KR20120114260A - 도전성 기판 및 그 제조 방법 및 터치 패널 - Google Patents

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KR20120114260A
KR20120114260A KR20127014923A KR20127014923A KR20120114260A KR 20120114260 A KR20120114260 A KR 20120114260A KR 20127014923 A KR20127014923 A KR 20127014923A KR 20127014923 A KR20127014923 A KR 20127014923A KR 20120114260 A KR20120114260 A KR 20120114260A
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노리또시 도미까와
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도판 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

제조 공정을 재조사하여, 투명 도전막의 패턴 형상이 눈에 뜨이지 않는 도전성 기판에 있어서도, 투명 도전막 패턴 형상과 금속 배선 패턴의 위치 정밀도가 높은 도전성 기판 및 그 제조 방법 및 터치 패널을 제공한다. 도전성 기판(4)은, 투명 기판(1)의 적어도 편면에, 도전층(2)과, 투명 도전막(3)을 투명 기판(1)측으로부터 이 순서로 구비한다. 또한, 도전성 기판(4)의 제조 방법은, 투명 기판(1)의 적어도 편면에, 도전층(2)을 형성하는 공정과, 도전층(2)의 표면에 투명 도전막(3)을 형성하는 공정을 이 순서대로 구비한다.

Description

도전성 기판 및 그 제조 방법 및 터치 패널{CONDUCTIVE SUBSTRATE, METHOD FOR PRODUCING SAME, AND TOUCH PANEL}
본 발명은 입력 디바이스로서 설치되는 터치 패널에 사용되는 도전성 기판 및 도전성 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 다양한 전자 기기의 디스플레이 상에 입력 디바이스로서, 투명한 터치 패널이 설치되어 있다. 터치 패널의 방식으로서는, 저항막식, 정전 용량식 등을 들 수 있다. 특히, 정전 용량식은 멀티 터치가 가능해서, 모바일 기기 등의 용도에 많이 채용되어 있다.
정전 용량식의 터치 패널은, 기판의 표면 및 이면에 각각 X 좌표 및 Y 좌표의 패턴을 형성한 투명 도전막이 금속 배선 패턴을 통해서 회로에 접속되고, 표면의 투명 도전막과 이면의 투명 도전막 사이의 전압 변화를 검지할 수 있도록 한 구조로 되어 있다. 투명 도전막의 패턴의 형성 방법으로서는, 특허문헌 1 내지 3과 같이 포토리소그래피에 의한 방법이 있다. 다른 방법으로서는, 특허문헌 4와 같이, 도전막 형성용 조성물로서, 광에 반응하는 관능기 혹은 부위를 갖는 인듐 화합물 및 같은 관능기 혹은 부위를 갖는 주석 화합물을 사용하여, 패턴 노광을 행하는 방법이나, 특허문헌 5와 같이, 레이저 광에 의한 패턴 형성을 행하는 방법 등이 있다. 또한, 금속 배선 패턴은, 특허문헌 1과 같이, 투명 도전막의 패턴과 동시에 형성되는 경우나, 특허문헌 5 또는 6과 같이, Ag 잉크나 Al 등의 금속막을 사용해서 투명 도전막 상에 인쇄 등으로 형성된다.
[특허문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평1-197911호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 출원 공개 평2-109205호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허 출원 공개 평2-309510호 공보 [특허문헌 4] 일본 특허 출원 공개 평9-142884호 공보 [특허문헌 5] 일본 특허 출원 공개 2008-140130호 공보 [특허문헌 6] 일본 특허 출원 공개 2008-33777호 공보
그러나, 특허문헌 1 내지 3과 같은 포토리소그래피에 의한 방법에 의해, 투명 도전막의 패턴을 형성한 후에, 특허문헌 5 또는 6과 같은 금속 배선의 패턴을 인쇄할 때, 투명 도전막의 패턴이 패턴 형상을 눈에 뜨이지 않게 하기 위해서 미세한 구성을 취할 경우, 투명 도전막의 패턴 위에 금속 배선 패턴을 맞춰 넣기 위한 위치 결정용 마커를 읽어낼 수 없고, 투명 도전막의 패턴과 금속 배선 패턴이 어긋나버리는 문제가 있다. 한편, 특허문헌 1에는, 금속 배선 패턴을 투명 도전막의 패턴과 동시에 형성하는 것이 기재되어 있지만, 금속 배선 패턴에 투명 도전막에 사용하는 ITO가 포함되어 있고, 희소 자원인 인듐을 많이 사용하지 않으면 안되는 점에서 문제가 된다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 결점에 감안해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 제조 공정을 재조사하여, 투명 도전막의 패턴 형상이 눈에 뜨이지 않는 도전성 기판에 있어서도, 투명 도전막 패턴 형상과 금속 배선 패턴의 위치 정밀도가 높은 도전성 기판 및 그 제조 방법 및 터치 패널을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단으로서, 청구항 1에 기재된 발명은, 투명 기판의 적어도 편면에, 도전층과, 투명 도전막을 상기 투명 기판측으로부터 이 순서로 구비하는 것을 특징으로 하는 도전성 기판이다.
