층의 온도 85℃ 및 상대 습도 85%에서의 탄성률은, 1×105Pa 이상인 것이 바람직하고, 1×106Pa 이상인 것이 보다 바람직하며, 1.5×106Pa 이상인 것이 더 바람직하다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 1×1010MPa 이하인 경우가 많다. 탄성률이 상기 범위 내이면, 고온 고습 환경하에서 터치 센서용 도전 시트를 절곡한 상태로 사용해도, 금속 세선의 균열 및 단선이 보다 발생하기 어렵다.
또한, 투명 절연층의 상기 탄성률은, 소정의 측정 환경(예를 들면, 온도 85℃ 및 상대 습도 85%)에서, 미소 경도 시험기(피코덴터)에 의하여 측정할 수 있다.
투명 절연층의 선팽창률은 특별히 제한되지 않지만, 1~500ppm/℃가 바람직하고, 5~200ppm/℃가 보다 바람직하며, 5~150ppm/℃가 더 바람직하다. 투명 절연층의 선팽창률이 상기 범위 내이면, 고온 고습 환경하에서 터치 센서용 도전 시트를 절곡한 상태로 사용해도 금속 세선의 균열 및 단선이 보다 발생하기 어렵다.
또한, 투명 절연층의 선팽창률은, 투명 절연층으로 이루어지는 측정 시료에 열을 가했을 때의 컬 값(컬의 곡률 반경)을 측정하고, 이하의 2개의 식으로부터 산출할 수 있다.
식 1: (투명 절연층의 선팽창률-기재의 선팽창률)×온도차=측정 시료의 변형
식 2: 측정 시료의 변형={기재의 탄성률×(기재의 두께)2}/{3×(1-기재의 푸아송비)×투명 절연층의 탄성률×컬의 곡률 반경}
또한, 금속 세선의 단선을 보다 억제할 수 있는 점에서, 투명 절연층의 선팽창률은, 기재의 선팽창률과의 차가 작은 것이 바람직하고, 상한은, 차분이 300ppm/℃ 이하인 것이 바람직하며, 150ppm/℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 하한은 특별히 제한되지 않지만, 0ppm/℃를 들 수 있다.
투명 절연층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 두께가 크면 절곡했을 때에 투명 절연층에 크랙이 발생하기 쉬워진다. 크랙을 억제하면서, 도전부의 밀착성이 보다 우수하고, 막 강도가 보다 우수한 관점에서, 1~20μm가 바람직하며, 5~15μm가 보다 바람직하다.
투명 절연층은 광을 투과시키는 성질을 갖는다.
또한, 투명 절연층을 포함하는 터치 센서용 도전 시트의 전체 광선 투과율은, 가시광 영역(파장 400~700nm)에 대하여, 85% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 전체 광선 투과율은, 분광 측색계 CM-3600A(코니카 미놀타 가부시키가이샤제)에 의하여 측정된다.
또한, 투명 절연층 자체의 전체 광선 투과율은, 터치 센서용 도전 시트가 상기 전체 광선 투과율을 나타내는 바와 같이 조정되는 것이 바람직하고, 적어도 85% 이상인 것이 바람직하다.
투명 절연층은 도전부와의 밀착성이 우수한 것이 바람직하고, 구체적으로는, 3M사제 "610"에 의한 테이프 밀착력 평가 시험에서 박리가 없는 것이 보다 바람직하다.
또, 투명 절연층은 도전부뿐만 아니라, 기재(또는, 언더코팅층 혹은 바인더층)의 도전부가 형성되어 있지 않은 영역과도 접하기 때문에, 기재(또는, 언더코팅층 혹은 바인더층)와의 밀착성이 우수한 것이 바람직하다. 또한, 바인더층이란, 기재 상이며 금속 세선 간에 배치되는 바인더로 이루어지는 층이고, 할로젠화 은법에 의하여 금속 세선을 제조할 때에 형성되는 경우가 많다.
상기와 같이 투명 절연층과 기재 및 도전부와의 밀착성이 높은 경우, 금속 세선의 균열 및 단선을 보다 억제할 수 있다.
터치 센서용 도전 시트의 표면 반사를 억제하는 관점에서, 투명 절연층의 굴절률과 기재의 굴절률의 굴절률차가 작을수록 바람직하다.
또, 도전부의 금속 세선에 바인더 성분이 포함되어 있는 경우에는, 투명 절연층의 굴절률과 상기 바인더 성분의 굴절률의 굴절률차가 작을수록 바람직하고, 투명 절연층을 형성하는 수지 성분과 상기 바인더 성분이 동일한 재료인 것이 보다 바람직하다.
또한, 투명 절연층을 형성하는 수지 성분과 상기 바인더 성분이 동일한 재료라는 것은, 바인더 성분 및 투명 절연층을 형성하는 수지 성분 모두가 (메트)아크릴계 수지인 경우를 일례로서 들 수 있다.
또한, 상술과 같이 터치 센서용 도전 시트를 터치 패널에 적용하는 경우, 터치 센서용 도전 시트의 투명 절연층에 점착 시트(점착층)를 첩합하는 경우가 있다. 투명 절연층과 점착 시트의 계면에서의 광산란을 억제하기 위하여, 투명 절연층의 굴절률과 점착 시트의 굴절률의 굴절률차는 작을수록 바람직하다.
투명 절연층은 가교 구조를 포함한다. 가교 구조가 포함됨으로써, 고온 고습 환경하에서 터치 센서용 도전 시트를 절곡한 상태로 사용해도 금속 세선의 단선이 발생하기 어렵다.
가교 구조를 형성하기 위해서는, 후술하는 바와 같이, 다관능 화합물을 이용하여 투명 절연층을 형성하는 것이 바람직하다.
투명 절연층을 구성하는 재료는, 상술한 특성을 나타내는 층이 얻어지면 특별히 제한되지 않는다.
그 중에서도, 투명 절연층의 특성의 제어가 용이한 점에서, 중합성기를 갖는 중합성 화합물을 포함하는 투명 절연층 형성용 조성물을 이용하여 형성되는 층인 것이 바람직하다.
이하에서는, 투명 절연층 형성용 조성물을 이용한 양태에 대하여 상세하게 설명한다.
(투명 절연층의 형성 방법)
투명 절연층 형성용 조성물을 이용하여 투명 절연층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 기재 및 도전부 상에 투명 절연층 형성용 조성물을 도포하고, 필요에 따라서 도막에 경화 처리를 실시하여, 투명 절연층을 형성하는 방법(도포법), 또는 가기판 상에 투명 절연층을 형성하고, 도전부 표면에 전사하는 방법(전사법) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 두께의 제어가 용이한 관점에서는, 도포법이 바람직하다.
도포법의 경우에, 투명 절연층 형성용 조성물을 기재 및 도전부 상에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법(예를 들면, 그라비어 코터, 콤마 코터, 바 코터, 나이프 코터, 다이 코터 혹은 롤 코터 등의 도포 방식, 잉크젯 방식, 또는 스크린 인쇄 방식 등)을 사용할 수 있다.
취급성 및 제조 효율의 관점에서는, 투명 절연층 형성용 조성물을 기재 및 도전부 상에 도포하고, 필요에 따라서 건조 처리를 행하여 잔존하는 용제를 제거하여, 도막을 형성하는 양태가 바람직하다.
또한, 건조 처리의 조건은 특별히 제한되지 않지만, 생산성이 보다 우수한 점에서, 실온~220℃(바람직하게는 50~120℃)에서, 1~30분간(바람직하게는 1~10분간) 실시하는 것이 바람직하다.
