KR102650752B1

KR102650752B1 - 금속층 적층 투명 도전성 필름 및 그것을 사용한 터치 센서

Info

Publication number: KR102650752B1
Application number: KR1020187018293A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 마츠모토; 미노루 가나타니; 가즈히토 호소카와
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2024-03-22
Also published as: KR20180095549A; TWI638722B; JP2017109369A; JP6600550B2; WO2017104573A1; TW201731682A; CN108367556A; CN108367556B

Abstract

세선화한 금속 배선층을 형성하는 경우에도, 투명 도전막의 박리에 의한 배선 트러블이 발생하기 어려운 금속층 적층 투명 도전성 필름 및 그것을 사용한 터치 센서를 제공한다. 본 발명의 금속층 적층 투명 도전성 필름은, 투명 기재 (1) 의 적어도 일방의 면 측에, 수지층 (2), 투명 도전막 (3), 금속층 (4) 을 이 순서로 갖는 금속층 적층 투명 도전성 필름으로서, 상기 수지층은, 수지 100 중량부에 대해 15 ∼ 55 중량부의 무기 산화물 입자를 함유하고, 상기 투명 도전막은, 인듐계 복합 산화물을 함유하는, 금속층 적층 투명 도전성 필름이다.

Description

금속층 적층 투명 도전성 필름 및 그것을 사용한 터치 센서

본 발명은, 투명 기재의 적어도 일방의 면에, 수지층, 투명 도전막, 금속층이 형성되어 있는 금속층 적층 투명 도전성 필름 및 그것을 사용한 터치 센서에 관한 것으로, 특히 표시 장치 등의 프레임 협소화에 유용한 기술이다.

액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이나, 터치 패널 등의 표시 장치에서는, 인듐·주석 복합 산화물 (ITO) 등의 투명 전극이 사용되고 있다. 이 투명 전극에는, 외부로부터 전압을 부여하거나, 투명 전극 상의 전위를 검출할 목적으로 패턴 배선이 접속되어 있다. 패턴 배선으로는, 스크린 인쇄법 등에 의해 은 페이스트를 형성한 것이 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 표시 장치에 있어서는, 투명 전극의 주변부를 우회하도록 배선이 패턴 형성된다. 그리고, 가식된 기재 등을 사용함으로써, 이 배선이 외부로부터 시인되지 않도록 표시 장치가 조립된다.

표시 장치의 고정세화나 고기능화에 수반하여, 우회 배선의 패턴은 복잡화되는 경향이 있다. 예를 들어, 터치 패널에서는, 다점 입력 (멀티 터치) 이 가능한 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널이나, 매트릭스형의 저항막 방식 터치 패널이 최근 각광을 받고 있다. 이들 방식의 터치 패널에서는, 투명 도전성 박막이, 소정 형상 (예를 들어 단책상 (短冊狀)) 으로 패턴화되어 투명 전극을 형성하고, 각 투명 전극과 IC 등의 제어 수단 사이에 패턴 배선이 형성된다. 이와 같이, 배선의 패턴이 복잡화되는 한편으로, 우회 배선이 시인되지 않도록 주변부가 가식된 영역을 보다 좁게 하여, 표시 장치에 있어서의 표시 영역의 면적 비율을 높이는 것 (프레임 협소화) 도 요구되고 있다. 그러나, 전술한 은 페이스트를 인쇄하는 방법에서는, 전극의 선폭을 작게 하는 것에는 한계가 있기 때문에, 표시 장치를 더욱 프레임 협소화하는 것은 곤란하다.

표시 장치를 더욱 프레임 협소화하기 위해서는, 패턴 배선을 세선화하고, 또한 배선의 저항의 상승을 억제하기 위해 도전성이 높은 배선 재료를 사용할 필요가 있다. 이러한 관점에서, 기재 상에 투명 도전성 박막을 형성하고, 그 위에 구리로 이루어지는 금속층을 형성한 적층체를 제조하고, 금속층, 투명 도전성 박막을 순차 에칭에 의해 선택 제거하여 패턴화하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 1 ∼ 2).

일본 공개특허공보 소63-113585호 일본 공개특허공보 2011-060146호

그러나, 특허문헌 1 ∼ 2 에서, 패턴 배선의 세선화를 진행시켜 가면, 필름 기재로부터 투명 도전층 등이 박리된다는 문제가 발생하는 것이 판명되었다.

그래서, 본 발명의 목적은, 세선화한 금속 배선층을 형성하는 경우에도, 투명 도전막의 박리에 의한 배선 트러블이 발생하기 어려운 금속층 적층 투명 도전성 필름 및 그것을 사용한 터치 센서를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 하기 구성을 채용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명의 금속층 적층 투명 도전성 필름은, 투명 기재의 적어도 일방의 면 측에, 수지층, 투명 도전막, 금속층을 이 순서로 갖는 금속층 적층 투명 도전성 필름으로서, 상기 수지층은, 수지 100 중량부에 대해 15 ∼ 55 중량부의 무기 산화물 입자를 함유하고, 상기 투명 도전막은, 인듐계 복합 산화물을 함유하는, 금속층 적층 투명 도전성 필름인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 있어서의 각종 물성값은, 실시예에 있어서 채용하는 방법에 의해 측정되는 값이다.