청구항 2에 기재된 발명은, 상기 투명 도전막이 도전성 패턴 영역 및 비도전성 패턴 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 도전성 기판이다.
청구항 3에 기재된 발명은, 상기 투명 도전막의 표면에 1 또는 2층 이상의 광학 조정층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 도전성 기판이다.
청구항 4에 기재된 발명은, 상기 투명 도전막의 도전성 패턴 영역의 표면에만 1 또는 2층 이상의 광학 조정층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 도전성 기판이다.
청구항 5에 기재된 발명은, 상기 도전성 기판의 적어도 편면중 어느 하나의 층의 사이 또는 최표면에 하드코트층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 도전성 기판이다.
청구항 6에 기재된 발명은, 상기 도전층의 시트 저항의 값이 1Ω/□ 이하이며, 상기 투명 도전막의 시트 저항의 값이 100Ω/□ 이상 700㏀/□ 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 5에 기재된 도전성 기판이다.
청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 6에 기재된 도전성 기판을 사용한 터치 패널이다.
청구항 8에 기재된 발명은, 점착층을 통해서, 다른 투명 기판 또는 다른 도전성 기판에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 도전성 기판이다.
청구항 9에 기재된 발명은, 상기 도전층의 시트 저항의 값이 1Ω/□ 이하이며, 상기 투명 도전막의 시트 저항의 값이 100Ω/□ 이상 700㏀/□ 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 8에 기재된 도전성 기판이다.
청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 9에 기재된 도전성 기판을 사용한 터치 패널이다.
청구항 11에 기재된 발명은, 투명 기판의 적어도 편면에, 도전층을 형성하는 공정과, 상기 도전층의 표면에 투명 도전막을 형성하는 공정을 이 순서대로 구비하는 것을 특징으로 하는 도전성 기판의 제조 방법이다.
청구항 12에 기재된 발명은, 상기 도전층의 표면에 투명 도전막을 형성하는 공정이, 상기 도전층의 표면에 도전성 패턴 영역 및 비도전성 패턴 영역을 갖는 투명 도전막을 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 청구항 11에 기재된 도전성 기판의 제조 방법이다.
청구항 13에 기재된 발명은, 광학 조정층을 형성하는 공정 및/또는 하드코트층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 12에 기재된 도전성 기판의 제조 방법이다.
청구항 14에 기재된 발명은, 모든 공정을 롤 투 롤 방식에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 청구항 13에 기재된 도전성 기판의 제조 방법이다.
본 발명에 따르면, 투명 도전막의 패턴 형상이 눈에 뜨이지 않는 도전성 기판에 있어서도, 투명 도전막과 금속 배선의 위치 맞춤이 용이한 도전성 기판 및 그 제조 방법 및 터치 패널의 제공이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 도전성 기판의 단면예 1의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 도전성 기판의 단면예 2의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 도전성 기판의 단면예 3의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 도전성 기판의 단면예 4의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 도전성 기판의 단면예 5의 설명도이다.
도 6은 본 발명의 도전성 기판의 단면예 6의 설명도이다.
도 7은 본 발명의 도전성 기판의 단면예 7의 설명도이다.
도 8은 본 발명의 도전성 기판의 단면예 8의 설명도이다.
도 9는 본 발명의 도전성 기판의 단면예 9의 설명도이다.
도 10은 본 발명의 도전성 기판의 단면예 10의 설명도이다.
도 11은 투명 도전막의 패턴예(X 좌표)의 설명도이다.
도 12는 투명 도전막의 패턴예(Y 좌표)의 설명도이다.
도 13은 투명 도전막의 패턴예의 X 좌표와 Y 좌표의 위치 관계의 설명도이다.
도 14는 본 발명의 도전성 기판의 패턴 형성 공정예의 설명도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면을 사용하면서 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 기재하는 실시 형태로 한정될 수 있는 것이 아니며, 당업자의 지식에 기초하여 설계의 변경 등의 변형을 가하는 것도 가능해서, 그러한 변형이 가미된 실시형태도 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 도전성 기판의 단면예 1의 설명도이다. 도전성 기판(4)은 투명 기판(1)의 편면에 설치된 도전층(2)과, 패턴을 갖지 않는 투명 도전막(3)으로 구성된다. 투명 도전막(3)은 패턴을 갖지 않기 때문에, 도 1의 도전성 기판(4)은 저항막식 터치 패널의 도전성 기판으로서 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 도전성 기판의 단면예 2의 설명도이다. 도전성 기판(4)은 투명 기판(1)의 편면에 설치된 도전층(2)과, 도전성 패턴 영역(3a) 및 비도전성 패턴 영역(3b)을 형성한 투명 도전막(3)으로 구성된다. 투명 도전막(3)은 패턴을 갖기 때문에, 도 2의 도전성 기판(4)은 정전 용량식 터치 패널의 도전성 기판으로서 사용할 수 있다. 여기서, 도전성 패턴 영역은 투명 도전층 중 도전성을 갖는 부분을 말하고, 비도전성 패턴 영역은 투명 도전층 중 도전성을 갖는 부분을 제외한 도전성을 갖지 않는 부분을 말한다.