생산성의 관점에서는, 또한 투명 절연층 형성용 조성물은 용제 성분을 포함하지 않고, 건조 공정이 없는 상황이 바람직하다.
또한, 도포법의 경우, 경화 처리로서는, 광경화 처리 및 열경화 처리 중 어느 것이어도 된다. 그 중에서도, 기재에 대한 대미지를 경감시키고, 택트 타임을 짧게 하는 관점에서, 광경화 처리가 바람직하다.
노광하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 활성광선 또는 방사선을 조사하는 방법을 들 수 있다. 활성광선에 의한 조사로서는, UV(자외선) 램프, 및 가시광선 등에 의한 광조사 등이 이용된다. 광원으로서는, 예를 들면, 수은등, 메탈할라이드 램프, 제논 램프, 케미컬 램프, 및 카본 아크등 등을 들 수 있다. 또, 방사선으로서는, 전자선, X선, 이온빔, 및 원적외선 등을 들 수 있다.
도막을 노광함으로써, 도막 중의 화합물에 포함되는 중합성기가 활성화되고, 화합물 간의 가교가 발생하여, 층의 경화가 진행된다. 노광 에너지로서는, 10~8000mJ/cm2 정도면 되고, 바람직하게는 50~3000mJ/cm2의 범위이다.
투명 절연층 형성용 조성물에는, 중합성기를 갖는 중합성 화합물이 포함된다. 중합성 화합물 중에 포함되는 중합성기의 수는 특별히 제한되지 않고, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 그 중에서도, 투명 절연층 중에 가교 구조를 형성할 수 있는 점에서, 2 이상의 중합성기를 갖는 중합성 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.
중합성기의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 알릴기 등의 라디칼 중합성기, 및 에폭시기, 옥세테인기 등의 양이온 중합성기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 반응성의 점에서, 라디칼 중합성기가 바람직하고, (메트)아크릴로일기가 보다 바람직하다.
중합성 화합물은, 모노머, 올리고머 및 폴리머로부터 선택되는 어느 형태여도 된다. 즉, 중합성 화합물은, 중합성기를 갖는 올리고머여도 되고, 중합성기를 갖는 폴리머여도 된다.
또한, 모노머로서는 분자량이 1,000 미만인 화합물이 바람직하다.
또, 올리고머 및 폴리머는, 유한개(일반적으로는 5~100개)의 모노머가 결합한 중합체이다. 올리고머란 중량 평균 분자량이 3000 이하인 화합물이며, 폴리머란 중량 평균 분자량이 3000 초과인 화합물이다.
중합성 화합물은, 1종이어도 되고, 복수 종을 병용해도 된다.
투명 절연층 형성용 조성물의 적합한 양태로서는, 2 이상의 중합성기를 갖는 중합성 화합물(다관능 화합물)과, 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물 및 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물 중 적어도 한쪽을 포함하는 양태를 들 수 있다.
또한, 2 이상의 중합성기를 갖는 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물은, 상기 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물에 해당하고, 다관능 화합물에는 포함되지 않는다. 또, 2 이상의 중합성기를 갖는 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물은, 상기 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물에 해당하고, 다관능 화합물에는 포함되지 않는다.
다관능 화합물로서는, 2 이상의 중합성기를 갖고 있으면 되고, 2 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물이 바람직하다.
구체적으로는, 2관능의 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 다이에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 1,4-뷰테인다이올다이(메트)아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올다이(메트)아크릴레이트, 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트, 글리세린다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 3-메틸-1,5-펜테인다이올다이(메트)아크릴레이트, 2-뷰틸-2-에틸-1,3 프로페인다이(메트)아크릴레이트, 다이메틸올트라이사이클로데케인다이(메트)아크릴레이트, 프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 다이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 테트라프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜하이드록시피발레이트다이(메트)아크릴레이트, 1,3 뷰테인다이올다이(메트)아크릴레이트, 다이메틸올다이사이클로펜테인다이아크릴레이트, 헥사메틸렌글라이콜다이아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 뷰틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 2,2'-비스(4-아크릴옥시다이에톡시페닐)프로페인, 및 비스페놀 A 테트라에틸렌글라이콜다이아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능의 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 카프로락톤 변성 트리스(아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메테인트라이(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 글리세롤트라이아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 글리세롤트라이아크릴레이트, ε 카프로락톤 변성 트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트, 및 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트 등을 들 수 있다.
4관능의 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 다이트라이메틸올프로페인테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시테트라(메트)아크릴레이트, 및 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.
5관능 이상의 (메트)아크릴레이트 화합물로서는, 예를 들면, 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 및 폴리펜타에리트리톨폴리아크릴레이트 등을 들 수 있다.
투명 절연층 형성용 조성물 중에 있어서의 다관능 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 투명 절연층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대하여, 0~50질량%가 바람직하고, 20~45질량%가 보다 바람직하다.
유레테인(메트)아크릴레이트 화합물은, 자세하게는, 아크릴로일옥시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일옥시기, 및 메타크릴로일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광중합성기를 1분자 중에 2개 이상 포함하고, 또한 유레테인 결합을 1분자 중에 1개 이상 포함하는 화합물인 것이 바람직하다. 이와 같은 화합물은, 예를 들면, 아이소사이아네이트와 하이드록시기 함유 (메트)아크릴레이트 화합물과의 유레테인화 반응에 의하여 제조할 수 있다. 또한, 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물로서는, 이른바 올리고머여도 되고, 폴리머여도 된다.
상기 광중합성기는, 라디칼 중합 가능한 중합성기이다. 광중합성기를 1분자 중에 2개 이상 포함하는 다관능의 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물은, 고경도인 투명 절연층을 형성하는 데에 유용하다.
유레테인(메트)아크릴레이트 화합물 1분자 중에 포함되는 광중합성기의 수는, 적어도 2개인 것이 바람직하고, 예를 들면, 2~10개가 보다 바람직하며, 2~6개가 더 바람직하다. 또한, 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물에 포함되는 2개 이상의 광중합성기는 동일한 것이어도 되고, 다른 것이어도 된다.
광중합성기로서는, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기가 바람직하다.
유레테인(메트)아크릴레이트 화합물 1분자 중에 포함되는 유레테인 결합의 수는, 1개 이상이면 되고, 형성되는 투명 절연층의 경도가 보다 높아지는 점에서, 2개 이상이 바람직하며, 예를 들면, 2~5개가 보다 바람직하다.
또한, 1분자 중에 유레테인 결합을 2개 포함하는 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물에 있어서, 광중합성기는 한쪽의 유레테인 결합에만 직접 또는 연결기를 개재하여 결합하고 있어도 되고, 2개의 유레테인 결합에 각각 직접 또는 연결기를 개재하여 결합하고 있어도 된다.
일 양태에서는, 연결기를 개재하여 결합하고 있는 2개의 유레테인 결합에 각각 1개 이상의 광중합성기가 결합하고 있는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물 중에 있어서, 유레테인 결합과 광중합성기는 직접 결합하고 있어도 되고, 유레테인 결합과 광중합성기의 사이에 연결기가 존재하고 있어도 된다. 연결기는 특별히 한정되는 것은 아니고, 직쇄 또는 분기의 포화 또는 불포화의 탄화 수소기, 환상 기, 및 이들의 2개 이상의 조합으로 이루어지는 기 등을 들 수 있다. 상기 탄화 수소기의 탄소수는, 예를 들면, 2~20 정도이지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또, 환상 기에 포함되는 환상 구조로서는, 일례로서 지방족환(사이클로헥세인환 등), 방향족환(벤젠환, 나프탈렌환 등) 등을 들 수 있다. 상기의 기는, 무치환이어도 되고 치환기를 갖고 있어도 된다.