상기 수지층이 소정 범위의 함유량의 무기 산화물 입자를 함유함으로써, 세선화한 금속 배선층을 형성하는 경우에도, 투명 도전막의 박리에 의한 배선 트러블이 발생하기 어려운 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다. 이 메커니즘은 확실하지는 않지만, 하기와 같다고 생각된다. 투명 기재 상에, 수지층, 투명 도전막, 금속층의 순서로 적층한 경우, 유기물과 무기물의 열 특성 등의 상이에 의해, 수지층과 투명 도전막의 계면이 가장 밀착력이 약한 부분이 되어, 투명 도전막이 박리되는 것으로 생각된다. 이 박리는, 금속층을 적층하지 않은 경우에는 보이지 않으며, 투명 도전막 상에 금속층을 적층시킨 경우에 일어나는 현상이다. 금속층으로부터 응력이 발생함으로써, 가장 밀착력이 취약한 부분인 수지층과 투명 도전막의 계면이 박리되는 것으로 추정된다. 그래서, 수지층과 투명 도전막의 계면의 밀착력을 향상시키기 위해, 수지층 중의 무기 산화물 입자의 함유량을 조정하는 검토를 실시한 결과, 상기 범위의 함유량의 무기 산화물 입자를 함유함으로써 유리한 효과가 발생하는 것을 알 수 있었다. 즉, 수지층의 투명 도전막 측에, 소정량의 무기 입자가 존재함으로써, 금속층을 적층하였을 때의 투명 도전막/수지층의 밀착력을 향상시키고 있는 것으로 생각되며, 이 무기 입자의 함유량을 최적화함으로써, 계면 밀착력이 최적화되어, 배선 트러블 (배선 박리 등) 의 발생을 억제할 수 있는 것으로 생각된다. 계면의 밀착력은, 수지층의 투명 도전막이 형성되는 면의 산술 평균 표면 조도나, 재질 등의 상성 등에 의해 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서의 인듐계 복합 산화물은, 인듐·주석 복합 산화물인 것이 바람직하다. 투명 도전막이 인듐·주석 복합 산화물임으로써, 투명 도전막의 가열 처리에 의한 결정화가 용이하고, 보다 투명성이 높아 도전성이 양호한 투명 도전막을 형성할 수 있음과 함께, 수지층과의 밀착력을 향상시킬 수 있어, 배선 트러블 (배선 박리 등) 을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서의 무기 산화물 입자는, 실리카 입자인 것이 바람직하다. 이로써, 터치 패널 등의 표시 장치에서의 반사 특성의 제어가 가능함과 함께, 투명 도전막과의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있어, 상기 작용 효과를 실현하는 데에 있어서 유리해진다.

본 발명에 있어서의 수지층의 상기 투명 도전막 측의 면의 X 선 광전자 분광 분석법에 의한 Si 의 표면 원소 비율 (원자％) 은 0.1 원자％ ∼ 11 원자％ 인 것이 바람직하다. Si 의 표면 원소 비율이 금속층을 적층하였을 때의 투명 도전막/수지층의 밀착력에 관여하고 있는 것으로 생각되며, Si 가 이 범위의 표면 원소 비율이면, 수지층과 투명 도전막의 계면의 밀착력을 보다 향상시킬 수 있어, 상기 작용 효과를 실현하는 데에 있어서 유리해진다.

본 발명에 있어서의 수지층의 상기 투명 도전막 측의 면의 산술 평균 표면 조도 Ra 가 1 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 산술 평균 표면 조도 Ra 가 이 범위임으로써, 수지층과 투명 도전막의 계면의 밀착력을 보다 향상시킬 수 있어, 상기 작용 효과를 실현하는 데에 있어서 유리해진다.

본 발명에 있어서의 무기 산화물 입자의 평균 입경은 10 ㎚ ∼ 60 ㎚ 인 것이 바람직하다. 이로써, 터치 패널 등의 표시 장치의 시인성에 영향을 주지 않음과 함께, 수지층과 투명 도전막의 계면의 밀착력을 향상시킬 수 있어, 투명 도전막의 박리에 의한 배선 트러블을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서의 금속층은, 구리층, 구리 합금층 또는 구리층과 구리 합금층의 적층체인 것이 바람직하다. 상기와 같은 도전성이 높은 금속을 사용함으로써, 저항의 상승을 억제하면서, 패턴 배선의 세선화가 가능하고, 표시 장치 등의 프레임 협소화가 가능해진다.

본 발명에 있어서의 금속층은 패턴부를 갖고, 금속층의 폭이 가장 좁은 부분이 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 패턴 배선의 세선화에 의해, 표시 장치 등의 프레임 협소화가 가능해진다.

본 발명에 있어서의 금속층의 두께는 100 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 바람직하다. 이로써, 에칭시의 작업 효율을 높일 수 있음과 함께, 세선화한 금속층을 형성하는 경우에도, 투명 도전막의 박리에 의한 배선 트러블을 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 터치 센서는, 상기 금속층 적층 투명 도전성 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 금속층 적층 투명 도전성 필름에 의하면, 세선화한 금속층을 형성하는 경우에도, 투명 도전막의 박리에 의한 배선 트러블을 방지하는 것이 가능하다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 금속층 적층 투명 도전성 필름의 모식적 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 금속층 적층 투명 도전성 필름의 모식적 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 금속층 적층 투명 도전성 필름의 모식적 단면도이다.

본 발명의 금속층 적층 투명 도전성 필름의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 단, 도면의 일부 또는 전부에 있어서, 설명에 불필요한 부분은 생략하고, 또 설명을 용이하게 하기 위해 확대 또는 축소 등을 하여 도시한 부분이 있다. 상하 등의 위치 관계를 나타내는 용어는, 단순히 설명을 용이하게 하기 위해 사용되고 있으며, 본 발명의 구성을 한정하는 의도는 일절 없다.

＜금속층 적층 투명 도전성 필름＞

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 금속층 적층 투명 도전성 필름의 모식적 단면도이고, 도 2 ∼ 3 은, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 금속층 적층 투명 도전성 필름의 모식적 단면도이다. 도 1 에 나타내는 금속층 적층 투명 도전성 필름은, 투명 기재 (1) 와, 수지층 (2) 과, 투명 도전막 (3) 과, 금속층 (4) 을 이 순서로 포함하고 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전막 (3) 은, 2 층의 투명 도전막 (제 1 투명 도전막 (31) 및 제 2 투명 도전막 (32)) 을 적층할 수도 있지만, 1 층의 투명 도전막만을 갖고 있거나 또는 3 층 이상의 투명 도전막을 갖고 있어도 된다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 투명 기재 (1) 의 표면에는 하드 코트층 (5) 을 가질 수 있다. 하드 코트층 (5) 은, 투명 기재 (1) 의 편면 또는 양면에 형성할 수 있다. 또, 금속층 (4) 은, 금속층 (4) 상에 제 2 금속층을 형성해도 된다. 또한, 도 1 ∼ 3 에 있어서는, 투명 기재 (1) 의 일방의 면에만 수지층 (2), 투명 도전막 (3) 및 금속층 (4) 이 형성된 형태가 도시되어 있지만, 투명 기재 (1) 의 양면에 수지층 (2), 투명 도전막 (3) 및 금속층 (4) 이 형성되어 있어도 된다.

