KR20090026169A

KR20090026169A - 투명 도전성 적층체 및 그것을 구비한 터치 패널

Info

Publication number: KR20090026169A
Application number: KR1020087031998A
Authority: KR
Inventors: 도모타케 나시키; 히데오 스가와라; 히데토시 요시타케
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2009-03-11
Also published as: EP2048672B1; WO2008015840A1; KR101176805B1; JP2008041364A; CN101490768B; TW201201224A; CN102298985B; KR20100077207A; US8173246B2; CN101490768A; KR101175968B1; TW200816236A; EP2048672A4; US20100003502A1; EP2048672A1; US8048512B2; US20110217548A1; TWI443683B; CN102298985A; JP5116004B2

Abstract

본 발명은 투명한 필름 기재의 일방의 면에 유전체 박막을 개재하여, 투명한 도전성 박막이 형성되고, 투명한 필름 기재의 타방의 면에는, 투명한 점착제층을 개재하여 투명 기체가 부착되어 있는 투명 도전성 적층체로서, 상기 투명 기체는 적어도 2 장의 투명한 기체 필름을 투명한 점착제층을 개재하여 적층한 적층 투명 기체이며, 상기 유전체 박막은 상대 굴절률이 1.6 ∼ 1.9 인 SiO_x 막 (x 는 1.5 이상 2 미만) 으로 이루어지는 제 1 투명 유전체 박막과, SiO₂ 막으로 이루어지는 제 2 투명 유전체 박막에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 투명 도전성 적층체는 면압 내구성이 우수하다.

터치 패널, 투명 도전성 적층체

Description

투명 도전성 적층체 및 그것을 구비한 터치 패널{TRANSPARENT CONDUCTIVE LAMINATE AND TOUCH PANEL EQUIPPED WITH IT}

본 발명은 가시 광선 영역에 있어서 투명성을 갖고, 또한 필름 기재 상에 도전성 박막을 구비한 투명 도전성 적층체 및 그것을 구비한 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명의 투명 도전성 적층체는 액정 디스플레이, 일렉트로 루미네선스 디스플레이 등의 디스플레이 방식이나 터치 패널 등에 있어서의 투명 전극 이외에, 투명 물품의 대전 방지나 전자파 차단 등을 위해서 사용된다.

터치 패널에는, 위치 검출의 방법에 의해 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등이 있다. 이 중에서, 저항막 방식은 그 구조가 단순하기 때문에, 비용 퍼포먼스가 우수하여, 최근, 급속히 보급되고 있다. 저항막 방식 터치 패널은 예를 들어 은행의 현금 자동 입출금기 (ATM) 나 교통 기관의 표 판매기 등의 표시판에 사용되고 있다.

이 저항막 방식의 터치 패널은 투명 도전성 적층체와 투명 도전성 박막 부착 유리가 스페이서를 개재하여 대향 배치되어 있고, 투명 도전성 적층체에 전류를 흘려 보내 투명 도전성 박막 부착 유리에 있어서의 전압을 계측하는 구조로 되어 있다. 투명 도전성 적층체를 손가락이나 펜 등에 의한 누름 조작을 통하여 투명 도전성 박막 부착 유리에 접촉시키면, 그 접촉 부분이 통전함으로써, 그 접촉 부분의 위치가 검지된다.

그런데, 최근, 스마트폰이나 PDA (Personal Digital Assistance), 게임 등에 탑재되는 터치 패널의 시장이 성장해 오고 있어, 터치 패널의 프레임 협소화가 진행되고 있다. 이로써, 터치 패널을 손가락으로 누를 기회가 많아져, 펜 입력 내구성에 추가로, 면압 내구성에 대해서도 만족하는 것이 필요로 되고 있다.

상기 터치 패널로는, 예를 들어 투명 필름 기재의 적어도 일면에, 적어도 평균 입경 1 ∼ 30㎚ 의 미립자를 함유하는 수지로 형성된, Ra4 ∼ 20㎚ 의 중심선 평균 거침도를 갖는 앵커층, Si0_x 층, 투명 도전층을 형성한 투명 도전성 필름을 구비하는 것이 개시되어 있다 (하기, 특허 문헌 1 참조). 그러나, 이 구성이면, 투명 도전층의 표면 전기 저항치가 변화되어 신뢰성이 부족하다는 문제가 있다.

또, 상기 터치 패널로서 예를 들어 기재, 도전층을 고정시키기 위한 앵커층, 도전층을 순차적으로 적층한 투명 도전성 필름을 구비한 것이 개시되어 있다 (하기, 특허 문헌 2 참조). 이 특허 문헌 2 에 의하면, 앵커층이 플라즈마 CVD 법에 의해 형성된 실리카층인 것도 기재되어 있다. 그러나, 특허 문헌 2 에 기재된 발명에서는, 펜 입력 터치 패널과 같은 큰 슬라이딩 부가에도 충분히 견딜 수 있는 내용의 기재가 있지만, 면압 내구성은 충분하지 않았다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2002-117724호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2003-320609호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 면압 내구성이 우수한 투명 도전성 적층체 및 그것을 구비한 터치 패널을 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본원 발명자들은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 투명 도전성 적층체 및 그것을 구비한 터치 패널에 대해 예의 검토하였다. 그 결과, 하기의 구성을 채용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 투명한 필름 기재의 일방의 면에, 유전체 박막을 개재하여, 투명한 도전성 박막이 형성되고,

투명한 필름 기재의 타방의 면에는, 투명한 점착제층을 개재하여 투명 기체가 부착되어 있는 투명 도전성 적층체로서,

상기 투명 기체는 적어도 2 장의 투명한 기체 필름을 투명한 점착제층을 개재하여 적층한 적층 투명 기체이며,

상기 유전체 박막은 상대 굴절률이 1.6 ∼ 1.9 인 SiO_x 막 (x 는 1.5 이상 2 미만) 으로 이루어지는 제 1 투명 유전체 박막과, SiO₂ 막으로 이루어지는 제 2 투명 유전체 박막에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체에 관한 것이다.

상기 투명 도전성 적층체에 있어서, 상기 유전체 박막은 필름 기재측으로부터, 제 1 투명 유전체 박막 및 제 2 투명 유전체 박막이 이 순서로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 적층체에 있어서, 상기 제 1 투명 유전체 박막은 드라이 프로세스에 의해 형성된 것인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 적층체에 있어서, 상기 제 1 투명 유전체 박막은 두께가 1 ∼ 30㎚ 이며, 상기 제 2 투명 유전체 박막은 두께가 10 ∼ 70㎚ 이며, 상기 투명한 도전성 박막은 두께가 20 ∼ 35㎚ 인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 적층체에 있어서, 상기 도전성 박막은 결정 입경이 200㎚ 이하인 결정 함유량이 50％ 를 초과하는 결정질의 인듐주석 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 적층체에 있어서, 상기 투명 기체의 외표면에 수지층을 형성할 수 있다.

상기 투명 도전성 적층체에 있어서, 상기 도전성 박막이 적층되어 있는 측의 경도가 2GPa 이상인 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 적층체에 있어서, 상기 도전성 박막이 적층되어 있는 측의 탄성률이 8GPa 이상인 것이 바람직하다.