본 발명의 정전 용량식 터치 패널의 도전성 기판으로서는, 도 2의 이외에, 도 3 내지 도 10까지의 도전성 기판을 들 수 있다. 도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 도전성 기판의 단면예 3 및 4의 설명도이다. 도 3과 같이, 도 2에 도시한 투명 도전막(3)상에 광학 조정층(5)을 형성해도 된다. 또한, 도 4와 같이, 구성에 따라서는, 투명 도전막(3)의 도전성 패턴 영역(3a)에만 광학 조정층(5)을 형성해도 된다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 도전성 기판의 단면예 5 및 6의 설명도이다. 도 5와 같이, 도 2에 도시한 도전성 기판(4)의 적어도 한쪽의 면에 하드코트층(6)을 형성함으로써, 표면 경도가 높아져, 흠집의 나기 어려운 기판이 된다. 여기에서는, 도전층(2)을 형성한 측과 반대인 면에, 하드코트층(6)을 형성하는 예를 나타냈지만, 도전층(2)과 투명 기판(1) 사이, 도전성 패턴 영역(3a) 및 비도전성 패턴 영역(3b)을 형성한 투명 도전막(3)의 표면, 또는 도 6과 같이 광학 조정층(5)의 표면 등 적절하게 선택할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 도전성 적층체의 단면예 7 내지 9의 설명도이다. 도 5에 도시한 도전성 기판(4)의 하드코트층(6)측에 점착층(8)을 통해서, 다른 투명 기판(1')을 접합하고 있다. 여기서, 접합하는 다른 투명 기판(1')은, 도 2에 도시한 도전성 기판(4)과 같은 구성의 다른 도전성 기판(4')을 구성하고 있어도 된다. 구체적으로는, 도 8과 같이, 다른 투명 기판(1')의 편면에, 도전층(2)과, 도전성 패턴 영역(3a) 및 비도전성 패턴 영역(3b)을 형성한 투명 도전막(3)을 형성한 다른 도전성 기판(4')을 사용하고, 다른 도전성 기판(4')의 투명 도전막(3)의 표면과, 도전성 기판(4)의 하드코트층(6)을 점착층(8)을 통해서 접합한다. 또한, 도 9와 같이, 다른 도전성 기판(4')의 다른 투명 기판(1')과, 도전성 기판(4)의 투명 기판(1)을 점착층(8)을 통해서 접합해도 된다. 도 8 또는 도 9의 경우, 도전성 기판(4)의 투명 도전막(3)의 패턴과, 다른 도전성 기판(4')의 투명 도전막(3)의 패턴은 후술하는 바와 같이 서로 직교하는 패턴인 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 도전성 적층체의 단면예 10의 설명도이다. 도 3에 도시한 도전성 기판(4)의 투명 기판(1)의 투명 도전막(3)을 형성한 면의 반대인 면에, 투명 도전막(3)의 패턴과 직교하는 투명 도전막의 패턴을 형성해도 된다. 이 반대의 면의 경우도, 투명 기판(1), 도전층(2) 및 도전성 패턴 영역(3a) 및 비도전성 패턴 영역(3b)을 형성한 투명 도전막(3)의 순서대로 구성되는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 도전성 기판(4)의 구성 부분에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 다른 도전성 기판(4')에 대해서는 도전성 기판(4)과 동등한 것으로서 취급한다.
본 발명에서 사용하는 투명 기판(1)의 형상은 판형상, 필름 형상 등을 들 수 있다. 투명 기판(1)의 재료로서는 글래스 외에 고분자 수지가 사용된다. 고분자 수지로서는 성막 공정 및 후공정에 있어서 충분한 강도가 있고, 표면의 평활성이 양호하면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리아릴레이트, 환형상 폴리올레핀, 폴리이미드 등을 들 수 있다. 그 두께는 부재의 박형화와 기판의 가요성을 고려하여, 10㎛ 이상 200㎛ 이하 정도의 것이 사용된다.
투명 기판(1)에 함유되는 재료로서는, 상기 재료의 이외에, 기재의 표면에 주지의 여러가지의 첨가제나 안정제, 예를 들어 대전 방지제, 자외선 방지제, 가소제, 윤활제, 역접착제 등이 사용되어도 된다. 박막과의 밀착성을 개선하기 위해서, 전처리로서 코로나 처리, 저온 플라즈마 처리, 이온 봄바드 처리, 약품 처리 등을 실시해도 된다.
또한, 다른 투명 기판(1')에 대해서도 투명 기판(1)과 동등한 것으로서 취급한다.