(투명 기재)

투명 기재로는, 가시광 영역에 있어서 투명한 것이면 특별히 제한되지 않고, 유리나 투명성을 갖는 각종 플라스틱 필름이 사용된다. 금속층 적층 투명 도전성 필름을, 터치 패널의 투명 전극이나 플렉시블 디스플레이 등에 사용하는 경우에는, 투명 기재로서 플라스틱 필름 등의 가요성 필름이 사용되는 것이 바람직하다.

플라스틱 필름의 재료로는, 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 시클로올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서 특히 바람직한 것은, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리올레핀계 수지 등을 들 수 있다.

투명 기재에는, 표면에 미리 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성, 산화 등의 에칭 처리나 하도 (下塗) 처리를 실시하여, 투명 기재 상에 형성되는 투명 도전막과의 밀착성을 향상시키도록 해도 된다. 또, 투명 도전막을 형성하기 전에, 필요에 따라 용제 세정이나 초음파 세정 등에 의해, 투명 기재 표면을 제진, 청정화해도 된다.

투명 기재로서 플라스틱 필름이 사용되는 경우, 그 두께는 2 ∼ 200 ㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 10 ∼ 100 ㎛ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 이 범위이면, 투명 기재의 기계적 강도가 충분하고, 필름을 롤상으로 하여 투명 도전막 등을 연속적으로 형성하는 조작이 가능하다.

또, 투명 기재의 투명 도전막 형성면에는, 유전체층, 하드 코트등이 형성되어 있어도 된다. 투명 기재의 투명 도전막 형성면과 반대 측의 면에는, 필요에 따라 하드 코트층, 접착 용이층, 블로킹 방지층 등이 형성되어 있어도 된다. 또, 점착제 등의 적절한 접착 수단을 사용하여 다른 기재가 첩합된 것이나, 다른 기재와 첩합을 위한 점착제층 등에 세퍼레이터 등의 보호층이 가착된 것이어도 된다.

(하드 코트층)

투명 기재의 양면 혹은 편면에 하드 코트층을 형성할 수 있다. 이로써, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지 등을 함유하는 투명 기재는 그 자체가 매우 흠집이 나기 쉬운 경향이 있지만, 투명 도전막의 형성이나 패턴화 또는 전자 기기로의 탑재 등의 각 공정에서 투명 기재에 흠집이 생기는 것을 방지하는 것이 가능하다.

하드 코트층의 형성 재료로는, 하드 코트층 형성 후의 피막으로서 충분한 강도를 갖고, 투명성이 있는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 사용하는 수지로는 열경화형 수지, 열가소형 수지, 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지, 이액 혼합형 수지 등을 들 수 있지만, 이들 중에서도 자외선 조사에 의한 경화 처리에서, 간단한 가공 조작으로 효율적으로 하드 코트층을 형성할 수 있는 자외선 경화형 수지가 바람직하다.

자외선 경화형 수지로는, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등의 각종의 것을 들 수 있고, 자외선 경화형의 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 포함된다. 바람직하게 사용되는 자외선 경화형 수지로는, 아크릴계 수지나 에폭시계 수지가 바람직하고, 보다 바람직하게는 아크릴계 수지이다.

하드 코트층에는, 필요에 따라 여러 가지 첨가제를 첨가할 수 있다. 이와 같은 첨가제로서, 미립자, 대전 방지제, 가소제, 계면 활성제, 산화 방지제, 및 자외선 흡수제 등의 상용되는 첨가제를 들 수 있다.

하드 코트층은, 각 경화형 수지와 필요에 따라 첨가하는 가교제, 개시제, 증감제 등을 함유하는 수지 조성물을 투명 기재 상에 도포하고, 수지 조성물이 용제를 함유하는 경우에는, 용제의 건조를 실시하고, 열, 활성 에너지선 또는 그 양방 중 어느 것의 적용에 의해 경화시킴으로써 얻어진다. 열은 공기 순환식 오븐이나 IR 히터 등 공지된 수단을 사용할 수 있지만, 이들 방법에 한정되지 않는다. 활성 에너지선의 예로는 자외선, 전자선, 감마선 등이 있지만, 특별히 한정되지 않는다.

하드 코트층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.5 ㎛ ∼ 5 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.7 ㎛ ∼ 3 ㎛ 이고, 가장 바람직하게는 0.8 ㎛ ∼ 2 ㎛ 이다. 하드 코트층의 두께가 상기 범위에 있으면, 플라스틱 필름으로부터의 올리고머 등의 저분자량 성분의 석출을 억제할 수 있어, 터치 패널 등의 시인성이 악화되는 것을 방지할 수 있음과 함께, 크랙이나 컬의 발생을 방지할 수 있다.

(수지층)

수지층은, 반사 특성의 제어나, 투명 도전막 등과의 밀착성의 향상을 목적으로 하여, 투명 기재 상에 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 각 공정 상에서 발생할 수 있는 외관 결점의 관점에서, 투명 기재 상에 형성된 하드 코트층 상에 형성되는 것이 바람직하다. 또, 수지층은, 광학 조정층, 언더 코트층 등 상에 형성할 수도 있다. 수지층은 수지 중에 무기 산화물 입자를 함유하고 있다.

수지층에 함유되는 수지로는, 굴절률이 1.4 ∼ 1.6 정도인 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 알키드계 수지, 실록산계 폴리머, 유기 실란 축합물 등을 들 수 있고, 아크릴계 수지를 함유하는 자외선 경화형 수지가 바람직하다.

수지층은, 투명 도전막 등과의 밀착성을 향상시켜 박리를 방지하는 관점에서, 무기 산화물 입자를 갖고 있는 것이 바람직하다. 무기 산화물 입자를 형성하는 무기 산화물로는, 예를 들어, 산화규소 (실리카 입자) 입자, 중공 나노 실리카 입자, 산화티탄 입자, 산화알루미늄 입자, 산화아연 입자, 산화주석 입자, 산화지르코늄 입자 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 산화규소 (실리카 입자) 입자, 산화티탄 입자, 산화알루미늄 입자, 산화아연 입자, 산화주석 입자, 산화지르코늄 입자가 바람직하다. 이들은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

무기 산화물 입자의 함유량은, 투명 도전막 등과의 밀착성을 향상시켜 박리를 방지하는 관점에서, 수지 100 중량부에 대해 15 중량부 ∼ 55 중량부가 바람직하고, 17 중량부 ∼ 50 중량부인 것이 보다 바람직하고, 20 중량부 ∼ 45 중량부인 것이 더욱 바람직하다.