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

발명의 효과

본 발명의 투명 도전성 적층체는 투명한 필름 기재에 있어서의 투명한 도전성 박막을 형성하지 않는 측의 면에는, 적어도 2 장의 투명한 기체 필름을 투명한 점착제층을 개재하여 적층한 적층 투명 기체를 형성하고 있고, 이로써, 예를 들어 투명 도전성 적층체를 터치 패널에 적용한 경우에 있어서의, 펜 입력 내구성에 추가로 면압 내구성을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 유전체 박막을 상대 굴절률이 1.6 ∼ 1.9 인 SiO_x 막 (x 는 1.5 이상 2 미만) 의 제 1 투명 유전체 박막과, Si0₂ 막의 제 2 투명 유전체 박막에 의해 형성함으로써, 면압 내구성을 향상시키고 있다. 상기 제 1 투명 유전체 박막은 드라이 프로세스에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

상기 투명 도전성 적층체에 있어서, 면압 내구성은 투명한 도전성 박막을 필름 기재측으로부터 유전체 박막을 개재하여 형성함으로써, 보다 향상시킬 수 있다. 또 상기 유전체 박막을 필름 기재측으로부터, 제 1 투명 유전체 박막 및 제 2 투명 유전체 박막으로서 형성함으로써, 더욱 면압 내구성을 향상시키는 데에 있어서 바람직하다.

또 상기와 같이, 필름 기재와 제 2 투명 유전체 박막인 SiO₂ 막 사이에 제 1 투명 유전체 박막인 SiO_x 막이 형성됨으로써, 도전성 박막의 표면 전기 저항의 변화율을 억제할 수 있고, 안정성이 우수한 투명 도전성 적층체가 얻어진다.

또한, SiO_x 막의 두께를 1 ∼ 30㎚ 의 범위 내로 함으로써, SiO_x 막을 연속 피막으로 하여 안정적으로 제막 가능하게 하는 한편, 고온·고습의 조건 하에서도 굴곡이나 컬의 발생을 저감시키고, 그 결과 반사 특성이나 투과 색상이 변화하는 것을 억제할 수 있다. 또한, SiO_x 막은 드라이 프로세스에 의해 형성된 것이기 때문에, 예를 들어 폴리실록산계 열경화성 수지나 실리카졸 등을 도공하는 웨트법에 의해 SiO_x 막을 형성한 경우와 비교하여, 필름 기재에 침입해 오는 수분을 억제 할 수 있고, 내습성·내열성이 우수하다. 그 결과, 종래보다 굴곡이나 컬의 발생을 더욱 억제할 수 있다. 또, Si0₂ 막의 두께를 10 ∼ 70㎚ 의 범위 내로 함으로써, SiO₂ 막을 연속 피막으로 하여 안정적으로 제막 가능하게 하는 한편, 내찰상성 및 투명성의 향상이나, 크랙의 발생도 억제할 수 있다. 또한, 도전성 박막의 두께를 20 ∼ 35㎚ 의 범위 내로 함으로써, 표면 전기 저항을 저감시킴과 함께, 연속 피막으로 하여 안정적으로 형성 가능하게 하고, 또한 투명성의 저하도 억제시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 투명 도전성 적층체를 나타내는 단면 모식도이다.

도 2 는 본 발명의 실시의 일 형태에 관련된 터치 패널을 나타내는 단면 모식도이다.

도 3 은 상기 투명 도전성 적층체에 있어서 도전성 박막측의 경도 및 탄성률의 측정 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

도 4 는 본 발명의 실시예에 관련된 터치 패널의 면압 내구성 시험을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 5 는 실시예 1 에서 얻어진 터치 패널에 있어서 전압치와 측정 위치의 관계를 나타내는 그래프이다.

부호의 설명

1 : 필름 기재

2 : 도전성 박막

3 : 적층 투명 기체

31, 32 : 기체 필름

41, 42 : 점착제층

5 (51,52) : 유전체 박막

6 : 하드 코트층

A : 투명 도전성 적층체

s : 스페이서

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 단, 설명에 불필요한 부분은 생략하고, 또 설명을 용이하게 하기 위해 확대 또는 축소등을 하여 도시한 부분이 있다.

도 1 은 본 실시형태에 관련된 투명 도전성 적층체의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 즉, 투명 도전성 적층체 (A) 는 투명한 필름 기재 (1) 의 일방의 면에, 투명한 도전성 박막 (2) 을 갖고, 타방의 면에 투명한 점착제층 (41) 을 개재하여 적층 투명 기체 (3) 가 부착된 구조이다. 적층 투명 기체 (3) 는 투명한 기체 필름 (31) 과 투명한 기체 필름 (32) 을 투명한 점착제층 (42) 을 개재하여 적층한 것이다. 도 1 에서는, 투명한 기체 필름을 2 층 적층한 경우를 예시하고 있지만, 투명한 기체 필름의 적층은 2 층 이상이면 되고, 3 층, 4 층, 나아가서는 5 층 이상으로 할 수 있다. 이 같은 구조로 함으로써, 면내 내구성을 향상시킬 수 있다. 또, 도 1 은 적층 투명 기체 (3) 의 외표면에 하드 코트층(수지층) (6) 이 형성되어 있는 경우이다. 또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투명한 도전성 박막 (2) 이 필름 기재 (1) 측으로부터 유전체 박막 (5) (제 1 투명 유전체 박막 (51) 및 제 2 투명 유전체 박막 (52)) 을 개재하여 형성되어 있다. 도 1 에서는, 유전체 박막 (5) 은 필름 기재 (1) 측으로부터, 제 1 투명 유전체 박막 (51) 및 제 2 투명 유전체 박막 (52) 이 이 순서로 형성되어 있는 경우이다. 이 같은 구조로 함으로써, 면내 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.

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

또, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO10/37007) 에 기재된 고분자 필름, 예를 들어, (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 및/비치환 페닐 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체적으로는, 이소부틸렌 및 N-메틸말레이미드 로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 고분자 필름을 사용할 수 있다.

상기 필름 기재 (1) 의 두께는 2 ∼ 200㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 2 ∼ 100㎛ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 필름 기재 (1) 의 두께가 2㎛ 미만이면, 필름 기재 (1) 의 기계적 강도가 부족하고, 이 필름 기재 (1) 를 롤상으로 하여 도전성 박막 (2), 유전체 박막 (5) 및 점착제층 (41) 을 연속적으로 형성하는 조작이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 두께가 200㎛ 를 초과하면, 점착제층 (41) 의 쿠션 효과에서 기인하여, 도전성 박막 (2) 의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성의 향상을 도모할 수 없게 되는 경우가 있다.

상기 필름 기재 (1) 에는, 표면에 미리 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성, 산화 등의 에칭 처리나 하도 처리를 실시하여, 이 위에 형성되는 도전성 박막 (2) 또는 유전체 박막 (5) 의 상기 필름 기재 (1) 에 대한 밀착성을 향상시키도록 해도 된다. 또, 도전성 박막 (2) 또는 유전체 박막 (5) 을 형성하기 전에, 필요에 따라 용제 세정이나 초음파 세정 등에 의해 제진 (除塵), 청정화해도 된다.