본 발명에서 사용하는 도전층(2)은 전압 변화를 검지할 수 있는 회로에 접속되어 있는 금속 배선 패턴이며, 투명 도전막(3)의 도전성 패턴 영역(3a)과 접하도록 형성된다. 투명 도전막(3)의 도전성 패턴 영역(3a)은 투명하고, 또한 고정밀도로 위치 정보를 판독하기 위해서 미세한 패턴인 것이 많기 때문에, 도전층(2)은 투명 도전막(3)의 도전성 패턴 영역(3a)과 정확하게 위치 맞춤을 행하여 형성하는 것이 필요하다.
도전층(2)으로서는, 금속막을 포토리소그래피나 레이저 등에 의한 방법으로 패터닝한 것, 은 잉크, 카본 나노 튜브(CNT), 도전성 수지 등을 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄에 의해 패턴 형성한 것 등을 들 수 있지만, 약 100㎛ 이하의 세선을 형성할 수 있고, 세선화해도 충분한 도전성을 얻을 수 있는 재료, 형성 기술이면, 어떠한 방법을 사용해도 상관없다. 또한, 금속막, 은 잉크, CNT 또는 도전성 수지 등의 패턴에는, 그 밖의 재료를 조합해서 도전층(2)을 형성해도 된다.
도전층(2)은 투명 기판(1)측으로부터, 도전층(2), 투명 도전막(3)의 순서대로 형성하는 것이 바람직하다. 도전층(2)을 형성한 후에 투명 도전막(3)을 형성함으로써, 도전층(2)과 투명 도전층(3)의 위치 맞춤을 용이하게 행할 수 있다. 반대로, 투명 기판(1)측으로부터, 투명 도전막(3), 도전층(2)의 순서대로 형성했을 경우, 투명 도전막(3)의 패턴이 투명하고 또한 미세한 구성이기 때문에, 도전층(3)을 투명 도전막(3)의 패턴의 위치에 고정밀도로 맞춰 넣는 것이 곤란하여 바람직하지 않다.
또한, 도전층(2)과는 별도로 위치 맞춤용의 마커를 형성해 두는 것에 의해, 투명 도전막 패턴과의 위치 조정이 더욱 용이하게 된다. 재료에 따라서는 건조나 경화 때문에 열이나 자외선을 적절하게 사용한다.
도전층(2)의 시트 저항에 대해서는 1Ω/□ 이하의 도전성이 있는 것이 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 세선화해도 충분한 도전성을 얻을 수 있다. 또한, 시트 저항은 4단침법에 의해 측정하거나, 혹은 패턴 형상과 그 저항값으로부터 산출할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 하드코트층(6)은 도전성 기판(4)에 기계적 강도를 갖게 하기 위해서 형성된다. 사용되는 수지로서는, 특별히 한정은 하지 않지만, 투명성과 적당한 경도와 기계적 강도를 갖는 수지가 바람직하다. 구체적으로는 3차원 가교를 기대할 수 있는 3관능 이상의 아크릴레이트를 주성분으로 하는 모노머 또는 가교성 올리고머와 같은 광 경화성 수지가 바람직하다.
3관능 이상의 아크릴레이트 모노머로서는, 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트, 이소시아눌산 EO 변성 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디트리메티롤프로판테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트 등이 바람직하다. 특히 바람직한 것은 이소시아눌산 EO 변성 트리아크릴레이트 및 폴리에스테르아크릴레이트이다. 이것들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상 병용해도 상관없다. 또한, 이들 3관능 이상의 아크릴레이트의 이외에 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 폴리올아크릴레이트 등의 소위 아크릴계 수지를 병용하는 것이 가능하다.
가교성 올리고머로서는, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 폴리에테르(메타)아크릴레이트, 폴리우레탄(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 실리콘(메타)아크릴레이트 등의 아크릴 올리고머가 바람직하다. 구체적으로는 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A형 에폭시아크릴레이트, 폴리우레탄의 디아크릴레이트, 크레졸 노볼락형 에폭시(메타)아크릴레이트 등이 있다.
하드코트층(6)은, 그 밖의 입자, 광중합 개시제 등의 첨가제를 함유해도 된다.
첨가하는 입자로서는 유기 또는 무기의 입자를 들 수 있지만, 투명성을 고려하면, 유기 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 입자로서는, 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지 및 불소 수지 등으로 이루어지는 입자를 들 수 있다.
입자의 평균 입경은 하드코트층(6)의 두께에 따라 다르지만, 헤이즈 등의 외관상의 이유에 의해, 하한으로서 2㎛ 이상, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상, 상한으로서는 30㎛ 이하, 바람직하게는 15㎛ 이하의 것을 사용한다. 또한, 입자의 함유량도 같은 이유로, 수지에 대하여 0.5중량% 이상 5중량% 이하인 것이 바람직하다.