무기 산화물 입자의 평균 입경은, 10 ㎚ ∼ 60 ㎚ 의 범위가 바람직하고, 15 ㎚ ∼ 35 ㎚ 의 범위가 보다 바람직하다. 또한,「평균 입경」이란, 체적 기준에 의한 입도 분포의 평균 입경 (D₅₀) 으로서, 입자를 수중에 분산시킨 용액을, 광회절/산란법에 의해 측정함으로써 구할 수 있다.

수지층은, 그 밖의 무기물을 함유하는 것이 가능하다. 무기물로는, NaF (1.3), Na₃AlF₆ (1.35), LiF (1.36), MgF₂ (1.38), CaF₂ (1.4), BaF₂ (1.3), LaF₃ (1.55), CeF (1.63) 등 (괄호 내의 수치는 굴절률을 나타낸다) 을 들 수 있다.

수지층은, 상기 재료를 사용하여, 웨트 코팅법 (도공법) 등에 의해 제막할 수 있다. 예를 들어, 투명 도전막으로서 산화주석을 함유하는 산화인듐 (ITO) 을 형성하는 경우, 하지층인 수지층의 표면이 평활하면, 투명 도전층의 결정화 시간을 단축시킬 수도 있다. 이러한 관점에서, 수지층은 웨트 코팅법에 의해 제막되는 것이 바람직하다.

수지층의 두께는, 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하이면 되지만, 20 ㎚ 이상 50 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 수지층의 두께를 상기 범위 내로 함으로써, 투명성을 확보할 수 있는 데다가, 시인성을 향상시킬 수 있다.

수지층의 투명 도전막이 형성되는 면의 X 선 광전자 분광법에 의한 Si 의 표면 원소 비율은, 0.1 원자％ ∼ 11 원자％ 인 것이 바람직하고, 0.2 원자％ ∼ 10.5 원자％ 인 것이 보다 바람직하고, 0.3 원자％ ∼ 10.0 원자％ 인 것이 더욱 바람직하다. Si 의 표면 원소 비율이 금속층을 적층하였을 때의 투명 도전막/수지층의 밀착력에 관여하고 있는 것으로 생각하고 있으며, 상기 범위에 있으면, 투명 도전막 등과의 밀착성을 향상시켜 박리를 방지할 수 있다.

수지층의 투명 도전막이 형성되는 면의 산술 평균 표면 조도 Ra 는, 1 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 0.8 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위에 있으면, 투명 도전막 등과의 밀착성을 향상시켜 박리를 방지할 수 있다.

(투명 도전막)

투명 도전막은 모두, 금속의 도전성 산화물을 주성분으로 하는 박막, 또는 주금속과 1 종 이상의 불순물 금속을 함유하는 복합 금속 산화물을 주성분으로 하는 박막이다. 이들 도전성 박막은, 투명하고 또한 도전성을 갖는 것이면 그 구성 재료는 특별히 한정되지 않고, Sc, Y, Si, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Mg, Al, Ga, Ti, Ge, In, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, I 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종의 금속을 주성분으로 하는 금속 산화물이 바람직하게 사용된다. 투명 도전막의 투명성이나 도전성의 관점에서는, 주금속 원소는 In, Zn, Sn 중 어느 것인 것이 바람직하고, 인듐계 복합 산화물이 가장 바람직하다. 투명 도전막이 주금속과 불순물 금속을 함유하는 복합 금속 산화물인 경우, 불순물 금속으로서도 상기 군에서 선택되는 1 종 이상의 금속이 바람직하게 사용된다.

투명 도전막의 캐리어 밀도를 상승시켜 투명 도전막을 저저항화하는 관점에 있어서는, 복합 금속 산화물에 있어서의 불순물 금속은, 주금속보다 가전자수가 많은 것이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 복합 금속 산화물로는, 인듐·주석 복합 산화물 (ITO), 안티몬 도프 산화주석 (ATO), 알루미늄 도프 산화아연 (AZO), 갈륨 도프 산화아연 (GZO), 인듐 도프 산화아연 (IZO) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 저저항 또한 고투명성의 투명 도전막을 형성하는 관점에 있어서, 인듐·주석 복합 산화물이 가장 바람직하게 사용된다. 이와 같은 인듐·주석 복합 산화물은, 가시광 영역 (380 ㎚ ∼ 780 ㎚) 에서 투과율이 높고, 또한 단위 면적당의 표면 저항값이 낮다는 특징을 갖고 있다.

투명 도전막의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법을 예시할 수 있다. 또, 필요로 하는 막 두께에 따라 적절한 방법을 채용할 수도 있다.

각 투명 도전막은 결정질이어도 되고, 비정질이어도 된다. 예를 들어, 투명 기재로서 플라스틱 필름이 사용되고, 투명 도전막으로서 스퍼터링법에 의해 ITO 막이 형성되는 경우, 기재의 내열성에 의한 제약이 있기 때문에, 높은 온도에서 스퍼터 제막을 실시할 수 없다. 그 때문에, 제막 직후의 투명 도전막은 비정질막 (일부가 결정화되어 있는 경우도 있다) 으로 되어 있는 경우가 많다. 이와 같은 비정질의 투명 도전막은 결정질의 것에 비해 투과율이 낮고, 가습열 시험 후의 저항 변화가 크다는 등의 문제를 발생시키는 경우가 있다. 이러한 관점에서는, 일단 비정질의 투명 도전막을 형성한 후, 대기 중의 산소 존재하에서 가열함으로써, 결정막으로 전환시켜도 된다. 투명 도전막을 결정화함으로써, 투명성이 향상되고, 저저항화가 도모됨과 함께, 또한 가습열 시험 후의 저항 변화가 작고, 가습열 신뢰성이 향상되는 등의 이점을 가져온다.

각 투명 도전막의 결정화는, 투명 기재 상에 비정질의 막을 형성 후, 금속층을 제막하기 전에 실시할 수도 있고, 금속층을 제막한 후에 결정화를 실시해도 된다. 또, 에칭 등에 의해 투명 도전성막을 패턴화하는 경우, 투명 도전막의 결정화는, 에칭 가공 전에 실시할 수도 있고, 에칭 가공 후에 실시해도 된다.