상기 유전체 박막 (5) 은 제 1 투명 유전체 박막 (51) 및 제 2 투명 유전체 박막 (52) 에 의해 형성된다. 상기 유전체 박막 (5) 은 제 1 투명 유전체 박막 (51) 을 드라이 프로세스에 의해 형성된, 상대 굴절률이 1.6 ∼ 1.9 인 SiO_x 막 (x 는 1.5 이상 2 미만) 으로 하고, 상기 제 2 투명 유전체 박막 (52) 을 SiO₂ 막으로 하는 것이 바람직하다.

유전체 박막 (5) 은 상기의 재료를 사용하여, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 드라이 프로세스로 하여, 또는 웨트법 (도공법) 등에 의해 형성할 수 있다. 유전체 박막 (5) 의 각 두께는 통상적으로 1 ∼ 300㎚ 정도인 것이 좋다.

상기 SiO_x 막 (x 는 1.5 이상 2 미만) 은 드라이 프로세스에 의해 형성된 층이다. 드라이 프로세스로는, 진공 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 등의 수법을 채용할 수 있다. 폴리실록산계 열경화성 수지나 실리카졸 등을 도공하는 웨트법에 의해 SiO_x 막을 형성한 경우보다, 면내 내구성을 향상시킬 수 있다.

상기 SiO_x 막 (x 는 1.5 이상 2 미만) 을 필름 기재 (1) 상에 형성하는 것은 그 필름 기재 (1) 로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 경우에, SiO₂ 막만을 앵커층으로서 필름 기재 (1) 상에 직접 형성하면, 충분한 밀착성이 얻어지지 않기 때문이다. 이 때문에, 제 1 투명 유전체 박막 (51) 으로서 SiO_x 막을 필름 기재 (1) 와 SiO₂ 막 사이에 형성하고, 그 SiO_x 막을 바인더로서 사용하여, 충분한 밀착성을 확보한다. 또, Si0₂ 는 저굴절률의 재료이기 때문에, 반사율을 낮게 하고, 그 결과 높은 광선 투과율을 달성할 수 있다. 이로써, SiO₂ 막은 도전성 박막의 언더코트층으로서 특히 효과를 발휘하고, 면내 내구성을 향상시킨다.

제 1 투명 유전체 박막 (51) 으로서 형성하는 SiO_x 막의 두께는 1 ∼ 30㎚ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 15㎚ 의 범위이다. 두께가 1㎚ 미만이면, 연속 피막으로서 안정적으로 형성하는 것이 곤란해지는 경향이 있다. 또, 두께가 30㎚ 를 초과하면, 예를 들어 환경 신뢰성 시험 등을 실시함으로써 반사 및 투과 색상의 변화를 초래하는 경우가 있다. 이것은 환경 신뢰성 시험에 있어서, x 가 2 에 가까워져 SiO_x 로부터 SiO₂ 로 서서히 변화함으로써, SiO_x 막의 굴절률이 약 1.7 ∼ 1.45 의 범위에서 변화하기 때문이다. SiO_x 막은 광학 박막이기도 하고, 광학 박막의 특성은 각 층의 굴절률과 그 두께에 따라 결정되지만, 두께가 25㎚ 이하인 경우에는, 굴절률의 변화에 대한 광학 특성에의 영향이 적은 것을 알 수 있다. 또한, 상기의 환경 신뢰성 시험이란, 예를 들어 80℃ 에서의 고온 시험이나, 60℃/90％ RH 또는 85℃/85％ RH 등에서의 고온 고습 시험 등을 말한다.

상기 SiO_x 막의 상대 굴절률은 1.6 ∼ 1.9 의 범위이다. 상기 범위 내로 함으로써, 예를 들어 투명 도전성 적층체 (A) 를 터치 패널에 적용한 경우에, 면내 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다. 상대 굴절률이 1.6 미만이면, 상기 면내 내구성의 점에서는 바람직하지 않다. 한편, 상대 굴절률이 1.9 를 초과하는 SiO_x 막의 제막은 곤란하다.

제 2 투명 유전체 박막 (52) 으로서 형성되는 SiO₂ 막의 두께는 10 ∼ 70㎚ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 65㎚ 의 범위이다. 두께가 10㎚ 미만이면 연속 피막이 되기 어렵고, 내찰상성의 향상이 불충분해진다. 또, 두께가 70㎚ 를 초과하면 투명성의 향상이 불충분해지고, 크랙을 일으킬 우려도 있다.

상기 SiO_x 막 및 SiO₂ 막의 평균 표면 거침도는 각각 0.8 ∼ 3.0㎚ 의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 평균 표면 거침도가 0.8㎚ 미만이면, 표면 요철이 너무 미세해져, 방현성이 저하될 우려가 있다. 또, 그와 같은 경우에 도전성 박막 (2) 을 두껍게 형성하면, 표면 저항치도 너무 낮아진다. 한편, 평균 표면 거침도가 3.0㎚ 를 초과하면, 표면 요철이 너무 커져, 안정된 표면 저항치가 잘 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, 평균 표면 거침도란, AFM (Atomic Force Microscope : 원자간력 현미경) 에 의해 측정되는 「표면 조도 (Ra)」 를 의미한다. 구체적으로는, AFM 으로서 SPI3800 (세이코 인스트루먼트사 제조) 을 사용하여, 모드 ; 컨택트 모드, 단침 (短針) ; Si₃N₄ 제 (스프링 상수 0.09N/m), 스캔 사이즈; 1㎛□ 의 조건 하에서 측정한 값이다.

상기 도전성 박막 (2) 의 구성 재료로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 산화주석을 함유하는 산화인듐, 안티몬을 함유하는 산화주석 등이 바람직하게 사용된다. 여기서 도전성 박막 (2) 은 결정 입경이 200㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ∼ 150㎚ 의 결정 함유량이 50％ 를 초과하는 결정질의 인듐주석 산화물로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 이로써, 면압 내구성이 양호한 것이 얻어진다. 결정 입경의 큰 결정이 증가하면 크랙이 발생되기 쉬워져, 면압 내구성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 결정 입경은 투과형 전자 현미경 하에서 관찰되는 다각형상 또는 타원 형상의 각 영역에 있어서, 대각선 또는 직경이 최대인 것의 평균치로 정의한다. 결정 입경의 측정은 예를 들어 FE-TEM 관찰 (주식회사 히타치 제작소, HF-2000, 가속 전압 200kV) 등에 의해 실시할 수 있다.

도전성 박막 (2) 의 두께는 20 ∼ 35㎚ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 30㎚ 의 범위 내이다. 두께가 20㎚ 미만이면 표면 전기 저항이 높아지고, 또한 연속 피막이 되기 어려워진다. 또, 35㎚ 를 초과하면 투명성의 저하 등을 초래한다.

또한, 도전성 박막 (2) 을 필름 기재 (1) 상에 제 1 투명 유전체 박막으로서 SiO_x 막, 이어서 제 2 투명 유전체 박막으로서 SiO₂ 막을 개재하여 형성한 경우에는, 그 표면 전기 저항의 변화율을 억제할 수 있어, 종래보다 안정성이 우수하다.

도전성 박막 (2) 의 형성 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이 온 플레이팅법을 예시할 수 있다. 또, 필요로 하는 막두께에 따라 적절한 방법을 채용할 수도 있다.