또한, 본 명세서에 있어서, 특기하지 않는 한, 기재되어 있는 기는 치환기를 가져도 되고 무치환이어도 된다. 어떤 기가 치환기를 갖는 경우, 치환기로서는, 알킬기(예를 들면, 탄소수 1~6의 알킬기), 하이드록시기, 알콕실기(예를 들면, 탄소수 1~6의 알콕실기), 할로젠 원자(예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자), 사이아노기, 아미노기, 나이트로기, 아실기, 및 카복실기 등을 들 수 있다.
상기 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물은, 공지의 방법으로 합성할 수 있다. 또, 시판품으로서 입수하는 것도 가능하다.
합성 방법의 일례로서는, 예를 들면, 알코올, 폴리올, 및/또는 하이드록실기 함유 (메트)아크릴레이트 등의 하이드록시기 함유 화합물과 아이소사이아네이트를 반응시키는 방법을 들 수 있다. 또, 필요에 따라서, 상기 반응에 의하여 얻어진 유레테인 화합물을 (메트)아크릴산으로 에스터화하는 방법을 들 수 있다. 또한, (메트)아크릴산이란, 아크릴산과 메타크릴산을 포함하는 의미로 이용하는 것으로 한다.
상기 아이소사이아네이트로서는, 예를 들면, 방향족계, 지방족계, 및 지환식계 등의 폴리아이소사이아네이트를 들 수 있고, 톨릴렌다이아이소사이아네이트, 다이페닐메테인다이아이소사이아네이트, 수소 첨가 다이페닐메테인다이아이소사이아네이트, 폴리페닐메테인폴리아이소사이아네이트, 변성 다이페닐메테인다이아이소사이아네이트, 수소 첨가 자일릴렌다이아이소사이아네이트, 자일릴렌다이아이소사이아네이트, 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 트라이메틸헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 테트라메틸자일릴렌다이아이소사이아네이트, 아이소포론다이아이소사이아네이트, 노보넨다이아이소사이아네이트, 1,3-비스(아이소사이아네이토메틸)사이클로헥세인, 페닐렌다이아이소사이아네이트, 라이신다이아이소사이아네이트, 라이신트라이아이소사이아네이트, 및 나프탈렌다이아이소사이아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 1종이어도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 하이드록시기 함유 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시뷰틸아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴로일포스페이트, 2-아크릴로일옥시에틸-2-하이드록시프로필프탈레이트, 글리세린다이아크릴레이트, 2-하이드록시-3-아크릴로일옥시프로필아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 카프로락톤 변성 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 및 사이클로헥세인다이메탄올모노아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 1종이어도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
유레테인(메트)아크릴레이트 화합물의 시판품으로서는, 하기의 것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 교에이샤 가가쿠사제 UA-306H, UA-306I, UA-306T, UA-510H, UF-8001G, UA-101I, UA-101T, AT-600, AH-600, AI-600, 신나카무라 가가쿠사제 U-4HA, U-6HA, U-6LPA, UA-32P, U-15HA, UA-1100H, 닛폰 고세이 가가쿠 고교사제 시코(紫光) UV-1400B, 동 UV-1700B, 동 UV-6300B, 동 UV-7550B, 동 UV-7600B, 동 UV-7605B, 동 UV-7610B, 동 UV-7620EA, 동 UV-7630B, 동 UV-7640B, 동 UV-6630B, 동 UV-7000B, 동 UV-7510B, 동 UV-7461TE, 동 UV-3000B, 동 UV-3200B, 동 UV-3210EA, 동 UV-3310EA, 동 UV-3310B, 동 UV-3500BA, 동 UV-3520TL, 동 UV-3700B, 동 UV-6100B, 동 UV-6640B, 동 UV-2000B, 동 UV-2010B, 동 UV-2250EA를 들 수 있다. 또, 닛폰 고세이 가가쿠 고교사제 시코 UV-2750B, 교에이샤 가가쿠사제 UL-503LN, 다이닛폰 잉크 가가쿠 고교사제 유니딕 17-806, 동 17-813, 동 V-4030, 동 V-4000BA, 다이셀 UCB사제 EB-1290K, 도쿠시키제 하이코프 AU-2010, 동 AU-2020 등도 들 수 있다.
6관능 이상의 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물로서는, 예를 들면, 네가미 고교(주)제의 아트레진 UN-3320HA, 아트레진 UN-3320HC, 아트레진 UN-3320HS, 아트레진 UN-904, 닛폰 고세이 가가쿠(주)제의 시코 UV-1700B, 시코 UV-7605B, 시코 UV-7610B, 시코 UV-7630B, 시코 UV-7640B, 신나카무라 가가쿠 고교(주)제의 NK올리고 U-6PA, NK올리고 U-10HA, NK올리고 U-10PA, NK올리고 U-1100H, NK올리고 U-15HA, NK올리고 U-53H, NK올리고 U-33H, 다이셀·사이텍(주)제의 KRM8452, EBECRYL1290, KRM8200, EBECRYL5129, KRM8904, 닛폰 가야쿠(주)제의 UX-5000 등을 들 수 있다.
또, 2~3관능의 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물로서는, Nagase(주)제의 나토코 UV 자기 치유, DIC 가부시키가이샤제의 EXP DX-40 등도 들 수 있다.
상기 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물의 분자량(중량 평균 분자량 Mw)은, 300~10,000의 범위가 바람직하다. 분자량이 이 범위이면, 유연성이 우수하고, 또한 표면 경도가 우수한 투명 절연층을 얻을 수 있다.
또, 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물로서는, 폴리글리시딜에터와 (메트)아크릴산의 부가 반응에 의하여 얻어지는 것을 말하고, 분자 내에 (메트)아크릴로일기를 적어도 2개 갖고 있는 경우가 많다.
투명 절연층 형성용 조성물 중에 있어서의 유레테인(메트)아크릴레이트 화합물 및 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물의 합계 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 투명 절연층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대하여, 10~70질량%가 바람직하고, 30~65질량%가 보다 바람직하다.
투명 절연층 형성용 조성물에는, 추가로 단관능 모노머가 포함되어 있어도 되고, 단관능 (메트)아크릴레이트가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 단관능 모노머는, 투명 절연층 중에서의 가교 밀도를 제어하기 위한 희석 모노머로서 기능한다.
단관능 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 뷰틸(메트)아크릴레이트, 아밀(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 헥사데실(메트)아크릴레이트, 옥타데실(메트)아크릴레이트 등의 장쇄 알킬(메트)아크릴레이트, 사이클로헥실(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 노닐페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 테트라하이드로퓨퓨릴(메트)아크릴레이트, 노닐페녹시에틸테트라하이드로퓨퓨릴(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 테트라퓨퓨릴(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일옥시에틸(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 노닐페놀(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 노닐페놀(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실카비톨(메트)아크릴레이트 등의 환상 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 뷰톡시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-클로로-2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸 애시드 포스페이트, 및 다이에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 아이소미리스틸(메트)아크릴레이트, 아이소스테아릴(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸(메트)아크릴레이트, 아이소보닐(메트)아크릴레이트, 및 (메트)아크릴산과 다가 알코올과의 에스터 등을 들 수 있다.