광중합 개시제를 첨가할 경우, 라디칼 발생형의 광중합 개시제로서, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤질메틸케탈 등의 벤조인과 그 알킬에테르류, 아세트페논, 2, 2, -디메톡시-2-페닐 아세트페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 아세트페논류, 메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 2-아밀 안트라퀴논 등의 안트라퀴논류, 티옥산톤, 2, 4-디에틸 티옥산톤, 2, 4-디이소프로필 티옥산톤 등의 티옥산톤류, 아세트페논 디메틸케탈, 벤질 디메틸케탈 등의 케탈류, 벤조페논, 4, 4-비스메틸아미노벤조페논 등의 벤조페논류 및 아조 화합물 등이 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있고, 또한 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민 등의 제3급 아민, 2-디메틸아민에틸 벤조산, 4-디메틸아민 벤조산에틸 등의 벤조산 유도체 등의 광개시조제 등과 조합해서 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제의 첨가량은 주성분의 수지에 대하여 0.1중량% 이상 5중량% 이하이며 바람직하게는 0.5중량% 이상 3중량% 이하이다. 하한값 미만에서는 하드코트층의 경화가 불충분해져 바람직하지 않다. 또한, 상한값을 초과하는 경우에는, 하드코트층의 황변이 발생하거나, 내후성이 저하하거나 하기 때문에 바람직하지 않다. 광경화형 수지를 경화시키는데 사용하는 광은 자외선, 전자선, 혹은 감마선 등이며, 전자선 혹은 감마선의 경우, 반드시 광중합 개시제나 광개시조제를 함유할 필요는 없다. 이들의 선원으로서는 고압 수은등, 크세논 램프, 금속 할라이드 램프나 가속 전자 등을 사용할 수 있다.
또한, 하드코트층(6)의 두께는 특별히 한정되지 않지만 0.5㎛ 이상 15㎛ 이하의 범위가 바람직하다. 또한, 투명 기판층(11)과 굴절률이 동등 혹은 유사한 것이 더욱 바람직하고, 1.45 이상 1.75 이하 정도가 바람직하다.
하드코트층(6)의 형성 방법은 주성분인 수지와 자외선을 흡수하는 재료를 용제에 용해시키고, 다이 코터, 커텐플로우코터, 롤 코터, 리버스 롤 코터, 그라비아 코터, 나이프 코터, 바코터, 스핀 코터, 마이크로 그라비아 코터 등의 공지의 도포 방법으로 형성한다.
용제에 대해서는, 상기의 주성분의 수지를 용해하는 것이면 특별히 한정하지 않는다. 구체적으로는, 용제로서, 에탄올, 이소프로필알코올, 이소부틸 알코올, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세트산에틸, 아세트산 n-부틸, 아세트산 이소아밀, 락트산에틸, 메틸 셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸 셀로솔브, 메틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 등을 들 수 있다. 이들의 용제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
광학 조정층(5)으로서, 투명 도전막(3)에 형성된 패턴을 눈에 뜨이지 않게 하는 기능을 갖고, 시인성을 향상시키기 위한 층이다. 무기 화합물을 사용할 경우, 산화물, 황화물, 불화물, 질화물 등의 재료가 사용가능하다. 상기 무기 화합물로 이루어지는 박막은, 그 재료에 의해 굴절률이 상이하고, 그 굴절률이 다른 박막을 특정한 막 두께로 형성함으로써, 광학 특성을 조정하는 것이 가능해진다. 또한, 광학 기능층의 층수로서는 목적으로 하는 광학 특성에 따라 복수층 이어도 된다.
굴절률이 낮은 재료로서는, 산화마그네슘(1.6), 이산화규소(1.5), 불화 마그네슘(1.4), 불화 칼슘(1.3~1.4), 불화 세륨(1.6), 불화 알루미늄(1.3) 등을 들 수 있다. 또한, 굴절률이 높은 재료로서는, 산화티탄(2.4), 산화지르코늄(2.4), 황화아연(2.3), 산화탄탈(2.1), 산화아연(2.1), 산화 인듐(2.0), 산화니오브(2.3), 산화탄탈(2.2)을 들 수 있다. 단, 상기 괄호내의 수치는 굴절률을 나타낸다.
한편, 광학 조정층(5)으로서, 하드코트층(6)과 같은 수지를 사용해도 된다. 이 경우, 산화지르코늄이나 산화티탄 등의 고굴절률 무기 미립자를 수지에 분산시켜, 수지의 굴절률을 높일 수 있다.
투명 도전막(3)은 산화 인듐, 산화아연, 산화 주석의 어느 하나, 또는 이들의 2종류 혹은 3종류의 혼합 산화물, 또한 기타 첨가물이 더하여진 물(物) 등을 들 수 있지만, 목적?용도에 의해 다양한 재료를 사용할 수 있고, 특별히 한정되는 것이 아니다. 현재 시점에서, 가장 신뢰성이 높고, 많은 실적이 있는 재료는 산화 인듐 주석(ITO)이다.
가장 일반적인 투명 도전 재료인 산화 인듐 주석(ITO)을 투명 도전막(3)으로서 사용할 경우, 산화 인듐으로 도프되는 산화 주석의 함유비는 디바이스에 요구되는 사양에 따라 임의의 비율을 선택한다. 예를 들어, 기재가 플라스틱 필름인 경우, 기계 강도를 향상시키는 목적으로 박막을 결정화시키기 위해서 사용하는 스퍼터링 타깃 재료는 산화 주석의 함유비가 10중량% 미만인 것이 바람직하고, 박막을 아몰퍼스화해 가요성을 갖게 하기 위해서는, 산화 주석의 함유비는 10중량% 이상이 바람직하다. 또한, 박막에 저저항이 요구되는 경우에는, 산화 주석의 함유비는 3중량% 내지 20중량%의 범위가 바람직하다.