상기 도전성 박막 (2) 이 형성된 필름 기재 (1) 의 타방의 면에는, 투명한 점착제층 (41) 을 개재하여 적층 투명 기체 (3) 가 부착된다. 적층 투명 기체 (3) 는 적어도 2 장의 투명한 기체 필름을 투명한 점착제층에 의해 부착한 복합 구조로서, 이로써 면압 내구성을 향상시킬 수 있다.

적층 투명 기체 (3) 의 두께는 통상적으로 90 ∼ 300㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100 ∼ 250㎛ 로 제어된다. 또, 적층 투명 기체 (3) 를 형성하는 각 기체 필름의 두께는 10 ∼ 200㎛, 나아가서는 20 ∼ 150㎛ 이며, 이들 기체 필름에 투명한 점착제층을 포함한 적층 투명 기체 (3) 로서의 총 두께가 상기 범위에 들어가도록 제어된다. 기체 필름으로는, 상기한 필름 기재 (1) 와 동일한 것을 들 수 있다.

필름 기재 (1) 와 적층 투명 기체 (3) 의 부착은 적층 투명 기체 (3) 측에 상기의 점착제층 (41) 을 형성해 두고, 이것에 상기 필름 기재 (1) 을 부착하도록 해도 되고, 반대로 필름 기재 (1) 측에 상기의 점착제층 (41) 을 형성해 두고, 이것에 적층 투명 기체 (3) 를 부착하도록 해도 된다. 후자의 방법에서는, 점착제층 (41) 의 형성을 필름 기재 (1) 를 롤상으로 하여 연속적으로 행할 수 있기 때문에, 생산성의 면에서 더욱 유리하다. 또, 필름 기재 (1) 에 순차적으로 기체 필름 (31, 32) 을 점착제층 (41, 42) 에 의해 부착함으로써 적층 투명 기체 (3) 를 적층할 수도 있다. 또한, 기체 필름의 적층에 사용하는 투명한 점착제층 (도 1 의 점착제층 (42)) 은 하기의 투명한 점착제층 (41) 과 동일한 것을 사용할 수 있다.

점착제층 (41) 으로는, 투명성을 갖는 것이면 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산비닐/염화비닐코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성, 응집성 및 접착성 등의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등도 우수하다는 점에서는, 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.

점착제층 (41) 의 구성 재료인 점착제의 종류에 따라서는, 적당한 점착용 하도제를 사용함으로써 투묘력을 향상시키는 것이 가능한 것이다. 따라서, 그러한 점착제를 사용하는 경우에는, 점착용 하도제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 점착용 하도제로는, 점착제의 투묘력을 향상시킬 수 있는 층이면 특별히 제한은 없다. 구체적으로는, 예를 들어, 동일 분자 내에 아미노기, 비닐기, 에폭시기, 메르캅토기, 클로르기 등의 반응성 관능기와 가수 분해성의 알콕시시릴기를 갖는 실란계 커플링제, 동일 분자 내에 티탄을 함유하는 가수 분해성의 친수성기와 유기 관능성기를 갖는 티타네이트계 커플링제, 및 동일 분자 내에 알루미늄을 함유하는 가수 분해성의 친수성기와 유기 관능성기를 갖는 알루미네이트계 커플링제 등의 이른바 커플링제, 에폭시계 수지, 이소시아네이트계 수지, 우레탄계 수 지, 에스테르 우레탄계 수지 등의 유기 반응성기를 갖는 수지를 사용할 수 있다. 공업적으로 취급하기 쉽다는 관점에서는, 실란계 커플링제를 함유하는 층이 특히 바람직하다.

또, 상기 점착제층 (41) 에는, 베이스 폴리머에 따른 가교제를 함유시킬 수 있다. 또, 점착제층 (41) 에는 필요에 따라 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 유리 섬유나 유리 비즈, 금속분이나 그 밖의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제, 안료, 착색제, 산화 방지제 등의 적절한 첨가제를 배합할 수도 있다. 또 투명 미립자를 함유시켜 광 확산성이 부여된 점착제층 (41) 으로 할 수도 있다.

또한, 상기의 투명 미립자에는, 예를 들어 평균 입경이 0.5 ∼ 20㎛ 인 실리카, 산화칼슘, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등의 도전성의 무기계 미립자나, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리우레탄과 같은 적절한 폴리머로 이루어지는 가교 또는 미가교의 유기계 미립자 등 적절한 것을 1 종 또는 2 종 이상 사용할 수 있다.

상기 점착제층 (41) 은 통상적으로 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용제에 용해 또는 분산시킨 고형분 농도가 10 ∼ 50 중량％ 정도의 점착제 용액으로서 사용된다. 상기 용제로는, 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 유기 용제나 물 등의 점착제의 종류에 따른 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

이 점착제층 (41) 은 적층 투명 기체 (3) 의 접착 후에는, 그 쿠션 효과에 의해, 필름 기재 (1) 의 일방의 면에 형성된 도전성 박막의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성, 이른바 펜 입력 내구성 및 면압 내구성을 향상시키는 기 능을 갖는다. 이 기능을 보다 좋게 발휘시키는 관점에서, 점착제층 (41) 의 탄성 계수를 1 ∼ 100N/㎠ 의 범위, 두께를 1㎛ 이상, 통상적으로 5 ∼ 100㎛ 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

상기의 탄성 계수가 1N/㎠ 미만이면, 점착제층 (41) 은 비탄성이 되기 때문에, 가압에 의해 용이하게 변형되어 필름 기재 (1), 나아가서는 도전성 박막 (2) 에 요철을 발생시킨다. 또, 가공 절단면으로부터 점착제가 비어져 나오기 쉬워지고, 게다가 도전성 박막 (2) 의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성의 향상 효과가 저감된다. 한편, 탄성 계수가 100N/㎠ 를 초과하면, 점착제층 (41) 이 딱딱해져, 그 쿠션 효과를 기대할 수 없게 되기 때문에, 도전성 박막 (2) 의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 펜 입력 내구성 및 면압 내구성을 향상시키는 것이 곤란해지는 경향이 있다.

또, 점착제층 (41) 의 두께가 1㎛ 미만이 되면, 그 쿠션 효과를 기대할 수 없기 때문에, 도전성 박막 (2) 의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 펜 입력 내구성 및 면압 내구성을 향상시키는 것이 곤란해지는 경향이 있다. 한편, 너무 두껍게 하면, 투명성을 저해하거나 점착제층 (41) 의 형성이나 적층 투명 기체 (3) 의 부착 작업성, 또한 비용면에서도 좋은 결과를 얻기 어렵다.

이와 같은 점착제층 (41) 을 개재하여 부착되는 적층 투명 기체 (3) 는 필름 기재 (1) 에 대해 양호한 기계적 강도를 부여하여, 펜 입력 내구성 및 면압 내구성 외에, 특히, 컬 등의 발생 방지에 기여하는 것이다.