투명 절연층 형성용 조성물 중에 있어서의 단관능 모노머의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 투명 절연층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대하여, 0~40질량%가 바람직하고, 0~20질량%가 보다 바람직하다.
투명 절연층 형성용 조성물에는, 추가로 중합 개시제가 포함되어 있어도 된다. 중합 개시제는, 광중합 개시제 및 열중합 개시제 중 어느 것이어도 되지만, 광중합 개시제인 것이 바람직하다.
광중합 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 광중합 개시제(라디칼 광중합 개시제, 양이온 광중합 개시제)를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아세토페논, 2,2-다이에톡시아세토페논, p-다이메틸아세토페논, p-다이메틸아미노프로피오페논, 벤조페논, 2-클로로벤조페논, 벤질, 벤조인, 벤조인메틸에터, 벤조인에틸에터, 벤조인아이소프로필에터, 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온, 1-사이클로헥실페닐케톤, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 올리고(2-하이드록시-2-메틸-1-(4-(1-메틸바이닐)페닐)프로판온), 2-하이드록시-1-{4-[4-(2-하이드록시-2-메틸-프로피온일)-벤질]-페닐}-2-메틸-프로판-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)페닐]-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-다이메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-뷰탄온-1, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트라이메틸벤조일-다이페닐-포스핀옥사이드, 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸-펜틸포스핀옥사이드, 에틸-(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐포스피네이트, 1,2-옥테인다이온, 1-[4-(페닐싸이오)-, 2-(O-벤조일옥심)], 메틸벤조일포메이트, 4-메틸벤조페논, 4-페닐벤조페논, 2,4,6-트라이메틸벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸다이페닐설파이드, 1-[4-(4-벤조일페닐설판일)페닐]-2-메틸-2-(4-메틸페닐설폰일)프로판-1-온 등의 카보닐 화합물, 및 싸이오잔톤, 2-클로로싸이오잔톤, 2-메틸싸이오잔톤, 테트라메틸튜람다이설파이드 등의 황 화합물 등을 들 수 있다.
중합 개시제는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
투명 절연층 형성용 조성물 중, 중합 개시제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 경화성의 점에서, 투명 절연층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대하여, 0.1~10질량%인 것이 바람직하고, 2~5질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 중합 개시제가 2종 이상 사용되는 경우는, 중합 개시제의 총 함유량이 상기 범위에 있는 것이 바람직하다.
투명 절연층 형성용 조성물에는, 상기 이외에도, 레벨링제, 표면 윤활제, 산화 방지제, 부식 방지제, 광안정제, 자외선 흡수제, 중합 금지제, 실레인 커플링제, 무기 혹은 유기의 충전제, 금속분, 안료 등의 분체, 입자 형상, 또는 박(箔) 형상물 등의 종래 공지의 각종 첨가제를 사용하는 용도에 따라 적절히 첨가할 수 있다. 그들의 상세에 대해서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2012-229412호의 단락 0032~0034를 참조할 수 있다. 단 이들에 한정되지 않고, 광중합성 조성물에 일반적으로 사용될 수 있는 각종 첨가제를 이용할 수 있다. 또, 투명 절연층 형성용 조성물에 대한 첨가제의 첨가량은 적절히 조정하면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
레벨링제로서는, 투명 절연층 형성용 조성물의 도포 대상에 대한 습윤성 부여 작용, 표면 장력의 저하 작용을 갖는 것이면, 공지의 레벨링제를 이용할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 변성 수지, 불소 변성 수지, 및 알킬 변성 수지 등을 들 수 있다.
또한, 투명 절연층 형성용 조성물은, 취급성의 점에서 용제를 포함하고 있어도 되는데, VOC(휘발성 유기 화합물) 억제의 관점 및 택트 타임의 저감의 관점에서, 무용제계로 하는 것이 바람직하다.
또한, 투명 절연층 형성용 조성물이 용제를 함유하는 경우, 사용할 수 있는 용제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 물 및 유기 용제를 들 수 있다.
도 1에 있어서 터치 센서용 도전 시트의 제1 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 터치 센서용 도전 시트의 구성은 이 양태에는 한정되지 않는다.
도 1에 있어서는, 기재(12) 상의 편면에만 도전부(16) 및 투명 절연층(18)이 배치된 터치 센서용 도전 시트를 설명했지만, 본 발명의 터치 센서용 도전 시트는, 기재(12) 상의 양면에 도전부(16) 및 투명 절연층(18)이 배치되어 있어도 된다.
본 발명의 터치 센서용 도전 시트는, 투명 절연층이 소정의 압입 경도를 갖기 때문에, 소정의 위치에서 절곡하여 사용하는 것이 가능하다.
또한, 후술하는 바와 같이, 터치 센서용 도전 시트에 절곡부가 포함되는 경우, 절곡부에 포함되는 금속 세선을 덮도록, 투명 절연층이 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 터치 센서용 도전 시트가 절곡 영역에 위치하는 도전부 상에는 투명 절연층이 배치되는 것이 바람직하다.
<<제2 실시형태>>
도 3에 터치 센서용 도전 시트의 제2 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3에 터치 센서용 도전 시트(100)의 평면도를 나타낸다. 도 4는, 도 3 중의 절단선 IV-IV를 따라 절단한 단면도이다. 터치 센서용 도전 시트(100)은, 기재(12)와, 기재(12)의 한쪽의 주면 상(표면 상)에 배치되는 복수의 제1 검출 전극(24)와, 복수의 제1 인출 배선(26)과, 기재(12)의 다른 쪽의 주면 상(이면 상)에 배치되는 복수의 제2 검출 전극(28)과, 복수의 제2 인출 배선(30)과, 제1 검출 전극(24) 및 제1 인출 배선(26)을 덮도록 배치되는 제1 투명 절연층(40)과, 제2 검출 전극(28) 및 제2 인출 배선(30)을 덮도록 배치되는 제2 투명 절연층(42)를 구비한다.
또한, 후술하는 바와 같이, 제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)은 금속 세선에 의하여 구성된다.
제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)이 있는 영역은, 사용자에 의하여 입력 조작이 가능한 입력 영역(EI)(물체의 접촉을 검지 가능한 입력 영역(센싱부))를 구성하고, 입력 영역(EI)의 외측에 위치하는 외측 영역(EO)에는 제1 인출 배선(26), 제2 인출 배선(30)이 배치된다.
터치 센서용 도전 시트(100)은, 본체부(50)과, 본체부(50)으로부터 뻗어 형성되고, 절곡 가능한 절곡부(52)를 갖는다. 절곡부(52)의 단부 부근에는, 제1 인출 배선(26) 및 제2 인출 배선(30)의 각각의 일단부가 위치되어, 플렉시블 프린트 배선판과 전기적으로 접속 가능하다.
또한, 터치 센서용 도전 시트(100)의 기재(12)가 상술한 기재에 상당하고, 터치 센서용 도전 시트(100)의 제1 검출 전극(24), 제1 인출 배선(26), 제2 검출 전극(28) 및 제2 인출 배선(30)이 상술한 도전부에 상당하며, 터치 센서용 도전 시트(100)의 제1 투명 절연층(40) 및 제2 투명 절연층(42)가 상술한 투명 절연층에 상당한다.
이하에서는, 상기 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
기재(12)는, 입력 영역(EI)에 있어서 제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)을 지지하는 역할을 담당함과 함께, 외측 영역(EO)에 있어서 제1 인출 배선(26) 및 제2 인출 배선(30)을 지지하는 역할을 담당하는 부재이다.