투명 도전막(3)의 시트 저항에 대해서는, 100Ω/□ 이상 700㏀/□ 이하의 도전성이 있는 것이 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 내구성 및 투과성이 우수하고, 접촉 위치를 고정밀도로 검지할 수 있다. 또한, 시트 저항에 대해서는, 도전층(2)과 마찬가지로, 4단침법에 의해 측정하거나, 혹은 패턴 형상과 그 저항값으로부터 산출할 수 있다.
광학 조정층(5)에 무기 화합물을 사용할 경우, 및 투명 도전막(3)의 제조 방법으로서는, 막 두께의 제어가 가능하면 어떠한 성막 방법이라도 되고, 그 중에서도 박막의 생성에는 건식법이 우수하다. 이것에는 진공 증착법, 스퍼터링 등의 물리적 기상 석출법이나 CVD법과 같은 화학적 기상 석출법을 사용할 수 있다. 특히 대면적에 균일한 막질의 박막을 형성하기 위해서, 프로세스가 안정되고, 박막이 치밀화되는 스퍼터링법이 바람직하다.
투명 도전막(3)에는 도 11 또는 도 12와 같은 패턴을 실시한다. 도 11 또는 도 12와 같이, 형성되는 패턴은 흑색으로 나타낸 도전성 패턴 영역(3a)과, 백색으로 나타낸 비도전성 패턴 영역(3b)으로 이루어진다. 도전성 패턴 영역(3a)은 도전층(2)과 접하고 있고, 전압 변화를 검지할 수 있는 회로에 접속되어 있다. 사람의 손가락 등이 검출 전극인 도전성 패턴 영역(3a)에 접근하면, 전체의 정전 용량이 변화되기 때문에 회로의 전압이 변동하고, 접촉 위치의 판정을 할 수 있다. 도 11 또는 도 12의 패턴을 접합하고, 도 13과 같이 서로 직교하도록 조합하고, 전압 변화 검지 회로와 접속함으로써, 2차원의 위치 정보가 얻어진다.
또한, 투명 도전막(3)은 투명 도전막(3)의 도전성 패턴 영역(3a) 및 비도전성 패턴 영역(3b)의 전체광선 투과율의 차이가 1% 이하인 것이 바람직하며, 이 범위일 경우, 도전성 기판의 양면에 다른 패턴을 형성해도, 패턴 형상이 눈에 뜨이지 않게 되고, 시인성이 향상된다. 또한, 도전성 패턴 영역과 비도전성 패턴 영역과의 투과 색상 b*차이가 1.5 이하인 것이 바람직하다. 이 범위일 경우, 패턴 형상이 또한 눈에 뜨이지 않게 되어, 시인성이 더욱 향상된다.
투명 도전막(3)의 패턴 형상은, 도 11 또는 도 12와 같은 다이아몬드형 패턴이외에, 메쉬형 패턴 등이 있고, 2차원의 위치 정보를 정확하게 판독하기 위해서는, 가능한 한 미세한 패턴을 형성하고, 또한 2매의 패턴에 대해서 정확하게 위치 맞춤을 행하는 것이 필요하다.
투명 도전막(3)의 패턴 형성 방법으로서는, 투명 도전막(3)상에 레지스트를 도포하고, 패턴을 노광?현상에 의해 형성한 후에 투명 도전막을 화학적으로 용해시키는 포토리소그래피에 의한 방법, 진공중에서 화학 반응에 의해 기화시키는 방법, 레이저에 의해 투명 도전막을 승화시키는 방법 등 들 수 있다. 패턴 형성 방법은 패턴의 형상, 정밀도 등에 의해 적절하게 선택할 수 있지만, 패턴 정밀도, 세선화를 고려하여, 포토리소그래피에 의한 방법이 바람직하다.
본 발명의 도전성 기판(4)의 패턴 형성 공정을 도 5에 도시하는 도전성 기판(4)을 예로 도 14에 도시한다. 우선, 투명 기판(1)을 준비하고(공정(a)), 한쪽의 면에 하드코트층(6)을 형성한다(공정(b)). 투명 기판(1)의 하드코트층(6)과는 반대의 면에 소정의 위치에 도전층(2)을 형성한다(공정(c)). 또한 투명 도전막(3)을 성막한다(공정(d)). 다음에, 도전층(2) 및 투명 도전막(3)의 표면에 레지스트(7a)를 도포하고(공정(e)), 투명 도전막(3)에 패턴을 형성하기 위한 광원, 도 11 혹은 도 12로 대표되는 패턴 마스크, 레지스트(7a)를 도포한 투명 기판을 순서대로 배치하고, 광원의 광에 의해 노광하고, 레지스트(7b 및 7c)의 영역을 만든다(공정(f)). 또한, 도면부호(7c)는 광에 의해 감광한 레지스트이다. 이어서, 감광하고 있지 않은 레지스트(7b)를 현상액에 의해 제거하고(공정(g)), 투명 도전막(3)의 노출 부분을 에칭한다(공정(h)). 최후에 감광한 레지스트(7c)를 박리해서 도전성 기판(4)을 얻는다(공정(i)).