인듐·주석계 복합 산화물층의 표면 저항값은, 바람직하게는 300 Ω/□ 이하이고, 더욱 바람직하게는 270 Ω/□ 이하이다. 이와 같은 표면 저항값이 작은 투명 도전성 필름은, 예를 들어, 스퍼터링법 또는 진공 증착법에 의해, 인듐·주석계 복합 산화물의 비정질층을 경화 수지층 상에 형성한 후, 120 ℃ ∼ 200 ℃ 에서 30 ∼ 90 분간 정도 가열 처리하여, 비정질층을 결정질층으로 변화시킴으로써 얻어진다. 이 전화시키는 수단은, 특별히 한정되지 않지만, 공기 순환식 오븐이나 IR 히터 등이 사용된다.

「결정질」의 정의에 대해서는, 투명 기재 상에 투명 도전막이 형성된 투명 도전성 필름을, 20 ℃, 농도 5 중량％ 의 염산에 15 분간 침지한 후, 수세·건조시켜 15 ㎜ 사이의 단자간 저항을 테스터로 측정을 실시하고, 단자간 저항이 10 kΩ 을 초과하지 않는 경우, ITO 막의 결정질로의 전화가 완료된 것으로 한다.

투명 도전막은, 적어도 1 층의 투명 도전막이 형성된 것인 것이 바람직하지만, 2 층의 투명 도전막을 적층할 수도 있다. 또, 2 층 이상의 투명 도전막을 갖고 있어도 된다. 1 층의 투명 도전막을 형성하는 경우, In₂O₃ 의 중량％ 는 99.5 중량％ ∼ 80 중량％ 가 바람직하고, SnO₂ 의 중량％ 는 0.5 중량％ ∼ 20 중량％ 가 바람직하다. 2 층의 투명 도전막을 적층하여 투명 도전막을 형성하는 경우, 금속층에 가까운 쪽의 제 1 투명 도전막에 있어서의 In₂O₃ 의 중량％ 는, 99.5 중량％ ∼ 90 중량％ 가 바람직하고, 99 중량％ ∼ 92 중량％ 가 보다 바람직하고, 98 중량％ ∼ 95 중량％ 가 더욱 바람직하다. SnO₂ 의 중량％ 는, 0.5 중량％ ∼ 10 중량％ 가 바람직하고, 1 중량％ ∼ 8 중량％ 가 보다 바람직하고, 2 중량％ ∼ 5 중량％ 가 더욱 바람직하다. 수지층에 가까운 쪽의 제 2 투명 도전막에 있어서의 In₂O₃ 의 중량％ 는, 95 중량％ ∼ 80 중량％ 가 바람직하고, 93 중량％ ∼ 85 중량％ 가 보다 바람직하고, 92 중량％ ∼ 87 중량％ 가 더욱 바람직하다. SnO₂ 의 중량％ 는, 5 중량％ ∼ 20 중량％ 가 바람직하고, 7 중량％ ∼ 15 중량％ 가 보다 바람직하고, 8 중량％ ∼ 13 중량％ 가 더욱 바람직하다. 투명 도전막의 비저항을 작게 하는 관점에서는, 제 1 투명 도전막의 불순물 금속 SnO₂ 의 함유량을, 제 2 투명 도전막의 불순물 금속 SnO₂ 의 함유량보다 작게 하는 것이 바람직하다.

제 1 투명 도전막의 불순물 금속 SnO₂ 의 함유량을 작게 함으로써 금속층을 에칭 제거하였을 때의 저항 증대가 억제되는 원인은 확실하지 않다. 추정 원인 중 하나로서, 불순물 금속의 함유량이 큰 경우에는, 금속층 제거에 사용되는 에천트 중의 화학종과 불순물 금속의 착 형성 등에 의해 투명 도전성 박막의 캐리어 밀도가 저하되는 경향이 있고, 불순물 금속의 함유량을 작게 함으로써 이와 같은 에천트의 영향에 의한 저항 증대가 억제되는 것을 생각할 수 있다.

1 층의 투명 도전막을 형성하는 경우, 투명 도전막의 두께는 10 ∼ 35 ㎚ 인 것이 바람직하다. 2 층의 투명 도전막을 적층하여 투명 도전막을 형성하는 경우, 제 1 투명 도전막의 두께는 1 ㎚ ∼ 10 ㎚ 인 것이 바람직하고, 2 ㎚ ∼ 9 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 3 ㎚ ∼ 8 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 제 2 투명 도전막의 두께는 9 ㎚ ∼ 35 ㎚ 인 것이 바람직하고, 12 ∼ 30 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 15 ∼ 25 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 투명 도전막의 비저항을 작게 하는 관점에서는, 제 1 투명 도전막의 두께가, 제 2 투명 도전막의 두께보다 작아지도록 투명 도전막을 형성하는 것이 바람직하다. 투명 도전막을 고투과율로 하는 관점에서는, 투명 도전막 전체의 두께는 35 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 30 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

(보호 필름)

투명 도전성 필름의 파단을 방지하는 관점에서, 투명 도전성 필름에 후술하는 점착제층을 개재하여 보호 필름을 적층하여 투명 도전성 적층체로 할 수 있다. 보호 필름은, 폴리에스테르계 수지를 함유한다. 투명 기재의 양면에 상기 서술한 하드 코트층을 형성함으로써, 투명 기재 자체에 흠집은 생기기 어려워지지만, 보다 단단하여 찢어지기 쉬워진다. 또, 투명 필름 기재가 장척상인 경우에는, 예를 들어 투명 도전막의 형성 공정이나 투명 도전막의 패턴화 공정 등에서, 필름 주행시에 투명 필름 기재에 파단이 발생하기 쉬워진다는 과제가 있다. 보호 필름을 구성하는 폴리에스테르계 수지 필름은, 기계 강도를 향상시키는 관점에서, 1 축 연신 처리나 2 축 연신 처리 등의 연신 처리가 되어 있는 것이 바람직하다. 기계 강도나 내열 특성 향상의 관점에서, 특히 2 축 연신의 처리가 되어 있는 것이 바람직하다. 폴리에스테르계 수지로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지나 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지를 들 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 기계적 특성이나 광학 특성, 입수 용이성의 점에서 바람직하다.