상기 세퍼레이터를 사용하여 점착제층 (41) 을 전사하는 경우, 그와 같은 세 퍼레이터로는, 예를 들어 폴리에스테르 필름의 적어도 점착제층 (41) 과 접착하는 면에 이행 방지층 및/또는 이형 (離型) 층이 적층된 폴리에스테르 필름 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 세퍼레이터의 총 두께는 30㎛ 이상인 것이 바람직하고, 75 ∼ 100㎛ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 점착제층 (41) 의 형성 후, 롤 상태로 보관하는 경우에, 롤 사이에 들어간 이물질 등에 의해 발생되는 것이 상정되는 점착제층 (41) 의 변형 (타흔) 을 억제하기 위함이다.

상기 이행 방지층으로는, 폴리에스테르 필름 중의 이행 성분, 특히, 폴리에스테르의 저분자량 올리고머 성분의 이행을 방지하기 위한 적절한 재료로 형성할 수 있다. 이행 방지층의 형성 재료로서 무기물 혹은 유기물, 또는 그들의 복합재료를 사용할 수 있다. 이행 방지층의 두께는 0.01 ∼ 20㎛ 의 범위에서 적절히 설정할 수 있다. 이행 방지층의 형성 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 도공법, 스프레이법, 스핀 코트법, 인 라인 코트법 등이 사용된다. 또, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 스프레이 열분해법, 화학 도금법, 전기 도금법 등도 사용할 수 있다.

상기 이형층으로는, 실리콘계, 장사슬 알킬계, 불소계, 황화 몰리브덴 등의 적절한 박리제로 이루어지는 것을 형성할 수 있다. 이형층의 두께는 이형 효과 면에서 적절히 설정할 수 있다. 일반적으로는, 유연성 등의 취급성 면에서, 그 두께는 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.01 ∼ 10㎛ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.1 ∼ 5㎛ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.

상기 도공법, 스프레이법, 스핀 코트법, 인 라인 코트법에 있어서는, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 에폭시계 수지 등의 전리 방사선 경화형 수지나 상기 수지에 산화알루미늄, 이산화규소, 마이카 등을 혼합한 것을 사용할 수 있다. 또, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 스프레이 열분해법, 화학 도금법 또는 전기 도금법을 사용하는 경우, 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 티탄, 철, 코발트 또는 주석이나 이들의 합금 등으로 이루어지는 금속 산화물, 요오드화강 등으로 이루어지는 다른 금속 화합물을 사용할 수 있다.

또 필요에 따라, 상기 적층 투명 기체 (3) 의 외표면 (점착제층 (41) 과는 반대측인 면) 에, 시인성의 향상을 목적으로 한 방현 처리층이나 반사 방지층을 형성하거나, 외표면의 보호를 목적으로 한 하드 코트층 (수지층) (6) 을 형성하도록 해도 된다. 방현 처리층이나 반사 방지층은 적층 투명 기체 (3) 상에 형성한 하드 코트층 (6) 상에 형성할 수도 있다. 하드 코트층 (6) 으로는, 예를 들어, 멜라닌계 수지, 우레탄계 수지, 알키드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등의 경화형 수지로 이루어지는 경화 피막이 바람직하게 사용된다.

방현 처리층의 구성 재료로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 전리 방사선 경화형 수지, 열경화형 수지, 열가소성 수지 등을 사용할 수 있다. 방현 처리층의 두께는 0.1 ∼ 30㎛ 가 바람직하다. 0.1㎛ 보다 얇아지면 경도 부족이 우려되고, 30㎛ 보다 두꺼우면 방현 처리층에 크랙이 발생하거나 방현 처리층을 도공한 적층 투명 기체 (3) 전체에 컬이 발생되는 경우가 있다.

반사 방지층으로는, 상기 하드 코트층 (6) 상에 반사 방지층을 형성할 수 있다. 광은 물체에 닿으면 그 계면에서의 반사, 내부에서의 흡수, 산란과 같은 현상을 반복하여 물체의 배면으로 투과해 간다. 화상 표시 장치에 터치 패널을 장착했을 때, 화상의 시인성을 저하시키는 요인 중 하나로 공기와 적층 투명 기체 (3) 또는 하드 코트층 (6) 계면에서의 광의 반사를 들 수 있다. 그 표면 반사를 저감시키는 방법으로서 두께 및 굴절률을 엄밀하게 제어한 박막을 하드 코트층 (6) 표면에 적층하여, 광의 간섭 효과를 이용한 입사광과 반사광의 반전된 위상을 서로 상쇄시킴으로써 반사 방지 기능을 발현시킨다.

광의 간섭 효과에 근거하는 반사 방지층의 설계에 있어서, 그 간섭 효과를 향상시키려면, 반사 방지층과 하드 코트층 (6) 의 굴절률차를 크게 하는 것이다. 일반적으로, 기재 상에 2 ∼ 5 층의 광학 박막 (상기 두께 및 굴절률을 엄밀하게 제어한 박막) 을 적층하는 다층 반사 방지층에서는, 굴절률이 상이한 성분을 소정의 두께만큼 복수층 형성함으로써, 반사 방지층의 광학 설계에 자유도가 증가되고, 보다 반사 방지 효과를 향상시켜, 분광 반사 특성도 가시광 영역에서 플랫으로 하는 것이 가능해진다. 광학 박막의 각 층의 두께 정밀도가 요구되기 때문에, 일반적으로는 드라이 방식인 진공 증착법, 스퍼터링법, CVD 법 등에 의해 각 층의 형성이 행해지고 있다.

반사 방지층으로는, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화규소, 불화마그네슘 등이 사용된다. 반사 방지 기능을 더욱 크게 발현시키기 위해서는, 산화티탄층과 산화규소층의 적층체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 적층체는 하드 코트층 (6) 상에 굴절률이 높은 산화티탄층 (굴절률 : 약 1.8) 이 형성되고, 그 산화티탄층 상에 굴절률이 낮은 산화규소층 (굴절률 : 약 1.45) 이 형성된 2 층 적층체, 그리고, 이 2 층 적층체 상에, 산화티탄층 및 산화규소층이 이 순서로 형성된 4 층 적층체가 바람직하다. 이와 같은 2 층 적층체 또는 4 층 적층체의 반사 방지층을 형성함으로써, 가시 광선의 파장 영역 (380 ∼ 780㎚) 의 반사를 균일하게 저감시키는 것이 가능하다.

또, 적층 투명 기체 (3) 또는 하드 코트층 (6) 상에 단층의 광학 박막을 적층함으로써도, 반사 방지 효과를 발현시키는 것이 가능하다. 반사 방지층을 단층으로 하는 설계에 있어서도, 반사 방지 기능을 최대한 이끌어 내기 위해서는, 반사 방지층과 하드 코트층 (6) 의 굴절률차를 크게 할 필요가 있다. 상기 반사 방지층의 막두께를 d, 굴절률을 n, 입사광의 파장을 λ으로 하면, 반사 방지층의 막두께와 그 굴절률 사이에서 nd = λ/4 의 관계식이 성립된다. 반사 방지층의 굴절률이 기재의 굴절률보다 작은 경우에는, 상기 관계식이 성립되는 조건에서는 반사율이 최소가 된다. 예를 들어, 반사 방지층의 굴절률이 1.45 인 경우에는, 가시 광선 중의 550㎚ 의 파장의 입사광에 대해, 반사율을 최소로 하는 반사 방지층의 막두께는 95㎚ 가 된다.