본 발명의 도전성 기판(4)의 제조 방법은, 도전층(2)을 형성하는 공정(c)과 투명 도전막(3)을 성막하는 공정(d)을 이 순서대로 구비하는 것이 바람직하다. 먼저 도전층(2)을 형성하고, 이어서 투명 도전막(3)을 성막해서 패턴을 형성함으로써, 도전층(2)의 위치를 기준으로 투명 도전막(3)의 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 용이하게 위치 맞춤을 행할 수 있다. 반대로, 투명 도전막(3)을 성막해서 패턴을 형성한 후에 도전층(2)을 형성했을 경우, 투명하고, 또한 미세한 형상의 투명 도전막(3)의 패턴의 위치에 맞춰서 도전층(2)을 형성하지 않으면 안되어, 용이하게 위치 맞춤을 행할 수 없다. 또한, 투명 도전막(3)을 성막해서 패턴을 형성한 후에 도전층(2)을 형성했을 경우, 도전층(2)을 형성하는 은 잉크를 고온에서 건조시키기 때문에, 먼저 성막한 투명 도전막(3)의 시트 저항의 값이 증대해 버려, 고정밀도로 접촉 위치를 검지할 수 없게 된다.
도전층(2)을 형성하는 공정(c)에서는, 도전층(2)을 형성하는 동시에, 위치 맞춤용의 마커를 형성해 두는 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 그 후 투명 도전막(3)의 패턴을 형성할 때에 위치 맞춤용의 마커를 표식으로 패턴을 형성할 수 있다.
도 14는 네거티브형의 레지스트를 사용해서 패턴을 형성하는 방법의 각 공정을 도시한 도면이지만, 포지티브형의 레지스트를 사용해서 패턴을 형성해도 된다.
그 밖의 도면에 도시한 본 발명의 도전성 기판(4)도 마찬가지로, 상기 각 공정에 의해, 투명 도전막(3)의 도전성 패턴 영역(3a) 및 비도전성 패턴 영역(3b)을 형성할 수 있다.
본 발명의 도전성 기판(4)의 제조 방법은, 도 14에 도시한 공정에 의해 얻어진 도전성 기판(4)의 투명 기판(1)에 다른 투명 기판(1')을 접합하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 또한, 다른 공정에 의해 얻어진 도전성 기판(4')을 이용하여, 다른 도전성 기판(4')의 투명 도전막(3)의 표면과, 도전성 기판(4)의 하드코트층(6)을 점착층(8)을 통해서 접합하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 도전성 기판(4)의 제조 방법은 도전층(2)을 형성하는 공정, 투명 도전막(3)을 형성하는 공정 또는 도전성 패턴 영역(3a) 및 비도전성 패턴 영역(3b)을 갖는 투명 도전막(3)을 형성하는 공정, 광학 조정층(5)을 형성하는 공정 및 하드코트층(6)을 형성하는 공정을 각각 롤 투 롤 방식에 의해 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 도전성 기판(4)을 효율적으로 대량으로 생산할 수 있다. 특히, 각 공정을 연속해서 롤 투 롤 방식에 의해 행하는 것이 더욱 바람직하다.
실시예
다음에 실시예 및 비교예에 대해서 설명한다.
<제1 실시예>
투명 기판으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(도레이사제품, 두께:100㎛)을 사용하고, 한쪽의 면에, 하기 조성의 수지층 형성용 도포액을 마이크로 그라비아 코터로 도포하고, 60℃에서 1분간 건조시켜고, 자외선에 의해 경화시킴으로써, 하드코트층을 형성했다.
[수지층 형성용 도포액의 조성]
수지 : 자외선광 UV-7605B(일본 합성 화학사제품) 100중량부
개시제 : 이루가큐어184(치바?재팬사제품) 4중량부
용제 : 아세트산 메틸 100중량부
투명 기판의 하드코트층과는 반대면에, 은 잉크를 사용해서 스크린 인쇄기에 의해 도전층 및 위치 맞춤용 마커를 형성하고, 150℃ 에서 30분간 건조시켰다. 다음에, 도전층 상에 스퍼터링법에 의해, 투명 도전막으로서 ITO막을 25㎚ 성막한 후, 은 잉크의 위치 맞춤용 마커를 기준으로, 포토리소그래픽법에 의해 투명 도전막의 패턴을 형성했다.
제1 실시예의 경우, 하드코트를 도포 시공한 것에 의해, 흠결이 적은 투명 도전막을 형성할 수 있었다. 또한, 위치 맞춤이 용이했었기 때문에, 패턴 어긋남에 의한 결함이 없었다. ITO막의 시트 저항의 값은 200Ω/□로 안정되어 있었다.