보호 필름의 두께는 120 ㎛ ∼ 250 ㎛ 이면 되지만, 140 ㎛ ∼ 220 ㎛ 가 보다 바람직하고, 145 ㎛ ∼ 190 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 이 범위이면, 컬의 발생을 방지할 수 있음과 함께, 필름을 롤상으로 권취할 때의 작업 효율 등을 향상시킬 수 있다.

(점착제층)

점착제층의 형성 재료로는, 투명성을 갖는 것이면 특별히 제한 없이 사용할 수 있지만, 바람직하게는 아크릴계 점착제, 에폭시계 점착제, 실리콘계 점착제이고, 보다 바람직하게는 아크릴계 점착제이다. 형성되는 점착제층의 건조 두께는 적절히 조정할 수 있지만, 통상적으로 1 ∼ 40 ㎛ 정도이고, 3 ∼ 35 ㎛ 가 바람직하고, 나아가서는 5 ∼ 30 ㎛ 가 바람직하다.

(금속층)

투명 도전막 상에는 금속층이 형성된다. 또한, 제 1 투명 도전막과 금속층 사이에는, 밀착성 향상이나, 금속층을 구성하는 금속 원소의 투명 도전막으로의 확산 방지 등의 관점에서, 예를 들어 두께가 5 ㎚ 이하인 박막을 형성할 수도 있다. 한편, 금속층을 에칭에 의해 제거하였을 때의 투명 도전막의 표면 저항의 증가를 억제하는 관점에 있어서는, 제 1 투명 도전막 상에 직접 금속층이 형성되는 것이 바람직하다.

금속층의 구성 재료는, 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, Ti, Si, Nb, In, Zn, Sn, Au, Ag, Cu, Al, Co, Cr, Ni, Pb, Pd, Pt, W, Zr, Ta, Hf 등의 금속이 바람직하게 사용된다. 또, 이들 금속의 2 종 이상을 함유하는 것이나, 이들 금속을 주성분으로 하는 합금 등도 바람직하게 사용할 수 있다. 금속층의 면 내의 일부를 에칭 등에 의해 제거하여 패턴 배선을 형성하는 경우에는, 금속층의 재료로서 Au, Ag, Cu 등의 도전성이 높은 금속이 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 도전성이 높고, 또한 염가의 재료이기 때문에, 구리층, 구리 합금층 또는 구리층과 구리 합금층의 적층체인 것이 바람직하다.

금속층은, 막 두께의 균일성이나 성막 효율의 관점에서, 화학 기상 성장법 (CVD) 이나 물리 기상 성장법 (PVD) 등의 진공 성막법이나, 도금법 (전해 도금, 무전해 도금) 등에 의해 성막되는 것이 바람직하다. 또, 이들 제막 방법의 복수를 조합해도 된다. 그 중에서도, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 전자빔 증착법 등의 물리 기상 성장법이 바람직하고, 스퍼터링법이 특히 바람직하다.

금속층의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 금속층의 면 내의 일부를 에칭 등에 의해 제거하여 패턴 배선을 형성하는 경우에는, 형성 후의 패턴 배선이 원하는 저항값을 갖도록 금속층의 두께가 적절히 설정된다. 그 때문에, 금속층의 두께는 20 ㎚ ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 100 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 120 ㎚ ∼ 180 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 금속층의 두께가 상기 범위이면, 패턴 배선의 저항이 지나치게 높아지지 않고, 디바이스의 소비 전력이 커지지 않는다. 또, 금속층의 성막의 생산 효율이 오르고, 성막시의 적산 열량이 작아져, 필름에 열주름이 생기기 어려워진다.

금속층 상에, 추가로 산화 방지를 목적으로 한 제 2 금속층을 형성해도 된다. 예를 들어, 금속층 상에 금속층과는 상이한 조성을 갖는 제 2 금속층을 가짐으로써, 투명 도전막의 결정화시의 가열이나, 터치 패널 등의 디바이스 조립시의 가열에 의해, 금속층이 산화되어 배선의 저항이 상승하는 것이 억제될 수 있다. 이와 같은 제 2 금속층으로는, 산소 존재하에서 가열된 경우에도 산화되기 어렵고, 금속층과 동일한 에천트에 의해 동시에 에칭할 수 있는 것인 것이 바람직하다. 복수의 금속층을 1 회의 에칭으로 패턴화하는 것이 가능하면, 패턴 배선의 형성을 용이하게 할 수 있다.

금속층이 실질적으로 구리로 이루어지는 경우, 산화 방지를 목적으로 하여 금속층 상에 형성되는 제 2 금속층은, 구리-니켈 합금으로 이루어지고, 구리와 니켈의 합계 100 중량부에 대해 니켈을 15 ∼ 55 중량부 함유하는 것이 바람직하다. 제 2 금속층의 두께는 5 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 80 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎚ ∼ 70 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다. 제 2 금속층의 두께가 과도하게 작으면, 산화 방지층으로서의 작용이 발휘되지 않아, 산소 존재하에서의 가열시에, 실질적으로 구리로 이루어지는 금속층이 산화되기 쉬워지는 경향이 있다.

금속층의 패턴화는, 에칭에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 에칭시에는, 패턴을 형성하기 위한 마스크에 의해 패턴 배선부 및 접속부에 대응하는 영역의 표면을 덮어, 에천트에 의해 금속층을 에칭하는 방법이 바람직하게 사용된다. 또한, 금속층 상에 산화 방지 등을 목적으로 하여 제 2 금속층이 형성되어 있는 경우에는, 1 회의 에칭 가공에 의해, 금속층과 제 2 금속층이 동시에 제거되는 것이 바람직하다. 에천트로는, 염화제2구리 용액, 염화제2철 용액, 구리암모니아 착물 용액 등을 들 수 있다.