기재(12)의 정의 및 적합한 양태는 상술한 바와 같다.
제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)은, 정전 용량의 변화를 감지하는 센싱 전극이며, 감지부(센서부)를 구성한다. 즉, 손가락 끝을 터치 패널에 접촉시키면, 제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)의 사이의 상호 정전 용량이 변화하고, 이 변화량에 근거하여 손가락 끝의 위치를 IC 회로(집적 회로)에 의하여 연산한다.
제1 검출 전극(24)는, 입력 영역(EI)에 접근한 사용자의 손가락의 X방향에 있어서의 입력 위치의 검출을 행하는 역할을 갖는 것이며, 손가락과의 사이에 정전 용량을 발생시키는 기능을 갖고 있다. 제1 검출 전극(24)는, 제1 방향(X방향)으로 뻗고, 제1 방향과 직교하는 제2 방향(Y방향)으로 소정의 간격을 두고 배열된 전극이며, 후술하는 바와 같이 소정의 패턴을 포함한다.
제2 검출 전극(28)은, 입력 영역(EI)에 접근한 사용자의 손가락의 Y방향에 있어서의 입력 위치의 검출을 행하는 역할을 갖는 것이며, 손가락과의 사이에 정전 용량을 발생시키는 기능을 갖고 있다. 제2 검출 전극(28)은, 제2 방향(Y방향)으로 뻗고, 제1 방향(X방향)으로 소정의 간격을 두고 배열된 전극이며, 후술하는 바와 같이 소정의 패턴을 포함한다. 도 3에 있어서는, 제1 검출 전극(24)는 5개, 제2 검출 전극(28)은 5개 마련되어 있지만, 그 수는 특별히 제한되지 않고 복수면 된다.
도 3 중, 제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)은, 금속 세선에 의하여 구성된다. 도 5에, 제1 검출 전극(24)의 일부의 확대 평면도를 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 검출 전극(24)는, 금속 세선(14)에 의하여 구성되고, 교차하는 금속 세선(14)에 의한 복수의 개구부(20)을 포함하고 있다. 또한, 제2 검출 전극(28)도, 제1 검출 전극(24)와 마찬가지로, 교차하는 금속 세선(14)에 의한 복수의 개구부(20)을 포함하고 있다. 즉, 제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)이, 상술한 복수의 금속 세선으로 이루어지는 메시 패턴을 갖는 도전부에 해당한다.
제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)은, 상술한 도전부에 해당하고, 복수의 금속 세선으로 이루어지는 메시 패턴을 갖는다. 제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)을 구성하는 금속 세선의 정의 및 적합한 양태는, 상술한 바와 같다. 또, 개구부(36)의 정의(예를 들면, 한 변의 길이(W))도, 상술한 바와 같다.
제1 인출 배선(26) 및 제2 인출 배선(30)은, 각각 상기 제1 검출 전극(24) 및 제2 검출 전극(28)에 전압을 인가하기 위한 역할을 담당하는 부재이다.
제1 인출 배선(26)은, 외측 영역(EO)의 기재(12) 상에 배치되고, 그 일단이 대응하는 제1 검출 전극(24)에 전기적으로 접속되며, 그 타단은 플렉시블 프린트 배선판에 전기적으로 접속된다.
제2 인출 배선(30)은, 외측 영역(EO)의 기재(12) 상에 배치되고, 그 일단이 대응하는 제2 검출 전극(28)에 전기적으로 접속되며, 그 타단은 플렉시블 프린트 배선판에 전기적으로 접속된다.
또한, 도 3에 있어서는, 제1 인출 배선(26)은 5개, 제2 인출 배선(30)은 5개 기재되어 있지만, 그 수는 특별히 제한되지 않고, 통상, 검출 전극의 수에 따라 복수 배치된다.
제1 투명 절연층(40)은, 제1 검출 전극(24) 및 제1 인출 배선(26)을 덮도록 기재(12) 상에 배치되는 층이다. 또, 제2 투명 절연층(42)는, 제2 검출 전극(28) 및 제2 인출 배선(30)을 덮도록 기재(12) 상에 배치되는 층이다.
제1 투명 절연층(40) 및 제2 투명 절연층(42)의 정의는 상술한 바와 같다.
또한, 제1 투명 절연층(40) 및 제2 투명 절연층(42)는, 상술한 플렉시블 프린트 배선판(32)가 배치되는 영역 이외의 기재(12) 상에 배치된다.
또한, 도 5에 있어서는, 제1 투명 절연층(40) 및 제2 투명 절연층(42)는, 입력 영역(EI) 및 외측 영역(EO)의 양쪽 모두에 위치하도록 배치되어 있지만, 한쪽의 영역에만 배치되고, 다른 쪽은 다른 투명 절연층이 배치되어 있어도 된다. 예를 들면, 제1 투명 절연층(40) 및 제2 투명 절연층(42)는 절곡부(52)에 위치하는 인출 배선 상에만 배치되어 있어도 된다.
또한, 1회의 도포 공정에 의하여 투명 절연층을 형성할 수 있는 점에서는, 입력 영역(EI) 및 외측 영역(EO)의 양쪽 모두의 동일한 투명 절연층이 배치되는 것이 바람직하다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 절곡부(52)는, 그 일단이 터치 센서용 도전 시트(100)의 본체부(50)의 이면에 위치하도록 절곡 가능하다. 도 6에 있어서는, 절곡부(52)의 일단이 본체부(50)의 이면에 위치하고, 도시하지 않은 플렉시블 프린트 배선판이 절곡부의 일단부에 배치되는 인출 배선의 단부와 전기적으로 접속된다. 이와 같은 절곡부에서 절곡된 굽힘부가 형성됨으로써, 터치 센서의 공간 절약화가 달성된다. 즉, 상술한 투명 절연층을 갖는 터치 센서용 도전 시트를 이용함으로써, 굽힘 구조를 갖는 터치 센서용 도전 시트가 얻어진다.
도 6에 있어서는, 절곡부(52)가 본체부(50)의 일단으로부터 뻗어 형성되는 터치 센서용 도전 시트에 대하여 설명했지만, 이 양태에 한정되지 않고, 절곡부는 복수 포함되어 있어도 된다.
예를 들면, 도 3에서는, 기재(12)의 양면으로부터의 인출 배선(제1 인출 배선(26), 및 제2 인출 배선(30))이 절곡부(52)에 공통으로 배치되어 있지만, 제1 인출 배선(26)과 제2 인출 배선(30)은 기재(12)의 다른 변으로부터 각각 별도로 뻗어 형성된 2개의 절곡부에 각각 배치되어 있어도 된다. 그 경우, 뻗어 형성된 절곡부는 2개소가 된다.
또, 입력 영역의 사이즈의 확대에 따라, 플렉시블 프린트 배선판에 접속하는 부분을 화면의 부분별로 복수 개소로 분할하는 경우가 있다. 그 경우, 절곡부에 상당하는 부위는, 접속하는 부분의 수만큼 포함되게 되어, 3개소 이상이어도 된다.
또, 도 6에 있어서는, 절곡부가, 기재와, 기재 상에 배치된 인출 배선과, 인출 배선 상에 배치된 투명 절연층을 갖는 양태였지만, 상술한 도전부 및 투명 절연층이 포함되어 있으면 이 구성에 한정되지 않는다.