반사 방지 기능을 발현시키는 가시 광선의 파장 영역은 380 ∼ 780㎚ 이며, 특히 시감도가 높은 파장 영역은 450 ∼ 650㎚ 의 범위이며, 그 중심 파장인 550㎚ 의 반사율을 최소로 하는 설계를 행하는 것이 통상적으로 행해지고 있다.

단층으로 반사 방지층을 설계하는 경우, 그 두께 정밀도는 다층 반사 방지막 의 두께 정밀도만큼 엄밀하지 않고, 설계 두께에 대해 ±10％ 의 범위, 즉 설계 파장이 95㎚ 인 경우에는, 86㎚ ∼ 105㎚ 의 범위이면 문제 없이 사용할 수 있다. 이로부터, 일반적으로 단층의 반사 방지막의 형성에는, 웨트 방식인 판텐코트, 다이 코트, 스핀 코트, 스프레이 코트, 그라비아 코트, 롤 코트, 바 코트 등의 도공법이 사용되고 있다.

하드 코트층 (6) 의 형성 재료로는, 예를 들어 멜라닌계 수지, 우레탄계 수지, 알키드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등의 경화형 수지로 이루어지는 경화 피막이 바람직하게 사용된다. 또, 하드 코트층 (6) 의 두께로는, 0.1 ∼ 30㎛ 가 바람직하다. 두께가 0.1㎛ 미만이면, 경도가 부족한 경우가 있다. 또, 두께가 30㎛ 를 초과하면, 하드 코트층 (6) 에 크랙이 발생하거나 적층 투명 기체 (3) 전체에 컬이 발생하는 경우가 있다.

또한, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 적층체 (A) 는 터치 패널 제조시에, 또는 필요에 따라, 100 ∼ 150℃ 의 범위 내에서 어닐 처리가 실시되는 경우가 있다. 이 때문에, 투명 도전성 적층체 (A) 로는, 100℃ 이상, 나아가서는 150℃ 이상의 내열성을 갖는 것이 바람직하다.

투명 도전성 적층체 (A) 는 도전성 박막 (2) 이 적층되어 있는 측의 물성으로서 도전성 박막측의 경도가 2GPa 이상, 특히 3GPa 이상인 것이 바람직하다. 또, 도전성 박막 (2) 측의 탄성률이 8GPa 이상, 특히 10GPa 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 물성을 가지고 있음으로써, 투명 도전성 적층체 (A) 를 휘게해도, 도전성 박막 (2) 에 크랙이 발생하거나 전기 저항치가 열화되는 등의 지장을 초래하지 않고, 내굴곡 성능이 높은 투명 도전성 적층체로서 터치 패널 등의 광 일렉트로닉스 분야의 기판에 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 도전성 박막 (2) 측의 경도의 상한은 내크랙성 면에서, 5GPa 이하, 나아가서는 4GPa 이하로 하는 것이 바람직하고, 상기 도전성 박막 (2) 측의 탄성률도 동일하게 내크랙 성 면에서, 20GPa 이하, 나아가서는 16GPa 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기 도전성 박막 (2) 측의 경도 및 탄성률은 인덴테이션 시험 (압자 압입 시험) 에 의해, 예를 들어, 주사형 프로브 현미경 (JEOL.LTD/닛폰 전자 : JSPM-4200) 등을 사용하여 측정할 수 있다 (도 3 참조). 박막 경도 측정에서는, 일반적으로 압자의 압입 깊이는 막두께 깊이의 10 분의 1 정도에 포함되도록 할 필요가 있다.

인덴테이션 시험에서는, 피시험체 (즉, 투명 도전성 적층체 (A) 의 도전성 박막 (2) 측) 를 시료대 (20) 에 고정시키고, 그 상태에서 피시험체의 거의 중심부분에, 하중을 가하여 압자 (21) 를 압입하고, 인덴테이션 곡선 (하중-압입 깊이 곡선) 을 얻는다. 그 때의 최대 하중 Pmax 와, 압자 (21) 와 피시험체 사이의 접촉 투영 면적 A 의 비에 의해, 피시험체의 경도 H 가 하기의 식 (1) 로부터 구해진다. 또, 인덴테이션 곡선의 제하 곡선의 초기 구배 S 로부터, 피시험체의 복합 탄성률 Er 이 하기의 식 (2) 으로부터 구해진다. 또한, 압자 (21) 의 영률 Ei, 압자 (21) 의 포아송비 vi, 피시험체의 포아송비 vs 로부터, 피시험체의 영률 Es 이 하기의 식 (3) 에 의해 구해진다.

여기서, 하기의 식 (2) 중, β 는 상수이다. 또, 압자는 다이아몬드이 며, 그 영률 (Ei) 은 1,140GPa, 포아송비는 0.07 이다.

여기서는, 피시험체인 도전성 박막의 포아송비 vs 는 불명확하기 때문에, 상기의 복합 탄성률 Er 을 본 발명에서 말하는 탄성률로 한다. 측정의 상세한 것에 대해서는, 예를 들어, W.C.Oliver and G.M.Phar, J.Meter.Res., Vol.7, No.6, June 1992 나, Handbook of Micro/Nanotribology 등에 기재되어 있는 바와 같으며, 공지된 방법에 의해 측정할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 터치 패널에 대해 설명한다. 도 2 는 본 실시형태에 관련된 터치 패널을 개략적으로 나타내는 단면 모식도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 터치 패널은 상기의 투명 도전성 적층체 (A) 와 하측 기판 (A') 이 스페이서 (s) 를 개재하여 대향 배치된 구조이다.

하측 기판 (A') 은 다른 투명 기체 (1') 상에 다른 도전성 박막 (2') 이 적층된 구성이다. 단, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 투명 도전성 적층체 (A) 를 하측 기판 (A') 으로서 사용하는 것도 가능하다. 다른 투명 기체 (1') 의 구성 재료로는, 기본적으로는, 유리판이나, 적층 투명 기체 (3) 와 동일한 것을 사용할 수 있다. 또, 그 두께 등에 대해서도 적층 투명 기체 (3) 와 동일하게 할 수 있다. 다른 도전성 박막 (2') 의 구성 재료로는, 기본적으로는 도전성 박막 (2) 과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또, 그 두께 등에 대해서도 도전성 박막 (2) 과 동일하게 할 수 있다.

스페이서 (s) 로는 절연성의 것이면 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 각종의 것을 채용할 수 있다. 스페이서 (s) 의 제조 방법, 사이즈, 배치 위치, 수량에 대해서도 특별히 한정되지 않는다. 또, 스페이서 (s) 의 형상으로서는, 대략 구형의 것이나 다각형상의 것 등 , 종래 공지된 형상을 채용할 수 있다.

도 2 에 나타내는 터치 패널은 투명 도전성 적층체 (A) 측에서 입력 펜 등으로 스페이서 (s) 의 탄성력에 저항하여 누름 타점했을 때, 도전성 박막 (2, 2') 끼리가 접촉되어 전기적으로 ON 상태가 되고, 상기 누름을 해제하면 원래의 OFF 상태로 되돌아가는 투명 스위치 기체로서 기능한다. 그 때, 터치 패널은 그 도전성 박막 (2) 의 내찰상성이나 펜 입력 내구성, 면압 내구성 등에 우수하여 장기간에 걸쳐 상기 기능을 안정적으로 유지시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 관하여 실시예를 사용하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 이상 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 각 예 중, 부는 특별히 기재가 없는 한 모두 중량 기준이다.