금속층을 제거한 후, 투명 도전막의 노출부에 있어서, 투명 도전막의 면 내의 일부가 제거됨으로써, 패턴화된 투명 전극이 형성된다. 투명 도전막의 제거도 에칭에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 에칭시에는, 패턴을 형성하기 위한 마스크에 의해, 투명 전극에 대응하는 영역의 표면을 덮어, 에천트에 의해 투명 도전막을 에칭하는 방법이 바람직하게 사용된다. 또, 금속층에 대해서도 에칭 능력을 갖는 에천트가 사용되는 경우에는, 상기 패턴 배선부 및 접속부도 마스크에 의해 표면이 덮이는 것이 바람직하다.

금속층이나 투명 도전막 등의 에칭에 사용되는 에천트는, 투명 도전막을 형성하는 재료에 의해 적절히 선택할 수 있다. 투명 도전막으로서 ITO 등이 사용되는 경우에는, 에천트로서 산이 바람직하게 사용된다. 산으로는, 예를 들어, 염화수소, 브롬화수소, 황산, 질산, 인산 등의 무기산, 아세트산 등의 유기산, 및 이들의 혼합물, 그리고 그들의 수용액을 들 수 있다.

금속층은 패턴부와 비패턴부를 갖고, 금속층의 패턴부의 폭의 가장 좁은 부분이 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 40 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 30 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 세선화에 의해, 터치 패널 등의 표시 장치의 프레임 협소화가 가능해진다.

투명 도전막의 결정화는, 금속층의 제거에 의한 패턴 배선 형성 전, 패턴 배선 형성 후 투명 도전막의 제거에 의한 투명 전극 형성 전, 투명 전극 형성 후 중 어느 단계에서 실시해도 된다.

＜터치 센서＞

본 발명의 터치 센서는, 이상으로 서술한 금속층 적층 투명 도전성 필름을 사용한 것으로서, 저항막 방식, 정전 용량 방식의 터치 패널 등의 형태로 사용된다. 예를 들어, 금속층 적층 투명 도전성 필름은, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등의 터치 패널에 바람직하게 적용할 수 있다.

터치 패널의 형성시에는, 금속층 적층 투명 도전성 필름의 일방 또는 양방의 주면에 투명한 점착제층을 개재하여, 유리나 고분자 필름 등의 다른 기재 등을 첩합할 수 있다. 예를 들어, 금속층 적층 투명 도전성 필름의 투명 도전막이 형성되어 있지 않은 측의 면에 투명한 점착제층을 개재하여 투명 기체가 첩합된 적층체를 형성해도 된다. 투명 기재는, 1 장의 기체 필름으로 이루어져 있어도 되고, 2 장 이상의 기체 필름의 적층체 (예를 들어 투명한 점착제층을 개재하여 적층한 것) 여도 된다.

본 발명에 관련된 금속층 적층 투명 도전성 필름을, 터치 패널의 형성에 사용한 경우, 터치 패널 등의 표시 장치의 프레임 협소화가 가능함과 함께, 투명 도전막의 박리에 의한 배선 트러블을 방지할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명에 관하여 실시예를 사용하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

＜실시예 1＞

(하드 코트층의 형성)

두께 50 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (이하, PET 필름이라고 한다) 으로 이루어지는 투명 필름 기재의 편면에, 하드 코트층 형성용 도포액으로서 자외선 경화형 아크릴 수지 (JSR 사 제조, 품명「KZ7503」, 굴절률 1.52) 를 건조 후의 두께가 1.5 ㎛ 가 되도록 도포하고, 80 ℃ 에서 3 분간 가열함으로써 도막을 건조시켰다. 그 후, 고압 수은 램프로, 적산 광량 200 mJ/㎠ 의 자외선을 조사함으로써, 하드 코트층을 형성하였다.

(수지층의 형성)

자외선 경화형 아크릴 수지 (JSR 사 제조, 상품명「KZ7503」, 굴절률 1.52) 100 중량부에, 실리카 입자 (닛산 화학사 제조, 품명「PGM-ST」, 평균 입경 15 ㎚) 20 중량부를 배합하여, 수지층 형성용 도포액을 조제하였다.

투명 필름 기재 상에 형성한 하드 코트층의 표면에 수지층 형성용 도포액을 건조 후의 두께가 40 ㎚ 가 되도록 도포하고, 80 ℃ 에서 3 분간 가열함으로써 도막을 건조시켰다. 그 후, 고압 수은 램프로, 적산 광량 200 mJ/㎠ 의 자외선을 조사함으로써, 수지층을 형성하였다.

(투명 도전막의 형성)

다음으로, Ar 가스 80 체적％ 및 O₂ 가스 20 체적％ 로 이루어지는 4 × 10^-3 Torr 의 분위기 중에서, 산화인듐과 산화주석을 90 : 10 의 중량비로 갖는 소결체의 타깃 재료를 사용하여, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해, 수지층 상에 제 2 투명 도전막을 20 ㎚ 의 두께로 형성하였다 (광의 굴절률 2.00). 이 제 2 투명 도전막 상에, 산화인듐과 산화주석을 97 : 3 의 중량비로 갖는 소결체의 타깃 재료를 사용하여, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해, 제 1 투명 도전막을 4 ㎚ 의 두께로 형성하였다. 이와 같이 하여, 인듐·주석 복합 산화물로 이루어지는 투명 도전성 박막을 형성하였다.

그 후, 상기 인듐·주석 산화물의 비정질층이 형성된 PET 필름을, 롤 to 롤 방식으로 공기 순환식 오븐에 투입하고, 150 ℃ 에서 90 분간의 가열 처리를 실시하고, 투명 도전막을 비정질로부터 결정질로 전화시켜, 투명 도전막의 표면 저항값이 150 Ω/□ 인 투명 도전성 필름을 제조하였다.