〔터치 패널〕
상기 터치 센서용 도전 시트는, 터치 패널에 적합하게 적용된다. 터치 센서용 도전 시트가 터치 패널에 적용되는 경우, 상기 터치 센서용 도전 시트는 터치 센서(터치 패널 센서)의 일부로서 기능한다.
보다 구체적으로는, 상기 터치 센서용 도전 시트를 포함하는 정전 용량식 터치 패널의 적합한 양태로서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 정전 용량식 터치 패널(60)은, 보호 기판(62)와, 점착 시트(64)와, 정전 용량식 터치 센서(66)과, 점착 시트(64)와, 표시 장치(68)을 구비한다.
이하, 정전 용량식 터치 패널(60)에서 사용되는 각종 부재에 대하여 상세하게 설명한다.
또한, 이하에서는, 정전 용량식의 터치 패널에 대하여 설명하지만, 본 발명의 터치 센서용 도전 시트는 다른 형식의 터치 패널에 적용되어도 된다.
(보호 기판)
보호 기판은, 점착 시트 상에 배치되는 기판이며, 외부 환경으로부터 후술하는 정전 용량식 터치 센서를 보호하는 역할을 함과 동시에, 그 주면은 터치면을 구성한다.
보호 기판으로서 투명 기판인 것이 바람직하고, 플라스틱 필름, 플라스틱판, 및 유리판 등이 이용된다. 기판의 두께는 각각의 용도에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 플라스틱 필름 및 플라스틱판의 원료로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터류; 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌, EVA(아세트산 바이닐 공중합 폴리에틸렌) 등의 폴리올레핀류; 바이닐계 수지; 그 외, 폴리카보네이트(PC), 폴리아마이드, 폴리이미드, 아크릴 수지, 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 및 사이클로올레핀계 수지(COP) 등을 이용할 수 있다.
또, 보호 기판으로서는, 편광판, 원편광판 등을 이용해도 된다.
(점착 시트)
점착 시트(점착층)는, 정전 용량식 터치 센서와, 보호 기판 또는 표시 장치를 첩합하기 위하여 배치된다. 점착 시트(점착층)로서는 특별히 한정되지 않고, 공지의 점착 시트를 사용할 수 있다.
(정전 용량식 터치 센서)
정전 용량식 터치 센서는, 상술한 터치 센서용 도전 시트를 이용하여 형성되는 센서이다. 보다 구체적으로는, 상술한 도 3으로 나타내는 바와 같은 터치 센서용 도전 시트에, 플렉시블 프린트 배선판을 접속시켜 형성할 수 있다.
(표시 장치)
표시 장치는, 화상을 표시하는 표시면을 갖는 장치이며, 표시 화면 측에 각 부재가 배치된다.
표시 장치의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 표시 장치를 사용할 수 있다. 예를 들면, 음극선관(CRT) 표시 장치, 액정 표시 장치(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 표시 장치, 진공 형광 디스플레이(VFD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 표면 전계 디스플레이(SED), 전계 방출 디스플레이(FED), 및 전자 페이퍼(E-Paper) 등을 들 수 있다.
이상, 본 발명의 터치 센서용 도전 시트를 터치 센서의 일부로서 기능시켜 이용한 터치 패널의 일례를 설명했다.
또한, 본 발명의 터치 센서용 도전 시트는, 취급 시 및 반송 시에 있어서는, 터치 센서용 도전 시트와, 점착 시트와, 박리 시트를 이 순서로 갖는 터치 패널용 적층체의 형태로 이용되어도 된다. 박리 시트는, 터치 패널 적층체를 반송 시에, 터치 센서용 도전 시트에 스크래치 등이 발생하는 것을 방지하기 위한 보호 시트로서 기능한다. 이와 같은 양태이면 사용 시에 있어서 박리 시트를 박리하고, 소정의 위치에 첩부하여 이용할 수 있다.
또, 본 발명의 터치 센서용 도전 시트는, 예를 들면, 터치 센서용 도전 시트, 점착 시트, 및 보호 기판을 이 순서로 갖는 복합체의 형태로 취급되어도 된다.
실시예
이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
〔실시예 1〕
<<터치 센서용 도전 시트의 제작>>
<도전부의 형성>
(할로젠화 은 유제의 조제)
38℃, pH4.5로 유지된 하기 1액에, 하기의 2액 및 3액의 각각 90%에 상당하는 양을 교반하면서 동시에 20분간에 걸쳐 첨가하고, 0.16μm의 핵입자를 형성했다. 계속해서 하기 4액 및 5액을 8분간에 걸쳐 첨가하고, 또한, 하기의 2액 및 3액의 나머지의 10%의 양을 2분간에 걸쳐 첨가하여, 입자를 0.21μm까지 성장시켰다. 또한, 아이오딘화 칼륨 0.15g을 첨가하고, 5분간 숙성하여 입자 형성을 종료했다.
1액:
물 750ml
젤라틴 8.6g
염화 나트륨 3g
1,3-다이메틸이미다졸리딘-2-싸이온 20mg
벤젠싸이오설폰산 나트륨 10mg
시트르산 0.7g
2액:
물 300ml
질산 은 150g
3액:
물 300ml
염화 나트륨 38g
브로민화 칼륨 32g
헥사클로로이리듐(III)산 칼륨
(0.005% KCl 20% 수용액) 5ml
헥사클로로로듐산 암모늄
(0.001% NaCl 20% 수용액) 7ml
4액:
물 100ml
질산 은 50g
5액:
물 100ml
염화 나트륨 13g
브로민화 칼륨 11g
황혈염 5mg
그 후, 통상의 방법에 따라 프로큘레이션법에 의하여 수세했다. 구체적으로는, 상기에서 얻어진 용액의 온도를 35℃로 낮추고, 황산을 이용하여 할로젠화 은이 침강할 때까지 pH를 낮췄다(pH3.6±0.2의 범위였다). 다음으로, 상등액을 약 3리터 제거했다(제1 수세). 또한, 3리터의 증류수를 첨가하고 나서, 할로젠화 은이 침강할 때까지 황산을 첨가했다. 다시, 상등액을 3리터 제거했다(제2 수세). 제2 수세와 동일한 조작을 추가로 1회 반복하여(제3 수세), 수세 및 탈염 공정을 종료했다. 수세 및 탈염 후의 유제를 pH6.4, pAg7.5로 조정하고, 젤라틴 2.5g, 벤젠싸이오설폰산 나트륨 10mg, 벤젠싸이오설핀산 나트륨 3mg, 싸이오 황산 나트륨 15mg과 염화 금산 10mg을 첨가하고 55℃에서 최적 감도를 얻도록 화학 증감을 실시했다. 그 후, 추가로 안정제로서 1,3,3a,7-테트라아자인덴 100mg, 방부제로서 프록셀(상품명, ICI Co., Ltd.제) 100mg을 첨가했다. 최종적으로 얻어진 유제는, 아이오딘화 은을 0.08몰% 포함하고, 염 브로민화 은의 비율이 염화 은 70몰%, 브로민화 은 30몰%이며, 평균 입자경 0.22μm, 변동 계수 9%의 아이오딘염 브로민화 은 입방체 입자 유제였다.
(감광성층 형성용 조성물의 조제)
상기 유제에 1,3,3a,7-테트라아자인덴 1.2×10-4몰/몰 Ag, 하이드로퀴논 1.2×10-2몰/몰 Ag, 시트르산 3.0×10-4몰/몰 Ag, 2,4-다이클로로-6-하이드록시-1,3,5-트라이아진나트륨염 0.90g/몰 Ag, 미량의 경막제를 첨가하고, 시트르산을 이용하여 도포액 pH를 5.6으로 조정했다.