<실시예 2>
투명 기판으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(도레이사제품, 두께:100㎛)을 사용하고, 한쪽의 면에, 제1 실시예와 동일한 하드코트층을 형성하고, 투명 기판의 하드코트층과는 반대면에, 제1 실시예와 동일한 도전층 및 위치 맞춤용 마커를 형성했다. 다음에, 제1 실시예와 동일한 ITO막을 25㎚ 성막후, 광학 조정층으로서, SiO2를 70㎚ 성막한 후, 은 잉크의 위치 맞춤용 마커를 기준으로, 포토리소그래픽법에 의해 SiO2 및 ITO를 동일 패턴으로 에칭하고, 도전성 기판을 얻었다.
실시예 2의 경우, 하드코트를 도포 시공한 것에 의해, 흠결이 적은 투명 도전막을 형성할 수 있었다. 또한, 위치 맞춤이 용이했기 때문에, 패턴 어긋남에 의한 결함이 없었다. ITO막의 시트 저항의 값은 200Ω/□로 안정되어 있고, 광학 특성에 관해서도 도전성 패턴 영역과 비도전성 패턴 영역의 전체광선 투과율 차이는 0.3%로, 패턴을 시인하기 어려운 도전성 기판을 얻었다.
<비교예>
투명 기판으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(도레이사제품, 두께:100㎛)을 사용하고, 한쪽의 면에, 제1 실시예와 동일한 하드코트층을 형성하고, 투명 기판의 하드코트층과는 반대면에, 스퍼터링법에 의해 광학 조정층으로서 TiO2를 10㎚, SiO2를 56㎚, 투명 도전막으로서 ITO막을 25㎚ 각각 성막했다. 다음에, 포토리소그래픽법에 의해, ITO막에 도전성 패턴 영역, 비도전성 패턴 영역 및 위치 맞춤용 마커를 형성하고, 최후에 은 잉크를 사용해서 스크린 인쇄기에 의해 도전층을 형성하고, 150℃ 에서 30분간 건조시켜, 도전성 기판을 얻었다.
비교예의 경우, 도전성 패턴 영역과 비도전성 패턴 영역의 전체광선 투과율 차이는 0.7%로 패턴을 시인하기 어려운 도전성 기판이 얻어졌지만, 위치 맞춤용 마커가 도전층을 형성하는 스크린 인쇄 공정에서 간파되지 않아, 위치 맞춤 결함이 많이 발생했다. 또한, 은 잉크의 건조 공정에서의 고온에 의해, 성막후 200Ω/□이었던 ITO막의 시트 저항의 값이 800Ω/□로 증대한 것이 확인되었다.
1 : 투명 기판
1' : 다른 투명 기판
2 : 도전층
3 : 투명 도전막
3a : 도전성 패턴 영역
3b : 비도전성 패턴 영역
4 : 도전성 기판
4' : 다른 도전성 기판
5 : 광학 조정층
6 : 하드코트층
7a, 7b : 레지스트
7c : 감광한 레지스트
8 : 점착층

Claims (14)

  1. 투명 기판의 적어도 편면에, 도전층과, 투명 도전막을 상기 투명 기판측으로부터 이 순서로 구비하는 것을 특징으로 하는 도전성 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전막이 도전성 패턴 영역 및 비도전성 패턴 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투명 도전막의 표면에 1 또는 2층 이상의 광학 조정층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 기판.
  4. 제2항에 있어서, 상기 투명 도전막의 도전성 패턴 영역의 표면에만 1 또는 2층 이상의 광학 조정층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 기판.
  5. 제3항에 있어서, 상기 도전성 기판의 적어도 편면의 어느 하나의 층의 사이 또는 최(最)표면에 하드코트층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도전층의 시트 저항의 값이 1Ω/□ 이하이며, 상기 투명 도전막의 시트 저항의 값이 100Ω/□ 이상 700㏀/□ 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 기판.
  7. 제6항에 기재된 도전성 기판을 사용한 터치 패널.
  8. 제2항에 있어서, 점착층을 통해서, 다른 투명 기판 또는 다른 도전성 기판에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 기판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 도전층의 시트 저항의 값이 1Ω/□ 이하이며, 상기 투명 도전막의 시트 저항의 값이 100Ω/□ 이상 700㏀/□ 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 기판.
  10. 제9항에 기재된 도전성 기판을 사용한 터치 패널.
  11. 투명 기판의 적어도 편면에, 도전층을 형성하는 공정과,
    상기 도전층의 표면에 투명 도전막을 형성하는 공정을
    이 순서대로 구비하는 것을 특징으로 하는 도전성 기판의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 도전층의 표면에 투명 도전막을 형성하는 공정이, 상기 도전층의 표면에 도전성 패턴 영역 및 비도전성 패턴 영역을 갖는 투명 도전막을 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 도전성 기판의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 광학 조정층을 형성하는 공정 및/또는 하드코트층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 기판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 모든 공정을 롤 투 롤 방식에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 도전성 기판의 제조 방법.
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