(금속층의 형성)

이 투명 도전성 필름의 제 1 투명 도전막 상에, Ar 를 도입한 감압하에서, 무산소동 타깃을 사용하여, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해, 구리층 또는 구리층을 포함하는 합금층으로 이루어지는 금속층을 150 ㎚ 의 두께로 형성하여, 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

(금속 배선층의 형성)

이 금속층 적층 투명 도전성 필름의 금속층 상에, 드라이 필름 레지스트 (아사히 카세이 주식회사, ATP-153) 를 레지스트막으로서 첩합하였다. 노광, 현상한 후에, 35 ℃ 로 가온한 에칭액 (ADEKA 사 제조, ITO-4400Z) 에 2 분간 침지시켜, 투명 도전막 및 금속층의 에칭 처리를 실시하고, 배선 가공을 실시하였다. 그 때, 배선폭은 50 ㎛ 및 100 ㎛ 가 되도록 패턴화하여, 금속 배선층이 형성된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

＜실시예 2＞

실시예 1 에 있어서, 상기 수지층 중의 실리카 입자를 30 중량부 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 금속 배선층이 형성된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

＜실시예 3＞

실시예 1 에 있어서, 상기 수지층 중의 실리카 입자를 40 중량부 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 금속 배선층이 형성된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

＜실시예 4＞

실시예 2 에 있어서, 하드 코트층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 2 와 동일한 방법으로 금속 배선층이 형성된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

＜비교예 1＞

실시예 1 에 있어서, 상기 수지층 중의 실리카 입자를 10 중량부 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 금속 배선층이 형성된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

＜비교예 2＞

실시예 1 에 있어서, 상기 수지층 중의 실리카 입자를 60 중량부 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 금속 배선층이 형성된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

＜비교예 3＞

비교예 2 에 있어서, 하드 코트층을 형성하지 않은 것 이외에는, 비교예 2 와 동일한 방법으로 금속 배선층이 형성된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

＜비교예 4＞

비교예 3 에 있어서, 수지층을 형성하지 않은 것 이외에는, 비교예 3 과 동일한 방법으로 금속 배선층이 형성된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.

＜평가＞

(1) 산술 평균 표면 조도 Ra 의 측정

SII·나노테크놀로지 (주) 제조의 주사형 프로브 현미경 (SPI3800) 을 사용하여, AFM 관찰을 실시하였다. 측정은, 컨택트 모드로, 탐침은 Si₃N₄ 제 (스프링 상수 0.09 N/m) 를 사용하고, 1 ㎛ 평방 스캔으로 실시하여, 산술 평균 표면 조도 Ra 를 측정하였다. 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

(2) Si 의 표면 원소 비율의 측정

가로세로 5 ㎜ 의 시료편을 준비하고, X 선 광전자 분광 분석법 (알박·파이사 제조, QuanteraSXM) 을 사용하여, X 선원에 모노크로 AlKα, X Ray setting 을 100 ㎛φ (15 ㎸, 25 W) 조건에서 측정하였다. 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

(3) 배선 박리 지점의 측정

배선폭을 100 ㎛ 로 하여, 10 개 배선하였을 때에 박리 개수를 육안으로 측정하였다. 배선폭을 50 ㎛ 로 하여, 상기와 동일하게 측정하였다. 평가한 결과를 표 1 에 나타낸다.

(4) 두께의 측정

1.0 ㎛ 미만의 두께는, 투과형 전자 현미경 (히타치 제작소 제조, 제품명「H-7650」) 을 사용하여, 투명 도전성 필름의 단면을 관찰하여 측정하였다. 1.0 ㎛ 이상의 두께는, 막후계 (Peacock 사 제조, 디지털 다이얼 게이지 DG-205) 를 사용하여 측정하였다.

(5) 표면 저항값의 측정

JIS K 7194 에 준하여, 4 단자법에 의해 측정하였다.

(결과 및 고찰)

실시예 1 ∼ 4 에 있어서는, 배선폭 50 ㎛ 로 세선화한 경우에도, 배선 박리 지점은 없고, 투명 도전막의 박리는 보이지 않아, 양호한 결과가 얻어졌다. 이것은, 수지층의 투명 도전막 측에, 소정량의 Si 입자가 존재함으로써, 금속층을 적층하였을 때의 투명 도전막/수지층의 밀착력을 향상시킬 수 있어, 배선 트러블 (배선 박리 등) 의 발생을 억제할 수 있었던 것으로 생각된다. 한편, 비교예 1 에 있어서는, 수지층 중의 실리카 입자의 첨가량이 지나치게 적기 때문에, 투명 도전막/수지층의 계면 밀착력을 향상시킬 수 없어, 배선폭을 좁게 하면 투명 도전막이 박리되어, 배선 가공성이 불충분하였다. 또, 비교예 2 ∼ 3 에 있어서는, 수지층 중의 실리카 입자의 첨가량이 지나치게 많기 때문에, 투명 도전막이 박리되어, 배선 가공성이 불충분하였다. 또, 비교예 4 에서는, 수지층이 형성되어 있지 않기 때문에, 배선폭이 100 ㎛ 일 때조차 박리되는 결과가 되었다.

1 : 투명 기재
2 : 수지층
3 : 투명 도전막
31 : 제 1 투명 도전막
32 : 제 2 투명 도전막
4 : 금속층
5 : 하드 코트층

Claims

투명 기재의 적어도 일방의 면 측에, 수지층, 투명 도전막, 금속층을 이 순서로 갖는 금속층 적층 투명 도전성 필름으로서,
상기 수지층은, 두께가 10 nm 이상 100 nm 이하이고, 수지 100 중량부에 대해, 15 ∼ 55 중량부의 무기 산화물 입자를 함유하고,
상기 무기 산화물 입자는, 실리카 입자이고,
상기 수지층의 상기 투명 도전막 측의 면의 X 선 광전자 분광 분석법에 의한 Si 의 표면 원소 비율 (원자％) 은, 0.1 원자％ ∼ 11 원자％ 이고,
상기 투명 도전막은, 인듐계 복합 산화물을 함유하는, 금속층 적층 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 인듐계 복합 산화물은 인듐·주석 복합 산화물인, 금속층 적층 투명 도전성 필름.
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제 1 항에 있어서,
상기 수지층의 상기 투명 도전막 측의 면의 산술 평균 표면 조도 (Ra) 가 1 ㎚ 이하인, 금속층 적층 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 무기 산화물 입자의 평균 입경은 10 ㎚ ∼ 60 ㎚ 인, 금속층 적층 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 금속층은, 구리층, 구리 합금층 또는 구리층과 구리 합금층의 적층체인, 금속층 적층 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 금속층은 패턴부를 갖고, 금속층의 폭의 가장 좁은 부분이 50 ㎛ 이하인, 금속층 적층 투명 도전성 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 금속층의 두께는 100 ㎚ ∼ 200 ㎚ 인, 금속층 적층 투명 도전성 필름.
제 1 항 내지 제 2 항 및 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 금속층 적층 투명 도전성 필름을 포함하는, 터치 센서.