실시예 1

[유전체 박막의 형성]

두께가 25㎛ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (이하, PET 필름이라고 한다) 으로 이루어지는 필름 기재의 일방의 면에, SiO_x 막 (상대 굴절률 1.80, 두께 15㎚) 을 진공 증착법에 의해 형성하였다. 이어서, SiO_x 막 상에, SiO₂ 막 (상대 굴절률 1.46, 두께 30㎚) 을 진공 증착법에 의해 형성하였다.

[도전성 박막의 형성]

다음으로, SiO₂ 막 상에, 아르곤 가스 95％ 와 산소 가스 5％ 로 이루어지는 0.4Pa 의 분위기 중에서, 산화인듐 95 중량％, 산화주석 5 중량％ 의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해 두께 25㎚ 의 ITO 막 (도전성 박막, 상대 굴절률 2.00) 을 형성하였다. 또, ITO 막은 150℃×1 시간의 가열 처리에 의해 결정화시켰다.

[하드 코트층의 형성]

하드 코트층의 형성 재료로서 아크릴·우레탄계 수지 (다이닛폰잉크 화학(주) 제조의 유니디크 17-806) 100 부에, 광 중합 개시제로서의 히드록시시클로헥실페닐케톤 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조의 이르가큐어 184) 5 부를 첨가하여, 30 중량％ 의 농도로 희석하여 이루어지는 톨루엔 용액을 조제하였다.

이 하드 코트층의 형성 재료를 두께가 125㎛ 인 PET 필름으로 이루어지는 기체 필름의 일방의 면에 도포하고, 100℃ 에서 3 분간 건조시켰다. 그 후, 즉시 오존 타입 고압 수은등 (에너지 밀도 80W/㎠, 15㎝ 집광형) 2 등으로 자외선 조사를 행하여, 두께 5㎛ 의 하드 코트층을 형성하였다.

[적층 투명 기체의 제조]

이어서, 상기 기체 필름의 하드 코트층 형성면과는 반대측인 면에, 두께 약 20㎛, 탄성 계수 10N/㎠ 의 투명한 아크릴계의 점착제층을 형성하였다. 점착제층 조성물로는, 아크릴산부틸과 아크릴산과 아세트산비닐의 중량비가 100 : 2 : 5 인 아크릴계 공중합체 100 부에, 이소시아네이트계 가교제를 1 부 배합하여 이루어지는 것을 사용하였다. 상기 점착제층측에 두께 25㎛ 의 PET 필름으로 이루어지는 기체 필름을 부착하고, PET 필름을 2 장 갖는 적층 투명 기체로 하였다.

[투명 도전성 적층체의 제조]

상기 적층 투명 기체의 하드 코트층 형성면과는 반대측인 면에, 상기 동일한 조건에서 점착제층을 형성하고, 이 점착제층면과 필름 기재 (도전성 박막을 형성하고 있지 않은 측의 면) 을 부착하고, 이로써 본 실시예에 관련된 투명 도전성 적층체를 제조하였다.

실시예 2

[유전체 박막의 형성]

두께가 25㎛ 인 PET 필름으로 이루어지는 필름 기재의 일방의 면에, 유기 재료에 의해 두께 200㎚ 의 유전체 박막을 형성하였다. 당해 유전체 박막으로는 멜라민 수지 : 알키드 수지 : 유기 실란 축합물 = 2 : 2 : 1 (중량비) 의 열경화성 수지로 이루어지는 경화 피막 (상대 굴절률 n = 1.54) 을 형성하였다.

다음으로, 유전체 박막 상에, 실리카 코트법에 의해, 웨트 SiO₂ 막을 형성하였다. 즉, 실리카졸 (콜코트사 제조의 「콜코트 P」) 을 고형분 농도가 2％ 가 되도록 에탄올로 희석한 것을 도포하고, 150℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 경화 시 켜, 두께가 30㎚ 인 웨트 SiO₂ 막 (상대 굴절률 1.46) 을 형성하였다.

[투명 도전성 적층체의 제조]

실시예 1 에 있어서, [유전체 박막의 형성] 으로서 상기 조작을 실시한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 투명 도전성 적층체를 제조하였다.

실시예 3

[유전체 박막의 형성]

실시예 2 에 있어서, 유기 재료에 의해 형성된 유전체 박막의 두께를 35㎚ 로 한 것, 웨트 SiO₂ 막을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 조작을 실시하여 유전체 박막을 제조하였다.

[투명 도전성 적층체의 제조]

실시예 2 에 있어서, [유전체 박막의 형성] 으로서 상기 조작을 실시한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 투명 도전성 적층체를 제조하였다.

실시예 4

[유전체 박막의 형성]

실시예 1 에 있어서, SiO₂ 의 두께를 60㎛ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여 유전체 박막을 제조하였다.

[투명 도전성 적층체의 제조]

실시예 5

[유전체 박막의 형성]

실시예 2 에 있어서, 유기 재료에 의한 유전체 박막의 두께를 150㎛ 로 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 조작을 실시하여 유전체 박막을 제조하였다.

[투명 도전성 적층체의 제조]

비교예 1

실시예 2 에 있어서, 적층 투명 기체 대신에, 투명 기체로서 두께가 125㎛ 인 PET 필름으로 이루어지는 기체 필름에 하드 코트층을 형성한 것 (실시예 1 의 적층 투명 기체에 있어서, 두께 25㎛ 의 PET 필름으로 이루어지는 기체 필름을 부착하고 있지 않은 것) 를 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 투명 도전성 적층체를 제조하였다.

비교예 2

실시예 3 에 있어서, 적층 투명 기체 대신에, 투명 기체로서 두께가 125㎛ 인 PET 필름으로 이루어지는 기체 필름에 하드 코트층을 형성한 것 (실시예 1 의 적층 투명 기체에 있어서, 두께 25㎛ 인 PET 필름으로 이루어지는 기체 필름을 부착하고 있지 않은 것) 을 사용한 것 이외에는 실시예 3 과 동일하게 하여, 투명 도전성 적층체를 제조하였다.

(터치 패널의 제조)

실시예 및 비교예에서 얻어진 각 투명 도전성 적층체를 패널판으로 하고, 타방의 패널판 (하측 기판) 으로서 유리판 상에 두께 30㎚ 의 ITO 박막을 상기와 동일한 방법으로 형성한 투명 도전성 유리를 사용하고, 이 양 패널판을 ITO 박막끼리가 대향하도록, 10㎛ 의 스페이서를 개재하여 대향 배치하고, 스위치 구체 (構體) 로서의 터치 패널을 각각 제조하였다. 또한, 양 패널판의 각 ITO 박막은 상기의 대향 배치에 앞서, 미리 서로 직교하도록 은 전극을 형성하였다.

(굴절률)

SiO_x 막, SiO₂ 막, ITO 막 등의 굴절률은 아타고사 제조의 아베 굴절률계를 사용하여 각종 측정면에 대해 측정광을 입사시키도록 하여, 그 굴절계에 나타나는 규정의 측정 방법에 의해 측정하였다.