상기 도포액에 함유하는 젤라틴에 대하여, 하기 식 (P-1)로 나타나는 폴리머와 다이알킬페닐 PEO(polyethylene glycol) 황산 에스터로 이루어지는 분산제를 함유하는 폴리머 라텍스(분산제/폴리머의 질량비가 2.0/100=0.02)를 폴리머/젤라틴(질량비)=0.5/1이 되도록 첨가했다.
또한, 가교제로서 EPOXY RESIN DY 022(상품명: 나가세 켐텍스사제)를 첨가했다. 또한, 가교제의 첨가량은, 후술하는 할로젠화 은 함유 감광성층 중에 있어서의 가교제의 양이 0.09g/m2가 되도록 조정했다.
이상과 같이 하여 감광성층 형성용 조성물을 조제했다.
또한, 하기 식 (P-1)로 나타나는 폴리머는, 일본 특허공보 제3305459호 및 일본 특허공보 제3754745호를 참조하여 합성했다.
[화학식 1]
Figure 112018103107241-pct00001
(감광성층 형성 공정)
두께 100μm의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(선팽창률: 20ppm/℃)에 상기 폴리머 라텍스를 도포하여, 두께 0.05μm의 언더코팅층을 마련했다.
다음으로, 언더코팅층 상에, 상기 폴리머 라텍스와 젤라틴을 혼합한 할로젠화 은 불함유층 형성용 조성물을 도포하여, 두께 1.0μm의 할로젠화 은 불함유층을 마련했다. 또한, 폴리머와 젤라틴의 혼합 질량비(폴리머/젤라틴)는 2/1이며, 폴리머의 함유량은 0.65g/m2였다.
다음으로, 할로젠화 은 불함유층 상에, 상기 감광성층 형성용 조성물을 도포하여, 두께 2.5μm의 할로젠화 은 함유 감광성층을 마련했다. 또한, 할로젠화 은 함유 감광성층 중의 폴리머와 젤라틴의 혼합 질량비(폴리머/젤라틴)는 0.5/1이며, 폴리머의 함유량은 0.22g/m2였다.
다음으로, 할로젠화 은 함유 감광성층 상에, 상기 폴리머 라텍스와 젤라틴을 혼합한 보호층 형성용 조성물을 도포하여, 두께 0.15μm의 보호층을 마련했다. 또한, 폴리머와 젤라틴의 혼합 질량비(폴리머/젤라틴)는 0.1/1이며, 폴리머의 함유량은 0.015g/m2였다.
(노광 및 현상 처리)
상기에서 제작한 감광성층에, 라인/스페이스=30μm/30μm의 패턴(라인의 개수 20개)의 현상은상(現像銀像)을 부여할 수 있는 포토마스크를 통하여 고압 수은 램프를 광원으로 한 평행광을 이용하여 노광했다. 노광 후, 하기의 현상액으로 현상하고, 또한 정착액(상품명: CN16X용 N3X-R: 후지필름사제)을 이용하여 현상 처리를 행한 후, 순수로 린스하며, 그 후 건조했다.
(현상액의 조성)
현상액 1리터(L) 중에, 이하의 화합물이 포함된다.
하이드로퀴논 0.037mol/L
N-메틸아미노페놀 0.016mol/L
메타 붕산 나트륨 0.140mol/L
수산화 나트륨 0.360mol/L
브로민화 나트륨 0.031mol/L
메타 중아황산 칼륨 0.187mol/L
(가열 처리)
또한, 120℃의 과열 증기조에 130초간 정치하고, 가열 처리를 행했다.
(젤라틴 분해 처리)
또한, 하기와 같이 조제한 젤라틴 분해액(40℃)에 120초 침지하고, 그 후, 온수(액체의 온도: 50℃)에 120초간 침지하여 세정했다.
젤라틴 분해액의 조제:
단백질 분해 효소(나가세 켐텍스사제 비오프라제 30L)의 수용액(단백질 분해 효소의 농도: 0.5질량%)에 트라이에탄올아민, 황산을 첨가하여, pH를 8.5로 조정했다.
(고분자 가교 처리)
또한, 카보딜라이트 V-02-L2(상품명: 닛신보 가부시키가이샤제) 1% 수용액에 30초 침지하여, 수용액으로부터 취출하고, 순수(실온)에 60초간 침지하여, 세정했다.
이와 같이 하여, PET 필름 상에 은 세선 패턴으로 이루어지는 도전부를 형성한 필름 A를 얻었다.
<투명 절연층의 형성>
3관능 이상의 다관능 화합물로서 PETA(펜타에리트리톨(트라이/테트라)아크릴레이트, (상품명 KAYARAD PET-30)닛폰 가야쿠 가부시키가이샤제) 30wt%, (메트)아크릴레이트 올리고머로서 나토코 UV 자기 치유(나토코 가부시키가이샤제) 36.9wt%, 희석용 모노머로서 HDDA(1,6-헥세인다이올다이아크릴레이트, 오사카 유키 가가쿠 고교 가부시키가이샤제) 30wt%, 레벨링제로서 BYK-UV3500(빅케미·재팬사제) 0.1wt%, 및 광중합 개시제로서 Irgacure184(BASF사제) 3wt%의 혼합액을, 스크린 인쇄에 의하여, 상기에서 제작한 필름 A의 도전부인 은 세선 패턴 상에 도포하고, 도막을 형성했다. 이어서, 상기 도막을, Fusion사제 D밸브를 이용하여 조사 강도 160mW/cm2이고, 적산 조도가 1000mJ/cm2가 되도록 노광하여, 두께 10μm의 경화막인 투명 절연층을 형성하고, 터치 센서용 도전 시트를 제조했다.
<<각 물성 측정>>
<압입 경도(압입 단단함)의 측정>
투명 절연층의 압입 경도를 이하의 순서에 따라 측정했다.
미소 경도 시험기(피코덴터) HM200에 의하여, 베르코비치 단자를 이용하여 1mN/10sec, 크리프 5초, 최대 압입 강도 0.35μm의 측정 조건으로, 투명 절연층의 압입 경도를 측정했다.
<탄성률의 측정>
투명 절연층의 탄성률을 이하의 순서에 따라 측정했다.
미소 경도 시험기(피코덴터) HM200에 의하여, 베르코비치 단자를 이용하여 0.1mN/10sec의 측정 조건으로 투명 절연층의 압입 탄성률을 측정했다. 또한, 측정은 온도 85℃, 상대 습도 85%의 환경하에서 실시했다.
<선팽창률의 측정>
투명 절연층의 선팽창률을 이하의 순서에 따라 측정했다.
PET 필름(40μm) 상에 형성된 투명 절연층에 열을 가했을 때의 컬 값(컬의 곡률 반경)을 측정하고, 이하의 2개의 식으로부터 투명 절연층의 선팽창률을 산출했다.
식 1: (투명 절연층의 선팽창률-PET의 선팽창률)×온도차=측정 시료의 변형
식 2: 측정 시료의 변형={PET의 탄성률×(PET의 두께)2}/{3×(1-PET의 푸아송비)×투명 절연층의 탄성률×컬의 곡률 반경}
<<평가>>
얻어진 터치 센서용 도전 시트에 대하여, 각종 평가를 행했다.