(각 층의 두께)

필름 기재, 기체 필름, 하드 코트층, 점착제층 등의 1㎛ 이상의 두께를 갖는 것에 관해서는, 미츠토요 제조 마이크로 게이지식 두께계로 측정하였다. 하드 코트층, 점착제층 등의 직접 두께를 계측하는 것이 곤란한 층의 경우에는, 각 층을 형성한 기재의 총 두께를 측정하여, 기재의 두께를 공제함으로써 각 층의 막두께를 산출하였다.

SiO_x 막, SiO₂ 막, ITO 막 등의 두께는 오오츠카 전자 (주) 제조의 순간 멀티 측광 시스템인 MCPD2000 (상품명) 을 사용하여 간섭 스펙트럼으로부터의 파형을 기초로 산출하였다.

(도전성 박막측의 경도 및 탄성률)

인덴테이션 시험에 의해, 본문에서의 상세한 기록의 방법으로, 도전성 박막측의 경도 및 탄성률을 측정하였다. 즉, 상기 도 3 에 나타낸 바와 같이, 표준 샘플 (용융 실리카) 을 시료대에 고정시키고, 그 상태에서 표준 샘플의 거의 중심부분에 압자를 수직 방향으로 하중을 가하여 압입하였다. 표준 샘플에 있어서 압자 접촉시의 최대 압입 깊이 hc 와 접촉 투영 면적 A 의 관계는 하기 식으로 나타냈다.

또한, 상기 수학식 (1) ∼ (3) 을 사용하여, C₀ ∼ C₅ 를 산출하였다. 산출시에는, 압자를 수직 방향으로 하중 20N, 50N, 80N, 100N, 150N, 200N 의 6 가지의 조건에 있어서, 각각 1 회의 인덴트 (압자 압입) 를 3 초간 실시하고, 1 샘플에 대해 5 회 측정하여, 평균치를 구하였다. 각 회의 측정은 압흔의 영향이 생기지 않도록, 측정 지점의 거리를 충분히 확보하였다. 또, 각 하중에 있어서 경도 H 가 10GPa, 탄성률 Er 이 70GPa 이 되도록 계산하였다.

다음으로, 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 투명 도전성 적층체를 피시험체로 하여 각각의 경도 및 탄성률을 측정하였다. 피시험체는 도전성 박막 (ITO 박막) 이 상측이 되도록 하여 시료대에 고정시켰다. 이와 같이 고정시킨 상태에서, 도전성 박막측의 거의 중심 부분에 압자를 수직 방향으로 하중 20μN 으로 1 회의 인덴트 (압자 압입) 를 3 초간으로 실시하고, 1 샘플에 대해 5 회 측정하여, 평균치를 구하였다.

(표면 전기 저항)

2 단자법을 사용하여, 각 터치 패널에 있어서의 ITO 막의 표면 전기 저항 (Ω/□) 을 측정하였다.

(광의 투과율)

시마즈 제작소 제조의 분광 분석 장치 UV-240 을 사용하여, 광 파장 550㎚ 에 있어서의 가시 광선 투과율을 측정하였다.

(면압 내구성)

도 4 에 나타내는 바와 같이, 면압 내구성 시험용 지그 (접지직경

20㎜) 를 하중 2㎏ 으로 누른 상태 (지그가 터치 패널에 접지시의 마찰 계수가 0.7 ∼ 1.3) 에서, 각 터치 패널에 대해 지그를 슬라이딩시키고, 소정 조건에서 슬라이딩시킨 후의 리니어리티를 측정하여 면압 내구성을 평가하였다. 슬라이딩 동작은 투명 도전성 적층체측에 있어서, 터치 패널의 주연부로부터 거리 5㎜ 이상 떨어진 범위 내의 영역에서 실시하였다. 또, 슬라이딩 조건은 슬라이딩 횟수를 100 회, 터치 패널의 갭을 100㎛ 로 하였다.

리니어리티의 측정은 다음과 같이 하였다. 즉, 투명 도전성 적층체에 있어서, 5V 의 전압을 인가하고, 측정 개시 위치 A 의 출력 전압을 E_A, 측정 종료 위치 B 의 출력 전압을 E_B, 측정점의 출력 전압을 E_X, 이론치를 E_XX 로 하면, 리니어리 티는 이하의 방법에 의해 얻어진다.

즉, 각 터치 패널의 슬라이딩 후, 투명 도전성 적층체에 있어서, 5V 의 전압을 인가하고, 측정 개시 위치 A 의 출력 전압을 E_A, 측정 종료 위치 B의 출력 전압을 E_B, 측정점의 출력 전압을 E_X, 이론치를 E_XX 로 하면, 리니어리티는 하기 수학식을 사용한 계산으로부터 얻어진다. 도 5 에, 실시예 1 에서 얻어진 터치 패널 에 있어서의 전압치와 측정 위치의 관계를 나타내는 그래프를 나타낸다. 동 도면에 나타내는 실선은 실측치를 나타내고, 파선은 이론치를 나타낸다. 얻어진 리니어리티의 값으로부터, 면압 내구성을 평가하였다. 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

E_xx(이론치) =× (E_B- E_A) / (B - A) + E_A

리니어리티 (%) = {(E_xx- E_x) / (E_B- E_A)} × 100

(결과)

하기 표 1 로부터 명확한 바와 같이, 실시예에 관련된 터치 패널이면, 면압 내구성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 특히 실시예 1 과 같이 유전체 박막으로서 특정한 것을 사용함으로써 면압 내구성을 향상시킬 수 있다.

Claims

투명한 필름 기재의 일방의 면에, 유전체 박막을 개재하여, 투명한 도전성 박막이 형성되고,

상기 투명한 필름 기재의 타방의 면에는, 투명한 점착제층을 개재하여 투명 기체가 부착되어 있는 투명 도전성 적층체로서,

상기 투명 기체는 적어도 2 장의 투명한 기체 필름을 투명한 점착제층을 개재하여 적층한 적층 투명 기체이며,

상기 유전체 박막은 상대 굴절률이 1.6 ∼ 1.9 인 SiO_x 막 (x 는 1.5 이상 2 미만) 으로 이루어지는 제 1 투명 유전체 박막과, SiO₂ 막으로 이루어지는 제 2 투명 유전체 박막에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 유전체 박막은 상기 필름 기재 측으로부터, 상기 제 1 투명 유전체 박막 및 상기 제 2 투명 유전체 박막이 이 순서로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 투명 유전체 박막은 드라이 프로세스에 의해 형성된 것인 것을 특 징으로 하는 투명 도전성 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 투명 유전체 박막은 두께가 1 ∼ 30㎚ 이고, 상기 제 2 투명 유전체 박막은 두께가 10 ∼ 70㎚ 이며, 상기 투명한 도전성 박막은 두께가 20 ∼ 35㎚ 인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 도전성 박막은 결정 입경이 200㎚ 이하이고 결정 함유량이 50％ 를 초과하는 결정질의 인듐주석 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 투명 기체의 외표면에 수지층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 도전성 박막이 적층되어 있는 측의 경도가 2GPa 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 도전성 박막이 적층되어 있는 측의 탄성률이 8GPa 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 적층체.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전성 적층체를 구비한 것을 특징으로 하는 터치 패널.