<크랙 평가>
터치 센서용 도전 시트를 이용하여, 이하의 순서에 따라 절곡 시험을 실시하고, 광학 현미경을 이용하여 투명 절연층에 대한 크랙의 발생의 유무를 관찰했다.
절곡 시험은, 롤러를 이용하여, 샘플인 터치 센서용 도전 시트를 φ1mm의 피아노선을 따르는 형태로 절곡하고, 그 후, 되돌리는 것을 1회의 처리로 하여, 이 처리를 20회 행했다. 상기 처리 시, 관찰할 금속 세선이 있는 면을 외측으로 하여, 터치 센서용 도전 시트를 절곡했다.
<고온 고습 환경하에서의 금속 세선 평가>
터치 센서용 도전 시트를 φ2mm로 절곡한(둘로 접은) 후, 절곡한 샘플을 온도 85℃, 상대 습도 85%의 환경하에서 3일간 보관한 후, 20개의 금속 세선 중의 균열의 개수, 및 단선된 개수를 평가했다.
또한, 균열은 금속 세선을 광학 현미경으로 관찰하여 평가했다.
또, 단선은, 금속 세선의 저항값을 디지털 멀티미터 34410A(Agilent제)를 이용하여 평가하고, 저항값이 1MΩ 이상이 된 경우를 단선됐다고 평가했다.
〔실시예 2~11, 비교예 1~5〕
하기 표 1~3에 나타내는 바와 같이 도전부 재료 또는 투명 절연층 형성용 조성물의 조성 혹은 배합을 변경한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 실시예 2~11, 비교예 1~5의 터치 센서용 도전 시트를 제작하고, 동일한 평가를 행했다. 결과를 표 1~3에 나타낸다.
이하, 실시예 1~11, 비교예 1~5에서 사용하는 각종 재료를 나타낸다.
(다관능 화합물)
"PETA": 펜타에리트리톨(트라이/테트라)아크릴레이트(상품명: KAYARAD PET-30, 닛폰 가야쿠 가부시키가이샤제)
"DPHA": 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(상품명: KAYARAD DPHA, 닛폰 가야쿠 가부시키가이샤제)
((메트)아크릴레이트 화합물)
"나토코 UV 자기 치유": 유레테인아크릴레이트 화합물(나토코 가부시키가이샤제)
"EXPDX-40": 유레테인아크릴레이트 화합물(DIC 가부시키가이샤제)
"AH-600": 유레테인아크릴레이트 화합물(교에이샤 가가쿠 가부시키가이샤제)
"UA-306H": 유레테인아크릴레이트 화합물(교에이샤 가가쿠 가부시키가이샤제)
"UA-306I": 유레테인아크릴레이트 화합물(교에이샤 가가쿠 가부시키가이샤제)
(희석용 모노머)
"HDDA": 1,6-헥세인다이올다이아크릴레이트(오사카 유키 가가쿠 고교 가부시키가이샤제)
"IBXA": 아이소보닐아크릴레이트(오사카 유키 가가쿠 고교 가부시키가이샤제)
(레벨링제)
"BYK-UV3500": (빅케미·재팬사제)
(광중합 개시제)
"Irgacure184": (BASF사제)
(투명 절연층 형성용 조성물)
"Novec": 3M사제 절연 코트제
(도전부 재료)
도전부 재료로서는, 하기에 나타내는 것을 이용했다.
·"Ag 패턴": Ag 패턴은, 실시예 1의 터치 센서용 도전 시트에서 상세하게 설명한 바와 같다.
·"Cu 패턴":
먼저, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 스퍼터링법에 의하여 두께 5nm의 Ni층을 성막한 후, 저항 가열에 의한 진공 증착법으로 구리 증착하여 두께 2μm의 Cu 평막을 형성했다. 이어서, 통상의 포토리소그래피법에 의하여, 실시예 1에서 제작한 세선 패턴과 동일한 패터닝을 실시하고, 기재 상에 Cu 패턴으로 이루어지는 도전부를 갖는 필름을 제작했다.
·"Ag 나노와이어":
일본 공개특허공보 2009-215594호에 기재된 방법에 준하여, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 상에 Ag 나노와이어를 제작하고, 두께 1μm의 도막을 형성했다. 이어서, 통상의 포토리소그래피법에 의하여, 실시예 1에서 제작한 세선 패턴과 동일한 패터닝을 실시하고, 기재 상에 Ag 와이어로 이루어지는 도전부를 갖는 필름을 제작했다.
[표 1]
Figure 112018103107241-pct00002
[표 2]
Figure 112018103107241-pct00003
[표 3]
Figure 112018103107241-pct00004
표 1~3의 결과로부터, 본 발명의 터치 패널 도전 시트는 원하는 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.
또한, 실시예 1~3의 비교로부터, 금속 세선이 은 세선인 경우, 본 발명의 효과가 보다 우수한 것이 확인되었다.
또, 실시예 5의 결과로부터, 투명 절연층의 압입 경도가 150MPa 이하인 경우, 본 발명의 효과가 보다 우수한 것이 확인되었다.
실시예 11의 결과로부터, 투명 절연층의 온도 85℃ 및 상대 습도 85%에서의 탄성률이 1.5×106Pa 이상인 경우, 본 발명의 효과가 보다 우수한 것이 확인되었다.
한편, 가교 구조를 갖지 않는 투명 절연층을 이용한 비교예 1, 투명 절연층의 압입 경도가 소정 범위 외인 비교예 2, 4~5, 및 투명 절연층을 이용하고 있지 않은 비교예 3에 있어서는, 원하는 효과가 얻어지지 않았다.
10, 100 터치 센서용 도전 시트
12 기재
14 금속 세선
16 도전부
18 투명 절연층
20 개구부
24 제1 검출 전극
26 제1 인출 배선
28 제2 검출 전극
30 제2 인출 배선
40 제1 투명 절연층
42 제2 투명 절연층
50 본체부
52 절곡부
60 정전 용량식 터치 패널
62 보호 기판
64 점착 시트
66 정전 용량식 터치 센서
68 표시 장치

Claims (10)

  1. 기재와,
    상기 기재 상에 배치된, 금속 세선으로 이루어지는 도전부와,
    상기 도전부 상에 배치된 투명 절연층을 구비하고,
    상기 투명 절연층이 가교 구조를 포함하며,
    상기 투명 절연층의 압입 경도가 200MPa 이하인, 터치 센서용 도전 시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 절연층의 50~90℃에서의 탄성률이 1×105Pa 이상인, 터치 센서용 도전 시트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 절연층의 온도 85℃ 및 상대 습도 85%에서의 탄성률이 1×105Pa 이상인, 터치 센서용 도전 시트.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 절연층의 선팽창률과 상기 기재의 선팽창률의 차가 300ppm/℃ 이하인, 터치 센서용 도전 시트.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재의 양면에 상기 도전부가 배치되어 있고,
    상기 도전부가, 은 세선으로 이루어지는 메시 패턴을 포함하는, 터치 센서용 도전 시트.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    본체부와,
    상기 본체부로부터 뻗어 형성되고, 절곡 가능한 절곡부를 갖는, 터치 센서용 도전 시트.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 절곡부가 절곡되어 형성되는 굽힘부를 갖는, 터치 센서용 도전 시트.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 터치 센서용 도전 시트와,
    점착 시트와,
    박리 시트를 이 순서로 구비하는, 터치 센서용 적층체.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 터치 센서용 도전 시트를 포함하는, 터치 센서.
  10. 청구항 9에 기재된 터치 센서를 포함하는, 터치 패널.
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